JP6978741B2 - 耐火構造物 - Google Patents

Description

本発明は、耐火構造物に関し、更に詳しくは、建築物の骨組みである建築材料、すなわち、柱、梁、壁、基礎等として用いられる耐火性を有する耐火構造物に関する。

構造耐力上主要な部分に木材を用いた、いわゆる木造建築物は、調湿性、断熱性等を有し、また、木造建築物を構成する建築材料がリサイクル可能であることから、数多く建設されている。
その一方で、木造建築物は、火災に弱いという性質を有するため、木造建築物の建築材料として、構造耐力を維持しつつ耐火性を向上させた耐火構造物が求められている。

例えば、長期荷重を支持するに足りる木材等からなる荷重支持層と、該荷重支持層の外側に配置され、木材より熱容量が大きい高熱容量材を有する燃え止まり層と、該燃え止まり層の外側に配置され、所定の燃えしろ厚さを有する木材からなる燃えしろ層とを備えた構造材（例えば、特許文献１参照）、長期荷重を支持するに足り木材等からなる荷重支持層と、該荷重支持層の外側に配置され、不燃材にしてかつ断熱性を有する断熱材を有した燃え止まり層と、該燃え止まり層の外側に配置され、所定の燃えしろ厚さを有する木材からなる燃えしろ層とを備えた構造材（例えば、特許文献２参照）、長期荷重を支持するに足り木材等からなる荷重支持層と、該荷重支持層の外側に配置されて所定の燃えしろ厚さを有し荷重支持層より熱慣性を低くした木材からなる燃えしろ層とを備えた構造材（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
これらの構造材は、火災の際に、消失する部分として燃えしろ層を備えているため、燃えしろ層が燃えている間であっても、荷重支持層が一定時間にわたり強度を保つことにより建物が倒壊することを防止することができる。

特開２００５−３６４５６号公報 特許第４０６５４１６号公報 特許第４２９２１１９号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の構造材においては、荷重支持層、燃え止まり層及び燃えしろ層が横方向に連続しているため、仮に、燃えしろ層が長時間燃えた場合、熱が荷重支持層に伝達されることになる。そうすると、荷重支持層は当該熱により、焦げる恐れがあり、場合によっては発火する危険も生じ得る。
また、上記構造材においては、燃えしろ層が燃えた後は、大量の灰が残存すると共に、荷重支持層に燃え止まり層が連続しているため、仮に、荷重支持層が残存した場合であっても、燃え止まり層及び燃えしろ層を取り除くことが困難であり、更には、別の燃え止まり層及び燃えしろ層を当該荷重支持層に取り付けることは極めて複雑な作業を要することになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐火性に優れると共に、支持木材部への熱伝達性が極めて低く、且つ、被覆建材部が火災等により損傷した場合であっても、損傷した被覆建材部を簡単に取り外すことができ、更に、支持木材部に別の被覆建材部を比較的簡単に取り付けることができる耐火構造物を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、支持木材部と、被覆建材部とを備えるものとし、支持木材部と被覆建材部との間に、積極的に空間を設けることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、（１）建築材料として用いられる耐火構造物であって、荷重を支持するため
の側端部を有する多角柱状の支持木材部と、該支持木材部の周囲が露出しないように、該
支持木材部の外側に配置された被覆建材部と、支持木材部の外周面、及び、被覆建材部の
内周面の間の、少なくとも四隅に設けられた複数のスペーサーと、を備え、支持木材部と
被覆建材部との間には空間が設けられており、スペーサーが平板状であり、空間がスペー
サーの厚みに基づくものであり、空間の体積に対して、スペーサーの占める割合が５０％
以下であり、隣り合うスペーサーのうち、上方のスペーサーと下方のスペーサーとの間の
距離が１００ｃｍ以下であり、支持木材部の側端部からスペーサーまでの最短距離が３０
ｍｍ以上であり、スペーサーが、石膏ボード、ケイ酸カルシウム板、合板、単板積層材、
製材、セルロースファイバー、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フ
ェノールフォームからなる群より選ばれる少なくとも１つよりなる耐火構造物に存する。

本発明は、（２）空間における支持木材部と被覆建材部との最短距離が１ｍｍ〜２０ｍｍである上記（１）記載の耐火構造物に存する。

本発明は、（３）スペーサーの熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である上記（１）又は（２）に記載の耐火構造物に存する。

本発明は、（４）被覆建材部が、複数の集成ブロック材を互いに連結させて形成されたものであり、集成ブロック材が凸部又は凹部を有し、一方の集成ブロック材の凸部が他方の集成ブロック材の凹部に嵌合されている上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の耐火構造物に存する。

本発明は、（５）支持木材部の外周面、又は、被覆建材部の内周面には遮熱膜が設けられている上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の耐火構造物に存する。

本発明は、（６）柱、梁又は壁として用いられる上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の耐火構造物に存する。

本発明は、（７）被覆建材部が周方向の１か所にのみ階段状の当接部分を有する上記（
４）〜（６）のいずれか１つに記載の耐火構造物に存する。

本発明の耐火構造物は、荷重を支持するための支持木材部を備えるので、構造耐力を確実に維持することができる。
また、支持木材部の周囲が露出しないように、該支持木材部の外側に被覆建材部が配置されているので、支持木材部が外部からの影響を受けることもない。

本発明の耐火構造物においては、支持木材部と被覆建材部との間には空間が設けられているので、火災時に、被覆建材部が加熱されたとしても、その熱が支持木材部へ伝達されることを抑制することができる（熱伝達抑制効果）。その結果、支持木材部が焦げたり、発火することを防止できる。
また、耐火構造物においては、上述した空間を介することにより、被覆建材部を支持木材部から簡単に取り外すことができる（離脱容易効果）。例えば、被覆建材部が火災を受けた場合や外部からの衝撃により損傷した場合等に、損傷した被覆建材部を取り外し、支持木材部に別の被覆建材部を比較的簡単に取り付けることができる。

