防火・耐火等級基準は鉄骨構造建築物にどのように適用されますか？

鉄骨構造建築物にとって防火が重要な理由

鋼材は、その強度、組立の速さ、適応性から、世界で最も広く使用されている建設材料の一つです。しかし、すべてのプロジェクトオーナーと調達マネージャーが理解しなければならない重要な事実があります。 構造用鋼材は550℃で耐荷重性の約50%を失います — これは、一般的な建物火災が最初の5分から10分以内に到達し得る温度です。適切な防火対策がなければ、 鉄骨構造建築 は、ほとんどの人が予想するよりもはるかに早く progressive collapse（進行性崩壊）を起こす可能性があります。

このため、火災安全性はオプションの追加ではなく、世界中の主要な建築基準に組み込まれた必須の工学的要件です。製造用の プレハブ鉄骨建築 、物流用の 鉄骨倉庫 、重工業用の多スパン 鉄骨工場 を計画している場合でも、耐火等級基準を理解することで、適切な材料を特定し、検査に合格し、投資と内部の人々の両方を保護することができます。

中国福建省アモイに拠点を置くJidian Construction Materials Co., Ltd.は、中国の国家鉄骨構造基準および仕様の策定と審査に参加してきました。年間36万トンの鉄骨構造生産能力と、50か国以上での2,000件以上の完工実績を有し、設計、製造、建設のあらゆる段階に防火工学を統合しています。この記事では、次の注文を行う前に知っておくべき主要な耐火等級基準、保護方法、およびコンプライアンスに関する考慮事項を詳しく説明します。

耐火等級を理解する：数値は何を意味するのか？

耐火等級（多くの場合、時間で表されます）は、標準的な火災条件下で構造要素が耐荷重性、一体性、および断熱性を維持できる時間を測定します。最も一般的に参照される基準は次のとおりです。

• GB 50016 （中国）：建築物の防火設計規範であり、建物の耐火性をI級からIV級の4つのレベルに分類し、I級が最高の保護を提供します。
• EN 13501 （欧州）：建設製品を火災反応（A1～F）と耐火性（R、E、I評価、R30、R60、R90、R120などの時間帯）によって分類します。
• ASTM E119 （米国）：構造アセンブリに時間定格（1時間、2時間、3時間、4時間）を割り当てる標準火災試験方法。
• ISO 834 （国際）：多くの国が自国の国家基準の基礎として採用している標準耐火試験。

典型的な 工業用建物の場合、必要な耐火等級は、建物の用途区分、高さ、床面積、および危険物の存在によって異なります。たとえば、非危険な作業を行う平屋の鉄骨工場では、主要構造部材に1時間の等級のみが必要な場合がありますが、可燃性物品を保管する多階建ての倉庫では、柱と梁に2時間または3時間の保護が必要になる場合があります。

鉄骨構造の主要な防火方法

構造用鋼材を火災から保護するには主に3つの方法があり、それぞれコスト、性能、および適用特性が異なります。

1. 膨張性コーティング

膨張性塗料は、高温にさらされると膨張し、鋼材基材への熱伝達を遅らせる厚い断熱性の炭化層を形成します。これらのコーティングは、美観が重要視される場所やスペースが限られている場所で広く使用されています。目標とする等級に応じて、標準的な乾燥膜厚は1 mm～5 mmで、30分から120分までの耐火時間を達成できます。露出した建築用鋼材を備えた プレハブ鉄骨建築 の場合、膨張性コーティングは、清潔で視覚的に許容できるソリューションを提供します。

2. ボードおよびブランケットシステム

耐火ボード（ケイ酸カルシウムボードや石膏ボードなど）とミネラルウールブランケットが鋼材部材を包み込み、熱に対する物理的バリアを形成します。ボードシステムは耐久性があり、衝撃や摩耗を受けやすい領域に適しています。これらは一般的に、フォークリフトや機械がより柔らかいコーティングを損傷する可能性がある 鉄骨倉庫 環境で指定されます。典型的なボード囲いでは、層の数とボードの厚さに応じて、1〜4時間の耐火等級を達成できます。

3. 吹付け耐火材料（SFRM）

SFRM（セメント系吹付け材やミネラルファイバー吹付け材を含む）は、大型鋼材部材で高い耐火等級を達成するための最も費用対効果の高い方法です。産業施設、発電所、大スパン構造物で広く適用されています。必要な厚さは、鋼材の断面係数（Hp/A比）、目標等級、および特定製品の試験済み性能によって異なります。たとえば、Jidianの門型フレーム工業用鉄骨工場では、 2時間以上の耐火性を備えたロックウールパネルを使用し、囲いと防火を単一のシステムに組み合わせています。

