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防火とは、何か（構造物、材料など）を耐火性または不燃性にすること、または何かを耐火性にするための材料にすることです。[1]これは受動的な防火対策です。「Fireproof」または「fireproofing」は名詞、動詞、または形容詞として使用できます。ハイフンでつなぐこともできます（「fire-proof」）。
認定された防火システムを特定の構造物に適用すると、それらの構造物は耐火等級を持つことができます。「防火」という用語は、一般的な北米の建築仕様に反映されているように、標準と併せて使用されることがあります。耐火性として分類されるアイテムは、特定の状況に耐えることができ、設計上耐えられる強度または持続時間を超える火災によって燃えたり、使用不能になったりすることがあります。
市場
アプリケーション
- 臨界温度約540℃以下に保つ構造用鋼
- 重要な電気回路を140℃以下に保ち、動作を継続させる電気回路
- BLEVE（沸騰液体膨張蒸気爆発）を防ぐための液化石油ガス容器
- 石油精製所や化学工場の容器スカートやパイプブリッジ。構造用鋼を臨界温度（約540°）以下に保つ。
- 交通トンネルのコンクリートライニング
- 防火ブロック: 木造建築では、床や壁の仕切りに梁や間柱によって隙間ができます。これらの空洞により、火は簡単にある場所から別の場所に移動します。これらの場所を小さな間隔に区切るために、内部に防火ブロックが設置されます。よく使用される材料には、無垢材、合板、OSB、パーティクルボード、石膏ボード、セメントファイバーボード、またはガラス繊維断熱材があります。[2]
- 防火壁（建築）は、建物を小さなユニットに分割して、あるセクションから次のセクションへの火災の拡大を制限または遅らせるためによく使用される方法です。防火壁は通常、基礎から屋根まで建物の全長にわたっています。[3]
- 防火壁と防火パーティション：その機能は防火壁に似ていますが、高さは1階の床板から次の階の床下まで、1階分に制限されています。[4]
- 木材の耐火コーティングなど。[5] [6]
歴史
アスベストは歴史的に耐火材として使われてきた素材の一つで、単独で、あるいはセメントなどの結合剤と一緒に、スプレーまたは圧縮シートの形で、あるいは防護服や建築資材の生地を含むさまざまな素材や製品への添加物として使われてきました。後にこの素材ががんを引き起こすことが証明されたため、大規模な除去・交換産業が確立されました。
吸熱材料も広く利用されており、石膏、コンクリート、その他のセメント製品など、現在でも使用されています。これらのより高度に進化したバージョンは、航空力学、大陸間弾道ミサイル(ICBM)、スペースシャトルなどの再突入体で使用されています。
構造用鋼の耐火処理
建物火災では、構造用鋼は温度上昇とともに強度が低下します。鉄骨の構造的完全性を維持するために、いくつかの耐火対策が講じられます。
歴史的に、これらの石積みの覆い方法は大量の重い材料を使用するため、鉄骨への負荷が大幅に増加します。この問題を解決するために、新しい材料と方法が開発されました。以下は、鉄骨梁（Iビーム）の耐火処理の古い方法と新しい方法の両方です。[7]
- コンクリートの角柱に完全に覆われている。[8]
- Iビームを薄い金属板で包み、その上に石膏プラスターで覆う。この方法は、石膏プラスターに耐熱性の結晶が含まれているため効果的である。[8]
- Iビームの周りに石膏ボードを複数層に貼り付ける。 [8]
- Iビームの周囲にスプレー式の耐火材を塗布する。空気圧スプレーガンを使用してスプレー塗布耐火材（SFRM）とも呼ばれ、石膏プラスター、無機結合剤と混合した鉱物繊維、またはオキシ塩化マグネシウムセメントを使用したセメント質配合物から作ることができます。[8]
- Iビームを金属板で覆い、断熱材を充填する。[8]
- 液体の水または不凍液で満たされた中空の柱。柱の一部が火にさらされると、液体の対流特性によって熱が全体に放散されます。[8]
- Iビームを剛性コンクリートスラブで覆う。[8]
- Iビームを隔離する吊り下げ式石膏天井の層[8]
代替方法
従来の材料の中では、特別に設計されたスプレー耐火漆喰が世界中で豊富に入手可能になっています。無機的な方法には次のものがあります。
- 石膏プラスター
- セメント質プラスター
- 繊維絆創膏
石膏プラスターには、固体を置換する気泡を発生させる化学添加物が含まれており、これにより嵩密度が低下します。軽量ポリスチレンビーズが工場でプラスターに混合されて密度が低減されることがあります。これにより、一般的に低コストでより効果的な断熱材が実現します。結果として得られるプラスターは、DIN4102 に従ってA2 [明確化が必要] の可燃性評価に適合しています。 [全文引用が必要]ミネラルウールまたはセラミック繊維のいずれかを含む繊維プラスターは、より多くの空気を巻き込む傾向があるため、重い繊維が置換されます。
耐火性を高めるために、石膏、ケイ酸カルシウム、バーミキュライト、パーライト、打ち抜き金属板で機械的に結合した複合板、セルロース強化コンクリートから作られた独自の板やシートが、物品の外装に使用されてきました。
建物の鋼材の温度を臨界強度限界以下に保つ別の方法は、中空構造部材に液体対流冷却を使用することです。 [9]この方法は19世紀に特許を取得しましたが、最初の顕著な例は89年後のことでした。[10]
交通トンネル
