(57)【要約】【課題】  節部を有する木質材を有効に用いて、その木質材の利点を生かしつつ、所定の防耐火性能を確保した積層面材を構成して、長期にわたる建物の持続可能性を高めるとともに、森林資源の施業に寄与することのできるようにする。【解決手段】  本発明の木質系積層面材１は、木質材からなる厚さ１０ｍｍ以上の面材２を３層積層させて３０ｍｍ以上の厚さを確保するとともに、面材２の抜け節等による節穴１０に節部処理を施すことによって防火性および耐火性を備えている。節部処理は、節穴１０にエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系パテ、または漆喰などの充填剤を充填してなされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質材からなる厚さ１０ｍｍ以上の面材を３層積層させて３０ｍｍ以上の厚さを確保して防火性および耐火性を備え、前記面材が有する節部に節部処理が施されていることを特徴とする木質系積層面材。
【請求項２】
防火区画材であることを特徴とする請求項１に記載の木質系積層面材。
【請求項３】
耐火被覆材であることを特徴とする請求項１に記載の木質系積層面材。
【請求項４】
節部処理は、抜け節による節穴にエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系パテ、または漆喰を充填してなされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の木質系積層面材。
【請求項５】
節部処理は、節部を除去して形成した節穴にエポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系パテ、または漆喰を充填してなされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の木質系積層面材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防火性および耐火性を備えた木質系積層面材に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、防火地域では延べ面積が１００ｍ2を超えるか、または３階以上の建築物はすべて、「耐火建築」としなければならず、準防火地域でも、階数、規模によって防火地域と同様に防火上の制限が設けられている。特に、木造建築物の場合は、延焼のおそれのある外壁および軒裏を防火構造とすることが要求されている。従来、このような防火規制のある地域では外壁材に可燃性材料を使用するのに制限があり、下地材を不燃性材料とすることで一定の防火性能を確保すれば、その外側の外壁仕上げを可燃性材料とするのは認可されていた。
【０００３】
また、準防火地域やそれよりも厳しい規制を受けるのは住宅の密集する都市部に多いが、近年では木材のもつ意匠性が再評価されており、都市部の住宅でも、可燃性材料である木材を使用して美観をよくしたいという要望が高まってきている。
【０００４】
このような事情のなか、近年の防耐火基準の合理化により、従来の「仕様」を中心とした基準から、「性能」を中心とした基準に移行（性能規定化）され、外装材を含めた建築材料として木材を利用する可能性が広げられた。すなわち、木材そのものは可燃性材料であるが、所定の耐火性能検証法により規定された条件を満たせば、制限のある部分への木材の使用が認められるようになった。
【０００５】
かかる観点から木質系材料は有効な材質であるが、鉄やコンクリートに比べて熱容量が非常に小さく、長時間の火炎や熱にさらされることで炭化し、耐力が減衰するという欠点があり、耐火性および防火性を確保する上での大きな課題を有していた。
【０００６】
従来、例えば特許文献１には、壁材として可燃性材料を使用して、準防火地域以上の規制地域の基準にも適合できる外壁構造について提案されている。この種の外壁構造では、躯体の外側に下地面板を配設し、下地面板の外側に胴縁を介して木質系材料からなる外壁材を配設している。そして、下地面板に不燃材、準不燃材、または難燃材を使用することで、外壁材に木材や集成材、複合合板等を使用できるようにしている。下地面板の具体的材質としては、繊維補強セメント板、ケイ酸カルシウム板、火山性ガラス質複層板、鉄板等が例示されている。また、下地面板の厚さは９ｍｍ以上とすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３５６９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献に記載の外壁構造は、防火性能を得るために外壁材と下地材との間に金属製のシートを介装させたり、下地材に不燃材、準不燃材、または難燃材を使用したりする方法がとられている。これは、下地材を不燃性材料とすることで一定の防火性能を得て、外壁仕上げに可燃性材料を使用することを可能にしようとしたものである。
【０００８】
しかしながら、最近では二酸化炭素の排出量を削減する目的から、建物における持続可能性を高め、森林資源の保護育成を図ることが求められるようになっており、不燃性材料の使用をできるだけ控えて、その廃棄までを視野に入れた材料の選定が望まれている。
【０００９】
したがって、建物の構成材料について、従来多用されていた不燃材等の使用を控えつつ、木材使用の規制緩和を受けて一定の防耐火性能を確保した、新たな手法を確立することが必要であった。
【００１０】
