JP6215789B2 - 木製防火扉 - Google Patents
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Description
木製防火扉の熱反りを防止する技術として、特許文献1には、パーティクルボード等からなる板状の芯材と、この芯材の上下左右に設けられる4つの骨材とを備える木製防火扉における、板状の芯材とその戸先側の骨材との連結部に断面コ字状の金属製の補強材を介在させる技術が提案されている。また、特許文献2には、平板状の芯材と、該芯材の周囲を囲む補強縁材とからなるコア層の表裏表面に木製の表面材を貼着して構成される木製防火扉における、平板状の芯材を、複数の芯材片から構成し、それらの芯材片を、相欠り加工で上下方向に非接着接合する技術が提案されている。
また、特許文献3の木製防火扉は、木製防火扉用積層板状体及びフレーム形成用長尺体に、加熱時に発泡する加熱発泡体を使用している上に、フレームの内側に形成される空間内に、耐熱性断熱材として、ケイ酸カルシウム保温材、撥水性パーライト保湿材、繊維強化セメント板等の非木材系の材料が使用されており、製造コストの抑制の観点から好ましくない。
図1(a)は、本発明の一実施形態である木製防火扉1を示す正面図、図1(b)は、図1(a)に示す木製防火扉1の内部構造を示す図である。
本実施形態の木製防火扉1は、図2に示すように、建物又は部屋の出入口を開閉する開き戸として使用されるもので、通常、取っ手61が取り付けられるとともに、壁面6の開口部に取り付けられた扉枠63に蝶番62を介して取り付けられて使用される。扉枠63には、通常、木製防火扉1を閉じたとき、扉が行きすぎないようにするための戸当たり64が設けられる。
芯構造2Aは、木製防火扉1の内部を構成する構造体であり、図1(b)に示すように、上枠部21、下枠部22及び左右の縦枠部23,24からなる矩形状の枠体20と、該枠体20内に配置された複数の仕切り材25とからなる芯組2を備え、その芯組2を構成する枠体20内の、仕切り材25によって仕切られた各空間内にそれぞれ板状の芯材4が充填されている。仕切り材25は、水平仕切り材であり、使用時の木製防火扉において水平方向に延在する。
本実施形態においては、図3に示すように、板状の芯材4を、木製防火扉1の厚み方向Zに2枚重ねて配置してある。
枠体20内の各空間27内に、板状の芯材4を、それらの厚み方向が、木製防火扉1の厚み方向Zと一致するように配置することで、枠体20内に火炎を通す隙間が生じ難くなり、優れた遮炎性能が得られる。更に、板状の芯材4を複数枚重ねて配置した場合は、一方の芯材4に亀裂が生じても、他の芯材4の同一箇所に亀裂が生じなければ、複数枚の芯材4を貫通する亀裂は生じない。そのため、板状の芯材4を複数枚重ねて配置することにより、木製防火扉1の遮炎性能を一層向上させることができる。重ねて配置する板状の芯材4の枚数は2枚又は3枚が好ましいが4枚以上でも良い。板状の芯材4を重ねる枚数は、全ての空間27について同一であっても良いが、同一でなくても良い。板状の芯材4としてエンドグレインパネルを用いる場合、複数枚のエンドグレインパネル4は、構成材41の継目の位置が、パネル間でずれるように重ねることが好ましい。
空間27の開口面積は、該空間27の、木製防火扉1の横方向Xの長さL6に、該空間27の、木製防火扉1の高さ方向Yの長さL5を乗じて求められる。また、各空間27を画成する仕切り材25は、枠体20の上枠部21と下枠部22との間の全長L7を等分する位置に配されることが好ましい。
このようにして、本実施形態の木製防火扉1によれば、木製の棒状材から構成される芯組を備えた木製防火扉でありながら、優れた遮炎性能が得られる。
例えば、金属補強木材33は、図9に示すような断面形状のものであっても良い。また、金属補強木材33は、金属製補強材34が固定された側を、木製防火扉1の幅方向X外側に向けて用いるのに代えて、金属製補強材34が固定された側を、木製防火扉1の幅方向X中央側に向けて用いても良い。また2本の金属補強木材33のうちの何れか一方の金属補強木材33は、金属製補強材34が固定された側を木製防火扉1の幅方向X外側に向け、他方の金属補強木材33は、金属製補強材34が固定された側を木製防火扉1の幅方向X中央側に向けても良い。
また、枠体内の仕切られた各空間内には、それぞれの1枚の板状の芯材を充填しても良く、又は2以上の空間と他の空間とで、充填する板材の枚数を異ならせたり、充填する板材の種類を異ならせても良い。
