JP6517463B2 - 耐火処理材 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部の内面と、貫通部に挿通された配線・配管材との間に充填される耐火処理材に関する。

従来より、建築物における防火区画体としての防火区画壁に配線・配管材を貫通させるために、防火区画壁には貫通部が形成されている。そして、防火区画壁において貫通部の内面と配線・配管材との間に耐火処理が施されている。この耐火処理は、例えば、防火区画壁を挟んだ一方の壁表側で火災等が発生したとき、貫通孔を経由して他方側に火炎、煙、有毒ガスが流入するのを阻止し、かつ火災の延焼を遅延化するために設けられている。すなわち、耐火処理は、火災等の発生時、貫通孔と配線・配管材との間を閉鎖することで、火炎、煙、有毒ガスの火災発生側と反対側への流入を阻止するようになっている。

このような耐火処理として、貫通孔と配線・配管材との間に耐火処理材を充填して施されるものがある。耐火処理材としては、例えば、特許文献１に開示される開口部防火措置具が挙げられる。

この開口部防火措置具は、熱膨張性耐火材を袋体内に密封して形成されている。熱膨張性耐火材は、熱膨張性耐火シートを複数積層して構成されている。また、熱膨張性耐火シートは、耐火性材料であるロックウールを主体とし、そのロックウールに、熱膨張性材料である未焼成バーミキュライト粉末を含有させて構成されている。また、袋体は、可撓性と気密性を備える透光性ポリエチレンフィルムで作成されている。そして、熱膨張性耐火材は、脱気された袋体内に密封され、圧縮されている。

上記構成の開口部防火措置具は、貫通孔に充填される際、袋体の密封状態を解除し、脱気状態を解除することで、熱膨張性耐火材を原形状に復帰させ、その復帰状態で熱膨張性耐火材の有するクッション性を活かして貫通孔を閉塞している。

そして、万が一の火災に遭遇した場合、開口部防火措置具の袋体が焼失しながら熱膨張性耐火材の未焼成バーミキュライトが熱膨張する。このため、貫通孔に挿通された配線・配管材が焼失や軟化しても、熱膨張性耐火材が配線・配管材に向けて熱膨張することで、その減少分を補充して、火災の延焼を遅延化することができる。

特開２００７−７５５１５号公報

ところで、配線・配管材の焼失や軟化によって生じた隙間を、熱膨張性耐火材の膨張で塞ぐことができるようにするためには、熱膨張性耐火材に十分な膨張性を持たせる必要があり、熱膨張性材料を多量に含有させる必要がある。しかし、熱膨張性材料は、弾性やクッション性が無いため、熱膨張性耐火材に多量の熱膨張性材料を含有させると、熱膨張性耐火材のクッション性が低下してしまい、クッション性を活かした貫通孔の閉塞ができなくなってしまう虞がある。

本発明は、処理材本体のクッション性を向上させつつ、膨張時には隙間を確実に埋めることができる耐火処理材を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部の内面と、前記貫通部に挿通された配線・配管材との間に充填される耐火処理材であって、圧接する配線・配管材の外面形状に追従して圧縮変形可能な柔軟性と、圧縮変形した状態から原形状に弾性復帰可能であるクッション性とを有し、ブロック状をなすように、不燃・難燃性を有する無機化合物の短繊維を綿状の塊になるように結合させてなるクッション材を有するとともに、前記クッション材の全体に膨張黒鉛を分散させた、処理材本体を備えることを要旨とする。

熱によって膨張する膨張材として未焼成バーミキュライトがあるが、この未焼成バーミキュライトは膨張黒鉛よりも膨張率が低い。このため、所望する膨張率を処理材本体に持たせる場合、未焼成バーミキュライトと膨張黒鉛とでは、膨張黒鉛の方が使用量が少なくて済む。このため、処理材本体全体に対しクッション材の占める割合が、未焼成バーミキュライトを使用する場合より高くなり、耐火処理材のクッション性を向上させることができる。よって、耐火処理材が、圧縮した状態で貫通部に充填されたとき、圧縮状態からの復帰力が大きくなり、貫通部の内面と配線・配管材との間の隙間を確実に埋めることができる。