また、木材は建築材料として使用する場合、従来から無節のものが尊ばれる傾向があり、節部を有する木材は強度上の弱点となるだけでなく、防耐火性能を求める上でも弱点になるので、使用されることが少なかった。
【００１１】
そこで本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、節部を有する木質材を有効に用いて、その木質材の利点を生かしつつ、所定の防耐火性能を確保した積層面材を構成して、長期にわたる建物の持続可能性を高めるとともに、森林資源の施業に寄与することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明に係る木質系積層面材は、木質材からなる厚さ１０ｍｍ以上の面材を３層積層させて３０ｍｍ以上の厚さを確保して防火性および耐火性を備え、前記面材が有する節部に節部処理が施されていることを特徴とする。
【００１３】
一般に、木材は炭化することによって遮熱効果を発揮する。そこで、木質材からなる下地材に適切な厚さを確保するようにすれば、別途防火上の処理を施したり、熱の反射材等を仕上げ材との間に挟み込んだりしなくても、必要な防耐火性能を得ることができる。
【００１４】
本発明では、積層面材を構成する面材に木質材を使用するとともに、各面材の厚さを１０ｍｍ以上とし、全体として３０ｍｍ以上の厚さをもたせるようにしている。火災時における木材の炭化速度は、１分間に０．６〜０．８ｍｍ程度とされているので、このように厚さを３０ｍｍ以上確保することによって、少なくとも３０分の防耐火性能を担保することが可能なものとなっている。また、積層される面材に節部があっても、節部処理を施していることによって、防耐火上の欠点を解消し、一定の防耐火性能を確保することを可能にしている。
【００１５】
このような木質系積層面材は、建物における防火区画を構成する壁面材等の防火区画材として使用したり、建物の構造部材等の耐火被覆材として使用したりすることができる。
【００１６】
また本発明において、面材における節部処理は、抜け節による節穴あるいは節部を除去して形成した節穴に、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系パテ、または漆喰を充填してなされる。
【００１７】
抜け節を有する木質系面材は、その有効厚さの２／３に換算した厚さでの防耐火性能しか確保することができないとされているが、このような節部処理を施すことにより、抜け節等の防耐火上の欠点となりうる節部を有する木質系面材であっても効果的に利用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように構成される本発明に係る木質外壁の防耐火構造によれば、節部を有する木質材を用いても木質材の利点を生かしつつ、所定の防耐火性能を確保した積層面材を構成することができる。また、建物を構成する部材の材質に配慮することができ、長期にわたる建物の持続可能性を高めるとともに、森林資源の施業に寄与することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る木質外壁の防耐火構造を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の外壁を示す横断面図である。
【００２０】
積層面材１は、木質系集成材からなる厚さ１０ｍｍ以上の面材２を３層積層させて３０ｍｍ以上の厚さを確保して形成されている。例示の形態では、面材２は１２ｍｍの板厚を有するスギ集成材であり、これを３層に積層して積層面材１を形成している。
【００２１】
本発明において、面材２には、生節、死節、または抜け節等の節部があるものを使用することができる。
【００２２】
面材２において抜け節による節穴のある部分には、節部処理が施される。節部処理は、抜け節による節穴１０に、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、またはポリエステル系パテ等の適宜の充填剤を充填してなされている。これらのほか、充填剤には、ＡＳボンド、セラミックファイバキャスト、または漆喰等を用いてもよい。
【００２３】
また、面材２にある節部のうち、状態の悪い死節など、そのままにしておくと抜け落ちが予想されて防耐火上の欠点となりうる節部がある場合、また抜け落ちた節部の形状がいびつであって充填剤の充填状態が確認しにくいと考えられる場合等には、その節部を円形に穿孔して除去する。そして、節部を除去して形成された節穴１０に、エポキシ系接着剤やウレタン系接着剤等の充填剤が充填されて節部処理が施される。
【００２４】
このように節部処理された面材２を、図１に示すように３層に積層して積層面材１を構成する。面材２の積層に用いる接着剤は、レゾルシノール系樹脂接着剤、またはイソシアネート系（水性ビニルウレタン系）樹脂接着剤を用いている。
【００２５】
これにより積層面材１は、木材の炭化速度が１分間に０．６〜０．８ｍｍ程度であるのに対して、全体として３６ｍｍの厚さを確保することができ、理論上、３０分以上の防耐火性能を得ることができるようになっている。
【００２６】
そこで、本発明の積層面材１の防耐火性能について、建築基準法第２条第八号（防火構造）の規定に基づく防火性能試験を行った。図２〜図７は、積層面材１の防耐火性能を検証した試験結果を示すグラフである。
【００２７】
この防火性能試験では、積層面材１の表裏両面に節部処理を行い、加熱面側に設けられた節穴に対してはその裏面温度を測定し、非加熱面側に設けられた節穴に対しては燃え抜けの有無を観察した。
【００２８】
試験体の材料および仕様は以下のとおりである。
【００２９】