本発明の耐火構造物においては、空間における支持木材部と被覆建材部との最短距離を１ｍｍ〜２０ｍｍとすることにより、上述した熱伝達抑制効果及び離脱容易効果を確実に発揮することができる。

本発明の耐火構造物においては、支持木材部の外周面、及び、被覆建材部の内周面の間に複数のスペーサーを設けることにより、被覆建材部がスペーサーを介して支持木材部に支持されるので、支持木材部に対して被覆建材部が不安定となりぐらついて変位することを防止することができる（ぐらつき変位防止効果）。このとき、隣り合うスペーサーのうち、上方のスペーサーと下方のスペーサーとの間の距離が１００ｃｍ以下であることが好ましい。
また、この場合、空間がスペーサーの厚みに基づくものであるため、すなわち、空間がスペーサーにより形成されるため、空間を確実に確保することができる。

本発明の耐火構造物においては、空間の体積に対して、スペーサーの占める割合を５０％以下とすることにより、上述した熱伝達抑制効果を効果的に発揮することができる。

本発明の耐火構造物においては、支持木材部が側端部を有する多角柱状であり、側端部からスペーサーまでの最短距離を３０ｍｍ以上とすることにより、火災を受けた場合、スペーサー自体が火災による悪影響を受け難くすることができる。

本発明の耐火構造物においては、スペーサーの熱伝導率を０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることにより、断熱性に優れるので、仮に被覆建材部が熱せられたとしても、スペーサーを介する支持木材部への熱伝達を抑制することができる。

本発明の耐火構造物において、被覆建材部を、複数の集成ブロック材を互いに連結させて形成することにより、支持木材部に対する被覆建材部の取り付けを容易に行うことができる。すなわち、集成ブロック材を互いに連結させることにより、支持木材部の外側に被覆建材部を取り付け、集成ブロック材を解体することにより、被覆建材部を取り外すことができる。
このとき、耐火構造物においては、集成ブロック材が端部に凸部又は凹部を有し、一方の集成ブロック材の凸部が他方の集成ブロック材の凹部に嵌合された形態であると、集成ブロック材同士を強固に連結させることができる。

本発明の耐火構造物においては、支持木材部の外周面、又は、被覆建材部の内周面に遮熱膜を設けることにより、熱を遮断することができる。すなわち、支持木材部の外周面に遮熱膜を設けた場合は、遮熱膜が熱を高反射し、被覆建材部の内周面に遮熱膜を設けた場合は、遮熱膜が低輻射で遮熱することになる。

本発明の耐火構造物においては、建築材料の中でも、柱、梁又は壁として好適に用いることができる。

図１の（ａ）は、本発明に係る耐火構造物を柱として用いた第１実施形態を示す一部透過斜視図であり、（ｂ）は、その水平断面図である。 図２は、第１実施形態に係る耐火構造物において支持木材部と、解体させた被覆建材部の集成ブロック材とを示す水平断面図である。 図３は、第１実施形態に係る耐火構造物において一方の集成ブロック材の凸部を他方の集成ブロック材の凹部に嵌合させた状態を模式的に示す斜視図である。 図４は、本発明に係る耐火構造物を柱として用いた第２実施形態において支持木材部と、解体させた被覆建材部の集成ブロック材とを示す水平断面図である。 図５は、本発明に係る耐火構造物を梁として用いた第３実施形態を示す一部透過斜視図である。 図６は、本発明に係る耐火構造物を壁として用いた第４実施形態を示す一部透過斜視図である。 図７の（ａ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において、支持木材部の外周面に遮熱膜を設けた場合の例を示し、（ｂ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において、被覆建材部の内周面に遮熱膜を設けた場合の例を示す水平断面図である。 図８の（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において被覆建材部として集成ブロック材の代わりに石膏ボードを用いた例を示す水平断面図である。 図９の（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において被覆建材部として集成ブロック材の代わりに無垢材を用い、接合部の端部の形状が異なる例を示す水平断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明に係る耐火構造物は、建築材料として用いられる。具体的には、建築材料の中でも、柱、梁又は壁として好適に用いられる。
（第１実施形態）
まず、本発明に係る耐火構造物の第１実施形態について説明する。
図１の（ａ）は、本発明に係る耐火構造物を柱として用いた第１実施形態を示す一部透過斜視図であり、（ｂ）は、その水平断面図である。
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る耐火構造物Ａは、柱として用いた場合の例である。
耐火構造物Ａは、荷重を支持するための木材である支持木材部１と、該支持木材部１の周囲が露出しないように、該支持木材部１の外側に配置された被覆建材部２Ａと、支持木材部１の外周面、及び、被覆建材部２Ａの内周面の間に設けられた複数のスペーサー３とを備える。すなわち、耐火構造物Ａは、水平方向において、被覆建材部２Ａが支持木材部１を囲繞しており、且つ、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間には空間Ｓが設けられており、その空間Ｓにスペーサー３が設けられている。
なお、耐火構造物Ａにおいて、支持木材部１の上面及び下面には、被覆建材部２Ａが設けられていないが、耐火構造物Ａを柱として用いる場合、上面及び下面は、梁、柱又は床（スラブ）等の他の建築材料と接合されるので、結果として支持木材部１の上面及び下面は露出しないことになる。

ここで、本明細書において、「支持木材部」とは、木材からなり、荷重を支持するための部位を意味し、「被覆建材部」とは、支持木材部の周囲が露出しないように、当該支持木材部を被覆した建材からなる部位を意味する。なお、これらの詳細については、後述する。

耐火構造物Ａにおいては、支持木材部１の外側に被覆建材部２Ａが配置されているので、支持木材部１が外部からの影響を受けることがない。そのため、支持木材部１は、破損等することなく、長期にわたって荷重を支持することが可能である。すなわち、支持木材部１は、初期の状態を維持することができる。

