JP2011179177A - 耐火被覆構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】燃え代設計に基づく極めて耐火性の良好な耐火被覆構造体を提供する。
【解決手段】建築物の木質構造材の表面を耐火材層、特に発泡耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆した耐火被覆構造体。特に好ましくは、燃え代用板材の目地部に沿って設けた溝状スペース、又は燃え代用板材の目地部に沿って耐火材層の裏面側に設けた切欠き状スペースに発泡耐火材を充填する。
【選択図】図３

Description

本発明は耐火被覆構造体に関する。更に詳しくは本発明は、木造住宅等の建築物における柱その他の木質構造材に対して燃え代設計による耐火被覆を施した耐火被覆構造体に関する。

「燃え代設計」とは、建築物における木質の柱等の構造材の表面に燃え代を設け、燃え代の分だけ構造材の断面を大きくした耐火設計、あるいは、構造材の表面を燃え代となる木質の板材で被覆した耐火設計をいう。燃え代設計においては、住宅等で失火が生じて火炎が柱に及んだ際、燃え代部の木が燃焼して断熱性の炭化層を形成するため、芯材（柱本体）の類焼が防止されることを期待できる。その結果、住宅に対する柱本体の支持強度が維持され、住宅の倒壊を免れるといった効果を得ることができる。又、木質構造材が壁材等の平面的な構造材である場合には、例えば住宅の壁面等の焼失を免れるといった効果を得ることができる。

又、下記の特許文献１に係る耐火被覆構造では、構造材の表面を、薄板材ではなく、熱膨張性の樹脂組成物である耐火被覆材で被覆している。この樹脂組成物には、各種の熱膨張性層状無機物や不燃性の無機充填剤を添加している。このような目的の添加物は、下記の特許文献２、３にも開示されている。

特開２００３−２９３４８２号公報 この特許文献１は、木質の構造体本体の表面側周囲に熱膨張性の耐火被覆材を被覆すると共に、耐火被覆材の突き合わせ部分である目地部に保護処理を施した耐火被覆構造を開示している。この耐火被覆材としては特定種類の合成樹脂、熱膨張性層状無機物及び無機充填剤を所定の重量比で含有する樹脂組成物を用いており、目地部の保護処理としては、接着剤による接着や、ビス又はタッカー等の止め具による止着を行っている。

特開２００９−２０９６０７号公報 この特許文献２は、本発明とはやや趣旨が異なるが、建物の開口部に設置された戸枠と、この戸枠の開閉用の扉との隙間に設ける防煙テープを開示している。この防煙テープは、熱により発泡膨張する発泡材を含む発泡性防煙層に表面フィルムを積層したものであり、火災時に防煙テープが膨張して戸枠と扉との隙間を塞ぐことにより、隙間からの煙の拡散を防止するものである。上記の発泡材としては珪酸ソーダを用いている。

特開２００６−２０７３０３号公報 この特許文献３は、不燃性基板の裏面に耐火性の高温膨張層を積層してなる耐火パネルと、この耐火パネルをトンネル等の構造体の表面に設置した耐火構造体を開示している。耐火性の高温膨張層としてはリン酸化合物を主成分としたものを用いている。

しかし、従来の、木質構造材を単に燃え代用板材で被覆した耐火被覆構造体においては、燃え代用板材が燃焼する際に反りや縮みを生じ、そのために板材同士の目地部（付け合わせ部）に沿って開き部分が発生し、この開き部分から火炎や熱が侵入して木質構造材に及ぶという問題があった。

一方、前記の特許文献１のように、木質構造体の表面周囲に熱膨張性の樹脂組成物である耐火被覆材を被覆する耐火被覆構造では、芯材である木質構造体を樹脂組成物で被覆することにより、木質の美麗な外観が隠蔽されるという問題がある。

