日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2004年 8 月3068

木質系構造の耐火性能に関する研究
その 13：コンセントボックス設置壁の耐火性能試験
木質系構造
耐火被覆

耐火性能
集成材

正会員
同
同

耐火構造

１．はじめに
これまで、木質系主要構造部について、耐火構造の性○伊藤 彩子*
遊佐 秀逸**
堀長生***

同
同
同

増田 秀昭*
川合 孝明*
山田 誠****

表 1 試験体仕様
試験体No.

仕様

試験体No.

仕様

能を有する仕様を明らかにしてきた。しかし、実際の建No.1

200-GW24K-ステー有り-配管

No.8

築物においては、壁にコンセントボックスやスイッチボ

No.2

200-GW24K-ステーなし-配管

No.9

ックスを取り付けたり、配管等で壁や床を貫通する工法

No.3

200-RW40K-ステー有り-配管

No.10

No.4

200-RW40K-ステーなし-配管

No.11

No.5

200-RW60K-ステー有り-配管

No.12No.6200-RW60K-ステーなし-配管

No.13100-RW40K-ステー有り-配管
200-RW40K-ステー有り-配管プラスチックカバー
200-発泡黒鉛系-ステー有り配管-I社
200-発泡黒鉛系-ステー有り配管-S社
200-発泡黒鉛系-ステー有り配管-F社
比較用コンセントボックスなし

No.7100-GW24K-ステー有り-配管
GW：グラスウール，RW：ロックウール

No.14

比較用コンセントボックスなし

をとらざるを得ない場合が多い。このような時、壁等が耐火構造の性能を維持するためには、メンブレン工法の内部の木製の間柱や胴縁等が侵入する熱によって、全く燃焼しないか、燃え止る必要がある。ここでは一例として、壁にコンセントボックスを取り付けた場合に、木質７13８№⑦№⑬№⑧３６14５№③№⑥№⑭№⑤なっている壁を格子状に区画し、200cm2 又は 100 cm2 の鋼製枠コンセントボックスを設置して内部の縦桟や横桟に４12№④№⑫60 6

15 099２．実験方法
これまでに１時間の耐火性能を有することが明らかに№⑩52 6たので、報告する。

1045 0系耐火壁にどのような影響を及ぼすのかについて検討し

11№⑪９２１№⑨№②№①

どのような影響があるか調べた。
図 1 に示す 3ｍ×3ｍの壁に難燃処理を施した 204 枠材
299で格子を組み、各区画内に無処理の 204 枠材を組み込み、

凡

375

例

１ 〜 1 4： 試 験 体 ユ ニ ッ ト 内 部 温 度 測 定 位 置

表１に示すような仕様でコンセントボックスを設置した。

455

図 1 試験体概要

温度測定は各区画内部及び試験体裏面について行った。
加熱は ISO 834 に準拠する１時間加熱とし、今回は１時いたこともあり、内部温度測定結果から炭化の性状を把間時の内部損傷を見るため、加熱停止後の放置は実施し握するには至らなかった。特に断熱材を用いる場合は、なかった。

内部対流が生じにくいので測定点を追加する必要がある。

３．実験結果
加熱温度、試験体内部温度及び裏面温度測定結果をそ

試験後の内部観察結果から、断熱材を介して取り付ける
場合は離隔距離を 5cm 以上確保すれば木枠等の炭化は生れぞれ図 2、図 3 及び図 4 に示す。内部温度測定結果では、 じないと考えられる。断熱材や発泡シートを用いずに鋼製枠をそのまま取り付けた場合の必要離隔距離を検討す
グラスウールやロックウール等の断熱材を挿入せずに鋼製枠の外側に発泡材を張り付けた 3 種を除き、いずれもると、概ね以下のようなものとなろう。

