JP6902756B2 - 防火区画貫通キット、及び防火区画貫通構造 - Google Patents

Description

本発明は、集合住宅等の建築物の躯体（壁又は床）に形成される区画貫通部に適用可能な防火区画貫通キット、及び防火区画貫通構造に関する。

建築物の躯体の一方で万一火災が発生した場合、その炎や煙が他方に広がるのを防ぐために、当該躯体には通常、消防法で規定される区画が設けられている。

消防法上規定される区画には、消防法施行令第８条に規定する開口部の無い耐火構造の床又は壁の区画（通称：令８区画）と、共同住宅等の住戸等間の開口部の無い耐火構造の床又は壁の区画（通称：共住区画）の２種類がある。

いずれの区画においても、貫通部を形成して配管を貫通させることは、消防法上原則として認められていない。しかしながら、必要不可欠な配管であって、当該区画を貫通する配管及び当該区画貫通部について、開口部のない耐火構造の床又は壁による区画と同等とみなすことができる場合にあっては、当該区画の貫通を認めるとされている。

そのため、区画貫通部を貫通させる配管には、火災の熱で溶けないこと、もしくは火災の熱で溶けたとしても区画貫通部を塞いで炎と煙を拡大させない機能を有することが必要とされる。

そのような要求を満たす配管として、従来は、日本工業規格（例えばＪＩＳ Ｇ ３４４２等）、日本水道協会規格（例えばＪＷＷＡＫ１１６等）、及び日本水道鋼管協会規格（例えばＷＳＰ０１１等）等の所定の規格を満たす火災の熱に溶けない鋼管が使用されている。尚、火災の熱で溶けたとしても区画貫通部を塞ぐ機能を備える樹脂製配管が使用される場合もあるが、鋼管と比べて経年劣化による亀裂や割れが生じ易いなどの懸念があるためあまり使用されておらず、現状ではほとんどの場合が鋼管である。

鋼管は重量が大きいため、施工の際に機械や多くの人手を要し、そのため作業時間も長引かせてしまうことがある。また、近年問題視されている建築労働者の減少も、この課題の早期解決をより望ましいものにしている。

本発明の目的は、区画貫通部に配管を貫通させる際の施工の手間や作業時間を軽減することにある。

本発明の防火区画貫通キットに係る第１特徴構成は、アルミニウム管と、該アルミニウム管の外周に設けられる熱膨張材とを備え、前記熱膨張材が設けられる前記アルミニウム管の部分に、厚み方向に貫通する切欠部が形成されており、前記熱膨張材が、前記アルミニウム管の内側を流れる流体が前記切欠部から漏れるのを防ぐためのシール層を備え、前記熱膨張材が２層構造を有する円筒状の部材であって、外側の層が熱膨張層であり、内側の層が前記シール層である点にある。

本構成によれば、例え火災の熱でアルミニウム管が溶けてしまったとしても、熱膨張材が熱により膨張することによって、区画貫通部を塞いで炎と煙を拡大するのを防ぐことができる。従って、区画貫通部に対して、従来の鋼管に比べて非常に軽いアルミニウム管を使用することが可能となるため、施工の際に機械や多くの人手を必要とせず、作業時間も短縮される。

さらに、本構成のごとくアルミニウム管を使用すれば、従来の樹脂製配管と比べて、経年劣化による亀裂や割れが生じ難い。さらに、樹脂製配管と比べて、熱膨張材への熱の伝わりが良く、熱膨張による閉塞に有利である。また、樹脂製配管が燃焼すると有毒ガス（例えば、塩化ビニル樹脂が燃焼したときは塩素ガス）が生じる虞があるが、アルミニウム管の場合はその虞がない。さらに、アルミニウム管の場合は、樹脂製配管と比べて、温水や気温など、熱による変形（配管の熱膨張等）の影響が少ない。
また本構成によれば、熱膨張材が火災の熱で加熱されて膨張する際、切欠部を介してアルミニウム管の内側に進入し易くなることに加え、アルミニウム管が溶けるよりも早く熱膨張材による閉塞が可能となり、もしくは、アルミニウム管が溶けずにその形状を保持している場合であっても、熱膨張材による閉塞が可能となる。また、アルミニウム管内へ熱風が入り込んだ場合には、熱膨張材を直接加熱することとなるため、区画貫通部をより迅速に閉塞することが可能となる。

第２特徴構成は、アルミニウム管と、該アルミニウム管の外周に設けられる熱膨張材とを備え、前記熱膨張材が設けられる前記アルミニウム管の部分に、厚み方向に貫通する切欠部が形成されており、前記熱膨張材が、前記アルミニウム管の内側を流れる流体が前記切欠部から漏れるのを防ぐためのシール層を備え、前記熱膨張材の外周面に設けられるカバー部材を備え、前記カバー部材の外周面に設けられる締付部材を備える点にある。

