3017

日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

遮炎性能を有する耐熱強化ガラスの性能判定基準〜その 3 複合品評価と網入板ガラスとの比較 概要〜

温度差
複合品

正会員
正会員

表面応力
垂直放射率

はじめに建築物の外壁の開口部において、延焼のおそれのある部分で防火設備に使用されるガラスには、遮炎性能を有する防火ガラスが用いられる。防火ガラスには最も普及している網入板ガラス(以下、網入と称す)や、次に普及している耐熱強化ガラス(以下、耐熱強化と称す)などがある。
前報 1) [日本建築学会 2012 年度大会「遮炎性能を有する耐熱強化ガラスの性能判定基準その 1、その 2」]で、耐熱強化単板について、表面応力をガラスが保有する強度(=代用特性)とみなして評価した結果を報告した。
本報では、断熱性能・遮熱性能・防犯性能などの多様化するニーズに合わせた耐熱強化を用いた複層ガラス、合わせガラス、合わせ複層ガラスなど（以下、複合品と称す）の評価結果、並びに JIS 規格を有する網入と、現状 JIS 規格の無い耐熱強化の比較検証結果を整理したので報告する。
2. 実験目的
耐熱強化を用いた防火設備については、ガラスの熱割れや、枠変形によるガラスの破損貫通、もしくはガラスの軟化・脱落によって遮炎性能が満たせない場合がある。
また、複合品の特有の現象として、非火災室側のガラスが割れてしまうと、複層ガラスの封着シールなどの有機材に起因する可燃性ガスに着火することで遮炎性能を満たせないこともある。
耐熱強化の複合品において遮炎性能を満たせない主な要因は下記の通りである。また、遮炎性能試験における合否の状況を表 1 に示す。
①加熱で発生する熱応力によるガラス破損(熱割れ)②非火災室側ガラス破損(熱割れ)時の可燃性ガスの発炎③断熱・遮熱効果による火災室側のガラス軟化・脱落④枠の変形に起因するガラスの破損
ガラスの熱割れについては、ガラス表面とエッジ部分との間に発生する温度差⊿T による熱応力が、ガラスが保有する強度を上回ることによりガラスが破損する現象である。なお、網入については、加熱初期で破損するが、破損しても網がガラスの脱落を防止し、遮炎性能を保つことができる。
本実験では、耐熱強化の複合品について、加熱時のガラスに発生する温度差⊿T、ガラス破損や軟化・脱落の有無を確認し、両面からの加熱に対する遮炎性能を担保す
1.

○久田佐藤渡部金城隆司*1
明憲*3
紀夫*5
仁*7

正会員
正会員

鈴木西川
遊佐一幸*2
晋司*4
秀逸*6

るパラメータ、並びにガラス構成を見出すことを目的とする。併せて網入との比較・挙動の違いも確認することとした。
表 1 遮炎性能試験における合否の状況
試験状況
加熱面、破損なし。 非加熱面も破損なし

試験状況
加熱面が、破損非加熱面も破損

合否

○

CASE1

加熱面が、破損貫通非加熱面、破損なし

加熱面が、軟化脱落

○

CASE2

非加熱面が破損

×

CASE5

合格
加熱面、破損なし。

貫通

非加熱面が、破損加熱面が、軟化脱落 非加熱面は破損なし

×

CASE3

合否×

CASE4

合格

CASE6○合格発炎3.実験方法
各条件において、ガラスに発生する温度差⊿T を把握する実験を行った。実験に際して、耐熱強化・強化ガラ
スの表面応力、Low-E ガラスの垂直放射率を事前に把握した上でガラス温度を測定し、それぞれのガラスについて、その温度性状を確認することとした。
また、Low-E 膜の放射率については、以下の 3 つのカテゴリーで定義した。(垂直放射率 ε ：JIS R 3106 で定義)
ⅰ)日射遮蔽型：ε=0.05±0.03ⅱ)中庸型：ε=0.12±0.03ⅲ)日射取得型：ε=0.18±0.03
3.1 実験装置
本実験は日本板硝子㈱の壁用耐火試験炉を使用し、ISO834 の標準加熱温度曲線に沿って実験を行った。
試験体仕様図を図 1 に示す。試験体に用いたガラスは耐熱強化・網入の単板及び複合品で実験を行った。寸法は 1.2m×2.4m(一部 0.9m×2.1m)とし、枠変形の影響(前記④)を無くすため、JIS R 3204 の網入板ガラス防火試験方法に準拠して鉄製 L アングル(以下、鉄枠と称す)でガラスを固定した。
耐熱強化ガラスｼﾘｺﾝ系ｼｰﾘﾝｸﾞ材
加熱膨張材
M6ボルト
@250mm

