JP6433358B2 - 耐火扉 - Google Patents

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Description

本発明は、建物の特別避難階段室やその前室(附室)、非常用エレベータの乗降ロビーなどの消防活動拠点にその出入り口として設けられる耐火扉に関する。
消防法の性能規定化により、ビルや学校、集合住宅などの建物内に消防活動拠点を設置することが義務付けられる。消防活動拠点は耐火壁により周囲を囲われることにより居室空間に対して区画された耐火区画として構成されており、これを拠点として消防活動が行われる。また、消防活動拠点は、火災時などにおける避難者の一時待避場所としても使用される。
消防活動拠点を区画する耐火壁がコンクリート製であり、そこに出入り口として設けられる耐火扉が鉄製である場合、消防活動拠点と居室との間は見通しが効かなくなる。そのため、消防隊が消防活動拠点にまで駆けつけても、そこから居室内を目視することができないため、居室の火災状況を把握することが難しく、迅速な消防活動(消火活動)を行うことが困難であった。また、避難者にとっては、火災時などに避難階段を目視で確認することができないという問題があった。
そこで、消防活動拠点に設ける耐火扉として、ガラス耐火扉を用いるようにした技術が開発されている(例えば特許文献1参照)。耐火扉としてガラス耐火扉を用いることにより、消防活動拠点と居室との間の見通しが確保され、消防隊の迅速な消火活動や避難者の迅速な避難が可能となる。
特開2013−204357号公報
従来の技術では、消防活動拠点内への輻射熱の放射、煙や熱などの流入を防止できる。
ここで、ドアパネルを囲う支持構造材の面積が大きくなるに従い、支持構造材へ蓄積される熱量は、大きくなる。そして、従来の技術では、火災時に支持構造材が変形することで、ガラス製であるドアパネルが破損する可能性があった。
本発明の目的は、火災時にドアパネルを囲う支持構造材が変形することでドアパネルが破損することを防止することである。
本発明の耐火扉は、建物に固定されているドア枠に回動可能に取り付けられる支持構造材と、前記支持構造材の内側に嵌め込まれるドアパネルとを有する耐火扉であって、前記支持構造材は、前記ドアパネルが内側に配置される防火断熱板を有する。また、前記支持構造材は、前記防火断熱板の表側面に取り付けられる表側鋼板を有する。また、前記支持構造材は、前記防火断熱板の裏側面に取り付けられる裏側鋼板を有する。また、前記支持構造材は、前記防火断熱板と、前記表側鋼板と、前記裏側鋼板とを貫通するボルトを有する。また、前記支持構造材は、前記裏側鋼板に上下方向に開口するルーズ穴に対して前記ボルトの頭部を固定する第1ワッシャーを有する。また、前記支持構造材は、前記表側鋼板に上下方向に開口するルーズ穴に対して前記ボルトの前記ねじ先側を固定する第2ワッシャーを有する。また、前記第1ワッシャーと前記第2ワッシャーとは、所定温度まで加熱されると消失する物質で成形される。
本発明によれば、火災時にドアパネルを囲う支持構造材が変形することでドアパネルが破損することを防止できる。
本発明が適用された耐火扉が設けられた消防活動拠点を示す説明図である。 (a)は図1に示す耐火扉の正面図であり、(b)は図1に示す耐火扉の背面図である。 (a)〜(e)は、支持構造材が備える、防火断熱板と、裏側鋼板と、表側鋼板と、裏側被覆板と、表側被覆板との正面図である。 支持構造材が備える、防火断熱板と、裏側鋼板と、表側鋼板と、裏側被覆板と、表側被覆板との斜視図である。 図2におけるB−B’線に沿った縦断面図である。 図2におけるA−A’線に沿った縦断面図である。 ボルトおよびその周辺をボルトの頭部側から観察した図である。(a)はワッシャーが消失する前の状態を示し、(b)はワッシャーが消失した後の状態を示す。 ボルトおよびその周辺をボルトのねじ先側から観察した図である。(a)はワッシャーが消失する前の状態を示し、(b)はワッシャーが消失した後の状態を示す。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。上面図である図1に示されている消防活動拠点11は、ビル、学校、集合住宅などの建物12内に設けられ、火災時などにおいて消防隊が建物12内で消火活動する際の拠点として使用される。この消防活動拠点11は、火災時などにおいて、避難者の一時待避場所としても使用される。