耐火構造物Ａにおいては、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間には空間Ｓが設けられているので、火災時に、被覆建材部２Ａの外側から加熱されたとしても、その熱の伝達が空間Ｓにより遮断され、支持木材部１に伝達されることを極力抑制することができる（熱伝達抑制効果）。その結果、支持木材部１が焦げたり、発火することを防止できる。
また、耐火構造物Ａにおいては、空間Ｓを利用することにより、被覆建材部２Ａを支持木材部１から簡単に取り外すことができる（離脱容易効果）。例えば、被覆建材部２Ａが火災を受けた場合や外部からの衝撃により損傷した場合等に、損傷した被覆建材部２Ａを取り外し、支持木材部１に別の被覆建材部を簡単に取り付けることができる。
なお、被覆建材部２Ａは、空間Ｓに設けられた複数のスペーサー３を介して、支持木材部１に支持されているので、支持木材部１に対して不安定となりぐらついて変位することも防止することができる（ぐらつき変位防止効果）。

第１実施形態に係る耐火構造物Ａにおいて、支持木材部１は、荷重を支持するための芯となる四角柱状の木材である。
当該支持木材部１は、単独で荷重に対して構造耐力上安全となるように設計されたものとなっている。すなわち、支持木材部１単独で、荷重を支持可能となっているため、仮に、被覆建材部２Ａを取り外した場合であっても構造耐力を確実に維持することができる。
なお、「荷重」とは、建築基準法に定める固定荷重、積載荷重、積雪荷重、風荷重、地震荷重及び土圧、水圧による荷重を意味する。

支持木材部１に用いられる木材としては、特に限定されず、赤松、檜、唐松、杉、檜葉、栗、米栂、スプルース、米ヒバ、米松等の一般的なものが挙げられる。
支持木材部１は、室内の湿度調整の観点から、丸太から切り出した木材である、いわゆる無垢材を採用することが好ましい。
なお、第１実施形態に係る耐火構造物Ａにおいては、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間に積極的に空間Ｓを設けていることから、支持木材部１は、その空間Ｓの空気を介して、室内の湿度を調整する機能を発揮することができる。このため、支持木材部１が上述したように無垢材からなるものであると、室内の湿度調整をより効率良く行うことができる。

第１実施形態に係る耐火構造物Ａにおいて、被覆建材部２Ａは、四角柱状の中空部を有する中空四角柱状となっている。なお、中空部には、支持木材部１が被覆建材部２Ａに接しないように収容されている。
また、被覆建材部２Ａは、複数の集成ブロック材を互いに連結させて形成されたものである。
ここで、被覆建材部２Ａの側部（集成ブロック材）の厚みＨ１は、支持木材部１を熱から保護する観点から、２０ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましい。
厚みＨ１が２０ｍｍ未満であると、厚みＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、仮に、火災が起こった場合、熱が荷重支持層に伝達される恐れがあり、厚みＨ１が２００ｍｍを超えると、厚みＨ１が上記範囲内にある場合と比較して、重量が大きくなるため、作業性が悪くなると共に、コストが上昇する欠点がある。

図２は、第１実施形態に係る耐火構造物において支持木材部と、解体させた被覆建材部の集成ブロック材とを示す水平断面図である。
図２に示すように、被覆建材部２Ａは、Ｌ字状の４つの集成ブロック材２１，２２，２３，２４に分けることができる。すなわち、中空四角柱状の被覆建材部２Ａは、支持木材部１の各側部の略中間付近で分離可能となっている。
なお、以下便宜的に、図２に示す左下の集成ブロック材を第１集成ブロック材２１、左上の集成ブロック材を第２集成ブロック材２２、右上の集成ブロック材を第３集成ブロック材２３、右下の集成ブロック材を第４集成ブロック材２４ともいう。

被覆建材部２Ａにおいて、第１集成ブロック材２１は、第４集成ブロック材２４側の端部に凸部２１ａを有し、第２集成ブロック材２２側の端部に凹部２１ｂを有している。第２集成ブロック材２２は、第１集成ブロック材２１側の端部に凸部２２ａを有し、第３集成ブロック材２３側の端部に凹部２２ｂを有している。第３集成ブロック材２３は、第２集成ブロック材２２側の端部に凸部２３ａを有し、第４集成ブロック材２４側の端部が、階段状となっている。第４集成ブロック材２４は、第１集成ブロック材２１側の端部に凹部２４ｂを有し、第３集成ブロック材２３側の端部が、階段状となっている。

そして、第１集成ブロック材２１の凸部２１ａは、第４集成ブロック材２４の凹部２４ｂに嵌合可能となっており、第２集成ブロック材２２の凸部２２ａは、第１集成ブロック材２１の凹部２１ｂに嵌合可能となっており、第３集成ブロック材２３の凸部２３ａは、第２集成ブロック材２２の凹部２２ｂに嵌合可能となっている。なお、これらの互いの嵌合関係は、締まり嵌めとすることが好ましい。
また、第３集成ブロック材２３の階段状の端部と、第４集成ブロック材２４の階段状の端部とは逆向きとなっており、当接させることにより、形状が合致するようになっている。

したがって、耐火構造物Ａにおいては、向かい合う第３集成ブロック材２３の階段状の端部と、第４集成ブロック材２４の階段状の端部とを当接させると共に、集成ブロック材２１，２２，２３，２４の互いに対応する凸部と凹部とを嵌合させることにより、支持木材部１の外側に、中空四角柱の被覆建材部２Ａが形成される。
このように、被覆建材部２Ａは、凸部及び凹部を利用して集成ブロック材２１，２２，２３，２４同士を連結させているので、不作為に外れることなく、その連結を強固なものとすることができる。
また、凸部と凹部とを嵌合する際、及び、階段状の端部同士を当接させる際には、接着剤を付与してもよく、両者をビスや釘等の固定具で止めてもよい。この場合、両者をより強固に連結させることができる。なお、接着剤を使用しない場合や固定具を使わない場合は、集成ブロック材同士の着脱を容易に行うことが可能となる。

