JPS62174142A - 耐火壁要素 - 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 本発明は耐火壁要素に関する。

史に詳しくは、本発明はドキュメントファイル用キャビ
ネット、保管用キャビネット、及び戸棚、或いはデータ
ー媒体及びコンピュータのためのルームを構成するだめ
の耐火壁要素に関する。　・キャビネットの外面が与え
られた温度の熱に曝されたときに与えられた時間にわた
って内部が加熱されて達する最大温度レベルに関しての
要求事項がこれらのキャビネットに規定されている。例
えば、データーディスフットのようなデーター媒体を保
管するだめのいわゆる耐火性のキャビネットは、１０Ｄ
Ｏ’Ｃの外部温度に２時間にわたって曝された後に達す
ることを許容される内面の最高許容温度は５０℃である
。

この工うなキャビネットの壁は一般にコンクリート或い
はコンクリートをベースとした材料により作られ、コン
クリートの片側に断熱材の層が、又、壁の両側にプレー
トが配置される。コンクリート壁は、コンクリートの熱
伝導率がコンクリートからの水分の成る種の移動と組合
って、断熱層の作用のもとて壁の内側の温度が上述した
状況下で前記値を超えないことを保証する厚さに建造さ
れる。

コンクリート壁及び断熱材の層それぞれの厚さは上述し
た要求事項以外の事項も満たされるように調整される。

従来のコンクリートの使用は厚く重い壁となってしまう
。

耐火性キャビネットや戸棚の内側における温度上昇遅延
効果を得るために、戸棚の壁内部に相変換材料を組み入
れることが提案されてきた。この相変換材料は吸熱によ
り相変換を起こす材料を意味している。この相変換は、
内壁面が達することを許容される最高温度以下の温度に
て起こる。

各種の材料の中で、国際出願ｗｏ８２１０００４０号は
グラウバー基部ち硫酸す）　ＩＪウム・中水化物の使用
を提案しており、これは約３２’Ｏの相変換温度（融点
）を有し、又、約１００°Ｃの更に他の相変換温度（結
晶化の水の蒸発）を有している。

珪酸塩化合物も又、例えばドイツ国公報ＤＢ−０８２４
１５６４４号に記載されているように、吸熱変換を得る
ために既に使用されている。この公報は珪酸塩化合物と
鉱物ウールの層との組合せを示唆している。

米国特許第４．４１３．３６９号は石膏、鉱物ウール、
及び固相の珪酸塩化合物と同相の石膏との混合物の使用
を示唆している。

それ故に、変換が起こる温度レベル以上の温度に上昇す
るのを遅延させる目的で、吸熱変換の生じる化合物を使
用することは良く知られているのである。

しかしながら、特に前述の説明から明らかなように、と
の相変換材料は通常の断熱材とともに使用されているの
である。

知られている技術に於る大きな欠点は、従来の断熱材の
厚い層が相変換材料の比較的厚い層とともに使用されね
ばならないことである。これは、使用される相変換材料
が最大許容温度よりも僅かばかり低いだけの温度か、或
いは最大許容温度に等しい温度にて相変換を引き起こす
ものであることによる。

発明の目的 本発明によりこの欠点は排除されるのであり、本発明は
知られている壁要素よりもかなり薄い厚さで、知られて
いる壁要素と同等な性能を達成する壁要素を提供する。

更に、本発明による壁要素はコンクリートで作られた壁
に比べてかなり軽量であり、従って作られた壁構造体は
本発明による場合には従来のコンクリートＨ料で作られ
た通常のＭ’Ｒ素を組み合わせた壁構造体に比べて格段
に軽量となるのである。

発明の概貴 このように本発明は、約５０℃以下の温度で相変換ケ起
こして吸熱する、好ましくはダラウバー塩とされる相変
換材料を組み込んだ耐火壁安累であって、この壁要素は
更に他の第二の相変候拐料を含み、該第二の相変換材料
６は最初に記載した相変換材料に隣接させて配置される
とともに、その相変換は前記温度よりも高い温度で引き
起こされるようにされており、前記第二の相変換材料は
最初の相変換材料よりも壁要素の外面、即ち火災に際し
て加熱される面、に接近して配置されたことを特徴とす
る。

本発明は添付図面を参照して以下に更に詳しく説明され
る。

実施例の説明 壁要素１の内面２の温度が例えば５０℃を超える時点を
遅延させるために、グラウパー塩とされるのが好ましい
相変換材料３が仰られている方法で内面２に配置される
。一実施例によれば、この相変換材料３は柔軟で不透過
性材料で作られたバッグ４に収容されている。このバッ
グは６プライのプラスチックフォイルで作られるのが好
ましい。