また、木製防火扉の芯構造は、図10に示す芯構造2Bのように、縦枠部23,24を構成する棒状木材32と金属補強木材33との間に微小空間を有し、該微小空間内に、板状の芯材4と同様の材料からなる部材4A等が充填されていても良い。図10は、本発明の他の実施形態である木製防火扉における芯構造2Bを示す図であり、芯構造2B以外の構造は、上述した木製防火扉1と同様の構成とすることができる。図10中、ハッチングを付けた部材は、仕切り材25を構成する棒状木材36や枠体20を構成する棒状木材31,32等と同様の棒状木材からなる枠部内部材である。
上述した木製防火扉1と同一の基本構造を有する木製防火扉を製作した。
(1)各部の寸法は下記の通りとした。
高さ方向の全長L:1986mm
幅方向の長さL1:728mm
金属補強木材及び金属製補強材の長さL2:1810(前記全長Lの91%)
空間27の面積:0.10m2 (L5=208mm、L6=488.6mm)
(2)各部材に以下に示すものを用いた。
棒状木材31、32及び36:LVLからなる30mm角の棒状材(何れも単板の積層方向を扉の厚み方向と直交させて使用、単板の繊維方向はそれぞれの長手方向)。
金属製補強材34:板厚1.2mmの鉄製(SUS)の断面コ字状材
棒状木材35:LVLからなる断面凸字状の棒状材(単板の積層方向を扉の表裏面と平行に使用、単板の繊維方向はそれぞれの長手方向)。
金属補強木材33:前記長さL3=8mm、前記長さL4=20mm、前記長さL8=31.2mm、前記厚みt1=30mm、前記厚みt2=25mm
板状の面材:バルサ製の厚さ15mmのエンドグレインパネルを2枚重ねて使用。
表面材5,5B:厚さ2.7mmのMDF(表面にポリオレフィンシートを貼着)
端面被覆材:ABS樹脂製のもの
製作した木製防火扉について、建築基準法第2条第9号の二のロ(防火戸その他の政令で定める防火設備)の括弧書きの防火設備に該当するか否かに関し、ISO834の標準加熱温度(火災をモデル化した加熱曲線)による遮炎性能評価試験を行った。
具体的には、製作した木製防火扉を、蝶番、取っ手、ドアクローザーと共に取り付け、石膏ボードで周囲を囲んだ試験用壁面体の開口部に取り付け、その試験用壁面体を、木製防火扉が加熱炉の正面に位置するように配置し、加熱炉内の温度を、ISO834標準加熱温度に従って昇温させた(20分時点の炉内温度781℃)。木製防火扉の非加熱面(加熱炉とは反対側の面)の図11に黒丸で示す合計13箇所に、測温手段(熱電対)を取り付けておき、加熱開始後の温度変化を記録した。結果は、加熱開始後20分の時点では何れの箇所も温度90℃未満であり、加熱開始後22分の時点では何れの箇所においても温度100℃未満であった。これらの結果からわかるように、本発明の実施例の木製防火扉は、防火設備の認定に要求される「通常の火災による火炎が加えられた場合に、加熱開始後20分間、加熱面以外の面(非加熱面)に火炎を出さない」という条件を満たすことが確認された。
なお、上記の遮炎性能評価試験においては、加熱前の木製防火扉の非加熱面の3箇所にワイヤー変位計を取り付けておき、加熱開始後25分経過後までの変位量も計測した。その結果は、何れの箇所においても、面外方向変位量(加熱面側又は加熱面側への変位賞)の最大値が5mm程度に収まっていた。
板状の芯材の収縮やそれによる反りの遮炎性能への影響を調べるために、LVL製の30mm角の棒状木材で、内部空間の寸法が縦922mm×横489mmの枠体を構成した。その中を、LVL製の30mm角の棒状木材からなる1本の仕切り材又は3本の仕切り材で仕切り、枠体内に相互に同一面積の2つの空間を有する試験体又は枠体内に相互に同一面積の4つの空間を有する枠体を製造した。また、内部を仕切らない枠体も残した。そして、それぞれの枠体内の空間に、空間内に丁度収まる寸法の板状の芯材として、バルサ製のエンドグレインパネルを2枚重ねて充填し、また、その表裏面に、厚さ2.7mmのMDF(表面にポリオレフィンシートを貼着)からなる表面材を固定して、下記試験体1〜6を製造した。試験体2及び4については、エンドグレインパネルの上下を、それぞれ8個所においてステープルにより、枠体を構成する棒状部材又は仕切り材に固定した。なお、試験体1,2については、2枚重ねて充填するエンドグレインパネルとして、厚さ15mmのエンドグレインパネルを使用したが、試験体3〜6については、厚さ12.5mmのエンドグレインパネルを使用した。
