JP3209234U - 防火性サッシ枠及び断熱・防火窓 - Google Patents

Abstract

【課題】防火戸としての認定条件をクリアできるアルミニウム又はアルミニウム合金製の防火性サッシ枠及び断熱・防火窓を提供する。【解決手段】断熱・防火窓１は、建物躯体２の開口部に取り付けられた防火性サッシ枠４と、防火性サッシ枠４内配置された３層ガラス構造の障子５とを有している。防火性サッシ枠４は、室内側部材８と、室外側部材９と、これらを連結するセラミック材１０とを有している。セラミック材１０は、水と化合しスラリー状態を経て硬化するセラミックパウダーをグラスウール等の繊維と混ぜて固めたものである。防火性サッシ枠４の下枠４Ｂ、左右竪枠も同様の連結構成となっている。さらに複層防火ガラス７を保持する防火性障子框枠の４辺も室内側部材と室外側部材とを繊維を混入したセラミック材１７で連結した構成となっている。【選択図】図２

Description

本考案は、防火性サッシ枠及び断熱・防火窓に関する。

従来より、アルミニウム合金製のサッシ枠に複層ガラスを嵌めた断熱性を有する窓構造が知られている。アルミニウム系のサッシ枠は、押し出し成形により種々の形状を容易に製造できる利点を有するが、スチールや合成樹脂に比べて熱伝導率が高いため、室外の温度が低い冬場では室内側に結露が生じ易い。
結露を防止するために、アルミニウム合金製のサッシ枠を室内側と室外側とに分割し、分割されたサッシ枠材をウレタン等の合成樹脂による断熱部材で連結して室内外の熱移動を抑制する構成が採られている（特許文献１、２参照）。

上記のような断熱性を有する窓構造は冷暖房の負荷軽減に寄与しているが、都市部の防火対応の地区（防災地域又は準防災地域）の延焼の恐れのある部位での外壁開口部の窓部には、建築基準法上、防火戸が必要である。
防火戸の認定は、公的機関による防火設備（防火戸）の試験により個別認定されるようになっている。

上記のようにサッシ枠の室内側と室外側とを合成樹脂の断熱部材で連結した場合、ガラスやサッシ枠に比べてかなり低い温度（例えば２２０℃前後）で合成樹脂が溶けるため、防火戸（防火窓）としては不十分であった。
建築基準法施行令の第１０９条の２には、通常の火災による火熱が加えられた場合に、加熱開始後２０分間加熱面以外の面に火炎を出さないものであることとする「遮炎性能に関する技術的基準」が規定されている。合成樹脂が溶けてサッシ枠の室内外間の連結機能が消失し、サッシ枠の剛性が低下して早期にガラス（網入り複層ガラス等）が脱落するような事態が生じると上記規定を満たし得ない。

特開平１０−８８３１号公報 特開２０１２−１５４１６１号公報

本考案はこのような現状に鑑みて創案されたもので、防火戸としての認定条件をクリアできるアルミニウム又はアルミニウム合金製の防火性サッシ枠及びこれを用いた断熱・防火窓の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、本考案は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の室内側部材及び室外側部材と、前記室内側部材と前記室外側部材とを連結する断熱部材とを有する防火性サッシ枠において、前記断熱部材が、繊維を混入したセラミック材で形成されていることを特徴とする。
サッシ枠を室内側部材と室外側部材とに分割した場合、これらは建物躯体の開口部に個別に固定されるため、地震等の外的要因による加重作用が異なる場合がある。単にセラミックのみで連結する構成とした場合、多孔質で脆性を有するセラミックは振動や曲げ力等でひび割れて長期的には脱落する可能性も否定できない。
そこで、本考案は、グラスウール等の繊維を混入してセラミックの脆性をカバーしつつ、繊維による靭性を付与してセラミックの耐熱性（合成樹脂に対する優位性）を十分に活かすようにした。

本考案の防火性サッシ枠において、前記繊維が、グラスウール、炭素繊維、麻、グラスファイバーのうちの少なくとも１つを含む構成としてもよい。
また、本考案の防火性サッシ枠において、前記繊維の長さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである構成としてもよい。
また、本考案の防火性サッシ枠において、前記繊維が、セルロースナノファイバー又はセルロースナノクリスタルである構成としてもよい。
また、本考案の防火性サッシ枠において、前記セラミック材が、水と化合しスラリー状態を経て硬化するセラミックパウダーを前記繊維と混ぜて固めたものである構成としてもよい。

