特許 7265407 貫通穴防火構造及び耐火材集合体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-18

(45)【発行日】2023-04-26

(54)【発明の名称】貫通穴防火構造及び耐火材集合体

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20230419BHJP

   F16L 5/04 20060101ALI20230419BHJP

   H02G 3/22 20060101ALI20230419BHJP

【ＦＩ】

E04B1/94 F

E04B1/94 V

F16L5/04

H02G3/22

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019088368

(22)【出願日】2019-05-08

(65)【公開番号】P2020183663

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000119830

【氏名又は名称】因幡電機産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】龍田 佳招

【審査官】土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１８７４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２５８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０９６５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１４５７９０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／９４

Ｆ１６Ｌ ５／０４

Ｈ０２Ｇ ３／２２

Ａ６２Ｃ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物防火区画の境界に位置する壁または床に形成された貫通穴に設けられ、当該壁または床により隔てられた二つの建物防火区画間を防火する貫通穴防火構造であり、
前記貫通穴には、複数の長尺物が隣接して集合し、隣り合う前記長尺物の間には凹部が存在する長尺物集合体が貫通しており、
前記貫通穴の内部において、前記長尺物集合体に当接し、火災時の熱により膨張する内側耐火材と、
前記貫通穴の内部において、前記内側耐火材から径外方向に離れて位置し、火災時の熱により膨張する外側耐火材と、
前記内側耐火材と前記外側耐火材との間に位置し、火災時に少なくとも前記内側耐火材の膨張開始の時点では形状を保つことで、前記長尺物集合体へ向かうように内側耐火材を膨張させられ、その後、火災時の熱によって消滅または縮小する支持材と、を備え、
前記内側耐火材及び前記支持材のそれぞれ一部は前記長尺物集合体の前記凹部に位置する貫通穴防火構造。

【請求項2】

前記外側耐火材は、前記支持材が火災時の熱によって消滅または縮小することを開始した後に、径内方向への膨張を開始する、請求項１に記載の貫通穴防火構造。

【請求項3】

前記内側耐火材、前記外側耐火材、前記支持材を一体に備えた、請求項１または２に記載の貫通穴防火構造。

【請求項4】

前記内側耐火材を周方向に分断する分断部を備えた、請求項３に記載の貫通穴防火構造。

【請求項5】

前記支持材が、火災時に焼失する可燃性材料で形成されている、請求項１～４のいずれかに記載の貫通穴防火構造。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかに記載の貫通穴防火構造に適用される耐火材集合体であって、建物防火区画の境界に位置する壁または床に形成された貫通穴に挿入して用いられ、当該壁または床により隔てられた二つの建物防火区画間を防火する耐火材集合体であり、
長手方向に延び、火災時の熱により膨張する第１耐火材と、
前記第１耐火材に対向して長手方向に延び、火災時の熱により膨張する第２耐火材と、
前記第１耐火材と前記第２耐火材との間に位置し、前記貫通穴に挿入された状態で火災時において、前記第１耐火材と前記第２耐火材の少なくとも一方の膨張開始の時点では形状を保っており 、その後、火災時の熱によって消滅または縮小する支持材と、を一体に備えた、耐火材集合体。

【請求項7】

前記第１耐火材と前記第２耐火材の少なくとも一方を長手方向に分断する分断部を備えた、請求項６に記載の耐火材集合体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物防火区画の境界に位置する壁または床における長尺物の貫通部に適する貫通穴防火構造及び耐火材集合体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

建物防火区画の境界に位置する壁または床における、配管・配線等の長尺物の貫通部には、壁または床に形成された貫通穴と長尺物との隙間を埋めるために耐火材が用いられる。この耐火材は、建物の火災時の熱により膨張することで、貫通穴が有する空間（長尺物が焼失したことにより生じる空間も含む）を埋める。これにより、建物防火区画の境界を越える延焼を防止できる。このような耐火材を用いた耐火構造は、例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

ここで、複数の長尺物が建物防火区画の境界を貫通することがある。複数の長尺物が束ねられるように、隣接して集合した長尺物集合体を形成する場合、長尺物集合体の外周面には凹凸が存在することになる。

