熱膨張性ケーブルシール：膨張だけでは耐火等級にならない理由

熱膨張性ケーブルシールは、熱を受けると膨張し、貫通部を通るケーブルの状態が変化する際に、その貫通部を塞ぐのに役立ちます。私はこれを完全な防火区画貫通部システムの一部として選定します。区画材、開口部、ケーブル、シール材、支持部は一体として機能する必要があります。耐火等級は、試験または評価を受けたその構成に対するものです。適切なシステムを選ぶには、実際の壁または床の貫通部について、システムで認められた形状と施工詳細を照合してください。

要点

• 材料が想定された配置で保持されている場合、膨張と保護炭化層によって空間を塞ぎ、熱移動を遅らせることができます。
• 区画材、ケーブルの種類、開口部、局所的なすき間、シール材の深さ、保持方法を選定システムに合わせてください。
• 材料の燃焼性、環境シール性、貫通部の耐火性能、電気回路の運転継続を別々の要求事項として確認してください。
• ケーブル経路が変わる可能性を踏まえ、システムを選ぶ前にケーブルの追加・撤去に認められた方法を計画してください。

ケーブル貫通部全体を把握する

防火区画貫通部システムとは、防火区画を貫通する箇所を保護するための構成です。支持構造となる壁または床、開口部、貫通物、指定されたシール部材が含まれます。施工詳細によっては、スリーブ、フレーム、裏当て材、充填材、保持部材も必要になる場合があります。材料を選ぶ前に、区画材の一方の面から反対側の面までの断面をスケッチします。これにより、隠れる深さや支持部を設計レビューで確認できます。

筐体壁に取り付けるケーブルグランドと建物の貫通部は、ケーブル経路上で異なる役割を担います。ケーブルグランドは筐体でケーブルを把持し、シールできます。建物の防火区画貫通部は、壁または床で必要な防火区画を維持します。両方がある場合は、それぞれに適切な構成が必要です。耐火システム向けケーブルグランドガイドでは、非常用電気システムにおけるケーブルグランドの役割の一つを説明しています。

区画材の種類と厚さ、開口寸法、ケーブル一覧表、必要な耐火性能から確認を始めてください。次に、その条件に合う適用範囲内の構成を持つシステムを探します。この順序で、貫通部の背面にアクセスできるか、スリーブがすでに埋設されているか、ケーブル支持部がシールを正しく施工するのに十分な空間を残すかといった実務上の制約も明らかになります。

熱膨張性ケーブルシールが変化する開口部を塞ぐ仕組み

熱膨張とは、加熱による材料体積の増加です。多くの防火配合材は膨張して保護炭化層を形成します。NISTの耐火保護に関する熱膨張材研究で説明されているように、この炭化層は物理的および熱的な保護を提供することがあります。2002年の研究では航空機の防火隔壁などの用途も扱われており、その基礎的な機構は、膨張材が貫通部周囲に有用となり得る理由を理解する助けになります。

ケーブル被覆材などの可燃性部材は、曝露中に軟化したり、形状が変化したり、消失したりすることがあります。その周囲に置かれた材料は、新たに生じる空間へ膨張します。UL Solutionsの防火区画貫通部・目地施工ガイドでは、空隙を埋める作用や、製品によって膨張力と膨張量が異なることが説明されています。また、熱膨張材を含む装置で固定が重要となる理由も解説されています。

材料の熱応答を、塞ぐ必要がある開口部と照らし合わせます。材料の位置と量、膨張できる方向、所定位置に保持する方法は、実務上の選定条件です。自由膨張率が大きくても、これらの界面条件について得られる情報は限られます。重要なのは、指定された構成が、ケーブルによって空間が生じる箇所へ熱応答を導き、そこに保持できるかどうかです。

図の緑色の材料はケーブルの周囲から始まり、ケーブルの断面形状が小さくなるにつれて開口部のより広い範囲を占めます。周囲の区画材と材料の保持位置は、目に見える膨張と同じくらい重要です。この配置を再現するには、選定システムで指定されたシール材の深さ、充填材、固定詳細を使用してください。作動温度と膨張データは個別の配合および試験条件に基づきます。施工寸法はシステム詳細に従ってください。

データシートで要求事項を区別する

材料の難燃性は、特定の火炎試験における試験片の挙動を示します。貫通部の耐火性能は、火災試験における区画開口部とシールシステムの性能を示します。熱膨張性部材は、通常の使用時に天候や漏えいに対するシールとしても機能する場合があります。一つの施工でこれらすべてが必要になることがあるため、データシートを比較する前に要求事項を一つずつ特定します。

ULによるUL 94の制限に関する説明では、小規模なプラスチック試験と建築物の耐火要件が区別されています。V-0分類は試験対象のプラスチック試験片を示すものであり、貫通部には独自の防火区画試験結果が必要です。機器仕様でポリマーの燃焼性分類も指定されている場合は、UL 94の材料選定ガイドを使用してください。