各集成ブロック材２１，２２，２３，２４は、複数の小片板状体を、互いに貼り合わせたものからなる。これにより、被覆建材部２Ａを十分な強度を有するものとすることができる。
ここで、小片板状体としては、木材（無垢材）、合成木材、不燃木材、単板積層材（ＬＶＬ）、合板、板状の集成材等が好適に用いられる。
また、小片板状体の厚みＨ２は、取り扱い易さ、及び、作り易さの観点から、５ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。

各集成ブロック材２１，２２，２３，２４は、幅方向の長さが異なる小片板状体の一端を揃えるようにして面同士を接着した第１積層体を、角部を形成する（別の）小片板状体の端部に直角となるように接着し、幅方向の長さが異なる小片板状体の一端を揃えるようにして面同士を接着した第２積層体を、第１積層体の側面に直角となるように接着し、且つ、角部を形成する小片板状体に面同士を接着することにより得られる。
なお、第１実施形態に係る耐火構造物Ａにおいては、第１積層体として、３枚の小片板状体を積層させており、第２積層体として、２枚の小片板状体を積層させている。

このように、被覆建材部２Ａを構成する集成ブロック材２１，２２，２３，２４においては、幅方向の長さが異なる小片板状体を用いているので、集成ブロック材の端部を簡単に階段状とすることができる。
そのため、中央の小片板状体を突出させることにより、集成ブロック材の端部に凸部を形成することができ、逆に前後の小片板状体を突出させることにより、集成ブロック材の端部に凹部を形成することができる。

図３は、第１実施形態に係る耐火構造物において一方の集成ブロック材の凸部を他方の集成ブロック材の凹部に嵌合させた状態を模式的に示す斜視図である。
図３に示すように、被覆建材部２Ａにおいては、一方の集成ブロック材の中央の小片板状体を突出させることにより形成された上下方向に延びる凸部を、他方の集成ブロック材の前後の小片板状体を突出させることにより形成された上下方向に延びる凹部に強く押し入れて嵌合させることにより、集成ブロック材同士が連結される。これにより、集成ブロック材２１，２２，２３，２４同士を強固に連結させることができる。
このとき、凸部を形成する小片板状体は、凹部に嵌合させ易くするため、凸部の両側の角部に丸みが設けられていることが好ましい。なお、かかる丸みは、集成ブロック材を作製する際に、凸部を形成する小片板状体に予め設けておけばよい。
また、このとき、連結する部分に接着剤を用いることにより集成ブロック材同士をより強固に連結することができ、接着剤を用いないことにより集成ブロック材同士を容易に解体することが可能となる。同様に、連結する部分をビスや釘等の固定具で止めることにより集成ブロック材同士をより強固に連結することができ、当該固定具を使わないことにより集成ブロック材同士を容易に解体することが可能となる。

耐火構造物Ａにおいては、上述したように、被覆建材部２Ａを、複数の集成ブロック材２１，２２，２３，２４を連結させて形成することにより、支持木材部１に対する被覆建材部２Ａの取り付けを容易に行うことができる。すなわち、集成ブロック材２１，２２，２３，２４を互いに連結させることにより、支持木材部１の外側に被覆建材部２Ａを簡単に取り付けることができ、逆に、集成ブロック材２１，２２，２３，２４を解体することにより、被覆建材部２Ａを簡単に取り外すことができる。

図１の（ａ）及び（ｂ）に戻り、耐火構造物Ａにおいて、空間Ｓにおける支持木材部１と被覆建材部２Ａとの最短距離Ｈ３が１ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。なお、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの最短距離Ｈ３がこの範囲内であれば、全ての空間Ｓにおいて必ずしも一定である必要はない。
空間Ｓにおける支持木材部１と被覆建材部２Ａとの最短距離Ｈ３が１ｍｍ未満であると、最短距離Ｈ３が上記範囲内にある場合と比較して、熱が伝達され易くなるという欠点があり、空間Ｓにおける支持木材部１と被覆建材部２Ａとの最短距離Ｈ３が２０ｍｍを超えると、最短距離Ｈ３が上記範囲内にある場合と比較して、空間Ｓ内において一定方向の空気の流れに起因する熱の対流が生じる恐れがある。なお、対流が生じると、当然、熱が伝導され易くなる。

耐火構造物Ａにおいては、上述したように、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間の空間Ｓにスペーサー３が設けられている。すなわち、スペーサー３は、支持木材部１の外周面、又は、被覆建材部２Ａの内周面に取り付けられており、当該スペーサー３の厚みにより、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間の空間Ｓが担保されている。なお、スペーサー３は、支持木材部１の外周面、又は、被覆建材部２Ａの内周面に対して、少なくとも四隅に取り付けられる。

ここで、取り付けられたスペーサー３の厚さは、上述した支持木材部１と被覆建材部２Ａとの最短距離Ｈ３に相当する。
また、スペーサー３のサイズは、縦が１０ｍｍ〜１００ｍｍ、横が１０ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましい。

耐火構造物Ａにおいて、支持木材部１と被覆建材部２Ａとの間の空間Ｓの体積に対して、スペーサー３の体積が占める割合は５０％以下であることが好ましい。
スペーサー３の占める割合が５０％を超えると、スペーサー３の占める割合が上記範囲内にある場合と比較して、空間Ｓの割合が不十分となるため、上述した熱伝達抑制効果が十分に得られない場合がある。

耐火構造物Ａにおいて、支持木材部１の側端部１Ａからスペーサー３までの最短距離Ｈ４が３０ｍｍ以上であることが好ましい。なお、側端部とは、支持木材部１の周囲において、側面同士が接している角の部分を意味する。
支持木材部１の側端部１Ａからスペーサー３までの最短距離Ｈ４が３０ｍｍ未満であると、最短距離Ｈ４が上記範囲内である場合と比較して、スペーサー３自体が火災による悪影響を受ける場合がある。
ちなみに、耐火構造物Ａが火災による熱を受けた場合、例えば、図１の（ｂ）で示す支持木材部１の左下の側端部１Ａではない面の部分は、一方向（矢印Ｅ１又は矢印Ｅ２）から加熱されるのに対し、側端部１Ａは多方向（矢印Ｅ１及び矢印Ｅ２）から加熱されることになるため火災の影響を受けやすい。