【0004】

特許文献１に記載の発明では、建物防火区画の境界に設けられた貫通穴における径外側に熱膨張部材が設けられており、径内側には火災時に焼失する充填材が設けられている。

【0005】

しかし、熱膨張部材が径外側にのみ存在することから、貫通穴の径内側領域に着目すると、火災時に熱膨張部材の膨張が到るまでに時間がかかると言える。しかも、長尺物集合体の外周面に存在する凹凸に対して熱膨張部材が速やかに膨張することで、当該凹凸部分における空間の閉塞がなされるものではなかった。このため、長尺物集合体に対して適した構造にはなっていなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－７８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで本発明は、長尺物集合体が貫通する貫通穴に適した貫通穴防火構造、及び、これに用いる耐火材集合体を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、建物防火区画の境界に位置する壁または床に形成された貫通穴に設けられ、当該壁または床により隔てられた二つの建物防火区画間を防火する貫通穴防火構造であり、前記貫通穴には、複数の長尺物が隣接して集合した長尺物集合体が貫通しており、前記貫通穴の内部において、前記長尺物集合体に当接し、火災時の熱により膨張する内側耐火材と、前記貫通穴の内部において、前記内側耐火材から径外方向に離れて位置し、火災時の熱により膨張する外側耐火材と、前記内側耐火材と前記外側耐火材との間に位置し、火災時に少なくとも前記内側耐火材の膨張開始の時点では形状を保っており、その後、火災時の熱によって消滅または縮小する支持材と、を備えた、貫通穴防火構造である。

【0009】

この構成によれば、支持材が、少なくとも内側耐火材の膨張開始の時点では形状を保っていることで、長尺物集合体へ向かうように内側耐火材を膨張させられる。また、支持材が火災時の熱によって消滅または縮小することで、消滅または縮小により生じた空間にも内側耐火材及び外側耐火材を膨張させられる。この結果、貫通穴が閉鎖される。

【0010】

また、前記長尺物集合体において隣り合う長尺物の間には凹部が存在し、前記内側耐火材及び前記支持材のそれぞれ一部は前記凹部に位置するものとできる。

【0011】

この構成によれば、長尺物集合体において隣り合う長尺物の間に凹部が存在していても、内側耐火材を長尺物集合体に近づけられる。

【0012】

また、前記外側耐火材は、前記支持材が火災時の熱によって消滅または縮小することを開始した後に、径内方向への膨張を開始するものとできる。

【0013】

この構成によれば、支持材が消滅または縮小することでできる空間が、膨張した外側耐火材で埋められるため、火災の炎が貫通穴を通過することを防止できる。

【0014】

また、前記内側耐火材、前記外側耐火材、前記支持材を一体に備えたものとできる。

【0015】

この構成によれば、一体構成とすることにより、貫通穴に設置することが容易である。

【0016】

また、前記内側耐火材を周方向に分断する分断部を備えたものとできる。

【0017】

この構成によれば、内側耐火材が周方向に分断されているため、長尺物集合体が有する凹凸に内側耐火材を追随させやすい。

【0018】

また、前記支持材が、火災時に焼失する可燃性材料で形成されているものとできる。

【0019】

この構成によれば、支持材が火災時に焼失することにより、火災前に支持材が設けられていた部分全体に内側耐火材及び外側耐火材を膨張させられる。

【0020】

また本発明は、建物防火区画の境界に位置する壁または床に形成された貫通穴に挿入して用いられ、当該壁または床により隔てられた二つの建物防火区画間を防火する耐火材集合体であり、長手方向に延び、火災時の熱により膨張する第１耐火材と、前記第１耐火材に対向して長手方向に延び、火災時の熱により膨張する第２耐火材と、前記第１耐火材と前記第２耐火材との間に位置し、前記貫通穴に挿入された状態で火災時において、前記第１耐火材と前記第２耐火材の少なくとも一方の膨張開始の時点では形状を保っており 、その後、火災時の熱によって消滅または縮小する支持材と、を一体に備えた、耐火材集合体である。

【0021】

この構成によれば、支持材が、第１耐火材と第２耐火材の少なくとも一方の膨張開始の時点では形状を保っていることで、第１耐火材と第２耐火材の少なくとも一方を支持材と反対方向に膨張させられる。また、支持材が火災時の熱によって消滅または縮小することで、消滅または縮小により生じた空間にも内側耐火材及び外側耐火材を膨張させられる。

【0022】

また、前記第１耐火材と前記第２耐火材の少なくとも一方を長手方向に分断する分断部を備えたものとできる。

【0023】

この構成によれば、第１耐火材と第２耐火材の少なくとも一方が長手方向に分断されているため、複数の長尺物が隣接して集合した長尺物集合体が貫通穴を貫通している場合、長尺物集合体が有する凹凸に、第１耐火材と第２耐火材のうち分断部を備えたものを追随させやすい。