湿潤環境では、防火性能だけでなく、施工前にシール材が想定される曝露に適しているか確認してください。硬化または圧縮された環境シールは、膨張した炭化層とは異なる条件で機能します。ケーブルグランドが引込部に含まれる場合は、その壁継ぎ目のシール構造も貫通部システムと併せて確認してください。これにより、どの継ぎ目がそれぞれの漏えい経路を制御するか特定できます。

要求される性能について火災試験結果を読む

ISO 10295-1:2026は、2026年6月に公表され、防火区画要素における貫通シールシステムを対象としています。その適用範囲では、影響を受ける区画材とシールの遮炎性および遮熱性を評価し、貫通設備に対する所定の確認も行います。附属書Aには任意の水漏えいおよび空気漏えい試験が含まれます。

遮炎性は、試験基準に基づいて防火区画機能を維持することに関係します。遮熱性は、基準に沿って熱の伝達を抑えることに関係します。実際の観察事項、限度、結果について試験報告書を確認してください。次に、報告書に記載された試験方法と版を、プロジェクトで要求される方法および版と比較します。概要に示される耐火時間は、要求性能、試験時の曝露、対象となった構成と併せて初めて参考になります。

例えば、目に見えるすき間を塞ぐことは、防火区画の課題の一部にしか対応しません。シールと貫通設備は、熱が非曝露側へ伝わる経路にもなります。ケーブルの熱応答は周囲の炭化層と異なることがあり、金属スリーブは区画材を通る別の熱経路を加えます。このため、ISOの適用範囲では、シールだけでなく貫通設備の遮熱性能も含まれます。詳細を受け入れる前に、要求される性能ごとに該当結果を読みます。二つのシステムを比較するときは、まず区画材と貫通設備の構成を合わせ、その後で報告された基準を比較してください。目に見える膨張が大きくても、こうした熱経路がどのように作用したかは分かりません。また、炎を封じ込めた結果だけでは、反対側の温度応答を示せません。

まずシステム識別情報と図面の改訂版を確認し、次に区画材と貫通設備の詳細を確認します。その後、申告されている耐火性能と、別途必要な漏えいに関する評価結果を調べます。こうすることで、施工内容に即して確認でき、要求性能の不足も見つけやすくなります。例えば、防火区画性能と空気漏えい性能の両方が要求される場合は、該当する構成について両方の評価結果が必要です。

電気回路の機能維持も別の要件です。貫通部が区画機能を維持しても、その中のケーブルは電気的機能を失うことがあります。回路を運転し続ける必要がある場合は、接続部と支持部を含め、指定されたケーブルシステムの耐火時機能維持方法および施工を使用してください。重要回路向けケーブルグランドガイドでは、この機能に基づく選定手順を説明しています。

すき間、深さ、保持方法をシステムに合わせる

開口部にアクセスできるうちに、施工状態をシステム断面図と照合します。見える面のシールは照合項目の一つにすぎません。隠れた裏当て材、深さ、保持方法によって、意図した構成が実現しているかどうかが決まることがあります。

ULによる設置済み防火システムの変更に関する説明では、開口寸法、ケーブルのサイズまたは本数、環状すき間、角度、下地の変更が、試験済み設計と異なる施工につながる理由として示されています。これらの寸法は早い段階で確認してください。構成がシステムの許容範囲外なら、適切な試験済み構造を選ぶか、設計者、システムメーカー、承認機関を通じてプロジェクトで要求される技術評価を受けてください。評価では実際の変更内容を扱う必要があります。

形状を選ぶ前に施工アクセスを確認する

既設のケーブル経路では、シール形状を決める前にアクセスを確認します。開口部内に配置する裏当て層には、設置と点検に十分な空間が必要です。表面取付け型の装置には、指定された固定面積と締結具にアクセスする空間が必要です。スリーブまたはモジュラーフレームには、区画材内で許可された位置と、指定されたインサートまたは閉鎖部品が必要です。ULの適用ガイドでは、こうした装置形状と指定構造が説明されています。提案する形状をその施工詳細に合わせたうえで、ケーブルトレイ、筐体、近くの貫通設備が必要な作業空間を確保できるか確認してください。障害物のために必要な深さや固定が確保できない場合は、シール施工前に配置を見直します。目に見えるビードを小さくしたり、アクセスできない固定具を省略したりしても、アクセスの問題は解決せず、構造自体が変わります。

開口面積だけでなく局所すき間を確認する

環状すき間とは、貫通物とその周囲の開口部との間の隙間です。円形開口部の中心に円形ケーブルを配置した場合、半径方向のすき間は両者の直径差の半分です。ケーブルを偏心させると、両側のすき間は異なります。開口面積の合計は変わりませんが、最小すき間と最大すき間は変化します。システム詳細で局所すき間の限度や特定のケーブル位置が指定されている場合、この差が重要です。