また、耐火処理材について、前記処理材本体を覆うカバー体を備えるのが好ましい。
これによれば、例えば、クッション材として、セラミックファイバーやロックウール等の繊維状のものが使用された場合、カバー体によって繊維が飛散することを防止できる。

また、耐火処理材について、前記カバー体は、金属層を備え、前記金属層が表面に露出しているのが好ましい。
これによれば、耐火処理材を貫通部に充填していく際、隣り合う耐火処理材同士では金属層同士が摺接する。このため、耐火処理材間での摩擦が小さくなり、耐火処理材を貫通部に充填しやすい。また、万が一、火災に遭遇したとき、その熱が金属層に伝播し、処理材本体の膨張黒鉛に伝わりやすくなり、処理材本体を速やかに膨張させることができる。

また、耐火処理材について、前記カバー体は、前記処理材本体全体を収容する袋状の収容部を複数備えるとともに、隣り合う前記収容部同士の間に、前記収容部同士を繋ぐ連結部を備えていてもよい。

これによれば、耐火処理材は、複数の処理材本体を一体に備えるため、一度の充填作業で複数の処理材本体を貫通部に充填することができる。また、耐火処理材を連結部から分割することができ、耐火処理材のサイズを小さくすることもできる。このとき、連結部から分割するため、処理材本体を直接切断する必要がなく、切断面からクッション材が飛散することがない。

本発明によれば、処理材本体のクッション性を向上させつつ、膨張時には隙間を確実に埋めることができる。

実施形態の耐火処理を施した防火区画壁を示す斜視図。 実施形態の耐火処理を施した防火区画壁を示す正面図。 実施形態の耐火処理材を示す斜視図。 実施形態の処理材本体を示す斜視図。 実施形態の耐火処理材を示す断面図。 （ａ）はカバー体を示す部分断面図、（ｂ）はカバー体を示す拡大図。 別例の耐火処理材を示す斜視図。

以下、耐火処理材を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、耐火処理材１１は、防火区画体としての防火区画壁Ｗに形成された貫通部３４に充填して施工されるものである。貫通部３４は、防火区画壁Ｗを厚み方向に貫通し、防火区画壁Ｗの一方の壁表側と他方の壁表側とを連通している。貫通部３４は、複数の区画板３５を防火区画壁Ｗの縦方向及び横方向に並設し、それら並設された区画板３５の内側に形成されている。

また、貫通部３４には配線・配管材の支持ラック２０が配設されている。支持ラック２０は、防火区画壁Ｗの厚み方向に長手方向が延びるように対向配置された一対の支持板２１と、一対の支持板２１に架設されたラック２２を備える。そして、支持ラック２０のラック２２上に複数の配線・配管材３３が支持されるとともに、防火区画壁Ｗを配線・配管材３３が貫通している。なお、配線・配管材３３とは、建築物内に配設される配線（制御用ケーブル、同軸ケーブル、光ケーブル等）及び配管材（合成樹脂製可撓電線管、鋼製電線管等）といった長尺体の総称のことである。

次に、貫通部３４に充填される耐火処理材１１について説明する。
図３〜図５に示すように、耐火処理材１１は、偏平な直方体状に形成されている。耐火処理材１１は、偏平直方体状（偏平ブロック状）に形成された処理材本体１２を備えるとともに、処理材本体１２の全体を全面側から覆うカバー体１３を備える。

処理材本体１２において、６つの側面のうち最も面積の大きい２つの側面が対向する方向を、処理材本体１２の厚み方向とする。処理材本体１２は、処理材本体１２にクッション性を持たせるクッション材を主体としている。クッション材は、セラミックファイバー、ロックウール等の不燃・難燃性を有する無機化合物の短繊維をバインダー要素で結合させてなる綿状の塊を材料としている。そして、処理材本体１２は、クッション材によって偏平ブロック状に整形されるとともに、クッション材によってクッション性及び柔軟性を有し、所要の弾性を有する。すなわち、処理材本体１２は圧縮変形可能であるとともに、圧縮変形した状態から原形状に復帰可能である。

