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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

開口部付き壁の熱放射量に関する実験的検討
その２：各種防火設備認定品の加熱実験

開口部
熱放射熱流束窓シャッター〇村岡 宏＊１
吉岡英樹＊２
鍵屋浩司＊３
森田 武＊４
西村光太＊５
中村正寿＊６

正会員
同
同
同
同
同

耐熱ガラス
防火設備

出口嘉一＊７
大宮喜文＊８
野口貴文＊９
遊佐秀逸＊１０
長谷見雄二＊１１
萩原一郎＊２

同
同
同
同
同
同
CL

１．はじめに
前報 １） では例示仕様の防火設備である網入ガラス開口開口部④②部を有する壁の加熱実験を行ない、網入りガラスがある

本報では市場に多く供給されていると考えられる代表的な防火設備の認定品から４種類を抽出し、屋内側からの加熱実験を行なうことで、外壁開口部に用いられる各種防火設備の遮熱性能に関する検討を行った。

Case

試験体種類

開口部寸法（mm）

CL①500③211,800（Case1は1,200）
3,200（Case1は3,700）：熱流計設置位置：熱電対設置位置

図１

開口付き試験体寸法及び測定位置図②，④4,5３．実験方法
Case1 は東京理科大学火災科学研究センターの壁用耐火試験炉、Case2～4 は（財）ベターリビングつくば建築試
験研究センターの壁用耐火炉を用いて実験を行なった。
加熱は ISO834 の標準加熱温度曲線に従い、開口部の防火設備、あるいは開口部周囲の耐火構造壁が破損・脱落するまで加熱を継続した。
測定項目は炉内温度、防火設備の非加熱側表面温度（5点）、ガラス面から非加熱側に 1m 離れた位置における熱流束（5 点）とした。また、加熱中の試験体全体の赤外線熱画像、VTR 映像についても記録した(図２参照)。

＊１

3150

⑤２．試験体表１に加熱実験を行った試験体の一覧を示す。Case1 は
特定防火設備（令 112 条第 1 項）の認定品と同等の性能を有する耐熱ガラス試験体（写真１参照）、Case2～4 は防火設備（法第 64 条に基づく準遮炎性能を有するもの）の認定を取得している各種試験体である。なお、窓シャッターについては通常窓ガラスに併設するものであるが、実験では窓シャッター単体を加熱した（写真２参照）。

表１2,400

3,200（Case1は3,700）と比べて半減することを確認した。

51,0004場合の非加熱側の放射受熱量は網入りガラスがない場合

3CL

1,000

③，⑤：熱電対設置位置

写真１

試験体（Case1）

写真２

試験体（Case2）

1,000

150

①1,000開口部（防火設備）

1,2：熱流計設置位置

図２ 測定位置図

試験体一覧
開口部仕様

壁仕様
加熱側及び非加熱側：繊維混入ケイ酸カルシウム板（25mm）2枚貼り
下地：軽量鉄骨
加熱側及び非加熱側：繊維混入ケイ酸カルシウム板（25mm）2枚貼り
下地：軽量鉄骨

1

耐熱ガラス開口部付き耐火構造壁

H2,400 ×W1,200

耐熱結晶化ガラス：厚さ5mm
サッシ：スチール製

2

窓シャッター付き耐火構造壁H2,400 ×W1,800

スラット：スチール製，厚さ0.35mm
座板：アルミ製，厚さ1.5mm

3単板ガラス開口部付き耐火構造壁

H2,400 ×W1,800

網入りガラス：厚さ6.8mm
サッシ：アルミ製

加熱側：石膏ﾎﾞｰﾄﾞ(12.5mm)３枚張り＋ｾﾗﾐｯｸｳｰﾙ（20mm）
非加熱側：石膏ﾎﾞｰﾄﾞ(12.5mm)３枚張り
下地：軽量鉄骨

網入りガラス（屋外側）：6.8mm
加熱側：石膏ﾎﾞｰﾄﾞ(12.5mm)３枚張り＋ｾﾗﾐｯｸｳｰﾙ（20mm）＊２
非加熱側：石膏ﾎﾞｰﾄﾞ(12.5mm)３枚張り
フロートガラス（屋内側）：6mm
下地：軽量鉄骨
サッシ：アルミ製*1：ガラス開口部についてはサッシを含まないガラス部の寸法、窓シャッターについてはスラット部のみの寸法である。
*2：2枚のガラス間の空気層の厚さは6mm
4複層ガラス開口部付き耐火構造壁

H2,400 ×W1,800

Experimental Study on Heat Radiation from Walls withOpening
Part 2 Fire Resistance Tests of Fire Prevention
Equipments accredited by Ministry of MLITMURAOKA Ko, YOSHIOKA Hideki, KAGIYA Koji, MORITA Takeshi,
NISHIMURA Kouta, NAKAMURA Masatoshi, DEGUCHI Yoshikazu,
OHMIYA Yoshifumi, NOGUCHI Takafumi, YUSA Shu-itsu,
HASEMI Yuji, HAGIWARA Ichiro―193―５．まとめ
今回実施した各種防火設備の試験体では各ケース共に放射低減係数は加熱 25 分後よりほぼ一定となった。
また、加熱開始 25 分以降の各試験体の放射低減係数は耐熱結晶化ガラスで約 0.6、単板ガラス（網入りガラス）、及び複層ガラス（網入ガラス＋フロートガラス）で共に約0.5、窓シャッターで約 0.3 の値をとることを確認した。
表３