かかり代

耐熱強化ガラス
網入板ガラス

正会員

L-30×30×3

ｾｯﾃｨﾝｸﾞﾌﾞﾛｯｸ
(珪酸ｶﾙｼｳﾑ板）-125x125x6
ｾﾗﾐｯｸﾌｧｲﾊﾞｰﾌﾞﾗﾝｹｯﾄ

図 1 試験体仕様図・試験体写真
Performance Criteria of Fire Prevent GlassHISADA Takashi, SUZUKI Kazuyuki,

Part 1: Test Summary of Monolithic Fire Prevent Glass

SATO Akinori, NISHIKAWA Shinji, WATANABE Norio,
YUSA Shuitsu, KINJO Hitoshi― 33 ―

3.2 実験条件
耐熱強化の複合品評価と、耐熱強化・網入との比較検証について、実験条件を表 2 に示す。
耐熱強化の複合品の Low-E ガラスについては、日射遮蔽型・中庸型・日射取得型の垂直放射率の異なる Low-E複層ガラスを準備した。網入との比較については全てのガラス構成において、耐熱強化と網入を比較できるようにした。下記に検証項目を示す。
(1)表面応力の影響(耐熱強化の複合品:No.1〜7 ,No.12〜21)
表面応力が異なるガラスにおいて、発生する温度差⊿T と表面応力の関係性、及び破損の有無を確認し、遮炎性能を有するガラス構成を検証。
(2) Low-E 膜の垂直放射率 ε による影響(No.8〜11)
異なる垂直放射率 ε の Low-E 複層ガラスにおいて、その影響を比較検証。
(3)耐熱強化と網入の温度差⊿T の比較(No.22〜)
それぞれのガラス構成において、⊿T を比較検証。
(4)耐熱強化と網入の遮炎性能試験の挙動比較(No.22〜)
耐熱強化と網入では、遮炎性能を満足させる方法が異なるため、その影響を比較検証。
(5)ガラスの軟化・脱落(全試験体)
加熱面側ガラスの軟化・脱落状態を目視で確認。

3.3 温度測定点
ガラスの温度測定は、K 熱電対(φ0.32mm)をセラミック系の接着剤でガラスに接着して計測した。⊿T はガラス表面とエッジ部の温度の差とした。
⑨ ⑤
加熱面側

④② ① ③⑧⑫⑥ ④⑩ ⑧

② ① ③⑫非加熱面側⑥⑩⑪ ⑦
図 2 温度測定点図(例：複層ガラスの場合)それぞれの実験結果について、次報で報告する。
参考文献
1) 鈴木一幸他：「遮炎性能を有する耐熱強化ガラスの性能判定基準〜単板耐熱強化ガラス〜」日本建築学会学術講演梗概集 2012 .92) 鈴木一幸他：「遮炎性能を有する耐熱強化ガラスの性能判定基準〜耐熱強化ガラスで構成された複合品〜」日本建築学会 関東支部学術講演梗概集 2013 .3

表 2 実験条件
ガラス品種※5 No
透明複層

Low-E
複層

合わせ
装飾
合わせ
合わせ複層
Low-E
合わせ複層
単板
透明複層
Low-E
複層
合わせ
装飾
合わせ
合わせ複層
Low-E
合わせ複層加熱側ガラス※1