明示的に仮定した直径40 mmの円形開口部に、直径20 mmの丸形ケーブルを1本通す例を考えます。中央に配置すると、半径方向のすき間は10 mmです。ケーブル中心を横に8 mm移動すると、近い側はわずか2 mm、遠い側は18 mmになります。ケーブルと開口部の面積自体は変わりません。この比較だけを目的とした仮定として、選定した詳細が局所すき間を5–15 mmで許容するとします。中央配置はその幾何条件を満たしますが、偏心配置は両方の限度を外れます。ここに示す寸法とすき間限度はいずれも、形状比較のための仮定です。シール位置を決める前に、狭い側と広い側を測定します。実際の施工では、実際に許容されるすき間とケーブル位置を使用してください。位置を変える場合も、選定システムのケーブル支持、曲げ、およびその他の詳細を維持する必要があります。

仮定した例は、$g_0=(D-d)/2$ と表せます。また、$g_{\min}=g_0-e$、$g_{\max}=g_0+e$ です。ここで、$D$は開口径、$d$はケーブル径、$e$は中心の偏心量で、いずれも同じ単位です。これらの幾何関係は、記載された円形形状でケーブルが開口部内に完全に収まる場合に適用されます。これらはすき間を表すものであり、耐火性能を示すものではありません。

今後のケーブル変更も選定に含める

頻繁に変更される経路では、再開放・再アクセスの方法が定められたシステムが役立ちます。選定前に、ケーブルの追加・撤去方法、予備のケーブル用位置を閉鎖する方法、作業後に交換が必要な部品を確認してください。ケーブルを追加すると、局所的なすき間、許容充填率、支持状態が変わることがあります。ケーブルを撤去すると開口部が残るため、指定された方法で閉鎖する必要があります。

貫通部の位置と設置済みケーブル一覧表に、システム識別情報と改訂版数を紐付けて保管します。部品の識別情報と必要な点検を記録してください。層が隠れる前に撮影した写真は、後から施工する人が裏当て材、固定具、支持位置を確認する助けになります。写真を寸法および点検記録と組み合わせ、仕上がった面から推測するのではなく、今後の作業で元の構成を再現できるようにしてください。

承認された変更後は、指定されたシールと支持部を元に戻し、影響を受けた構造を点検してケーブル一覧を更新します。熱影響を受けた、膨張した、損傷した、または欠落した部品は、システムの指示に従って評価し交換してください。膨張した部品は変質した材料として扱います。冷却しても元の施工詳細には戻りません。

まとめ

私は、貫通部全体にわたる熱応答を確認して熱膨張性ケーブルシールを選定します。材料は空間が生じる箇所で膨張し、支持された状態を保ち、実際の区画材とケーブルに対して要求性能を発揮する必要があります。局所すき間、深さ、保持方法によって、この機構が施工可能なシステムの一部となります。

意図する防火性能に対して文書化された構成を選び、通常使用時のシール要件を確認し、ケーブル変更時も施工詳細を維持してください。火災中に回路の運転継続が必要な場合は、その別個のケーブルシステム要件を設計に含めてください。

よくある質問

すべての熱膨張性シール材は同じ温度で作動しますか？

作動のしかたは配合と試験条件によって異なります。選定した材料の熱応答データを使用し、設置にはシステムの指示に従ってください。要求される防火性能だけでなく、許容される使用環境にも合わせてください。

一般的なケーブルグランドに熱膨張性テープを追加すると、耐火性能を持たせられますか？

その構成にケーブルグランドと熱膨張性材料を明確に含む防火区画貫通部またはケーブル引込構成を使用してください。追加のテープは納まりや保持状態を変えるため、加える前に選定した構成全体を確認してください。耐火等級は評価対象のシステムと条件に対するものです。

防火区画貫通部の耐火等級があれば、火災中もケーブルが動作し続けることを示せますか？

貫通部の耐火等級は、火災試験時の区画開口部に関するものです。電気的な運転継続には、指定されたケーブルまたはケーブルシステムの耐火時性能が必要です。設計で防火区画と運転継続が必要な重要回路の両方を求める場合は、双方を含めてください。

既設の熱膨張性シール材を通して予備ケーブルを追加できますか？

システムで認められた再開放・再アクセスの方法を使用してください。変更後のケーブル寸法、本数、すき間、充填率、支持状態を確認し、シールを復旧して点検してください。提案する構成がシステムの適用範囲を超える場合は、変更を完了する前に設計を見直すか、必要な技術評価を受けてください。

出典と技術資料

• NIST — 低コスト防火のための熱膨張性「瞬時防火壁」、参照日：2026-10-28
• UL Solutions — 防火区画貫通部・目地施工ガイド、参照日：2026-10-28
• UL — UL 94の認証と制限を理解する、参照日：2026-10-28
• EVS — ISO 10295-1:2026 — 設備貫通部の耐火試験：貫通シール、参照日：2026-10-28
• UL Solutions — 設置後に直面する課題：受動的防火の適合性、参照日：2026-10-28

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