特開 2022-187728 耐火被覆構造およびその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187728

(43)【公開日】2022-12-20

(54)【発明の名称】耐火被覆構造およびその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20221213BHJP

【ＦＩ】

E04B1/94 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095875

(22)【出願日】2021-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000180287

【氏名又は名称】エスケー化研株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000110804

【氏名又は名称】ニチアス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 武

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 智紀

(72)【発明者】

【氏名】奥山 孝之

(72)【発明者】

【氏名】軽賀 英人

(72)【発明者】

【氏名】田中 康典

(72)【発明者】

【氏名】井手 悠平

(72)【発明者】

【氏名】山脇 慎平

【テーマコード（参考）】

2E001

【Ｆターム（参考）】

2E001DE01

2E001EA06

2E001FA01

2E001FA02

2E001GA06

2E001GA24

2E001HA32

2E001LA11

2E001LA12

(57)【要約】

【課題】鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができる耐火被覆構造およびその施工方法を提供する。
【解決手段】壁体１２に近接して対向配置される鉄骨部材１４の外側表面のうち、壁体１２に対向する側に設けられる耐火塗料２６と、壁体１２に対向しない側から耐火塗料２６が設けられる領域にかけて設けられる耐火被覆材２８とを備えるようにする。耐火被覆材２８は、巻付け式の耐火被覆材であってもよい。また、耐火塗料２６が設けられる領域側の耐火被覆材２８の端部を鉄骨部材１４に固定するクリップをさらに備えてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

壁体に近接して対向配置される鉄骨部材の外側表面のうち、壁体に対向する側に設けられる耐火塗料と、壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて設けられる耐火被覆材とを備えることを特徴とする耐火被覆構造。

【請求項2】

耐火被覆材は、巻付け式の耐火被覆材であることを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆構造。

【請求項3】

耐火塗料が設けられる領域側の耐火被覆材の端部を鉄骨部材に固定するクリップをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の耐火被覆構造。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一つに記載の耐火被覆構造を施工する方法であって、
鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向する側にあらかじめ耐火塗料が設けられた鉄骨部材を施工現場に搬入するステップと、施工現場において、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて耐火被覆材を施工するステップとを有することを特徴とする耐火被覆構造の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐火被覆構造およびその施工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、鋼構造建築物の建設において、外周梁の耐火被覆工事は、通常、外壁が取り付けられてから行われるのが一般的である。図５（１）に示すように、外壁１を鉄骨梁２の耐火被覆の一部とした合成耐火被覆工法もあるが、耐火構造の認定を国から取得していない場合は、合成耐火被覆工法を適用することができない。その場合、図５（２）に示すように、鉄骨梁２を耐火被覆材３で覆わなければならない。なお、図５中の符号４は床、符号５は層間塞ぎである。

【0003】

一方、こうした耐火被覆構造に関連する従来技術として、例えば特許文献１～３に記載のものが知られている。特許文献１は、Ｈ形鋼のウエブとフランジで形成されるＵ形部の内面に耐火塗料を塗布した鉄骨柱または鉄骨梁の建方を行った後、その外側に耐火性外側板を取付け、次に鉄骨柱または鉄骨梁の内側から耐火材を吹き付けるようにしたものである。また、特許文献２は、鉄骨構造体を構成する鉄骨柱を、耐火性外壁材と、耐火被覆材と、これらの突き合わせ部に配設される耐火性通気部材によって被覆したものである。また、特許文献３は、鉄骨梁の下部フランジを被覆する耐火被覆材をコンクリート外壁板側に延出し、その耐火被覆材の端面とコンクリート外壁板との接合面の上部に、不燃性繊維質材料の裏打ち材を二重に配設したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－３０６５５４号公報

【特許文献2】特開２００１－９８６５９号公報

【特許文献3】特開２００３－２０７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、図５（２）に示すように、外壁１と鉄骨梁２の下フランジ２Ａとの間の隙間Ｌが小さく人の手が入らないような状態では、外壁１と鉄骨梁２の間の耐火被覆を施工することができない。仮にこの狭隘な空間に対して耐火被覆材３を施工できたとしても、鉄骨梁２が完全に耐火被覆材３で覆われているか否かを確認することは難しい。耐火被覆材３の一部にでも隙間や穴があり、鉄骨梁２が露出していると、火災時に鉄骨梁２の温度が上がって鋼材の強度が低下し、当該部材あるいは架構が崩壊するおそれがある。

