JPS63201237A - 柱内散水式冷却耐火構法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、鋼管柱もしくは角バイブ往を用いた鉄骨構造
物やパイプラック用支柱等に用いる柱内散水式冷却耐火
構法に関する。

「従来の技術」 従来のこの種の、鋼管柱等の鉄骨に用いる耐火構法とし
ては、鉄骨に耐火材（吹付ロヅクウェルや珪酸カルシウ
ム板）を被覆することにより熱のＭ滞を低く押さえよう
七する方法（吹付工法Ｖは貼付工法）や、鉄骨の内部に
設けた充填材（水やコンクリート）で吸熱し鉄骨の温度
上昇を押さえようとする方法（充填工法）等が知られて
いる。

ここで、吹付工法について、第４図を用いて説明すると
、この図は柱の横断面を示すものであり、角バイブ柱ｌ
の外表面には施工性及び価格等の点ですぐれている吹付
ロックウールが吹付工法によって一定の厚さで被覆され
たものとなっている。

つぎに、第２図、第３図を用いて、水の充填工法につい
て説明すると、第２図は充填工法の系統図であり、第３
図は柱の断面図である。図中符号ｌは角パイプ柱であり
、内部には水３が充填されている。そして、角バイブ柱
ｌの底部には構造物の屋上に設置された専用の貯水槽４
からの給水用の配管５が接続されているとともに、角パ
イプ柱ｌの項部にはその内部に充填された水を前記貯水
槽４へ循環させるための戻りの配管６が接続された構成
となっている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記従来の耐火構法、特に吹付工法において
は、吹付作業を行う際に多くの粉塵が発生して作業環境
を悪化させ、作業者の職業病の原因となっていること、
認定条件である被覆材の厚さやかさ比重等の品質が守ら
れていないことが問題となっている。

また、水充填式耐火構法においては、柱内に常時水を充
填しておくために構造物の重量が重くなり、その分構造
物の強度を上げるために鉄骨部材を太くしなければなら
ないこと、柱内が常に水に接しているため鋼材が腐食し
やすいこと、火災の際に加熱の条件によっては突沸現象
（水に含まれている空気が急膨張し飛び出す現象）が生
じ危険な状態となること、柱内へ水を供給するために専
用の貯水槽を設ける必要があること等の問題点があった
。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、構造物
の重量を増加させることなく、すなわち鉄骨部材を太く
することなく、鋼材が腐食することなく、火災の際に突
沸現象を起こすことなく、水を供給するための専用の貯
水槽を必要とすることのない柱内散水式冷却耐火構法を
提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、鋼管柱や角パ
イプ柱等の構造物の柱の内部に、給水用配管に接続され
た散水部を設け、火災が発生した際には、前記散水部か
ら柱の内部へ散水し、柱の内表面に流下する水膜を形成
することを特徴としている。

「作用」 本発明の柱内散水式冷却耐火構法によれば、柱の内表面
を流下する水膜が火災によって熱せられた鉄骨を冷却し
、危険温度以下に押さえる。

「実施例」 以下、本発明を図面を参照しながら説明する。。

第１図は本発明の一実施例を示すものであり、高層ビル
に本発明を適用した場合の概念図を示すものである。

図中符号Ａは高層ビルであり、この高層ビルＡの柱には
鋼管柱ｌＯが用いられているとともに、鋼管柱１０，１
０．・・・の間には所定階数の床版１１．１１．・・・
が設けられている。前記鋼管柱１０の内部には、最上部
と所定の階毎（５〜１０階毎）に散水部としての散水栓
１２，１２．・・・が設置されている。そして、散水栓
１２，１２．・・・には給水用の配管１３の端部が接続
され、配管１３の他端部はビルＡの屋上に設置された上
水用貯水層１４に接続されているとともに、鋼管柱ｔｏ
、１０．・・・の底部には内部に溜まった水を排水する
ための排水管１５が設けられている。さらに、散水栓１
２，１２．・・・は、高層ビルＡ内に配設された火災感
知器（図示せず）と接続された制御システム（図示せず
）によって、自動的に散水が開始されるような構成とな
っている。