そこで本発明は、このような従来技術の問題点を解消することを、解決すべき技術的課題とする。

（第１発明の構成）
上記課題を解決するための第１発明の構成は、建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆した、耐火被覆構造体である。

（第２発明の構成）
上記課題を解決するための第２発明の構成は、第１発明に係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなり、又は不燃性材料からなる、耐火被覆構造体である。

（第３発明の構成）
上記課題を解決するための第３発明の構成は、第２発明に係る耐火被覆構造体における前記発泡耐火材が、発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものであり、又は発泡耐火材の薄い成形体を用いたものである、耐火被覆構造体である。

第３発明において、発泡耐火塗料と発泡耐火材とは、発泡耐火塗料が水又は有機溶剤である溶剤を含み液状塗料の形態である点を除いては、実質的に同じものである。

（第４発明の構成）
上記課題を解決するための第４発明の構成は、第２発明又は第３発明に係る耐火被覆構造体における前記発泡耐火材が水溶性アルカリ珪酸塩を含有するものであり、あるいは炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものである、耐火被覆構造体である。

（第５発明の構成）
上記課題を解決するための第５発明の構成は、第１発明〜第４発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成した、耐火被覆構造体である。

（第６発明の構成）
上記課題を解決するための第６発明の構成は、第１発明〜第４発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材又は不燃性材料からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成し、かつ、この溝状スペースの一部又は全部に発泡耐火材を充填した、耐火被覆構造体である。

この第６発明において、「溝状スペースの一部に発泡耐火材を充填する」とは、「溝状スペースの長手方向に沿う一部の部分に発泡耐火材を充填する」という意味ではなく、「溝状スペースの長手方向の全長部分にわたり、スペースの断面積の一部を占める程度に発泡耐火材を充填する」という意味である。

（第７発明の構成）
上記課題を解決するための第７発明の構成は、第１発明〜第４発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、当該耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填した、耐火被覆構造体である。

第１発明においては、耐火被覆構造体の最外層が燃え代用板材で被覆されているため、耐火被覆構造体における木質の美麗な外観が確保される。しかも火災時には、燃え代用板材が燃焼して断熱性の炭化層を形成する点に加え、燃え代用板材の内層には耐火材層が存在するため、木質構造材に対する耐火・耐熱シーリングが極めて堅牢であり、火災の熱、あるいは燃え代用板材の燃焼時に発生する燃焼熱が木質構造材に伝わり難い。

耐火材層の構成材料は必ずしも限定されないが、第２発明に規定するように、耐火材層が発泡耐火材からなり、又は不燃性材料からなることが好ましい。

耐火材層としては特に発泡耐火材からなるものが好ましい。火災時に燃え代用板材が反りや縮みを生じて目地部に開き部分が発生しても、この開き部分を発泡耐火材が発泡して閉塞し、火炎及び熱を遮断する。

第３発明に規定するように、発泡耐火材からなる耐火材層として、発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたもの、又は発泡耐火材の薄い成形体を用いたもの（木質構造材に適用できるサイズに調整したもの）を好ましく用いることができる。

第４発明に規定するように、発泡耐火材としては、（１）水溶性アルカリ珪酸塩を含有するもの、又は、（２）炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものが好ましい。

第５発明においては、燃え代用板材の目地部に沿って耐火材層側へ開口する溝状スペースを形成したので、火災時において発泡耐火材の発泡物の一部が溝状スペース内へ誘導的に導入される。従って、燃え代用板材の目地部に開き部分が発生しても、この開き部分が耐火性の発泡物によって迅速に閉塞される。その結果、芯材である木質構造体が強力に耐火・耐熱シーリングされる。

