S造は火災に弱い!?S造の耐火構造に大切な耐火被覆とは?

建物の構造にはさまざまな種類がありますが、できれば災害に強いものを選びたいですよね。

中でも、S造と呼ばれる柱や梁に鉄骨を用いた建物は、耐震性や耐久性、防火性に優れていることで注目されています。

しかし、本来鉄は熱に弱い素材です。

鉄が素材である鉄骨を防火性に優れた災害に強い建材にするには、S造ならではの耐火構造が関係しているのです。

今回は、S造を耐火構造に変える耐火被覆について見ていきましょう。

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S造とは?まずは建物構造の基本をおさえよう

まずは、建物の構造について見ていきましょう。

「S」「RC」「SRC」などは、建材の材質を表しています。

【S造(Steel)=鉄骨造】

S造とは、強度が求められる柱や梁に鉄骨を用いたものです。

鉄骨そのものが持つ粘り強いしなやかさが特徴なのですが、その反面、揺れが伝わりやすいということがあります。

鋼材の厚みによって、「重量鉄骨構造」と「軽量鉄骨構造」に分けられます。

コンクリートを使っていないため、軽量で超高層のマンションや体育館などの大きな建物を造るのに向いています。

【RC造(Reinforced Concrete)=鉄筋コンクリート造】

RC造とは、強度が求められる柱や梁に、鉄筋とコンクリートで造られた建材を用いたものです。

鉄筋は引っ張る力に強く、コンクリートは圧縮に強いので、お互いの良さを引き出し、より強固な構造になっています。

しかし、鉄筋もコンクリートも重いため、高層より中低層の建物に向いています。

また、木造やS造と比べ、コンクリートを用いる分、コストが高くなります。

【SRC造(Steel Reinforced Concrete)=鉄骨鉄筋コンクリート造】

SRC造とは、RC造に鉄骨を支柱としてもので、鉄骨の粘り強さとRC造の耐久性も持つ、より強固な構造です。

その性能の高さから、SRC造は高層の建築物に向いています。

【W造(Wood)=木造】

W造とは、建物の柱や梁などに木材を用いたもので、日本の建物構造のスタンダードと言えるでしょう。

一軒家やアパートなど、低層階に向いています。

次は、耐火構造についてご紹介します。

防火に重要な「耐火構造」について

建物の構造についてお話ししましたが、次に耐火構造についてご紹介していきます。

耐火構造と似たもので防火構造がありますが、このふたつには違いがあるので確認しておきましょう。

【耐火構造】

建物の主要構造部分、壁や柱、床などに耐火性能があり、建物自体の倒壊を防ぎ、周囲へ延焼させない構造を言います。

また、近隣で火災が発生したときにも、建物への延焼を防ぐことができるものです。

【防火構造】

外壁や軒裏(屋根が張り出した部分)に、防火性が高い建材を用いた構造を言います。

特に住宅密集地では近隣への延焼が起きやすいので、建物の外側に延焼を防ぐ材料を使うことで被害を防ぐことができます。

このように、耐火構造は延焼しにくいため、例え火災を起こしてしまっても、その部屋を塞ぐことができれば周りへの影響を最小限に抑えることができると言えます。

また、耐火構造として認められているのは、RC造、SRC造などの鉄骨とコンクリート、ブロック、レンガなどを組み合わせた構造です。

S造の場合は、火災の熱で鉄骨が柔らかくなってしまうので、述べた通り「耐火被覆」をする必要があります。

一方防火構造の場合、延焼はある程度防ぐことができますが、火災を起こしてしまったときには、倒壊などにより周りへの被害をの延焼を起こしやすいと言えるでしょう。

S造の耐火構造を高める「耐火被覆」

RC造やSRC造などは鉄を使っていますが、コンクリートで覆われているため、火災の熱から守られます。

しかし、S造の場合はコンクリートなどで覆われていないため、熱をそのまま受けてしまいます。

そこで、鉄骨に「耐火被覆」を行うことで、耐火構造に変えるのです。

耐火被覆とは、断熱性の高い素材で鉄骨を覆うことを言い、それを施すことで火災による倒壊も防止することができます。