【0006】

このため、外周の鉄骨梁と外壁の間の空間が狭隘で鉄骨梁を耐火被覆材で覆えないような場合、あるいは国から耐火構造の認定を得ておらず合成耐火被覆工法が適用できないような場合などに、外周の鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができる工法が求められていた。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができる耐火被覆構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る耐火被覆構造は、壁体に近接して対向配置される鉄骨部材の外側表面のうち、壁体に対向する側に設けられる耐火塗料と、壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて設けられる耐火被覆材とを備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造は、上述した発明において、耐火被覆材は、巻付け式の耐火被覆材であることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造は、上述した発明において、耐火塗料が設けられる領域側の耐火被覆材の端部を鉄骨部材に固定するクリップをさらに備えることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る耐火被覆方法は、上述した耐火被覆構造を施工する方法であって、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向する側にあらかじめ耐火塗料が設けられた鉄骨部材を施工現場に搬入するステップと、施工現場において、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて耐火被覆材を施工するステップとを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る耐火被覆構造によれば、壁体に近接して対向配置される鉄骨部材の外側表面のうち、壁体に対向する側に設けられる耐火塗料と、壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて設けられる耐火被覆材とを備えるので、耐火塗料によって鉄骨部材の壁体側の耐火被覆を確実に行うことができる。したがって、鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができるという効果を奏する。

【0013】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、耐火被覆材は、巻付け式の耐火被覆材であるので、鉄骨部材の外側に容易に施工することができるという効果を奏する。

【0014】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、耐火塗料が設けられる領域側の耐火被覆材の端部を鉄骨部材に固定するクリップをさらに備えるので、壁体と鉄骨部材の間の空間が狭隘な場合でも、耐火被覆材の端部を鉄骨部材に対して容易に固定することができるという効果を奏する。

【0015】

また、本発明に係る耐火被覆方法によれば、上述した耐火被覆構造を施工する方法であって、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向する側にあらかじめ耐火塗料が設けられた鉄骨部材を施工現場に搬入するステップと、施工現場において、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて耐火被覆材を施工するステップとを有するので、耐火塗料によって鉄骨部材の壁体側の耐火被覆を確実に行うことができる。したがって、鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明に係る耐火被覆構造およびその施工方法の実施の形態１を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明に係る耐火被覆構造およびその施工方法の実施の形態２を示す図であり、（１）は断面図、（２）は金属製クリップの斜視図である。

【図3】図３は、試験体の断面図であり、（１）は実施例の試験体、（２）は比較例の試験体である。

【図4】図４は、１時間耐火実験における温度測定結果を示す図であり、（１）は実施例、（２）は比較例である。

【図5】図５は、従来の耐火被覆構造の一例を示す断面図であり、（１）は合成耐火被覆工法によるもの、（２）は鉄骨梁単体被覆によるものである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明は、外周の鉄骨部材と外壁の間の空間が狭隘で鉄骨部材を耐火被覆で覆えないような場合、あるいは国から耐火構造の認定を得ておらず合成耐火被覆工法が適用できないような場合に、外周の鉄骨部材の外壁側の耐火被覆を確実に行い耐火性能を確保するためのものである。

【0018】

以下に、本発明に係る耐火被覆構造およびその施工方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0019】

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１に係る耐火被覆構造１０は、室内Ａと室外Ｂを区画する外壁１２（壁体）に近接して配置される鉄骨梁１４（鉄骨部材）に適用される。外壁１２は、例えばプレキャストコンクリート板、軽量気泡コンクリート板（ＡＬＣ板）、押出成形セメント板（ＥＣＰ）などで構成することができる。鉄骨梁１４は、ウェブ１６と上下フランジ１８、２０を有するＨ形鋼からなる。鉄骨梁１４の上フランジ１８の上面には、コンクリートやＡＬＣなどの床２２が設けられる。床２２と外壁１２との間には層間塞ぎ２４（層間区画材）が設けられる。