第６発明においては、第５発明と同様に形成された溝状スペースの一部又は全部に発泡耐火材が充填されている。従って、耐火材層に非発泡性の不燃性材料を用いた場合でも、第５発明と同等の効果が確保される。耐火材層に発泡耐火材（発泡耐火塗料の塗布・乾燥物又は発泡耐火材の薄い成形体）を用いた場合は、溝状スペースに充填された発泡耐火材とあいまって、火災時において燃え代用板材の目地部沿いに耐火性の発泡物が多量に生成するため、燃え代用板材の目地部に発生した開き部分が迅速に、かつ、より十分に閉塞される。その結果、芯材である木質構造体が強力に耐火・耐熱シーリングされる。

第７発明においては、燃え代用板材の目地部に沿って耐火材層の裏面側に設けた切欠き状のスペースに発泡耐火材を充填したので、このように充填された発泡耐火材が、火災時において発泡しつつある耐火材層の発泡耐火材を燃え代用板材の目地部の開き部分に向かって押し出すように発泡するため、目地部に発生した開き部分が迅速に、かつ、より十分に閉塞される。その結果、第６発明の場合と同様に、芯材である木質構造体が強力に耐火・耐熱シーリングされる。

木質構造材が角柱である場合の耐火被覆構造体の基本的な構成を示す断面図である。 図２（ａ）〜（ｅ）は耐火被覆構造体の角部又は平面部の目地部に形成した溝状スペースを示す。 図３（ａ）〜（ｂ）は木質構造材に設けた切欠き状スペースと、この切欠き状スペースに充填した発泡耐火材を示す。

次に本発明の実施形態を、その最良の形態を含めて説明する。

〔基本的な実施形態〕
本発明に係る耐火被覆構造体は、基本的な実施形態として、建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆したものである。木質構造材の表面と耐火材層との間、耐火材層と燃え代用板材との間は、それぞれ接着剤による接着、あるいは釘、ビス、ネジ等の留め具による固定等の適宜な接合手段を用いて接合することができる。

（木質構造材）
本発明に係る耐火被覆構造体における木質構造材とは、木造住宅その他の建築物における各種の木質構造材を言う。代表的な木質構造材として柱が例示される。柱としては、周面が全て露出した状態の柱の他に、建築物の壁部等に一部が埋設されると共に一部が露出した状態の柱もその露出部分が耐火被覆の対象となる。又、いわゆる「梁」等の構造材も対象となる。更に、これらの柱状（棒状）の構造材に加えて、壁面、床面、天井面等を構成する板状ないし平面状や曲面状の構造材も耐火被覆の対象となる。

（耐火材層）
耐火材層は、耐火被覆構造体における芯材である木質構造材の表面を被覆するものである。耐火材層の外側は、更に燃え代用板材によって被覆される。耐火材層は少なくとも１層に構成されるが、薄板材等を挟んだ複層構造とすることもできる。

耐火材層の厚さは特に限定されず、構成材料の種類、期待する耐火性能の程度等に応じて任意に設計することができるが、一般的には１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、後述の発泡耐火材の場合には好ましくは１〜４ｍｍ程度の厚さとされる。

耐火材層の構成材料は耐火性又は断熱性を備える材料である限りにおいて限定されないが、好ましくは発泡耐火材又は不燃性材料が用いられ、特に発泡耐火材が好ましい。発泡耐火材としては、発泡耐火塗料の塗布層、又は発泡耐火材の薄い成形体が好ましく例示される。

「発泡耐火塗料の塗布層」とは、木質構造材の表面に発泡耐火塗料を塗布して乾燥させたものをいう。「発泡耐火材の薄い成形体」とは、シート状やボード状等の形態の発泡耐火材の薄い成形材料であって、予め好適なサイズに切断調整したもとで木質構造材の表面に被覆されたものをいう。

（発泡耐火材）
発泡耐火材（発泡耐火塗料や発泡耐火材の成形体）は、常温時にはその形態が変化しないが、火災時等の加熱により発泡し断熱層を形成する材料であって、この発泡断熱層が火炎を遮断すると共に、発泡断熱層の断熱効果によって木質構造材の温度上昇を抑え、防火性能を発揮する。