耐火構造物Ａにおいて、隣り合うスペーサー３のうち、上方のスペーサー３と下方のスペーサー３との間の距離Ｈ５は１００ｃｍ以下であることが好ましい。
上方のスペーサーと下方のスペーサーとの間の距離Ｈ５が１００ｃｍを超えると、距離Ｈ５が上記範囲内にある場合と比較して、被覆建材部２Ａが長期にわたって、吸湿と乾燥を繰り返した場合に、歪みが生じる恐れがある。

ここで、スペーサー３は、平板状であり、その材質としては、例えば、石膏ボード、ケイ酸カルシウム板等の無機系材料、合板、単板積層材（ＬＶＬ）、製材等の木質系材料、グラスウール、ロックウール、セルロースファイバー等の不燃繊維系材料、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフォーム等の発泡樹脂系材料等が好適に用いられる。
これらの中でも、スペーサー３は、熱を伝達し難い、いわゆる高断熱性であるという観点から、木質系材料、不燃繊維系材料、発泡樹脂系材料であることが好ましい。特に、スペーサー３は、熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材質を選択することが好ましい。この場合、仮に、被覆建材部２Ａが火災等により熱せられたとしても、支持木材部１への熱伝達を確実に抑制することができる。
また、スペーサー３は、それ自体が燃焼しない不燃性であるという観点から、無機系材料、不燃繊維系材料であることが好ましい。

第１実施形態に係る耐火構造物Ａにおいては、スペーサー３の厚みにより、空間Ｓを担保することができ、更に、スペーサー３の厚みを変更することにより、空間Ｓの幅を調整することができる。これにより、用いる環境に応じて、熱伝達抑制効果及び被覆建材部２Ａの離脱容易効果を調整することができる。
また、上述したように、耐火構造物Ａにおいては、熱伝達抑制効果、離脱容易効果及びぐらつき変位防止効果を共に発揮することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る耐火構造物の第２実施形態について説明する。なお、上述したことと重複する事項については、説明を省略する。
第２実施形態に係る耐火構造物Ｂは、上述した第１実施形態に係る耐火構造物Ａと同様に、柱として用いた場合の例である。
耐火構造物Ｂは、荷重を支持するための木材である支持木材部１と、該支持木材部１の周囲が露出しないように、該支持木材部１の外側に配置された被覆建材部２Ｂと、支持木材部１の外周面、及び、被覆建材部２Ｂの内周面の間に設けられた複数のスペーサー３とを備える。すなわち、耐火構造物Ｂは、水平方向において、被覆建材部２Ｂが支持木材部１を囲繞しており、且つ、支持木材部１と被覆建材部２Ｂとの間には空間Ｓが設けられており、その空間Ｓにスペーサー３が設けられている。
したがって、第２実施形態に係る耐火構造物Ｂは、被覆建材部２Ｂの構造が異なること以外は、第１実施形態に係る耐火構造物Ａと同じである。

図４は、本発明に係る耐火構造物を柱として用いた第２実施形態において支持木材部と、解体させた被覆建材部の集成ブロック材とを示す水平断面図である。
図４に示すように、第２実施形態に係る耐火構造物Ｂにおける被覆建材部２Ｂは、角部を有するＬ字状の４つの集成ブロック材２１，２２，２３，２５と、これらの集成ブロック材を連結する直線状の集成ブロック材（以下便宜的に「補助集成ブロック材」という。）３１，３２，３３，３４に分けることができる。すなわち、中空四角柱状の被覆建材部２Ｂは、支持木材部１の各側面の２カ所で分離可能となっている。
なお、以下便宜的に、図４に示す左下の集成ブロック材を第１集成ブロック材２１、左上の集成ブロック材を第２集成ブロック材２２、右上の集成ブロック材を第３集成ブロック材２３、右下の集成ブロック材を第５集成ブロック材２５、下側の補助集成ブロック材を第１補助集成ブロック材３１、左側の補助集成ブロック材を第２補助集成ブロック材３２、上側の補助集成ブロック材を第３補助集成ブロック材３３、右側の補助集成ブロック材を第４補助集成ブロック材３４ともいう。

被覆建材部２Ｂにおいて、第１集成ブロック材２１は、第１補助集成ブロック材３１側の端部に凸部２１ａを有し、第２補助集成ブロック材３２側の端部に凹部２１ｂを有している。第２集成ブロック材２２は、第２補助集成ブロック材３２側の端部に凸部２２ａを有し、第３補助集成ブロック材３３側の端部に凹部２２ｂを有している。第３集成ブロック材２３は、第３補助集成ブロック材３３側の端部に凸部２３ａを有し、第４補助集成ブロック材３４側の端部が、階段状となっている。第５集成ブロック材２５は、第４補助集成ブロック材３４側の端部に凸部２５ａを有し、第１補助集成ブロック材３１側の端部に凹部２５ｂを有している。第１補助集成ブロック材３１は、第５集成ブロック材２５側の端部に凸部３１ａを有し、第１集成ブロック材２１側の端部に凹部３１ｂを有している。第２補助集成ブロック材３２は、第１集成ブロック材２１側の端部に凸部３２ａを有し、第２集成ブロック材２２側の端部に凹部３２ｂを有している。第３補助集成ブロック材３３は、第２集成ブロック材２２側の端部に凸部３３ａを有し、第３集成ブロック材２３側の端部に凹部３３ｂを有している。第４補助集成ブロック材３４は、第５集成ブロック材２５側の端部に凹部３４ｂを有し、第３集成ブロック材３３側の端部が、階段状となっている。

