JP5229985B2 - 防火防炎機能を備えた屋根およびこれに用いる防火防炎用ネット - Google Patents

Description

本発明は、茅葺、藁葺、桧皮葺、杉皮葺、柿葺、板葺等の主として植物を原材料とする可燃性屋根において防火・防炎機能を付与したものに関する。

茅葺、藁葺、桧皮葺、杉皮葺、柿葺、板葺等の屋根は、人類で最も古い歴史のある屋根であり、日本でも数多くの文化財で用いられている。このような屋根は、自然界に存在する植物等を原材料とするものであるため、資源的に枯渇する心配がなく、有害な産業廃棄物となるおそれもない。また、かかる屋根は、空気中の二酸化炭素を吸収する等の作用を有すると共に、冷暖房費の節約が図られ、更に外観的にも美しいといった種々の利点を有する。

しかしながら、火の粉や飛び火によって燃え易く、延焼の可能性が高いという欠点がある。そのため、建築基準法では、都市計画区域内での屋根の性能に関して、「火災による火の粉により、防火上有害な発炎をしないものであること」と規定され、都市計画区域内で家屋を新築する場合には、前述した茅葺や藁葺等の植物を原材料とする屋根を構築することが不可能な状況となっている。

従来、茅葺、藁葺、桧皮葺、杉皮葺、柿葺、板葺等の植物を原材料とする屋根における防火防炎手段としては、大きく分けて二つの手段が用いられている。

先ず、第一の手段としては、屋根の原材料となる茅や藁等に難燃薬剤を含浸させて燃え難くする方法である。また、第二の手段としては、屋根にスプリンクラーを設置したり、屋根の近傍に、放水する防火銃を設置し、火の粉や飛び火があった際には前記スプリンクラーや防火銃を作動させて火災の発生を防止する方法である。
特開２００５−１４６８１０ 特開平９−１９５１０ 特開平９−１５４９６９

前述した従来の防火防炎手段のうち、前者の場合、時間もコストもかかる上、一般に難燃薬剤は水溶性のものであるため、雨水によって薬剤が屋根から溶け出し、その効果が経時的に薬効が薄れてくる他、既設の屋根には適用できない等の問題があった。

一方、後者の場合、スプリンクラーや防火銃の存在が、文化財等の建物の屋根やその周辺の外観を損ねる上、放水を行うために、予め貯水槽を設置して必要な量の水を確保しておく必要があることから、その設備に多大な費用とスペースが必要となり、一般の民家で採用することが難しかった。また、この手段によれば、既設の茅葺屋根等においても、後からスプリンクラーや防火銃を設置することができるものの、当該手段は、飛び火や火の粉から屋根を守るというよりはむしろ燃えひろがらないための消化設備と言える。すなわち、もともと屋根は水を内部に浸透させない構造につくられているため、放水によって屋根の火災を有効に防止することは難しいのである。また、この手段は、人がスプリンクラーや防火銃を適切なタイミングで作動させることが前提となるため、作動が遅れた場合には延焼を食い止められないという欠点がある。

この他、従来、１０〜１００ｍｍ程度の比較的大きい目幅の金網や魚網等で茅葺等の可燃性屋根を覆うことも行われているが、これは風雪や鳥獣等から屋根を保護するためのものであり、防火防炎効果は期待できないものであった。

本発明の目的は、茅葺、藁葺等の可燃性屋根において、コストをかけずに、大掛かりな貯水設備等も必要せず、また既設の屋根でも容易に施工することができる防火防炎屋根およびこれに用いる防火防炎ネットを提供することにある。

請求項１記載の本発明は、茅、藁および桧皮等の可燃性材料で構成された屋根において、その外面全面が火の粉や飛び火の進入を阻止する防火・防炎用ネットで覆われていることを特徴とするものである。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の屋根について、屋内側面における防火・防炎用ネットが屋内側面から所定間隔をあけて配されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の本発明は、茅、藁および桧皮等の可燃性材料で構成された屋根において、その屋内側面を除く他の外面が火の粉や飛び火の進入を阻止する防火・防炎用ネットで覆われていることを特徴とするものである。

請求項４記載の本発明は、前記請求項３記載の屋根について、その屋内側面に耐火ボードが配されていることを特徴とするものである。

請求項５記載の本発明は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の屋根について、防火・防炎用ネットが熱発泡性物質を塗布したものであることを特徴とする。

請求項６記載の本発明は、金属繊維、ガラス繊維または天然繊維からなる目幅１〜５ｍｍのネット基材の一面に、熱膨張性物質と炭化層形成剤と難燃ゴムとを混練してなる網状体が接着され、ネット基材の他面には該ネット基材と同様の材質からなり、目幅３０〜１５０ｍｍの補強ネットが接着されている防火・防炎用ネットである。

