JP5341329B2 - 換気口スクリーンとこれを用いた軒裏換気口構造 - Google Patents

Description

この発明は、住宅の換気口に用いる換気口スクリーンとこれを用いた軒裏換気口構造に関する。

住宅の換気口は、軒裏部材や壁を貫通して構成されるので、これらの貫通部分を経由して延焼し火災が拡大することがある。これを防ぐために、換気口には一定の遮炎性能が要求される。建築基準法によれば、通常の火災を想定した熱気を加えたときに壁の反対側に最大１時間経過するまで火炎を出さない防火（耐火）性能が必要である。例えば、軒裏については、屋外側を８００℃の熱気に維持して４５分経過しても、軒裏内の空間温度が元の空間温度から１４０℃以上上昇していないような性能である。
換気口を通じての火災の拡大や延焼を防止するため、換気口に種々の構造が提案されている。その一つはダンパーによるものであり（特許文献１）、いまひとつは、耐火性熱膨張断熱材シートの利用である（特許文献２〜５）。

特開２００１−１８２１８１号公報 特開２０００−０５４５２５号公報 特開２００３−２０６５７７号公報 特開２００４−１９７４２８号公報 特開２００４−２３９００１号公報

特許文献１の換気装置は、スクリーン本体相当の部材に防火ダンパーを一体に設け、近隣の火災による熱気が迫ると温度ヒューズが溶断してダンパーの蓋が落ち、換気口を閉じるものである。ダンパーの作動は正確で確実であるが、ダンパーが金属製であるために、また、ダンパーが屋内側に露出しているために、屋外の熱気がダンパーを通じて屋内側に拡散し、軒裏空間では４５分経過で１４０℃以上の上昇がみられる。また、ダンパーが屋内側空間（軒裏空間を含む）にある野縁など屋内側構成部材に接触していると熱気によって熱せられたダンパーによって屋内側部材が焦げる恐れがある。

特許文献２〜５の耐火性熱膨張断熱材シートを利用するものは、機械的な構造なしに、屋外に迫る熱気で換気口の遮蔽を行え、安価であると共に断熱性能が優れるが、換気口は膨張した断熱材で閉塞されても、換気口金物の一部が屋内側に露出しているために熱伝導により屋内側空間の温度が上昇したり、取り付け箇所を焦がしたりする恐れがある。特に軒裏空間の野縁など、屋内側部材が換気口金物を横断する箇所では場合によって、換気口金物からの熱放射を受けて屋内側部材が焦げることがある。また、換気口金物が複雑な構造であるために生産コストが嵩んだり、あるいは耐火性熱膨張断熱材シートの取り付け位置が受熱に不適で換気口の閉塞が早期に行われにくかったりする。

この発明は、構造が簡単で安価に提供することができ、かつ、熱気との接触によって早期に換気口を閉塞でき、さらに、防火状態のときに屋外側と通じた部分が屋内側空間に露出することがない、耐火性熱膨張断熱材シートを用いた換気口スクリーンの提供、及びこの換気口スクリーンを用いた軒裏の換気口構造に関し、換気口を横断する野縁などの屋内側部材が換気口スクリーンからの熱放射によって焦げたりすることがない軒裏換気口構造の提供、を課題とする。

換気口に対応させて多数の通気孔を有する板状のスクリーン本体の屋内側面に、不燃材の薄板からなる支持板をその板の面がスクリーン本体の板状の面に対して垂直となるように固定する。取付ける方向は、スクリーン本体の換気口と対応する部分を縦断する方向とする。そして支持板の両面に耐火性熱膨張断熱材シートを取付ける。支持板は、支持板と換気口の縁辺との距離および支持板が複数あるときは支持板間の距離も含めて、それぞれの距離を耐火性熱膨張断熱材シートの厚さ×熱膨張倍率以下となる間隔で配置する。

スクリーン本体が金属板のプレス成形品であるときは、加熱による変形（熱延びによる湾曲やひねり）を防止するため、換気口へ取付けるためのビス孔をスクリーン本体の熱膨張量に対応した長さと熱膨張の方向にほぼ対応した方向に形成する。
耐火性熱膨張断熱材シートは、常温では柔軟なシート状であるがほぼ３００℃以上の環境で厚み方向にして約３０倍程度に膨張する不燃性の断熱材であり、市販されている。なお、シートはリボン状に切断されたものも包含する。

換気口スクリーンを壁や軒裏の換気口に取り付ける際は、換気口の屋内側に位置する屋内側部材が換気口を横断する箇所であって、この箇所と対面するスクリーン本体の部分に耐火性熱膨張断熱材シートを配置して施工する。

