JP6178082B2 - 防火部材 - Google Patents

Description

本発明は、防火部材に関する。

火災発生時に延焼を抑制する防火部材が開発されている。防火部材は、建物内で避難通路を形成したり、建物内を耐火壁で分断したりできるよう構成する場合などに使用されている。
特許文献１には、建物の同一階に、複数の防火区画を隣接して設けることにより形成された避難経路と、この避難経路に沿って設けられ、視認性を有する耐火ガラスを用いて区画され、一時待避所として利用できる安全区画とを有することを特徴とする避難安全区画システムが記載されている。
特許文献２には、火災時に散水装置により防火壁等を冷却して熱による延焼を防止できるようにした防火ガラスを用いた安全区画システムが記載されている。
特許文献３には、遮蔽部材を建物内に繰り出して複数の区画を形成し、防火、防煙及び遮熱の少なくとも一つの性能が他の部分に比べて低い部分に水を噴霧供給する防火防煙区画形成システムが記載されている。
特許文献４には、ドア体が通常時には通路の床面に水平状態で設置されており、火災発生時には原動機の駆動力により起立させられて通路を閉鎖する防火シャッターが記載されている。

特開２００２−３４９０９４号公報 特開平３−１１２５６７号公報 特開２００３−１１１８５９号公報 特開２００３−３４３１７５号公報

しかし、例えば特許文献１に記載された技術は、所定温度に達した時点で発泡して膨張する熱感応型発泡材を用いるが（段落５７参照）、その温度に達するまで引き戸等の隙間が埋められない状態となり、煙の進入を許すものとなっていた。
本発明は、温度が上昇する前であっても、煙が進入し得るような隙間の発生を防ぐことを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る防火部材は、通路を塞がない第１の位置から、当該通路を塞ぐ位置であって火災発生時に水が供給される第２の位置へと移動可能に構成された防火部材であって、吸水によって膨張するとともに耐燃性が向上する吸水材と、前記吸水材を保持する基材とから構成されることを特徴とする。

好ましくは、前記吸水材と前記基材とをそれぞれ有する複数の板によって構成され、前記吸水材は、前記第２の位置へ移動させられたときに前記基材によって前記複数の板同士に挟まれる部分に保持され、前記水の供給を受けて膨張するとよい。
また、好ましくは、前記吸水材は、前記第２の位置へ移動させられたときに前記火災に向かい合うように、前記基材によって保持されるとよい。
また、好ましくは、前記基材は、板状の部材であり、前記吸水材を当該板状のいずれかの面に塗布することにより保持するとよい。
また、好ましくは、前記吸水材は、二酸化ケイ素を含むとよい。
また、好ましくは、前記第１の位置から前記第２の位置へ前記複数の板を誘導するための紐状の誘導部材を有し、前記複数の板は、前記誘導部材を通す孔が設けられ、前記吸水材は、前記孔に保持され、前記水の供給を受けて当該孔を塞ぐように膨張するとよい。

本発明に係る防火システムは、上述の防火部材と、前記防火部材で区画された２つの空間の差圧を測定する測定手段と、前記測定手段が測定した差圧に応じて、前記２つの空間のうち、前記火災が発生している側の第１空間よりも、当該火災が発生していない第２空間の気圧が高くなるように、当該第２空間に送気する送気手段とを有する。

本発明によれば、水を供給することでその水の供給前に比べて煙が進入し得るような隙間の発生を防止することができる。

実施形態における防火シャッターの構成を示す図である。 実施形態における防火板の構成を示す図である。 実施形態における防火シャッターの形状の変化を示す図である。 実施形態における防火シャッターの動作を説明するための図である。 変形例における防火板を示す図である。 変形例における防火板を示す図である。 応用例における建物の一部を示す図である。

１．実施形態
１−１．防火シャッターの構成
図１は、防火シャッター９の構成を示す図である。防火シャッター９は、図１に示すように、防火板１に設けられた孔２にワイヤ３を通すことで、複数の防火板１を連結させて形成される防火部材である。

１−２．防火板の構成
図２は、防火板１の構成を示す図である。防火板１は、板状の基材１１の一方の面に対して吸水材１２を塗布して形成される板である。防火板１には、４つの孔２が設けられている。基材１１は、例えば、石膏ボード（硫酸カルシウムの水和物などの耐火材）である。なお、基材１１の材質に基づき強度の補強として、金網等の補強部材を内部に組み込んだものであってもよい。

