315 に掲載されているような製品は、偽造された場合、致命的となる可能性があります。軽く考えないでください！

315ガラでは、耐火ガラスと呼ばれるタイプのガラスが展示されました。

悪徳業者は、故意に本物の耐火ガラスを使用して管轄当局を騙し、その後、偽造品や粗悪品を使って消費者から金銭をだまし取ります。彼らは上司や部下を欺き、偽造品を製造・販売し、社会の安全な運営に潜在的な危険をもたらします。

偽の耐火ガラスは安全上の危険をもたらす（出典：315 Gala のスクリーンショット）

耐火ガラスとは何ですか？

耐火ガラスは、火災の拡大を抑制し、煙や毒物を遮断するために使用される耐火材料です。耐火ガラスは特殊な加工を施すことで、火災時にも完全性と断熱性を維持し、生命と財産の安全をさらに確保します。商業ビル、学校、病院、工業施設などの場所で広く使用されており、特に防火区画、安全出口、緊急通路などの重要なエリアで使用されています。

耐火ガラスは耐火性能に応じて5つの等級に分けられ、耐火時間はそれぞれ0.5時間、1時間、1.5時間、2時間、3時間です。耐火ガラスの耐火性は、その耐火等級と密接に関係しています。耐火等級（耐火時間）が高いほど、耐火ガラスの耐火性が高くなります。対応する耐火断熱タイプと完全性はより優れています。

ガラスはなぜ高温にさらされると割れるのでしょうか?

耐火ガラスがなぜ耐火性なのかを理解する前に、まずガラスが高温で割れる理由について説明しましょう。ガラスが高温で割れる理由は、主にガラスの熱膨張特性と物理的構造に関係しています。

低品質の耐火ガラスは高温にさらされるとすぐに割れてしまいます（出典：315 Gala のスクリーンショット）

ガラスが不均一に加熱されると、熱膨張も不均一に起こります。ガラスの一部が他の部分よりも膨張し、内部にストレスが生じる可能性があります。これらの応力がガラスの引張強度を超えると、ガラスは破損します。

ガラスは温度変化に適応しにくく、急激な温度変化（熱衝撃など）によりガラスの表面と内部の間に温度勾配が生じ、ガラスが破損するほどの応力が生じる可能性があります。

315 セシウムカリウム耐火ガラスの偽造防止

どのように機能しますか?

315ガラでは、セシウムカリウム耐火ガラスというタイプの耐火ガラスが露出しました。セシウムカリウム耐火ガラスは、昔ながらの吹付工法で得られる耐火ガラスで、一枚板耐火ガラスの一種です。

スプレー工程は、単層または多層の平らなガラス基板の表面に透明な難燃液をスプレーする工程です。難燃液の主成分には通常、セシウム (Cs) 塩とカリウム (K) 塩が含まれます。高温条件下では、イオン交換により、難燃液中のより大きなセシウムイオンとカリウムイオンがガラス表面のナトリウムイオンと置き換わり、その後、物理的強化により、ガラス表面に一定の表面圧縮応力が形成され、ガラスが加熱されたときに発生する熱応力に耐えることができ、ガラスに難燃機能を持たせることができます。

ガラスに防火液を吹き付ける（出典：315 Galaのスクリーンショット）

実際、セシウムカリウム耐火ガラスの製造工程では、ガラスの片面のみにスプレー塗装が行われます。このプロセスは比較的後進的であり、噴霧された表面にセシウムカリウムの化学物質残留物が存在し、人体や環境に害を及ぼす可能性があります。また、完成したガラスの光透過率は高くなく、長時間日光や雨にさらされると防火効果が弱まります。

セシウムカリウム耐火ガラスに加えて、他のモノリシック耐火ガラス、高応力耐火ガラスと高ホウケイ酸耐火ガラスについても夜のパーティーで言及されました。

高応力耐火ガラスは、ガラスを軟化点まで加熱し、その後ガラス表面を急速に冷却してガラス表面に高い表面応力を形成することで作られ、火災時の温度差によって生じる熱応力の影響を相殺する十分な能力をガラスに持たせます。内部の燃焼時間は約 1 時間で、高温の火災条件下でもガラスの完全性が確保されます。

高ホウケイ酸耐火ガラスには、B2O3、Al2O3などの原料が含まれており、ガラスの軟化点を高め、熱膨張係数を低下させます。非常に高い温度変化にも耐え、壊れることなく、耐火時間は 3 時間に達します。

上記3種類の一体型防火ガラスは、いずれも優れた防火効果を発揮します。高ホウケイ酸耐火ガラスは安定性が高く、高応力耐火ガラスは周囲温度の影響を大きく受け、現在セシウムカリウム耐火ガラスの市場シェアは減少しています。

複合耐火ガラス

単層耐火ガラスの他に、2層以上のガラス、またはガラスと有機材料の層で構成された特殊なガラスである複合耐火ガラスもあり、対応する耐火要件を満たしています。複合耐火ガラスは、積層複合耐火ガラスと流し込み耐火ガラスに分けられます。

耐火ガラスの模式図（出典：著者がAIで生成）

積層複合耐火ガラスは、膨張性難燃性接着剤を使用して 2 層以上の単層板ガラスを接着するか、ガラス片を有機材料で圧縮して複合材にすることによって作られます。火災が発生すると、温度が上昇するとともにゲルが急速に分解・膨張して断熱層を形成し、炎の広がりや熱の輻射を防ぎ、断熱材として機能します。

流し込み耐火ガラスとは、単層ガラスを2層以上重ねて密閉した枠に、注入口から耐火液を注入し、接着・封緘して鋳造したガラスです。高温にさらされると、ガラスの中央にある透明なゼリー状の耐火接着層が急速に硬化し、不透明な耐火断熱ボードを形成します。炎が燃え広がるのを防ぐと同時に、火の奥まで高温が伝わるのも防ぎます。

まとめ

都市人口の増加に伴い、都市内の建物密度はますます高くなり、高層ビルの外壁設計にガラスカーテンウォールを使用することがますます一般的になっています。いったん火災が発生すると、偽造品や粗悪な耐火ガラスは消火を困難にし、火災が拡大し続けることで人々に多大な経済的損失をもたらします。したがって、高層ビルの設計と建設では、適格な耐火ガラスを選択して使用することが非常に重要です。同時に、使用されるすべての耐火ガラス製品が認証され、国内および国際的な火災安全基準を満たしていることを保証するための厳格な基準と規制システムも必要です。

参考文献

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[4] 程有爾高層建築物のカーテンウォールにおける耐火ガラスの応用に関する分析[J]。広東建築材料、2015年、31(12):21-23。

企画・制作

著者: Denovo チーム サイエンス チーム

レビュー丨教師 曹王北 材料エンジニア

企画丨Ding Zong

編集者: ディン・ゾン

校正：徐来林