(57)【要約】【課題】熱伝導性の低い主要部材を、熱伝導性が低い耐火被覆材で覆う場合であっても主要部材の熱的損傷を抑えることができる耐火被覆構造及びこれを用いた建物を提供すること。【解決手段】主要部材１と、主要部材１を覆う耐火被覆材２との間に、熱拡散材３を介在させ、主要部材１と熱拡散材３とを密着接合する。熱拡散材３及び耐火被覆材２は、主要部材１の露出部分に設けられることが好ましい。また、熱拡散材３は、主要部材１及び耐火被覆材２に比して熱伝導率が高く、例えば金属である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主要部材と、主要部材を覆う耐火被覆材との間に、熱拡散材を介在させ、前記主要部材と前記熱拡散材とを密着接合することを特徴とする耐火被覆構造。
【請求項２】
主要部材を覆う耐火被覆材の外側に耐熱性を有する熱拡散材を設け、前記耐火被覆材と前記熱拡散材とを密着接合することを特徴とする耐火被覆構造。
【請求項３】
前記熱拡散材及び前記耐火被覆材は、前記主要部材の露出部分に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の耐火被覆構造。
【請求項４】
前記熱拡散材は、前記主要部材及び前記耐火被覆材に比して熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の耐火被覆構造。
【請求項５】
前記熱拡散材は、金属であることを特徴とする請求項４に記載の耐火被覆構造。
【請求項６】
前記主要部材は、木材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の耐火被覆構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の耐火被覆構造を用いたことを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性の低い主要部材を、熱伝導性が低い耐火被覆材で覆う場合であっても主要部材の熱的損傷を抑えることができる耐火被覆構造及びこれを用いた建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、耐火性能を備えた構造材が種々、提案されている。例えば、特許文献１，２には、高い耐火性能を備えた構造材及びこの構造材を用いた建築物が記載されている。特許文献１，２では、炭化後の密度が高い方が高い耐火性能を有することに着目し、例えば、特許文献１には、長期荷重を支持するに足りる木材からなる荷重支持部と、荷重支持部よりも外側にて外部に露出する外周部と、荷重支持部よりも外側の隅角部にて、外部に露出しない位置に配置された補強部材とを備え、補強部材が、外周部の部材より炭化後の密度が高い部材、外周部の部材よりも熱容量が大きい高熱容量材、難燃処理部材、または不燃材にして断熱性を有する断熱材からなり、隅角部のみに設けられるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３６９３９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、耐火被覆材は、熱に弱い鉄骨部材などの温度上昇を抑えるために、よく使用されている。この耐火被覆材は、鉄骨部材などを覆うように設けられ、鉄骨部材などへの熱伝達を抑制している。一般的に、隅角部には、熱が集中し、隅角部の入射熱量は大きくなる。ここで、耐火被覆材そのものは、熱伝導性が小さく、温度が一様になりにくいが、熱伝導性が高い鉄骨部材などからなる主要部材は、温度の偏りが小さくなり、部分的に大きな熱的損傷を負うことが少ない。
【０００５】
これに対し、熱の広がりが鈍い主要部材では、その隅角部近傍が熱的損傷を受ける可能性が極めて高くなる（図１（ｂ）参照）。例えば、主要部材が木材などの可燃性部材の場合、着火する可能性もある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱伝導性の低い主要部材を、熱伝導性が低い耐火被覆材で覆う場合であっても主要部材の熱的損傷を抑えることができる耐火被覆構造及びこれを用いた建物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる耐火被覆構造は、主要部材と、主要部材を覆う耐火被覆材との間に、熱拡散材を介在させ、前記主要部材と前記熱拡散材とを密着接合することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる耐火被覆構造は、上記の発明において、主要部材を覆う耐火被覆材の外側に耐熱性を有する熱拡散材を設け、前記耐火被覆材と前記熱拡散材とを密着接合することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる耐火被覆構造は、上記の発明において、前記熱拡散材及び前記耐火被覆材は、前記主要部材の露出部分に設けられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる耐火被覆構造は、上記の発明において、前記熱拡散材は、前記主要部材及び前記耐火被覆材に比して熱伝導率が高いことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる耐火被覆構造は、上記の発明において、前記熱拡散材は、金属であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる耐火被覆構造は、上記の発明において、前記主要部材は、木材であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる建物は、上記の発明のいずれか一つに記載の耐火被覆構造を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、主要部材と、主要部材を覆う耐火被覆材との間に、熱拡散材を介在させ、前記主要部材と前記熱拡散材とを密着接合し、あるいは、主要部材を覆う耐火被覆材の外側に耐熱性を有する熱拡散材を設け、前記耐火被覆材と前記熱拡散材とを密着接合するようにしているので、熱伝導性の低い主要部材を、熱伝導性が低い耐火被覆材で覆う場合であっても主要部材の熱的損傷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である耐火被覆構造と従来の耐火被覆構造とを比較した断面図である。
【図２】図２は、他の耐火被覆構造の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、熱拡散材を設けた場合と設けない場合とを比較するための解析対象の構成を示す図である。
