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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2018 年 9 月

防火地域等における可燃性材料を用いた門・塀の火災性状
その２ 実大火災実験
正会員
防火地域

門放射受熱量

可燃性材料

塀

発熱速度

1. はじめに
防火地域・準防火地域においては、延焼防止の観点から、建築物のみならず「門」及び「塀」についても高さ2m を超えるものは、表１に示すように着火防止を目的とした不燃材料によるものとする仕様規定を課している（建築基準法第 61 条 3 号・62 条 2 項）
。これにより木材や竹材等の自然素材の利用が制限されることとなり、伝統的な町並みの保存、景観維持の点で意匠上の大きな制約となっている。
表１ 立地に応じた門・塀に対する防火上の制限
準防火地域
防火地域
木造建築物に附属するもの
次のいずれかを要求

２ｍ超２ｍ以下

それ以外

延焼のおそれのある部分に、次のいずれかを要求

・耐火構造
・不燃材料で造ること・不燃材料で覆われたものとすること

・不燃材料で造ること
・不燃材料で覆われたものとすること

適用対象外

適用対象外

適用対象外

○水上点睛*1
野中峻平*2

そこで本研究では、法第 61 条 3 号・62 条 2 項で門・塀に求める性能として、現行の着火防止だけでなく、遮蔽効果を保持するために必要な性能（燃え抜けの防止）や、悪影響を及ぼさないための性能（急激な発熱の防止）を挙げ、実態調査で得られた門・塀の仕様について、実大火災実験を行い、各性能の定量化を行った。
2. 実験概要
図２に示すように、車両の燃焼による延焼促進効果について調べた既往研究１）を参考に、JIS A 1310 に用いられる燃焼チャンバー（高さ 1.35×幅 1.35×奥行 1.35m）を火源として用い、1.5m の距離から 20 分間、900kW の加熱を行い、着火が見られない場合は、30 分まで加熱を継続した。酸素消費法により発熱速度を計測した他、試験体中央の非加熱面から、1ｍ・1.5ｍ・2ｍ離れた位置において放射受熱量を測定した。

適用対象外

ファサード
試験装置

一方で、延焼のおそれのある部分に含まれる建物外壁の木製開口部に対し、当該開口部を遮蔽するそで壁や塀を「防火そで壁等」と評価し、開口部と一体で防火設備とみなす、みなし緩和の規定があり（施行令第 109 条 2項）、ここでは塀による遮蔽効果を積極的に評価している。
また門・塀の設置義務を課す規定は存在しないことから、門・塀に期待される役割としては、門・塀が無い場合に隣棟火災に直接曝される場合と比較して、最低限、延焼を助長することがなければよいといえる。
③急激な発熱防止

要求性能のイメージ

発熱速度

放射受熱量

離隔距離：1.5m
火災継続時間図２

実験概要

3. 試験体概要

熱による加害性を直接受熱量程度に制限②燃え抜け防止急激な発熱の防止
燃え抜けの防止
着火防止

燃え抜けを防止するため防火性能を要求①着火防止

塀の着火を防止するため不燃材料を要求

図１

門・塀への要求性能図３

試験体図（左：竹塀、右：板張り土塗り塀）

Fire behavior of gate and fence made of combustible materials in fire prevention districts
Part 2: Real scale experiments― 387 ―MIZUKAMI Tensei
NONAKA Shunpei

図３ に 示すよ う に、 竹塀と し て 一般的な 建仁寺垣（ 高さ 2.0×幅 3.0m） およ び板張り 土塗り 塀（ 高さ 3.0×幅3.0m） を 試験体と し た 。 竹塀は木下地と し て 片面に のみ割竹が張ら れて おり 、 500mm 毎に棕櫚縄で 竹製の押縁を留め付け て いる 。 竹の表面が加熱側と な る よ う に 設置した 。 土塗り 塀は加熱面のみ、 床面よ り 1.75m の位置ま で荒壁仕上とし、 杉板 12mm を腰板として張り足した。それより上および非加熱面は中塗仕上とした（板張り部の断面仕様：杉板 12+荒壁 40＋中塗 10mm）。塀の上部には庇るものの、徐々に増加し、燃焼前で 7.5kW/m2、燃焼後は一時的に最大値 19.3kW/m2 を記録した。しかし木材の着火限界熱流束 2) qcr=15.8kW/m2 を超過した時間は 20 秒間と短かく、既往の着火時間の計算式 12)では、q=20KW/m2 の加熱
でも 1.0m での離隔距離にある密度 350kg/m3 の木材の着火に要する時間 tig は約 2.5 分と試算され、それより短い結果となった。

