JP2004076438A

JP2004076438A - 耐火ガラスブロック結合体および耐火ガラスブロック壁

Info

Publication number: JP2004076438A
Application number: JP2002239300A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Kuwabara; 桑原　英一郎; Akihito Yamada; 山田　暁仁
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【目的】一般に使用される壁と同程度の１００ｍｍ程度の厚さでも、建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能を満たすことができる耐火ガラスブロック結合体および耐火ガラスブロック壁を提供することである。
【構成】中空部を有する２個のガラスブロックを、互いの透光面を対向させ、間隔を設けて配置し、断熱結合材によって結合一体化してなり、２個のガラスブロックと断熱結合材とに囲まれた空間部を有し、空間部に遮熱材料が配置されてなることを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐火ガラスブロック結合体および耐火ガラスブロック壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスブロックは、有底無蓋の箱型形状を有し、底部が透光面となる一対のガラス成形体が、互いの開放端縁で封着一体化されてなるものであり、複数個のガラスブロックを縦横方向に積層配列して一体化してなるガラスブロック壁は、透光性、断熱性、遮音性に優れるため、従来から建築物の壁材として使用されている。
【０００３】
しかし、ガラスブロックは、火災の際に、火災側（加熱側）の透光面に熱衝撃によって発生したクラックが伸展して透光面が脱落しやすく、非加熱側の透光面にも同様にクラックが発生しやすいため、貫通孔が生じやすかった。そのため、火炎や煙を遮ることができず、建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能を満たしていなかった。
【０００４】
なお、建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能とは、壁体の片面をＩＳＯ８３４の昇温曲線に準じて１時間昇温し、延焼の原因となるような亀裂や貫通孔を生じないこと、かつ、非加熱側の温度が、可燃物が自然発火しにくい１６０℃以下となることである。
【０００５】
従来、「耐火１時間」の耐火性能を満たすガラスブロック壁としては、複数の９５ｍｍ厚のガラスブロックを縦横方向に積層配列したガラスブロックパネルを２層にし、それらのガラスブロックパネルの間に８０ｍｍの空気層を設けたガラスブロック壁が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ガラスブロック壁は、厚さが一般に使用される建築物の壁（１００ｍｍ程度）に比べて２７０ｍｍと非常に厚く、一般の建築物には使用しにくかった。
【０００７】
本発明の目的は、一般に使用される壁と同程度の１００ｍｍ程度の厚さでも、建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能を満たすことができる耐火ガラスブロック結合体および耐火ガラスブロック壁を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、中空部を有する２個のガラスブロックを、互いの透光面を対向させ、間隔を設けて配置し、断熱結合材によって結合一体化してなり、２個のガラスブロックと断熱結合材とに囲まれた空間部を有し、空間部に遮熱材料が配置されてなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、中空部を有する２個のガラスブロックを、互いの透光面を対向させ、間隔を設けて配置し、断熱結合材によって結合一体化してなり、２個のガラスブロックと断熱結合材とに囲まれた空間部を有し、空間部に遮熱材料が配置されてなるため、一般に使用される壁と同程度の１００ｍｍ程度の厚さであっても、建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能を満たすことができ、断熱性能に優れ、施工効率が高い。
【００１０】
すなわち、火災の際に、加熱側から放射される熱線が遮熱材料によって吸収または反射されるため、２個のガラスブロックの間隔やガラスブロックの厚さを薄くしても非加熱側のガラスブロックまで熱が伝わりにくく、非加熱側のガラスブロックの温度が上昇しにくい。また、火災の際に加熱側のガラスブロックに熱衝撃によってクラックが発生してもクラックの伸展が断熱結合材によって妨げられるため、非加熱側のガラスブロックにまで伸展せず、また、断熱結合体によって伝導熱が遮られ、非加熱側のガラスブロックの温度が上昇しにくく、熱割れしにくく、亀裂や貫通孔が生じない。