積層面材：３６ｍｍ（板厚１２ｍｍのスギ集成材からなる面材を３層に積層）
枠組：軽量溝型鋼フレーム
試験体の大きさ：１，２９０ｍｍ×９８９ｍｍの矩形状
この試験では、火災時における積層面材１の外側からの火熱を想定して、加熱炉により試験体表面の全面に所定温度の時間変化をほぼ一様に与えており、試験体の裏面温度（非加熱面の温度変化）について測定を行った。試験に用いる加熱炉は、指定性能評価機関が定める防耐火性能試験・評価業務方法書に規定される温度の時間的変化を、積層面材１の加熱面の全面にほぼ一様に与えうる炉を用いた。加熱炉の平均温度の時系列変化は図９に示すように設定された。
【００３０】
また、裏面温度の測定は、節部処理を施した充填剤の種類ごとに行った。図２は、エポキシ系接着剤を充填処理した節穴部分、図３はウレタン系接着剤を充填処理した節穴部分、図４はポリエステル系パテを充填処理した節穴部分、図５はＡＳボンドを充填処理した節穴部分、図６はファイバキャストを充填処理した節穴部分、図７は漆喰を充填処理した節穴部分のそれぞれにおける裏面温度の上昇過程を示し、図８は比較例として、節なし部分における裏面温度の上昇過程を示している。また、これらの図２〜図８では、レゾルシノール系接着剤を用いたものについて示している。
【００３１】
これらの各グラフにおいて、初期裏面温度は３０．３℃、上昇した裏面温度は平均１７０．３℃であった。この上昇した裏面温度が、少なくとも３０分経過した時点で２１０．３℃以下であれば遮炎・遮熱性を満足する（最大温度上昇評価基準）と評価できるところ、いずれの充填剤を用いた例でも２１０．３℃以下であり、この評価基準を満足する結果が得られた。
【００３２】
また、図２に示されるように、試験開始から３８分２３秒を経過したところで節穴の燃え抜けを生じた。その他の充填剤を用いた例でも、節穴の燃え抜けは３９分００秒〜３０秒にかけて生じ、最大温度上昇評価基準を越える結果となった。すなわち、積層面材１が建築基準法第２条第八号（防火構造）に規定された３０分防耐火性能を満足することが確認された。
【００３３】
このような防耐火性能を備えた３層の積層面材１は、柱、間柱等の軸組３に取り付けられてパネル体に形成し、防火区画を構成する壁面材（防火区画材）として利用することができる。図１には、軸組３としてリップ形鋼（Ｃ形鋼）を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、どのような鋼材または木材からなる軸組３も適用することができる。
【００３４】
また、積層面材１を角鋼等の鉄骨材の周囲を覆うように配設して、耐火被覆材として利用することが可能である。この場合、鉄骨材を被覆した積層面材１が鉄骨の表面温度を一定以下に抑え、燃え止まり効果を発揮する。したがって、鋼製梁や鋼製柱の耐火被覆材、およびこれらの接合部の補強材として利用することができる。
【００３５】
さらに、積層面材１においては、集成材からなる面材２を積層させることにより集成材のもつ異方性を小さくし、狂いを生じにくくすることができる。面材２には、上記スギのほか、ベイマツ、アカマツ、クロマツ、カラマツ、ダフリカカラマツ、オウシュウアカマツ、エゾマツ、トドマツ、ベニマツ、ラジアータパイン、モミ、ヒバ、ベイヒバ、ツガ、ベイツガ、カナダツガ、ヒノキ、ベイヒ、ベイスギ、スプルース（ホワイトウッド）等の針葉樹、あるいは、カシ、クリ、ナラ、ブナ、ケヤキ等の広葉樹からなる木質系集成材も同様に使用することができる。
【００３６】
加えて、積層面材１は木質材の中でも品質が低いとされる節部を有する木材であっても有効に使用することが可能であるので、積極的に国産間伐材を利用することができ、これにより森林資源の保護育成に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る木質系積層面材は、木質材の持つ利点を建物に生かしつつ、規定の防耐火性能を確保するのに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る木質系積層面材の一例を示す断面図である。
【図２】積層面材のエポキシ系接着剤を充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図３】積層面材のウレタン系接着剤を充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図４】積層面材のポリエステル系パテを充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図５】積層面材のＡＳボンドを充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図６】積層面材のファイバキャストを充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図７】積層面材の漆喰を充填処理した節穴部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図８】積層面材の節なし部分における裏面温度の上昇過程を示すグラフである。
【図９】加熱炉の平均温度の時系列変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  積層面材
２  面材
３  軸組
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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