特開 2022-187729 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】P2022187729

(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 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095876

(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

(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】奥山 孝之

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 智紀

(72)【発明者】

【氏名】軽賀 英人

(72)【発明者】

【氏名】田中 康典

【テーマコード（参考）】

2E001

【Ｆターム（参考）】

2E001DE01

2E001EA06

2E001FA01

2E001FA02

2E001GA06

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吹付けられている耐火性の吹付け材２８とを備えるようにする。また、吹付け材２８が鉄骨部材１４の表面から脱落することを防止するために鉄骨部材１４に設けられる脱落防止材３０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吹付けられている耐火性の吹付け材とを備えることを特徴とする耐火被覆構造。

【請求項2】

吹付け材は、ロックウール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】

吹付け材が鉄骨部材の表面から脱落することを防止するために鉄骨部材に設けられる脱落防止材をさらに備えることを特徴とする請求項１または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吹付け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吹付けられている耐火性の吹付け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、吹付け材は、ロックウール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、吹付け材が鉄骨部材の表面から脱落することを防止するために鉄骨部材に設けられる脱落防止材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吹付け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吹付けられている耐火性の吹付け材とを備えるので、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、吹付け材は、ロックウールであるので、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、吹付け材が鉄骨部材の表面から脱落することを防止するために鉄骨部材に設けられる脱落防止材をさらに備えるので、吹付け材の脱落を防止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吹付け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を示す断面図であり、（１）は実施の形態１、（２）は実施の形態２、（３）は実施の形態３、（４）は実施の形態４である。

【図2】図２は、試験体の断面図であり、（１）は実施例１の側断面図、（２）は実施例２の側断面図、（３）は比較例の側断面図、（４）は（１）の下断面図である。

【図3】図３は、試験体の熱電対取り付け位置を示す図であり、（１）はＡ－Ａ線に沿った断面図、（２）はＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【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１、（２）は実施例２、（３）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（１）に示すように、本実施の形態１に係る耐火被覆構造１００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１００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性の吹付け材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、小口の領域にかけて連続的に設けられる。一方、吹付け材２８は、床２２の下面から上フランジ１８の小口、下面、ウェブ１６の右側面、下フランジ２０の上面、小口、下面全面の領域にかけて連続的に設けられる。

【0021】

下フランジ２０の下面の外壁１２側の端部側には、脱落防止金物３０（脱落防止材）が取付けられている。下フランジ２０の下面全面に吹付け材２８を施工する場合、下面に吹付けられた吹付け材２８が平常時および火災時に脱落する可能性があるため、脱落を防止するためにこの脱落防止金物３０を使用する。この脱落防止金物３０には、例えば、市販の金具等（例えば「ドリップロック」（耐火被覆工業協同組合）、商品名「スタイロック」（株式会社タイルメント）、巻付け耐火被覆材（例えば、マキベエ（登録商標））などの固定に用いられる留付けピンなど）を用いることができる。ドリップロックやスタイロックのようなベース部分と矢先部分を有する脱落防止金物３０を使用する場合、ベース部分を鋼材表面に接着して使用する。その接着に使用する接着剤としては、無機系接着剤（例えば、インシュレーションアドヘッシブ（ニチアス株式会社））や合成ゴム系接着剤（例えば、セブンレヂン（登録商標）（セブン工業株式会社））などが適している。また、留付けピンを使用する場合、留付けピンは接着剤を使わずに溶接で鋼材面に取り付ける。なお、上記の脱落防止金物３０を使用する場合、鉄骨梁１４の材軸方向における脱落防止金物の設置間隔は４５０ｍｍ以下、好ましくは３００ｍｍ以下が望ましい。

【0022】

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。

【0023】

吹付け材２８は、耐火塗料２６の先行塗装範囲外の残りの範囲に吹付けることによって設けられる。この吹付け材２８には、例えば、吹付け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。吹付け材２８は、施工現場で鉄骨梁１４に施工することが望ましい。

【0024】

上記の耐火被覆構造１００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の下フランジ２０に脱落防止金物３０を取り付けた後、鉄骨梁１４の表面の残りの部分に対して吹付け材２８を吹付ける。このようにすれば、耐火被覆構造１００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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