そして、前記構成の柱内散水式冷却耐火構法によれば、
高層ビルＡ内で火災が発生し、それが火災感知器によっ
て感知されるとともに、その信号が制御システムに入力
された際には、制御システムからの制御信号によって火
災箇所やその周辺の柱の内部に設置された散水栓１２．
１２．・・・から自動的に鋼管柱１０，１０．・・・内
へ散水が開始される。鋼管柱１０，１０．・・・内へ散
水された水はその内表面を水膜を形成しながら流下し、
鋼管柱ｌＯの底部に溜まった後、排水管１５を通って外
部へ排水される。このようにして、火災によって熱せら
れた鋼管柱１０，１０．・・・は、内部か　　□ら冷却
されることによって、危険温度（３５０℃）以下に押さ
えられる。

ここで、本発明を用いて行ったＪＩＳＡ　１３０４によ
る耐火加熱実験の実験結果を、別紙に添付した図表−１
に示す。

この実験はφ２００の鋼管を火炎室内（壁厚＝１００ｍ
ｍ）に挿入し、管内に１〜３（１／ｍｉｎの水を散水し
た際の管表面温度の変化を示したものである。図表中、
横軸は加熱時間（分）、縦軸は温度（℃）、ａは加熱曲
線、ｂは火炎室の外壁面と接する点（十θ点）の管表面
温度曲線、Ｃは火炎室の内壁面と接する点（−０点）の
管表面温度曲線、ｄは内壁面（−０点）から火炎室の内
側へ５００ｍｍの点の管表面温度曲線を示すものである
。

そして、この図表−１からａ、ｂ、ｃのいずれの管表面
温度曲線もＪＩＳＡ　１３０４の規定温度３５０℃以下
となっており、十分な冷却効果が得ることを確認できる
。なお、散水量を増やすことにより、さらに管表面温度
を低減することができるとともに、柱の表面に設ける仕
上材の耐火性能を考慮することにより、さらに柱の温度
上昇を押さえることができる。

したがって、本発明の柱内散水式冷却耐火構法によれば
、鋼管柱１０内に常時水を充填しておく必要がなくなる
ために、建物の重量が増加することな（、そのため建物
の強度を上げる必要がなく、鉄骨部材を太くする必要が
なく、材料費を低減することができるとともに、火災の
際に突沸現象を起こすこともなく、また、鋼管柱ｌＯ内
へ水を供給するための専用の貯水槽を設ける必要がなく
、上水用の貯水層１４を水源゛として併用することがで
きる。さらに、鋼管柱１０は内表面が常時水と接するこ
となく、腐食しにくいものとなっている。

その結果、本発明は従来の水充填式耐火構法と比べると
、施工費を低減することができるとともに、工期の短縮
を図ることができる。

なお、本実施例では本発明を高層ビルの鋼管柱に適用し
たが、これに限られることなく、角バイブ柱等内部に空
洞が形成された柱であればよく、パイプラック等鉄骨造
りの構造物の柱であればなんでもよい。また、水源とし
て屋上に設置された上水用の貯水槽を用いたが、これに
限定されることなく、地下の貯水層や構造物の付近に有
る水源であれば何でもよい。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、鋼管柱や角パイプ柱等の
構造物の柱の内部に、給水用配管に接続された散水部を
設け、火災が発生した際には、前記散水部から柱の内部
へ散水し、柱の内表面に流下する水膜を形成°するよう
にしたものであるので、柱内に常時水を充填しておく必
要がなくなり、構造物の重量が増加することなく、鉄骨
部材を太くする必要がなく、材料費を低減することがで
きるとともに、火災の際に突沸現象を起こすこともなく
、また、柱内へ水を供給するために専用の貯水槽を設け
る必要がなく、柱の内表面が常時水と接することがなく
なるために腐食しに＜＜、施工費を低減することができ
るとともに、工期の短縮を図ることができる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すものあり、本発明を適
用した高層ビルの鉄骨の側断面図、第２図ないし第４図
は従来の技術を示すものであり、第２図は水充填式耐火
構法を説明するための系統図、第３図はその柱の横断面
図、第４図は吹付工法を用いた耐火構法の柱の横断面図
、図表−１は本発明を用いた月ＳＡ　１３０４による耐
火加熱実験結果を示すものである。 １０・・・・・・柱（鋼管柱、角パイプ柱）、１２・・
・・・・散水部（散水栓）、１３・・・・・・給水用配
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼管柱や角パイプ柱等の構造物の柱の内部に、給水用配
   管に接続された散水部を設け、火災が発生した際には、
   前記散水部から柱の内部へ散水し、柱の内表面に流下す
   る水膜を形成することを特徴とする柱内散水式冷却耐火
   構法。