耐火被覆で使われるのは、「ロックウール」という人造鉱物繊維です。

1956年ごろから「アスベスト」が耐火被覆素材として多く使われていましたが、発がん性があることが分かり、1975年に使用禁止となりました。

その後、アスベストに変わって使われたのが、ロックウールです。

ロックウールの特長は、約700度の熱にも耐え、その形状を維持することができる高い断熱性です。

鉄骨そのものには高い強度があるので、断熱性の高いロックウールで被覆すれば、延焼と建物の倒壊を防ぐことができるのです。

S造を耐火構造に変える!2種類の方法

それでは、S造をどのようにして耐火構造に変えるのか、ご紹介しましょう。

【吹き付け】

ロックウールを直接鉄骨に吹き付ける方法です。

この方法は、アスベストを使っていた頃から使われています。

被覆専用の機械を使って鉄骨に直接吹き付けるのですが、どんな形状のものでも、どんな細かい部分でも、継ぎ目なくしっかり被覆することができます。

吹き付けは事前準備がほとんどなく、現場での作業が主になります。

また、ロックウールは乾燥が早いので、工期を短縮させることができます。

【巻き付け】

規格に合わせて作られた、ロックウールの被覆材を鉄骨に巻き付けていく方法です。

被覆材は工場で生産されるので、厚さや密度などの品質基準をクリアしている、安定した製品を常に使うことができます。

鉄骨に固定するときも、吹き付けのように養生したり、乾燥させる必要がありません。

そのため、他の作業と並行して行うことができます。

このように、耐火素材のロックウールを吹き付けたり巻き付けたりすることで、熱に弱いS造を耐火構造に変えることができるのです。

耐火構造に求められる3つの基準

次に耐火構造の基準について見ていきましょう。

S造に限らず、建物の耐火構造は建築基準法の第107条で「技術的基準に適合する耐火性能を持つ構造」と定められていて、それを判断するために3つの基準が設けられています。

【非損傷性】

近隣で火災が起きた場合、一定時間損傷しない性能のことです。

火災による破損を少しでも防ぎ、倒壊から免れること、さらに修復することで再利用できるかが重要になります。

【遮熱性】

壁や床が火災で熱せられた場合、その熱を遮断し、壁や床の外側へ一定時間熱を伝えない性能のことです。

床が燃えてしまうと、床が崩落し、別の階にも延焼してしまいます。

また、壁が崩れてしまうと、延焼はもちろん、崩れたがれきで外部へ危害も与えてしまう可能性があるので、熱を遮断することが求められるのです。

【遮炎性】

室内で火災が起こった場合、壁や屋根が熱せられても、一定時間屋外へ火を出さない性能のことです。

壁や屋根が燃えてしまうと、火や火の粉が屋外へ出て延焼を招く恐れがあります。

建築基準法に基づいた耐火構造の基準

建築基準法によって、各階層の耐火時間の基準が決められているのでご紹介しましょう。

基本的に耐火時間については、建物の最上階から下に向かって階層を数えます。

それでは、建物の主要部分で強度が求めらる、柱や梁の耐火時間を見てみましょう。

・最上階から数えて4階以内の耐火時間:1時間

・最上階から数えて5~14階以内の耐火時間:2時間

・最上階から数えて15階より下の耐火時間:3時間

以上のような基準になります。

また、各部屋を仕切っている壁に関しては、どの階層か関係なく、耐火時間は1時間としています。

外壁に関しても、階層は関係なく、延焼の危険性がある部分の耐火時間は1時間とし、延焼の危険性がない部分の耐火時間は30分です。

熱に弱いS造であっても、きちんとした耐火構造がされ、上記のような基準を満たしていれば安心ですね。

S造は被覆をすることで耐火構造にすることができる

熱に弱いS造であっても、建築基準法に則り、耐火被覆することで耐火構造に変えることができます。

以前はアスベストを使っていた耐火被覆ですが、ロックウールを使うことで、安全性と耐火性を確保することができました。

2016年に起きた新潟県糸魚川市の30時間にも及ぶ火災を見れば、防火の重要性は明らかです。

このことから分かる通り、建物は防火性の優れたものを選ぶことが大切であると言えます。