ＢＲＩ－Ｈ２８講演会テキスト

木材を利用した耐火構造の技術開発
防火研究グループ

目
Ⅰ

はじめに

Ⅱ

木造耐火構造の基準に関する動向

上席研究員

成瀬 友宏

次

１）平成 12 年以前の日本における耐火構造の技術開発
２）平成 12 年以降の日本における木造耐火構造の技術開発
３）海外における建築基準の動向
Ⅲ

建築研究所における技術開発の概要
１）研究の目的
２）耐火構造の分類３）研究対象とする耐火構造Ⅳ

耐火構造部材の技術開発の状況
１）要素試験の概要①床（1 時間耐火性能）②柱（1 時間耐火性能）③はり（1 時間耐火性能）④屋根（30 分耐火構造）
２）部材試験の概要①床（1 時間耐火性能）②はり（1 時間耐火性能）③階段（30 分耐火性能）
３）試験結果のまとめ
４）課題と今後の予定

Ⅴ

おわりに
謝辞
参考文献

の構造方法の仕様追加（平成 26 年８月、平成 28 年 3 月）

Ⅰ はじめに地球温暖化防止や森林資源の整備の必要性を背景として、平成22 年5 月に公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律が成立（同年 10 月施行）し、木造建築物の防火に関する基準の見直しを行った結果、次に示すような法令改正が行われた。
・木造 1 時間耐火構造の間仕切壁・外壁（耐力壁・非耐力壁）－ 29 －

・改正建築基準法（以下、「法」という。
）第 21 条第 2 項、第27 条施行（平成 27 年 6 月）
・直交集成板（CLT）等の燃えしろ設計の準耐火構造告示への追加（平成 28 年 3 月）
これらにより、木造の防火壁を設置することで 3,000m2 の木

造建築物が実現し、さらに木造の「壁等」により 3,000m2 以内

準防火地域以外の区域））が許容される規模の上限であった。

ごとに区画することで、3,000m2 を超える木造建築物が実現できるようになるなど、木造建築物の大規模化への法整備が進め

２）平成 12 年以降の日本における木造耐火構造の技術開発られている。このような面的な規模の拡大に対する検討に対し

平成 12 年の法改正により、防耐火構造には仕様ではなく必要て、中高層化に関しては、まだ十分な検討が行われておらず、な性能を要求することが規定されたことにより、要求性能を満検討の途上にある。

たせば耐火構造であっても被覆や構造耐力を負担する部分に木建築研究所では、
平成28 年度から3 年間の計画で研究課題「中材が使用できるようになった。
木造耐火建築物を実現するためには、

高層木造建築物の防耐火関連技術の開発」を開始しており、本報では、木造耐火構造に関するこれまでの技術開発の動向やこ・耐火構造の部位を組み合わせる方法（いわゆるルート A）の課題における検討状況を紹介し、今後検討すべき課題を整理

・告示に定める耐火性能検証法により確かめる方法（いわゆるルート B）

して紹介する。
なお、本研究は、国土交通省平成 28 年度建築基準整備促進事

・国土交通大臣の認定を受けた高度な検証法による方法（いわゆるルート C）

業 F10「不燃材料等に関する大臣認定仕様基準の検討」の事業
主体（一般社団法人 建築性能基準推進協会）および国土交通があり、これまでに多くの建築物の実績がある 1)。写真１は高知

省国土技術政策総合研究所との共同研究に基づき実施した内容

県自治会館、写真２は東部地域振興ふれあい拠点施設で、ともを含む。

に一般社団法人日本木造住宅産業協会が取得した国土交通大臣
認定の仕様（ルート A）
を用いている。
写真３は JR 四国高知駅、Ⅱ 木造耐火構造の基準に関する動向

写真４は所沢市市民体育館で、高度な検証法（ルート C）によ

１）平成 12 年以前の日本における耐火構造の技術開発

り木造化した屋根の耐火性能が検証された耐火建築物である。

木造建築物は歴史的に火災時の問題から、法により厳しく制限がされてきた。また昭和 34 年には、日本建築学会においても
伊勢湾台風による被害に対し「建築防災に関する決議」が行われ、特に危険の著しい地域に対する建築制限のひとつとして「木造禁止」が提起されるなど、法令による規制以外にも木造を制限する動きが見られた。
耐火構造についてみると、平成 12 年の法改正までは、耐火構
造に不燃材料か準不燃材料（現行法の表現では、準不燃材料）
以外の有機質材料を使用する場合には、原則として構造耐力を負担する部分には使用せず、また、有機質材料が無機質材料で

