(57)【要約】【課題】軽量で、かつ、木製芯材に対する釘打ちやねじ止め等が可能な耐火主要構造部を提供する。【解決手段】本発明に係る耐火主要構造部１は、集成材又はＣＬＴにより形成されて建築物の主要構造部を構成する木製芯材２と、木製芯材の表面を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材３とを備えたことを特徴とする。また、熱膨張材の表面側に配置されて当該熱膨張材の膨張可能空間を形成する木製表材を備え、熱膨張材と木製表材との間に、膨張可能空間となる熱膨張材と木製表材との間の間隔を定めるスペーサを備えた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集成材又はＣＬＴにより形成されて建築物の主要構造部を構成する木製芯材と、木製芯材の表面を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材とを備えたことを特徴とする耐火主要構造部。
【請求項２】
熱膨張材の表面側に配置されて当該熱膨張材の膨張可能空間を形成する木製表材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の耐火主要構造部。
【請求項３】
熱膨張材と木製表材との間に、膨張可能空間となる熱膨張材と木製表材との間の間隔を定めるスペーサを備えたことを特徴とする請求項２に記載の耐火主要構造部。
【請求項４】
スペーサは、立方体あるいは直方体の辺部を形成する部材を繋いで構成されたフレーム構造体であることを特徴とする請求項３に記載の耐火主要構造部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の柱や梁等の主要構造部となる木製芯材と、木製芯材の表面に設けられた耐火材料部とを備えた耐火主要構造部に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の柱や梁等の主要構造部となる木製芯材と、木製芯材の表面に設けられた「燃え止まり層」と呼ばれる耐火材料部とを備えた構成の耐火主要構造部が知られている。
そして、石膏ボードによる燃え止まり層を形成した構成の「オメガウッド（登録商標）」と呼ばれる耐火主要構造部（非特許文献１参照）や、モルタルと集成材とによる燃え止まり層を形成した構成の「燃エンウッド（登録商標）」と呼ばれる耐火主要構造部（非特許文献２参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】初の汎用材による大スパン２時間耐火木造技術「オメガウッド（耐火）」を開発、[平成２９年５月１１日検索］、インターネット〈http://www.obayashi.co.jp/press/20160229_1〉
【非特許文献２】耐火木造建築を実現する燃エンウッド、[平成２９年５月１１日検索］、インターネット〈http://www.takenaka.co.jp/solution_manage/needs/wood/service01/index.html〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の耐火主要構造部のように、燃え止まり層を形成する材料として石膏ボードやモルタルを使用した構成の場合、重量が増加するために、運搬、搬入、施工等の際の取扱時の負担が大きいという課題や、木製芯材に対する釘打ちやねじ止め等が困難となるために、耐火主要構造部に釘打ちやねじ止め等によって物を取付けることが困難であるという課題などがあった。
本発明は、軽量で、かつ、木製芯材に対する釘打ちやねじ止め等が可能な耐火主要構造部を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る耐火主要構造部は、集成材又はＣＬＴにより形成されて建築物の主要構造部を構成する木製芯材と、木製芯材の表面を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材とを備えたことを特徴とするので、熱膨張材が、火災時において膨張し、その膨張部分が耐火耐熱効果を発揮することにより、火災発生後の所定時間の間、木製芯材に主要構造部としての機能を維持させることができる耐火構造を備え、軽量で、かつ、木製芯材に対する釘打ちやねじ止め等が可能な耐火主要構造部を提供できる。