内面２は壁要素の内部を機械的に保護する薄いプレート
を含んでなることが好ましい。壁要素の外面５も又薄い
プレートを含んでなることが好ましい。

本発明によれば壁要素１は更に他の相変換材料を組み込
んでおり、との相変換材料は最初の相変換材料３に接近
させて配置される。

この更に他の相変換材料６は、最初の相変換材料が相変
換を引き起こす温度よりも高い温度で相変換を起こすも
のとされる。この更に他の相変換材料６は最初の相変換
材料３よりも壁要素の外面、即ち火災に際して加熱され
る側、に接近させて配置されることを意図される。

更に他の相変換材料６の存在は、最初の相変換材料に対
する熱侵入を遅延させるのである。

本発明によれは、相変換過程の間に行われる吸熱反応が
本質的に水分の蒸発で構成されるような量の拘束された
水分を含有する更に他の相変換材料が使用される。

このようにして、水の蒸発温度である１００°Ｃを超え
て温度上昇させるには単位重蓋当り大量のエネルギが必
要となる。

ｒル状態にて水分を大量に含有できる化合物の１つは珪
酸ナトリウムＮａ２Ｏ、ｎ５ｉ０２　、　ｐＨ２０であ
る。

水ガラスはこのような１つの化合物である。水ガラスは
１００℃より僅かに高い温度の範囲で大量のエネルギを
吸収する。ところが水ガラスは２０℃〜２００℃（Ｊｉ
度範囲ニテ約１９００　ｋ、ｙ／ｋｇ（７）熱容量を増
大し、グラウバー塩は同じ温度範囲にて約２０００ｋＪ
／Ｋｇの熱容量を増大する。

２０℃から２００°Ｃの温度範囲にわたって純水は熱容
量を大体３０００ｋＪ／ｙ増大する。従って現状では水
は水ガラス又はグラウバー塩よりも更に効果的であり、
又実際的にコストも掛からない。

しかしながら、１００°Ｃ又はそれより僅かに高い温度
で相変換が行われることに加え、グラウバー塩は又約６
２℃でも変換が行われる。従って、グラウバー塩の熱容
量は２０℃から５０℃の温度範囲にわたって２４０ｋＪ
／ｋ１９だゆ増大し、これによりグラウバー塩は壁要素
１の内面２に最も接近させて使用するのが適当となる。

２０℃から５０℃の温度範囲にわたっての同様な熱容量
の増大は、固体塩及びパラフィンによっても得られる。

このように、例え水が自由状態では使用出来ず、即ち自
由状態では何れの場合にも使用すべきではなく、結合さ
れなければならないという欠点はあるとしても、水は本
発明に於て便用するのに特に安価で効果的な媒体である
。

上述した値は又、６０重量％の水分を含有する水ガラス
にも適用できるのである。

本発明の一実施例によれば、更に他の相変換材料は液相
の水ガラス、セメント及び水の混合物から作られた集合
体を含み、これに於て水分は、自由状態で水の重量が水
ガラス及びセメントの全重量よりも大きく、この水ガラ
ス及びセメントの全重量の６倍よりは少ない程度の量を
加えられる。

セメントの重量及び６０重量％の水分を含有するのが好
ましい水ガラスの比率は、本発明の好ましい一実施例に
よれば約０．４を超える値とされる。

２つの混合例を以下に示す。これらの２つの例に於て、
ポートランドセメントと水との予備混合物が先ず準備さ
れた。この予備混合物は次に水ガラスと混合された後の
液状水ガラスの硬化剤とし１つ て使用された。

混合例■ １５ｋｇのポートランドセメント及び６５ｋＩ！の水か
らなる予備混合物が準備され、この予備混合物は次に水
分を６０チ含有する２０ｋｇの水ガラスと混合された。

１分間のうちにこの混合物は比較的固体化したゲル状の
集合体に硬化した。この集合体の密度は１３３０ｋｆ９
／−であった。この集合体の水分含有率は７７チであっ
た。

混合例■ ８０ｋｇのポートランドセメント及び７２０ｋｇの水か
らなる予備混合物が準備され、この予備混合物は次に水
分を６０％含有する２００ゆの水ガラスと混合された。