写真１ 高知県自治会館

完全に覆われて、外部に露出していないことが仕様的に求められた。さらに、被覆部分（外装材とするもの）にも、不燃材料
か準不燃材料（現行法の表現では、準不燃材料）を用いることが仕様的に求められた。そのため、平成 12 年までは木造の耐火構造は建設大臣（当時）の認定を受けることができなかったことから、建築物の規模、用途、建設する区域により、耐火建築物が要求される場合は木造の建築物が実現できず、準耐火構造、防火構造、準防火性能を有する構造（準防火構造）についての技術開発や大臣認定の取得が進められて来た。特殊建築物については共同住宅等の用途に限って３階建て準耐火建築物（延べ、3,000m2 以下（防火地域・面積：1,500m2 以下（準防火地域）－ 30 －

写真２ 東部地域振興ふれあい拠点施設

写真７ 燃え止まり状況

写真３ JR 四国高知駅

写真８ 梁の炭化状況

耐火構造には、告示で仕様が定められた構造と国土交通大臣の認定を受けた構造があるが、木造耐火構造についてみた場合、前者については、平成 26 年に木造 1 時間耐火構造の間仕切壁・
外壁（耐力壁・非耐力壁）の構造方法の仕様が定められ、後者についても平成 17 年に初めて認定が取得されたように、その歴史は長くはない。
平成 11 年からの 5 年間で、建設省（当時）総合技術開発プロ
ジェクト「木質複合建築構造技術の開発」において、木材を構
造耐力を負担する部分や被覆部分に用い、他の鉄骨やコンクリ

写真４ 所沢市市民体育館

ート等を複合した木質ハイブリッド部材（写真５は鉄骨を木材で被覆した部材）に関する研究が実施され、平成 16～17 年に建築研究所において研究課題「木質複合建築構造技術の開発フォローアップ」を実施した。その結果、次の成果が得られた 2)。
・木質材料と他の材料を複合した木質ハイブリッド部材の開発
・木材と木材を他の材料により接合した木質ハイブリッド接合部、並びに他の材料のハイブリッド接合部の開発
・木造と他の構造を複合化した木質ハイブリッド構造の開発
・木材のような可燃性の材料を含む部材の耐火性能評価（試験法）の具体的な手順の整備（要求耐火時間加熱終了後に加熱時間の 3 倍の時間加熱炉に放置し炭化の進行の停止を確認）

写真５ 木質ハイブリッド部材の例

・燃え止まり部材（鉄骨を木材で被覆し、木材の燃え止まりに
より鉄骨の温度上昇を抑制するもの）
・接合部の開発等
写真６は、木質ハイブリッド構造の実大火災実験の様子（点火 20 分後）を示したもので、写真７は火災終了後の室内の燃え止まり状況、写真８は梁の炭化状況を示す。
これらの研究成果により性能評価（試験法）の具体的な手順が整備されたことから、平成 17 年には一般社団法人日本ツーバ
イフォー建築協会が木造 1 時間耐火構造の間仕切壁・外壁（耐力壁）の大臣認定を受け、それ以降、協会や民間企業が多くの
写真６ 実大火災実験の様子

認定を受けて耐火性能を有する部材の仕様の範囲を拡大して来た。さらに、平成 26 年からは 2 時間耐火構造の部材開発が進め－ 31 －

られ、国土交通大臣の認定が取得されている。写真９は、一般

表１ 主要構造部の要求耐火性能

社団法人日本ツーバイフォー建築協会との共同研究により 2 時

最上階から

通常の火災

屋外火災

屋内火災

間耐火構造の部材開発を実施した際の試験体の様子である。

数えた階数

非損傷性

遮熱性

遮炎性

最上階

表１に最上階から数えて14階までの主要構造部に建築基準法

1 時間

2～4 階

施行令（以下、「令」という。
）に規定される要求性能を示すが、5～14 階

木造 2 時間耐火構造の大臣認定の取得により、建築構造的な検

1 時間

1 時間

壁*1・床

外壁*2

30 分間

2 時間

部位

討等は別にして、防火規定上は地上 14 階建ての木造建築物が実30 分間

耐力壁・柱・

屋根・

床・はり

階段

外壁*3・
屋根

*1 延焼のおそれのある部分以外の部分にある非耐力外壁は 30 分間

現可能となった。これまでの事例では、最上階から数えて 4 階*2 耐力壁と延焼のおそれのある部分にある非耐力壁

までを木造 1 時間耐火構造とし、それより下階を RC 造等にす

*3 延焼のおそれのある部分以外の部分にある非耐力壁

ることで、中層化が行われている。表２に、平成 28 年 5 月時点
表２ 木造耐火構造の国土交通大臣認定の取得件数の耐火構造の国土交通大臣認定の取得件数をまとめて示す。
耐火建築物の実績について、耐火構造の大臣認定書の発行数をみると、平成 28 年 3 月末時点で、認定
耐火

