(57)【要約】【課題】        環境負荷の大きい材料を使用せず防食性に優れた樹脂被覆鋼管を防火区画貫通部に適用するための、現場での施工の簡便な防火区画貫通部の構造を提供する。【解決手段】    上記課題は、建築物の防火区画を仕切る仕切り部材の貫通孔に配管を貫通させ、貫通孔と配管の空隙にモルタルを充填して閉塞した防火区画貫通部構造であって、少なくとも区画貫通部及びその両外側３０ｍｍの範囲の配管がポリエチレン被覆鋼管であり、該ポリエチレン被覆鋼管は肉厚が５．９ｍｍ以下で外径が１１６ｍｍ以下の鋼管の外側にメルトフローレイトが０．６以下のポリエチレン層を有していることを特徴とする防火区画貫通部構造によって解決される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の防火区画を仕切る仕切り部材の貫通孔に配管を貫通させ、貫通孔と配管の空隙にモルタルを充填して閉塞した防火区画貫通部構造であって、少なくとも区画貫通部及びその両外側３０ｍｍの範囲の配管がポリエチレン被覆鋼管であり、該ポリエチレン被覆鋼管は肉厚が５．９ｍｍ以下で外径が１１６ｍｍ以下の鋼管の外側にメルトフローレイトが０．６以下のポリエチレン層を有していることを特徴とする防火区画貫通部構造。
【請求項２】
ポリエチレン被覆鋼管がポリエチレン層と鋼管外面のあいだに接着剤層を有し、ポリエチレン層と接着剤層とを合わせた被覆層の合計厚みが２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の防火区画貫通部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の防火区画を形成している床面または壁面などをガス配管が貫通する際の貫通部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常ガス配管などに使用される配管材料としては、強度および防食性に優れており、さらに塩ビなどの環境負荷の大きい材料を含んでいないという点でポリエチレン被覆鋼管が使用される例が少なくないが、従来は屋内での使用に関しては、防火区画貫通部の耐火性などの点で使用は制限されていた。不燃材料である金属管を防火区画貫通部に用いることは可能であるが、防食性等の点で問題がある。
一方、ポリエチレン管等の可燃性材料からなる配管材料を防火区画貫通部位に適用するための防火措置工法として種々のものが提案されている。例えば、熱膨張性断熱材を床もしくは壁を構成するコンクリートと配管材料であるパイプとの間に充填し、一旦火災が起きた際にはこれが膨張し、床もしくは壁に火災が通るような隙間が発生する事を防ぐというもの（特許文献１）、また、防火区画を貫通する配管材がグラスウール保温材で被覆され、グラスウール保温材で被覆された配管材のグラスウール保温材側に加熱によって耐火断熱層を形成する熱膨張性材料が配設されたもの（特許文献２）などが主なものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３９５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−３０３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら従来の方法は現場での施工が多くなるうえ、実際の現場での作業スペースは狭いことも多々あり、必ずしも作業効率の良いものでなく、施工時の労力や施工コストが大きくなるという欠点があった。
【０００５】
本発明は、環境負荷の大きい材料を使用せず防食性に優れた樹脂被覆鋼管を防火区画貫通部に適用するための、現場での施工の簡便な防火区画貫通部の構造についてのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、区画貫通部の防火性能と、樹脂被覆鋼管の構造及び材質に関して鋭意検討した結果、以下の方法により上記課題を解決できることが判明した。つまり、建築物の防火区画を形成する床、または壁などを配管が貫通する際の貫通部の構造において、床もしくは壁などの区画を仕切っている仕切り部材に貫通しようとする管よりも大きめの孔をあけ、ポリエチレン被覆鋼管を貫通し、空隙をモルタルで埋め戻した構造であり、さらに、最低でも区画貫通部、およびその両側３０ｍｍの範囲にわたって用いるポリエチレン被覆鋼管が、厚みが５．９ｍｍ以下で外径が１１６ｍｍ以下の鋼管の外側にメルトフローレイトが０．６以下のポリエチレンからなる層がある構造とすれば、この防火区画貫通部は建築基準法施行令でいうところの１時間遮炎性能相当、および財団法人日本消防設備安全センターの１時間耐火性能相当の耐火性を有し、建築基準法施行令でいうところの防火区画、および消防法施行令でいうところの共住区画等の防火区画の配管の貫通に充分適用できるレベルであることが判明した。
【０００７】
