フジタ技術研究報告第 44 号 2008 年

防火性能を有するアルミ製巻上げ式高速開閉シャッターの研究― 防火設備（遮炎性能 20 分）の技術開発＆商品化 ―高 橋 一 郎概要

株式会社フジタとエファフレックスジャパン株式会社との共同開発で、世界初の防火性能を有するアルミ製巻上げ式高速開閉シャッター（以下、「アルミ防火シャッター」という。）の技術開発に成功し、「防火設備」（遮炎性能 20 分）の国土交通省大臣認定（認定番号 EB－0330、ＥＢ－0362）を取得した。
本技術開発により、外部延焼防止区域に接する建物の屋内環境の維持と防火区画の形成を両立させる場合、アルミ防火シャッターを設置することで、防火区画の開口部に通常のアルミ製高速開閉シャッターと鋼製の防火シャッターを二重に設置する必要がなくなる。
それにより、設計＆施工の省力化およびそれらの設備の安全点検等の維持管理費用の削減や二重設置によるデッドスペースの解消が図れ、建物の付加価値が向上することとなった。

Development of Fire Protection Aluminum High-Speed Rolling Shutters－Technical development and commercialization of fire protection systemhaving flame retardation time of 20 minutes－Abstract
Fujita Corporation and EFAFLEX Japan has successfully developed the world’s first aluminum
rolling shutter system for fire protection, which the Minister of Land, Infrastructure, Transport andTourism of Japan has already certified as a fire protection system that prevents flames fromspreading for 20 minutes (certificate Nos.: EB-0330 and -0362).
The achievement of this development shows that, by installing the developed shutter system, theneed for installing both conventional aluminum high-speed shutters and steel fire protection shuttersat openings in fire separation sections can be eliminated because the developed system cansimultaneously maintain the internal environment of a building adjacent to an area for preventing
the spread of external fire and establish fire separation sections.
As a result there are cost-savings in design and construction of buildings and maintenance costs
including the safety inspection of facilities can be reduced. In addition, dead spaces created fromsimultaneously installing the two types of conventional shutters can be eliminated. Installing thissystem to buildings may also enhance the value of the buildings themselves.
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アルミシャッター 巻上げ式 高速開閉防火設備 遮炎性能 20 分 商品化－7－フジタ技術研究報告 第 44 号

§１．はじめに生産工場、物流倉庫、冷蔵倉庫等では、断熱、省エネ、防虫、防風、防塵などを目的に、高速開閉が可能なアルミ製の巻上げ式シャッターやオーバースライド式シャッターが多く採用されてきた。 しかし、アルミは比較的低温で軟化して熔融し易く熱膨張率も大きいために、アルミ製シャッターに防火性能を持たせることが困難で防火区画開口部に設ける場合には、鋼製の防火シャッター等を併用する必要が生じる。 その場合、アルミ製のシャッターと鋼製シャッター等との間（巻上げ式では数十センチメートル、オーバースライド式では数メートル）がデッドスペースとなる。 さらに、両方のメンテナンスが必要となるために防火性能を持ったアルミ製

写真１．大型壁式耐火試験装置

シャッターの開発が強く望まれていた。
そのような背景から、両社は以下に記すシャッター構造等の改良を行い、研究を重ねて防火性能を持つアルミシャッターを開発することとなった。そして、建築基準法関係の指定性能評価機関である（財）日本住宅・木材技術センターの試験および性能評価を経て、国土交通大臣の防火設備の認定（遮炎性能 20 分）を取得した。
本製品は、フジタの設計施工で改修した自動車会社のエンジン工場（本年２月竣工）にすでに設置されているほか、現在建設中の新設工場でも採用される予定である。
この様に、本開発製品は新設および既設を問わず施設の付加価値の向上に非常に有効で、多くの市場が見込まれ
図１．ＩＳＯ標準加熱曲線ている。

§２．アルミ防火シャッターの技術開発の概要

加熱側
2.1 技術の独創性
建物の断熱区画として構成する場合、機能上の弱点とな火炎の貫通る開口部からの熱エネルギーのロスを低減する断熱機能を持つアルミ製巻上げ式高速開閉シャッターに防火性能を確保させる為の技術開発を目指した。 しかし、アルミ合金で構成される防火シャッターを開発するためには、アルミの熔ユニットパネル融温度が低く熔融してしまうことと、鋼製のシャッターに比べて熱膨張率が高く、アルミ合金材の熱膨張変形が大で、シャッターパネルのたわみ量が非常に大きくなり、形状が保持できなくなるため技術開発が大変困難とされ、世界でもまだ、開発成功に関する報告例はなかった。

