JPH03286058A - 透明耐火壁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は透明耐火壁に関するものであり、詳細にはビル
ディングの防火区画等に用いられる透明ガラス製耐火壁
における耐火性および耐衝撃性の向上手段に関するもの
である。

［従来の技術］ ビルディングの外壁や防火区画（内壁）は。

コンクリート、鉄材、煉瓦等で構築する場合が一般的で
あるが、近年、建築物のデザインの多様化に伴い、壁面
を採光性にすることが要求されるようになり、透明なガ
ラス製耐火壁が注目を浴びつつある（例えば、特開昭５
７−１８３３３８号公報、特開昭５８−４５１４１号公
報、特公昭１１ｉ３−ｅ２４［１１１ｉ号公報、） 上記透明な耐火壁に使用されるガラス材料としては、結
晶化ガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケー
トガラス、ソーダガラス等が一般的である。また、耐火
壁の内部に第３図に示すように断熱材として水ガラス等
を封入することも提唱されている。

耐火壁は、耐火性と耐衝撃性に優れていることが必要で
あり、建設省制定の耐火試験基準で、耐火壁の一面を特
定の加熱スケジュールに曝したとき、その反対面が２６
０℃以上にならないこと、加熱中に炎や煙が通過するよ
うな亀裂や孔が生じないこと、耐火上有害な変形を生じ
ないこと等が規定されている。一方、耐衝撃性としては
、加熱、所定重量の重錘を所定の高さから落下させたと
き、耐火壁に貫通孔が生じないことが規定されている。

第３図は従来のガラス製耐火壁の構造を例示する縦断面
図である。同図において（ｌａ）　Ｈｂ）は、透明な耐
熱性結晶化ガラスからなる側板で、所定の間隔を置いて
対設された両側板間に。

水ガラス（２）を封入すると共に、側板（１ａ）（１ｂ
）の外周縁部に耐熱性シール材（３）を利用して金属の
外枠（４）を接着固定することによって透明なガラス製
耐火壁（５）を形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図に示すガラス製耐火壁（５）は、外枠の形成材料
として高膨張の金属を用い、一方側板（ｌａ）　（ｌｂ
）の形成材料として透明な耐熱性結晶化ガラスを用いて
おり９両者は熱膨張係数が大幅に異なっている０例えば
、外枠（４）の形成材料としてよく用いられているステ
ンレス鋼の熱膨張係数が１００ＸＩＯ−７／　’Ｃであ
るのに対して、側板（ｌａ）　（ｌｂ）の形成材料とし
て用いられる耐熱性結晶化ガラスのそれは、−１Ｏ〜１
５Ｘ１０−７／’Ｃ（３０〜７５０℃）であり、このた
め、火災が発生し、耐火壁（５）が加熱されると、外枠
（４）と側板（ｌａ）　（ｌｂ）が異なる度合いで変形
するため。

耐熱シール材（３）による接着構造が破壊され。

外枠（４）と側板（ｌａ）　（Ｉｂ）との間に隙間が形
成されて水ガラス（２）が外部に溢れ出したり、側板（
ｌａ）　（ｌｂ）が外枠（４）からずれ出して外れると
いう問題が発生する。この外枠（４）からの側板（ｌａ
）　（ｌｂ）のずれ、もしくは外れ現象は、外枠（４）
と側板（Ｉａ）　（Ｉｂ）の熱膨張係数の差が大きい程
顕著になる。

［課題を解決するための手段］ 上記課題の解決手段として本発明は、所定の間隔をもっ
て平行に対設した一対の透明な耐熱性結晶化ガラスの側
板と、該側板と略等しい熱膨張係数を有し、かつ、該側
板の端面全周に耐熱性シール材で接着固定された耐熱性
結晶化ガラスの外枠と、該側板と該外枠によって封入さ
れた水ガラスとから構成されてなることを特徴とする透
明耐火壁を提供するものである。

［作用］ 火災が発生すると、透明な液状またはゲル状の水ガラス
が加熱され、水分を蒸発させながら白色の発泡体に変化
し熱を遮断する。一方透明な耐熱性結晶化ガラスからな
る側板および外枠は、高強度で炎にたいして安定でかつ
熱膨張係数が何れも略ゼロであるため、加熱によって殆
ど伸縮せず、火災や煙を遮断する。