本発明の構造の防火区画貫通部にすれば、区画貫通部の片側が火災で昇温しても被覆樹脂は昇温によって完全に流下することなく区画貫通部の鋼管とモルタルとの間に適度に燃え殻を形成するため、火災が通るような隙間は発生せず、さらに、本発明によれば鋼管は火災が起きない限り常にポリエチレンによって被覆されており、非常に防食性の優れたものになっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の防火区画貫通構造は、塩ビなどの環境負荷の大きい材料を含んでおらず強度および防食性に優れている被覆鋼管を用い、かつ現場での施工も簡便であり作業効率がよく、施行時の労力や施工コストも低く抑えられ充分な防火性を備えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
【００１０】
（区画貫通部構造）
建築基準法施行令でいうところの防火区画、および消防法施行令でいうところの共住区画等の防火区画を形成する建築物の床、または壁などを配管が貫通する防火区画貫通部の構造において、床もしくは壁などの区画を仕切っている仕切り部材に貫通しようとする管の外径よりも４０ｍｍから８０ｍｍ大きめの円形の孔をあけ、以下に述べるポリエチレン被覆鋼管を貫通し、空隙をモルタルで埋め戻した構造である。また、防火性能、もしくは施工のしやすさ、施工精度確保の上で、最低でも区画貫通部、およびその両側３０ｍｍの範囲にわたって以下に述べるポリエチレン被覆鋼管を適用する必要がある。もちろん、施工の簡便性や配管の防食性等を考慮してこれ以上の長さの該ポリエチレン被覆鋼管を用いてもいっこうに構わない。
【００１１】
ここでの仕切り部材は、通常、防火区画や共住区画を構成している鉄筋コンクリート・ＡＬＣ板（軽量気泡コンクリート板）などでよく、厚さは通常１００ｍｍ以上のものである。また、管と仕切り部材との間にできる空隙を埋め戻すモルタルは通常用いられている既知の物でよく、普通ポルトランドセメントと川砂または山砂からなる細骨材と水を、セメント：砂の重量比が１：２〜１：３で調合したもの等を使うことができる。また、開口部の面積に対するポリエチレン被覆鋼管の断面積の比は４６％以下、好ましくは４１％以下が望ましい。
【００１２】
上記のポリエチレン被覆鋼管の適用が短すぎる場合や、開口部の面積に対するポリエチレン被覆鋼管の断面積の比が大きすぎる場合には、貫通部の防火特性が発現できず、期待した効果を得られなくなる。
【００１３】
また、配管を貫通するために区画に設ける孔相互の隔離距離は２００ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
（鋼管）
本発明で用いられる鋼管は、外径が１１６ｍｍ以下で肉厚が５．９ｍｍ以下の鋼管であれば良く、特に好ましくは外径が２０ｍｍ以上９０ｍｍ以下、肉厚が２．４ｍｍ以上５．５ｍｍ以下が望ましい。鋼管外面にブラスト処理、酸洗処理、化成処理、メッキ処理、もしくは厚さ２００μｍ以下の熱硬化性プライマー塗装処理を行なっても良く、また、鋼管内面には、ブラスト処理、酸洗処理、化成処理、メッキ処理、熱硬化性プライマー塗装処理などをしてもよい。鋼管の外径が１１６ｍｍを超える場合、もしくは肉厚が５．９ｍｍを超える場合には、区画の片側より加熱されたときに鋼管を通しての反対面への伝熱量が多くなりすぎ裏面温度が高くなり過ぎてしまう。
【００１５】
（ポリエチレン被覆）
被覆層に用いられるポリエチレンは、既知の汎用樹脂であり、エチレンを主成分として重合したものであるが、被覆層としての性能を向上させるために共重合モノマーとして、プロピレン、ブテン、ヘキセン、もしくはオクテンなどの俗に言うα−オレフィンを用いた共重合体であっても良い。ただし、メルトフローレイトが０．６以下のものであること、より好ましくは０．３以下のものであることが区画貫通部の防火性上よい。メルトフローレイトの下限は特に制限されないが実用上０．０５程度までである。メルトフローレイトはポリエチレンのメルトマスフローレイトを測定する通常の方法で求めることができ、ＪＩＳ  Ｋ６９２２−１（測定温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）で規定されている方法で測ることができる。単位はｇ／１０分である。
【００１６】
また、上記樹脂組成物には本発明の性能を損なわない範囲で、他の樹脂を混ぜ合わせても良く、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収材、耐光安定化材、難燃剤、顔料、着色料、充填剤、滑材、帯電防止剤、粘着付与剤等の添加剤を加えることができる。
【００１７】
ポリエチレン層の厚みは０．６〜２．４ｍｍ程度、好ましくは１．４〜２．０ｍｍ程度とする。
鋼管とポリエチレン層とを強固に接着させるために鋼管もしくはプライマー塗装などがなされた鋼管とポリエチレン層の間に接着剤からなる層を介在させてもよく、接着剤層の材料としては無水マレイン酸変性ポリエチレンなどを使用することができるが、接着剤層の厚みは０．３ｍｍ以下にすることが望ましい。接着剤層の厚みがこれを超えると、貫通部の防火特性が充分に発現できず、期待した効果を得られにくくなる。一方、接着機能を発揮させるためと、均一に層を形成させるために、厚みは最低でも０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００１８】
また、鋼管の外側に形成される被覆層の厚みは、ポリエチレン層と接着剤層とを合わせた合計で２．５ｍｍ以下であればよい。２．５ｍｍを超えると、貫通部の防火特性が充分に発現できず、期待した効果が得られにくくなる場合がある。