火炎の貫通

建築基準法上の遮炎性能を有する防火シャッターの開発＆製品化を行うには、国土交通省｢防火設備｣大臣認定を取アルミシャッター断面図得しなければならない。
そのため、指定性能評価機関の耐火試験装置（耐火試験－8－

図２．シャッターの耐火試験時の加熱による熱変形状況

防火性能を有するアルミ製巻上げ式高速開閉シャッターの研究炉）で性能評価試験を行い、それに合格することが必要となる。 耐火試験装置による加熱時間は 20 分で､その時の炉内温度は約 800℃に到達する。 アルミの熔融温度は約650℃､熱膨張率はスチールの約 2 倍と大きく、従来から開補強リブ発が困難とされ世界的にも開発成功の報告例はなかった。
技術的に如何にして、それらの問題を解決するかが大きな課題であり、火災時に火災室側（加熱方向）への熱膨張によるシャッターパネルの大きなたわみを押えるために､パ補強リブネルに補強リブを設けた。 補強リブの役割はそれだけでなく、加熱されたパネルの熱を速やかに裏面側に伝えて放熱し、アルミパネルの熔融時間を制御遅延すると同時に、裏面に熱を伝えて裏面パネルの膨張を促し、パネルの加熱側への変形を垂直方向および水平方向等のパネル面上の変形へと変化させて行く。
そして､パネルの面上に熱膨張をはじめたアルミパネルの伸びを吸収するルーズ機構を上部および側面のボックスに設けることで、熱膨張変形の問題を解決した。

従来型

改良型

図３．シャッターパネルユニットの立断面図

さらに、ボックス部分の隙間にはボックス内部への火炎の延焼の防止に、シール材に耐火ガスケットゴムを用いた。

シャッターボックス
シャッターボック

また、熱感応型の熱膨張材を設置して熱により変形を生じた隙間を埋め、炎の貫通を防ぐ技術を開発した。
このようにして、アルミ防火シャッターの開発の際に困難とされていた多くの問題を解決して、建築基準法上の「防火設備」として遮炎性能を有するアルミシャッターの技術開発及び製品化を実現した。
2.2 性 能2.2.1 防火性能
① 遮炎性能を有するアルミシャッターで、建物の外部延焼防止区域で使用する。

熱膨張型発泡材
耐火ガスケットゴム② 国土交通省の「防火設備」大臣認定を取得している。
図４．巻上げ式シャッターボックスの立断面図

認定番号 EB－0330、ＥＢ－0362
2.2.2 高速開閉
① 通過車両の待機時間の縮減を可能にする。
入出庫時間の短縮で作業効率が向上
最小限の熱損失 エネルギー量削減→CO2 削減② 開放時間の短縮で内部より発生する異臭、騒音の漏れを低減する。
③ 断熱､省エネ､防虫､防風､防塵効果を有する。
2.2.3 耐 久 性① アルミパネルを使用することにより経年変化が少なく、錆の発生が抑えられるためスチールと比べ長持ちし、汚れは落とし易く長年に渡り綺麗に使用できる。

図５．サイドレールボックスの立断面図－9－フジタ技術研究報告 第 44 号

② パネルはスパイラル型のガイドレールに誘導されて上部に格納されるので、パネル同士が擦れず開閉時の音の静粛性が高い。
③ 開閉回数が他のシャッターの 2 倍以上でも開閉稼動が可能で、20 万回以上の開閉耐久試験に合格している。
2.3 経済性生産工場、物流倉庫、冷蔵倉庫等では、省エネ、防虫、防風、防塵などを目的に、高速開閉が可能なアルミ製の巻上げ式シャッターやオーバースライド式シャッターが多く採 用 さ れ てき た 。
そ の よ う な 、 工場等では可燃性のある品物が扱われ、倉庫には膨大な量の可燃物が置かれているのが現状である。
その際、鋼製の防火シャッター等を併設する必要が生