また、熱膨張材の表面側に配置されて当該熱膨張材の膨張可能空間を形成する木製表材を備えたので、上記効果に加え、表面が木製表材で化粧されて美観に優れた耐火主要構造部を提供できる。
また、熱膨張材と木製表材との間に、膨張可能空間となる熱膨張材と木製表材との間の間隔を定めるスペーサを備えたので、木製表材として薄い板状の強度の小さいものを用いた場合でも、スペーサが下地材として機能することにより、耐火主要構造部の表面の強度を維持できるようになるとともに、耐火主要構造部の断面寸法を小さくできるので、室内スペースを広くとれるようになる。
また、スペーサは、立方体あるいは直方体の辺部を形成する部材を繋いで構成されたフレーム構造体であるので、フレーム構造体の内側の空間に熱膨張材が膨張するため、スペーサによって熱膨張材の膨張が阻害されてしまうことを抑制できるようになり、熱膨張材の膨張による耐火耐熱効果の低下を防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】耐火主要構造部の斜視図。
【図２】耐火主要構造部の断面図。
【図３】耐火主要構造部の斜視図。
【図４】耐火主要構造部の断面図。
【図５】スペーサを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１；図２に示すように、実施形態１の耐火主要構造部１は、集成材又はＣＬＴ（Cross  Laminated  Timber）により形成されて建築物の主要構造部を構成する木製芯材２と、木製芯材２の表面２１を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材３とを備えた構成とした。
つまり、木製芯材２の表面２１を被覆する熱膨張材３により燃え止まり層を形成し、当該燃え止まり層を形成する熱膨張材３によって耐火性能を確保した構成の耐火主要構造部１とした。
【０００８】
主要構造部とは、建築基準法第二条の五に「構造耐力上主要な部分」として定められた、「壁、柱、床、梁、屋根又は階段」のことである。
尚、図１乃至図４では、建築物の主要構造部を構成する木製芯材２の例として「柱」を図示している。
【０００９】
集成材は、張り合わせる板の繊維方向が並行方向となるように複数の板を張り合わせて構成された木材である。
ＣＬＴは、張り合わせる板の繊維方向が直交するように複数の板を張り合わせて構成された木材であり、直交集成板と呼ばれている。
【００１０】
熱膨張材は、熱を受けて膨張することにより耐熱耐火材として機能する材料であり、例えば、積水化学工業株式会社製の「フィブロック（登録商標）」、又は、エスケー化研株式会社製の「ＳＫタイカシート（登録商標）」、又は、エスケー化研株式会社製の「ＳＫタイカコート（発泡性耐火塗料）」等を用いればよい。
これら熱膨張材は、所定温度（例えば２００℃）以上に加熱された場合、数ｍｍ（例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ）程度の厚さから１０倍〜３０倍程度の厚さに膨張（発泡）して耐火断熱効果を発揮する材料である。
また、これら熱膨張材は、常温下においては、例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の厚さなので、釘やねじ等を容易に貫通させることができ、木製芯材２に対する釘打ちやねじ止め等が容易となる。
【００１１】
実施形態１の耐火主要構造部１によれば、主要構造部となる集成材又はＣＬＴにより形成された木製芯材２の表面２１を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材３が、火災時において膨張し、その膨張部分が耐火耐熱効果を発揮することにより、火災発生後の所定時間の間、木製芯材２に主要構造部としての機能を維持させることができる耐火構造を備えた耐火主要構造部１となる。