【発明の効果】

【0024】

本発明の構成によれば、支持材によって長尺物集合体へ向かうように内側耐火材を膨張させられる。また、支持材が火災時の熱によって消滅または縮小により生じた空間にも内側耐火材及び外側耐火材を膨張させられる。よって、長尺物集合体が貫通する貫通穴に適した貫通穴防火構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る貫通穴防火構造が建物防火区画の境界に位置する壁に設けられた例を示す、貫通穴の貫通方向に沿う縦断面図である。

【図2】前記貫通穴防火構造を示す、貫通穴の貫通方向に直交する断面での縦断面図である。

【図3】前記貫通穴防火構造であって、貫通穴に対して長尺物集合体が大きい場合を示す、貫通穴の貫通方向に直交する断面での縦断面図である。

【図4】前記貫通穴防火構造に用いられる耐火材集合体を示す側面図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る貫通穴防火構造に用いられる耐火材集合体を示す側面図である。

【図6】本発明の他の実施形態に係る貫通穴防火構造に用いられる耐火材集合体を示す側面図である。

【図7】本発明の他の実施形態に係る貫通穴防火構造に用いられる耐火材集合体を示す側面図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係る貫通穴防火構造につき、貫通穴の貫通方向に直交する断面での縦断面図であって、（ａ）は内側耐火材と外側耐火材との間に中間耐火材を設けた例を示し、（ｂ）は外側耐火材から分岐した分岐耐火材を設けた例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

次に、本発明につき、一実施形態を取り上げて説明を行う。

【0027】

本実施形態の貫通穴防火構造１は、図１に示すように、建物防火区画の境界に位置する壁Ｗ（または床）に形成された貫通穴Ｈであって、複数の長尺物Ｌ０～Ｌ０が隣接して集合した長尺物集合体Ｌが貫通した貫通穴Ｈに設けられる。なお、本実施形態では貫通穴Ｈの断面形状を真円形としているが、四角形等であってもよく、形状が特に限定されるものではない。

【0028】

ここで、図２または図３に示すように、本実施形態における各長尺物Ｌ０の横断面形状は円形とされている（ただしこれに限定されず、長円形等であってもよい）。このため、長尺物集合体Ｌの状態では、隣り合う長尺物Ｌ０，Ｌ０の間に、長手方向に延びる溝状の凹部Ｌ１が存在する。凹部Ｌ１は、長尺物Ｌ０の外周部の湾曲に応じた、略Ｖ字形状である。図２は、貫通穴Ｈの断面積に対して長尺物集合体Ｌの占める割合が小さい場合を示し、図３は、貫通穴Ｈの断面積に対して長尺物集合体Ｌの占める割合が大きい場合を示す。

【0029】

この貫通穴防火構造１は、内側耐火材１１、外側耐火材１２、支持材１３を備える。

【0030】

内側耐火材１１は、貫通穴Ｈの内部において長尺物集合体Ｌを取り巻いており、長尺物集合体Ｌの外周面に当接する。内側耐火材１１は、火災時の熱により膨張する。

【0031】

外側耐火材１２は、貫通穴Ｈの内部において、内側耐火材１１から径外方向に離れて位置する。外側耐火材１２は内側耐火材１１と同様に、火災時の熱により膨張する。本実施形態では、各耐火材１１，１２が同一の材料から形成されている。各耐火材を形成する材料自体は公知であって、一例としては、熱膨張性黒鉛を樹脂中に含有させた材料が挙げられる。各耐火材１１，１２の膨張開始温度は１２０℃～３００℃の間で設定されている。

【0032】

支持材１３は、内側耐火材１１と外側耐火材１２との間に位置する。支持材１３は、火災時に少なくとも内側耐火材１１の膨張開始の時点では形状を保っており、その後、火災時の熱によって消滅または縮小する。本実施形態の支持材１３は、火災時に焼失することにより消滅する可燃性材料で形成されている。支持材１３に用いることができる可燃性材料は、一例として、天然ゴム（NR）、合成ゴム（IIR，NBR,CR，IR，SBR等）、合成樹脂（ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、EPDM等）が挙げられる。これら材料を用い、支持材１３に柔軟性及び弾性（具体的には、支持材１３を貫通穴Ｈに配置する際に、貫通穴Ｈの有する空間の形状に応じて変形できる程度の弾性）を持たせるため、成形の際には発泡させて、例えばスポンジ状とすることが望ましい。また、支持材１３をからまった繊維の集合体とすることもできる。内側耐火材１１の膨張開始の時点で支持材１３が形状を保っているように、支持材１３の焼失に係る発火温度は、各耐火材１１，１２の膨張開始温度よりも高く設定されている。支持材１３が火災時に消滅または縮小することにより、火災前に支持材１３が設けられていた部分の全体または一部が空間に変化する。この空間に内側耐火材１１及び外側耐火材１２を膨張させられる。この結果、貫通穴Ｈが閉鎖される。