【００１１】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、空間部に遮熱材料が配置されてなるため、加熱側でガラスブロックが破損し、破片が散乱しても、遮熱材料がクッションとして働き、非加熱側のガラスブロックが、破損しにくい。
【００１２】
また、本発明の耐火ガラスブロック結合体は、非火災時では、一方のガラスブロックが外気によって暖められても、断熱結合材によって伝導熱を遮ることができ、また、ガラスブロックの中空部に空気層を有するため、断熱性能に優れる。特に、遮熱材料として遮熱板を用いた耐火ガラスブロック結合体は、空間部にも空気層を有するため、さらに断熱性能に優れる。
【００１３】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、２個のガラスブロックを互いの透光面を対向させ、断熱結合材によって結合一体化してなるため、縦横方向に積層配列して１枚の壁として施工でき、施工効率が向上しやすい。
【００１４】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、４枚の透光面が平行に配置され、少なくとも２つの空気層を有し、遮熱材料が存在するため遮音性に優れる。
【００１５】
ガラスブロックの厚さは、３０〜５０ｍｍであると好ましい。３０ｍｍよりも薄いと、断熱性能が低下しやすく、５０ｍｍよりも厚いとガラスブロック結合体が厚くなりやすい。
【００１６】
断熱結合材は、シリコーンゴム、ＥＰＤＭゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム等のゴム、または、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂等の樹脂からなると、伝導熱を遮る遮熱性に優れ、特にシリコーンゴムであると弾力性を有し、ガラスブロックに加わる衝撃を吸収でき、また、火災の際に燃焼や炭化しにくいため好ましい。
【００１７】
断熱結合材は、内面に２つのガラスブロックの間隔の幅を有する凸部が設けられていると、２個のガラスブロックの間隔を一定に保ちやすく、さらに、凸部の両側にガラスブロックを嵌着できる凹部を有していると、ガラスブロックを固定しやすい。
【００１８】
遮熱材料は、断熱ゲルや遮熱板であると、遮熱性能に優れ、透光性が維持できるため好ましい。
【００１９】
断熱ゲルは、２個のガラスブロックと断熱結合材とに囲まれた空間部に充填され、コロイダルシリカ、アルミナゾルおよびジルコニアゾルからなる群から選ばれる１種以上のゲル形成剤と、無機酸、有機酸、無機酸塩および有機酸塩からなる群から選ばれる１種以上のゲル化促進剤から形成されるゲルからなり、断熱ゲルの骨格を形成するゲル形成剤が固形分換算で２０〜６０質量％、含水率が４０〜８０質量％、ゲル化促進剤が１質量％以下からなると、火災の際に、断熱ゲルが熱によって発泡または凝固して白濁し、長時間にわたって熱線を遮断する不燃性の断熱材として働くことができ、有毒ガスを発生しないため好ましい。
【００２０】
ゲル形成剤が固形分換算で６０質量％より大きいと断熱性能が低くなりやすく、ゲル形成剤が固形分換算で２０質量％より小さいと粘性が小さくなるため、加熱側のガラスブロックが破損した場合には断熱ゲルが流出しやすい。
【００２１】
ゲル化促進剤は、触媒または架橋剤としてゲル形成剤のゲル化を促進し、断熱ゲルの硬さや含水率を調節できるが、１質量％より多く加えてもさらなる効果は期待できないため経済的でない。
【００２２】
ゲル化促進剤に使用される無機酸は、ホウ酸、リン酸であると好ましく、有機酸は、クエン酸、シュウ酸であると好ましく、無機酸塩、有機酸塩は前記した無機酸および有機酸のナトリウム、カリウムまたはアンモニウムの塩であると好ましい。
【００２３】
空間部の幅は４０ｍｍ以下が好ましい。４０ｍｍよりも厚いとガラスブロック結合体が厚くなり、一般の建築物の壁厚よりも大きくなるため好ましくない。空間部に断熱ゲルが充填されている場合、１０ｍｍよりも薄いと遮熱効果が小さくなりやすい。
【００２４】
空間部に断熱ゲルが充填されている場合、断熱結合材によって固定されたガラスファイバーシートや耐熱性ガラス板が断熱ゲル中に配置されていると、火災の際に、加熱側のガラスブロックが破損して、万が一、断熱ゲルが熱によって軟化しても断熱ゲルの流出を防止できるため好ましい。
【００２５】
ガラスファイバーシートは、網目状、すだれ状または不織布であっても良く、Ａガラス、Ｃガラス、Ｅガラス、Ｈガラスであると好ましい。
【００２６】