第３特徴構成は、前記熱膨張材の外周面に設けられるカバー部材を備える点にある。

本構成のごとく、熱膨張材の外周面にカバー部材を設けることによって、火災の熱がカバー部材を介して熱膨張材に伝達され易くなり膨張が促される。さらに、熱膨張材の外側への膨張が抑えられて内側に膨張し易くなるため、より確実に区画貫通部を塞ぐことが可能となる。

第４特徴構成は、前記カバー部材が、前記熱膨張材の外周面全体を覆う点にある。

本構成によれば、熱膨張材が火災の熱で加熱されて膨張する際、カバー部材で覆われていない部分から熱膨張材がはみ出すという事態を回避することができるため、熱膨張材の内側への膨張がより一層促されて、さらにより確実に区画貫通部を塞ぐことが可能となる。

第５特徴構成は、前記カバー部材の外周面に設けられる締付部材を備える点にある。

本構成によれば、締付部材によって、カバー部材が熱膨張材の外周面に対してより確実に固定され、さらには熱膨張材を圧迫することによって止水性を高めることが可能となる。

本発明の防火区画貫通構造に係る特徴構成は、上記第１〜第５特徴構成のいずれかに記載の防火区画貫通キットと、該防火区画貫通キットが配置された区画貫通部の隙間に充填される充填材とを備える点にある。

本構成によれば、上述の防火区画貫通キットと、該防火区画貫通キットが配置された区画貫通部の隙間に充填される充填材とを備えることによって、火災の際に、区画貫通部をより確実に塞ぐことが可能となる。

防火区画貫通構造の縦断面図である。 防火区画貫通キットの横断面図である。 防火区画貫通キットの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の防火区画貫通キットは、消防法で規定される区画（令８区画及び共住区画）に適用可能であり、当該区画を貫通する区画貫通部を挿通させて使用するものである。

（防火区画貫通キット）
図１及び図２に示されるように、防火区画貫通キット１は、アルミニウム管２、アルミニウム管２の外周に設けられる熱膨張材４、熱膨張材４の外周面に設けられるカバー部材５、及びカバー部材５の外周面に設けられる締付部材６を備えて構成される。尚、カバー部材５と締付部材６は必要に応じて設けるようにしても良い。

アルミニウム管２は、アルミニウム製の円筒形状の部材であって、例えば、給排水管や空調用冷温水管等として使用可能に構成されるものである。

図３に示されるように、後述する熱膨張材４が設けられるアルミニウム管２の部分には、その厚み方向に貫通する切欠部３が形成されていることが望ましい。これにより、熱膨張材４が火災の熱で加熱されて膨張する際、切欠部３を介してアルミニウム管２の内側に進入し易くなることに加え、アルミニウム管２が溶けるよりも早く熱膨張材４による閉塞が可能となり、もしくは、アルミニウム管２が溶けずにその形状を保持している場合であっても、熱膨張材４による閉塞が可能となる。また、アルミニウム管２内へ熱風が入り込んだ場合には、熱膨張材４を直接加熱することとなるため、区画貫通部をより迅速に閉塞することが可能となる。

本実施形態では、長方形の切欠部３が、アルミニウム管２の周方向に等間隔で４つ形成されているが、この形態に限られるものではない。切欠部３の形状や数等については必要に応じて適宜変更して良い。

熱膨張材４は、加熱されることによって熱膨する部材である。図２に示されるように、本実施形態における熱膨張材４は２層構造を有する円筒状の部材である。外側の層が、主成分としてゴム材料と耐火発泡材とを含む熱膨張層４ａである。内側の層は、アルミニウム管２の内側を流れる水等の流体が切欠部３から漏れるのをより確実に防ぐためのシール層４ｂである。

熱膨張層４ａを構成するゴム材料としては、例えば、耐熱性、自己消化性などに優れたクロロプレンゴム（ＣＲ）や、あるいは耐油性、耐水性、及び耐ガス透過性などに優れたニトリルゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。また、熱膨張層４ａを構成する耐火発泡材としては、例えば、熱膨張性能の高い熱膨張黒鉛等が挙げられる。尚、熱膨張材４は、１８０℃〜２００℃で熱膨張するものが望ましい。シール層４ｂを構成する材料としては、熱膨張層４ａと同材料であることが一体化の面で好適であるが、耐薬品性、耐摩耗性、接着性を考慮して選定すれば、異質材料でも良く、特に限定されるものではない。尚、シール層４ｂについては、必要に応じて設けるようにしても良い。