【００１２】
実施形態１の耐火主要構造部１によれば、主要構造部となる集成材又はＣＬＴにより形成された木製芯材２の表面２１に数ｍｍ（例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ）程度の厚さの熱膨張材３が燃え止まり層として設けられているだけであるので、燃え止まり層が石膏ボードやモルタルにより形成された従来の耐火主要構造部と比べて軽量化が可能となるため、運搬、搬入、施工等の際の取扱時の負担を軽減できる。
また、実施形態１の耐火主要構造部１によれば、釘やねじ等を熱膨張材３に容易に貫通させることができるため、木製芯材２に対する釘打ちやねじ止め等が容易となり、耐火主要構造部１に釘打ちやねじ止め等によって物を取付けることが容易となる。
即ち、軽量で、かつ、木製芯材に対する釘打ちやねじ止め等が可能な耐火主要構造部１を提供できる。
【００１３】
また、実施形態１の耐火主要構造部１によれば、主要構造部となる集成材又はＣＬＴにより形成された木製芯材２の表面２１に数ｍｍ（例えば０．５ｍｍ〜３ｍｍ）程度の厚さの熱膨張材３が設けられているだけであるので、耐火主要構造部１の断面寸法を小さくでき、室内スペースを広くとれるようになる。
【００１４】
実施形態２
実施形態１に係る耐火主要構造部における熱膨張材３の表面側に化粧材としての木製表材を配置することによって、熱膨張材３と木製表材との間に熱膨張材３の膨張可能空間を形成するようにしてもよい。
即ち、集成材又はＣＬＴにより形成されて建築物の主要構造部を構成する木製芯材２と、木製芯材２の表面２１を被覆するように設けられた耐火性を有した熱膨張材３と、熱膨張材の表面側に配置されて当該熱膨張材の膨張可能空間を形成する木製表材とを備えた構成の耐火主要構造部とした。
【００１５】
熱膨張材３の表面側に木製表材を配置する方法としては、膨張可能空間を形成する間隔を隔てて熱膨張材３の周囲を木製表材で囲むようにすればよい。
例えば、木製芯材２が断面四角形の柱である場合、当該柱の角部に対応する部分において隣り合う木製表材の端部同士の接合を留めにより接合すればよい。
【００１６】
実施形態２の耐火主要構造部によれば、熱膨張材３の表面側に化粧材としての木製表材を備えるので、表面が木製表材で化粧されて美観に優れ、かつ、実施形態１の耐火主要構造部１と同じ効果が得られる耐火主要構造部を得ることができる。
【００１７】
実施形態３
実施形態２のように、膨張可能空間を形成する間隔を隔てて熱膨張材３の周囲を木製表材で囲んで耐火主要構造部を構成した場合においては、木製表材として薄い板状の強度の小さいものを用いた場合、耐火主要構造部の表面の強度が小さくなる。また、耐火主要構造部の表面の強度が大きくするために、木製表材として厚い板状の強度の大きいものを用いた場合、耐火主要構造部の断面寸法が大きくなるため、室内スペースが狭くなってしまう。
そこで、図３；図４に示すように、実施形態１で説明した耐火主要構造部１における熱膨張材３の表面側にスペーサ５を介して木製表材４を配置することによって、熱膨張材３と木製表材４との間に熱膨張材３の膨張可能空間６を形成した構成の耐火主要構造部１Ａとした。
【００１８】
スペーサ５は、例えば図５に示すように、立方体あるいは直方体の辺部を形成する部材５１を繋いで構成されたフレーム構造体を用いる。即ち、立方体あるいは直方体の６面が四角形の枠で形成されて立方体あるいは直方体の内側が空間に形成されたフレーム構造体を用いる。
スペーサ５として、中実な立方体あるいは直方体を用いてもよいが、この場合、中実な立方体あるいは直方体の部分においては熱膨張材３の膨張が阻害されてしまうことになる。
一方、上述したフレーム構造体により形成されたスペーサ５を用いれば、フレーム構造体の内側の空間に熱膨張材３が膨張するため、スペーサ５によって熱膨張材３の膨張が阻害されてしまうことを抑制できるようになり、熱膨張材３の膨張による耐火耐熱効果の低下を防止できるようになる。
【００１９】