処理材本体１２は、処理材本体１２に熱膨張性を持たせるために、熱膨張性材料としての膨張黒鉛を備える。膨張黒鉛は、クッション材の全体に分散されている。膨張黒鉛は、熱によって数十倍から数百倍に膨張する材料であり、熱によって膨張する未焼成バーミキュライトと比べて膨張率が高い。より詳細には、未焼成バーミキュライトは、膨張率が数倍から十数倍の材料であることから、膨張黒鉛は、未焼成バーミキュライトよりも膨張率が高い。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、カバー体１３は、ガラス繊維製のガラスクロス１３ａを備え、このガラスクロス１３ａは、ガラス繊維製の複数の経糸と緯糸を一本ずつ交互に組み合わせた平織りによって形成されている。また、カバー体１３は、ガラスクロス１３ａに蒸着されたアルミニウム製の金属層１３ｂを備える。ガラスクロス１３ａ及び金属層１３ｂは共に難燃性であり、カバー体１３は難燃性である。

カバー体１３は、処理材本体１２より大きいシート状である。カバー体１３は、ガラスクロス１３ａが内側となり、金属層１３ｂが外側となるように折り畳まれている。また、カバー体１３は、処理材本体１２を形成する六つの側面の全てを覆っている。このため、カバー体１３は、金属層１３ｂが耐火処理材１１の表面で露出するように処理材本体１２を覆っている。

図５に示すように、折り畳まれたカバー体１３において、その折り畳みによって重ねられた端縁には、テープ２３が貼着され、カバー体１３が折り畳む前の形状に開くことを防止している。

次に、耐火処理材１１を用いて防火区画壁Ｗに耐火処理を施す方法について説明する。
図１及び図２に示すように、複数の区画板３５を用いて防火区画壁Ｗに貫通部３４を区画する。次に、貫通部３４に支持ラック２０を配設する。次に、支持ラック２０のラック２２に複数の配線・配管材３３を支持させるとともに、防火区画壁Ｗに配線・配管材３３を貫通させる。

そして、貫通部３４の内周面と配線・配管材３３の外面との間に多数の耐火処理材１１を充填する。すなわち、貫通部３４の横方向へのサイズに合わせて耐火処理材１１を複数充填し、貫通部３４の縦方向へのサイズに合わせて耐火処理材１１を複数充填する。このとき、耐火処理材１１は、処理材本体１２のクッション性を利用して、厚み方向へ圧縮した状態で隙間に充填されている。このため、耐火処理材１１は、原形状への復帰力により、貫通部３４の内周面、配線・配管材３３の外周面、及び貫通部３４の縦方向及び横方向に隣接する耐火処理材１１に圧接している。さらに、カバー体１３の金属層１３ｂが耐火処理材１１の表面に露出しているため、耐火処理材１１同士の隙間に耐火処理材１１を充填する際、耐火処理材１１同士の間の摩擦が低減され、耐火処理材１１同士が互いに滑りやすく、充填しやすい。

また、貫通部３４の縦方向及び横方向において、耐火処理材１１同士の間や貫通部３４の内周面と支持ラック２０との間に該耐火処理材１１のサイズよりも小さい隙間が形成された場合は、該隙間の大きさに合わせた耐火処理材１１を充填する。このとき、耐火処理材１１を所要のサイズに切断して用いる。そして、可能な限り、耐火処理材１１と配線・配管材３３との隙間を少なくする。次に、その隙間に熱膨張性耐熱シール材２９を充填する。さらに、熱膨張性耐熱シール材２９と、配線・配管材３３や耐火処理材１１の間に形成された細かな隙間を閉塞するように粘着テープ２８を貼着する。例えば、配線・配管材３３において、貫通部３４側の根本部から充填された耐火処理材１１に跨るように粘着テープ２８を貼着する。

さらに、防火区画壁Ｗの表面に露出する耐火処理材１１において、隣接する耐火処理材１１同士の間に形成される隙間は、その隙間を跨ぐように隣接する耐火処理材１１にアルミニウム製の粘着テープ２８を貼着することで塞がれている。

さて、防火区画壁Ｗに耐火処理が施された建築物において、防火区画壁Ｗの一方の壁表側で火災等が発生し、配線・配管材３３が燃焼したとする。このとき、配線・配管材３３の外面に圧接するのは耐火処理材１１のカバー体１３となっている。そして、カバー体１３は、金属層１３ｂが露出している。このため、配線・配管材３３から発生する熱は、金属層１３ｂを速やかに伝播して金属層１３ｂから処理材本体１２に速やかに伝わる。