【0020】

この耐火被覆構造１０は、鉄骨梁１４の外側表面のうち、外壁１２に対向する側に設けられる耐火塗料２６と、外壁１２に対向しない側から耐火塗料２６が設置される領域にかけて設けられる耐火被覆材２８とを備える。具体的には、耐火塗料２６は、上フランジ１８の小口から上フランジ１８の下面、ウェブ１６の左側面、下フランジ２０の上面の一部の領域にかけて連続的に設けられる。一方、耐火被覆材２８は、床２２の下面から上フランジ１８の小口、下フランジ２０の小口、下面、外壁１２側の小口、上面の一部の領域にかけて連続的に設けられる。耐火塗料２６と耐火被覆材２８の端部は所定の重ね代（例えば、数十ｍｍ程度）で重ね合わせている。耐火被覆材２８の端部側は、上フランジ１８、下フランジ２０に溶接した留付けピン３０によって留付けられる。

【0021】

耐火塗料２６は、加熱により発泡して増厚する発泡性のものであり、例えば、ポリリン酸アンモニウムを主成分とする耐火塗料を用いることができる。このような耐火塗料では、火災時に熱を受けると２５０℃前後で発泡を開始して、２０～３０倍に発泡して断熱層を形成し、鋼材の温度上昇を抑制する。耐火塗料２６は、例えば、数ミリから十数ミリ単位の厚さで鋼材表面にあらかじめプレファブリケータなどの工場でプレコート（先行塗装）しておくことが好ましい。

【0022】

耐火被覆材２８は、耐火塗料２６の先行塗装範囲外の残りの範囲に設けられるものであり、例えば、耐熱ロックウールなどの無機系の耐火被覆材を用いることができる。耐火被覆材２８としては、施工性を向上するために、シート状に成形され、被覆対象物に巻付け可能な巻付け式の耐火被覆材（以下、巻付け耐火被覆材という。）を用いることが好ましく、施工現場で施工することが望ましい。このような巻付け耐火被覆材としては、例えば、酸化けい素酸化カルシウム系鉱物繊維板被覆材を素材としたマキベエ（登録商標）がある。

【0023】

この耐火被覆構造１０を施工する場合には、まず、予めプレファブリケータなどの工場で、外壁１２側となる鉄骨梁１４の表面に耐火塗料２６をプレコートしておく。その後、この鉄骨梁１４を建物の施工現場に搬入し、外壁１２の近傍の施工位置に取り付ける。次に、鉄骨梁１４の表面の残りの部分に対して、耐火被覆材２８を取り付ける。このようにすれば、耐火被覆構造１０を容易に施工することができる。また、プレコートした耐火塗料２６によって鉄骨梁１４の外壁１２側の耐火被覆を確実に行うことができる。

【0024】

したがって、本実施の形態によれば、外周の鉄骨梁１４と外壁１２との間の空間が狭隘であっても、外周の鉄骨梁１４の外壁１２側の耐火被覆を確実に行い耐火性能を確保することができる。また、国から耐火構造の認定を得ておらず合成耐火被覆工法が適用できないような場合であっても、外周の鉄骨梁１４の外壁１２側の耐火被覆を確実に行い耐火性能を確保することができる。さらに、工場で耐火塗料２６を鉄骨梁１４にあらかじめ塗装することによって、施工現場での耐火被覆工事を省力化することができる。

【0025】

なお、上記の実施の形態においては、鉄骨梁１４がＨ形鋼である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、鉄骨梁に用い得る鉄骨部材であればいかなるものでもよい。例えば他の断面形状の鋼材で構成されていてもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を奏することができる。また、上記の実施の形態においては、鉄骨部材が鉄骨梁１４である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、鉄骨柱であってもよい。鉄骨柱の断面形状は鉄骨柱に用い得る断面形状であればいかなるものでもよい。このようにしても上記と同様の作用効果を奏することができる。

【0026】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図２（１）に示すように、本実施の形態２に係る耐火被覆構造１００は、上記の実施の形態１において、巻付け耐火被覆材２８の外壁１２側の端部を留付けピン３０で下フランジ２０に固定する代わりに、金属製クリップ３２を用いて下フランジ２０に固定したものである。本実施の形態は、外壁１２と鉄骨梁１４の間の空間が狭隘な場合に特に有効である。

【0027】

金属製クリップ３２は、図２（２）に示すように、帯状の金属製薄板３４を略Ｕ字状に折り曲げ加工したクリップであり、Ｕ字状の開口部３６両端から内側の基部３８に向けて鋭角に屈曲した爪部４０を有する。この金属製クリップ３２で耐火被覆材２８を固定する場合には、下フランジ２０の小口に配置した耐火被覆材２８を上下から挟むように開口部３６を差し込み、閉じる向きに押圧する。すると、爪部４０が耐火被覆材２８に食い込んで下フランジ２０に当接し、下フランジ２０を上下から挟み込む状態になる。こうすることで、外壁１２側の耐火被覆材２８を下フランジ２０に容易かつ強固に固定することができる。