吸水材１２は、吸水すると吸水前よりも膨張し、かつ、吸水前よりも高い耐熱性を示す材質である。吸水材１２は、例えば、無定形の二酸化ケイ素であってもよいし、ケイ酸ゲルを脱水・乾燥したものでもよい。これらの材質を含むことにより、吸水材１２は、水分を吸着して膨潤する。つまり、例えば、散水された水と接触してこれらの材質が水和するのと同時に、その水を保持するため、その結果、吸水材１２は、周囲に対して体積を膨張させる。

１−３．防火シャッターの動作
図３は、防火シャッター９の形状の変化を示す図である。収納されているとき、防火シャッター９は、図３（ａ）に示すように、複数の防火板１の表面、すなわち、吸水材１２が設けられている面と、裏面、すなわち、基材１１の面とが交互に向かい合うように重ねられている。一方、防火シャッター９は、通路を塞ぐときに、図３（ｂ）に示すように、ワイヤ３が張られて表面同士、および、裏面同士がそれぞれ同じ方向に向くように配置される。

図４は、防火シャッター９の動作を説明するための図である。火災が発生していないとき防火シャッター９は、図３（ａ）に示すように重ねられた状態で、図４（ａ）に示すように、壁面５に囲われた空間Ｓ０の近傍にある収納位置Ａ１（第１の位置）に収納されている。空間Ｓ０は、通路である。壁面５（または天井面）には、散水ノズル４が設置されている。散水ノズル４は図示しないポンプによって水が供給されるノズルである。

防火シャッター９は、火災が発生すると、その火災を感知する図示しない火災感知器などを有する。火災感知器が火災を感知して、保持具（図示略）などを外すことにより、収納位置Ａ１に収納された複数の防火板１が、図４（ａ）の矢印方向に順次落下して防火位置Ａ２（第２の位置）に移動し、防火シャッター９は、図４（ｂ）に示す形状となる。これにより通路が塞がれ、空間Ｓ０は、空間Ｓ１と空間Ｓ２とに区画される。また、この形状となった防火シャッター９は、空間Ｓ１側の面によって散水ノズル４から水４０の供給を受ける。なお、図３に示したワイヤ３は、第１の位置から第２の位置へ複数の防火板１を誘導するための紐状の誘導部材として機能する。

防火シャッター９が防火位置Ａ２へ移動したとき、各防火板１の吸水材１２は、火災に向かい合うように、基材１１によって保持されている。すなわち、図４（ｂ）に示す空間Ｓ１において火災が発生しており、防火シャッター９は、吸水材１２が設けられた面を空間Ｓ１に向かわせて、空間Ｓ２との通路を遮断する。

散水ノズル４は、防火シャッター９を構成する防火板１の表面が向く側に設置されている。したがって、散水ノズル４から供給される水４０は、各防火板１の表面に供給される。防火板１の表面には吸水材１２が設けられているため、吸水材１２は、水４０の供給を受けて吸水する。

ところで、防火シャッター９は防火位置Ａ２に移動したときに通路を塞ぐが、防火板１同士の間には隙間が生じる場合があり、空間Ｓ１で発生した煙が空間Ｓ２へ進入することがある。上述したように吸水材１２は吸水すると膨張するので、図３（ｂ）に示したように各防火板１同士の接触部分において吸水材１２が互いに押し合い、これらの吸水材１２に挟まれた隙間は無くなる。そのため、防火シャッター９は、水の供給を受けた後では、水の供給を受ける前に比べて、隙間を通過する気体の量が無くなり防煙性能が増す。すなわち、防火シャッター９は、所定温度以上になる前であっても水を供給するだけで、防火板１間の隙間が無くなるので、火災が進行する初期の段階から煙を遮断できる。
なお、防火シャッター９が防火位置Ａ２へ移動したときに、端に配置される防火板１と壁面５との間にも隙間が生じ易い。この隙間は吸水材１２同士で挟まれてはいないが、吸水材１２が水の供給を受けることで壁面５に向かって膨張するので、隙間を無くすことができる。

２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。
２−１．変形例１
上述した実施形態において用いられる防火部材は、複数の防火板１によって構成される防火シャッター９であったが、１枚の防火板によって構成された防火部材であってもよい。この場合、この防火部材は、孔２およびワイヤ３を有しないでもよく、壁面５に蝶番などによって一辺を固定されていてもよい。そして、この防火部材は、火災発生時において蝶番を軸として回転して通路を遮断すればよい。なお、この場合においても、防火板と壁面５との間の隙間は、防火板が有する吸水材が水の供給を受けることで壁面５に向かって膨張するので、塞がれる。すなわち、防火部材は、第２の位置において吸水材に水が供給されると通路との隙間を無くす。