スクリーン本体が板状であると共に、これに支持板を固定し、その両面に耐火性熱膨張断熱材シートを取り付けるだけの簡単な構造であるため、低いコストで生産することができる。
スクリーン本体の換気口対応部分を縦断して支持板が取り付けられているので、その両面に取付けた耐火性熱膨張断熱材シートは、スクリーン本体の通気孔を抜けてくる熱気、熱風の通路に直接的に位置し、最も効率よく熱せられる環境にある。このため、屋外側に熱気が迫ると耐火性熱膨張断熱材シートは速やかに膨張し、換気口が早い時期に、かつ、確実に閉塞される。

耐火性熱膨張断熱材シートが膨張したときは換気口スクリーンに屋外側とつながった屋内側露出部分がないので、熱伝導による屋内側空間の温度上昇がない。
屋内側部材が換気口スクリーンからの熱放射にさらされる箇所はなく、屋内側部材の一部がこげるなどの恐れがない。
スクリーン本体が金属板のプレス成形品であるとき、ビス孔をスクリーン本体の膨張量と膨張方向に見合った長孔としているので、加熱による熱延びが許容され、これによりスクリーン本体や支持板のひねりと湾曲が抑制される。

図１は、軒裏換気口構造１であり、換気口構造の一つである。軒２は屋根３、垂木４、鼻隠し材５、鼻隠し下地材６、軒裏板７及び野縁８などで構成されている。軒裏板７は耐火性の石膏ボード（珪酸カルシウム板、施工例において厚さ１５ｍｍ）であり、野縁８に打ち付けられて軒裏を形成している。軒裏には適宜間隔で換気口９が形成され、実施例１として示す換気口スクリーン１０が取り付けられている。

換気口スクリーン１０は、スクリーン本体１１と支持板１２及び耐火性熱膨張断熱材シート１３とからなる。スクリーン本体１１は、この実施例において、長さ９０９ｍｍ、幅７０ｍｍ、高さ５ｍｍの短冊形をしたステンレス板（厚さ０．４ｍｍ）のプレス成形品であり、図２，図３（イ）、（ロ）に示すように、中央部に横断方向の通気孔１４をガラリ構造により多数備えると共に、その周囲を軒裏板７に対する当て付け部１５としている。多数の通気孔１４を構成しているガラリ構造は、軒裏板７の換気口９と対応した部分である。スクリーン本体１１の長辺に沿った両側の当て付け部１５には、固定用のビス１６（図１）を通すビス孔１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）を４個ずつ設けてある。

これらは、長手方向中央のビス孔１７ａを中央として長手方向両側にビス孔１７ｂとビス孔１７ｃを等間隔で配置し、中央のビス孔１７ａは、通常の丸孔（皿孔）であるが、ビス孔１７ｂとビス孔１７ｃはビス孔１７ａからの距離に応じたスクリーン本体１１の長さに比例した熱膨張分だけ先端側へ離れた位置にもう一つの中心を持つ円とを接線で結んだ長孔としてある。換言すれば、ビス孔１７ａとビス孔１７ｂ間の熱膨張量をΔＬとして、ビス孔１７ｂはビス孔１７ａよりもΔＬだけ長く、ビス孔１７ｃは、ビス孔１７ａよりもΔＬ×２だけそれぞれ先端側へ長い。この実施例ではスクリーン本体１１は短冊状に長いので、熱延びは主としてスクリーン本体１１の長手方向に生じ、幅方向の延びは無視して、長孔の方向は長手方向としてある。この意味で長孔の方向は、ほぼ長手方向である。なお、ステンレスの熱膨張率は１０％強であるから、この実施例では長手方向に１０ｍｍ前後の熱延びが生じる。

この実施例では、ガラリ構造により通気孔１４が形成される範囲はおおよそ前記の換気口９の範囲であるが、長さ９０９ｍｍの中央部に６２ｍｍのフラット部１８（図４）を設けている。この部分には、通気孔１４がなく、スクリーン本体１１を横断する方向に野縁８が位置する（図４、図５）。
スクリーン本体１１は長さや幅に対して高さが小さいので全体として板状である。

支持板１２は、この実施例において、長さ４００ｍｍ、高さ１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレスの長い平板であり、これを長手方向に２枚、前記のフラット部１８を挟んだ両側に配置し、それぞれの長辺の一方を点溶接１９によりスクリーン本体１１の屋内側面に、支持板１２の面が垂直となるようにして固定してある。点溶接１９の間隔は、比較的狭く４０ｍｍ程度とし、片面ずつ交互に、両端部とその中間部では両面をスクリーン本体１１へ固定してある（図３ロ）。これは熱延びによる湾曲やひねりを細かく分散させるためである。

