(57)【要約】      （修正有）【課題】火災時に居室内に発生した煙を天井裏空間へ速やかに立上がらせて、居住者の避難時間を確保する多孔質天井を提供する。【解決手段】天井材１は多孔板材から成り、全面に複数の小孔２が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられ、小孔２を下から見上げた際の視界角度が狭くなる程度の厚みを有しており、前記天井材１が細幅のＴバー４による格子状の天井材下地５に支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって、
天井材は多孔板材から成り、全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられ、前記小孔を下から見上げた際の視界角度が狭くなる程度の厚みを有しており、前記天井材が細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されていることを特徴とする、蓄煙機能を有する多孔質天井。
【請求項２】
天井材は全面に複数の小孔を有し吸音機能を有する岩綿吸音板であり、少なくとも９ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井。
【請求項３】
天井材は全面に複数の小孔を有するケイ酸カルシウム板であり、少なくとも５ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井。
【請求項４】
天井材は全面に複数の小孔を有し吸音機能を有するグラスウールの成形板であり、少なくとも９ｍｍの厚みを有することを特徴とする、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井。
【請求項５】
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって
天井材は全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられた少なくとも２枚のパンチングメタルから成り、２枚のパンチングメタルは適度な間隔をあけて上下に略平行に組合わされており、前記天井材が細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されていることを特徴とする、蓄煙機能を有する多孔質天井。
【請求項６】
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって
天井材は全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられたパンチングメタルから成り、前記パンチングメタルは細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されており、その上面に不燃性で通気性に富み吸音機能を有するグラスウールが敷設されることを特徴とする、蓄煙機能を有する多孔質天井。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、オフィスビルやホテル等の建物において、火災時に居室内に発生した煙を天井裏空間へ速やかに立上がらせて、居住者の避難時間を確保する多孔質天井の技術分野に属する。
【０００２】
【従来技術】
従来、オフィスビル等の火災時には、居住者が避難する以前に煙に巻かれて重傷を負ったり死亡する火災事故が頻発している。こうした火災事故を防ぐため、建物には、火災及び煙に対して避難の時間を確保するために各種の装置が設備されている。
【０００３】
例えば、排煙方法として、
（１）火災発生時に制御手段が作動して送風機及び排煙機の少なくともいずれか一方を作動・制御することにより、火災室からの漏煙を防止し、かつ火災室の戸の開閉に支障がない範囲で、給気側領域と排気側領域間の差圧を形成する方法がある。前記差圧が戸の開閉に支障が出る程度に増大した場合には、送風機の給気量を減少するか排煙機の排煙量を減少することにより、差圧を減少させる。逆に前記差圧が、防炎に必要な差圧より小さくなった時には、送風機の給気量を増大するか排煙機の排煙量を増大させることにより差圧を増大させる。前記のようにして形成された差圧により、火災室からの漏煙、及び避難経路に煙が充満することを防ぎ、安全に避難する時間を確保する（例えば、特許文献１参照。）。
（２）上記（１）は機械排煙の例であるが、機械排煙を行わず、居室の火災時に、火災探知機によりダンパーを開き、天井チャンバを排気チャンバを介して大気に連通させると共に加圧ファンを運転させる、所謂自然排煙を行う技術も実施されている。排煙温度が所定値を越えた場合でも排煙が継続して行われるため、火災室の煙層降下、及び廊下や附室等の避難経路への漏煙を長時間防止することができる（例えば、特許文献２参照。）。
（３）また、別の方法として、煙は浮力により居室上部へ上昇するという自然の性質を利用して、居室上部に煙をためる蓄煙方法が幾つか開示されている。例えば、
（ａ）複数階に渡って貫通する内部竪穴空間を有する建築物に用いられる内部竪穴空間システム。このシステムは、建物のある階で発生した煙または熱が内部竪穴空間を通じて流出した場合には、前記内部竪穴空間の上方を蓄煙空間とし、その蓄煙空間内に煙または熱を一時的に蓄え、その後に建築物外への排出を行い、煙または熱が他の階へ流出することを防ぐ。したがって、このシステムでは例えば、火災規模が大きい場合でも煙等の拡散防止及び避難経路の安全性確保を図ることができる（例えば、特許文献３参照。）。
（ｂ）天井を半球状に形成し、その天井上部へ煙を蓄煙し、天井面の頂部またはその近傍に排煙口を設けて煙の拡散を抑制し排煙効率を高める方法。この方法は煙の降下速度を遅くし、安全に避難する時間を確保することができる（例えば、特許文献４参照。）。
（４）その他、通孔を有するパンチングメタル又はルーバーを天井材として用いて天井裏空間へ蓄煙する方法も知られている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１８１９９８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４９５９１公報