側板の形成材料として使用される耐熱性結晶化ガラスは
、　Ｌ１□０−　Ａ１２０３−　Ｓｈｏ□系の透明結晶
化ガラスであって、火災発生時の熱膨張を殆どゼロとす
るため、　−１０−１５ＸｌＯ−７７”Ｃ（３０〜７５
０℃）の熱膨張係数と、β−石英固溶体の析出結晶を有
するものである。

また、外枠の形成材料として使用される耐熱性結晶化ガ
ラスは、火災発生時の熱膨張を殆どゼロとするため、前
記側板と同等の−ＩＯ〜１５Ｘ１０−’／”Ｃ（３０〜
７５０℃）の熱膨張係数と、β−スポジューメンの析出
結晶を有する耐熱性結晶化ガラス、例えば＝　ＬＩ２０
　　Ａｌ２Ｏ３５１０°系結晶化ガラスから製作する。

本発明の透明耐火壁を作製する場合は、まず一対の側板
と、この側板の端面全周に接着固定される上記外枠を、
耐火壁の形状に合わせて方形に切断し、一対の側板を所
定の対向間隔で整列配置するように横側および下側の外
枠に耐熱性シール材を用いて接着固定した後、その内部
に水ガラスを注入する。その後、これを密閉するように
上側の外枠を耐熱性シール材を用いて接着固定する。

耐熱性シール材は、ガラス粉末、結晶化ガラス粉末、ま
たは鉱物粉末と水ガラスとの混線物が好ましい。

また透明耐火壁の内部に充填される水ガラスは、断熱効
果があれば何れも使用可能であるが、好ましい具体例と
しては、水ガラス１００重量部に対して平均粒径］００
ｎｍ以下のシリカゲルの超微粉を０．１−１０重量部混
合してなるシリカゲル含有水ガラスが挙げられる。シリ
カゲルの超微粉を配合すると、水ガラス中の５ｔｏｎと
シリカゲル超微粉表面の５ｔｏｕが反応して５ｉ−０−
Ｓ１ネツトワークを形成し、化学的に安定した断熱材と
なる。より詳しく説明すると、水ガラスとシリカゲルの
超微粉の混合重量比を水ガラス１００重量％に対して０
．１〜ＩＯ重量部の範囲で調節することによって、大き
な含水率を持った水ガラスを主成分とする断熱材の粘度
調節が容易になり、また、シリカゲルの超微粉の平均粒
径を１００■以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下に調節
することによって、可視光の波長よりも小さい粒径のシ
リカゲルを含む透明な断熱材が得られる。

尚、上記水ガラス中には、シリカゲルの超微粉の外にも
増粘剤として適量の無機酸９例えば硫酸（０，５〜５モ
ル濃度）や、適量の有機酸９例えば酢酸（０，５〜７モ
ル濃度）、また、有機酸エステル、例えば酢酸エチルを
５〜５０容量部混合することが可能である。

［実施例コ 以下、第１図に基づいて本発明の第１の具体例を説明す
る。同図において、側板（ｌｌａ）　（ｌｌｂ）は１例
えば９日本電気硝子株式会社製のファイアライト（Ｌｌ
□ＯＡｌｚＯｚ　　５１０２系の透明耐熱性結晶化ガラ
ス）から形成されており、その厚さは５　ｍ＋ｅ、熱膨
張係数は一３Ｘ　１０−７／”Ｃ（３０〜７５０℃）で
ある、この側板（ｌｌａ）　（ｔｌｂ）の端面全周に接
着固定される外枠（１４）は例えば。

日本電気硝子株式会社製のネオセラムＮ−１１（Ｌｌ。

Ｏ−ＡＩ□０３　　ＳＩＯ□系の白色耐熱性結晶化ガラ
ス）から形成されており、−１１ＸＩＯ−’／℃（３０
〜７５０°Ｃ）の熱膨張係数を持つ、水ガラス（１６）
は５Ｉ０２　／　Ｎａ２Ｏのモル比が、　２．２．含水
率が水ガラス１００重量部に対して４９重量部になるよ
うに調製されており、平均粒径７ｎｍのシリカゲルの超
微粉１重量部の外に、硫酸と酢酸が各々０．６モル濃度
添加されている。側板（１１ａ）と（Ｉｌｂ）の対向間
隔は約ＧＯｍｍに設定されている。耐熱シール材（１３
）は、水ガラス１００重量部に対してＬＩ２０　　Ａｌ
２Ｏ３−８１０２系結晶化ガラス粉末を１３０重量部混
合することによって耐熱性と耐水性が付与されている。