一般社団法人日本ツーバイフォー建築協会：延べ 2,866 件 3)

明細区分

認定記号

区分

認定
件数

壁 外壁（非耐力）

構造

一般社団法人日本木造住宅産業協会：延べ 1,741 棟 4)の実績があり、これまでに十分な実績を有することが分かる。

FP030NE0

外壁（耐力・非耐力）

FP060BE,NE

86

間仕切壁（耐力・非耐力）

FP060BP,NP

20

間仕切壁（耐力）

FP120BP4

柱
床はりFP060CN

17

FP120CN

1

FP060FL

26

FP120FL

2

FP060BM

20

FP120BM

2

屋根

FP030RF

57

階段

FP030ST

4

構造方法等の認定に係わる帳簿（平成 28 年 5 月末現在）

平成 22 年からの 3 年間、法第 21 条第 2 項および第 27 条改正のため、木造 3 階建て学校（以下、「木 3 学」という。
）の実(1)加熱前の試験体の様子

大火災実験を含む検討が国土交通省「木造建築基準の高度化推進に対する検討を行う者に対する補助事業」の事業主体（早稲田大学（代表）、秋田県立大学、三井ホーム㈱、住友林業㈱、㈱現代計画研究所）、国土交通省国土技術政策総合研究所、建築研究所の共同研究で実施された。その結果にもとづき、法第 21 条
第 2 項については、「壁等」により建築物を 3,000m2 以内ごとに区画することで建築物全体では木造であっても 3,000 m2 を超える規模の建築物を実現できるようになった。さらに、その成果にもとづき、木造 1 時間耐火構造の間仕切壁・外壁（耐力・非耐力）の次の仕様が平成26 年8 月、平成12 年建設省告示第1399(2)加熱後の試験体の様子
写真９ 2 時間耐火壁の耐火性能試験号に位置づけられた。写真 10 は、木造 1 時間耐火構造の間仕切壁の試験の様子である。
ただし、耐火被覆としての性能から強化せっこうボードは、ボード用原紙を除いた部分のせっこうの含有率を 95％以上、ガ－ 32 －

木造 1 時間耐火構造の間仕切壁（耐力・非耐力）の例示仕様
間柱及び下地を木材で造り、かつ、その両側にそれぞれ次の（1）から（3）のいずれかに該当する防火被覆が設けられたもの(1)強化せっこうボード GB-F(V)を 2 枚以上張ったもので、その厚さの合計が 42 ㎜以上のもの(2)強化せっこうボード GB-F(V)を 2 枚以上張ったもので、その厚さの合計が 36 ㎜以上のものの上に厚さが 8 ㎜以上の繊維混入けい酸カルシウ
ム板を張ったもの(3) 厚さが 15mm 以上の強化せっこうボード GB-F(V)の上に厚さが 50mm
以上の軽量気泡コンクリートパネルを張ったもの(1)加熱前の試験体の様子

３）海外における建築基準の動向
海外でも、近年木造建築物に関する基準見直しが進められ、階数制限や規模の緩和が行われている。
たとえば規制緩和を積極的に進めるカナダ 6)では、建築基準
NBCC2015 の改正により共同住宅等の用途および事務所等の用途の建築物は、高さ制限等はあるものの、表３に示すように、
スプリンクラー設備の設置を条件にして、一定の延床面積に対して 6 階までの建築物を許容している。防災上考慮すべき点や考え方が異なるため、これらの考え方をそのまま日本に導入することはできないものの、参考にできる点は多くある。なお、(2)加熱後の試験体（2 層めの被覆）の様子

海外では日本でいう耐火構造の考え方はなく、準耐火構造が要

写真 10 木造 1 時間耐火構造耐力壁の試験体求されている点は大きく異なる。
表３ カナダにおける共同住宅・事務所等の面積制限

ラス繊維の含有率を 0.4％以上とし、かつ、ひる石の含有率を

建物用途・階数

各階の
面積

スプリン
クラー

1 階建て
2 階建て
3 階建て

9,000m2
4,500 m2
3,000 m2

NFPA
13R

4 階建て
5 階建て
6 階建て

2,250 m2
1,800 m2
1,500 m2

1・2 階建て
3 階建て

制限なし
12,000 m2

屋外側： 次の（1）から（3）のいずれかに該当する防火被覆

4 階建て

9,000 m2

(1)強化せっこうボード GB-F(V)を 2 枚以上張ったもので、その厚さの合計

5 階建て
6 階建て

7,200 m2
6,000 m2

1 階建て
2 階建て
3 階建て
4 階建て
5 階建て
6 階建て

18,000 m2
9,000 m2
6,000 m2
4,500 m2
3,600 m2
3,000 m2

1・2 階建て
3 階建て
4 階建て
5 階建て
6 階建て

制限なし
14,400 m2
10,800 m2
8,640 m2
7,200 m2

2.5％以上としたものに限る（以下、「GB-F(V)」という。
）。また、
平成 28 年 3 月にも耐火構造の告示に以下の仕様が追加された。

木造 1 時間耐火構造の外壁（耐力・非耐力）の例示仕様
間柱及び下地を木材で造り、かつ、それぞれ次のに該当する防火被覆が設けられたもの
屋内側：間仕切壁の（1）から（3）のいずれかに該当する防火被覆

