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fire resistance design of timber elemens based on self-fire stopping mechamism

基于自防火机制的木构件防火设计

基本信息

批准号：
21H01490
负责人：
原田和典
金额：
$ 7.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、カラマツ集成材で製作した壁試験体を用いた耐火試験を行い、加熱時間およびその後の放冷時間を種々の値に変えて、表面に形成される炭化層厚さおよび脱落形状の測定と、そのモデル化を進めた。木材が火災加熱を受けると、表面に炭化層が形成される。炭化層が厚くなるとその断熱効果により内部への熱伝達を抑制し、内部の劣化を遅延できる。そのため炭化層を厚く保持できる樹種は耐火性に優れている。加熱中だけでなく、加熱後の放冷時にも炭化層がしっかりと保持されており、内部への赤熱の侵入がなければ、自ら燃え止まる耐火性も有すると考えられる。これらのことを定量化するため、炭化層を保持できる最大厚さを測定した。耐火試験炉において厚さ150mmのカラマツ集成材の壁試験体を加熱して表面に炭化層を形成させた。加熱および放冷後には即座に消火し、残存した炭化層の形状を非接触のレーザー変位計で測定した。その結果、炭化層の表面形状のデータを詳細に得る事ができ、炭化層の厚さに加えて、炭化層が脱落する際の典型的な厚さと幅について定量化を行った。これらのデータから、加熱中および放冷中の炭化層の安定性をモデル化し、炭化層の残存形状を燃え止まり予測の数値解析プログラムに実装し、炭化層の安定性の効果を定量的に検討することが可能となる。これまでの燃え止まり予測プログラムにおいては、炭化層の成長と収縮による亀裂発生を単純化した経験的モデルを用いてきたが、脱落は考慮できていなかった。本年度の実験成果に基づき、加熱時間による炭化層厚さの増加に伴う表層部の部分的脱落を考慮した数値解析を行うためのデータを揃えることができた。

This year, the production of laminated materials, the use of fire resistance test, heating time, cooling time, the formation of carbonized layer thickness, the determination of exfoliation shape, and the development of laminated materials. Wood is heated by fire and carbonized on the surface. Carbonized layer thickness, thermal insulation effect, internal heat transfer inhibition, internal degradation delay. The carbonized layer is thick and the fire resistance of the tree species is excellent. During heating, during cooling after heating, the carbonized layer is kept, the internal heat is invaded, and the fire resistance is stopped. The maximum thickness of the carbonized layer was measured. A carbonized layer is formed on the surface of the glulam by heating the glulam in a furnace with a thickness of 150 mm. After heating and cooling, the shape of the remaining carbonized layer is measured by non-contact and position measurement. The results show that the surface shape of the carbonized layer can be obtained in detail, the thickness of the carbonized layer can be increased, and the typical thickness and amplitude of the carbonized layer can be quantified. The stability of the carbonized layer during heating and cooling is analyzed quantitatively, the residual shape of the carbonized layer is predicted, and the stability of the carbonized layer is quantitatively discussed. This is the first time that the carbon layer has grown and shrunk, and the first time that the carbon layer has grown and shrunk, it has been purified and used. This year's achievements include: base layer, heating time, increase of carbonized layer thickness, and number analysis of surface layer thickness.

项目成果

期刊论文数量（38）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

火災加熱を受ける木質部材の燃焼速度と給気量の関係に関する研究　その２　実験結果

受火加热的木质构件燃烧速率与送风量关系的研究第2部分实验结果

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
角田柊斗;藤谷淳史;田坂彰基;佐々木伸子;下倉玲子;柳澤要;武藤祐太，李時桓，倉渕隆，金政一，黄載雄;石坂隼人・鳥海吉弘・李時桓・堤あかね・倉渕隆・大浦豊;難波和佳子,山中俊夫,崔ナレ,小林知広,小林典彰,鹿野奈々;鎌田浩輔・岡井有佳;孫安陽，牧野翔馬，原田和典，仁井大策
通讯作者：
孫安陽，牧野翔馬，原田和典，仁井大策

耐火試験における放冷時の炉内温度解析方法

耐火试验冷却时炉温分析方法