【図４】図４は、熱拡散材を設けた場合と設けない場合とにおける主要部材表面の温度の時間変化を比較した解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である耐火被覆構造と従来の耐火被覆構造とを比較した断面図である。図１（ｂ）に示すように、木材などの熱伝導性の低い主要部材１を熱伝導性の低い耐火被覆材２を覆うと、主要部材１の隅角部近傍に熱的損傷４が発生する。これに対し、本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、主要部材１と耐火被覆材２との間に、主要部材１及び耐火被覆材２に比して熱伝導率が高い熱拡散材３を介在させている。これにより、隅角部の熱は、熱拡散材３により、主要部材１の表面に一様に拡散し、隅角部に熱的損傷が発生することがない。
【００１８】
耐火被覆材２は、熱拡散材３の外側に配置される。耐火被覆材２は、断熱性が高いものであってもよいし、吸熱性が高いものであってもよいし、断熱性及び吸熱性の両方が高いものであってもよい。また、耐火被覆材２は、単一部材であってもよいし、積層構造をもった複合部材であってもよい。また、耐火被覆材２は、有機材、あるいは、無機材、さらには、有機材と無機材とを組み合わせたものであってもよい。
【００１９】
熱拡散材３は、熱伝導率が高い材料であることが好ましい。例えば、熱拡散材３は、金属であり、具体的には、鉄、アルミニウム、銅などである。熱拡散材３の厚さは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２０】
熱拡散材３は、主要部材１に密着接合している。密着接合は、ステープルや釘などを用いてもよいし、接着剤を用いてもよいし、両方を用いてもよい。また、接着剤を用いる場合、接着剤は、耐火性があることが好ましい。
【００２１】
主要部材１は、熱伝導率が小さいものである。また、主要部材１は、可燃性の有機材であってもよい。主要部材１は、具体的には、木材や一部に木材を用いたものである。
【００２２】
熱拡散材３及び耐火被覆材２は、主要部材１の露出部分に設けられることが好ましい。これによって、図１（ａ）に示した耐火被覆構造を有した建物を構築する場合、熱拡散材３及び耐火被覆材２の材料を減らすことができる。
【００２３】
なお、図２に示すように、主要部材１を覆う耐火被覆材２の外側に熱拡散材３で覆うようにしてもよい。この場合の熱拡散材３は、１０５０℃を超えても溶融しない耐熱性があり、かつ、耐火被覆材２が強固な場合である。このような構造とすることによって、耐火被覆材２の選択の自由度が増大することになる。
【００２４】
（解析結果）
ここで、熱拡散材３を設けた場合と設けない場合とにおける主要部材１表面の温度の時間変化を比較した。熱拡散材３を設けた場合は、図３（ａ）に示すように、主要部材１として、長さ２００ｍｍ、幅５０ｍｍの断面を有した珪酸カルシウム板を用い、隅角部を含む片側表面全域にわたりアルミニウムの熱拡散材３を設けている。また、熱拡散材３を設けない場合は、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示した主要部材１のみである。そして、図３に示すように、図上、右下の隅角部から１００℃で加熱した場合における、主要部材１の表面における温度の時間変化を観察した。なお、温度測定点は、加熱する隅角部からの距離が異なる数点とした。熱拡散材３を設けた場合の温度測定点は、加熱点からの距離がそれぞれ０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍであるであるＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ８、Ｐ９である。また、熱拡散材３を設けない場合の温度測定点は、加熱点からの距離がそれぞれ０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍであるＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１９、Ｐ２０である。
【００２５】
図４は、図３で示した熱拡散材３を設けた場合と設けない場合とにおける、加熱点である隅角部からの距離点をパラメータとした主要部材１表面の温度の時間変化を比較した図である。熱拡散材３を設けない場合の温度測定点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１９、Ｐ２０における温度の時間変化（ＰＬ１０、ＰＬ１１、ＰＬ１２、ＰＬ１３、ＰＬ１４、ＰＬ１９、ＰＬ２０）は、図４の破線で示すように、加熱点に近い温度測定点では急激な温度上昇を示すとともに、加熱点から遠い温度測定点では緩やかな温度情報を示している。そして、加熱点である温度測定点Ｐ１０での温度変化ＰＬ１０は、加熱した温度とほぼ同じ１００℃を維持し、熱伝導がほとんど生じていない。すなわち、加熱点からの熱伝導が小さく、温度測定点Ｐ１０，Ｐ２０間の温度差Ｗｂが、時間が経過しても、６０℃と大きい。
【００２６】
これに対し、熱拡散材３を設けた場合の温度測定点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ８、Ｐ９における温度の時間変化（ＰＬ０、ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ８、ＰＬ９）は、図４の実線で示すように、すべての温度測定点で同じように緩やかな温度上昇を示している。すなわち、加熱点からの熱伝導が大きく、主要部材１の表面に熱が一様に拡散していることがわかる。時間が経過しても、温度測定点Ｐ０，Ｐ１０間の温度差Ｗａは、１０℃程度と小さい。
【００２７】
本実施の形態では、熱拡散材３を設けているので、熱の広がりが鈍く、かつ、可燃性の主要部材１であっても、熱的損傷が生じるような温度の偏りがなくなり、主要部材１の耐火性能を向上させることができる。
【００２８】
また、熱の広がりが鈍く、かつ、可燃性の主要部材１の耐火性は、熱拡散材３を設けるのみで、耐火被覆材２の厚さを大きく増すことなく、高くすることができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態の耐火被覆構造では、可燃性でなくても、熱の広がりが鈍い主要部材であれば適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  主要部材
２  耐火被覆材
３  熱拡散材
４  熱的損傷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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