人工石の壁パネルは防火基準を満たしていますか？

防火等級の理解：ASTM E84 Class Aと人工石壁パネルにとっての真の意味

ASTM E84による炎の広がりと煙の発生の測定方法

米国材料試験協会（ASTM）E84試験（一般的にはスティーナー・トンネル試験と呼ばれる）は、24フィートの炉を使用して表面燃焼特性を評価します。技術者は、材料を制御された炎に10分間さらしながら以下を測定します：

• Flame Spread Index (FSI) ：表面における火炎の伝播速度（0～25 = Class A）。
• 発煙指数（SDI） ：放出される煙の濃度（0～450 = Class Aで許容される範囲）。

FSI ≤25 かつ SDI ≤450 の試験サンプルはクラスAに該当し、水平方向の炎の広がりが最小限であることを示します。この評価は、標準化された条件下での単体材料の性能に限定して実施される実験室ベースの評価であり、実際の設置環境における変動要因は考慮していません。

なぜクラスAでも完全なアセンブリ基準への適合が保証されないのか

クラスAの評価は基本的に、物質の表面レベルでの可燃性を評価するものです。しかし、この評価では、例えば材料がその背後にある可燃性構造（木製のフレームなど）とどのように相互作用するか、隙間や継手を通じて火災が垂直方向にどう広がるか、あるいは長時間の熱暴露後に材料がどのように分解するかといった点までは考慮していません。今日の多くの建築規制、特にIBC第7章に基づくものでは、ASTM E119のような方法を用いて、実際の構造体アセンブリに対して耐火性能を試験することが求められています。このような試験では、壁が1時間から2時間にわたり崩壊せずに持ち堪え、熱の伝導を防ぐことができるかどうかを確認します。人工石の壁パネルがクラスAのラベルを取得しているからといって、市販の一般的な接着剤、標準的な断熱材、または一般的な固定具で取り付けた場合に、同じように良好な性能を発揮するとは限りません。2023年にULが行った研究によると、クラスA評価を受けた外装クラッドシステムの約5件に1件は、施工時の細部への配慮が不十分だったために失敗しています。そのため、建築基準を満たすためには、単に材料の評価に頼るだけでは不十分です。

人工石壁パネルのためのグローバル防火基準の整合：EN 13501-1、IBC、およびISO要件

米国クラスAとの比較によるEN 13501-1 B-s1, d0分類の説明

欧州のEN 13501-1規格では、材料が火災にさらされた際の性能を、燃焼の度合い（A1からFまでの等級）、発生する煙の量（s1からs3のスケール）、および炎をともなう破片が落下するかどうか（d0からd2の評価）という3つの主要な要素で評価しています。高品質な人工石製壁パネルの多くはB-s1,d0クラスに分類され、これは簡単に着火せず、煙の発生も少なく、下にいる人々に熱い滴が落ちることもないことを意味します。これに対してアメリカのASTM E84 Class A試験は、炎の広がりが25以下、煙の発生が450以下であるかだけを確認するものであり、大きく異なります。EN 13501-1が特に優れている点は、多階建て建築物において極めて重要な危険な滴下物についても実際に考慮していることです。業界の専門家のほとんどが、これらの評価に関して第三者機関による試験を求めています。高層ビルのプロジェクトに携わる仕様担当者の約5人に4人が、火災が制御不能になる前に封じ込めるという欧州連合の方針に適合するため、特にB-s1,d0の認証を要求しています。

IBC 第14章および第26章の適合：外装用途に追加試験が必要となる場合

国際建築規範（IBC）は、外壁システムに対して厳格な試験を義務付けています。第14章によると、12メートル（約40フィート）を超える高さに設置される人工石材パネルは、個別にクラスA認定（防火性能最高等級）を取得している場合でも、NFPA 285アセンブリ試験を実施しなければなりません。また第26章では、敷地境界近くの外壁に使用される可燃性材料についてさらに制限が設けられています（IBC 第1406節）。主な要件には以下が含まれます。

ニューヨーク市などの建築当局は、特に2022年の改訂以降、ファサード火災の封じ込めを重視するようになり、これらの規定を厳格に適用しています。敷地境界近くで可燃性が10％を超えるパネルは、IBC第7章に従い耐火性バリアの設置が求められます。

人工石材パネルの防火性能に与える材質構成の直接的影響

人工石の壁パネルの化学組成は、基本的にその防火安全特性を決定づけます。天然石とは異なり、これらのエンジニアリング製品はバインダーと骨材から特性を得ており、セメント系の配合とポリマー混合物は、防火安全への重大な影響を持つ2つの異なるアプローチを表しています。

セメント系とポリマー混合配合の比較：可燃性のしきい値

セメントパネルはポルトランドセメントなどの無機系バインダーに依存しており、これによりASTM E136規格に基づいて自然に不燃性の評価が得られます。これらの材料のほとんどは炎の広がり（flame spread）の数値が25を大きく下回り、発煙量も最大で約50程度と極めて低く抑えられるため、特に追加対策を講じなくてもクラスAの要件を満たすことができます。一方、ポリマー混合パネルはポリウレタンやアクリルなどの合成樹脂を配合することで柔軟性を高め、全体的な重量を軽減しています。製造者が難燃剤を添加したとしても、有機ポリマーが含まれていることから火災時の挙動に関して懸念が生じます。NFPAの2023年のデータによると、樹脂含有量が重量比で15％を超えると、従来のセメント製品と比較して最大熱放出速度が約40％増加する傾向が報告されています。このように特性にばらつきがあるため、ポリマー系の代替素材を検討する際には、材料自体に内在する耐火性ではなく、特定の添加物に耐火性能が依存するため、ASTM E84のガイドラインに従った徹底的な試験を受ける必要があります。

防火認定アセンブリへの人工石壁パネルの統合

防火構造に適した人工石壁パネルを正しく選定するには、単に「クラスA」と表示された製品を選ぶだけでは不十分です。このような構造は、 studs（下地材）から断熱材、区画間の防火区画材、そして外装材に至るまで、すべての要素が連携して機能するシステムであり、UL規格で定められた1時間または2時間の耐火性能を満たす必要があります。例えば、パネル背面に施された鉱物繊維断熱材（ミネラルウール）は、高い耐火性能を付加します。また、継手部や貫通部に設ける特別な防火遮煙板も、隙間からの炎の拡大を防ぐために重要です。重要なのは、パネル自体がASTM E84のクラスA基準を満たしていても、国際建築基準（IBC）第7章で規定される外壁や垂直シャフトなどでは、追加の耐火対応補強構造が必要になる場合があるということです。材料の耐火等級だけで判断せず、必ずUL Design XYZのような、アセンブリ全体の試験認証番号を確認してください。また施工時には、正確さが極めて重要です。隙間は認定された防火シーリング材で適切に密封し、空洞寸法は指定通り正確に保つ必要があります。さもないと、高温時にシステム全体の耐火性能が失われてしまいます。