木造建筑物组合性建材的炭化性状

建筑 · 城市建设  2014年04月17日  
照片6   划分出教室同等规模的空间进行火灾实验

在柱子和房梁的燃烧厚度设计中,基本上是使用大截面的建材,但使用构造用集成材和加工木材等来确保大截面建材,尚有具备一定的困难。如果组合现有市场上流通的中等截面建材用于燃烧厚度设计的话,就能提高建筑设计和施工的自由度。于是,就中等截面建材组合而成的建材,通过加热试验把握了其炭化性状。

热度侵入建材间的空隙,组合性建材开始炭化。组合2根杉木集成材柱(120mm×240mm)作为测试体,使建材间的缝隙在0-20mm间变化,进行加热实验。其结果如照片4所示,建材间的缝隙一旦超过5mm,缝隙间部分的炭化明显会向深处扩散。由木材的干燥程度和施工误差等产生的缝隙若约在5mm以下,因燃烧凹陷小,所以在防火方面就不易产生大问题。

如此,用中等截面建材组合而成的建材,可以与使用大截面集成材适用同样的燃烧厚度设计。这一点通过实验更加明确。

图3  各种CLT面板的炭化速度

图3 各种CLT面板的炭化速度


照片4  组合性建材的炭化性状(间隙 a 0mm,b 3mm,c 5mm,d 20mm )

照片4 组合性建材的炭化性状(间隙 a 0mm,b 3mm,c 5mm,d 20mm )

木质内装修空间的火灾性状

内装修使用木材的情况下,陈设的可燃物会同内装修用的木材一起燃烧。所以,会加快发热速度,达到爆燃的时间变短等特点,增加火灾发生时的危险性。建筑基准法规定,特殊建筑物起居室的墙壁和天花板要用阻燃材料等难以燃烧的材料来完成,但这样就难以体现木材的内部装修效果。

照片5是天花板为准阻燃材料,墙壁为木材时燃烧的样子。气体燃烧器100千瓦加热10分钟,火焰的顶端伸向天花板。但因天花板是不可燃的,所以火势几乎没有横向蔓延。其后,将燃烧器调为300千瓦再加热10分钟,在天花板下横向扩展范围内的墙壁的木材开始燃烧,但燃烧范围没有进一步扩大。

可知,即使墙壁用的是木材,若将天花板做成不可燃的,就可以将火灾初期的燃烧控制在一定范围内。关于用木材作为内装修的空间,在评价其火灾安全性上得到了宝贵的第一手实证材料。

此外,为掌握达到爆燃的时间以及火焰喷射导致上层火势蔓延危险性,划分出教室同等规模的空间,使用木材等进行内装修,正在进行模拟实验。

今后,伴随研究的不断推进,如果能恰当地评价内部木质装修空间的火灾安全性,那么扩大木材的使用范围是值得期待的。

照片5   木质内装修空间中的火灾性状(左:100千瓦加热时,右:实验结束时)

照片5 木质内装修空间中的火灾性状,100千瓦加热时


照片5   木质内装修空间中的火灾性状,实验结束时

照片5 木质内装修空间中的火灾性状,实验结束时

 

照片6   划分出教室同等规模的空间进行火灾实验

照片6 划分出教室同等规模的空间进行火灾实验

 

文/萩原一郎(组长)、键屋浩司(主任研究员)、铃木淳一(主任研究员)(独立行政法人 建筑研究所防火研究组)

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