スクリーン本体１１に対する支持板１２の配置は、この実施例において、横断方向に並列した通気孔１４の中央部をスクリーン本体１１の長手方向に縦断する方向である。
すなわち、板状のスクリーン本体１１の屋内側面に、不燃材の薄板からなる支持板１２を、その板の面がスクリーン本体１１の板状の面に対して垂直となるように、かつ、換気口９と対応する部分を縦断する方向に固定してある。

耐火性熱膨張断熱材シート１３は、この実施例において市販の「フィブロック」（商標、積水化学工業株式会社)の厚さ３ｍｍを利用している。この耐火性熱膨張断熱材シートは、６００℃、２０分加熱で３０倍に膨張し、不燃性である。片面に接着層を有しているのでリボン状としたものを接着により支持板１２の両面に取付ける（図２、図４）。
また、長手方向中央部のフラット部１８にもこの部分とほぼ同じ面積の耐火性熱膨張断熱材シート１３ａを取付けておく。

この換気口スクリーン１０は、軒２の完成後に軒裏板７にあらかじめ形成されている換気口９へ、野縁８の位置にフラット部１８を合わせ、屋外側から当て付けてビス１６により固定する（図５）。取付けた状態において、耐火性熱膨張断熱材シート１３を取付けた支持板１２は、換気口９の横断方向中央に位置して、換気口９の長手方向縁辺（軒裏板７）と対向している。また、フラット部１８の耐火性熱膨張断熱材シート１３ａは、野縁８の下面と対向している（図６）。

図７,８は、外の熱気によって耐火性熱膨張断熱材シート１３，１３ａが膨張した状態を示したものである。図７は支持板１２が存在する部分であり、支持板１２両側の耐火性熱膨張断熱材シート１３が膨張して、支持板１２と換気口９の縁辺との間、スクリーン本体１１と軒裏板７との間に生じている空間に充満し、換気口９の屋内側面に盛り上がる状態となる。また、野縁８が横断する箇所ではフラット部１８の耐火性熱膨張断熱材シート１３ａが膨張して、野縁８の下面とスクリーン本体１１との間の空間に充満し、さらには、野縁８の側面まで覆う状態となる。

これによって、換気口９は閉塞され、近隣の火災による火熱が軒裏に侵入するのが防止される。
耐火性熱膨張断熱材シート１３は、スクリーン本体１１の換気口９と対応した部分を縦断する方向に取付けているので、外の熱気が直接に流通する位置にあり、早期に効率よく熱膨張して換気口を閉塞する。
膨張した耐火性熱膨張断熱材シート１３，１３ａは多数の細かな繊維状、粒状の膨張物が集合して生成気体や空気を多量に抱き込んだ集合体となっており、高い断熱性を発揮する。また、換気口スクリーン１０は、スクリーン本体１１が屋外に露出しているだけで、これとつながって軒裏側に露出する部分はなく、さらに、支持板１２は耐火性熱膨張断熱材シート１３により覆われてしまうので、軒裏の温度上昇が抑制される。

図９は、実施例２としての換気口スクリーン２０であり、実施例１とはスクリーン本体１１の幅と長さ及びビス孔１７（１７ａ，１７ｂ）の配置が異なる。換気口スクリーン２０の幅は１４０ｍｍ、長さ４５０ｍｍである。支持板１２は換気口９と対応する部分を幅方向の中央を通って縦断する方向に固定してある。固定は点溶接１９により、溶接箇所の配置は実施例１の場合と同様である。
軒２の換気口９に取付けたとき、スクリーン本体１１に幅があり、支持板１２と換気口９の縁辺との距離が大きくなるので、支持板１２に取付ける耐火性熱膨張断熱材シート１３の厚さや重ね量を調整する必要がある。

固定用のビス１６を通すビス孔１７ａと１７ｂは、当て付け部１５の左右長辺側部分に３個ずつ配置され、長手方向中央部のビス孔１７ａは通常の丸孔であるのに対し、長手方向両側のビス孔１７ｂは長孔であるとともにその長軸方向をスクリーン本体１１の対角線方向に向けている。ビス孔１７ｂは、スクリーン本体１１の長手方向の熱膨張量の１/２とこれに直交する幅方向の延びとの合成ベクトルの大きさである。この合成ベクトルの方向は、前記対角線の方向とほぼ一致する。
他は、実施例１の場合と同様である。

図１０は、実施例３としての換気口スクリーン２１であり、実施例１とはスクリーン本体１１の幅と長さ及びビス孔１７（１７ａ，１７ｂ）の配置が異なる。
スクリーン本体１１はこの例において、幅２３５ｍｍ、長さ４５０ｍｍである。ビス孔１７については前記実施例２の場合と同様に、スクリーン本体１１の長手方向の熱膨張量の１/２とこれに直交する幅方向の延びとの合成ベクトルの大きさである。この合成ベクトルの方向は、前記対角線の方向とほぼ一致する。