共
同
住
宅

が 42 ㎜以上のものの上に金属板、軽量気泡コンクリートパネル若しく
は窯業系サイディングを張った場合又はモルタル若しくはしっくいを塗ったもの(2)強化せっこうボード GB-F(V)を 2 枚以上張ったもので、その厚さの合計が 36 ㎜以上のものの上に厚さが 8 ㎜以上の繊維混入けい酸カルシウ
ム板を張ったものの上に金属板、軽量気泡コンクリートパネル若しくは
窯業系サイディングを張った場合又はモルタル若しくはしっくいを塗ったもの(3) 厚さが 15mm 以上の強化せっこうボード GB-F(V)の上に厚さが 50mm
以上の軽量気泡コンクリートパネルを張ったもの－ 33 －

事
務所

NFPA 13主要構造部の耐火性能・材料【主要構造部が可燃材料の場合】
１時間準耐火性能：
床（層間区画）・屋根・耐力壁・柱・梁【主要構造部が不燃材料の場合】

設置要求なし

１時間準耐火性能：
床（層間区画）・屋根・耐力壁・柱・梁【主要構造部が可燃材料の場合】NFPA 13

NFPA 13

１時間準耐火性能：
床（層間区画）・屋根・耐力壁・柱・梁【主要構造部が不燃材料の場合】
１時間準耐火性能：
床（層間区画）・屋根・耐力壁・柱・梁Ⅲ 建築研究所における技術開発の概要維持できる状態のうちに木材の熱分解が停止する必要がある。

木造耐火構造の部材開発に関しては、平成 17 年度建築研究所

このように、平成 12 年の法改正により耐火構造は要求性能を講演会 2)において紹介した内容についてさらに検討をすすめ、ま満たせば、構成する材料に制限がなくなったことから、耐火構

た、法第 21 条第 2 項改正のための実験的な検討も実施して知見造の部分については、次のように分類ができる。

を蓄積してきた。これらの知見をもとにして、建築研究所では、・長期の鉛直荷重を支持する部分前述したとおり平成 28 年度から 3 年間の計画で研究課題「中高・被覆部分

層木造建築物の防耐火関連技術の開発」を開始した。以下、研さらに、それぞれの部分を構成する材料として、究の目的と研究の対象について示す。

・a:不燃材料（コンクリート、鉄等の不燃材料あるいはその組
み合わせ）１）研究の目的・b:他の材料（可燃材料や不燃材料以外の難燃材料等あるいは

本研究課題は、本報のはじめにも記載したとおり、木材利用

可燃材料や不燃材料等の組み合わせ）の促進を背景として、木造建築物の中高層化や大規模化の普及

・c: 可燃材料（木材等の可燃材料あるいはその組み合わせ）をより推進するために、木造耐火建築物に必要となる主要構造に分けた場合、それぞれの組み合わせは表４に示すようになる。

部について、告示に位置づけるための仕様や接合部の耐火性能

例示仕様についてみた場合、平成 12 年以前の耐火構造につい等について、技術的な知見を蓄積することを目的としている。

てみると、木片セメント板を用いた構造については、木片セメ

本報告は、3 年間の研究期間の 1 年目の成果として、1 時間おント板の JIS である JIS A 5404:2007「木質系セメント板」におよび30分間の耐火性能を有する部材の性能確認のための試験結

いて、難燃 2 級の難燃性が規定されているので、表４の[荷重支果について報告するが、次年度以降、異なる耐火性能部材の接持部 A:被覆 b]に位置づけられるが、それ以外の仕様は表４の[荷合部に関して性能を確保するための技術開発、2 時間耐火部材に重支持部 A:被覆 a]に位置づけられる。また、平成 26 年８月に関する技術開発を目的として検討を行う計画である。

木造の 1 時間耐火構造の間仕切壁・外壁（耐力壁）の構造方法の仕様が追加されたことから、[荷重支持部 C:被覆 a]の部分も位

２）耐火構造の分類

置づけられたことになる（表４の青色の部分が示す）。

耐火構造に要求される性能は、令第 107 条に規定されており、

国土交通大臣の認定の仕様については、多くの組み合わせが耐力部材と非耐力部材に分けて、非損傷性、遮熱性、遮炎性がある。たとえば、図 1 に示すように、[荷重支持部 C:被覆 b]につ要求される。表１は非損傷性の要求時間を示している。