消防活動拠点11は四方を耐火壁13〜17により囲われており、居室18と区画された耐火区画として建物12内に形成されている。また、消防活動拠点11の内部には耐火間仕切壁19が設けられ、この耐火間仕切壁19により区画されて消防活動拠点11の内部には階段室21とその前室(特別避難階段附室)22とが設けられている。以下の説明では、特別避難階段附室22を“附室22”と略称する。
階段室21には避難階段(特別避難階段)23が設けられ、この避難階段23を使って避難者が地上などへ避難し、また、消防隊が各階の附室22へ向かうことができる。また、附室22に隣接して建物12には2基のエレベータ24が設けられており、附室22はこれらのエレベータ24の乗降ロビー(エレベータホール)としても使用される。
消防活動拠点11を区画する耐火壁13〜17の一部、つまり附室22と居室18とを区画する耐火壁13と、階段室21と居室18とを区画する耐火壁14とは、それぞれガラス耐火壁として構成されている。具体的には、耐火壁13,14には、その壁材として耐火ガラス13a,14aが用いられている。耐火壁13,14をガラス耐火壁として構成することにより、階段室21と居室18との間および附室22と居室18との間の見通しが確保されている。つまり、階段室21や附室22から耐火壁13,14(耐火ガラス13a,14a)を通して居室18の内部を見通すことができ、また、居室18からも耐火壁13,14(耐火ガラス13a,14a)を通して階段室21や附室22の内部を見通すことができる。
したがって、消防活動拠点11に駆けつけた消防隊は、消防活動拠点11から居室18内を目視で確認することができ、消防活動拠点11を利用した消防隊の迅速な消火活動が可能となる。また、居室18から消防活動拠点11内を見通すこともできるので、避難者が居室18から消防活動拠点11を目視で確認することが可能となり、消防活動拠点11を利用した避難者の迅速な避難が可能となる。
階段室21と附室22とを区画する耐火間仕切壁19はガラス耐火間仕切壁として構成されている。具体的には、耐火間仕切壁19には、その壁材として耐火ガラス19aが用いられている。耐火間仕切壁19をガラス耐火間仕切壁として構成することにより、階段室21と附室22との間の見通しが確保されている。つまり、階段室21から耐火間仕切壁19(耐火ガラス19a)を通して附室22の内部を見通すことができ、附室22からも耐火間仕切壁19(耐火ガラス19a)を通して階段室21の内部を見通すことができる。また、階段室21から耐火間仕切壁19(耐火ガラス19a)と耐火壁13(耐火ガラス13a)とを介して居室18の内部を見通すことができ、居室18からも耐火壁13(耐火ガラス13a)と耐火間仕切壁19(耐火ガラス19a)とを介して階段室21の内部を見通すことができる。
したがって、消防活動拠点11に駆けつけた消防隊が、階段室21から附室22の内部の状況を目視で確認することができ、消防活動拠点11を利用した消防隊の迅速な消火活動が可能となる。また、附室22から階段室21内を見通すことができるので、避難者が附室22から階段室21に向けて迅速に移動することができる。
さらに、耐火壁13をガラス耐火壁として構成するとともに耐火間仕切壁19をガラス耐火間仕切壁として構成することにより、附室22を介して階段室21と居室18との間の見通しを確保することができる。したがって、消防活動拠点11に駆けつけた消防隊は階段室21から附室22を介して居室18の内部の状況を目視で確認することができ、消防活動拠点11を利用した消防隊の迅速な消火活動が可能となる。また、居室18から附室22を介して階段室21内を見通すことができるので、避難者が居室18から避難階段23の存在を容易に確認することができ、消防活動拠点11を利用した避難者の迅速な避難が可能となる。