また、支持板１２は２枚であって、スクリーン本体１１の幅方向に並列させ、換気口９と対応する部分を縦断して固定してある。支持板１２は、それぞれをスクリーン本体１１へ点溶接１９で固定する。点溶接箇所の配置は実施例１の場合と同様である。この場合も、換気口スクリーン２１を軒２の換気口９へ取付けたとき、支持板１２と換気口９の縁辺との距離及び支持板１２間の距離が大きくなるので、支持板１２に取付ける耐火性熱膨張断熱材シート１３の厚さや重ね量を調整する必要がある。他は、実施例１の場合と同様である。

以上、軒裏換気口を実施例として説明したが、この発明の換気口スクリーン１０は外壁に形成する換気口にも適用できる。
スクリーン本体１１の長さや幅は設計事項である。但し、あまり長くすると、取り扱いに不便であると共に、熱延び量がおおきくなり、スクリーン本体の湾曲やひねりの抑制が困難になる。湾曲が大きくなると、スクリーン本体１１の当て付け部１５が軒裏板７の下面からはなれ、屋内側（軒裏空間）へ通じる隙間が生じ、火炎が回り込む恐れがある。ただし、スクリーン本体１１を軒裏板７へ固定するビス１６の本数を増やし、湾曲を分散させるとこの危険はある程度回避できる。
スクリーン本体１１に取付ける支持板１２の枚数は、市販品である耐火性熱膨張断熱材シート１３の膨張倍率によって調整する。
支持板１２の高さを換気口を形成している石膏ボードなどの厚さよりわずかに低くすると、例えば、野縁８がスクリーン本体１１を横断する箇所においても支持板１２を分断する必要のない場合がある。
スクリーン本体１１や支持板１２は不燃性であればよく、金属以外に耐火性の合成樹脂やセラミックなどの素材を利用することができる。
熱膨張後の生成物が飛散しやすい耐火性熱膨張断熱材を利用するときは、換気口の屋内側に飛散を抑制するためのカバーを設けることがある。カバーは通気性であって、格子や網状のものである。

軒裏構造の、断面による側面図。 換気口スクリーン（実施例１）の、断面による側面図。 換気口スクリーンの平面図（イ）とその一部拡大図（ロ）。 換気口スクリーンの斜視図（一部）。 取付け箇所の一部を示す斜視図。 取付け箇所の一部を示す斜視図（野縁箇所）。 耐火性熱膨張断熱材シートが膨張した状態を示す横断面図。 耐火性熱膨張断熱材シートが膨張した状態を示す横断面図（フラット部）。 換気口スクリーン（実施例２）の平面図。 換気口スクリーン（実施例３）の平面図。

符号の説明

１ 軒裏換気口構造
２ 軒
３ 屋根
４ 垂木
５ 鼻隠し材
６ 鼻隠し下地材
７ 軒裏板
８ 野縁
９ 換気口
１０ 換気口スクリーン（実施例１）
１１ スクリーン本体
１２ 支持板
１３ 耐火性熱膨張断熱材シート
１３ａ 野縁下の耐火性熱膨張断熱材シート
１４ 通気孔
１５ 当て付け部
１６ ビス
１７ ビス孔
１８ フラット部
１９ 点溶接
２０ 換気口スクリーン（実施例２）
２１ 換気口スクリーン（実施例３）

Claims (1)

1. 板状のスクリーン本体と不燃材の薄板からなる支持板を備え、板状のスクリーン本体は、換気口に対応してその横断方向に並列した多数の通気孔を有し、支持板は、板状のスクリーン本体の屋内側面に、その板の面がスクリーン本体の板状の面に対して垂直となるように、前記通気孔の中央部で換気口と対応する部分を縦断する方向に固定し、支持板の両面に耐火性熱膨張断熱材シートを取付けてあり、支持板と換気口の縁辺との距離および支持板が複数あるときは支持板間の距離も含めて、それぞれの距離を耐火性熱膨張断熱材シートの厚さ×熱膨張倍率以下となる配置で支持板を取付けてあり、スクリーン本体が金属板のプレス成形品であり、換気口へ取付けるためのビス孔をスクリーン本体の熱膨張量に対応した長さと熱膨張の方向にほぼ対応した方向に形成して換気口スクリーンを構成し、この換気口スクリーンを軒裏の換気口に前記スクリーン本体とこれの裏面側でこれを横断する野縁との間隙に、膨張によってこの間隙を閉塞する耐火性熱膨張断熱材シートを取り付けてあることを特徴とした軒裏換気口構造。

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