写真２．アルミ製巻上げ式高速開閉防火シャッターじる場合には、設計＆施工に手間が掛かり、結果としてシャッターの工事価格および維持管理費用が高価となっていた。
さらに、アルミ製シャッターと鋼製の防火シャッターとの間（巻上げ式では、数十センチメートル、オーバースライド式では数メートル）にデッドスペースが発生していた。
今回、アルミ防火シャッターが開発され、イニシャルコスト、ランニングコストの縮減が可能となり、建設時および運用上の経済性が大幅に向上した。
2.4 安全性および環境への配慮
2.4.1 安全対策
① 遮炎性能を有しており、火災時に建物の延焼拡大を防止する。
② 停電時には、モータブレーキが解除され手動開放が

写真３．遮炎性能試験中のアルミシャッター可能となる。
③ EU 規格の厳しい安全基準に合格し赤外線エリアセン
サ TLG を標準装備している。
④ 各種の安全センサが使用可能。
⑤ 機械的にも電気的にも施錠できるので防犯性が向上している。
2.4.2 環境への配慮① 開口部の開閉速度が速く（上昇 1.5m/s、下降 0.5m/s）通過時の車両の待機時間の短縮を可能にする。建物への入出庫時間の短縮で作業効率が向上、最小限の熱損失を可能にしてエネルギー量の損失を防いで、CO2 の排出量を削減する。
② 開放時間を短縮することで、内部より発生する異臭や騒音漏れを低減する。
写真４．高速開閉耐久試験中のアルミ防火シャッター－10－

防火性能を有するアルミ製巻上げ式高速開閉シャッターの研究③ その他、断熱、省エネ、防虫、防風、防塵、防犯機能などを有している。

§３． 実績と今後の普及見通し本製品は、自動車会社のエンジン工場（本年 2 月竣工）にすでに設置されているほか、現在建設中の新設工場でも採用が決定している。
このように、アルミ防火シャッターは新設、既設を問わず施設の付加価値の向上に非常に有効で、初期段階では約500 セット（10,000 ㎡/年間）程度の販売が見込まれている。
今後、両社はより高機能な製品の共同開発を推進するとともに、それぞれが工場や物流施設等への提案を積極的に行っていく。

写真５．性能評価機関による耐火性能評価試験

アルミ防火シャッターの適用用途は、下記の通りである。

1801-77A シャッター開口幅 3000mm 屋外側加熱 変位① 外部延焼および危険物を設置する区画開口部で年間90開閉回数が、20 万回を超える出入口80② 自動車工場、物流冷凍倉庫、化学薬品工場、印刷工

変位 1変位 2変位 3変位 4変位 5変位６変位 7変位 8変位 9変位 10

70

場のフォークリフト等の通行が多い出入口

60③ 化学薬品、食品、医療、飲料、精密機械工場などの通50(mm)
路で気密性を高め清潔を保つ場所
40④ 開放を嫌う商品を扱う工場､物流センター､運送会社
30⑤ 環境と火災安全を配慮した工場運営を行う生産工場、

20

汚泥処理場、消防署など
なお、本技術開発は、平成 18 年度国土交通省住宅・建10築関連先導技術開発助成事業に採択され実施した。

-10 005101520(min.)謝辞

図６．性能評価試験時のシャッターパネルの変形本技術開発は、平成１８年度の国土交通省住宅・建築（屋外側加熱）

関連先導技術開発助成事業の技術開発テーマとして採択

1801-77B シャッター開口幅3000mm 屋内側加熱 変位され実施しました。共同開発に際し多大のご協力をいただ90

いたエフアフレックスジャパン株式会社の内藤社長及び80

技術担当者の皆さん､拡大解釈の認定取得の際にご指導

変位1
変位2
変位3
変位4
変位5
変位６
変位7
変位8
変位9
変位107060の高田さん他の皆様に深謝致します。

50(mm)

いただいた財団法人日本住宅木材技術センター防耐火4030

ひ と こ と本製品は新設、既設を問わず施設の付加価値の向上に有効で、今後、高機能な製品開発を推進し、工場や物流施設等

20
100-10 051015(min.)への提案を行っていきます。

図７．性能評価試験時のシャッターパネルの変形（屋内側加熱）高橋一朗－11－20フジタ技術研究報告 第 44 号

表．１ アルミ防火シャッター性能表

図．８ アルミシャッター分解図

図．９ アルミシャッター立面図

図．１０ アルミシャッター立断面図

図．１１ アルミ防火シャッターのセールスポイント－12－

写真．６ アルミシャッター立面図