1 耐熱強化5ミリ
2 耐熱強化5ミリ
3 耐熱強化5ミリ
4 耐熱強化5ミリ
5 耐熱強化6.5ミリ
6 耐熱強化6.5ミリ
7 耐熱強化6.5ミリ
8 耐熱強化6.5ミリ
9 耐熱強化6.5ミリ
10 耐熱強化6.5ミリ
11 耐熱強化6.5ミリ
12 耐熱強化6.5ミリ
13 耐熱強化6.5ミリ
14 耐熱強化6.5ミリ
15 耐熱強化6.5ミリ
16 耐熱強化6.5ミリ
17 耐熱強化6.5ミリ
18 耐熱強化6.5ミリ+PVB90mil+フロート3ミリ
19 耐熱強化6.5ミリ+PVB90mil+フロート3ミリ
20 耐熱強化6.5ミリ
21 耐熱強化6.5ミリ
22 網入磨き板ガラス6.8mm
23 網入型板ガラス6.8mm
24 耐熱強化ガラス6.5mm
25 網入型板ガラス6.8ミリ
26 耐熱強化5ミリ
27 網入型板ガラス6.8ミリ
28 耐熱強化6.5ミリ
29 網入型板ガラス6.8ミリ
30 耐熱強化ガラス6.5mm
31 強化4ミリ
32 強化4ミリ
33 強化4ミリ
34 強化4ミリ
35 網入型板ガラス6.8ミリ+PVB60mil+フロート3ミリ
36 耐熱強化6.5ミリ+PVB90mil+フロート3ミリ
37 網入型板ガラス6.8ミリ
38 耐熱強化6.5ミリ

表面応力※2 空気層(mm)
非加熱側ガラス※1中間膜(mil)Mpa
160(157)
A12強化4ミリ
A12170(169)
強化4ミリ185(175)A12強化4ミリ
A12190(187)
強化4ミリ180(183)
A12LowE3ミリ200(199)
A12LowE3ミリ
A12200(201)
LowE3ミリ200(201)
A12LowE3ミリ200(199)
A12LowE3ミリ200(203)
A12LowE3ミリ200(201)
A12LowE3ミリ
PVB90 強化4ミリ
170(170)
190(196)
PVB90 強化4ミリ190(194)
PVB90 強化4ミリ190(194)
装飾膜※3 強化4ミリ170(176)
装飾膜※3 強化4ミリ※3170(177)
強化4ミリ
装飾膜
A12170(172)
強化4ミリA12190(197)
強化4ミリ170(170)
A12LowE3ミリ+PVB30mil+フロート3ミリ
200(202)
A12LowE3ミリ+PVB30mil+フロート3ミリ
200(199)
A12強化4ミリ190(187)
A12強化4ミリ
A12Low-E5ミリ200(201)
A12Low-E3ミリ
A12Low-E3ミリ200(203)
A12Low-E3ミリ
130(133)
PVB90 網入型板ガラス6.8mm
PVB90 耐熱強化6.5ミリ
130(134)130(137)
装飾膜※3 網入型板ガラス6.8mm130(138)
装飾膜※3 耐熱強化6.5ミリ
A12強化4ミリ190(189)A12強化4ミリ
A12Low-E3ミリ+PVB30mil+フロート3ミリ
200(202)
A12Low-E3ミリ+PVB30mil+フロート3ミリ

表面応力※2Mpa
105(117)105(117)
105(117)130(125)120(115)130(128)130(134)130(138)100(108)100(108)130(132)130(128)130(133)
130(125)190(194)
190(194)130(129)-

かかり代
垂直検証項目
mm
放射率ε
13
13
表面応力
13
130.05±0.03
130.05±0.03
13 表面応力0.05±0.03
130.05±0.03
130.05±0.0313
放射率0.12±0.03
130.18±0.03131313 表面応力1313
13 表面応力1313
表面応力130.05±0.03
13
表面応力0.05±0.03
13
777
13
13
0.05±0.03
13
0.05±0.03
13 耐熱強化と0.12±0.03
130.12±0.03
13 網入※413の比較
1313
13
13
130.05±0.03
130.05±0.0313※1 ガラス厚みは呼称値。寸法は1.2m×2.4m(装飾合わせのみ0.9m×2.1m) ※2 表面応力は呼称値(目標値)。( )内は実測値 ※3 装飾膜の構成は EVA45mil+Petフィルム75µm+EVA45mil※4網入板ガラス構成の複合品を色付けしている。 ※5 Low-Eで構成された複合品を「Low-E系] それ以外を「透明系」と称す。

*1 日本板硝子株式会社

博士(工学)*1 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. ,Dr. Eng.

*2 日本板硝子株式会社*2 Nippon Sheet Glass Co., Ltd.

*3 旭硝子株式会社*3 Asahi Glass Co., Ltd.

*4 セントラル硝子株式会社*4 Central Glass Co., Ltd*5 板硝子協会*5 Flat Glass Manufacturers Association Japan*6 一般財団法人ベターリビング 工学博士

*6 The Centre for Better Living ,Dr Eng.

*7 一般財団法人ベターリビング*7 The Centre for Better Living― 34 ―