２−２．変形例２
上述した実施形態において、防火シャッター９が防火位置Ａ２へ移動させられたとき、各防火板１の吸水材１２は、火災に向かい合うように、基材１１によって保持されていたが、複数の防火板１同士に挟まれる部分に保持されていてもよい。

図５は、この変形例における防火板１ａを示す図である。防火板１ａは、基材１１ａと吸水材１２ａとを有する。防火板１ａが防火板１と異なる点は、図５（ａ）に示すように、吸水材１２ａからなる層が基材１１ａの表面のみならず、その側面を囲い込むように塗布されている点である。これにより、各防火板１ａが、表面同士、および、裏面同士をそれぞれ同じ方向に向けて配置されるときに、防火板１ａ同士に挟まれる部分には、吸水材１２ａが保持されている。したがって、防火板１ａ同士の隙間は、水の供給を受けて膨張する吸水材１２ａに挟まれるため、無くなる。

２−３．変形例３
上述した実施形態において、防火板１の表面には吸水材１２による層がむき出しの状態で設けられていたが、被覆材１１１によって覆われていてもよい。

図６は、この変形例における防火板１ｃを示す図である。防火板１ｃは、基材１１ｃと吸水材１２ｃとを有し、基材１１ｃは、平板１１０と被覆材１１１とを有し、この平板１１０と被覆材１１１とは同材質で形成されている。被覆材１１１は、平板１１０との間に収容空間を有しており、この収容空間には図６に示すように吸水材１２ｃが収容されている。収容された吸水材１２ｃは、被覆材１１１によって外気から遮断されている。この被覆材１１１が破壊されると、上記の収容空間に収容されている吸水材１２ｃと供給された水とが接触し、吸水材１２ｃは吸水する。
この構成によれば、被覆材１１１が破壊されるまで吸水材１２ｃは空気中の水分から遮断されるので、吸水材１２ｃが空気中の水分を吸って変質することが防止される。

２−４．変形例４
変形例３において被覆材は、防火シャッター９が防火位置Ａ２に移動する際に力を受けて破壊されてもよい。例えば、防火シャッター９が防火位置Ａ２に移動する際に、各防火板１は、表面同士、および、裏面同士が同じ方向を向くように並ぶが、このように並ぶ配置になったときに、防火板１に設けられた突起（図示せず）が、上述した被覆材に突き刺さってこれを破壊してもよい。
この構成によれば、被覆材は、防火シャッター９が収納されているときには破壊されず、防火シャッター９が通路を遮断するときに破壊されるので、収納時において吸水材が給水する可能性は低い。

２−５．変形例５
防火シャッター９によって区画された空間Ｓ１と空間Ｓ２の差圧に応じて、空間Ｓ２の気圧を調整してもよい。例えば、図４に示すように、空間Ｓ０を囲う壁面５には、２箇所で管Ｐ１，Ｐ２が通されており、これらの管Ｐ１，Ｐ２は差圧計６に接続されている。差圧計６は、防火シャッター９が空間Ｓ０を空間Ｓ１と空間Ｓ２とに区画したときに、空間Ｓ１と空間Ｓ２との差圧（圧力差）を測定する測定手段である。

また、図４に示すように、空間Ｓ０を囲う壁面５のうち、空間Ｓ２側の壁には、送風機７の吐出口が接続されている。送風機７は、防火シャッター９が空間Ｓ０を空間Ｓ１と空間Ｓ２とに区画したときに、差圧計６によって測定された差圧に応じて、図示しない外部空間から外気を吸い込み、その外気を空間Ｓ２に送り込む送気手段である。

送風機７は、空間Ｓ１の気圧よりも空間Ｓ２の気圧の方が、決められた圧力だけ高くなるように空間Ｓ２へ送る外気量を調整する。この調整は、例えば図示しない開閉装置が、差圧計６の測定結果に応じて送風機７の吸気口または吐出口に設けられたバルブの開度を制御することで行われる。この場合、防火シャッター９と、差圧計６と、送風機７とは、図４に示す防火システム８を構成する。この防火システム８は、空間Ｓ１で発生した火災が空間Ｓ２へ延焼することを防ぐとともに、空間Ｓ１で発生した煙が空間Ｓ２へ進入することを防ぐ。
この構成によれば、空間Ｓ２に人が避難した場合に、空間Ｓ１で発生した煙が空間Ｓ２に進入しなくなる。

