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大断面木材の耐火性

 

火災時、木材は鉄鋼よりも長い間強度を保ちます。無被覆の鋼材は、加熱によって急速に強度が低下し、時として前触れなしに突然崩壊する場合があります。これとは対照的に、木材の強度低下は遅く、表面の炭化部分だけが損傷するだけです。

平均的な建物の火災温度は約700℃から900℃の範囲です。230℃を超えると鋼材の強度は急激に減少し、およそ750℃で残存強度は10パ=セントとなってしまいます。

通常、木材は約250℃に達するまで着火しません。一度着火すると、激しい火災のもとにおける木材の標準的な炭化速度は0.64mm/分です。表面の炭化層は内部の木材を断熱する為、耐えうることの出来る温度はさらに高くなります。30分間の火災により、構造用集成材は加熱表面からわずか19mmが炭化により損傷しますが、初期断面の大部分はほとんど損傷を受けません。

火災時の安心性
ほとんどの国には、建築材料や建築システムの火災安全性を確保することを目的とする一つ以上の規制機関が二存在しています。米国には以下の機関があります。

  • モデル建築基準機構 - 建築時の設計要求条件や承諾基準の作成や監視活動を行う。各監督官庁が規定内容の制定に参加しています。

  • 米国材料試験協会(ASTM)- 建築材料や構造システムの耐火試験方法の標準化機関。

    • 標準耐火試験法のASTM E-119は、建築部材(梁、壁、接合金物)を、実際の火災状態に近似させ、その試験結果を基に建築部材の耐火等級が設定されている。

    • 表面燃焼性の標準試験ASTM E-84では、建築部材の火炎伝播係数や火炎伝播等級、発煙指数に関するデータが提供されている。

激しい損傷にも拘わらず、崩壊せずに元の位置を維持している炭化した木材の梁の上に、鉄鋼梁が軟化し崩壊している。

 

載荷加熱試験後の鉄骨梁(406mm、60kg/m)と構造用集成材の梁(178mm X 533mm)。加熱後30分で鉄骨の梁は崩壊したが、構造用集成材の梁は原形をとどめ、加熱面は19mm炭化したにとどまった。

 

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