いても、被覆に薬剤処理した木材を使用するもの、木材と薬剤

実際の火災時の室内温度は、火災室の開口面積や可燃物量（表処理した木材の組み合わせ、木材とせっこうボードやモルタル

面積）、室の周壁の熱特性等により違いがあるものの、国土交通

等との組み合わせがあり、ある程度の厚さを有する木材であれ大臣の認定のための性能評価試験の加熱条件である ISO831-1

ば加熱時に燃焼発熱しても、深さ方向には熱が伝わりにくいこに規定する標準加熱温度曲線に従うと、加熱開始後 30 分でとから、木材を部材表面に燃えしろ層として設けて長期の鉛直

840℃、1 時間で 945℃になる。長期の鉛直荷重を支持する部分

荷重を支持する部分へ伝わる熱を少なくする効果がある。ただには火災加熱による耐力低下を防止する必要があるため、材料し現時点では、木材の燃え止まりに関する知見の不足から[荷重によらず一般にはその表面に被覆を設ける必要がある。

支持部 C:被覆 c]の構造は耐火構造として認定されていない。

たとえば、鉄筋コンクリート造の場合は、火災加熱に対して構成材料に不燃性能、耐熱性能（機械的特性含む）、伝熱性能（熱表４ 長期の鉛直荷重を支持する部分と被覆部分の組み合わせ
長期の鉛直荷重を支持する部分抵抗が高い性質）があり、加熱表面に近い部分により内部にある長期の鉛直荷重を支持する部分の耐力低下を防止できる。ま被た、鉄骨造の場合は、火災加熱に対して不燃性能はあるものの覆

鉄骨の温度上昇による機械的特性の低下が大きいため、鉄骨周部囲を被覆して熱が伝わらないようにする必要がある。木造の場
合は、木材が可燃性で火災により燃焼した際には、非損傷性を－ 34 －

a:不燃材料b:他の材料分
c:可燃材料

A:不燃材料

B:他の材料

C:可燃材料

荷重支持部 A:

荷重支持部 B:

荷重支持部 C:

被覆 a

被覆 a

被覆 a

荷重支持部 A:

荷重支持部 B:

荷重支持部 C:

被覆 b

被覆 b

被覆 b

荷重支持部 A:

荷重支持部 B:

荷重支持部 C:

被覆 c

被覆 c

被覆 c

有機系材料は検討対象からは除外する。木材利用の促進の観点からは、薬剤処理木材（木材に薬剤を注入して難燃性を付
与して防火性能を持たせたもの）は JIS A 5801:2008 建築
用防火木材があり、その利用も考えられるが、節等を有する
天然の木材を使用することから薬剤の注入には量や分布の違いが生じる等の製造時の品質管理の問題や、使用時においては薬剤が水分と共に流出する等の使用環境や耐久性につ[荷重支持部 A:被覆 c]

いての問題が指摘されていることから 7)、検討対象からは除

図 1 長期の鉛直荷重を支持する部分と被覆部分の組み合わせ例

外している。また、木材の燃え止まりについても、例示仕様[荷重支持部 C:被覆 a][荷重支持部 C:被覆 b]とするには十分な知見が蓄積できていないため、検討の対象
また、平成 11 年から実施した総合技術開発プロジェクト 2)でから除外した。

は、木質ハイブリッド構造として、写真５に示す鉄骨を木材で被覆する[荷重支持部 A:被覆 c]の構造について実験的に検討し、Ⅳ 耐火構造部材の技術開発の状況

火災室において被覆以外の収納可燃物が燃え尽きて室内の温度

本研究は、建築基準整備促進事業 F10 のワーキンググループが低下する段階では、熱容量の大きな鉄骨への失熱により被覆（主査：安井昇氏（桜設計集団））において既存の耐火構造の間とした木材の燃焼が停止し、鉄骨の温度も耐力低下が問題とな

仕切壁・外壁の例示仕様の被覆をもとに、各部位の被覆の仕様

るほど上昇しないことが確認できた。さらに、木材をせっこう

や被覆の留め付け方法等の施工方法を検討し、要素試験を実施

ボードにより被覆した[荷重支持部 C:被覆 a] の構造について実して基本的な遮熱性能を確認した後、部材を用いた耐火試験を

験的に検討した。木質ハイブリッド構造の考え方に基づいて、実施して性能を確認した。なお、仕様は前項の考え方に基づい柱・はりについて、荷重支持部に鉄骨、被覆にカラマツ・ベイて決定し、テープ等の目地補強材料は用いていない。また、耐マツを用いた構造として、日本集成材工業組合により国土交通