交通トンネルには、ガソリン、液化石油ガス、その他の炭化水素などの可燃性物質を積んだ車両が通行することがあります。これらは火災の際に急激な温度上昇と高温を引き起こすことが知られています (耐火等級の炭化水素曲線を参照)。トンネルの建設と運用において炭化水素の輸送が許可されている場合、偶発的な火災が発生する可能性があり、交通トンネルをコンクリートで覆って耐火性を高める必要があります。
炭化水素火災にさらされたコンクリート
コンクリートは、それ自体では激しい炭化水素火災に耐えることはできません。英国とフランスを結ぶ英仏海峡トンネルでは、激しい火災が発生し、海底トンネルのコンクリートライニングが約 50 mm まで減少しました。[要出典]通常の建物火災では、コンクリートは一般に優れた耐火等級を達成しますが、水分が多すぎるとひび割れや爆発を引き起こす可能性があります。保護されていないコンクリートの場合、コンクリート内の水和物と遊離水分の突然の吸熱反応により、コンクリートが剥離するのに十分な圧力が発生し、トンネルの床に小さな破片となって落ちます。耐火試験を受けるすべてのコンクリートスラブには、湿度プローブが挿入され、これに対する試験が行われます。これは、それほど深刻ではない建物要素曲線 (DIN4102、ASTM E119、BS476、または ULC-S101) の場合でも行われます。防火対策の必要性は、他の防火対策とともに、ヨーロッパの「ユーレカ」防火トンネル研究プロジェクトで実証され、交通トンネルでの火災の影響を回避するための業界向けの建築基準法が生まれました。セメント系スプレー防火材は、UL1709で使用されるような炭化水素火災試験曲線を使用して、そのリストに従って現場で適用されなければなりません。 [11]
耐火金庫
重要な紙の文書を保護するための耐火金庫は、通常、主要な建築材料としてコンクリートまたは石積みブロックを使用して構築されます。[引用が必要]火災が発生した場合、コンクリートまたは石積みブロック内の化学的に結合した水が蒸気として金庫室に押し込まれ、紙の文書が浸されて発火を防ぎます。[引用が必要]この蒸気は、金庫室内の温度を、紙の文書の情報が破壊される温度である 176.7 °C (350 °F) の臨界しきい値未満に保つのにも役立ちます。[引用が必要]内部温度が 176.7 °C (350 °F) を超える前に火が消えた場合は、後で凍結乾燥プロセスで紙を修復できます。 [引用が必要]より安価で時間のかからない代替建設方法は、乾燥断熱材を使用することです。[引用が必要]
この金庫の建設方法は紙の文書には十分ですが、コンクリートや石造りの構造物から発生する蒸気は、熱や湿気に敏感な内容物を破壊します。たとえば、マイクロフィルムの情報は 65.5 °C (149.9 °F) (別名クラス 150) [要出典]で破壊され、磁気メディア (データ テープなど) は 51.7 °C (125.1 °F) (別名クラス 125) を超えるとデータが失われます。[要出典]より厳格なクラス 125 の要件を満たすように構築された耐火金庫は、データ定格金庫と呼ばれます。[要出典]
耐火金庫のすべての構成部品は、ドア、HVAC貫通部、ケーブル貫通部を含め、金庫自体の耐火等級を満たしていなければなりません。[12]
参照
ウィキメディア・コモンズには、防火に関連するメディアがあります。
参考文献
- ^ オックスフォード英語辞典第2版
- ^ アレン 2009、885 ページ
- ^ アレン、エドワード、イアノ、ジョセフ (2009)。建築工事の基礎：材料と方法。イアノ、ジョセフ。(第 5 版)。ホーボーケン、ニュージャージー州: Wiley。p. 884。ISBN 9780470074688. OCLC 209788024.
- ^ アレン 2009、878 ページ
- ^ Paleja、Ameya（2022年8月22日）。「目に見えないコーティングのおかげで、耐火木材は燃焼テストで最高クラスを達成しました」。interestingineering.com 。2022年9月18日閲覧。
- ^ 「木材を『耐火』にする目に見えないコーティング」南洋理工大学、 techxplore.com経由。 2022年9月18日閲覧。
- ^ abc アレン2009、p.459
- ^ abcdefgh アレン、2009、p. 460 - 463
- ^ フィッシャー、アーサー（1970年5月）。「水を満たした柱が火災時に建物のフレームを冷却する」ポピュラーサイエンス。 2012年1月27日閲覧。
- ^ US Steel Towerを参照
- ^ 「UL 1709 の適用範囲」。ulstandardsinfonet.ul.com。2001年3 月 29 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 全米防火協会 232「記録の保護」
外部リンク
無料辞書『ウィクショナリー』で「耐火」を調べてください。
- 全米防火工事業者協会 http://www.nfca-online.org/
- 構造耐火保護 - アメリカ鉄鋼構造協会 https://www.aisc.org/globalassets/modern-steel/archives/2002/12/2002v12_fire.pdf
- 追加の耐火方法 https://www.thebalance.com/fireproofing-method-structural-members-845033
- NFPA 規格は 2011-07-28 にWayback Machineにアーカイブされています