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ツーバイフォー住宅は火に強い【燃えても強度が低下しにくい】

木は火に弱い、とお考えではありませんか?

確かに木材は燃えやすい性質をもっています。しかし、木は酸素の供給がなければ燃えることができません。ある程度の太さや厚さがある(つまり断面が大きい)木材は、いったん燃えても表面に炭化層をつくるだけ。この黒い炭化層は熱を伝えにくく、炭化層によって燃え方が遅くなることによって、火の内部への進行が妨げられ、強度が低下しにくいという性質をもっています。

700~950℃にまで達するといわれる現実の火災においても、実大火災実験の結果などから、これは事実として確認されています。

これに対して、鉄やアルミは燃えませんが熱に対して弱点を持っています。同一条件に設定した木、鉄、アルミの建材に熱を加えていくと、アルミは400℃になると強度が80%ダウン、鉄は550℃を超えると50%ダウン。木は550℃で5%ダウン、700℃になっても23%しか強度が落ちません。

燃えるとか燃えないとかいうよりも、建築材料として素材を選ぶときに、その素材と熱の関係を無視することはできません。我々は薪ストーブで薪を燃やしたり、キャンプファイヤーで炎を楽しんだりしているので、木が燃えることはよく知っています。しかし、熱という観点からみると、木は意外と強い素材なのです。

この性質と火災のメカニズムを科学的に考察することで火災に強い建物にすることが可能になります。

木材と鉄骨の耐火性比較実験

常温での強度が同一の木材と鉄骨を使った実験です。木材は構造材として使われる通常のツーバイテン材2枚重ね(76×235mm)。鉄骨はリップみぞ形鋼(150×75×20mm、厚さ3.2mm)。それぞれに500kgの荷重をかけ、約1,000℃まで加熱しています。
ツーバイフォー構造部材は、加熱5分経過してもほとんど変形はありません。同じ加熱時間で鉄骨部材の場合は、変形が始まりました。
 

(写真提供:三井ホーム株式会社)

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