そして、第１補助集成ブロック材３１の凸部３１ａは、第５集成ブロック材２５の凹部２５ｂに嵌合可能となっており、第１集成ブロック材２１の凸部２１ａは、第１補助集成ブロック材３１の凹部３１ｂに嵌合可能となっており、第２補助集成ブロック材３２の凸部３２ａは、第１集成ブロック材２１の凹部２１ｂに嵌合可能となっており、第２集成ブロック材２２の凸部２２ａは、第２補助集成ブロック材３２の凹部３２ｂに嵌合可能となっており、第３補助集成ブロック材３３の凸部３３ａは、第２集成ブロック材２２の凹部２２ｂに嵌合可能となっており、第３集成ブロック材２３の凸部２３ａは、第３補助集成ブロック材３３の凹部３３ｂに嵌合可能となっている。なお、これらの互いの嵌合関係は、締まり嵌めとすることが好ましい。
また、第３集成ブロック材２３の階段状の端部と、第４補助集成ブロック材３４の階段状の端部とは逆向きとなっており、当接させることにより、形状が合致するようになっている。

したがって、耐火構造物Ｂは、第１実施形態に係る耐火構造物Ａと同様な効果を奏すると共に、被覆建材部２Ｂを、第１実施形態に係る耐火構造物Ａよりも細かく分割することにより、集成ブロック材自体を軽量化することができるので、比較的容易に施工することが可能となる。
また、補助集成ブロック材の幅方向の長さを変えることにより、被覆建材部２Ｂを、支持木材部１のサイズに適宜対応させることができる。

各集成ブロック材２１，２２，２３，２５及び各補助集成ブロック材３１，３２，３３，３４は、第１実施形態に係る集成ブロック材と同様に、複数の小片板状体を、互いに貼り合わせたものからなる。なお、第２実施形態に係る耐火構造物Ｂにおいては、３枚の小片板状体を積層させて補助集成ブロック材としている。
これにより、被覆建材部２Ｂを十分な強度を有するものとすることができる。

各補助集成ブロック材３１，３２，３３，３４は、小片板状体の面同士を接着することにより得られる。
また、中央の小片板状体を突出させることにより、凸部を形成することができ、逆に前後の小片板状体を突出させることにより、凹部を形成することができる。
さらに、幅方向の長さが異なる小片板状体を用いることにより、補助集成ブロック材の端部を簡単に階段状とすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る耐火構造物の第３実施形態について説明する。なお、上述したことと重複する事項については、説明を省略する。
図５は、本発明に係る耐火構造物を梁として用いた第３実施形態を示す一部透過斜視図である。
図５に示すように、第３実施形態に係る耐火構造物Ｃは、梁として用いた場合の例である。
耐火構造物Ｃは、荷重を支持するための木材である支持木材部１と、該支持木材部１の周囲が露出しないように、該支持木材部１の周囲の外側に配置された被覆建材部２Ｃと、支持木材部１の外周面、及び、被覆建材部２Ｃの内周面の間に設けられた複数のスペーサー３とを備える。すなわち、耐火構造物Ｃは、被覆建材部２Ｃが支持木材部１の側面及び下面を覆っており、且つ、支持木材部１と被覆建材部２Ｃとの間には空間Ｓが設けられており、その空間Ｓにスペーサー３が設けられている。
なお、耐火構造物Ｃにおいて、支持木材部１の上面及び左右の端面には、被覆建材部２Ｃが設けられていないが、耐火構造物Ｃを梁として用いる場合、上面は床（スラブ）Ｆ等の他の建築材料と接合され、左右の端面は梁（小梁）、柱又は壁等の他の建築材料と接合されるので、結果として支持木材部１の上面及び左右の端面は露出しないことになる。

耐火構造物Ｃにおいては、支持木材部１の外側に被覆建材部２Ｃが配置されているので、支持木材部１が外部からの影響を受けることがない。
また、耐火構造物Ｃにおいては、支持木材部１と被覆建材部２Ｃとの間には空間Ｓが設けられているので、火災時に、被覆建材部２Ｃの外側が加熱されたとしても、その熱の伝達が空間Ｓにより遮断され、支持木材部１に伝達されることを抑制することができる（熱伝達抑制効果）。その結果、支持木材部１が焦げたり、発火することを防止できる。
また、耐火構造物Ｃにおいては、空間Ｓを利用することにより、被覆建材部２Ｃを支持木材部１から簡単に取り外すことができる（離脱容易効果）。例えば、被覆建材部２Ｃが火災を受けた場合や外部からの衝撃により損傷した場合等に、損傷した被覆建材部２Ｃを取り外し、支持木材部１に別の被覆建材部を簡単に取り付けることができる。
なお、被覆建材部２Ｃは、空間Ｓに設けられた複数のスペーサー３を介して、支持木材部１に支持されているので、支持木材部１に対して不安定となりぐらついて変位することも防止することができる（ぐらつき変位防止効果）。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る耐火構造物の第４実施形態について説明する。なお、上述したことと重複する事項については、説明を省略する。
図６は、本発明に係る耐火構造物を壁として用いた第４実施形態を示す一部透過斜視図である。
図６に示すように、第３実施形態に係る耐火構造物Ｄは、壁として用いた場合の例である。
耐火構造物Ｄは、荷重を支持するための木材である支持木材部１と、該支持木材部１の周囲が露出しないように、該支持木材部１の外側に配置された被覆建材部２Ｄと、支持木材部１の外周面、及び、被覆建材部２Ｄの内周面の間に設けられた複数のスペーサー３とを備える。すなわち、耐火構造物Ｄは、被覆建材部２Ｄが支持木材部１の側面を覆うように、挟んだ構成となっており、且つ、支持木材部１と被覆建材部２Ｄとの間には空間Ｓが設けられており、その空間Ｓにスペーサー３が設けられている。
なお、耐火構造物Ｄにおいて、支持木材部１の上面、下面及び左右の端面には、被覆建材部２Ｄが設けられていないが、耐火構造物Ｄを壁として用いる場合、上面及び下面は梁又は床（スラブ）等の他の建築材料と接合され、左右の端面は柱又は壁等の他の建築材料と接合されるので、結果として支持木材部１の上面、下面及び左右の端面は露出しないことになる。