プロジェクトに適した耐火等級を決定する方法

適切な耐火等級の選択は、画一的な決定ではありません。要件に影響を与えるいくつかの要因があります。

• 建物の用途と機能： 発電所、化学薬品貯蔵施設、航空機格納庫は、標準的な流通倉庫よりもはるかに高い火災リスクを伴います。それぞれの用途タイプによって、異なるコード要件が発生します。
• 建物の高さと面積： 高層で大規模な建物は、一般的に、安全な避難と消防活動へのアクセスを可能にするために、主要構造要素に対してより高い耐火等級が必要です。
• 現地のコード管轄： プロジェクトサイトの国または地域の建築基準が最低要件を規定します。中東のプロジェクトはCivil Defenseコードに従う場合があり、EUのプロジェクトはEN基準に準拠する必要があり、米国のプロジェクトはIBCおよびASTMに準拠します。
• 保険要件： 現地のコードがベースラインを設定している場合でも、保険引受会社はリスクプレミアムを削減するために、より厳格な防火を義務付ける場合があります。設計段階の早い段階で必ず保険会社に確認してください。
• オーナー仕様： 一部のプロジェクトオーナーは、安全性を強化し、高価値の内容物を保護し、または規制変更に備えて施設を将来にわたって保護するために、コードの最低基準を上回る耐火等級を指定します。

天井クレーンと重機を収容する 鉄骨工場 の場合、防火設計は、時間の経過に伴うコーティングおよびボードシステムに対するクレーン誘起振動の構造的影響も考慮する必要があります。10〜50トンの橋形クレーン用に設計されたJidianのクレーン対応鉄骨工場は、GB 50017およびISO 10721に準拠した疲労定格溶接を組み込んでおり、防火システムも構造の耐用年数に一致するように同等に耐久性がなければなりません。

鉄骨建築プロジェクトにおける一般的な防火ミス

東南アジア、アフリカ、中東、ラテンアメリカで鉄骨構造を納入してきた経験から、火災安全性を損なういくつかの繰り返し発生するミスを目にしてきました。

• 防火を後回しにする： 防火は、製作後に追加するのではなく、構造設計段階で指定する必要があります。コーティングやボードを後付けすると、接合部の詳細、クリアランス、仕上げスケジュールと競合する可能性があります。
• 断面係数を過小評価する： より薄い鋼材断面はHp/A比が高く、加熱が速いため、より厚い保護が必要です。断面サイズに関係なく、すべての部材に同じコーティング厚さを使用することは、一般的なエラーです。
• トップコートの互換性を無視する： 一部の膨張性コーティングは、耐候性のために互換性のあるトップコートを必要とします。間違ったトップコートを使用すると、コーティングの膨張挙動が損なわれる可能性があります。
• 表面処理の不備： 耐火コーティングには、適切な表面処理（通常はSa 2.5ブラスト）と認定プライマーが必要です。表面処理が不十分だと、数年以内に層間剥離が発生し、防火性が失われます。
• メンテナンス検査の怠り： 防火システムは時間の経過とともに劣化します。損傷した領域の定期的な検査と修理がなければ、実際の耐火等級は、建物の耐用年数が終了するずっと前に設計レベルを下回る可能性があります。

防火とプレハブ鉄骨建築設計：統合されたアプローチ

の利点は、その精密工学と管理された工場環境にあります。防火は、別のサイト活動として扱うのではなく、製作プロセスに統合することができ、また統合すべきです。Jidianでは、ISO 15614溶接資格に従って製作を行い、主要溶接部の100%超音波検査により±2 mmの製作公差を達成しています。このレベルの精度は、防火にとって重要です。なぜなら、 プレハブ鉄骨建築 一貫した部材寸法により、均一なコーティング厚さと予測可能な耐火性能が保証されます。

• 事前設計された接合部の詳細は、現場での変更なしに必要な防火クリアランスに対応します。
• 工場で適用されたプライマーとベースコートは、その後の現場で適用される耐火コーティングのための制御された表面を提供します。
• ロックウールパネルなどの囲いシステムは、断熱と耐火の二重の機能を果たし、設置時間と総プロジェクトコストを削減します。
• この統合されたアプローチは、スケジュールの短縮が重要である

