2019 年度実施状況報告書

複層壁体における包括熱伝導率を用いた裏面温度予測とその実測

研究課題

研究課題/領域番号	19K23557
研究機関	近畿大学
研究代表者	吉谷公江近畿大学, 工学部, 助教 (40845674)
研究期間 (年度)	2019-08-30 – 2021-03-31
キーワード	防耐火性能 / 内部温度
研究実績の概要	防耐火試験は一度の試験において試験体が完全に破壊されることに加え、試験体の構成や試験時間によっては、試験体が燃焼している最中に脱炉することもあり、発熱・発煙による人体への危険性は極めて高い。そのため、数値解析による防耐火試験の代替は常に求められている。本研究では、数値計算上においても材料厚さの場所ごとに異なる熱の伝わりやすさ（包括熱伝導率）を用いて、複層壁体における遮熱性予測（裏面温度予測）の有用性を明らかにすることを目的とする。初年度となる2019年度は、試験体材料の購入及び小型加熱試験を実施した。小型加熱試験では、炉内温度及び裏面空気温度の他に、試験体内部の温度を複数点（加熱側表面、材料内部、材料境界、非加熱側表面（裏面））を測定し、包括熱伝導率の推定及び裏面温度予測に必要な温度データの収集を行った。試験体は、空気層を含む不燃材で構成された試験体、及び、可燃物を含む試験体とした。いずれも、加熱側に窯業系サイディングを用いることで、内部材料及び非加熱側材料の違いのみが生じるようにした。空気層を含む試験体では、内部温度の変化や材料厚さの異なる試験体との比較が可能となる温度履歴のデータ収集を行うことができた。また、可燃物を含む試験体においては、可燃物が試験体内部で燃焼するタイミング、焼失までの時間等を温度履歴として得ることができた。今後、可燃物の有無による試験体内部温度の差や合否判定基準となる裏面温度の差について検討し、裏面温度予測におけるパラメータの追加の必要性について検討していく。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由空気層を含む不燃材で構成された試験体及び可燃物を含む試験体において、小型加熱試験を行うことができた。また、温度データにおいても、必要となるものが収集でき、順調に進展しているといえる。
今後の研究の推進方策	2020年度では、試験体内部に空気層及び可燃物を含む試験体について加熱試験を実施していく。また、防耐火試験時には加熱面が脱落するものである場合もあるため、加熱側の材料が損傷・脱落する場合についても検討していきたい。これらの試験結果をもとに、試験体内部に空気層や可燃物が存在する場合の裏面温度予測の可能性を検討するため、試験体内部で生じる時系列変化について、包括熱伝導率の決定の根拠となるように詳細に考察を進めていく。
次年度使用額が生じた理由	本年度及び次年度の物品を本年度中に購入する計画であったが、本年度の試験結果に基づいて次年度の試験計画を見直す可能性があったため、共通で使用可能な物品についてのみ購入し、次年度のみで使用する計画だったものは次年度に繰り越して使用することとした。また、次年度の試験計画の打合せについても、コロナウィルスの影響により、打合せ先を訪問せずに実施できるものは訪問せず、実験実施時に改めて行うこととした。