発泡耐火材としては公知の各種材料を用いることができ、その種類や組成は必ずしも限定されないが、（１）水溶性アルカリ珪酸塩を含有するもの、あるいは（２）炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものが好ましい。

（水溶性アルカリ珪酸塩）
上記（１）の水溶性アルカリ珪酸塩を含む発泡耐火材は、加熱されることによって発泡して断熱層を形成する。即ち、水溶性アルカリ珪酸塩は熱発泡性を持ち、火災時の受熱によって溶融状態となり、かつ気化した含有水分を気泡化させて層内に留まらせ、発泡断熱層を形成する。

また、水溶性アルカリ珪酸塩はシート状やボード状の発泡耐火材を形成する際の結合材としての性能も持ち合わせている。このような水溶性アルカリ珪酸塩としては、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム等が例示される。

（炭化剤、熱発泡性の発泡剤、合成樹脂）
上記（２）の炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有する発泡耐火材においては、加熱によって炭化剤が炭化層を形成すると共に、熱発泡性の発泡剤がその炭化層を発泡させる。合成樹脂は結合材（バインダー）である。

炭化剤とは、火災時などの加熱により反応して炭化質骨格を形成するものである。このような炭化剤としては、多価アルコール、水溶性多糖類、フェノール類、膨張性黒鉛等の炭素、酸素、水素のみからなるものが挙げられる。

なお、炭化剤の中でも膨張性黒鉛は自己発泡性があり、発泡剤を用いなくても断熱層を形成できるので、特に好ましい。膨張性黒鉛は、加熱すると黒鉛層間に存在する化合物が熱分解して、全体が膨張する性質を持つ。膨張性黒鉛を添加された発泡性耐火材は、火災時などの加熱により膨張して発泡断熱層を形成する。このような膨張性黒鉛としては、黒鉛酸性硫酸塩、ナトリウム黒鉛、カリウム黒鉛、ハロゲン化黒鉛、黒鉛酸化物、塩化アルミニウム黒鉛化合物、塩化第二鉄黒鉛などが例示される。

発泡剤とは、加熱によって分解され、窒素、アンモニア、炭酸ガス等の不燃性ガスを発生するものであって、発生したガスによって炭化層を発泡させる。また、発生した不燃性ガスによって、炭化層の表面に不燃性ガス層が形成され、燃焼熱の伝導を抑制することも期待できる。

このような発泡剤としては、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、ヘキサメトキシメチルメラミンとその誘導体、尿素、メラミン、ブチルメラミンおよびトリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ウレア、ジメチルウレア、グアニルウレアフォスフェート、アミノグアニルウレア、尿素ホルムアルデヒド、アミノ酢酸、グアニジン等の有機発泡剤、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機発泡剤等が例示される。

又、上記の発泡剤以外にも、前記炭化剤と共に加熱されることによって、炭化剤と反応してガスを発生するものも発泡剤として使用できる。このような発泡剤としては、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アルミニウム、ポリリン酸マグネシウムリン酸塩、等のリン酸塩、スルファミン酸塩（スルファミンアンモニウム等）、ホウ酸塩（ホウ酸アンモニウム等）等が例示される。

なお、上記発泡剤であるリン酸アンモニウムやポリリン酸アンモニウムは分解温度が２６０℃前後であって、前記した多価アルコール（炭化剤）であるペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトールとほぼ同一温度において分解する。

従って、発泡剤として上記のリン酸アンモニウム及び／又はポリリン酸アンモニウムを用いると共に、炭化剤としてこれらの多価アルコールを用いると、発泡耐火材を容易に、かつ大きな発泡倍率で発泡させることができる。

更に、このような組成の発泡耐火材に着色顔料として二酸化チタンを使用すると、二酸化チタンが加熱時の多価アルコールとリン酸アンモニウム及び／又はポリリン酸アンモニウムとの反応において触媒として作用するため、発泡反応を一層促進することができる。