４．１コンセントボックスから木材までの必要離隔距離
コンセントボックス表面の鋼板からの輻射により、スからはずし、各区画を解体した結果、断熱材を介して圧タッドの木材を着火させないための離隔距離を算定する。
縮して（5cm→約 3cm）木枠に取り付けた No.2、No.4、及
ここでは、輻射のみを対象とし、スタッドに囲まれた空び No.6 にあっては木枠が炭化しており、その深さはいず間内の対流、コンセントボックスを固定する金属製ステれも最大 13 ㎜であった。その他の仕様は、いずれもステーからの伝熱による影響は考慮しない。また、コンセンーを介して木枠に取り付けているが、カバーがプラスチ
トボックスの鋼板表面は、炉内温度と同温度まで加熱さック製のものも含めて、木枠の炭化は認められなかった。
れ、輻射率は 1 と仮定し、幅及び高さは下記の通りとする。
裏面温度は 60 分時点ですべて 30℃以下であった。
幅 ：0.04m 高さ：0.1m
４．考察輻射受熱量（Ｑｘ）は下式にて求められる。
今回の実験では、格子内温度測定位置がやや不足して60 分時に約 90℃であった。しかし、60 分後に試験体を炉Fire resistance on hybrid wooden structure,
Part13: Fire resistance test on wall structure with outlet.

ITOH Ayako, MASUDA Hideaki, YUSA Shuitsu,
KAWAI Taka-aki, HORI Nagao, YAMADA Makoto

̶147̶

1000200800
600400500010

図220200

試験体№1
試験体№3
試験体№5
試験体№7
試験体№9
試験体№11
試験体№1315030時間（分）405060加熱温度測定結果

010

図32030時間（分）405060

試験体内部温度測定結果

40

試験体№2
試験体№4
試験体№6
試験体№8
試験体№10
試験体№12
試験体№14

輻射受熱量（kW/㎡）

0100

5003020100010図42030時間（分）405060試験体裏面温度測定結果

00.05

図5

Ｘ=a/c=0.02/c
Ｙ=b/c=0.05/c
F=試験体№2
試験体№4
試験体№6
試験体№8
試験体№10
試験体№12試験体№14100200温度（℃）

試験体№1
試験体№3
試験体№5
試験体№7
試験体№9
試験体№11
試験体№13150温度（℃）

温度（℃）

Ｑｘ=Ｆ・Ｅｆ（1）
ここに、Ｑｘ：輻射受熱量（kW/㎡）
Ｆ ：受熱側からみた輻射面の形態係数（後述参照）
Ｅｆ：鋼板面の輻射能=124.8（kW/㎡）（2）
Ｅｆ=σ・Ｔ４-11
σ：ステファンボルツマン係数=5.67×10 （kW/㎡/Ｋ４）
Ｔ：輻射面温度（Ｋ）
４．２鉄板面の輻射能の算定
鋼板面の温度を 945℃と仮定し、輻射熱量に換算すると以下の通りとなる。
Ｅｆ=σ・Ｔ４=5.67×10-11×（945+273）4=124.8（kW/㎡）
形態係数は下図の位置関係より、下式にて求められる。

0.10.150.20.25
離隔距離(m)0.3

0.350.4

離隔距離と輻射受熱量の関係

2 XYYX
tan −1tan −1+
1  （3）111π  (1 + X 2 ) 2(1 + X 2 ) 2 (1 + Y 2 ) 2(1 + Y 2 ) 2 
0.04ｍ

a=0.02ｍc=？
b=0.05ｍ

受熱点

写真 1

試験前

写真 2

試験後

0.1ｍ

これを前記の式に代入し、離隔距離と輻射受熱量の関係を求めると、図 5 のようになる。
可燃物（木質系）の着火限界は一般に 10kW/㎡といわれている。図 5 では輻射面から 0.13ｍ離れた地点となる。
実際は鋼板面の温度が加熱温度と同一となるのはまれと考えられ、また完全黒体ではないので輻射率も 1 より小さくなり、離隔距離が小さくなる可能性は大であろう。
５．まとめ
壁等にコンセントボックスを設置した時の耐火性能確保の一例を示した。今後は実験手法等を工夫すればより有用な情報が得られるものと考えられる。また、区画貫通部の措置方法や戸を取り付けた枠部の仕様等は今後の検討課題であろう。
【謝辞】
本研究は「木質複合建築構造技術の開発」（委員長：坂本功東京大学教授）防火分科会 （主査：菅原進一東京理科大学教授）における研究の一環として実施されたものである。関係各位に深甚なる謝意を表する。

* 独立行政法人 建築研究所** 財団法人 ベターリビング筑波建築試験センター*** 株式会社 大林組 技術研究所**** 財団法人 日本住宅・木材技術センター

写真 3 コンセントボックス・ユニットの状況* Building Research Institute** Tsukuba Building Testing Laboratory, The Center for Better Living*** Technical Research Institute, Obayashi Corporation**** Japan Housing and Wood Technology Center̶148̶