なお、上述した実施の形態では、空間Ｓ１において火災が発生した場合を想定して、防火板１の表面側（空間Ｓ１側）に吸水材１２を設け、空間Ｓ１側に散水ノズル４を配置するものとして説明したが、空間Ｓ２において火災が発生した場合を想定して、防火板１の裏面側（空間Ｓ２側）に吸水材１２を設け、空間Ｓ２側に散水ノズル４を配置するようにしてもよい。そして、上述した変形例５では、空間Ｓ１側の壁に送風口を接続した送風機を設け、空間Ｓ２の気圧よりも空間Ｓ１の気圧の方が、決められた圧力だけ高くなるように空間Ｓ１へ送る外気量を調整するようにしてもよい。

３．応用例
上記実施の形態または変形例として説明した本発明の防火部材としての防火シャッター９を、例えば病院や災害弱者の施設などでろう城避難のための設備に適用した場合について、その応用例として説明する。

図７は、ろう城避難の設備が設置される建物３０の１フロアの一部平面図である。
図７において、建物３０は、耐火壁Ｗで囲われた避難エリア３１と、それ以外の部屋３２と、廊下３３とを有し、建物３０の屋外に、バルコニー３４と、避難用階段３５とが設けられている。この避難エリア３１は、建物３０の１フロアの端部に配置され、発生した火災による延焼を受けにくい位置とされている。

廊下３３から避難エリア３１への出入口３６の内側近傍には、本発明の防火部材としての防火シャッター９が２か所に設置され、それぞれの防火シャッター９が廊下３３を塞ぐ。各防火シャッター９は上記の実施の形態または変形例と同様に火災時に図示しない散水ノズル４からそれぞれ水４０の供給を受ける。この結果、これらの防火シャッター９の間に密封された空間ができ、ここを緩衝帯３７として利用することができる。この緩衝帯３７は、変形例５で説明したように、気圧の調整が行えるようになっている。また、避難エリア３１は、耐火壁Ｗおよび防火部材で区画されることにより、火災の延焼による炎や発生する煙や有毒ガスを遮断する。このような避難エリア３１は、防火区画されているとともに、バルコニー３４に出ることができ、さらに避難用階段３５につながっているものである。また、避難エリア３１は、廊下３３からの移動床面に段差がないものとなっている。

避難エリア３１には、危険が発生したら分かるように音声警報付き煙ＣＯ複合センサ３８と、避難者の状況を把握するための人感センサ３９、在室表示機４９、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）用センサ４１および監視カメラ４２とが設けられている。また、緩衝帯３７には、煙センサ４３、およびＣＯセンサ４４と、消火用のガスを放出する消火ヘッド４５とが設けられ、屋外のバルコニーには、在室表示機４６が設けられている。
このようなろう城避難のための設備を利用する火災発生時の対応について、以下に説明する。

建物３０には、詳細に説明しないが、通常の自動火災報知設備が設置され、火災が発生すると、まず煙や熱等を検出する図示しない火災感知器が火災信号を発し、図示しない火災受信機の監視制御によって火災警報の鳴動が行われる。
火災警報が行われると、全在館者のうち自力避難可能者は屋外へ避難し、また、要避難介護者は介助者とともに避難エリア３１へ誘導される。

ここで、各部屋３２から避難対象者がいない場合は、各部屋３２に対応する在室表示灯４７を消灯させるものとする。この在室表示灯４７の点灯あるいは消灯の状態を、詳細に説明しないが、各在室表示機４９、４６に連動して表示させることで、在室表示機４９、４６によって各部屋３２の避難の状況が把握できる。

避難者、とくに要介護避難者が認識タグ（ＲＦＩＤタグ）を持ち、避難エリア３１へ避難したときに、ＲＦＩＤ用センサ４１がこれらの認識タグを自動的に認識することで、介助者は、誰が避難したかの情報を得ることができる。なお、避難者の情報については、避難エリア３１の出入口３６近傍に設置した監視カメラ４２が撮像した画像から顔認識の処理をして判断した結果でも構わない。

避難エリア３１近傍の廊下３３には、緩衝帯３７を形成するための防火シャッター９が二重に設置され、緩衝帯３７部分に設置された煙センサ４３、あるいはＣＯセンサ４４が作動したら、各防火シャッター９を作動させ、その後に前記実施の形態と同様、図７に示さないが、散水ノズル４から各防火シャッター９に向けて、必要な散水を行う。そして、緩衝帯３７で熱、煙、有毒ガス等を完全に遮断するため、空間としては狭い緩衝帯３７に窒素ガスを消火ヘッド４５から放出させる。

この結果、避難エリア３１は、ほとんどを耐火壁Ｗで囲われているが、その出入口３６の部分を防火シャッター９で塞ぐことになり、火災による熱、煙および有毒ガス等を完全に遮断することができる。さらに防火シャッター９が二重に設置され、万一の動作ミス等による隙間からの漏れを遮断できるとともに、２つの防火シャッター９の間を緩衝帯３７として、消火用のガスを放出することで安全が増し、消火用のガスで加圧されることで、緩衝帯３７を他の廊下３３よりも陽圧とし、煙やガスの進入を確実に遮断することができる。