作られた混合物は６分間のうちにゲル状の比較的固体化
した集合体に硬化した。

この集合体の密度は１１３０ｋｌ？／ｍ３であった。

この集合体の水分官有率は８４％もの高い値であった。

このような集合体の硬化に要する時間は、混合物に含ま
れるポートランドセメントの割合に主と　　ｔ して影響される。この硬化時間はポートランドセメント
の割合が大きくなるに伴って減少する。短い硬化時間が
技術的には一般に有利となる。先に説明したように、水
の熱容量は２０℃から２００℃の温度範囲にわたって大
体３０００ｋＪ／ｋｇだけ増大する。

前述の混合例■によって作られた集合体は２０℃から２
００℃の温度範囲にわたってその熱容量を大体２８００
ｘ、ｒ／ｋｇだけ増大した。このことは、この混合物が
特に安価であるという事実との兼ね合いにより、前述し
た更に他の相変換材料として現状に於て便用するのが特
に好適な材料となる。

前述したように、この混合物はデル状の比較的固体化し
た集合を得るためにキャスト成形できる。

この集合体は水分の含有率が８５チに達する程に商いこ
とから、この集合体は乾燥するのを防止するために例え
ばポリゾロピレンフォイルで作られたバッグのような不
透過性のプラスチックフォイルバッグＴに収容されるの
が好ましい。従って本発明により壁要素を構成する場合
には、混合物は考えられている壁要素を悪因した形状の
プラスチックフォイルバッグ７に入れてキャスト成形さ
れる。

これに替え、前述のケーシングはスチールプレート或い
はその他のメタルで形成されたプレートを含んで構成で
きる。この場合、プレートはその隅部に宿って互いに結
合され、或いは不透過性のプラスチックテープによって
プレート間に配置されたスタッドワークの木材ポストに
結合される。

壁要素が集合体に含有されている水分の蒸発を引き起こ
すに充分な温度に加熱されると、プラスチックテープは
破断され、水蒸気がプレートの間に形成された空間から
逃げ出せるようにする。グレートが木材の小角材に結合
されている場合は、これらの小角材は穴を形成されて不
透過性のプラスチックテープによりシールされるのであ
る。

好ましい一実施例によれば、要求される機械的強度はバ
ッグを薄いプレート８，９で囲むことで得られるのであ
り、これらのプレートはバッグを受は入れるための空間
を形成する。この場合、壁要素の最外面に最も接近させ
て配置されるプレートは複数の小さな穴１０を穿孔さｎ
て形成されるのであり、第１図には僅かな数の穴のみ示
されている。これらの穴は、集合体に含有される水分が
蒸発してバッグ７がこの高い圧力で破断されるような温
度に壁要素の外面が加熱されたときに、壁要素の外面へ
向けて水蒸気が逃げれるようになすために備えられてい
る。

第１図に示す実施例は木材の小角材１１を含み、これは
プレート８．９の間のスペーサを構成する。

木材の小角材を使用することは熱的ブリッジの形成を回
避できるのである。

一実施例によれば、穴１０は２つもしくは６つの互いに
隣接する壁要素によって形成される角部付近において外
側に配置されたプレート８にのみ備えられる。この結果
、更に他の相変換材料から流れる水蒸気即ちスチームは
該角部へと導ひかれ、そこで冷却される。前述の木材の
小角材１１が組みつけられるスタッドワークの構造に応
じて、水蒸気が小角材を通過して壁要素の周囲即ちその
角部へ導ひかれるようになすために、小角材にはノツチ
や同様な切り欠きを形成しなければならない。

壁要素の外面から更に他の相変換材料への伝熱を遅延さ
せるために、穿孔されたグレート８と壁要素の外面を形
成するプレート５との間に鉱物ウール等の断熱層１２が
備えられる。

最初に説明した相変換材料を収容したバッグ４を所定位
置に保持するために、又、これらのバッグを更に他の相
変換材料から隔離するために、プレート９及び壁要素の
内面を形成するプレート２０間の空間１３にはバッグを
所定位置に位置決めした後にポリウレタンフォーム等が
充填される。

上述で説明した壁要素は特に有効であることが見出され
ている。最初に説明したような状態を満足させるために
、壁要素は以下の寸法を与えることができる。バッグ４
の厚さは第１図の右から左へ計算して１０框であり、プ
レート２及び９０間の間隔の全幅は２０龍である。バッ
グ１の厚さは６０鵡で、鉱物ウール１２０層の厚さは２
０ｍである。内側プレート８．９は適当に与えられた１
龍の厚さで、壁要素のそれぞれの側のプレート２゜５は
適当に与えられた０、５ｍｍの厚さである。