一方、耐熱性ガラス板は、ホウ珪酸ガラスや耐熱性結晶化ガラスであると破損しにくいため好ましい。
【００２７】
また、遮熱板は、ガラスブロックの透光面と略平行に配置され、片面または両表面に遮熱膜が形成された透明支持板からなる。遮熱膜が、ネサ膜、ＩＴＯ膜、フッ素含有酸化スズ膜、アンチモン含有酸化スズ膜、または、コバルト、鉄、ニッケル、チタンのいずれかを含有する金属酸化物膜であると熱線反射効率が高く、透明性に優れるため好ましい。
【００２８】
遮熱膜は、膜厚が１００〜１０００ｎｍであると好ましい。１００ｎｍよりも薄いと熱線反射効果が小さく、１０００ｎｍよりも厚いと透光性が損なわれやすい。
【００２９】
透明支持板は、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネート板であると透明性を有するため好ましく、特にホウ珪酸ガラスや耐熱性結晶化ガラスからなるガラス板であると、火災の際に破損しにくいため好ましい。また、透明支持板は、ガラスブロックのいずれの透光面とも接触しないように配置されてあればシート状であってもフィルム状であっても良い。
【００３０】
遮熱板は、１枚であると透光性の面から好ましいが、２枚以上使用すると遮熱性能がさらに向上するため好ましい。
【００３１】
本発明の耐火ガラスブロック結合体は、ガラスブロックの透光面の内面または外面に遮熱膜が形成されていると、遮熱性能がより向上し、非加熱側のガラスブロックの温度が上昇しにくい。特に、空間部と隣り合う透光面は、外側の透光面に比べて破損しにくいため、空間部と隣り合う透光面に遮熱膜が形成されていると好ましい。
【００３２】
次に、本発明の耐火ガラスブロック結合体の作製方法について説明する。
【００３３】
本発明の耐火ガラスブロック結合体には、遮熱材料に断熱ゲルを用いた耐火ガラスブロック結合体（結合体Ａ）と、遮熱膜を用いた耐火ガラスブロック結合体（結合体Ｂ）がある。
【００３４】
まず、ソーダ石灰ガラスからなるゴブを所定の金型でプレス成形することによって有底無蓋の箱型形状を有するガラス成形体を作製する。
【００３５】
続いて、このガラス成形体を一対用意し、互いの開放端縁においてバーナーを用いて熔着一体化してガラスブロックを作製する。
【００３６】
次に、結合体Ａの場合、前記ガラスブロックの透光面を上にし、環状で内面の中央に凸部を有するゴムまたは樹脂からなる断熱結合材を凸部の側面がガラスブロックの透光面に接するように配置し、断熱結合材の一方の凹部とガラスブロックとを嵌合させ、ガラスブロックの側面と断熱結合材との隙間にシリコーンシーリング材を充填し、接着する。
【００３７】
続いて、ガラスブロックの透光面と断熱結合材とからなる皿状の空間に適量のゲル化前の断熱ゲルを注入し、ゲル化させる。ゲル化は、発泡しない程度に昇温すると、短時間でゲル化が完了するため好ましい。
【００３８】
最後に、もう１個のガラスブロックを断熱ゲル上に載置し、断熱結合材の他方の凹部とガラスブロックとを嵌合させ、ガラスブロックの側面と断熱結合材の隙間にシーリング材を充填し、接着する。
【００３９】
また、結合体Ｂの場合は、ガラスブロックの透光面と略同じ大きさのガラス板の少なくとも一方の表面にスパッタ装置を用いて遮熱膜を形成して遮熱板を作製する。
【００４０】
なお、遮熱膜の他の形成方法は、スピンコート法、物理蒸着法、化学蒸着法が可能である。
【００４１】
次に、断熱結合材の凸部にガラス板に設けた溝に、前記遮熱板を嵌着して固定する。
【００４２】
最後に、２個のガラスブロックを断熱結合材の凸部の両脇に設けた凹部に嵌合させ、ガラスブロックの側面と断熱結合材の隙間にシーリング材を充填し、接着する。
【００４３】
【実施例】
本発明の耐火ガラスブロック結合体を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００４４】
図１は、実施例１の耐火ガラスブロック結合体を示し、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、断面図である。図２は、実施例１に使用される断熱結合材を示し、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ線の拡大断面図である。また、図３は、実施例２の耐火ガラスブロック結合体の断面図であり、図４は、実施例３の耐火ガラスブロック結合体の断面図である。
【００４５】
［実施例１］
図１に示すように、耐火ガラスブロック結合体１は、中空部を有する２個のガラスブロック（１４５×１４５×５０ｍｍ）２、２を、互いの透光面２ａ、２ａを対向させて２０ｍｍの間隔を設けて配置し、シリコーンゴム製の断熱結合材３によって結合一体化してなり、２個のガラスブロック２、２と断熱結合材３によって囲まれた空間部Ｓには固形分換算で４０質量％のコロイダルシリカ水溶液１００質量部に対してリン酸二水素ナトリウム二水和物を０．２質量部混合した断熱ゲル４が充填されている。