また、本考案の防火性サッシ枠において、前記室内側部材と前記室外側部材とを予め連結し、前記セラミック材の硬化後に除去されて前記室内側部材と前記室外側部材との間の熱移動を遮断する分離片を一体に有している構成としてもよい。
また、本考案は、防火性サッシ枠と該防火性サッシ枠及び框内に配置され複層防火ガラスを有する障子とを有する断熱・防火窓であって、前記防火性サッシ枠が上記の各特徴を有する防火性サッシ枠であることを特徴とする断熱・防火窓である。
また、本考案の防火窓において、障子が防火性障子框枠を介して防火性サッシ枠内に配置され、前記防火性障子框枠がアルミニウム又はアルミニウム合金製の室内側部材及び室外側部材と、前記室内側部材と前記室外側部材とを連結する断熱部材とを有し、且つ、上記の各特徴を有する防火性サッシ枠と同様の構成を有している構成としてもよい。

本考案によれば、防火戸としての認定条件をクリアできるアルミニウム又はアルミニウム合金製の防火性サッシ枠及び断熱・防火窓を提供できる。

本考案の一実施形態に係る防火性サッシ枠を有する断熱・防火窓を示す概要正面図である。 図１のＸ−Ｘ線での一部省略の概要正面図である。 防火性サッシ枠と防火性障子框枠の断面形状を示す図で、（ａ）は防火性サッシ枠の上枠、左右の竪枠の断面を示す図、（ｂ）は防火性障子框枠の断面を示す図、（ｃ）は防火性サッシ枠の下枠の断面を示す図である。 防火性サッシ枠の上枠にスラリー状の断熱部材を注入している状態を示す要部斜視図である。 図４で注入された断熱部材が硬化した状態とその表面状態の一部拡大図である。 防火性サッシ枠の上枠において、分離片を除去した後の断熱部材に作用する外的要因による偏加重の掛かり方の一例を示す図である。

以下、本考案の一実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るいわゆる開き窓タイプの断熱・防火窓１を示している。断熱・防火窓１は建物躯体２の開口部３に取り付けられている。
断熱・防火窓１は、開口部３に取り付けられる防火性サッシ枠４と、防火性サッシ枠４内に取り付けられた障子５とを有している。
防火性サッシ枠４は、上枠４Ａと、下枠４Ｂと、左右の竪枠４Ｃ、４Ｄとから構成されている。障子５は、防火性障子框枠６と、複層防火ガラス７とを有している。
防火性障子框枠６は、上框枠６Ａと、下框枠６Ｂと、左右の竪框枠６Ｃ、６Ｄとから構成されている。防火性サッシ枠４と防火性障子框枠６は、アルミニウム又はアルミニウム合金により押し出し成形されたものである。

図２は図１のＸ−Ｘ線での概要断面図で、分かり易くするために要部のみハッチングで断面表示している。図２において符号ＩＳは室内側を、ＯＳは室外側を示している。防火性サッシ枠４の上枠４Ａは、図示しない固定片により建物躯体２に固定された室内側部材８と、同様に図示しない固定片により建物躯体２に固定された室外側部材９と、室内側部材８と室外側部材９とを連結する断熱部材１０とを有している。
下枠４Ｂも同様に、室内側部材１１と、室外側部材１２と、室内側部材１１と室外側部材１２とを連結する断熱部材１３とを有している。

防火性障子框枠６の上框枠６Ａは、気密ゴム部材１４を介して室内側部材８に連結された室内側部材１５と、室外側部材１６と、室内側部材１５と室外側部材１６とを連結する断熱部材１７とを有している。防火性障子框枠６の下框枠６Ｂと左右の竪框枠６Ｃ、６Ｄも同じ構成を有している。すなわち、防火性障子框枠６は４辺同じ断面形状を有している。
複層防火ラス７は、その下半部に示すように普通ガラス１８と外側に位置する網入りガラス２０とからなる２層ガラスとしてもよく、上半部に示すように普通ガラス１８、１９と網入りガラス２０とからなる、より断熱性の大きい３層ガラスとしてもよい。これらのガラスは図示しないシール材により防火性障子框枠６内に保持されている。