第２図は本発明の第２の具体例を示す透明耐火壁の縦断
面図である。第２図に示す透明耐火壁（１５）の材質お
よび寸法諸元は、第１図に示す透明耐火壁（１５）と同
一であるが、この第２の具体例では、透明な２枚の耐熱
性結晶化ガラス板（１１ａ）と（１１ｃ）、（ｌｌｂ）
と（ｌｉｄ）をそれぞれ密着させて重ね合わせることに
よって２枚１組の側板（１１）　（１１）　　を形成し
ている。

透明耐火壁回生または透明耐火壁を防火区画に固着する
際には、前記耐熱性シール材（Ｉ３）を使用する。

第１図に示す透明耐火壁（１５）の耐熱性および耐衝撃
性を測定した測定結果は下記のとおりである。

透明耐火壁（！５）を輻射型電気ヒーターにセットし、
　ＪＩＳ　Ａ　−１３０４（１９７５）に規定されてい
る標準加熱曲線に従って加熱した。加熱開始後透明耐火
壁（１５）中に封入されている水ガラス（１６）が急激
な沸騰を伴うことなく徐々に沸騰しながら膨張し透明な
ゲル状水ガラス層から白色の、セラミック状の断熱層に
変化した。加熱開始から１時間後、水ガラス（１６）の
膨張によって透明耐火壁（１５）の厚みが若干増したが
。

耐熱シール材（Ｉ３）がその膨張を吸収し構造破壊は起
こらなかった。また非加熱側の側板（Ｉｌｂ）の表面温
度を測定したところ、１５０℃が記録された。さらに加
熱後、５ｋｇの重錘を１ｍの高さから落下させたが、透
明耐火壁（１５）に貫通孔は形成されなかった。

［比較例コ 第３図に示す透明耐火壁（５）において、側板（ｌａ）
　（ｌｂ）を実施例と同じＬＩ２０　　ＡｌｑＯａ　　
５Ｉ０２系の透明耐熱性結晶化ガラスから形成した。

外枠（４）は熱膨張係数１００　Ｘ１０−’／”Ｃのス
テンレス鋼板から製作した。水ガラス（２）及び耐熱性
シール材（３）は実施例と同一組成のものを使用した。

この透明耐火壁（５）の耐熱性および耐衝撃性の測定結
果は下記の通りである。

透明耐火壁（５）を上記実施例と同一の条件で加熱した
。加熱開始からしばらくすると、水ガラス（２）が徐々
に沸騰しながら膨張し、これと同時に外枠が徐々に変形
して外枠（４）と加熱側の側板（ｌａ）との間に隙間が
生じ、その隙間から透明耐火壁（５）内に封入されてい
た水ガラス（２）が流れ出し、最終的に側板（ｌａ）が
外枠（４）から外れ、水ガラス（２）の全てが流失して
しまった。１時間後、被加熱側の側板（ｌｂ）の表面温
度を測定したところ、５００℃が記録された。また、上
記実施例と同一の条件で重錘を落下させたところ透明耐
火壁（１５）に貫通孔が形成された。

［発明の効果コ 側板と外枠を低膨張の耐熱性結晶化ガラスで製作するこ
とによって、加熱された場合の外枠と側板の熱膨張差に
よる隙間の発生や位置ずれが防止され、良好な耐熱性が
発揮される。更に、複数枚の耐熱性結晶化ガラスで側板
が形成されているため、耐衝撃性の向上に対しても大き
な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の二つの具体例を示す透明
耐火壁の縦断面図、第３図は従来の透明耐火壁の縦断面
図である。 ｌａ）　　（ｌｌｂ）　　（ｌｌｃ）　　（Ｉｌｄ）・
−−側板。 ３）・・−・−・−耐熱性シール材。 ４）・−・・・−・−外枠。 ５）・−・・−・・　透明耐火壁。 ６）−・・−・・　水ガラス。 特　許　出　願　人　　　日本電気硝子株式会社鹿島建
設株式会社 株式会社マンテン 代　理　人　江原省吾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の間隔をもって平行に対設した一対の透明な
   耐熱性結晶化ガラスの側板と、該側板と略等しい熱膨張
   係数を有し、かつ、該側板の端面全周に耐熱性シール材
   で接着固定された耐熱性結晶化ガラスの外枠と、該側板
   と該外枠によって封入された水ガラスとから構成されて
   なることを特徴とする透明耐火壁。