附室22と居室18との間には、消防活動拠点11と居室18との間の出入り口として耐火扉31が設けられ、この耐火扉31を通して、避難者や消防隊が居室18と附室22との間を行き来することができるようになっている。耐火扉31は、これが閉じられたときには、耐火壁13とともに消防活動拠点11を耐火区画として居室18に対して区画するようになっている。
また、階段室21と附室22との間には、これらの間の出入り口として耐火扉32が設けられ、この耐火扉32を通して、消防隊や避難者が階段室21と附室22との間を行き来することができるようになっている。耐火扉32は、これが閉じられたときには、耐火間仕切壁19とともに階段室21と附室22との間を区画するようになっている。
次に、耐火扉31,32の構造を図2〜図4に基づいて説明する。もっとも、耐火扉31,32は同一の構造を有するので、以下では居室18と附室22との間に設けられている耐火扉31の構造についてのみ説明する。
図2(a),(b)に示されるように、耐火扉31は、支持構造材41とドアパネル42とを備え、全体として略矩形の板状に形成されており、不図示のヒンジにより、建物12(図1)に固定されているドア枠43の内側に開閉可能に取り付けられている。より具体的には、支持構造材41がドア枠43の内側に回動可能に取り付けられ、厚さ20mm〜25mm程度のドアパネル42が支持構造材41の内側に嵌め込まれて保持されている。なお、ドア枠43は不図示のアンカーにより建物12の柱や梁に固定されている。また、支持構造材41の表側には、耐火扉31を開閉するための取っ手(引き棒)52が縦向きに取り付けられている。また、支持構造材41の裏側には、耐火扉31を開閉するための取っ手(押し棒)53が縦向きに取り付けられている。
耐火扉31を構成するドアパネル42としては、遮熱型耐火ガラスが用いられている。遮熱型耐火ガラスとしては、例えば、ケイ酸ソーダ積層ガラス、ゲル封入複層ガラスなどが用いられる。ドアパネル42として遮熱型耐火ガラスを用いることにより、図1に示されている居室18と附室22との間の見通しを高めつつ火災時には耐火扉31を介した附室22内への輻射熱の放射を遮断することができる。なお、ドアパネル42として、炎と煙をカットする耐熱ガラスを用いても良い。
図2,図5,図6に示されるように、ドア枠43は、断面矩形のパイプ材によって門型に組まれた枠支持鋼材44を備えている。図4,5に示されるように、枠支持鋼材44の表側面(図1に示される附室22の側を向く面)、裏側面(図1に示される居室18の側を向く面)および内側面(耐火扉31の側を向く面)には、それぞれ厚さ5〜25mm程度の板状の耐火被覆板45が貼り付けられている。
また、ドア枠43の表側面および裏側面に貼り付けられている耐火被覆板45には、耐火被覆板45よりも薄い遮熱板46が重ねて貼り付けられている。この遮熱板46にも、アルミナシリカ繊維、ロックウール繊維、アルカリ土類酸化物シリケート繊維、防燃処理が施されたセルロース繊維その他の不燃性繊維を板状に成形したものが用いられている。遮熱板46は化粧材としての役割も果たしている。なお、耐火被覆板45のみで必要十分な遮熱性能が得られる場合には、塗装された鋼材、アルミ材、ステンレス材などを遮熱板46として用いてもよい。
一方、耐火扉31の支持構造材41は、図3(a)〜(e)に示されるように、略矩形の、防火断熱板71と、一対の裏側鋼板72および表側鋼板73と、一対の裏側被覆板74および表側被覆板75とを備える。防火断熱板71には、ドアパネル42が配置される略矩形のドアパネル配置部81が形成され、裏側鋼板72、表側鋼板73、裏側被覆板74、表側被覆板75には、略矩形の開口部82,83,84,85が形成される。
図3(a)〜(e),図4に示されるように、各開口部82,83,84,85の大きさはほぼ同一である。また、ドアパネル42の大きさは、ドアパネル配置部81よりも小さく、各開口部82,83,84,85よりも大きい。
詳細には、ドアパネル配置部81の大きさは、ドアパネル42よりも高さ方向に15mm程度大きく、幅方向に30mm程度大きい。このように、ドアパネル42よりもドアパネル配置部81を大きくすることで、ドアパネル配置部81に配置されたドアパネル42の外周と、ドアパネル配置部81の内周との間に15mm程度のクリアランスが形成される。これによって、ドアパネル42は、ドアパネル配置部81内で熱膨張可能になり、熱膨張することで破損することを抑制できる。