【0033】

支持材１３が、少なくとも内側耐火材１１の膨張開始の時点では形状を保っていることで、長尺物集合体Ｌへ向かうように内側耐火材１１を膨張させられる。つまり、形状を保った支持材１３が内側耐火材１１を径外方向から支える（内側耐火材１１に対して突っ張る）ことにより、内側耐火材１１を貫通穴Ｈにおける外側に膨張させずに、支持材１３とは反対側で長尺物集合体Ｌが位置する内側に膨張するように誘導する。

【0034】

その後、支持材１３が火災時の熱によって消滅または縮小することで、消滅または縮小により生じた空間にも内側耐火材１１及び外側耐火材１２を膨張させられる。つまり、外側耐火材１２は、支持材１３が火災時の熱によって消滅または縮小することを開始した後に、径内方向への膨張を開始する（なお、外側耐火材１２と支持材１３の形状変化につき、時間的に多少ラップすることは許容される）。支持材１３が消滅または縮小することでできる空間が、膨張した外側耐火材１２で埋められるため、火災の炎が貫通穴Ｈを通過して、建物防火区画を越えてしまうことを防止できる。

【0035】

特に、本実施形態のように支持材１３が火災時に焼失する場合には、内側耐火材１１と外側耐火材１２とが共に膨張し、両者が少なくとも一部分において一体化する。このため、貫通穴Ｈを、膨張した内側耐火材１１及び外側耐火材１２で隙間なく埋めることができる。このように、支持材１３に火災時の熱によって消滅または縮小する材料（特に、焼失する材料）を用いると、各膨張材の膨張を促進することができるため有利である。

【0036】

支持材１３は柔軟性及び弾性を有しており、貫通穴Ｈの形状に応じて変形する。具体的には圧縮する。また弾性は、内側耐火材１１を径外方向から支えるための保形性に関連する。このため、内側耐火材１１及び支持材１３のそれぞれ一部は、図２または図３に示すように、長尺物集合体Ｌにおいて隣り合う長尺物Ｌ０，Ｌ０の間に存在する凹部Ｌ１に、部分的に入り込むように位置する。よって、長尺物集合体Ｌにおいて隣り合う長尺物Ｌ０，Ｌ０の間に凹部Ｌ１が存在していても、柔軟性及び弾性を有する支持材１３が凹部Ｌ１に入り込んで、この支持材１３に支持された内側耐火材１１を長尺物集合体Ｌに近づけられる。このため、本実施形態の貫通穴防火構造１は、複数の長尺物Ｌ０～Ｌ０が隣接して集合した、凹部Ｌ１を含む凹凸を有する長尺物集合体Ｌが存在する貫通穴Ｈに形状を追随させられるので、このような貫通穴Ｈに対して使用することに適している。なお、内側耐火材１１は周方向に分断されていて、図２または図３に示すように、分断された個々の内側耐火材１１が食い違うようにして凹部Ｌ１に入り込んでいる。この分断に関しては、後述の耐火材集合体２において説明する。

【0037】

以上のように貫通穴防火構造１が構成されるが、内側耐火材１１、外側耐火材１２、支持材１３を貫通穴Ｈに挿入するための施工方法は特に限定されない。例えば、テープ状の内側耐火材１１を長尺物集合体Ｌに巻き付けたり、管状とした内側耐火材１１を長尺物集合体Ｌに差し込んだりすると共に、外側耐火材１２を貫通穴Ｈの内周面に対して接着し、その後、支持材１３を貫通穴Ｈに残った空間に詰め込むことができる。

【0038】

本実施形態では、図４に示すように、内側耐火材１１、外側耐火材１２、支持材１３を一体に備えた耐火材集合体２を用いている。この耐火材集合体２は、建物防火区画の境界に位置する壁Ｗ（または床）に形成された貫通穴Ｈに挿入して用いられる。一体構成とすることにより、長尺物集合体Ｌに対して適当な長さの耐火材集合体２を巻き付けるだけで施工できるため、耐火材集合体２を貫通穴Ｈに設置して、貫通穴防火構造１を構成することが容易であるから、施工性を向上できる。

【0039】

耐火材集合体２は、第１耐火材２１、第２耐火材２２、支持材２３を備える。第１耐火材２１は、前記貫通穴防火構造１における、内側耐火材１１または外側耐火材１２のうち一方に相当し、第２耐火材２２は、前記貫通穴防火構造１における、内側耐火材１１または外側耐火材１２のうち他方に相当する。個々の構成は、前記貫通穴防火構造１における構成と同じである。

