火災加熱される木質構造部材の力学的性能予測の実験的研究‐火災後の継続使用に向けて

预测受火加热的木结构构件力学性能的实验研究——火灾后继续使用

• 批准号: 22K14373
• 负责人: 伯耆原 智世
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14373/
• 关键词: 木質構造; 火災; 含水率; スギ; カラマツ; 熱分解; 冷却後; 異方性; ３時間耐火; 耐火構造

耐火構造・準耐火構造による木質構造部材の開発に向けて、火災後の継続利用も視野に入れ、特に加熱終了後の燃え進みを予測するための木材の高温時の熱物性や力学的性能の把握を目的とした基礎研究である。【火災加熱を受ける木材の温度・含水率に対する樹種や加熱方向の影響】火災加熱を受ける木質部材の力学的性能への影響要因として水分移動が挙げられる。そこで、コーンカロリーメータを用いて、スギ・カラマツ小試験体を半径、接線、繊維方向で加熱して温度・含水率を測定し、樹種、加熱方向の違いが温度、含水率に及ぼす影響を把握した。100℃以下ではスギがカラマツより温度が上昇しやすく、その傾向は繊維方向加熱で顕著であることを確認できた。【木材の水分脱湿速度の測定と水分吸脱着現象のモデル化】火災加熱を受けた木質部材の強度低下要因の1つに内部水分の短時間の吸脱湿現象の影響が考えられ、熱水分移動の予測手法が提案されている。本研究では、複数の温湿度条件下でスギ薄片試験体の脱着速度を測定し、脱湿速度が温度の上昇に対して顕著に増加することを明らかにした。また、実験に基づき熱水分同時移動解析モデルの吸脱着速度及び吸脱着潜熱を改良した。【火災加熱を受ける木質構造部材内部における木材の熱分解時の熱収支のモデル化】木材は、200℃以上になると熱分解による不可逆的な力学的性能の低下が起こることがわかっているが、その熱収支については未だ解明されていない。本研究では火災加熱を受ける木質構造部材内部における木材の熱分解時の熱収支のモデル化を目的として、木材を構成する三種類の有機成分の熱分解量に応じた発熱量を加えて温度推移を算出し、熱分解時の発熱量の正負が温度推移に与える影響を把握した。

Fireproof construction, quasi fireproof construction に よ る lignin structure of material の open 発 に to け て, fire after の 継 続 using vision も に into れ, に heating の after the end of burning え into み を be す る た め の wood の や の thermal physical properties at high temperature mechanics performance の grasp を purpose と し た basic research で あ る. [fire heating を by け る wood の に temperature, moisture content す seaborne る tree や heating direction の effect 】 fire heating を by け る xylem of material mechanics performance へ の の influence by と し て moisture movement が 挙 げ ら れ る. そ こ で, コ ー ン カ ロ リ ー メ ー タ を with い て, ス ギ · カ ラ マ ツ small 験 を radius, wiring, heating 繊 d direction で し て を determination し temperature, moisture content, tree species, heating direction の violations い に が temperature, moisture content and ぼ す influences を master し た. Below 100 ℃ で は ス ギ が カ ラ マ ツ よ り temperature rising が し や す く, そ の tendency は 繊 d direction heating で 顕 the で あ る こ と を confirm で き た. 【 wood の moisture determination of dehydrated speed の と phenomenon of moisture absorption to take off the の モ デ ル change] fire heating を by け た xylem material の low intensity in の 1 つ に internal moisture の の moisture absorption phenomenon の short time influence が exam え ら の れ, hot water movement in measuring technique proposed が さ れ て い る. This study で は, plural の temperature and humidity conditions で ス ギ の chip test body off the speed を determination し, dehumidifying が temperature rising の に し seaborne て 顕 with に raised す る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, experimental に basis づ づ また simultaneous movement of hot water desorption モデ を the velocity of <s:1> absorption and desorption and the latent heat of び absorption and desorption を improvement of を た. 【 fire heating を by け る lignin structure of material internal に お け の る wood pyrolysis at の hot 収 の モ デ ル turn 】 wood は, above 200 ℃ に な る と pyrolysis に よ る irreversible な mechanics of low performance の が こ る こ と が わ か っ て い る が, そ の with hot 収 に つ い て は だ not interpret さ れ て い な い. This study で は fire heating を by け る lignin structure of material internal に お け の る wood pyrolysis at の hot 収 の モ デ ル change を purpose と し て, wood を す る amount of three kinds thermal decomposition of organic ingredients の の に 応 じ た 発 heat を plus え て work out し, thermal decomposition temperature goes on を の 発 heat の plus or minus が temperature goes on に and え る influences を master し た.

项目成果

火災加熱を受ける木材の温度・含水率に対する樹種・加熱方向の影響-木質構造部材内部を想定したスギ・カラマツ試験体による低輻射加熱実験による検討-

树种和加热方向对受火加热的木材的温度和含水量的影响 - 通过假设木结构构件内部的雪松和落叶松标本的低辐射加热实验进行研究 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木聡馬;木村熙克;長谷見雄二;伯耆原智世;鈴木達朗;高瀬椋
• 通讯作者: 高瀬椋

火災加熱を受ける木質構造部材内部における木材の熱分解時の熱収支のモデル化に向けた検討

受火加热的木结构构件内木材热分解过程中热平衡模型的研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 關根勝人;伯耆原智世;長谷見雄二;上川大輔;高瀬椋
• 通讯作者: 高瀬椋

木材の火災加熱時の温度・含水率変化に対する樹種・加熱方向および接着層の影響-木質構造部材内部を想定したカラマツ・スギ試験体による低輻射加熱実験による検討-

木材种类、加热方向和粘合层对木材火加热过程中温度和含水量变化的影响 - 通过使用落叶松和雪松标本模拟木结构构件内部的低辐射加热实验进行研究 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 昼間愛瑠;鈴木聡馬;木村熙克;長谷見雄二;伯耆原智世;鈴木達朗;高瀬椋;上川大輔
• 通讯作者: 上川大輔

木材の脱湿速度の測定と火災時木材内部の熱水分同時移動への吸脱着現象の影響の検討

测量木材的除湿率并检查火灾期间吸附/解吸现象对木材内部热量和水分同时移动的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 木村熙克;鈴木達朗;伯耆原智世;長谷見雄二;高瀬椋
• 通讯作者: 高瀬椋