【0028】

この金属製クリップ３２は、鉄骨梁１４の長手方向に所定の間隔で複数配置することが好ましい。なお、金属製クリップ３２の寸法は、適宜設定可能であるが、本実施の形態では、帯幅１ｃｍ程度、開口部３６の開口幅４ｃｍ程度、基部３８から開口部３６までの長さ４ｃｍ程度のＵ字状のものを想定している。また、金属製クリップ３２の形状は、上記のＵ字状に限らず耐火被覆材２８を下フランジ２０に固定可能なものであればいかなるものでもよい。

【0029】

（金属製クリップの有効性）
次に、金属製クリップの有効性を確認するために行った耐火実験について説明する。
耐火実験の試験体として、図３（１）に示すような試験体（本発明の実施例）と、図３（２）に示すような比較用の試験体（比較例）を用いた。本実施例の試験体は、耐火塗料２６と巻付け耐火被覆材２８の組合せで鉄骨梁１４の下フランジ２０に対して巻付け耐火被覆材２８を金属製クリップ３２で固定したものである。比較用の試験体は、巻付け耐火被覆材２８のみで耐火被覆を施した断面構成のものである。鉄骨梁１４は、Ｈ－４００×２００×８×１３ｍｍの断面であり、巻付け耐火被覆材２８の厚さは２０ｍｍ、耐火塗料２６の厚さは１．５ｍｍである。加熱時間は１時間とした。この耐火実験による温度測定結果を図４に示す。図４（１）は、金属製クリップを使用した耐火被覆工法の温度測定結果、（２）は巻付け耐火被覆材のみの耐火被覆工法の温度測定結果である。

【0030】

図４に示すように、金属製クリップを使用した耐火被覆工法（実施例）と巻付け耐火被覆材のみで被覆した耐火被覆工法（比較例）では、鋼材温度が概ね同等であり、本実施例の金属製クリップ工法においても、巻付け耐火被覆材のみによる被覆と同等な耐火性能を有しているといえる。

【0031】

以上説明したように、本発明に係る耐火被覆構造によれば、壁体に近接して対向配置される鉄骨部材の外側表面のうち、壁体に対向する側に設けられる耐火塗料と、壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて設けられる耐火被覆材とを備えるので、耐火塗料によって鉄骨部材の壁体側の耐火被覆を確実に行うことができる。したがって、鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができる。

【0032】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、耐火被覆材は、巻付け式の耐火被覆材であるので、鉄骨部材の外側に容易に施工することができる。

【0033】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、耐火塗料が設けられる領域側の耐火被覆材の端部を鉄骨部材に固定するクリップをさらに備えるので、壁体と鉄骨部材の間の空間が狭隘な場合でも、耐火被覆材の端部を鉄骨部材に対して容易に固定することができる。

【0034】

また、本発明に係る耐火被覆方法によれば、上述した耐火被覆構造を施工する方法であって、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向する側にあらかじめ耐火塗料が設けられた鉄骨部材を施工現場に搬入するステップと、施工現場において、鉄骨部材の外側表面のうち壁体に対向しない側から耐火塗料が設けられる領域にかけて耐火被覆材を施工するステップとを有するので、耐火塗料によって鉄骨部材の壁体側の耐火被覆を確実に行うことができる。したがって、鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0035】

以上のように、本発明に係る耐火被覆構造およびその施工方法は、外周の鉄骨梁と外壁の間の空間が狭隘で鉄骨梁を耐火被覆材で覆えないような場合、あるいは国から耐火構造の認定を得ておらず合成耐火被覆工法が適用できないような場合に有用であり、特に、外周の鉄骨梁の外壁側の耐火被覆を確実に行うのに適している。

【符号の説明】

【0036】

１０，１００ 耐火被覆構造
１２ 外壁（壁体）
１４ 鉄骨梁（鉄骨部材）
１６ ウェブ
１８ 上フランジ
２０ 下フランジ
２２ 床
２４ 層間塞ぎ
２６ 耐火塗料
２８ 耐火被覆材
３０ 留付けピン
３２ 金属製クリップ
３４ 薄板
３６ 開口部
３８ 基部
４０ 爪部
Ａ 室内
Ｂ 室外

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】