このように、この壁要素は全体の厚さがたったの７６鰭
である。第２図は１ｏｏｏ’ｃの外部温度に曝されたと
きの、熱が最初の相変換材料に侵入した時点における壁
要素を通る温度曲線を概略的に示している。

このグラフから見られるように、更に他の相変換材料が
使用される場合には、これに於ては水の圧倒的な蒸発が
利用されるのであり、温度勾配は鉱物ウールの層１２を
通して１０００℃から１００℃に低下する。大量の熱が
この更に他の相変換材料に存在する水分の総てを蒸発さ
せるのに消費されることから、この相変換材料の温度は
、先に説明した状態のもとで行われたテストの最終段階
に於て、約１００℃の温度範囲内に保持できた。このこ
とはプレート９の外側に位置するポリウレタンの層１３
の温度が１００℃の温度に保持できることを意味する。

ポリウレタンフォームが極めて良好な断熱性を示すこと
から、比較的僅かな量の熱のみポリウレタンの層１３を
通って伝達されるのである。

最初の相変換材料３０便用は前述の形式のテストの間に
壁要素の内面２が５０℃を超えるのを防止した。

先に説明したように、壁要素が更に他の相変換材料を・
含まない場合には、壁要素は壁外面に面するバッグ４の
側を低温にするために、現在の壁要素の厚さより格段に
壁要素を厚くしなければならない。

従って、本発明により構成された壁要素は、従来技術に
より構成された壁要素に比較して格段に薄くなされるの
である。壁要素が比較的薄いので、重量も軽くなる。こ
の壁要素は又比較的安価にできる。

先の実施例に於て、最初の相変換材料３は壁要素の内部
に位置されるバッグ４内に収容された。

第６図に示す更に他の好ましい実施例によれば、特にコ
ンピユータ室や耐火性キャビネットのような空間に関し
て、最初の相変換材料３は急激な温度上昇が予想される
位置にて空間内の個所に配置される。これにより、この
ような空間に関しては、これらは前記空間の天井１５０
カセット１４即ち容器内に配置され、この中に最初の相
変換材料３を収容しているバッグ４が保持される。これ
により得られる効果は、先に説明した場合と同じである
。何故ならば、最初の相変換材料の相変換が前記空間内
の空気温度を下げるからである。

この実施例によれは、空間即ち室の垂直壁及び天井の両
方が第１図の実施例によって構成でき、バッグ４が取り
去られて空間１３は単に断熱材を収容している点が相違
する。

カセットを天井即ち所定位置に固定するために、最初の
相変換材料を天井の内面に沿って収容するための複数の
バッグ４は天井を作る壁要素の適当な容器形状とされて
、両相変換材料を組み込むのであり、これは例え第１図
に示した場合に比較して壁要素の内面２の外側に最初の
相変換材料が配置されても同じである。　゛ カセット１４とともに天井の一部のみが第６図１　γ に示されている。使用されたカセットの数及びその位置
は必要に応じて変更できる。カセット１４即ち容器は複
数の大穴を形成されており、バッグ４０回りの空気の効
果的な交換を得るようになっている。前述の説明から、
本発明は知られている技術に於る前述した欠点を排除す
るものであることは明らかである。

この形式の壁要素はドキュメントファイル用キャビネッ
トや保管用戸棚の壁を構成するのに使用できる。この場
合、壁要素に組合わされるプレートは各種の壁要素を互
いに固定してキャビネットのような形状を形成するのに
使用できる。キャビネットの扉も又本発明によって構成
できる。

しかしながら、本発明による壁要素は又コンピユータ室
や与えられたレベル以上の温度に悪影響される機器を収
容するその他の室の壁を構成するのにも有利に使用でき
る。この壁は据付容易（組立完了）のものとして供給さ
れるか、或いは現場にて構成されてビルディングの隣接
する壁、天井及び床と一体化できる。このような室の扉
は本発明によって構成できる。

上述した説明は本発明の代表的な実施例に関するもので
ある。

メタルプレートはげルディングパネルのようなその他の
材料のシートに置き換えることができることは理解され
よう。更に、壁要素の各種の構成要素の厚さは変更でき
、異なる耐火性の必要性の程度に対して適用できる。