( 0.436r (0.1953r + 25.5)) = 146.5s
2t ig =400mm を設け、野地板 12mm の上に瓦葺きとした。
1800

4. 実験結果
4.1 板張り土塗り塀

1800

1400

1600

10発熱速度（kW）80

非加熱面

800

70600

60

火源の発熱速度：約900kW

加熱面

2030
火源停止➡26分

非加熱面

40時間 （分）

29分：熱流束計の先端が竹壁面と同一となるよう平行移動
30分時
着火

31分：熱流束計を元の位置に戻す
離隔距離1m地点での10kW/m2超過時間は

50

非加熱面

1.5分間だが、必要着火時間の評価式では

tig−0.55 =

21分時

40
加熱面

30

非加熱面

試験体表面での熱流束：約25kW/m2

竹壁表面より0m0.5m
1.0m

木材の着火限界受熱量：約10kW/m2

100

I − 9.3
201

20kW/m2で木材の着火に要する時間は約3.5分と試算される

1.5m

竹塀の遮蔽効果により離隔距離1m地点での熱流束を抑制

最大燃焼
25分時

0510

試験体表面での熱流束：
約25kW/m2

152.0m2025

着火時間➡29.8分

3035

火源停止➡30分

23分時
着火

2040時間 （分）20発熱速度測定結果

3030

発熱速度測定結果

加熱面

着火時間➡22.7分

2520
着火時間➡29.8分

熱流束（kW/m2）

発熱速度（kW）

火源停止➡30分

0

加熱面

0熱流束（kW/m2）

竹塀の最大発熱速度：
約700kW

2000200

図７4045時間（分）非加熱面での入射熱流束

5. まとめ

15

加熱面

非加熱面

10

木塀表面より1.0m

5

加熱面

1.5m

非加熱面

2.0m

土壁の遮蔽効果により、離隔距離1m地点での熱流束を抑制

0

火源の発熱速度：約900kW

図６1000

図４800

400

1200

101000HRR

木塀の最大発熱速度：
約900kW

1400

1200600

最大燃焼
25分時

0HRR

1600

約 23 分時に加熱面側の杉板に着火し、杉板の表面および木軸部を通じて小屋組みへの燃え拡がりが見られた。
しかし土壁の燃え抜けは見られず、また不燃材料の瓦で覆われた屋根についても、直下の板材の燃焼継続時間中の燃え抜けは見られず、非加熱面から 1m 離れた位置での放射熱流束は、0.8kW/m2 以下と低く抑えられた。

400（ １）(q − 0.64qcr )205101520
着火時間➡22.7分

図５253035

火源停止➡26分

4045時間（分）非加熱面での入射熱流束

4.2 竹塀約 30 分時に竹表面に着火し、表面全体への燃え拡がりと共に裏面側への燃え抜けが見られた。非加熱面から 1m離れた位置での放射熱流束は、20 分時までは竹塀の遮蔽効果が保持されており 1.0kW/m2 以下と低く抑えられてい*1 国土技術政策総合研究所・博士（工学）*2 一般財団法人 ベターリビング

可燃性の門塀の実大実験により以下の知見が得られた。
・板張り土塗り塀は、加熱面側で着火し燃え拡がったものの、塀のように平面的に薄い部材の火炎は、壁面に沿って立ち上がり、不燃材で覆われた塀の屋根部分で遮蔽されること、また防火構造を下地とすることにより、非加熱面側への放射熱の拡散も制限されることが確認された。
・両面が可燃性の竹であらわしとなる竹塀は、加熱面で着火し裏面側への燃え抜けも確認された。塀そのものが燃焼し、その影響が裏面にまで及ぶため、着火防止・燃え抜け防止の観点からは十分とは言えない。しかし高い発熱速度の継続時間は限定的であり、周囲への放射熱の拡散が制限されることを鑑みれば、延焼を助長することはないと考えられる。
【参考文献】
１）吉岡英樹：市街地火災時における車両火災の影響に関する実験的検討,日本建築学会大会学術講演梗概集,2015 年 9 月
２）火災性状予測計算ハンドブック,日本建築学会,2018 年*1*2

National Institute of Land and Infrastructure Management, Dr. Eng.
Center for Better Living― 388 ―