この統合的なアプローチは、特に以下の場合に有用です。 工業用建物 にとって特に価値があります。構造用鋼材の製作と事前設計された耐火囲いシステムを組み合わせることで、Jidianは最大36メートルのクリアスパンと25〜30日の建設計画を持つ門型フレーム工場を納入してきました。これらはすべて、2時間以上の耐火要件を満たしています。

国際的なコンプライアンス：複数の基準をナビゲートする

国際的に鉄骨構造を調達するB2Bバイヤーにとって、防火コンプライアンスは複雑になる可能性があります。単一のプロジェクトで、仕向国の建築基準、保険引受会社の要件、および製造業者の品質システムを満たす必要がある場合があります。主な考慮事項は次のとおりです。

• 文書化： すべての耐火材料について、認定試験所からの耐火試験報告書を要求してください。Jidianの製品はISO 9001、CE、SGS、BV認証を取得しており、すべてのプロジェクトに完全な材料トレーサビリティを提供しています。
• コードマッピング： ASTM E119に基づく2時間の等級は、EN 13501に基づくR120分類と自動的に同等ではありません。サプライヤーのエンジニアリングチームと協力して、要件を正確にマッピングしてください。
• 現場検査： 多くの管轄区域では、適用された防火の第三者検査が必要です。サプライヤーが地元の検査当局と調整できるか、または国際的な第三者検証を手配できるかを確認してください。
• メンテナンスマニュアル： 完全な防火引き渡しには、メンテナンス手順、損傷領域の修理手順、および長期的なコンプライアンスを確保するための検査間隔を含める必要があります。

よくある質問

私の鉄骨倉庫にはどの耐火等級が必要ですか？

建物の用途、高さ、床面積、および現地のコードによって異なります。平屋の 鉄骨倉庫 で不燃性の物品を保管する場合、主要構造部材には通常1〜2時間の等級が必要です。高積みの可燃性保管がある倉庫では、2〜3時間の等級が必要になる場合があります。必ず地元の建築当局と防火エンジニアに確認してください。

耐火処理は出荷前に工場で適用できますか？

プライマーやベースコートなどの一部のシステムは、工場で適用できます。ただし、ほとんどの膨張性コーティングとSFRMは、輸送中およびボルト締め中の損傷を避けるために、建て方後に現場で適用されます。ボードシステムは通常、鉄骨フレームが完成した後に設置されます。設計段階でサプライヤーと順序について話し合ってください。

防火はプレハブ鉄骨建築のコストにどのように影響しますか？

防火は通常、方法と目標等級に応じて、構造用鋼材のコストに5〜15%追加されます。膨張性コーティングは一般的に1平方メートルあたり最も高価であり、SFRMは高い等級にとって最も経済的です。ロックウールパネル囲いは、別の断熱材とクラッディングシステムを置き換えることでコストを相殺できます。

Jidianはパッケージの一部として防火設計を提供していますか？

はい。中国の国家鉄骨構造基準の策定に参加した企業として、Jidianは最初から構造設計に防火工学を統合しています。耐火設計を含む建築許可のための構造計算を提供し、文書化された2時間以上の耐火性を備えたロックウールパネルなどの耐火囲いシステムを供給します。

結論：初日から鉄骨構造に火災安全性を組み込む

防火は最終段階のタスクではありません。構造設計、製作、建設と並行して実行される中核的な工学分野です。関連する耐火等級基準を理解し、適切な保護方法を選択し、あらゆる段階で火災安全性を統合するサプライヤーと協力することで、 鉄骨構造建築 がコードに適合し、検査に合格し、最も重要なときに強固であることを確認できます。

Jidian Construction Materials Co., Ltd.では、数十年にわたる鉄骨構造の専門知識、国家基準への参加、および年間36万トンの生産能力をすべてのプロジェクトに提供しています。耐火性の 鉄骨工場、大スパンの 鉄骨倉庫、またはカスタムの 工業用建物 ソリューションが必要な場合でも、当社のエンジニアリングチームは、仕様から引き渡しまで防火要件をナビゲートするお手伝いをいたします。

次の鉄骨構造プロジェクトの防火について話し合う準備はできましたか？ 完全な耐火文書と構造計算を備えたカスタマイズされた提案については、Jidian Construction Materials Co., Ltd.にお問い合わせください。