火性能の確認は性能評価試験の判定基準に安全率を想定して、大臣認定が取得された。

被覆下地の木材に炭化がなく、被覆裏面の測定温度が木材の炭化する温度以上にならないこととした。

３）研究対象とする耐火構造
本研究では、長期の鉛直荷重を支持する部分に木材を用い、

１）要素試験の概要

告示に位置づけるための被覆の仕様案について技術的知見を収被覆の仕様（案）に、製品や種類のバリエーションがある場集する。建築基準整備促進事業 6)において例示仕様を整備する上合に、部材試験で代表すべき仕様を確認するために、建築研究での基本的な考え方が次のように示されており、この考え方に

所の水平炉（有効加熱面 4mx4m、深さ 2m）による通常の部材

従って検討を進めることとした。

より小規模な寸法の要素試験（分割試験）を実施した。表５お(1)JIS などの公的規格により、耐火被覆に用いる材料の防耐火よび以下に、木造耐火構造で、実施した試験の概要を示す。

性能が担保できるもの。

表５ 被覆仕様の包含関係確認のための要素試験の被覆仕様(2)認定実績の多い仕様、実際に普及している仕様及びその類似材料による仕様。

No
1

区分
30 分
耐火

部位
屋根

2

1 時間
耐火

柱

(3)現行告示における例示仕様で認めている材料で、主として厚さを変化させることで異なる構造に位置付けることが可能と考えられるもの。例えば、耐火構造の間仕切壁・外壁（耐力壁）の耐火被覆の仕様が告示に例示されており、部位により必要な耐火被覆としての厚さを実験により確認したもの。

3

はり

4

床

(4)標準断面形状の試験体により性能確認を行う。
(5)耐火被覆に用いる材料は準不燃材料の性能を有するものとし、－ 35 －

試験体被覆の仕様
・GB-F(V) 15mm＋12.5mm
・GB-F(V) 15mm＋12.5mm＋(GW 32K 300mm)
・GB-F(V) 15mm＋15mm
・GB-F(V) 15mm＋15mm＋(GW 32K 300mm)
・GB-F(V) 25mm＋21mm
・GB-F(V) 25mm＋21mm（目地処理あり）
・GB-F(V) 25mm＋25mm
・GB-F(V) 25mm＋25mm（目地処理あり）
・GB-F(V) 25mm＋21mm
・GB-F(V) 25mm＋25mm
・GB-F(V) 21mm＋21mm
・GB-F(V)（防水防かび性能）21mm＋21mm①床（1 時間耐火性能）②柱（1 時間耐火性能）

本研究で被覆とする GB-F(V)には、商品数、防水防かび性能

柱の被覆として想定される GB-F(V)の厚さを確認するために、を付加したものがあるため、被覆としての性能を代表するもの

目地を中央に設けた高さ1mの柱2体を四周から1時間加熱し、（性能が劣るもの）を選定する目的で、目地を設けた水平面を

加熱停止後温度が低下するまで放置して、温度上昇を測定した。

下側から 1 時間加熱し、加熱停止後温度が低下するまで放置し

写真 12(1)～(3) は、表５に示す仕様の試験体の加熱前と加熱て、温度上昇を測定した。なお、床内には断熱材（グラスウー

後の試験体、木材表面（GB-F(V)25mm+21mm の試験体）の様

ル 32K、200mm）を入れている。

子である。被覆下地の木柱表面の温度は約 200℃まで上昇した

写真 11(1)～(3) は、試験の様子、表５に示す仕様の加熱前後の試験体加熱面の様子である。被覆下地木材の温度についてはが、下地に問題となる炭化等は見られなかった。そこで、これを代表的な被覆とする。

４つの試験体に大きな違いはなく、最大で 190℃であり、下地に問題となる炭化等は見られなかった。そこで、総じて温度が高かったものを代表的な強化せっこうボードとした。

(1)試験の様子(2)試験体加熱面の加熱前の様子(3)試験体加熱面の加熱後の様子

写真 11 床の要素試験の概要(1)試験体の加熱前の様子(2)試験体の加熱後の様子
写真 12 床の要素試験の概要－ 36 －(3)木材表面の様子

③はり（1 時間耐火性能）④屋根（30 分耐火構造）

柱と同様にはりの被覆として想定される GB-F(V)の厚さを確

屋根の被覆の厚さの違いによる被覆の効果と断熱材（グラス

認するために、目地を中央に設けた長さ 1m のはり 2 体を四周

ウール 32K、300mm）の有無による熱的な影響を確認する目的から 1 時間加熱し、加熱停止後温度が低下するまで放置して、で、写真 14(1)～(3)は、表５に示す仕様の試験体の水平面を下面