図３に防火性サッシ枠４と障子框枠６の断面形状を示す。
図３（ａ）は、防火性サッシ枠４の上枠４Ａの断面形状である。上枠４Ａの室内側部材８と室外側部材９はこれらに沿って長手方向に延びる分離片２１で予め暫定的に連結されている。
室内側部材８と室外側部材９の連結部分には、断熱部材１０を流し込むための空間部２２が形成されており、分離片２１は空間部２２の底面の一部を構成している。断熱部材１０は、後述するようにスラリー状態で分離片２１と反対側の開口部２２ａから充填される。分離片２１の両側には、分離片２１を除去するためのスリット２３が形成されて底面の厚みが薄くなっている。
室内側部材８には下枠４Ｂ側に延びる垂直片８ａが形成されており、垂直片８ａには気密ゴム部材１４が嵌合する凹部８ｂが形成されている。左右の竪枠４Ｃ、４Ｄも上枠４Ａと共通の構成を有している。

図３（ｂ）は、障子框枠６の下框枠６Ｂの断面形状を代表して示している。
室内側部材１５と室外側部材１６はこれらに沿って長手方向に延びる分離片２４で予め暫定的連結されている。
室内側部材１５と室外側部材１６の連結部分には、断熱部材１７を流し込むための空間部２５が形成されており、分離片２４は空間部２５の底面の一部を構成している。断熱部材１７は、後述するようにスラリー状態で分離片２４と反対側の開口部２５ａから充填される。分離片２４の両側には、分離片２４を除去するためのスリット２６が形成されて底面の厚みが薄くなっている。
断熱部材１７は開口部２５ａを上にした状態で空間部２５に充填される。

図３（ｃ）は、防火性サッシ枠４の下枠４Ｂの断面形状である。室内側部材１１と室外側部材１２はこれらに沿って長手方向に延びる分離片２７で予め暫定的に連結されている。
室内側部材１１と室外側部材１２の連結部分には、断熱部材１３を流し込むための空間部２８が形成されており、分離片２７は空間部２８の底面の一部を構成している。断熱部材１７は、後述するようにスラリー状態で分離片２７と反対側の開口部２８ａから充填される。分離片２７の両側には、分離片２７を除去するためのスリット２９が形成されて底面の厚みが薄くなっている。
断熱部材１３は開口部２８ａを上にした状態で空間部２８に充填される。
室内側部材１１には上枠４Ａ側に延びる垂直片１１ａが形成されており、垂直片１１ａにはシール部材１４が嵌合する凹部１１ｂが形成されている。

本実施形態における断熱部材１０は、繊維を混入したセラミック材で形成されている。セラミック材は、水と化合しスラリー状態を経て硬化するセラミックパウダーを繊維と混ぜて固めたものである。
セラミックパウダーとしては、例えば米国で開発されたＥＡＧＬＥ８（株式会社イーグル・ヴィジョン製）を採用することができる。ＥＡＧＬＥ８は水と化合して短時間で硬化し、硬化収縮が無く、高強度であるため好適である。但し、本考案のセラミックパウダーはこれに限定されない。
繊維としては、グラスウール、炭素繊維、麻、グラスファイバーのうちの少なくとも１つを採用することができる。繊維もこれらに限定されない。

バケツ等の不図示の容器内でＥＡＧＬＥ８と水と繊維とを混ぜて混錬し、図４に示すように、スラリー状態のセラミック材３０を開口部２２ａから空間部２２へ充填する。この場合、空間部２２の長手方向の開口端を塞いだ状態で充填する。
セラミック材３０が硬化したら、先が尖った工具３１等でスリット２３に沿って分離片２１を切り離す。
すなわち、分離片２１はセラミック材３０を充填する容器状の空間部２２を形成するために暫定的に設けられるもので、スリット２３の深さはセラミック材３０の充填が可能で且つ硬化後に分離片２１を容易に除去できる程度に設定されている。
上枠４Ａの室内側部材８と室外側部材９には、硬化後のセラミック材３０との一体化を強固にするために、空間部２２内で対向する突縁８ｃ、９ａが形成されている。
スラリー状のセラミック材の符号を３０としているが、上記セラミック材１０、１３、１７と同じものである。