【特許文献３】
特開２００１−１０４４９９公報
【特許文献４】
特開２００２−１９１７１１公報
【非特許文献１】
株式会社サトウ巧材、  “電子カタログ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００２年５月８日Ｕｐ  Ｄａｔｅ、［平成１４年１０月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓａｔｏ−ｋｏｚａｉ．ｃｏｍ＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術には、以下のような問題点がある。
従来技術（１）及び（２）は、天井排煙方式を実施する例であるが、何れも建物の全てに排煙設備を設けねばならずコストが嵩むという問題点がある。また、上記（１）は原則的に機械排煙システムであるため、火災の規模が大きくなるにつれて排煙温度が上昇し、排煙温度が２８０℃を越えてしまうと排煙ファンが停止してしまう。すると、火災室の煙層降下や圧力上昇等が起こり、避難や消防活動上の支障が生じる欠点を有している。上記（２）の方法では、機械排煙を行わない排煙システムであるが、加圧ファン等を運転させる必要があり、結局は全く機械を用いないわけでない。火災によりその電線や電源等が燃えて使用できなくなると、システム全体が作動しなくなる欠点が依然として残る。
【０００６】
従来技術（３）（ａ）及び（ｂ）は大規模空間における蓄煙方式を実施する例であるが、いずれも複数階に渡って貫通する内部竪穴空間を有する建物であるか又は天井面が半球状である建物についてのみ実施できる方法である。この条件を満たさない建物、又は煙が早く充満する面積が小さい居室等の建物には実施できない。
【０００７】
従来技術（４）ルーバーを使用した天井は、火災時の煙はルーバーの通孔を抜けて天井裏空間へ速やかに立上がり蓄煙することができる。しかし、前記ルーバーを使用した天井は通孔を下から見上げた際の視界角度は十分に広く、天井裏空間の配線や梁が全て見えてしまい、天井裏を隠す所謂意匠的効果は全く望めない。
【０００８】
本発明の目的は、従来技術の上記問題点を全て解決することであり、コストが嵩む排煙装置などの設備機器に頼らず、本来天井材に要求されている意匠効果を確保しつつ、火災時の煙は自然の対流現象で天井裏空間へ蓄煙して避難の時間を十分に確保することを可能にした、蓄煙機能を有する多孔質天井を提供することにある。
【０００９】
【課題が解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る蓄煙機能を有する多孔質天井は、
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって、
天井材は多孔板部材から成り、全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられ、前記小孔を下から見上げた際の視界角度が狭くなる程度の厚みを有しており、前記天井材が細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井において、
天井材は全面に複数の小孔を有し吸音機能を有する岩綿吸音板であり、少なくとも９ｍｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井において、
天井材は全面に複数の小孔を有するケイ酸カルシウム板であり、少なくとも５ｍｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載した蓄煙機能を有する多孔質天井において、
天井材は全面に複数の小孔を有し吸音機能を有するグラスウールの成形板であり、少なくとも９ｍｍの厚みを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載した発明に係る蓄煙機能を有する多孔質天井は、
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって
天井材は全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられた少なくとも２枚のパンチングメタルから成り、２枚のパンチングメタルは適度な間隔をあけて上下に略平行に組合わされており、前記天井材が細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載した発明に係る蓄煙及び吸音機能を有した多孔質天井は、
火災時に発生する煙を天井裏空間へ蓄煙する多孔質天井であって
天井材は全面に複数の小孔が少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられたパンチングメタルから成り、前記パンチングメタルは細幅のＴバーによる格子状の天井材下地に支持されており、その上面に不燃性で通気性に富み吸音機能を有するグラスウールが敷設されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態及び実施例】
以下、図面を参照して、請求項１〜６記載の発明に係る蓄煙機能を有する多孔質天井の実施形態を説明する。
【００１６】
本発明の多孔質天井は、特にホテルやオフィスビル等の比較的小さい居室を有する建物に好適に実施される。
【００１７】
図１は多孔質天井の実施形態を天井裏から見たものとして示している。
【００１８】
図に示す天井材１…は、吸音質の多孔板部材から成る。多孔板材として例えば吸音機能を有する岩綿吸音板等を指すが、勿論この限りではない。少なくとも５ｍｍの厚みを有するケイ酸カルシウム板（請求項３記載の発明）又は少なくとも９ｍｍの厚みを有し吸音機能を有するグラスウールの成形板（請求項４記載の発明）を天井材として設置することも可能である。
【００１９】