温度上昇を測定した。

から 30 分間加熱し、加熱停止後温度が低下するまで放置して、

写真 13(1)～(3) は、表５に示す仕様の試験体の加熱前と加熱

温度上昇を測定した。

後の試験体の様子、木材表面（GB-F(V)25mm+21mm の試験体）

被覆下地木材の温度については４つの試験体のうち、の様子である。被覆（GB-F(V)25mm+21mm）の下地の木柱表

GB-F(V)15mm+12.5mm に断熱材を設けた仕様が最大142℃の面の温度は約 205℃まで上昇したが、下地に問題となる炭化等温度であり、下地に問題となる炭化等は見られなかったため、は見られなかった。そこで、これを代表的な被覆とする。

この仕様を屋根の代表的な仕様とした。

(1)試験前の試験体の様子(2)加熱後の試験体の様子(3)木材表面の様子

写真 13 はりの要素試験の概要(1)試験前の試験体の様子(2)試験後の試験体の様子
写真 14 屋根の要素試験の概要－ 37 －(3)試験体の下地の様子

２）部材試験の概要②はり（1 時間耐火性能）
はりの要素試験に基づいて、表６および写真 16(1)に示すよう

１）の要素試験に基づいて表６示すように木造耐火構造の仕に被覆 GB-F(V)25mm+21mm を被覆とした試験体に載荷様を定め、実施した耐火試験の概要を以下に示す。

（10.3kN）しながら下側からはりの 3 面を 1 時間加熱し、加熱①床（1 時間耐火性能）

停止後温度が低下するまで放置して、温度上昇を測定した。

床の要素試験に基づいて、表６および写真 15(1)に示すように

写真 16(2)、(3)は加熱後の試験体とその被覆下地木材表面の様

被覆GB-F(V)21mm+21mm を被覆とした試験体に載荷（31kN）子である。被覆下地の木材表面温度は、最大で 140℃であり、しながら下側から 1 時間加熱し、加熱停止後温度が低下するま

下地に耐火上問題となる炭化は見られなかった。また、変位はで放置して、温度上昇を測定した。なお、床内には断熱材（グ

最大 35mm で、耐火性能上問題はなかった。

ラスウール 32K、200mm）を入れている。
写真 15(2)、(3)は加熱前の加熱面の様子と加熱後の試験体の被表６

試験体被覆の仕様

覆下地木材と断熱材表面の様子である。被覆下地木材の温度は、

区分

部位

仕様

最大で 260℃近く上昇し、下地に耐火上問題となる炭化が見ら

1 時間

柱

GB-F(V) 25mm＋21mm

目地処理なし耐火

はり

GB-F(V) 25mm＋21mm

目地処理なし上面：GB-F(V) 21mm＋21mm

断熱材ありれた。そこで、被覆 GB-F(V)25mm+21mm として再試験を実

床

下面：GB-F(V) 21mm＋21mm

施して、耐火上問題がないことを確認した。

(1)載荷加熱試験の様子

備考

30 分

屋根

GB-F(V) 15mm＋12.5mm

耐火

階段

GB-F(V) 15mm＋12.5mm(2)試験前の試験体の様子(3)下地と断熱材表面の様子

写真 15 床の部材試験の概要(1)試験前の試験体の様子(2)試験後の試験体の様子
写真 16 はりの部材試験の概要－ 38 －(3)試験体の下地の様子

断熱材あり

③階段（30 分耐火性能）

３）試験結果のまとめ

表６および写真 17(1)、(2)に示すように、被覆を表７に試験結果をまとめて示す。これらの結果から、表８に

GB-F(V)15mm+12.5mm とした階段の試験体の各踏み板に載示すとおり1 時間および30 分木造耐火構造の耐火被覆について

荷（65kg/段）しながら全体を 30 分間加熱し、加熱停止後温度

例示仕様として必要な性能についての知見が得られた。

が低下するまで放置して、温度上昇および段板の変位を測定し

表７ 部材試験の結果た。写真 17(3)、(4)は加熱後の試験体の様子、被覆下地木材の様子である。被覆下地木材の温度を図２に示すが、最大で 127℃に上昇した程度で、下地に問題ととなる炭化は見られなかった。

区分

部位

仕様

1 時間

はり

GB-F(V) 25mm＋21mm

実験結果
下地の炭化なし

耐火

床

上面：GB-F(V) 21mm＋21mm

下地の炭化あり

30 分

階段

GB-F(V) 15mm＋12.5mm

下面：GB-F(V) 21mm＋21mm

また、変位は最大 4mm で、耐火性能上問題はなかった。
耐火(2) 試験体の設置の様子(1) 試験前の試験体の様子(3)試験後の試験体の様子
T-1 け込み板表面

