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耐火性能について

 

大断面の木質構造用大断面材を使用した建物は耐火性に優れています。米国のモデル建築基準ではこの性能を認め識した上で、耐火性に優れた重量木構造工法に関するガイドラインを設けています。米国同モデル建築基準には、重量木構造(木質)耐火構造の二つが含まれています。

重量木構造(大断面の木材による建築構造)
重量木構造では、荷重を負担する木質部材に対するはりせいやの奥行きと幅を含むの最小断面の制限低値が設け決められています。小屋根や床下の隠蔽空間を無くした設計が可能で、規格では承認可された済みの接合具の使用とや構造詳細が建築材料を使用するよう義務づけられています。規定内容に従ったて部材断面を用いた積載された集成材グルーラム構造は、米国のモデル建築基準に定められている重量木構造の基準に適合します。

火災時には、重木量木構造の耐火性は、無被覆の「不燃耐火性」構造鋼材に比べてはるかに優れた性能を発揮します。無駄な隠蔽空間のない設計と大断面集成材の本来の優れた構造健全性により、効率的な消火活動が可能となり、安全性が高まります。

耐火構造(木質耐火構造)
建築構造材の耐火性能とは、火災の際に構造材が一定の荷重をどの程度支えることができる時間かを測定したものことです。。耐火構造の目標は、火災時に余裕を持って逃げられる時間を居住者人に与えることです。

全米国林産物製紙協会と米国木構造協会(AITC)の委託共同出資により実施された、建築組立部材品のASTM規格による加熱燃焼試験が行われましたが、その結果は、設計者士がによるグルーラム構造用集成材を使用した部材の耐火性災危険度をの算出することをが可能にしとなりました。耐火性炎危険度は、構造材のサイズ寸法、加熱(耐火)時間および、積載荷重をから元に算定計算されます。

さらにまた、集成材梁に対するの耐火等級指数に準拠するにはひき板の構成を変更することを求めていまが必要です。たとえば170mm X 340mmの集成材単純ばりスパンの集成材梁で33方向加熱面のを露出させる場合、同じサイズで部材構成を変更させることにより、耐火性能1時間の基準に適合させることが可能です。具体的には、製造時に梁中央間層の内層ひき板を梁の中央から一枚抜き取り除き、はり下部の引張り側ひ引き板を一枚追加します(上図・右参照)。

1時間耐火基準を満たす標準ひき板構成の変更
       

はり上部の圧縮用ひき板

中央の内層ひき板

はり下部の引張り用ひき板

中央部の内層ひき板を1枚取り除く

はり下部に1枚の引張り用板を追加する

標準的な
ひき板構成(はり)

耐火1時間の
ひき板構成(はり)

他の条件は全て満たしていると仮定すれば、標準ひき板構成に変更を加え、耐火1時間の基準を満たすように変更するのは簡単で、中央部の内層ひき板を1枚取り除き、引張り側に引っ張り板を1枚追加するだけです。

 

ASTM E-119 標準耐火試験中に火炎に包まれる構造用集成材の梁。

 

耐火試験直後の構造用集成材の梁。梁の外側は炭化しているが、内部は燃えていない。外側の炭化層した表面が加熱中に断熱効果とを発揮して働き、内部の燃焼速度にを減少させている熱が伝わりにくくなる。

大断面部材の耐火時間算定に関する詳細は、AITCのテクニカルノート、No.7「集成材の耐火時間算出について」(www.aitc-glulam.org)、およびAF&PAテクニカルレポート10「加熱を受ける木材の耐火性の算出法」(www.awc.org)を参照してください。尚、どちらの文献も英文のみです。

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