なお、消火ヘッド４５から放出する消火剤は、消火用のガスでなくてもよく、例えば、ミストを放出すれば、緩衝帯３７に冷却効果を与え、防火シャッター９の耐火性能を強化することができる。

なお、防火シャッター９への散水は、水道等の給水設備あるいは消火設備を利用した水源として散水すればよいが、専用のタンクを備えたいわゆるパッケージ式の散水装置を設置すると、各設備の良否に依存せずろう城避難のためだけに散水することができる。このような防火シャッターは、所定の散水量で所定の耐久時間が想定できるので、散水装置としては、所定量の散水を所定の耐久時間ごとに複数回行えると避難エリア３１の安全性が増すことになる。さらに、散水装置に制御機能を設けるときに、防火シャッター９を起動するための各種センサの出力を取り込んで、防火シャッター９の起動制御が行えると、他設備とは独立して本システムの監視制御が行える。

このような避難エリア３１に避難者が滞在している間は、屋外の在室表示機４６に在室のサイン表示を行うと同時に避難場所がどこかを地図表示しておく。
また、避難エリア３１が火災の影響を受ける場合は、音声警報付き煙ＣＯ複合センサ３８が作動して、信号を発して図示しない火災受信機や在室表示機４９、４６に警報表示させ、要介護避難者の屋外への避難を進める。

なお、本発明の防火部材の適用例として防火シャッター９を用いて説明しているが、ろう城避難の避難エリア３１を形成するための設備としては、防火シャッター９に限らず、一般的な防火戸や金属製の防火シャッター等でもよい。また、所定の隔壁を利用して高膨張泡を積み重ねて遮断する形態であってもよい。

以上のように、本発明の防火部材としての防火シャッター９は、ろう城避難における耐火壁Ｗで囲われた避難エリア３１を設定するときにその出入口３６を封じる設備として使用することができ、従来の重厚な金属製の防火戸を用いずに防火区画ができるととともに、散水によって隙間を発生させないので、煙や有毒ガスも確実に遮断でき、避難エリア３１を避難場所として安全なものとすることができる。また、防火シャッター９を二重に設置することで、その間を緩衝帯３７として利用でき、緩衝帯３７内で気圧を調整することで、避難エリア３１への煙やガスの進入を確実に抑制することができる。

また、ろう城避難の避難エリア３１には、在室表示機４９が設置され、在館者の内の避難者を識別して表示することで、避難していない在館者を把握することが可能であり、とくに要介護避難者が部屋３２に残っている場合に救助活動の要否が理解しやすい。さらに、避難エリア３１や緩衝帯３７に、煙やＣＯガスのセンサを設置しておくことで、避難エリア３１自体の安全性を確認することができ、万一作動することがあるときに、集中して駆け付けるなど、優先的に救助活動を行うことができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…防火板、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…基材、１１０…平板、１１１…被覆材、１１２…被覆材、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…吸水材、１３…水、２…孔、３…ワイヤ、４…散水ノズル、４０…水、３０…建物、３１…避難エリア、３２…部屋、３３…廊下、３４…バルコニー、３５…避難用階段、３６…出入口、３７…緩衝帯、３８…音声警報付き煙ＣＯ複合センサ、３９…人感センサ、４１…ＲＦＩＤ用センサ、４２…監視カメラ、４３…煙センサ、４４…ＣＯセンサ、４５…消火ヘッド、４６，４９…在室表示機、４７…在室表示灯、５…壁面、６…差圧計、７…送風機、８…防火システム、９…防火シャッター、Ａ１…収納位置、Ａ２…防火位置、Ｓ０…空間、Ｓ１…空間、Ｓ２…空間、Ｗ…耐火壁。

Claims (1)

1. 通路を塞がない第１の位置から、当該通路を塞ぐ位置であって火災発生時に水が供給される第２の位置へと移動可能に構成された防火部材であって、
   吸水によって膨張するとともに耐燃性が向上する吸水材と、前記吸水材を保持する基材とをそれぞれ有する複数の板によって構成され、
   前記第１の位置から前記第２の位置へ前記複数の板を誘導するための紐状の誘導部材を有し、
   前記複数の板は、前記誘導部材を通す孔が設けられ、
   前記吸水材は、前記孔に保持され、前記水の供給を受けて当該孔を塞ぐように膨張する
   ことを特徴とする防火部材。

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