耐火構造物Ｄにおいては、支持木材部１の外側に被覆建材部２Ｄが配置されているので、支持木材部１が外部からの影響を受けることがない。
また、耐火構造物Ｄにおいては、支持木材部１と被覆建材部２Ｄとの間には空間Ｓが設けられているので、火災時に、被覆建材部２Ｄの外側が加熱されたとしても、その熱の伝達が空間Ｓにより遮断され、支持木材部１に伝達されることを抑制することができる（熱伝達抑制効果）。その結果、支持木材部１が焦げたり、発火することを防止できる。
また、耐火構造物Ｄにおいては、空間Ｓを利用することにより、被覆建材部２Ｄを支持木材部１から簡単に取り外すことができる（離脱容易効果）。例えば、被覆建材部２Ｄが火災を受けた場合や外部からの衝撃により損傷した場合等に、損傷した被覆建材部２Ｄを取り外し、支持木材部１に別の被覆建材部を簡単に取り付けることができる。
なお、被覆建材部２Ｄは、空間Ｓに設けられた複数のスペーサー３を介して、支持木材部１に支持されているので、支持木材部１に対して不安定となりぐらついて変位することも防止することができる（ぐらつき変位防止効果）。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

第１〜第４実施形態に係る耐火構造物Ａ〜Ｄにおいては、支持木材部１が四角柱状の木材となっているが、荷重を支持することが可能であれば、これに限定されない。すなわち、支持木材部１は、三角柱状、五角柱状、六角柱状等の多角柱状であってもよく、円柱状であってもよい。
また、第１及び第２実施形態に係る耐火構造物Ａ、Ｂにおいては、被覆建材部が四角柱状の中空部を有する中空四角柱状となっているが、支持木材部１の周囲が露出しないように配置可能であれば、中空部の形状や、被覆建材部の外観はこれに限定されない。
したがって、支持木材部と被覆建材部との間に空間Ｓを担保できるのであれば、支持木材部１の外観形状と、中空部の形状とは必ずしも一致させる必要はない。

第１〜第４実施形態に係る耐火構造物Ａ〜Ｄは、スペーサー３を備えているが、必ずしも必須ではない。すなわち、耐火構造物Ａ〜Ｄにおいては、スペーサー３を備えていなくても、空間Ｓを備えることにより、熱伝達抑制効果及び離脱容易効果を発揮することができる。
また、第１〜第４実施形態に係る耐火構造物Ａ〜Ｄにおいて、スペーサー３は、平板状となっているが、立方体であってもよい。

第１〜第４実施形態に係る耐火構造物Ａ〜Ｄにおいては、支持木材部１として無垢材を採用しているが、合板、単板積層材（ＬＶＬ）、集成材等からなるものであってもよい。

第１〜第３実施形態に係る耐火構造物Ａ〜Ｃにおいては、支持木材部１の外周面、又は、被覆建材部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの内周面に遮熱膜５が設けられていてもよい。
また、第４実施形態に係る耐火構造物Ｄにおいては、支持木材部１の側面、又は、被覆建材部２Ｄの側面に遮熱膜５が設けられていてもよい。
図７の（ａ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において、支持木材部の外周面に遮熱膜を設けた場合の例を示し、（ｂ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において、被覆建材部の内周面に遮熱膜を設けた場合の例を示す水平断面図である。
図７の（ａ）に示すように、支持木材部１の外周面に遮熱膜５が設けられていてもよい。この場合、仮に、熱が被覆建材部２Ｅに付与された場合であっても、遮熱膜５が熱を高反射して遮熱するので、当該熱が支持木材部１に伝達することを抑制することができる。その結果、支持木材部１が加熱されることをより一層抑制することができる。
また、図７の（ｂ）に示すように、被覆建材部２Ｆの内周面に遮熱膜５が設けられていてもよい。この場合、仮に、熱が被覆建材部２Ｆに付与された場合であっても、遮熱膜５が低輻射で遮熱するので、当該熱が支持木材部１に伝達することを抑制することができる。その結果、支持木材部１が加熱されることをより一層抑制することができる。
なお、遮熱膜５としては、例えば、遮熱塗料により形成される膜、アルミニウム箔、スズ箔等が挙げられる。

第１及び第２実施形態に係る耐火構造物Ａ、Ｂにおいて、被覆建材部は、複数の集成ブロック材を互いに連結させて形成されたものとしているが、これに限定されない。
例えば、被覆建材部としては、集成ブロック材の他に、木材、合成木材、不燃木材、単板積層材（ＬＶＬ）、中密度繊維板（ＭＤＦ）、パーティクルボード、木毛セメント板等の木質系材料、石膏ボード、ケイ酸カルシウム板、フレキシブルボード、セメントボード等の無機質ボード系材料、フェノールフォーム保温板、炭酸カルシウム発泡材等の不燃断熱成型板、ロックウール、グラスウール、セラミックファイバー等をボード状又はマット状にした不燃繊維系材料、ＡＬＣパネル、押出成形セメント板、コンクリートブロック等のセメント系材料、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム等の難燃断熱成型板、若しくは、これらの複合材料等からなるものを採用してもよい。

図８の（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において被覆建材部として集成ブロック材の代わりに石膏ボードを用いた例を示す水平断面図である。
図８の（ａ）に示す被覆建材部２Ｇは、貼り合わせた石膏ボードのブロックを２つ準備し、凹部と凸部とを２箇所で嵌合させたものであり、図８の（ｂ）に示す被覆建材部２Ｈは、貼り合わせた石膏ボードのブロックを３つ準備し、凹部と凸部とを２箇所で嵌合させ、階段状の端部同士を１箇所で当接させたものであり、図８の（ｃ）に示す被覆建材部２Ｉは、貼り合わせた石膏ボードのブロックを４つ準備し、凹部と凸部とを３箇所で嵌合させ、階段状の端部同士を１箇所で当接させたものである。このように、被覆建材部は、複数のブロック状の石膏ボードを連結させて形成されたものであってもよい。