本発明は前述した実施例に限定されるものと考えられる
べきではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で変更で
きることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を適用した壁要素の横断
面図。 第２図は第１図に示した壁要素を通る温度曲線を示す概
略図。 第６図は本発明の第二の実施例により構成された天井要
素の横断面図。 １・・・・・・・・・・・・壁要素 ２・・・・・・・・・・・・内向 ３・・・・・・・・・・・・相変換材料４・・・・・・
・・・・・・バッグ ５・・・・・・・・・・−・外面 ６・・・・・・・・・・・・更に他の相変換材料７・・
・・・・・・・・・・バッグ ８．９・・・・・プレート

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）約５０℃以下の温度で相変換を起こして吸熱する
   、好ましくはグラウバー塩とされる相変換材料を組み込
   んだ耐火壁要素であつて、壁要素（１）が更に他の第二
   の相変換材料（６）を含み、該第二の相変換材料（６）
   は最初に記載した相変換材料（３）に隣接させて配置さ
   れており、前記第二の相変換材料（６）の相変換は前記
   温度よりも高い温度で引き起こされるようにされており
   、前記第二の相変換材料（６）は最初の相変換材料（３
   ）よりも壁要素（１）の外側部（５）、即ち火災に際し
   て加熱される前記壁要素の側、に接近して配置されるよ
   うに意図されていることを特徴とする耐火壁要素。
2. （２）前記更に他の相変換材料（６）が、相変換過程の
   間に起こる吸熱反応が水分の蒸発によつて本質的に構成
   されるような量の拘束された水分を含有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐火壁要素。
3. （３）前記更に他の相変換材料（６）が液相の水ガラス
   、セメント及び水から作られた集合体を含んでなること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の耐火壁要素。
4. （４）加えられる自由状態の水が水ガラスとセメントと
   の全重量より多く、前記水ガラスとセメントとの全重量
   の３倍よりは少ないことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の耐火壁要素。
5. （５）セメントの重量と好ましくは６０重量％の水分を
   含有する水ガラスとされる水ガラスの重量との比率が約
   ０．４より大きいことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項又は第４項の何れか１つの項に記載の耐火壁要素。
6. （６）前記更に他の相変換材料（６）がシートメタルで
   作られた不透過性ケーシング、或いはポリウレタンフォ
   イルとされるのが好ましいプラスチックフォイルで作ら
   れたケーシングに収容されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第５項迄の何れか１つの項に記載の耐
   火壁要素。
7. （７）プラスチックフォイルに収容された場合、前記更
   に他の相変換材料（６）は２つの互いに間隔を隔てて平
   行な薄いプレート（８、９）に囲まれ、壁要素（１）の
   最外面（５）に最も近く位置されたプレート（８）は複
   数の小さな穴（１０）を穿孔されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第６項迄の何れか１つの項
   に記載の耐火壁要素。
8. （８）最初の相変換材料（３）は柔軟で不透過性材料、
   好ましくは３プライのプラスチックフォイル材料で作ら
   れたバッグ（４）の内部に収容されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第７項迄の何れか１つの項に
   記載の耐火壁要素。
9. （９）前記最初の相変換材料（３）を収容するバッグ（
   ４）が壁要素の最内面（１）の最内面に接近させて配置
   され、該最内面は好ましくは薄いメタルプレート（２）
   を含んで構成されており、又ポリウレタンフォームとさ
   れるのが好ましい断熱材（１３）が前記内面（２）及び
   この内面（２）に最も接近させて前記更に他の相変換材
   料（６）と面するように配置されたプレート（９）の間
   の空間を含む壁部分内に備えられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の耐火壁要素。
10. （１０）室や空間の天井を形成する壁要素であつて、前
    記最初の相変換材料が天井のカセット（１４）即ち容器
    内に配置されて壁要素の最内面（２）に対面され、又、
    前記壁部分が好ましくはポリウレタンフォームとされる
    断熱材を単独で収容していることを特徴とする特許請求
    の範囲第９項記載の耐火壁要素。
11. （１１）最外面（５）から最内面（２）迄の壁要素が薄
    いプレート（５）、鉱物ウール断熱材（１２）、薄いプ
    レート（８）、ケーシングにより囲まれた更に他の相変
    換材料（６）、薄いプレート（９）、ポリウレタンフォ
    ーム（１３）、プラスチック材（４）で包まれた最初の
    相変換材料（３）及び薄いプレート（２）を含んで構成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
    第１０項迄の何れか１つの項に記載の耐火壁要素。