【００１９】
（被覆方法）
これら樹脂の鋼管への被覆は通常行なわれている方法でよく、鋼管の外側に酸変性ポリエチレンとポリエチレンとを順次押出し被覆してもよく、一度に共押出ししてもよい。また、それぞれを粉体塗装して被覆層を形成しても良い。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明の区画貫通構造について、実施例を用いて説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１〜１１）
あらかじめ、表１に示す鋼管の外面をブラスト処理し、その外側に熱硬化性エポキシプライマーを１０〜２０μｍの厚さで塗布した。この鋼管を誘導加熱で１９０℃に昇温してプライマーを硬化した。表１に示すポリエチレンと融点１２５℃、密度０．９３６ｇ／ｃｍ3の無水マレイン酸変性ポリエチレンを押出し機にて溶融し、酸変性ポリエチレンが内側になるようにクロスヘッド金型より筒状に共押出しして、鋼管の外表面に表１に示す厚さの被覆層を形成した。こうして、ポリエチレン被覆鋼管を製造した。得られたポリエチレン被覆鋼管を長さが１４００ｍｍになるように切断した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
長さ８００ｍｍ、巾１６００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの鉄筋コンクリート板を作製した。この際、鉄筋コンクリート板の中央付近に表３の寸法の孔を互いに２００ｍｍ以上離れるように２箇所できるように作製した。１１０日間養生した後、孔の中央にポリエチレン被覆鋼管を通しコンクリート板との間隙をモルタルで埋め戻して仕切り部材を作製した。モルタルは普通ポルトランドセメントと砂を重量比で１：３で調合した。その後１１０日間養生し区画貫通部の試験体とした。
【００２４】
また、被覆鋼管は片側がコンクリート板面よりも１０００ｍｍの長さ、反対の側が板面よりも３００ｍｍの長さになる用にセッティングし、板面よりも３００ｍｍ突出ている側の被覆鋼管の端を塞いだ。
【００２５】
（比較例１〜４）
表２に示すポリエチレンを使用し、表２に示した厚さの被覆層をもつポリエチレン被覆鋼管を実施例１〜１１と同様の方法で製造し、これを用いて実施例１〜１１と同様の方法で区画貫通部の試験体を製造した。ただし、鉄筋コンクリート板に開ける孔は表３に示した大きさとした。また、比較例１、２については２箇所の孔がお互いに３００ｍｍ以上離れるようにした。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
【表３】
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【００２８】
こうして得られた実施例１〜１１及び比較例１〜４の区画貫通部試験体につき、防火性を調べて評価を行なった。
【００２９】
＜防火性＞
製造した区画貫通部試験体の鋼管の長さが３００ｍｍの側を加熱側とし、加熱側のモルタル埋め戻し部よりも１６０ｍｍ以上離れた部分を爆裂防止のため厚さ２５ｍｍのセラミック板で覆った。この区画貫通部試験体につき財団法人日本消防設備安全センター規定の「防火区画貫通配管等の耐火試験方法」に準じた１時間耐火試験およびその評価を行った。評価結果を表４に示す。ここで初期裏面温度は、仕切り部材の非加熱側面の被覆鋼管貫通部より１０ｍｍ離れたモルタル埋め戻し部分の温度であり、円周方向に９０度間隔で４ヶ所測り、その最高温度とした。また、最高裏面温度は、初期裏面温度と同じ位置を試験中および試験後３０分後まで測定しその中で最高となった温度を示した。
【００３０】
＜評価＞
評価は、表４内の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が「なし」であり、（ｄ）が１００ｍｍ未満であり、さらに最高裏面温度が２１０℃を超えず、かつ初期裏面温度に１８０℃を加えた温度を超えない場合を良好とし、それ以外を不良「×」とした。良好の場合でも、表４内の（ｄ）が、８０ｍｍ未満の場合を「◎」、８０ｍｍ以上９５ｍｍ未満の場合を「○」、９５ｍｍ以上１００ｍｍ未満の場合を「△」とした。
【００３１】
【表４】
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【００３２】
表４の結果より実施例１から１１までは良好であるのに対し、比較例１から４は不良であった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、建築物の防火区画を形成している床面または壁面などをガス配管が貫通する際の貫通部の構造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の区画貫通構造の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…区画仕切り部材
２…孔
３…モルタル、モルタル埋め戻し部
４…ポリエチレン被覆鋼管
５…鋼管
６…プライマー層
７…接着剤層
８…ポリエチレン層
【図１】
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