上記のような、発泡耐火材の発泡倍率をより大きくする効果は、有機発泡剤の中でも分解温度が２６０℃前後であるメラミン等を用いることで、同様に得ることができる。

合成樹脂は、常温時おいては発泡耐火材の結合材となるものであって、発泡耐火材が加熱されて合成樹脂が溶融あるいは焼失するまでの間、発泡耐火材の形状を維持するために用いられる。

合成樹脂としては、メラミン樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。これらの樹脂は単独にて用いても良くあるいは共重合したものにして、またこれらを混合して用いることもできる。更に、これらの樹脂の形態として、溶媒に溶解させたものあるいはエマルションとして分散させたものが利用される。

（その他の添加材及び添加剤）
前記した（１）水溶性アルカリ珪酸塩を含む発泡耐火材、あるいは（２）炭化剤と発泡剤と合成樹脂とを含む発泡耐火材には、前記した成分以外の、従来の耐火塗料や耐火シート材に用いられる公知の各種添加材や添加剤を添加することもできる。これらの添加材や添加剤は、発泡耐火材が発泡して発泡断熱層を形成するという機能を阻害しない範囲において添加すればよい。

このような添加材や添加剤として、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、シリカ、セラミック粉などの無機充填材、発泡プラスチック粉などの有機充填材、ロックウール、スラグウール、グラスウール、セラミックファイバー、シリカ繊維などの無機繊維、セルロース繊維、合成繊維などの有機繊維、ハロゲン系、リン系、三酸化アンチモン系などの難燃剤、消泡剤、分散剤、湿潤剤などの界面活性剤、造膜助剤、防凍剤などの溶剤、着色顔料、体質顔料、金属石鹸、安定剤、増粘剤、防腐剤、防黴剤などを用いることができる。

上記した発泡耐火材の中でも、炭化剤として多価アルコールを含有し、発泡剤としてリン酸アンモニウム及び／又はポリリン酸アンモニウムを含有し、更に合成樹脂を含有するものがより好ましい。これらに加えて、更に前記有機発泡剤を含有するものが、特に好ましい。このような組成のものは、「発泡後の発泡耐火材の容積／発泡前の発泡耐火材の容積」を意味する発泡倍率が大きく、より断熱性に優れた発泡断熱層を形成する。また、発泡倍率が大きいため、燃え代用板材の収縮や反りによって発生した目地部の開き部分を閉塞する性能に優れる。

（発泡耐火材の好ましい組成例）
上記の発泡耐火塗料や成形体である発泡耐火材における各成分の好ましい配合割合の一例として、多価アルコールの配合量を１００質量部としたときに、合成樹脂が固形分換算で２００〜５００質量部、有機発泡剤が８０〜１５０質量部、リン酸アンモニウム及び／又はポリリン酸アンモニウムの合計量が２８０〜４５０質量部である場合を挙げることができる。各成分の配合割合が上記の範囲内であると、耐火性能に特に優れた発泡耐火材を得ることができる。

また、二酸化チタンを配合する場合は、その配合割合は、多価アルコールの配合量を１００質量部としたときに、１００〜３００質量部であることが好ましい。二酸化チタンの配合量が少なすぎると触媒としての効果が十分ではなく、逆に多すぎると断熱層が脆弱なものになってしまう。

（不燃性材料）
耐火材層の構成材料としては、上記の発泡耐火材以外にも、火災時の火炎にさらされても燃焼、分解、又は溶融されない不燃性材料を用いることができる。耐火材層に不燃性材料を用いると、燃え代用板材が燃えても柱本体に火炎は及ばないし、燃え代用板材が燃焼した断熱性の炭化層に加えて不燃性材料による耐火材層が断熱するので、木質構造材に対する耐火・耐熱シーリングが十分に堅牢である。