また、例えば、耐火主要構造部１における熱膨張材３の表面に複数のスペーサ５；５…を所定の間隔を隔てて設置した後に、当該複数のスペーサ５；５…の上に木製表材４を配置したり、あるいは、木製表材４の裏面に複数のスペーサ５；５…を所定の間隔を隔てて設置した後に、当該複数のスペーサ５；５…を熱膨張材３の表面に押し付けるようにして木製表材４を配置することによって、熱膨張材３と木製表材４との間に熱膨張材３の膨張可能空間６を形成した構成の耐火主要構造部１Ａを作成すればよい。
また、例えば、図３；図４に示すように、木製芯材２が断面四角形の柱である場合、当該柱の角部に対応する部分において隣り合う木製表材４；４の端部同士の接合を留め７により接合すればよい。
【００２０】
実施形態３の耐火主要構造部１Ａによれば、表面が木製表材４で化粧されて美観に優れ、かつ、実施形態１の耐火主要構造部１と同じ効果が得られる他、木製表材４として薄い板状の強度の小さいものを用いた場合でも、スペーサ５が下地材として機能することにより、耐火主要構造部１Ａの表面の強度を維持できるようになるとともに、耐火主要構造部１Ａの断面寸法を小さくできるので、室内スペースを広くとれるようになる。
【００２１】
実施形態４
実施形態２の耐火主要構造部、又は、実施形態３の耐火主要構造部１Ａにおいて、火災発生から１時間経過した場合に木製芯材２の表面から木製芯材２の深さ１２．５ｍｍ（燃えしろ）のところまでしか焦げないことを条件とした１時間の準耐火性能を確保するために必要な上記膨張可能空間の距離（即ち、木製芯材２の表面を被覆するように設けられた熱膨張材３（２ｍｍ）と当該熱膨張材３の表面側に配置された木製表材４との間の距離）を実験により求めた結果、３０ｍｍ以上であった。
従って、実施形態２の耐火主要構造部、又は、実施形態３の耐火主要構造部１Ａにおいて、膨張可能空間の距離（熱膨張材３と木製表材４との間の距離）を３０ｍｍ以上に設定すれば、耐火主要構造部１Ａの断面寸法を、１時間の準耐火性能を確保するために必要な最小限に小さい寸法にできるので、１時間の準耐火性能を有し、かつ、室内スペースを広くとれる耐火主要構造部を得ることができる。
尚、燃え止まり層などの対策を講じない場合の１時間の準耐火性能を確保するための燃えしろは、木材の種類により、６０ｍｍ、又は、９０ｍｍである。これに対して、実施形態２乃至実施形態４の場合、木製芯材２の燃えしろ１２．５ｍｍ＋熱膨張材２ｍｍ＋膨張可能空間（空気層）３０ｍｍ＝厚み４４．５ｍｍで１時間の準耐火性能を確保できるため、室内スペースの確保と軽量化等に優れた耐火主要構造部を得ることができる。
【００２２】
また、実施形態１乃至実施形態４では、上述したように、熱膨張材３として、「フィブロック」又は「ＳＫタイカシート」等のシート（発泡性耐火シート）、あるいは、「ＳＫタイカコート」等の塗料（発泡性耐火塗料）を使用するので、例えば、柱と梁、柱と床、床と壁等の主要構造部同士を接合する場合において、当該主要構造部を構成する木製芯材２；２同士を接合させた後、木製芯材２；２の表面２１及び当該木製芯材２；２同士の接合部分の表面を被覆するように熱膨張材３を設けることにより、耐火性能に優れた主要構造部同士の接合構造を容易に実現できるようになる。
また、柱、梁、床、壁等の主要構造部を構成する木製芯材２が開口又は溝部を有する場合、当該主要構造部を構成する木製芯材２の開口又は溝部の表面を被覆するように熱膨張材３を設けることにより、耐火性能に優れた主要構造部の開口構造又は溝部構造を容易に実現できるようになる。
即ち、実施形態１乃至実施形態４によれば、熱膨張材３として、発泡性耐火シート、又は、発泡性耐火塗料を使用するため、主要構造部同士の接合部の耐火対策、主要構造部の開口又は溝部の耐火対策が容易となる。
【符号の説明】
【００２３】
１；１Ａ  耐火主要構造部、２  木製芯材、３  熱膨張材、４  木製表材、
５  スペーサ、６  膨張可能空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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