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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2021 年 9 月

木質繊維板の遮炎および遮熱性能に関する性能確認実験
正会員
同MDF
小型炉

パーティクルボード
遮炎性○野中 峻平*1
原田 寿郎*2

同同

水上 点睛*3
長谷川 賢司*4

耐火試験
遮熱性×900mm に切り出し計 8 種類用意した。また、厚さにつ１．はじめに建築物の木材利用の促進に伴い、内装材の木質化需要いては告示で対象となっている 25mm と、他木質系材料とも増えてきている一方、内装材には建築物の規模や用途の比較用である 24mm とした。更に、合板、OSB、クロスに応じて火災初期の急激な燃え広がりを防ぐため、一定パネルの 3 種のボードに加え、防火被覆材として一般的に時間、発炎量と燃えぬけを制限することが求められる。

用いられるせっこうボード(GB-R、以下 GB という)につい木質系内装材の利用については難燃材料仕上げに準するても実験対象とした。表１に試験体一覧を示す。

ものとして平成 12 年告示第 1439 号で天井を準不燃材料で３．実験方法仕上げた場合、壁に用いることが可能となっている。こ加熱は小型炉により ISO834-1 に準拠して行い、炉内温の場合、下地を難燃材料にする等、壁内部での火災伝播度計測用として熱電対を 2 点設置した。遮熱性能および遮を有効に防止することできる取付方法が同時に求められ炎性能を把握するため、以下に示す 2 通りの実験を実施しるが、厚さが 25mm 以上ある場合は燃えぬけまで一定時間た。各実験において試験体ごとに図１に示す位置（5 点）を稼げることからこの限りではない。本告示では、これに裏面温度測定用の熱電対を設置した。

ら木質系材料として、木材、合板、構造用パネル、パー【実験１】ボード単体加熱

ティクルボード（以下 PB という）、繊維板を一括りに論

幅 1,000mm 高さ 1,000mm 奥行 1,000mm に設定した小型

じているが、本研究で取り上げる PB と繊維板については、 炉で 1 体ずつ加熱し、試験体裏面の温度上昇平均値が木材に比べて密度が大きく燃えぬけに要する時間が長く140℃上昇した時点で加熱を終了する。試験体を脱炉したなると考えられる。取付方法に特別な注意を要しないた

後、すみやかに消火を行い、未炭化部分（残存厚さ）のめの厚さ制限を 25mm 未満に緩和することができれば、測定を行う。

PB と繊維板については幅広く市場流通品が活用できる。

【実験２】ボード２体同時加熱
幅 2,000mm 高さ 1,000mm 奥行 1,000mm に設定した小型２．試験体
本実験では PB と繊維板の代表試験体として MDF の 2炉で 2 体同時に加熱し、両方の試験体が燃えぬけた時点で種のボードを対象とした。厚さ、密度、木片の樹種や接加熱を終了する。試験体非加熱面に赤熱や発炎、貫通等

着剤種類をパラメーターに（表１A～H）、大きさ 900mmが生じた時点を燃えぬけ時間と判断し、加熱開始からの

表１記号

ボード種別(厚さ)試験体一覧

経過時間を記録した。
実験１では主として MDF および PB を対象とし、実験実測平均厚さ(mm)含水率(%)

気乾密度(g/cm3)

23.98.90.69

２では MDF または PB と他木質ボードの組み合わせによ24.410.30.69

る同時加熱を行った。
（試験体 B、C、G、H は両実験実施）

M-25

25.49.70.70

仕様
U-25
針葉樹
U-25
広葉樹

Ａ

MDF(24mm)

Ｂ

MDF(24mm)

Ｃ

MDF(25mm)

Ｄ

MDF(25mm)

M-25

25.4

9.20.76

Ｅ

PB(24mm)

13-REG(U)

24.2

10.70.64

Ｆ

PB(24mm)

13-REG(U)
針葉樹

24.410.10.60

ＧPB(25mm)

13-REG(U)25.58.60.68

Ｈ

PB(25mm)

18-MR1(M)25.29.40.74Ｉ合板(24mm)

表裏ﾍﾞｲｽｷ
中層スギﾞ

24.1

10.60.44ＪOSB(24mm)

JAS1級

25.1

10.80.59Ｋ

クロスパネル(6+12+6 mm)

ヒノキ

24.2

11.90.40

ＬGB(12.5mm)

GB-R

GB2枚(12.5+12.5 mm)

12.80.280.68

Ｍ

GB-R

図１ 試験体図（裏面温度測定位置）

Fire Integrity and Insulation performance of medium density fiber
board and particle board.