また、開口部82,83,84,85の大きさは、ドアパネル配置部81よりも高さ方向に30〜50mm程度小さく、幅方向に30〜50mm程度小さい。
図4〜図6に示されるように、防火断熱板71のドアパネル配置部81には、ドアパネル42が配置され、ドアパネル42が配置された防火断熱板71の表側面(耐火扉31が閉じられた際に、図1に示される附室22の側を向く面)には、厚さ1mm〜2mm程度の板状の表側鋼板73が取り付けられ、裏側面(耐火扉31が閉じられた際に、図1に示される附室22の側を向く面)には、厚さ1mm〜2mm程度の板状の裏側鋼板72が取り付けられる。防火断熱板71には、ケイ酸カルシウム、不燃性ポリウレタン、アルミナシリカ繊維、セルロース繊維、ロックウール繊維、その他の不燃性繊維を板状に成形したものが用いられており、厚さは、20mm〜40mm程度である。また、防火断熱板71は、厚さ10mm〜20mm程度の2枚の防火断熱板が重ねて貼り合わされることで成形される。
図6に示されるように、支持構造材41の内側に配置されたドアパネル42は、表側鋼板73と裏側鋼板72とにより挟み込まれる。支持構造材41は、表側鋼板73と裏側鋼板72とにより挟み込まれることで支持される。これにより、支持構造材41が外部からの応力により変形されることを抑止できる。
また、支持構造材41が表側鋼板73と裏側鋼板72とにより挟み込まれることで、ドアパネル配置部81の内周側には、断面コの字の溝状が形成されている。そして、ドアパネル42は、その外周部分が、ドアパネル配置部81の内周側に形成された溝に嵌め込まれることで、支持構造材41に取り付けられる。また、支持構造材41の左右両側枠部分においては、ドアパネル42を支持構造材41の枠内に配置した後に押縁62を取り付けることで固定されている。これらの押縁62としては、鋼材に化粧材が張られたものや塗装された鋼材、アルミ材、ステンレス材などが用いられる。
また、ドアパネル配置部81の内周側に形成された溝と、この溝に嵌め込まれているドアパネル42の外周部分との間にはそれぞれセラミックファイバー製の保持材63が配置されるとともにシリコンシーラントなどのシール材64が配置されている。また、ドアパネル42の下端が嵌め込まれている溝と、防火断熱板71との間には不燃材で形成されたセッティングブロック65が配置され、このセッティングブロック65によりドアパネル42が所定の高さ位置に支持されている。
裏側鋼板72の裏側面には、厚さ1mm〜2mm程度の板状の裏側被覆板74が取り付けられ、表側鋼板73の表側面には、厚さ1mm〜2mm程度の板状の表側被覆板75が取り付けられる。
裏側被覆板74および表側被覆板75は、化粧板76a,76bに、化粧鋼板77a,77bが貼り付けられることで形成される。化粧板76a,76bには、アルミナシリカ繊維、ロックウール繊維、アルカリ土類酸化物シリケート繊維、防燃処理が施されたセルロース繊維その他の不燃性繊維を板状に成形したものが用いられている。また、化粧鋼板77a,77bには、塗装された鋼材、アルミ材、ステンレス材などを板状に成形したものが用いられている。
なお、化粧板76a,76bの支持構造材側の面(表側被覆板の前記表側鋼板側の面)に熱感応型発泡材が設けられる。すなわち、熱感応型発泡材は、表側被覆板75の表側鋼板側の面および裏側被覆板74の裏側鋼板側の面に設けられる。これらの熱感応型発泡材は、所定温度にまで加熱されると発泡、膨張するものであり、例えば、ケイ酸ソーダ系、カーボングラファイト系のものなどが用いられている。熱感応型発泡材を化粧板76a,76bの支持構造材側の面に設けることにより、火災時には、当該火災の熱を受けて発泡した熱感応型発泡材により化粧板76a,76bの支持構造材側の面と支持構造材41との間の隙間が塞がれる。したがって、これによって、火災時にドアパネルを囲う支持構造材が変形することを抑止できる。