不燃性材料としては例えば珪酸カルシウム板、石膏ボード、押出成形板、スレート板、ＰＣ板、ＡＬＣ板、繊維強化セメント板、窯業系サイディング板、セラミック板、金属板などが例示される。

（燃え代用板材）
燃え代用板材は上記耐火材層の表面を被覆し、耐火被覆構造体の最外層を構成する木質の板材である。燃え代用板材の厚さを決めるための設計指針は特に限定されないが、例えば、火災時における燃え代用板材の燃焼に要する時間を考慮して厚さを設計することができる。

火災時における板材の厚さ方向への燃焼速度は、一般的に１分間に約０．６ｍｍ程度であるとする技術資料がある。この技術資料に基く場合、例えば火災時において燃え代用板材が１０分間持ち堪えることを期待する設計であれば、燃え代用板材の厚さは６ｍｍとすることが好ましく、燃え代用板材が２０分間持ち堪えることを期待する設計であれば、燃え代用板材の厚さは１２ｍｍとすることが好ましい。

（燃え代用板材の目地部）
木質構造材が４角形の柱である場合の耐火被覆構造体の基本的な構成を、水平方向の断面図によって図１に示す。耐火被覆構造体１の木質構造材２の表面が耐火材層３で被覆され、更にこの耐火材層３が燃え代用板材４で被覆されている。この場合、木質構造材２が４角形の柱であるため、４枚の燃え代用板材４を貼合わせる形態となる。従って、耐火被覆構造体１の４隅の角部にそれぞれ、燃え代用板材４の目地部５ができる。

又、木質構造材が壁面、床面、天井面等を構成する板状の構造材である場合にも、耐火被覆構造体の最外層を単一の燃え代用板材で構成することは困難である場合が多く、耐火被覆構造体の平面部分において、燃え代用板材の継ぎ目である目地部ができる。

このような燃え代用板材の角部又は平面部における目地部では、火災時に燃え代用板材に反りや縮みを生じるため、開き部分が発生し易い。その場合でも、燃え代用板材の内層に耐火材層が存在するため、木質構造材に対する耐火・耐熱シーリングが維持され、特に耐火材層が発泡耐火塗料や発泡耐火材からなる場合、耐火材層が発泡して目地部の開き部分を閉塞し、火炎及び熱を遮断する効果を期待できる。

しかし、発泡耐火材の発泡物によって、火災時において目地部に発生した開き部分をより迅速かつ十分に閉塞し、木質構造材に対する特に強力な耐火・耐熱シーリングを確保するためには、以下に述べる本発明の発展的な実施形態が極めて有効である。

〔発展的な実施形態〕
本発明に係る耐火被覆構造体は、前記の基本的な実施形態に加え、発展的な実施形態として、火災時における燃え代用板材の目地部に発生する開き部を耐火性の発泡物でより十分に閉塞するための特別の構成が付加される。

（燃え代用板材の目地部に沿う溝状スペース）
燃え代用板材の目地部に、耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成しておくと、耐火材層が発泡して発泡物の一部が溝状スペース内へ誘導的に導入されるので、目地部の開き部分での火炎、熱の遮断効果が更に向上する。

このような溝状スペースの幾つかの実施形態例を図２に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は耐火被覆構造体の角部の目地部に形成した溝状スペースを示し、図２（ｄ）〜（ｆ）は耐火被覆構造体の平面部の目地部に形成した溝状スペースを示す。これらの図は目地部及び溝状スペースを断面で示したものである。

図２（ａ）では、燃え代用板材４の角部の目地部５に沿って、双方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が、発泡耐火材からなる耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

図２（ｂ）では、角部の目地部５に沿って、一方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

図２（ｃ）では、断面形状において互いに係合可能な凹部及び凸部を備えた２枚の燃え代用板材４を付け合せて角部の目地部５を構成しており、その目地部５に沿って一方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が、耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

図２（ｄ）では、燃え代用板材４の平面部の目地部５に沿って、双方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が、発泡耐火材からなる耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