また、本実施形態のように、熱膨張材４を２層構造とすることによって、配管内の流体と熱膨張材４との接触を避けることができ、熱膨張材４の劣化を防止することができる。
また、硬さの低い材料を内層に用いることで、より高いシール性を付与することが可能となり、あるいは、より高強度の材料を内層に用いることで、より高い耐摩耗性を付与することが可能となる。さらに、内層として、耐薬品性の高い材料を用いることで、高い耐薬品性を付与することも可能となり、また抽出性の低い材料を用いることで、流体の汚染を抑えることが可能となる。

図３に示されるように、カバー部材５は、２つの円筒分割体５ａによって構成されている。つまり、円筒分割体５ａは、円筒を縦に二分割した半円筒形状であって、その横断面形状は半円弧状で、２つの円筒分割体５ａの両側縁同士を合わせると筒状になる。また、円筒分割体５ａの長手方向の両端には、内側に折り返された鍔部分５ｂが設けられている。これにより、熱膨張材４の外周面に取り付けられたカバー部材５が、熱膨張材４の外周面全体を覆うように構成される。なお、円筒分割体５ａの形状は、組み合わせた際に円筒状になるのであれば、特に限定するものではなく、形状や分割数等については必要に応じて適宜変更しても良い。さらには分割体に限定されず、断面形状がＣ字形状で一部が開閉できるような一体のカバー部材であってもよい。カバー部材５を構成する素材としては、高い耐熱性に優れ、且つ熱伝導率も高い素材であることが望ましく、そのような素材としては例えばステンレスが挙げられる。

締付部材６は、カバー部材５を外側から締め付けて２つの円筒分割体５ａが分離しないように固定する部材である。締付部材６としては、従来公知のステンレス製の締付けバンド等を使用して良い。この締付部材６によって、カバー部材５が熱膨張材４の外周面に対してより確実に固定され、さらには熱膨張材４を圧迫することによって止水性を高めることが可能となる。

（防火区画貫通キットの組立方法）
図３に示されるように、上述の防火区画貫通キット１を組み立てる場合は、先ず、アルミニウム管２の端を熱膨張材４の中に嵌め込み、そのまま熱膨張材４をアルミニウム管２に沿って切欠部３の位置までスライド移動させる。

切欠部３の全体が熱膨張材４で覆われたことを確認した後、熱膨張材４の外周面にカバー部材５を取り付ける。即ち、２つの円筒分割体５ａで熱膨張材４を挟み込むようにして覆い、２つの円筒分割体５ａの両側縁同士を突き合わせて筒状とする。このとき、熱膨張材４の端面が、カバー部材５の鍔部分５ｂで覆われることとなるため、カバー部材５が、熱膨張材４の外周面全体がカバー部材５で覆われる。

最後に、締付部材６を使用して、カバー部材５を外側から締め付けて２つの円筒分割体５ａが分離しないように固定する。本実施形態の場合、熱膨張材４が２層構造であり内層側にシール層４ｂを有するため、締付部材６を用いることによって、水等の流体の漏れを効果的に防ぐことが出来る。尚、カバー部材５の長手方向全体に亘るように、複数の締付部材６を所定の間隔で配置して固定することが望ましい。

（防火区画貫通構造）
図１に示されるように、本発明に係る防火区画貫通構造１０は、上述の防火区画貫通キット１と、該防火区画貫通キット１が配置された区画貫通部８の隙間に充填される充填材９とを備える。

建築物の躯体７に形成された区画貫通部８に、防火区画貫通キット１のカバー部材５の部分を配設し、区画貫通部８の内周面とカバー部材５及び締付部材６の外周面との間の隙間に充填材９を充填する。これにより、防火区画貫通構造１０の施工が完了し、アルミニウム管２が区画貫通部８を挿通配管される。

尚、本実施形態において、カバー部材５については、長手方向の長さを躯体７の厚みより長くし、その一部分を露出させることで、熱を受け易くなるように構成されている。例えば、カバー部材５の長手方向の長さを１１０ｍｍとし、床を貫通する場合には、下面側へ１０ｍｍ露出させ、壁を貫通する場合には、片側一方のみを１０ｍｍ露出することで、施工の管理を行なう。また、カバー部材５の熱伝導率が高いほど、カバー部材５の全体が熱せられ易くなり、その結果、熱膨張材４を広い範囲で熱することが出来るため、熱膨張（閉塞）に有利に働く効果が得られる。