図５は、硬化したセラミック材３０を示している。室内側部材８と室外側部材９の突縁８ｃ、９ａがセラミック材３０内に食い込んだ状態で固まるので、室内側部材８と室外側部材９は硬化したセラミック材３０で一体化される。
セラミックパウダーとしてＥＡＧＬＥ８を使用した場合、硬化収縮が無いので、硬化後のガタツキや反りを抑制することができる。
図５に拡大して示すように、繊維３２がランダムに混ざるので硬化後のセラミック材３０に靭性を付与することができ、多孔質のセラミックの短所である脆性を抑制することができる。

図６に示すように、地震等の外的要因によって生じ得る防火性サッシ枠４の歪みや捩れによりセラミック材３０に偏加重が作用した場合、セラミックだけの場合にはひびが入って割れが進行し、経時的には脱落する虞もある。割れが大きくなったり脱落すると防火機能が得られない事態も生じ得る。
しかしながら、上記のように繊維３２を混入したセラミック材３０では、ひびが入ってもその進行を食い止めることができ、合成樹脂に対するセラミックの長所である耐熱性を長期に亘って維持することができる。

繊維３２は長すぎると混錬時に絡み合って分散性が悪くなり、硬化後に凝集し易い。
このため、繊維３２の長さは均一な分散性が得られる２．０ｍｍ以下が望ましい。繊維３２の最適な長さは混ぜ合わせて硬化した後のセラミック材の強度試験により材質毎に適宜決定することができる。
セラミックに混入する繊維は実質的に粉状であってもよい。粉状であってもこれらが分散して網目状組織を形成し、靭性が得られる。
この観点から、繊維として、セルロースナノファイバーやセルロースナノクリスタルを採用することもできる。セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）は長さが５０００ｎｍ以上で、セルロースナノクリスタル（ＣＮＣ）は長さが１００〜５００ｎｍであるが、実質的に粉状と見做せる。

以上、本考案の好ましい実施の形態について説明したが、本考案はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本考案の実施の形態に記載された効果は、本考案から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本考案による効果は、本考案の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 断熱・防火窓
４ 防火性サッシ枠
５ 障子
６ 防火性障子框枠
７ 複層防火ガラス
８、１１、１５ 室内側部材
９、１２、１６ 室外側部材
１０、１３、１７ 断熱部材
２１、２４、２７ 分離片
３２ 繊維

Claims (8)

1. アルミニウム又はアルミニウム合金製の室内側部材及び室外側部材と、前記室内側部材と前記室外側部材とを連結する断熱部材とを有する防火性サッシ枠において、
   前記断熱部材が、繊維を混入したセラミック材で形成されていることを特徴とする防火性サッシ枠。
2. 前記繊維が、グラスウール、炭素繊維、麻、グラスファイバーのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の防火性サッシ枠。
3. 前記繊維の長さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の防火性サッシ枠。
4. 前記繊維が、セルロースナノファイバー又はセルロースナノクリスタルであることを特徴とする請求項１に記載の防火性サッシ枠。
5. 前記セラミック材が、水と化合しスラリー状態を経て硬化するセラミックパウダーを前記繊維と混ぜて固めたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の防火性サッシ枠。
6. 前記室内側部材と前記室外側部材とを予め連結し、前記セラミック材の硬化後に除去されて前記室内側部材と前記室外側部材とを分離する分離片を一体に有していることを特徴とする請求項５に記載の防火性サッシ枠。
7. 防火性サッシ枠と、該防火性サッシ枠及び框内に配置され複層防火ガラスを備えた障子とを有する断熱・防火窓であって、
   前記防火性サッシ枠が請求項１乃至６のいずれか１つに記載の防火性サッシ枠であることを特徴とする断熱・防火窓。
8. 前記障子が防火性障子框枠を介して前記防火性サッシ枠内に配置され、前記防火性障子框枠がアルミニウム又はアルミニウム合金製の室内側部材及び室外側部材と、前記室内側部材と前記室外側部材とを連結する断熱部材とを有し、且つ、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の防火性サッシ枠と同様の構成を有していることを特徴とする請求項７に記載の断熱・防火窓。

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