請求項７記載の本発明は、金属繊維、ガラス繊維または天然繊維からなる目幅１〜５ｍｍの二枚のネット基材間に、該ネット基材と同様の材質からなり、目幅３０〜１５０ｍｍの補強ネットが介在されていると共に熱発泡性物質が充填されている防火・防炎用ネットである。

前述した本発明において、熱発泡性物質とは、加熱によって発泡膨張して断熱層を形成し、或いは更に炭化するような物質をいい、具体的には、建築分野において、熱発泡性の耐火塗料や防火塗料として市販されているものが例示される。また、熱発泡性物質の成分としては、例えばアクリル樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、発泡剤および炭化剤等が挙げられる。

本発明に係る防火防炎屋根は、茅葺、桧皮葺等の可燃性屋根について、その外面を火の粉や飛び火の進入を阻止する防火防炎ネットで覆ったものであるため、従来の難燃剤を含浸させた屋根やスプリンクラー等の放水設備を備えた屋根に比べてコストを大幅に低減することができると共に、短時間で施工することができ、また既設の可燃性屋根にもその景観を損なうことなく、屋根の形状に対応させて容易に施工することができる。したがって、茅葺、桧皮葺等の可燃性屋根を有する既設の伝統的な重要文化財等の建物についても本発明に係る防火防炎屋根を採用することで火の粉や飛び火による延焼を確実に防止することが可能となる。

また、本発明の防火防炎屋根によれば、屋根の性能に関する建築基準法の規定を満たすことが可能となるため、従来不可能であった都市計画区域内での新築建物についても茅葺、桧皮葺等の可燃性屋根を採用することができる。

更に、本発明の防火防炎屋根によれば、火の粉や飛び火の進入が常時阻止されると共に、熱発泡性物質が塗布されたネットを有する屋根では、ネットに火の粉や飛び火が付着した際に、熱発泡性物質が発泡して耐火断熱層が形成されると共に、該断熱層に火の粉や飛び火が吸収されて自動的に消火されることとなる。そのため、従来のスプリンクラー等のように、火災等の際に人がその都度スプリンクラー等を作動させる必要もなく、自然に消火され得るという格別の利点がある。

この他、本発明の屋根は、防火防炎用ネットによって、カブトムシ、コガネムシおよびムカデ等が当該屋根に卵を産みつけることを防止し得ると共に、カラス等の鳥やムササビ、リス等の小動物が屋根に穴をあけたりすることを有効に防止することもできる。

更に、本発明の屋根は、防火防炎ネットによって、豪雨時における降雨の衝撃が緩和されると共に、雨水は防火・防炎ネットの表面を流れ落ちて、屋根本体表面を流れる雨水の量が減少するため、屋根本体への雨水の浸透割合が少なくなり、その結果、屋根の耐久性を高め得る。

また、請求項６および請求項７記載の防火防炎ネットは、補強ネットが介在されたものであるため、降雪時において屋根に雪が積もった場合でもその荷重が分散されることから、降雪によって裂けたりするおそれもない。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

（屋根の実施形態１）

図１に示すように、防火防炎屋根１は、伝統的な工法により構築された茅葺、藁葺等の屋根において、その外面に後述する防火防炎ネット２が装着されたものである。

先ず、本実施形態にかかる防火防炎屋根１の支持構造について説明すると、複数の柱３の上端に梁４Ａ・４Ｂが渡し止められ、軒先側の梁４Ｂ上には、下屋垂木５が載置され、下屋垂木５上には瓦、トタンまたはスレート等からなる下屋６が設けられている。

母屋側の梁４Ａ上には左右方向に一定間隔をあけて複数の丸太製垂木７が配置されると共に、これら垂木７と交差するように上下方向に一定間隔をあけて複数の横竹８が組まれ、横竹８と垂木７の交点箇所は藁縄、麻縄、棕縄等の縄１０で締結され、全体として格子状の下地９が形成されている。そして、下地９上には厚さが４５〜６０ｃｍ程度の茅１１がのせられ、茅１１上に挿通された押さえ竹２０を縄、麻縄、棕縄等の縄１２で垂木７に締結することで茅１１が下地９上に固定されている。

茅１１における屋内側面１１ａを除く他の外面には、後述する構造の防火・防炎ネット２が装着されている。また、茅１１の屋内側面１１ａには、該面と約３０ｃｍの間隔をあけて金属繊維、ガラス繊維、自然素材の不燃性繊維等で構成された防火防炎ネット１５が張設されている。なお、この防火防炎ネット１５の目幅は１〜３ｍｍである。

