プレスリリース

「木造建築の3時間耐火」にめど

平成29年11月20日

「木造建築の3時間耐火」にめど
~ 独自技術により被覆厚さ75mmの試験体で性能確認 ~

 株式会社熊谷組(取締役社長 樋口 靖)は、中大規模の木造建築を念頭に3時間耐火構造の基礎実験を行い、その基本性能の確認を行いました。その結果、3時間耐火構造の基本性能を確保するとともに、従来よりも「燃え止まり層 (※1)」を薄くし、建物の主要構造部である柱(試験体)の断面を小さくすることに成功しましたのでお知らせします。
※1:燃え止まり層とは、仕上材と芯材(集成材等)との間にある燃焼を停止させる層です。その基本性能の確認では、耐火加熱中の芯材(集成材等) 表面温度が250℃未満であることや、芯材表面が炭化して(焦げて)いないことなどが必要とされます。

 

1.開発の背景

 世界有数の森林保有国・日本では、昔から人々の暮らしは「木」や「緑」と密接な関係にあり、昨今は「木」や「緑」に「ぬくもり」や「癒し」を求める声が広がっています。また、平成22年10月には、「公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律」が施行されています。このように木材の利用促進は国の政策としても位置づけられ、住宅以外にも幅広く木造化のニーズが高まっています。

 その一方で、建築物の主要構造部は、最上階から数えて4階までを1時間耐火構造、14階までを2時間耐火構造にする必要があり、3時間耐火構造となる性能を確保すれば、階数の制限はなくなります。従って、高層階を含む中大規模の木造建築物を建築するためには、最終的に3時間耐火構造が必要となります。 こうしたことを踏まえ、熊谷組では木造建築を新しい市場と捉え、3時間耐火構造の基本性能を確保するための開発・基礎実験を行ってきました。


2.開発の概要

 木造建築における柱(集成材)など主要構造部は、木材そのものの「燃え代層」により耐火性能を確保する方法と、「燃え止まり層」を設けて耐火性能を確保する方法があります。柱(集成材)などの厚さを薄くするためには、燃え止まり層を設ける方法が多く採用されています。  

  本開発では、この燃え止まり層に「石膏ボード」と「断熱耐火パネル」を積層することで、一般に使用されている石膏ボードだけの積層と比較して、その厚さを薄くすることに成功しました。  

  石膏ボードは、火災時に石膏ボード内に含まれる結晶水が「水」へと化学変化し、その水の蒸発潜熱等の影響で耐火性が確保できる優れた材料です。しかし、石膏ボードは一度加熱され、結晶水がすべて水へ変化すると、耐火性能の低下とともに、崩壊しやすい状況となります。そこで、本開発では石膏ボードに加え、結晶水はまったくないが、約5倍の断熱性能と崩壊防止に寄与する断熱耐火パネルを石膏ボードの間に組込みました。  

  その結果、民間耐火炉試験において、1時間耐火試験で3層(37.5mm)、3時間耐火試験で6層(75mm)の燃え止まり層により、柱芯(集成材)の表面温度が一般的に炭化しない(焦げない)とされる250℃未満にすることができました。また、試験後の断面確認でも柱芯(集成材)の表面が炭化して(焦げて)いないことを確認しました(図および写真参照)。 主要構造部である柱の断面を小さくできることは、構造負担の軽減等につながり、建設費を低減することができます。また、柱断面を小さくできることは、室内空間における利用可能な床面積の拡大にも寄与します。 なお、今回開発した石膏ボードと断熱耐火パネルの積層方式は、柱のほか、木質材の梁、壁、床の耐火仕様としても利用することができます。

 

3.今後の展開

  本件は、柱(集成材)の1時間耐火及び3時間耐火について、民間耐火炉を活用して基本性能を確認したものです。今後は、柱(集成材)の1時間耐火での大臣認定取得(柱の耐火構造)に向けて公的機関による試験を実施する予定です。

 また、熊谷組では、中大規模の木造建築物の受注獲得を念頭に、主要構造部(梁、壁、床)の大臣認定を目指すとともに、併せて共同住宅のCLT(※2)壁として高い遮音性能をもつ「CLT遮音壁」、共同住宅のCLT床として乾式工法による重量床衝撃音等の対策を講じた「CLT遮音床(CLT床+遮音2重床)」の開発も検討していきます。

  ※2:CLT(Cross Laminated Timber:直交集成板)は、複数枚のラミナ(ひき板)を木材の繊維方向が直交するように積層させて作った 木質構造パネルです。

 


図-1 石膏ボードと断熱耐火パネルとの積層構造による燃え止まり層



写真-1 加熱前の試験体

 


写真-2 加熱中の試験体

 


写真-3 加熱後の試験体(1時間)

 


写真-4 加熱後の試験体(3時間)

 


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