300

T-2 け込み板表面
T-3 け込み板表面
T-4 け込み板表面

Temperature (°C)

250

T-5 段板表面
T-6 段板表面
T-7 段板表面

200

T-8 段板表面
T-9 け込み板裏面
T-10 け込み板裏面

150

T-11 け込み板裏面
T-12 け込み板裏面
T-13 段板裏面

100

T-14 段板裏面
T-15 段板裏面
T-16 段板裏面

50

T-17 ささら桁
T-18 ささら桁
T-19 ささら桁
T-20 ささら桁

0
0

30

60

90

120

150

Time (min)T-21 段板裏側被覆材裏面
T-22 段板裏側被覆材裏面
T-23 段板裏側被覆材裏面
T-24 段板裏側被覆材裏面(4) 被覆下地木材のの様子
写真 17 階段の部材試験の概要

図２ 階段の木材表面の各温度の測定結果

表８ 耐火構造の仕様(案)
区分
1 時間
耐火

部位
柱
はり
床

30 分
耐火

屋根
階段

仕様
GB-F(V) 25mm＋21mm
GB-F(V) 25mm＋21mm
上面：GB-F(V) 25mm＋21mm
下面：GB-F(V) 25mm＋21mm
GB-F(V) 15mm＋12.5mm
GB-F(V) 15mm＋12.5mm－ 39 －

備考
目地処理なし目地処理なし断熱材（無機系のもの）の設置可
断熱材（無機系のもの）の設置可

下地の炭化なし

謝辞

４）課題と今後の予定

写真 1～３は、桜設計集団代表 安井昇氏に提供して戴きまし

本報告では、本年度実施した木造耐火構造部材の耐火性能についての知見を紹介した。これ以外にも、部材の接合部の性能た。記して感謝いたします。

確認についても、今後実験を実施して、性能確認を行う予定で
ある。

参考文献

また、屋根は 30 分耐火構造の性能要求に対して、最上階から

1) たとえば、一般社団法人 木を活かす建築推進協議会、ここ数えて 4 階までの梁や柱は 1 時間耐火構造が要求され、最上階までできる木造建築のすすめ 第 3 版、平成 24 年 7 月

から数えて5 以上14 以下の階では2 時間耐火構造が要求される。

2) 萩原一郎、木材を利用した耐火構造の技術開発、平成 17 年

これらの要求性能が異なる部材の接合部は、要求耐火時間の長度独立行政法人建築研究所講演会、平成 18 年 3 月 14 日

い部材の性能を損なうことがないような接合部の仕様を検討す

3) http://www.2x4assoc.or.jp/builder/technology/taika/
taika03_img/publish_graph.pdf

る必要がある。
さらに、鉄骨造耐火構造等と木造耐火構造の部材の取り合い

4) 一般社団法人日本木造住宅産業協会の資料による部分についても、鉛直荷重を支持ずる部分の性能が異なること

5) Joseph Su, Revisions to the National Building Code ofから、被覆に要求される性能が異なる。たとえば、鉄骨造のはCanada (NBCC) 2015 ‒ Related to Midrise Combustible

りの上に木造の床を設ける場合、鉄骨の非損傷性を温度で判定

Construction,

するには平均温度が 350℃以下であることを考えると、これにSeptember 27, 2016

Building

ExpertComittee(BEC),

接する木部は炭化し、場合によっては延焼する危険性がある。

6) 一般社団法人建築性能基準推進協会、平成 27 年度建築基準

すでに一部では林野庁の補助事業による検討が行われているが整備促進事業 F3「防火に関する大臣認定仕様の告示化の検8)、より木材の利用範囲を拡大するためには、引き続き検討を行討」報告書、平成 28 年 3 月
7)福田泰孝、最近の防火材料性能評価業務の状況、BL つくばってゆくことが必要である。

Vol.19、一般財団法人ベターリビングつくば建築試験研究セ

今後、木造建築物の中高層化を考えた場合、2 時間耐火構造のンター、平成 28 年 11 月

要求が主体となる。現在のところ、このような建築物での火災に対する知見は十分でないことから、耐火性能を担保するため

8)山佐木材株式会社、平成 27 年度林野庁委託事業 CLT 等新たの技術開発等の知見の蓄積を行ってゆくことが必要である。

な製品・技術の開発・普及事業「鋼構造オフィスビル床のCLT 化」（木質耐火部材開発）研究成果報告書、平成 28 年 3

Ⅴ おわりに

月

本報告は、「木材を利用した耐火構造の技術開発」と題して、
3 年計画の研究課題の初年度における成果を中心に紹介した。次年度以降、引き続き実験的な検討を実施し、木造建築物の中高層化に必要な技術開発を行ってゆく予定である。

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