【0040】

第１耐火材２１は、耐火材集合体２において長手方向に延び、火災時の熱により膨張する。第２耐火材２２は、第１耐火材２１に厚み方向で対向しており、耐火材集合体２において長手方向に延び、火災時の熱により膨張する。支持材２３は、第１耐火材２１と第２耐火材２２との間に位置する。耐火材集合体２では、支持材２３の厚み方向における一方側の面に第１耐火材２１が接着され、他方側の面に第２耐火材２２が接着されている。

【0041】

第１耐火材２１と第２耐火材２２の少なくとも一方には、当該耐火材を長手方向に分断する分断部２４を備える。分断部２４は、耐火材集合体２の長手方向に略等間隔で複数設けられている。各分断部２４は、耐火材集合体２の幅方向（図４における紙面奥行き方向）に延びている。本実施形態では、第１耐火材２１を内側耐火材１１に用いることを前提として、第１耐火材２１に分断部２４が形成されている。なお、本実施形態では分断部２４はスリット状であって、支持材２３にも及んでいる。分断部２４は、耐火材集合体２が長手方向で完全に分離してしまわない限り、種々の形状とできる。

【0042】

第１耐火材２１を内側耐火材１１として貫通穴Ｈに挿入された状態が、図２または図３に示す状態である。長尺物集合体Ｌが貫通穴Ｈを貫通している場合、長尺物集合体Ｌが有する凹部Ｌ１を含む凹凸に、分断部２４により分断された第１耐火材２１の個々の部分が、図示のように一部重なるようにして配置される。なお、第１耐火材２１の個々の部分の配置に合わせ、支持材２３は適宜圧縮される。このように、凹凸に内側耐火材１１（耐火材集合体２における第１耐火材２１）を追随させやすい。この追随により、内側耐火材１１を長尺物集合体Ｌに近づけることができるため、火災時に内側耐火材１１を、貫通穴Ｈの径内方向に速やかに膨張させられる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。

【0044】

例えば、一体構成の耐火材集合体２に関し、図５に示すように、支持材２３として可燃性のジェル状体を封入した袋を用い、厚み方向の各面に第１耐火材２１と第２耐火材２２とを接着して構成することもできる。なお、図５に示す例では、第１耐火材２１に分断部２４が形成されている。支持材２３としてジェル状体を用いることで、貫通穴Ｈに挿入した場合に、貫通穴Ｈ内部の形状に対して容易に変形するため、追従性を発揮できる。

【0045】

また、図６または図７に示すように、分断部２４により分断された個々の支持材２３に耐火材（第１耐火材２１）を分けて設けることもできる。図６は耐火材（第１耐火材２１）が支持材２３に露出している場合を示し、図７は、耐火材（第１耐火材２１）が支持材２３に埋め込まれている場合を示す。このように、貫通穴防火構造１における外側耐火材１２となる第２耐火材２２は、貫通穴Ｈの内周面に沿わせるため、平らなシート状体であることが好ましい。一方、貫通穴防火構造１における内側耐火材１１となる第１耐火材２１の形状は特に限定されない。

【0046】

また、貫通穴防火構造１に関し、図８（ａ）に示すように、内側耐火材１１と外側耐火材１２との間に中間耐火材１４を設けることもできる。この中間耐火材１４は、一体構成の耐火材集合体２であっても、相当するものを第１耐火材２１と第２耐火材２２との間に設けることもできる。

【0047】

また、図８（ｂ）に示すように、外側耐火材１２から分岐して内方に向かう分岐耐火材１５を設けることもできる。この分岐耐火材１５は、一体構成の耐火材集合体２であっても、相当するものを、第２耐火材２２（外側耐火材１２に用いる）に対して分岐し、第１耐火材２１に向けて斜め方向に延びるように設けることもできる。

【0048】

これらのように中間耐火材１４や分岐耐火材１５を設けることにより、膨張の起点が増えることになるので、迅速な膨張を生じさせ、貫通穴Ｈの閉鎖を速やかに行うことができる。

【符号の説明】

【0049】

１ 貫通穴防火構造
１１ 内側耐火材
１２ 外側耐火材
１３ 支持材（貫通穴防火構造）
２ 耐火材集合体
２１ 第１耐火材
２２ 第２耐火材
２３ 支持材（耐火材集合体）
２４ 分断部
Ｗ 壁
Ｈ 貫通穴
Ｌ 長尺物集合体
Ｌ０ 長尺物
Ｌ１ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】