― 155 ―NONAKA Shunpei,、MIZUKAMI Tensei
HARADA Toshiro、HASEGAWA Kenji

４．２

４．実験結果および考察
４．１ 実験１

実験２

結果を表３に、裏面平均温度 140℃上昇時間および燃え結果一覧を表２に、各試験体の裏面平均温度－時間関ぬけ時間と気乾密度との関係を図３に示す。遮炎性能に係を図２に示す。MDF、PB はともに 100℃付近で水分蒸

ついては、燃えぬけ時間より PB、MDF、合板、OSB、ク発による温度停滞が生じるが、詳細にみると MDF の方がロスパネルの順に優れる結果となった。遮熱性能におい初期の温度上昇速度が急激であり、また、停滞温度がても PB、MDF が他木質系ボードを上回る結果となってい100℃により近い。これは、壁体内部での水分移動によるる。また、表１、２に示すように針葉樹繊維（C）の方が、ものと考えられ、MDF の方が PB に比べ早い時期に温度測

広葉樹繊維（B）より密度、遮熱性ともに高くなっている。

定位置である裏面により近い位置に水蒸気が移動していこれは、ボードとしての密度が繊維自体の密度に依らず、ると考えられる。この水分移動のしやすさは、常温時の成型時のマットの圧縮率によるためであり、マットの厚透湿抵抗の差（代表(m .h.mmHg/g)、MDF:2.1<PB:7.4）とさは針葉樹の方が広葉樹の 2 倍程度あり、圧縮率が高く設しても見られている。図３に示すように加熱面からの熱定されていることによる。また、表１にはボード全体の伝導により壁体内部は右肩下がりの温度分布となる。

密度しか表していないが、このプレス成型によって表裏100℃以上となる領域では水分を含まない壁に比べて、水層と中層で密度に違いが生じている。

2分の蒸発潜熱の分、温度上昇が抑えられる。また、この

表３ 結果一覧（実験２）

蒸気が壁体内部で移動すると考えると透湿抵抗の差によって、水分量が同じであっても壁体内部の温度分布及び裏面での温度上昇が変化すると考えられる。
試験体の加熱表面は亀甲状の炭化が生じており、炭化部分はほぼ剥落せず残存していた（写真１）。炭化層を削り未炭化部分を測定したところいずれも 3mm 程度であり、ボード表面の高密度層が残存していたものと思われる。
結果一覧（実験１）
結果
裏面平均温度
初期温度 140℃上昇時間

記号

ボード種別(厚さ)仕様

Ｂ

MDF (24mm)

U-25
広葉樹

36℃

29分00秒残存厚さ2.9mm

Ｃ

MDF (25mm)

M-25

36℃

32分00秒

3.2mm

Ｇ

PB (25mm)

13-REG(U)

26℃

35分40秒

3.4mm

Ｈ

PB (25mm)

18-MR1(M)30℃

32分00秒3.6mm

裏面140℃上昇時間

300
B-AVE
C-AVE
G-AVE
H-AVE

Temperature（℃）

250

写真１ 脱炉後状況(上：Ｂ、下：Ｈ)

200

0.8
0.75
0.70.65
0.60.55
0.50.45
0.40.350.3

燃え抜け時間MDF:濃色が25㎜
PB：濃色が25㎜

気乾密度

試験体

気乾密度(ｇ/㎤）

表２OSB

合板
クロスパネル

2022242628303234360.80.75
0.70.65
0.60.55
0.50.450.40.350.3

MDF
PB
OSB

合板
クロスパネル2025時間(分）

30354045時間(分）

150

MDF

図４ 裏面温度上昇時間および燃えぬけ時間－密度関係

10050PB

00102030time（min.）温度
水分を含まない壁

図２

裏面平均温度

40５．まとめ・ボード単体の遮炎性および遮熱性についての性能確認実験を実施し、PB および MDF は他木質系ボードと比べ優位な結果を示した。

MDF
ﾊﾟｰﾃｨｸﾙﾎﾞｰﾄﾞ
斜線部：水分蒸発に使われたｴﾈﾙｷﾞｰ
水分量が等しければ面積は同じ

水分の蒸発潜熱による温度低下

100℃
TM
裏面でのTP・これら木質系ボードの遮熱・遮炎性能は大局的には気乾密度で整理することが可能である。
・PB と MDF の温度上昇履歴の差異は、透湿抵抗が影響しており、遮熱・遮炎性能の詳細な検討には密度や水分停滞温度差

加熱面からの距離xP xM 温度測定位置（裏面）

量の他に透湿抵抗も一役を担うことを確認した。

水分の透湿抵抗による移動のし易さ

図３

ボード内の温度分布*1 (一財)ベターリビング*1 Center for Better Living*2 森林総合研究所*2 Forestry and Forest Products Research Institute*3 国土交通省国土技術政策総合研究所*3 National Institute for Land and Infrastructure Management*4 日本繊維板工業会*4 Japan Fiberboard and Particleboard Manufacturers Association― 156 ―