本実施形態の屋根１によれば、茅１１の屋内側面を除く他の外面に後述する防火・防炎ネット２が装着されているため、屋外側からの火の粉や飛び火に対して防火・防炎ネット２がその内部の茅１１への延焼を確実に阻止する。また、茅１１の屋内側面１１ａには前記構造の防火防炎ネット１５が張設されているため、屋内の囲炉裏等で発生した火の粉が防火防炎ネット１５に当たり、この際、防火防炎ネット１５と茅１１には約３０ｃｍの間隔があけられているため、火の粉が茅１１に直接接触して茅１１が燃えるといったおそれがない。

（屋根の実施形態２）

図２に示すように、本実施形態にかかる防火防炎屋根２１は、その支持構造が前記実施形態１と同様であり、同じ部分については同一の符号を用いる。

すなわち、本実施形態にかかる防火防炎屋根２１は、複数の柱３の上端に梁４Ａ・４Ｂが渡し止められ、軒先側の梁４Ｂ上には、下屋垂木５が載置され、下屋垂木５上には瓦、トタンまたはスレート等からなる下屋６が設けられている。

母屋側の梁４Ａ上には左右方向に一定間隔をあけて複数の角材製垂木２７が配置され、これら垂木２７上には一枚の耐火ボート２３が配置され、耐火ボート２３上には左右方向に伸び、上下方向に一定間隔をあけて配置された複数の下地木材２４が釘（図示せず）等により固定されている。また、下地木材２４の上面には、図３に示すように、針金２５を介してビス２６の頭部２６ａにナット等のリング状部材２７が取り付けられた固定具２８がねじ込まれており、固定具２８のリング状部材２７と茅１１内に挿通された押さえ竹２０とは針金３１によって連結されている。すなわち、固定具２８のリング状部材２７にリング状の針金３１を取り付け、リング状の針金３１内に押さえ竹２０を通した状態で固定具２８におけるビス２６を下地木材２４にねじ込むことにより、押さえ竹２０が屋内側へ引っ張られた状態で固定されている。そして、本実施形態では、屋根２１において、耐火ボード２３側面２１ａを除く他の外面に防火・防炎ネット２が装着されている。また、前記固定具２８における針金３１は防火・防炎ネット２にも連結されている。

（屋根の実施形態３）

図４に示すように、本実施形態は、桧皮葺、杉皮葺、柿葺、板葺等の屋根３１に関するものである。本実施形態では、複数の柱３上に梁３４Ａ・３４Ｂが渡し止められ、下部における隣り合う梁３４Ａ上には化粧垂木３５が渡し止められ、上部における隣り合う梁３４Ｂ上には垂木７が渡し止められ、該垂木７によって木舞２７が支持され、木舞２７の上面には前述した桧皮、杉皮３３等が積層されている。

そして、本実施形態では、化粧垂木３５の下縁部（軒先部）から屋根３１の上面にかけて防火・防炎ネット２が装着されている。

次に、前述した各実施形態において、防火・防炎ネット２として使用されるものについて説明する。

（防火・防炎ネットの実施形態１）
図５に示すように、防火・防炎ネット２は、金属繊維、ガラス繊維または天然繊維等からなる縦糸と横糸とで構成されたネット本体４１の表面に、火の粉や飛び火の熱によって発泡すると共に炭化して耐火断熱層を形成する熱発泡性塗料４２が塗布されたものであり、またその表面には更に必要に応じて耐候性塗料が塗布される（図示略）。

ネット本体４１の目幅は約４〜６ｍｍであり、熱発泡性塗料４２の塗布量は約６００〜８００ｇ／ｍ²である。この防火・防炎ネット２は、火の粉や飛び火によって加熱された場合、前記熱発泡性塗料４２が数十倍の体積に発泡すると共に炭化して耐火断熱層を形成する。そして、この際、屋根１・２１・３１の表面が密閉され、防火・防炎ネット２の内部へ火の粉や飛び火が進入することはなく、火の粉や飛び火は燃え尽きて自然消火される。

（防火・防炎ネットの実施形態２）

次に、防火・防炎ネット２の他の実施形態について説明すると、図６および図７に示すように、防火・防炎ネット２は、ネット基材５１と、ネット基材５１の一面に粘着された熱膨張性網状シート５２と、ネット基材５１の他面に接着された補強ネット５３とからなる三層構造である。