表２

実験結果一覧

加熱後30分における加熱後30分に遮炎性能を 熱流計1,2,4,5の実測値
おける熱流計3有する時間の実測値
最大値
平均値

Case 加熱時間＊１
160分

60分以上

240分

340分18秒

20分20秒
40分18秒

435分12秒

35分12秒＊２

13.2kW/㎡

9.8kW/㎡

8.7kW/㎡

7.3kW/㎡

17.4kW/㎡
13.1kW/㎡

13.1kW/㎡ 11.7kW/㎡

22.0kW/㎡

13.2kW/㎡ 11.7kW/㎡

21.6kW/㎡*1：Case3,4ではガラスが脱落して開口が開いた時点で加熱を終了した。
*2：シャッターボックスより10秒以上の発炎が観測されたことによる。

受熱量実測値（ｋW/m2）

20Case1（熱流計1）
15Case3（熱流計4）105Case2（熱流計4）
Case4（熱流計4）0015101520経過時間 (分)図３

受熱量実測値の時間的推移

2530

Case1
Case3

0.60.40.2

Case3

Case2005101520
経過時間 (分)25

図４

放射低減係数の時間的推移

30

本報告は国土交通省平成 21 年度建築基準整備促進補助金事業「防火・避難対策等に関する実験的検討 －防火・避難対策における部材・材料等の防耐火性能に関する調査－」における共同研究の成果の一部をまとめたものである。

参考文献
１）村岡宏，吉岡英樹，鍵屋浩司，森田武，宮本圭一，道越真太郎，出口嘉一，
大宮喜文，遊佐秀逸，長谷見雄二，萩原一郎：開口部付き壁の熱放射量に関する実験的検討，日本建築学会大会学術講演梗概集，2009.8

Case

受熱量実測値（X1）＊１

防火設備がない場合の推定受熱量（Y1）＊２

受熱量実測値（X2）＊３

防火設備がない場合の推定受熱熱（Y2）＊４

炉内平均温度

放射低減係数（X1/Y1）

放射低減係数（X2/Y2）113.2kW/㎡

22.8kW/㎡

17.4kW/㎡

40.3kW/㎡

855.2℃

0.579

0.431

28.7kW/㎡

29.9kW/㎡

13.1kW/㎡

48.0kW/㎡

834.6℃

0.290

0.273

313.1kW/㎡

31.3kW/㎡

22.0kW/㎡

50.2kW/㎡

847.2℃

0.421

0.438

413.2kW/㎡

30.5kW/㎡

21.6kW/㎡

49.0kW/㎡

840.3℃

0.432

0.440

*1 株式会社大林組*2 独立行政法人建築研究所*3 国土技術政策総合研究所*4 清水建設株式会社*5 鹿島建設株式会社*2：炉内平均温度、及び熱流計1,2,4,5から開口部を見た形態係数より算定した放射受熱量（放射率は1.0で計算）*4：炉内平均温度、及び熱流計3から開口部を見た形態係数より算定した放射受熱量（放射率は1.0で計算）*6 大成建設株式会社*7 株式会社竹中工務店*8 東京理科大学*9 東京大学*10 財団法人ベターリビング*11 早稲田大学

35

付記

各ケースにおける加熱 30 分後の受熱量実測値及び放射低減係数の算定結果*1：熱流計1,2,4,5のうちの最大値*3：熱流計3の実測値

35※Case1 は熱流計 1、その他は熱流計 4 の実測値を基に算出

0.8
放射低減係数４．実験結果及び考察
表２に実験結果の一覧を示す。Case1 の耐熱ガラスでは60 分以上、Case2 の窓シャッターでは 40 分以上の加熱でも試験体の破損・脱落は無かった。但し、窓シャッター
では加熱 20 分過ぎに 10 秒以上の発炎が観測された。
一方、Case3 の単板ガラスでは約 40 分後、Case4 の複層ガラスでは約 35 分後に網入りガラスが脱落した。
Case2～4 は屋外加熱のみを想定して認定を取得している試験体であるが、今回の実験から屋内加熱においても法で要求される遮炎性能を有することを確認した。ちなみに、Case4 において屋内側のフロートガラスは加熱 2 分半後にクラックが発生し、加熱約 6 分後に大半が脱落した。
図３に各ケースにおける放射受熱量の推移を示す。
Case1,3,4 の受熱量は加熱 25 分後よりほぼ同じ値となるが、Case1 は Case3,4 に比べて開口面積が小さいことを考えると、耐熱結晶化ガラスを透過する単位面積当たりの熱流量は、網入りガラスのそれよりも大きいと言える。
また、Case3 の単板ガラスと Case4 の複層ガラスでは加熱後 8 分程度までは受熱量の差が現れているが、Case4 の加熱側フロートガラスの脱落により、10 分以降の受熱量実測値はほぼ同じ値で推移している。
防火設備からの放射熱の低減効果を明らかにするため、受熱量の実測値を防火設備が無いと仮定した場合の受熱量の推定値で除した値（放射低減係数）を算出した。各ケースにおける放射低減係数の時間的推移を図５に示す。
また、加熱 30 分後の各ケースにおける放射低減係数の算定結果を表３に示す。今回の実験では各ケース共に放射低減係数は加熱 25 分後よりほぼ一定となり、加熱 30 分
後では Case1 の耐熱結晶化ガラスで 0.58、網入りガラスで 0.44、窓シャッターで 0.29 の値となった。

*1 Obayashi Corporation*2 Building Research Institute*3 NILIM, MLIT
*4 Shimizu Corporation*5 Kajima Corporation―194―*6 Taisei Corporation*7 Takenaka Corporation*8 Tokyo University of Science*9 The University of Tokyo*10 The Centre for Better Living*11 Waseda University