すると、加熱された処理材本体１２は膨張黒鉛の膨張によってクッション材と共に膨張する。カバー体１３は処理材本体１２の膨張によって破れ、膨張した耐火処理材１１によって、配線・配管材３３と貫通部３４との間が密封閉鎖される。すなわち、配線・配管材３３の外面と貫通部３４との間の隙間が火炎、煙、有毒ガス、熱の経路となり、防火区画壁Ｗの他方の壁表側へ火炎、煙、有毒ガス、熱が伝わることが防止され、耐火処理材１１によって耐火機能が発揮される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）耐火処理材１１の処理材本体１２は、クッション材に膨張黒鉛を添加して形成されている。膨張黒鉛は、その他の膨張材としての未焼成バーミキュライトと比べると膨張率が高い。未焼成バーミキュライトの膨張率が数倍から十数倍であることから、膨張黒鉛の膨張率は、未焼成バーミキュライトの１０倍程度であり、所望する膨張率を処理材本体１２に持たせる場合、処理材本体１２の体積に占める膨張黒鉛の割合は、未焼成バーミキュライトの約１０分の１で済む。すなわち、未焼成バーミキュライトと膨張黒鉛とでは、膨張黒鉛の方が使用量が少なくて済む。このため、膨張黒鉛が少なくて済む分、処理材本体１２の体積に対しクッション材の占める割合が高くなり、処理材本体１２、ひいては耐火処理材１１のクッション性を向上させることができる。よって、耐火処理材１１が、圧縮した状態で貫通部３４に充填されたとき、圧縮状態からの復帰力が大きくなり、貫通部３４の内面と配線・配管材３３との間の隙間を確実に埋めることができる。

（２）耐火処理材１１において、処理材本体１２に膨張黒鉛が添加され、処理材本体１２そのものに膨張性を持たせた。このため、処理材本体１２によって、耐火処理材１１にクッション性を持たせながらも、火災等の発生時は処理材本体１２、すなわち、クッション材全体が高い膨張率で膨張する。よって、クッション材による膨張の損失が少なく、また、処理材本体１２そのものが押し潰されてしまうことが無く、耐火処理材１１で貫通部３４を確実に閉鎖することができる。

（３）処理材本体１２は、カバー体１３で覆われている。処理材本体１２のクッション材は短繊維製であるが、カバー体１３で覆うことで、短繊維が飛散することを防止できる。

（４）カバー体１３は、金属層１３ｂを備える。このため、配線・配管材３３の燃焼に伴う熱や火炎の熱は、金属層１３ｂから処理材本体１２の全体に速やかに伝播され、処理材本体１２の膨張黒鉛を速やかに膨張させることができる。

（５）カバー体１３は金属層１３ｂを有し、この金属層１３ｂは耐火処理材１１の表面に露出している。このため、耐火処理材１１同士は金属層１３ｂによって摩擦が低減され、滑りやすくなっている。したがって、貫通部３４の隙間に耐火処理材１１を充填する際、耐火処理材１１を滑らせることで隙間に充填しやすくなる。

（６）処理材本体１２では、クッション材の全体に膨張黒鉛が分散されている。このため、膨張黒鉛が、クッション材の特定の位置、例えば、外周面付近に偏ってクッション性の低い部位が形成されてしまうことがない。よって、耐火処理材１１の貫通部３４への充填の向きに関わらず、耐火処理材１１によりクッション性を発揮させることができる。さらに、処理材本体１２における偏平ブロック状の厚み方向の両面もクッション性が均一に高い。このため、配線・配管材３３の外面の丸みにも耐火処理材１１が追従し、熱膨張性耐熱シール材２９が充填される隙間が可能な限り小さくできるように耐火処理材１１を貫通部３４に充填することができる。

（７）処理材本体１２において、膨張黒鉛をクッション材に添加するだけで、所望の膨張率を耐火処理材１１に持たせることができ、他の膨張手段を用いる必要がない。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

○ 実施形態では、耐火処理材１１を、処理材本体１２をカバー体１３で一つずつ覆う構成としたが、耐火処理材を、複数の処理材本体１２を一つのカバー体で纏めて包む構成としてもよい。