第１及び第２実施形態に係る耐火構造物Ａ，Ｂにおいて、集成ブロック材は、複数の小片板状体を、互いに貼り合わせたものからなっているが、貼り合わせる小片板状体の枚数は特に限定されない。
また、このとき、幅方向の長さが異なる小片板状体を採用しているが、幅方向の長さが同じものが含まれていてもよく、幅方向の長さが全て同じものを用いてもよい。

第１及び第２実施形態に係る耐火構造物Ａ，Ｂにおいて、集成ブロック材の端部の側面には、互いの連結のため、凹部、凸部、階段状の部分等を設けているが、必ずしも必須ではない。
図９の（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態に係る耐火構造物において被覆建材部として集成ブロック材の代わりに無垢材を用い、接合部の端部の形状が異なる例を示す水平断面図である。
図９の（ａ）〜（ｃ）に示すように、耐火構造物においては、無垢材の端部の側面を上面視で傾斜した平面とし、これらの面を互いに接着することにより、無垢材同士を連結させることも可能である。なお、一方の無垢材の傾斜した平面と、他方の無垢材の傾斜した平面とは、互いに当接させることにより、形状が合致するようになっている。
すなわち、図９の（ａ）に示す被覆建材部２Jは、貼り合わせた無垢材のブロックを２つ準備し、傾斜した平面同士を２箇所で当接させたものであり、図９の（ｂ）に示す被覆建材部２Ｋは、貼り合わせた無垢材のブロックを３つ準備し、傾斜した平面同士を３箇所で当接させたものであり、図９の（ｃ）に示す被覆建材部２Ｌは、貼り合わせた無垢材３つと無垢材１つを準備し、傾斜した平面同士を４箇所で当接させたものである。

なお、本明細書において、不燃木材とは、木材に不燃成分が付与されたものである。
かかる不燃成分としては、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム等のホウ素化合物、リン酸アンモニウム、リン酸グアニジン等のリン酸化合物、窒素化合物、臭化アンモニウム等のハロゲン化合物、シリコン化合物等が挙げられる。
また、例えば、特許第３４８５９１４号に記載の処理液を採用することも可能である。

本発明に係る耐火構造物は、建築物の骨組みである建築材料、すなわち、柱、梁、壁、基礎等として好適に用いられる。
本発明に係る耐火構造物によれば、耐火性に優れると共に、支持木材部への熱伝達性が極めて低く、且つ、被覆建材部が火災等により損傷した場合であっても、損傷した被覆建材部を簡単に取り外すことができ、更に、支持木材部に別の被覆建材部を比較的簡単に取り付けることができる。

１・・・支持木材部
１Ａ・・・側端部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｉ，２Ｊ，２Ｋ，２Ｌ・・・被覆建材部
２１・・・第１集成ブロック材（集成ブロック材）
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ・・・凸部
２１ｂ，２２ｂ，２４ｂ，２５ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ・・・凹部
２２・・・第２集成ブロック材（集成ブロック材）
２３・・・第３集成ブロック材（集成ブロック材）
２４・・・第４集成ブロック材（集成ブロック材）
２５・・・第５集成ブロック材（集成ブロック材）
３・・・スペーサー
３１・・・第１補助集成ブロック材（集成ブロック材）
３２・・・第２補助集成ブロック材（集成ブロック材）
３３・・・第３補助集成ブロック材（集成ブロック材）
３４・・・第４補助集成ブロック材（集成ブロック材）
５・・・遮熱膜
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・耐火構造物
Ｈ１，Ｈ２・・・厚み
Ｈ３・・・幅
Ｈ４・・・最短距離
Ｈ５・・・距離
Ｓ・・・空間

Claims (7)

1. 建築材料として用いられる耐火構造物であって、
   荷重を支持するための側端部を有する多角柱状の支持木材部と、
   該支持木材部の周囲が露出しないように、該支持木材部の外側に配置された被覆建材部
   と、
   前記支持木材部の外周面、及び、前記被覆建材部の内周面の間の、少なくとも四隅に設
   けられた複数のスペーサーと、
   を備え、
   前記支持木材部と前記被覆建材部との間には空間が設けられており、
   前記スペーサーが平板状であり、
   前記空間が前記スペーサーの厚みに基づくものであり、
   前記空間の体積に対して、前記スペーサーの占める割合が５０％以下であり、
   隣り合う前記スペーサーのうち、上方のスペーサーと下方のスペーサーとの間の距離が
   １００ｃｍ以下であり、
   前記支持木材部の前記側端部から前記スペーサーまでの最短距離が３０ｍｍ以上であり
   、
   前記スペーサーが、石膏ボード、ケイ酸カルシウム板、合板、単板積層材、製材、セル
   ロースファイバー、ポリスチレンフォーム、硬質ウレタンフォーム、フェノールフ
   ォームからなる群より選ばれる少なくとも１つよりなる耐火構造物。
2. 前記空間における前記支持木材部と前記被覆建材部との最短距離が１ｍｍ〜２０ｍｍで
   ある請求項１記載の耐火構造物。
3. 前記スペーサーの熱伝導率が０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である請求項１又は２に記載の
   耐火構造物。
4. 前記被覆建材部が、複数の集成ブロック材を互いに連結させて形成されたものであり、
   前記集成ブロック材が凸部又は凹部を有し、
   一方の集成ブロック材の凸部が他方の集成ブロック材の凹部に嵌合されている請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の耐火構造物。
5. 前記支持木材部の外周面、又は、被覆建材部の内周面には遮熱膜が設けられている請求
   項１〜４のいずれか１項に記載の耐火構造物。
6. 柱、梁又は壁として用いられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐火構造物。
7. 前記被覆建材部が周方向の１か所にのみ階段状の当接部分を有する請求項４〜６のいず
   れか１項に記載の耐火構造物。
   

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