裏側被覆板74の化粧鋼板77aの上端および下端は、表側鋼板側に屈曲している。一方、裏側鋼板72の上端および下端は、裏側被覆板側に屈曲している。これによって、裏側被覆板74の化粧鋼板77aの上端と裏側鋼板72の上端とが互いに対向し、裏側被覆板74の化粧鋼板77aの下端と裏側鋼板72の下端とは互いに対向する。そして、裏側被覆板74の化粧鋼板77aの上端と裏側鋼板72の上端とがボルト111aにより貫通され、裏側被覆板74の化粧鋼板77aの下端と裏側鋼板72の下端とが112aにより貫通される。これによって、裏側鋼板72に裏側被覆板74が取り付けられる。
同様に、表側被覆板75の化粧鋼板77bの上端および下端は、裏側鋼板側に屈曲している。一方、表側鋼板73の上端および下端は、裏側被覆板側に屈曲している。これによって、化粧鋼板77bの上端と裏側鋼板72の上端とが互いに対向し、化粧鋼板77bの下端と裏側鋼板72の下端とは互いに対向する。そして、表側被覆板75の化粧鋼板77bの上端と表側鋼板73の上端とがボルト111により貫通され、表側被覆板75の化粧鋼板77bの下端と表側鋼板73の下端とがボルト112により貫通される。これによって、表側鋼板73に表側被覆板75が取り付けられる。
図5、図6に示されるように、裏側鋼板72と、防火断熱板71と、表側鋼板73とは、複数のボルト90により貫通されている。また、裏側鋼板72と防火断熱板71と表側鋼板73とを貫通したボルト90のねじ先側からはナット93が締め込まれる。ナット93は、ねじ先から頭部91に向けて締め込まれ、これによって、防火断熱板71の裏側面に裏側鋼板72が取り付けられ、表側面に表側鋼板73が取り付けられる。
図7(a)に示されるように、ボルト90の頭部91と裏側鋼板72との間には、第1ワッシャー92aが設けられる。ボルト90の頭部91と裏側鋼板72との間に第1ワッシャー92aが設けられることで、ボルト90の頭部91が、裏側鋼板72に上下方向に開口するルーズ穴94aに対して固定される。
また、図8(a)に示されるように、ナット93と表側鋼板73との間には、第2ワッシャー92bが設けられる。ボルト90のねじ先95と表側鋼板73との間に第2ワッシャー92bが設けられることで、ボルト90のねじ先側が、表側鋼板73に上下方向に開口するルーズ穴94bに対して固定される。なお、図7(a),(b)および図8(a),(b)は、説明の便宜の為に模式的に図示されている。
第1ワッシャー92aおよび第2ワッシャー92bには、ポリプロピリンなどの高分子化合物などの物質をドーナツ状に成形したものが用いられている。第1ワッシャー92a、第2ワッシャー92bは、温度が所定温度(85℃〜170℃)になると融解し、その後、消失する。
図7(b)に示されるように、第1ワッシャー92aが消失すると、ボルト90の頭部91は、裏側鋼板92に形成されるルーズ穴94aに対して固定されていた状態から解放される。同様に、図8(a)に示されるように、第2ワッシャー92bが消失すると、ボルト90のねじ先側の端は、表側鋼板73に形成されるルーズ穴94bに対して固定されていた状態から解放される。
例えば、裏面側にて火災が発生し、裏側被覆板74の化粧板76aが所定温度にまで加熱されると、裏側被覆板74の化粧板76aに設けられる熱感応型発泡材が発泡する。そして、発泡した熱感応型発泡材により化粧板76aの支持構造材側の面と支持構造材41との間の隙間が塞がれる。所定時間経過すると発泡した熱感応型発泡材は消失し、裏側鋼板72と第1ワッシャー92aとが加熱される。所定温度まで加熱された第1ワッシャー92aは、消失する。また、所定温度まで加熱された裏側鋼板72は、変形する。
第1ワッシャー92aが消失すると、ボルト90の頭部91は、裏側鋼板72のルーズ穴94aに対して固定されていた状態から解放される。そして、裏側鋼板72の変形に伴い、頭部91に対するルーズ穴94aの位置が、上方向または下方向のいずれに移動される。これによって、裏側鋼板72が変形する際に生じる応力が、ボルト90に伝わることを抑止できる。そして、裏側鋼板72が変形する際に生じる応力が、ボルト90を介して表側鋼板73に加わることを抑止でき、裏側鋼板72と表側鋼板73とが一体で変形することを防止できる。そして、表側鋼板73により防火断熱板71が支持された状態を維持でき、防火断熱板71が変形することを抑止できる。そして、裏側鋼板72と表側鋼板73と防火断熱板71とが一体で変形することによる応力により、ドアパネル42が破損することを防止できる。