【００４６】
ガラスブロック２と断熱結合材３の接着性を高めるためにシリコーンシーリング材５が、ガラスブロック２の側面２ｂと断熱結合材３の間に形成された隙間に充填されている。
【００４７】
図２に示すように、断熱結合材３は、その内面（ガラスブロックとの接触側）には凸部３ａを有し、凸部３ａの両脇には凹部３ｂ、３ｂが設けられている。耐火ガラスブロック結合体１において凸部３ａは、ガラスブロック２、２に挟持されており、凹部３ｂにはガラスブロック２が嵌着され、固定されている。
【００４８】
［実施例２］
図３に示すように、断熱ゲル４を使用せず、５００ｎｍの厚さを有する熱線反射膜であるＩＴＯ膜６が、厚さが５ｍｍの耐熱性結晶化ガラス板７（ファイアライト　日本電気硝子株式会社製）の一方の表面７ａに成膜されており、断熱結合材１３の凸部１３ａに設けられた溝１３ｃに嵌着されてなる以外は実施例１と同様に構成されている。
【００４９】
［実施例３］
図４に示すように、両方のガラスブロック２の内面２ｃに厚さ５００ｎｍの熱線反射膜であるＩＴＯ膜６が成膜されている以外は実施例１と同様に構成されている。
【００５０】
［比較例］
断熱ゲル５が使用されていないこと以外は実施例１と同様に構成されている。
【００５１】
建築基準法に定める「耐火１時間」の耐火性能を満足できるか確認するため、前記のガラスブロック結合体を１０ｍｍ幅のモルタル目地によって縦に７個、横に５個固定されてなるガラスブロック壁を作製し、これらのガラスブロック壁の片面（加熱面）をＩＳＯ８３４の昇温曲線に準じて１時間昇温し、亀裂や貫通孔の有無を確認し、また、非加熱側のガラスブロックの温度を測定した。
【００５２】
実施例１〜３は、ガラスブロック結合体の厚さが１２０ｍｍと一般に使用されている壁と同等の厚さであっても、非加熱側のガラスブロックには亀裂や貫通孔が生じず、また、非加熱側のガラスブロックの温度は加熱を開始して１時間経過しても１６０℃以下であり、「耐火１時間」の耐火性能を満足していた。なお、１時間加熱した直後に測定した非加熱側のガラスブロックの温度は、実施例１と実施例２が１４５℃、実施例３が１１５℃であった。
【００５３】
一方、比較例は、加熱開始から１０分後にガラスブロック結合体の加熱側のガラスブロックが熱衝撃によって破損し、加熱開始から４０分後には非加熱側のガラスブロックの温度が１６０℃を超え、４５分後には、熱衝撃によって破損して、貫通孔が生じ、「耐火１時間」の耐火性能を満足しなかった。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の耐火ガラスブロック結合体は、一般に使用される壁と同程度の１００ｍｍ程度の厚さであっても、建築基準法で定める「耐火１時間」の耐火性能を満たすことができる。そのため、耐火構造を必要とする壁材に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の耐火ガラスブロック結合体を示し（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図２】本発明の実施例１の耐火ガラスブロック結合体に使用される断熱結合材を示し（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施例２の耐火ガラスブロック結合体の断面図である。
【図４】本発明の実施例３の耐火ガラスブロック結合体の断面図である。
【符号の説明】
１、１０、２０　　ガラスブロック結合体
２　　ガラスブロック
２ａ　　透光面
２ｂ　　側面
２ｃ　　内面
３、１３　　断熱結合材
３ａ、１３ａ　　凸部
３ｂ　　凹部
４　　断熱ゲル
５　　シリコーンシーリング材
６　　ＩＴＯ膜
７　　耐熱性結晶化ガラス板
７ａ　　表面
１３ｃ　　溝
Ｓ　　空間部

Claims

中空部を有する２個のガラスブロックを、互いの透光面を対向させ、間隔を設けて配置し、断熱結合材によって結合一体化してなり、２個のガラスブロックと断熱結合材とに囲まれた空間部を有し、空間部に遮熱材料が配置されてなることを特徴とする耐火ガラスブロック結合体。
遮熱材料が断熱ゲルまたは遮熱板であることを特徴とする請求項１に記載の耐火ガラスブロック結合体。
遮熱板が片面または両面に遮熱膜が形成された透明支持板からなることを特徴とする請求項２に記載の耐火ガラスブロック結合体。
遮熱膜がネサ膜、ＩＴＯ膜、フッ素含有酸化スズ膜、アンチモン含有酸化スズ膜、または、コバルト、鉄、ニッケル、チタンのいずれかを含有する金属酸化物膜であることを特徴とする請求項３に記載の耐火ガラスブロック結合体。
請求項１〜４のいずれかに記載の複数個の耐火ガラスブロック結合体を縦横方向に積層一体化してなることを特徴とする耐火ガラスブロック壁。