ネット基材５１は、金属繊維、ガラス繊維または天然繊維製の縦糸と横糸とからなる格子状であって、その目幅は１〜３ｍｍである。熱膨張性網状シート５２はパーライトや珪酸ナトリウム等の熱膨張性物質と炭化層形成剤と難燃ゴム等のバインダーとを混練して網状に成形したものである。補強ネット５３は太さ１〜３ｍｍの金属繊維、ガラス繊維または天然繊維を斜め方向に交差させた格子状としたものであり、目幅は４０〜１００ｍｍである。この防火・防炎ネット２は、屋根１・２１・３１に装着する場合、熱膨張性網状シート５２が表面側となるように装着するものである。この防火・防炎ネット２によれば、火の粉や飛び火は、先ずネット基材５１によって、茅葺等の屋根１・２１・３１への進入が阻止されると当該防火・防炎ネット２上をすべり落ちて地面に落下するか、防火・防炎ネット２上にとどまった場合でも熱膨張性網状シート５２が熱膨張すると共に炭化して耐火断熱層を形成するため、茅葺等の屋根１・２１・３１への延焼が確実に阻止される。この場合、火の粉や飛び火は自然消火されるか若しくは燃え尽きてしまう。

（防火・防炎ネットの実施形態３）

図８および図９は更に他の防火・防炎ネット２の実施形態を示しており、約５〜１０ｍｍの間隔があけられた二枚のネット基材６１・６２と、これらネット基材６１・６２間に配された補強ネット６３とを有する三重構造となされ、二枚のネット基材６１・６２間における補強ネット６３の網目内には熱発泡性物質６４が充填され、熱発泡性物質６４は各ネット基材６１・６２に粘着されている。

より詳細には、ネット基材６１・６２の構成は、上記実施形態２のネット基材５１と同様である。また補強ネット６３も上記実施形態２と同様、金属繊維、ガラス繊維または天然繊維を斜め方向に交差させた格子状のものであるが、本実施形態では、太さ１〜３ｍｍで、目幅が４０〜５０ｍｍとなされている。

本実施形態の防火・防炎ネット２によれば、火の粉や飛び火は、先ずネット基材６１・６２によって、茅葺等の屋根１・２１・３１への進入が阻止されると当該防火・防炎ネット２上をすべり落ちて地面に落下するか、防火・防炎ネット２上にとどまった場合でも熱膨張性物質６４が発泡すると共に炭化して二枚のネット基材６１・６２間に耐火断熱層を形成し、これが火の粉等を包み込むため、茅葺等の屋根１・２１・３１への延焼が確実に阻止される。そして、火の粉等は自然消火されるか或いは燃え尽きてしまう。

また、前記第２実施形態および第３実施形態に係る防火・防炎ネット２では、それらのネット基材５１・６１・６２における縦糸または横糸の少なくともいずれかに銅線を編み込むこともあり、この場合、銅線の酸化によって生成される緑青が屋根１・２１・３１表面に溶出してコケの発生を抑制すると共に、耐久性を向上させる。

更に、前記実施形態１〜３に係る防火・防炎ネット２について、紫外線を反射する成分や鉱物を含む塗料を塗布することで屋根１・２１・３１の耐久性を向上させることもある。これは紫外線が茅葺等の屋根１・２１・３１にあたって該屋根１・２１・３１が傷むことを有効に防止するためである。

本発明によれば、多大な手間やコストをかけることなく、茅葺や桧皮葺等の可燃性屋根において、確実な防火防炎が実現されるため、従来工法の文化財や民家は勿論、都市計画区域内における新築建物においても幅広い利用が期待できる。

実施形態１に係る屋根の構造図である。 実施形態２に係る屋根の構造図である。 固定具の正面図である。 実施形態３に係る屋根の構造図である。 実施形態１に係る防火防炎ネットの斜視図である。 実施形態２に係る防火防炎ネットの正面図である。 同実施形態に係る防火防炎ネットの断面図である。 実施形態３に係る防火防炎ネットの正面図である。 同実施形態に係る防火防炎ネットの断面図である。

符号の説明

１・２１・３１ 防火防炎屋根
２・１５ 防火防炎ネット
２３ 耐火ボード

Claims (4)

1. 茅、藁および桧皮等の可燃性材料で構成された屋根において、その外面全面に火の粉や飛び火の進入を阻止する防火防炎用ネットが装着されており、且つ防炎用ネットは熱発泡性物質を塗布したものである、防火防炎屋根。
2. 屋内側面における防火・防炎用ネットが屋内側面から所定間隔をあけて配されていることを特徴とする請求項１記載の防火防炎屋根。
3. 茅、藁および桧皮等の可燃性材料で構成された屋根において、屋根の屋内側面を除く他の外面に火の粉や飛び火の進入を阻止する防火防炎用ネットが装着されており、且つ防火防炎用ネットは熱発泡性物質を塗布したものである、防火防炎屋根。
4. 屋内側面に耐火ボードが配された、請求項３記載の防火防炎屋根。
   
   

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