天井材１には全面にほぼ一様な配列で煙を天井裏空間へ通過させるための複数の小孔２…が設けられている。小孔２は少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられている。この開口率の意義に関しては後ほど実験結果に基づいて説明する。
【００２０】
前記天井材１…はスラブ下面から吊り下げられた吊り材３で支持した細幅のＴバー４を例えば１０００×１０００ｍｍ程度の格子状に組んだ天井材下地５の各ます目へ嵌めて支持されている。
【００２１】
したがって、火災時に発生した煙は、前記天井材１の小孔２を自然対流の現象で速やかに通り抜けて天井裏空間へ蓄煙される。また、岩綿吸音板とその小孔２には吸音効果を期待でき、静音効果が望める。
【００２２】
なお、前記天井材１は、これを下から見上げた際に、小孔２の視界角度が狭くなる程度の厚みＤを有している。前記厚みＤと開口率３０〜５０％で設けられる小孔２の孔径との関係の一例を挙げると、前記厚みＤは少なくとも９〜１０ｍｍ程度、孔径は１５ｍｍ以下であれば足りる。居住者が天井を見上げても天井裏空間の配線や天井梁などが透けて見えることがなく、天井裏空間を隠す所謂意匠的効果を十分に発揮する。
【００２３】
次に、前記天井材１の蓄煙効果実験を行い、開口率と天井裏空間への煙の透過性の関係を確認した。以下に、その実験方法と実験結果を示す。
【００２４】
＜実験方法＞
図２Ａに示したように、一辺が３．８２ｍの正方形で天井の高さが２ｍ、天井裏空間の高さが１ｍの居室模型について蓄煙効果実験を行った。火源はＬＰＧバーナー１１（１２．５ＫＷ）を使用し、上下方向に一定の間隔で列をなす熱電対１２を５箇所に設けて平均値を取る。
上記のような測定装置により、開口率０％の所謂無孔の天井材の場合と、開口率２０％、４０％のパンチングメタルを取り付けたとき、及びＴバーのみで天井材を設けていない場合とについて実験した。また、開口率４０％の岩綿吸音板による天井材を取り付けて同様の実験を行った。
【００２５】
＜実験結果＞
図２Ｂには、上記実験の測定値を開口率を横軸に、温度上昇を縦軸にとったグラフで示した。
縦軸の温度上昇は、天井裏空間の温度変化を示し、常温からプラス何度上昇したかを表わしている。ここで、熱の流気（温度）の変化は煙の流気の移動とほぼ同じであると仮定しているため、グラフの温度上昇の変化が煙の透過性を確認する基準となる。
図２Ｂのグラフを見て明らかなように、開口率０％、つまり無孔の天井材の場合には、温度変化は全くない。天井裏に煙が透過していないということである。開口率２０％と４０％のパンチングメタルの天井では天井裏空間の温度上昇に若干の相違が見られる。しかし、開口率４０％と、天井材を設けていないＴバーのみの場合（開口率９０％）とでは温度上昇に大差はない。つまり開口率４０％で、天井材を設けていない場合とほぼ同様の透過性を発揮することが明らかである。そして、開口率４０％の岩綿吸音板から成る天井材の実験結果を見ると、開口率４０％のパンチングメタルとほぼ同様の煙の透過性であることを確認できた。この傾向は経過時間が１分〜７分の何れの時間域においても同様である。
【００２６】
したがって、本実験によれば、天井裏空間へ煙を蓄煙させる天井材の開口率は約３０〜５０％であれば、ほぼ天井材を取り付けていない場合（開口率９０％）と同じ煙透過性を保持することができることを実証している。つまり、岩綿吸音板で成る天井材１を開口率３０〜５０％で設けることにより、火災時に天井裏空間へ速やかに煙を蓄煙できるので、立姿の避難者の顔付近（約１．８ｍ）にまで煙が降下してくるまでの避難時間を十分に稼ぐことができる。そして、前記の開口率は意匠効果と吸音効果を発揮する。
【００２７】
本発明は、上記実施形態の限りではない。他の実施形態として、例えば、図３に示すように、小孔Ｓが少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられている２枚のパンチングメタル６、７を、繋ぎ材８により上下に適度な間隔をあけ略平行に組合わされたものを天井材として使用することができる。この天井材もスラブ下面から吊り下げられた吊り材３で支持した細幅のＴバー４の天井材下地５のます目へ嵌めて支持される（請求項５記載の発明）。つまり、上下２枚のパンチングメタル６、７の組合わせにより小孔Ｓによる煙の透過性を期待できるだけでなく、下から見上げた際の天井裏空間を隠す所謂意匠的効果を十分に期待することができる。
【００２８】
また、図４に示したように、小孔Ｓが少なくとも３０〜５０％の開口率で設けられている一枚のパンチングメタル９がスラブ下面から吊り下げられた吊り材３で支持した細幅のＴバー４の天井材下地５のます目へ嵌めて支持される。その上面に、不燃性かつ通気性に富むグラスウール１０が敷設される（請求項６記載の発明）。つまり、パンチングメタル９の小孔Ｓと通気性に富み吸音機能を有するグラスウール１０により煙の透過性が確保される共に、前記グラスウール１０が本来天井材に要求されている意匠効果及び吸音効果を十分に発揮する。
【００２９】
【発明の奏する効果】
請求項１〜６に記載した発明に係る蓄煙機能を有する多孔質天井によれば、コストが嵩む排煙装置など設備機器に頼らず、本来天井材に要求されている意匠効果及び吸音効果を確保しつつ、自然対流の現象で天井裏空間へ蓄煙して避難の時間を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多孔質天井の実施形態の一例を示した図である。
【図２】Ａは本発明を模擬的に実験した方法を示した図である。ＢはＡの実験結果を示したグラフである。
【図３】本発明に係る多孔質天井の異なる他の実施形態を示した図である。
【図４】本発明に係る多孔質天井の異なる他の実施形態を示した図である。
【符号の説明】
１          天井材
２          小孔
４          Ｔバー
５          天井下地
Ｄ          厚み
６、７、９  パンチングメタル
１０        グラスウール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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