図２（ｅ）の実施形態では、燃え代用板材４の平面部の目地部５に沿って、一方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が、発泡耐火材からなる耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

図２（ｆ）では、断面形状において互いに係合可能な凹部及び凸部を備えた２枚の燃え代用板材４を付け合せて平面部の目地部５を構成しており、その目地部５に沿って一方の燃え代用板材４の一部を切削してなる溝状スペース６が、耐火材層３側に開口した状態で形成されている。

（溝状スペースの一部又は全部への発泡耐火材の充填）
更には、図２（ａ）〜（ｆ）に示す種々の実施形態に係る目地部５の溝状スペース６の一部又は全部に、予め発泡耐火材を充填しておくこともできる（図示省略）。この場合には、火災時に生じる燃え代用板材の目地部の開きは、溝状スペースの一部又は全部に予め充填した発泡耐火塗料又は発泡耐火材によって閉塞される。

従って、この場合の耐火材層としては、発泡耐火材からなる耐火材層であっても不燃性材料からなる耐火材層であっても良い。但し、発泡耐火材からなる耐火材層を用いた場合の方が、木質構造材に対してより強力な耐火・耐熱シーリングが確保される。

（木質構造材の切欠き状スペースへの発泡耐火材の充填）
耐火材層に発泡耐火材を用い、当該耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設けて、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填しておくと、第７発明の効果の欄で前記したように、火災時において発泡耐火材の発泡物が燃え代用板材の目地部の開き部分に押し出されるようにして、目地部の開き部分を閉塞する。従って、木質構造材に対して極めて強力な耐火・耐熱シーリングが確保される。

このような、切欠き状スペースへの発泡耐火材の充填についての実施形態例を図３に基づいて説明する。図３（ａ）の実施形態では、耐火被覆構造体の角部に燃え代用板材４の目地部５が形成され、耐火材層３が発泡耐火材からなると共に、耐火材層３の裏面側では、目地部５に沿って木質構造材２に切欠き状スペース７を設け、この切欠き状スペース７に発泡耐火材８を充填している。

図３（ｂ）の実施形態では、耐火被覆構造体の平面部に燃え代用板材４の目地部５が形成され、耐火材層３が発泡耐火材からなると共に、耐火材層３の裏面側では、目地部５に沿って木質構造材２に切欠き状スペース７を設け、この切欠き状スペース７に発泡耐火材８を充填している。

次に、本発明の実施例を説明する。本発明の技術的範囲は以下の実施例によって限定されない。

〔実施例１〕
本実施例においては、前記図１に示す耐火被覆構造体を構成した。この耐火被覆構造体の木質構造材は断面が１０５ｍｍ×１０５ｍｍの寸法の角柱形の木柱である。木質構造材の表面である４面の周面は、不燃性材料である厚さ５ｍｍのスレート板からなる耐火材層で被覆されている。更に耐火材層は厚さ１２ｍｍの杉材からなる４枚の燃え代用板材で被覆されている。これらの燃え代用板材は耐火被覆構造体の角部で互いに付け合せただけの状態で、目地部を形成している。

〔実施例２〕
本実施例の耐火被覆構造体は、耐火材層として厚さ３ｍｍのシート状の発泡耐火材を用いた点以外は実施例１の耐火被覆構造体と同様に構成した。このシート状の発泡耐火材として、以下の配合からなる発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものである。

（発泡耐火塗料の配合）
ペンタエリスリトール：１００重量部
メラミン：１００重量部
酢酸ビニル／アクリルエマルション（固形分）：３５０重量部
ポリリン酸アンモニウム：４５０重量部
二酸化チタン:２００重量部。