図７に示すように、耐火処理材５０において、カバー体４０は、長尺帯状であり、処理材本体１２を一つずつ収容する収容部４１を、カバー体４０の長手方向に複数備える。なお、カバー体４０は、実施形態と同様に、ガラスクロス１３ａにアルミニウム製の金属層１３ｂを蒸着して形成されている。また、カバー体４０は、長手方向に隣り合う収容部４１同士の間に連結部４２を備える。

このように構成した場合、耐火処理材５０は、複数の処理材本体１２を一体に備えるため、一度の充填作業で複数の処理材本体１２を貫通部３４に充填することができる。また、連結部４２から処理材本体１２を一つ又は複数に分割することができ、耐火処理材５０のサイズを小さくすることもできる。このとき、連結部４２から耐火処理材５０を分割するため、処理材本体１２を直接切断する必要がなく、切断面からクッション材が飛散することも防止できる。

○ カバー体１３の金属層１３ｂはアルミニウムに限らず、他の金属材料で形成してもよい。
○ カバー体１３において、ガラスクロス１３ａと金属層１３ｂの接合方法は、蒸着ではなくてもよく、接着剤による接合や熱溶着であってもよい。

○ カバー体１３のガラスクロス１３ａは、他の繊維材料でもよく、炭素繊維や不織布等、さらに、繊維材料に限らず適宜変更してもよい。
○ 実施形態では、カバー体１３をシート状に形成し、処理材本体１２を包むようにカバー体１３を折り畳んだが、カバー体１３を挿入口を有する袋状に形成し、カバー体１３内に処理材本体１２を収容した後、挿入口を塞いで耐火処理材１１を形成してもよい。

○ 処理材本体１２のクッション材は、処理材本体１２にクッション性を持たせることができる不燃・難燃性を有する無機化合物の短繊維であれば、適宜変更してもよい。
○ 処理材本体１２のクッション材は、例えば、難燃性のスポンジやゴムでもよい。

○ 処理材本体１２は、直方体状の一塊りとなっていなくてもよく、クッション材に膨張黒鉛を添加し、層状に成形したものを複数積層して直方体状にしたものでもよい。
○ 処理材本体１２とカバー体１３とは接着剤によって接着されていてもよい。

○ 耐火処理材１１において、カバー体１３から処理材本体１２が脱落しない状態であれば、カバー体１３に開口部を形成し、処理材本体１２をカバー体１３外へ露出させてもよい。

○ 耐火処理材１１は直方体状でなくてもよく、球状、八面体状、三角錐状のように形状を変更してもよい。
○ 防火区画壁Ｗにおいて、貫通部３４は、防火区画壁Ｗを貫通する貫通孔の内周面に沿って配設された円筒状のスリーブの内側に形成されていてもよい。

○ 防火区画体は、防火区画床であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（イ）前記防火区画体は防火区画壁である耐火処理材。

Ｗ…防火区画体としての防火区画壁、１１，５０…耐火処理材、１２…処理材本体、１３，４０…カバー体、１３ｂ…金属層、３３…配線・配管材、３４…貫通部、４１…収容部、４２…連結部。

Claims (4)

1. 建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部の内面と、前記貫通部に挿通された配線・配管材との間に充填される耐火処理材であって、
   圧接する配線・配管材の外面形状に追従して圧縮変形可能な柔軟性と、圧縮変形した状態から原形状に弾性復帰可能であるクッション性とを有し、ブロック状をなすように、不燃・難燃性を有する無機化合物の短繊維を綿状の塊になるように結合させてなるクッション材を有するとともに、前記クッション材の全体に膨張黒鉛を分散させた、処理材本体を備えることを特徴とする耐火処理材。
2. 前記処理材本体を覆うカバー体を備える請求項１に記載の耐火処理材。
3. 前記カバー体は、金属層を備え、前記金属層が表面に露出している請求項２に記載の耐火処理材。
4. 前記カバー体は、前記処理材本体全体を収容する袋状の収容部を複数備えるとともに、隣り合う前記収容部同士の間に、前記収容部同士を繋ぐ連結部を備える請求項２又は請求項３に記載の耐火処理材。