防火区画貫通構造１０に適用可能な充填材９及び充填方法としては、例えば以下に記載されるような従来公知の充填材及び充填方法を用いることができる。

例えば、充填材９としてセメントモルタルを使用する方法では、
（１）日本建築学会建築工事標準仕様書（ＪＡＳＳ）１５「左官工事」によるセメントと砂を容積で１対３の割合で十分から練りし、これに最小限の水を加え、十分混練りする。
（２）貫通部の裏側の面から板等を用いて仮押さえし、セメントモルタルを他方の面と面一になるまで十分密に充填する。
（３）セメントモルタル硬化後は、仮押さえに用いた板等を取り除く。

また、充填材９としてロックウールを使用する方法では、
（１）ＪＩＳ Ａ ９５０４（人造鉱物繊維保温材）に規定するロックウール保温材（充填密度１５０ｋｇ／ｍ^３以上のものに限る。）又はロックウール繊維（充填密度１５０ｋｇ／ｍ^３以上のものに限る。）を利用した乾式吹き付けロックウール又は湿式吹き付けロックウールで隙間を充填する。
（２）ロックウール充填後、２５ｍｍ以上のケイ酸カルシウム板又は０．５ｍｍ以上の鋼板を床又は壁と５０ｍｍ以上重なるように貫通部に蓋をし、アンカーボルト、コンクリート釘等で固定する。

上述の実施形態に係る防火区画貫通キットについて、以下の耐火試験を実施した。
１．試験した防火区画貫通キット（以下、試験体）の仕様寸法
アルミニウム管（長さ：１８７．５ｍｍ、外径：８９ｍｍ、切欠部：５０ｍｍ×５０ｍｍ）
熱膨張材（長さ：１００ｍｍ、外径：９５ｍｍ、クロロプレンゴム（ＣＲ）と熱膨張黒鉛とを含む熱膨張層：厚み５ｍｍ、クロロプレンゴム（ＣＲ）からなるシール層：厚み１．５ｍｍ）
ステンレス製のカバー部材（長さ：１１０ｍｍ、外径：１０５ｍｍ）
ステンレス製の締付バンド：３本

２．試験方法
予め電気炉の温度を５００℃まで上げておき、試験体を電気炉内に入れた。その後、炉内温度を１０００℃まで上げていき、１０００℃到達後、５分間温度を保持して、炉の電源を落とした。その状態のまま放置し、炉内温度が５００℃以下になった時点で、扉を開け、屋外に出し、手袋をして触れる程度まで冷やし、試験体状況を確認した。

３．試験結果
アルミニウム管は溶けていたが、熱膨張材の膨張によって内部が十分に閉塞されていることを確認した。

以上、本発明の防火区画貫通キット及び防火区画貫通構造の実施形態及び実施例について具体例を示して詳細に説明したが、本発明の範囲は、上述した具体的な実施形態や実施例に限定される訳ではない。本明細書において開示された実施形態と実施例は全ての点で例示であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、建築物の躯体に形成される区画貫通部の挿通配管に関する産業分野において好適に利用することができる。

１ 防火区画貫通キット
２ アルミニウム管
３ 切欠部
４ 熱膨張材
４ａ 熱膨張層
４ｂ シール層
５ カバー部材
５ａ 円筒分割体
５ｂ 鍔部分
６ 締付部材
７ 躯体
８ 区画貫通部
９ 充填材
１０ 防火区画貫通構造

Claims (6)

1. アルミニウム管と、該アルミニウム管の外周に設けられる熱膨張材とを備え、
   前記熱膨張材が設けられる前記アルミニウム管の部分に、厚み方向に貫通する切欠部が形成されており、
   前記熱膨張材が、前記アルミニウム管の内側を流れる流体が前記切欠部から漏れるのを防ぐためのシール層を備え、
   前記熱膨張材が２層構造を有する円筒状の部材であって、外側の層が熱膨張層であり、内側の層が前記シール層であることを特徴とする防火区画貫通キット。
2. アルミニウム管と、該アルミニウム管の外周に設けられる熱膨張材とを備え、
   前記熱膨張材が設けられる前記アルミニウム管の部分に、厚み方向に貫通する切欠部が形成されており、
   前記熱膨張材が、前記アルミニウム管の内側を流れる流体が前記切欠部から漏れるのを防ぐためのシール層を備え、
   前記熱膨張材の外周面に設けられるカバー部材を備え、
   前記カバー部材の外周面に設けられる締付部材を備えることを特徴とする防火区画貫通キット。
3. 前記熱膨張材の外周面に設けられるカバー部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の防火区画貫通キット。
4. 前記カバー部材が、前記熱膨張材の外周面全体を覆うことを特徴とする請求項２又は３に記載の防火区画貫通キット。
5. 前記カバー部材の外周面に設けられる締付部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の防火区画貫通キット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の防火区画貫通キットと、該防火区画貫通キットが配置された区画貫通部の隙間に充填される充填材とを備えることを特徴とする防火区画貫通構造。

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