〔実施例３〕
本実施例の耐火被覆構造体は、上記の実施例２に係る耐火被覆構造体において、前記した図２（ａ）に示すように、燃え代用板材の目地部に耐火材層側へ開口する幅５ｍｍ、深さ６ｍｍの溝状スペースを当該目地部に沿って形成し、この溝状スペースに、実施例２に示す配合の発泡耐火材をスペース一杯に充填したものである。

〔実施例４〕
本実施例の耐火被覆構造体は、上記の実施例２に係る耐火被覆構造体において、前記した図３（ａ）に示すように、耐火材層の裏面側で、燃え代用板材の目地部に沿って、木質構造材の角部に、断面が二等辺三角形（二つの等辺の長さが各８ｍｍ）となる切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに、実施例２に示す配合の発泡耐火材をスペース一杯に充填したものである。

〔比較例１〕
本比較例の耐火被覆構造体は、上記実施例１の場合と同様の木柱の表面である４面の周面を、厚さ１２ｍｍの杉材からなる４枚の燃え代用板材で被覆したものである。即ち、実施例１や実施例２と対比すると、耐火材層を備えていない点で異なる。

〔耐火性試験〕
上記した実施例１〜実施例４及び比較例１に係る耐火被覆構造体であって、それぞれ軸方向の長さが１ｍであるように切断したものを試験体とした。

各試験体の上端と下端を断熱材（グラスウール）で包んで保護したもとで、加熱試験炉（ガス炉）中にセットして、ＩＳＯ ８３４に規定する加熱曲線に従うように、炉内を３０分間加熱した。なお、いずれの試験体も、加熱を開始して燃え代用板材が燃えはじめると、燃え代用板材の収縮や反りにより、それらの目地部が開くことが確認された。

上記の加熱後、加熱試験炉のガスを止めて炉の火を消し、そのまま２時間放置した後、各試験体を加熱試験炉から取り出して耐火性を評価した。耐火性の評価においては、各試験体を中央部（端部から５０ｃｍの部位）で切断し、その切断面における木柱本体（木質構造材）の炭化状態を目視観察した。この評価においては、木が黒色に変色している部分は炭化しているものとみなした。評価結果を以下に述べる。

比較例１の試験体：柱本体の切断面が完全に炭化していた。

実施例１の試験体：柱本体の切断面における面積比約３０％の部分が炭化していた。相対的に、柱本体の角部及びその近辺の部分での炭化が進行していた。

実施例２の試験体：柱本体の切断面における面積比約２４％の部分が炭化していた。相対的に、柱本体の角部及びその近辺の部分での炭化が進行していた。

実施例３の試験体：柱本体の切断面における面積比約６％の部分が炭化していた。実施例１、２の試験体と比較して、柱本体の角部及びその近辺の部分での炭化が少なかった。

実施例４の試験体：柱本体の切断面における面積比約８％の部分が炭化していた。実施例１、２の試験体と比較して、柱本体の角部及びその近辺の部分での炭化が少なかった。

本発明により、燃え代設計に基づく極めて耐火性の良好な耐火被覆構造体が提供される。

１ 耐火被覆構造体
２ 木質構造材
３ 耐火材層
４ 燃え代用板材
５ 目地部
６ 溝状スペース
７ 切欠き状スペース
８ 発泡耐火材

Claims (7)

1. 建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆したことを特徴とする耐火被覆構造体。
2. 前記耐火材層が発泡耐火材からなり、又は不燃性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆構造体。
3. 前記発泡耐火材が発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものであり、又は発泡耐火材の薄い成形体を用いたものであることを特徴とする請求項２に記載の耐火被覆構造体。
4. 前記発泡耐火材が水溶性アルカリ珪酸塩を含有するものであり、あるいは炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の耐火被覆構造体。
5. 前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の耐火被覆構造体。
6. 前記耐火材層が発泡耐火材又は不燃性材料からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成し、かつ、この溝状スペースの一部又は全部に発泡耐火材を充填したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の耐火被覆構造体。
7. 前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、当該耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の耐火被覆構造体。