一方、表面側にて火災が発生すると、表側鋼板73と第2ワッシャー92bとが加熱される。所定温度まで加熱された第2ワッシャー92bは、消失する。また、所定温度まで加熱された表側鋼板73は、変形する。
第2ワッシャー92bが消失すると、ボルト90のねじ先側は、表側鋼板73のルーズ穴94bに対して固定されていた状態から解放される。そして、表側鋼板73の変形に伴い、ボルト90のねじ先側に対するルーズ穴94bの位置が、上方向または下方向のいずれに移動される。これによって、表側鋼板73が変形する際に生じる応力が、ボルト90に伝わることを抑止できる。そして、表側鋼板73が変形する際に生じる応力が、ボルト90を介して裏側鋼板72に加わることを抑止でき、裏側鋼板72と表側鋼板73とが一体で変形することを防止できる。そして、裏側鋼板72により防火断熱板71が支持された状態を維持でき、防火断熱板71が変形することを抑止できる。そして、裏側鋼板72と表側鋼板73と防火断熱板71とが一体で変形することによる応力により、ドアパネル42が破損することを防止できる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施形態においては、居室18と附室22との間の耐火扉31と、階段室21と附室22との間の耐火扉32の両方にドアパネル42が用いられているが、これに限らず、いずれか一方の耐火扉31,32のみにドアパネル42を用いるようにしてもよい。
11 消防活動拠点
12 建物
13,14 耐火壁(ガラス耐火壁)
13a,14a 耐火ガラス(遮熱型耐火ガラス)
15〜17 耐火壁
18 居室
19 耐火間仕切壁(ガラス耐火間仕切壁)
19a 耐火ガラス(遮熱型耐火ガラス)
21 階段室
22 附室(特別避難階段附室)
23 避難階段(特別避難階段)
24 エレベータ
31,32 耐火扉(ガラス耐火扉)
41 支持構造材
42 ドアパネル
43 ドア枠
44 枠支持鋼材
45 耐火被覆板
46 遮熱板
52 取っ手(引き棒)
53 取っ手(押し棒)
62 押縁
63 保持材
64 シール材
65 セッティングブロック
71 防火断熱板
72 裏側鋼板
73 表側鋼板
74 裏側被覆板
75 表側被覆板
76a,76b 化粧板
77a,77b 化粧鋼板
81 ドアパネル配置部
82,83,84,85, 開口部
90 ボルト
91 頭部
92a 第1ワッシャー
92b 第2ワッシャー
93 ナット
94a,94b ルーズ穴
95 ねじ先
112 ボルト

Claims (2)

  1. 建物に固定されているドア枠に回動可能に取り付けられる支持構造材と、前記支持構造材の内側に嵌め込まれるドアパネルとを有する耐火扉であって、
    前記支持構造材は、
    前記ドアパネルが内側に配置される防火断熱板と、
    前記防火断熱板の表側面に取り付けられる表側鋼板と、
    前記防火断熱板の裏側面に取り付けられる裏側鋼板と、
    前記防火断熱板と、前記表側鋼板と、前記裏側鋼板とを貫通するボルトと、
    前記裏側鋼板に上下方向に開口するルーズ穴に対して前記ボルトの頭部を固定する第1ワッシャーと、
    前記表側鋼板に上下方向に開口するルーズ穴に対して前記ボルトのねじ先側を固定する第2ワッシャーと、
    を有し、
    前記第1ワッシャーと前記第2ワッシャーとは、所定温度まで加熱されると消失する物質で成形される、
    耐火扉。
  2. 請求項1に記載の耐火扉において、
    前記支持構造材は、
    前記表側鋼板の表側面に取り付けられる表側被覆板と、
    前記裏側鋼板の裏側面に取り付けられる裏側被覆板と、
    を有し、
    前記表側被覆板の表側鋼板側の面および前記裏側被覆板の前記裏側鋼板側の面には、熱感応型発泡材が設けられる、
    耐火扉。
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