ステープルによる固定無。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚30mm。
試験体2:枠体内を開口面積0.22m2の2空間に分割したもの。
ステープルによる固定無。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚30mm。
試験体3:枠体内を開口面積0.22m2の2空間に分割したもの。
ステープルによる固定無。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚25mm。
試験体4:枠体内を開口面積0.22m2の2空間に分割したもの。
ステープルによる固定有。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚25mm。
試験体5:枠体内を開口面積0.10m2の4空間に分割したもの。
ステープルによる固定無。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚25mm。
試験体6:枠体内を開口面積0.10m2の4空間に分割したもの。
ステープルによる固定有。各空間内の2枚の板状芯材の合計厚25mm。
結果は、下記の通りである。
試験体1:17分に非加熱面の膨らみ開始、20分に燃えぬけが観察された。
試験体2:19分に非加熱面の膨らみ開始、24分に燃えぬけが観察された。
この結果から、板状の芯材の収縮による遮炎性能の低下を防止するには、枠体内の空間の開口面積及び板状の芯材の面積を、それぞれ0.40m2以下とすることが良いことが判る。
結果は、下記の通りである。
試験体3:13分に非加熱面の膨らみ開始、17分に燃えぬけが観察された。
試験体4:14分に非加熱面の膨らみ開始、18分に燃えぬけが観察された。
試験体5:16分に非加熱面の膨らみ開始、20分に燃えぬけが観察された。
試験体6:18分に非加熱面の膨らみ開始が観察されたが、23分でも燃えぬけが観察されなかった。
試験体3と試験体4の結果の対比及び試験体5と試験体6の結果の対比から、板状の芯材の収縮による遮炎性能の低下を防止するには、板状の芯材を、ステープル等により周囲の部材に固定することが効果的であることが判る。
2A,2B 芯構造(内部構造)
2 芯組
20 枠体
21 上枠部
22 下枠部
23,24 縦枠部
25 仕切り材
27 枠体内の仕切られた空間
33 金属補強木材
34 金属製補強材
35 棒状木材
5,5B 表面材
Claims (5)
- 芯構造の表裏面それぞれに板状面材からなる表面材が固定された構造を有する木製防火扉であって、
前記芯構造は、上枠部、下枠部及び左右の縦枠部からなる矩形状の枠体と、該枠体内に配置された複数の水平仕切り材とからなる芯組を備え、該芯組を構成する枠体内の、前記仕切り材によって仕切られた各空間内にそれぞれ木製で板状の芯材が充填されており、
木製防火扉を、その幅方向の長さを5等分して、中央3領域からなる中央領域及びその両側に位置する端部領域に区分したときの端部領域のそれぞれに、金属製補強材を棒状木材に固定してなる金属補強木材が配されており、
前記板状の芯材が、構成材の比重が0.35以下のエンドグレインパネルであり、該エンドグレインパネルの厚み方向と木製防火扉の厚み方向とが一致しており、
前記枠体内の空間内に充填されたエンドグレインパネルの厚さ(複数重ねて充填する場合は合計の厚さ)が、該枠体の厚みの95〜100%である、木製防火扉。 - 前記枠体内の前記空間内に、前記板状の芯材が複数枚重ねて配置されている、請求項1に記載の木製防火扉。
- 前記枠体内の前記空間内に、前記エンドグレインパネルからなる板状の芯材が複数枚重ねて配置されており、該複数枚のエンドグレインパネルは、構成材の継目の位置が、パネル間でずれるように重ねられている、請求項2に記載の木製防火扉。
- 前記枠体内の各空間の開口面積及び該空間内に充填された前記板状の芯材の面積が、それぞれ、0.05m2以上0.40m2以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の木製防火扉。
- 前記金属製補強材は、木製防火扉の高さ方向における長さL2が、木製防火扉の高さ方向の全長Lの50%〜95%以下である、請求項1〜4の何れか1項に記載の木製防火扉。
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