（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１（２）に示すように、本実施の形態２に係る耐火被覆構造２００は、上記の実施の形態１において、下フランジ２０下面の被覆に耐火塗料２６と吹付け材２８を施工したものである。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、小口、下面の一部の領域にかけて連続的に設けられる。一方、吹付け材２８は、床２２の下面から上フランジ１８の小口、下面、ウェブ１６の右側面、下フランジ２０の上面、小口、下面の一部の領域にかけて連続的に設けられる。

【0028】

この場合も、吹付け材２８の施工部分については脱落の可能性があるため、脱落防止金物３０を取り付ける。耐火塗料２６と吹付け材２８の端部は所定の重ね代ｄで重ね合わせている。重ね代ｄは、１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上を確保することが望ましい。このような構成によっても、上記の実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0029】

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図１（３）に示すように、本実施の形態３に係る耐火被覆構造３００は、上記の実施の形態１において、下フランジ２０下面の全面に耐火塗料２６を施工したものである。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、小口、下面全面の領域にかけて連続的に設けられる。一方、吹付け材２８は、床２２の下面から上フランジ１８の小口、下面、ウェブ１６の右側面、下フランジ２０の上面、小口の領域にかけて連続的に設けられる。

【0030】

この場合は、外壁１２とは反対側の下フランジ２０小口面の吹付け材２８が脱落する可能性があるため、この小口面に脱落防止金物３０を取り付ける。このような構成によっても、上記の実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0031】

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
図１（４）に示すように、本実施の形態４に係る耐火被覆構造４００は、上記の実施の形態１において、下フランジ２０下面の全面から、外壁１２とは反対側の小口面まで耐火塗料２６を施工したものである。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、小口（左）、下面、小口（右）の領域にかけて連続的に設けられる。一方、吹付け材２８は、床２２の下面から上フランジ１８の小口、下面、ウェブ１６の右側面、下フランジ２０の上面の領域にかけて連続的に設けられる。

【0032】

この場合は、吹付け材２８が脱落する可能性はないため、脱落防止金物３０は不要である。このような構成によっても、上記の実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0033】

＜本発明の効果の検証＞
次に、本発明の効果を確認するために行った耐火実験について説明する。
耐火実験に使用した試験体は、下フランジ下面の全面に吹付けロックウールを施工する仕様（本発明の実施例１：図２（１）、（４））、下フランジ下面の被覆に耐火塗料と吹付けロックウールを施工する仕様（本発明の実施例２：図２（２））、通常の吹付け工法（比較例：図２（３））の３種類である。鉄骨梁の断面はＨ－４００×２００×８×１３ｍｍであり、吹付けロックウールの厚さは２５ｍｍ、耐火塗料の厚さは１．５ｍｍである。脱落防止金物としてドリップロックを用い、合成ゴム系接着剤で貼り付けた。

【0034】

耐火実験は、試験体を耐火試験炉内に配置して、所定の加熱温度－時間曲線にしたがって１時間の加熱を行う加熱試験とした。この耐火実験の結果、下フランジ下面に施工された吹付けロックウールの脱落は生じることはなかった。試験体の熱電対取付け位置を図３に、熱電対による温度測定結果を図４に示す。図４（１）は、実施例１の温度測定結果、（２）は実施例２の温度測定結果、（３）は比較例の温度測定結果である。

【0035】

図４に示すように、実施例１および実施例２の試験体の鋼材温度は、耐火性能を満足するための鋼材温度の許容値の目安である５５０℃以下、好ましくは５１０℃以下を満足しており、耐火塗料と吹付けロックウールの施工面の境界部分が弱点になることはなく、所要の耐火性能を有することが確認できた。

【0036】

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吹付けられている耐火性の吹付け材とを備えるので、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。

【0037】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、吹付け材は、ロックウールであるので、鉄骨部材の外側に容易に施工することができる。

【0038】

また、本発明に係る他の耐火被覆構造によれば、吹付け材が鉄骨部材の表面から脱落することを防止するために鉄骨部材に設けられる脱落防止材をさらに備えるので、吹付け材の脱落を防止することができる。

【0039】

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吹付け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】

【0040】

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】

【0041】

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 吹付け材
３０ 脱落防止金物（脱落防止材）
１００，２００，３００，４００ 耐火被覆構造
Ａ 室内
Ｂ 室外

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】