Brandschutzverglasung

Abstract

 Es wird eine Brandyschutzverglasung beschrieben, bei der insbesondere im Brandfall ein Keil (3) mittels einer Intumeszenzmasse (6) auf einer Anlaufschräge (9) parallel zur Scheibe verschoben wird und dadurch einen weitgehend dauerhaften Anpreßdruck auf die Scheib (1) im Scheibenfalz erzeugt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Brandschutzverglasung, bestehend aus einem Rahmen und/oder als Rahmen wirkenden Fassadenprofilen, in welchen wenigstens eine Scheibe mit zugehörigen Dichtungen bzw. Vorlegebändern aus anorganischem oder organischem Material über wenigstens eine am Rand angeordnete Glashalteleiste eingespannt ist.

[0002] Herkömmliche, in Brandschutzverglasungen eingesetzte Spezialglasscheiben, z.B. vorgespannte Borosilikat-Gläser, zerbrechen im Fall eines Brandes nicht, sondern werden weich und können infolge ihres Gewichts als vertormte Masse aus der Halterung oder dem Rahmen rutschen. Die ebenfalls in Brandschutzverglasungen eingesetzten Verbundgläser zerbrechen zwar, werden jedoch z.B. durch eine Drahteinlage oder eine Zwischenschicht (z.B. Alkalisilikate, wasserhaltige Gele) zusammengehalten und können dadurch ihre Brandschutzfunktion noch erfüllen. Sie erweichen jedoch ebenfalls und können dann aus dem Rahmen rutschen. Die Brandschutzfunktion kann aber nur dann erfüllt werden, wenn die vorgenannten Scheiben sicher im Rahmen gehalten werden.

[0003] Zum Erreichen höherer Feuerwiderstandszeiten wurden daher Brandschutzverglasungen entwickelt, deren Rahmensysteme das Herausrutschen der Scheiben aus dem Rahmen verhindern.

[0004] Aus DE-OS 38 26 260 ist bekannt, die Ränder der Scheiben mittels Klemmleisten, die unter Federvorspannung stehen, einzuspannen. Die Federvorspannung wird durch Blatt-, Teller- oder Schraubenfedern erzeugt. Diese Konstruktion ist verhältnismäßig aufwendig, muß sehr sorgfältig montiert werden (Bruchgefahr, bzw. Nichterfüllen der Brandschutzfunktion) und besitzt darüber hinaus den Nachteil, daß Federn unter dem Einfluß von Hitze ihre Spannkraft verlieren können (ausglühen) und daß dadurch ihre Wirkung verloren geht. Es ist auch bereits, z.B. aus DE-OS 34 23 298, DE-OS 34 36 236 oder DE-OS 36 21 943 bekannt, einen zusätzlichen Anpreßdruck erst im Brandfalle zu erzeugen, indem durch Wärme aktivierte Federn oder Intumeszenzmassen verwendet werden, die zwischen Scheibe und Rahmen angeordnet sind. Federn haben den bereits oben beschriebenen Nachteil, daß sie ausglühen können. Intumeszenzmaterialien sind preiswert und einfach in der Anwendung. Sie schäumen unter Gasbildung auf; die den Druck erzeugenden Gase haben aber die Tendenz, sich zu verflüchtigen, so daß der Anpreßdruck bereits nach kurzer Zeit wieder nachläßt oder sogar vollkommen unwirksam wird.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Brandschutzverglasung zu finden, die einfach und preiswert herstellbar und montierbar ist, bei der insbesondere erst im Brandfall ein zusätzlicher Anpreßdruck entsteht und bei der der Anpreßdruck und der Anpreßzeitpunkt auf einfache Art und Weise variiert werden können, so daß der Druck insbesondere dann wirkt, wenn die Scheibe erweicht und herauszurutschen droht und bei der der Anpreßdruck vor allem auch bei einer längeren Branddauer noch wirksam bleibt.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die in Anpruch 1 beschriebene Brandschutzverglasung erfüllt.

[0007] Die Keile stellen bewegliche Glashalteleisten (Rutschleisten) dar, die die Scheibe im Brandfalle im Rahmen halten. Die auf die Treibfläche eines Keils wirkende Kraft sorgt dafür, daß bei einer Dimensionsänderung der Scheibe, des Rahmens oder der Falzabdichtungen an der Einspannstelle der Keil nachgeschoben wird und somit immer eine ausreichende Einspannkraft zur Verfügung steht, die ein Herausrutschen der Scheibe aus dem Rahmen verhindert.

[0008] Die auf die Treibfläche des Keils wirkende Kraft kann dauernd einwirken, z.B. eine Feder, eine Gasfeder oder ein organisches Federelement sein. Bei diesen Federelementen muß durch geeignete Anordnung und Wärmedämmung sichergestellt sein, daß die Federwirkung im Brandfall nicht oder erst sehr spät verloren geht. Es ist aber auch möglich und normalerweise bevorzugt, diese Kraft erst im Brandfalle zu erzeugen. Der besondere Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß erst im Brandfalle, d.h. wenn die Scheibe keine Eigenstabilität mehr besitzt, bzw. wenn der Rahmen oder die Falzdichtungen ihre Abmessungen verändern, der Rand der Scheibe fest eingeklemmt wird. Als Mittel zur Erzeugung der Kraft im Brandfalle bieten sich alle Materialien an, die bei Erhitzung eine Kraft erzeugen. Besonders geeignet sind Mittel, die sich bei Erhitzung ausdehnen, insbesondere die bekannten im allgemeinen durch Wasser(-dampf-)-abspaltung oder Gasabspaltung wirkenden Materialien wie Vermikulite, Zeolithe, Perlite, Glimmer, aber auch Alkalisalze, Borsäure, Borat, Kieselsäure oder Massen mit einem Gehalt von Aluminiumhydroxid, wie sie z.B. in EP-OS 222 298 beschrieben sind. Auch eignen sich hier pyrolytische Stoffe, die sich unter Wärmeeinfluß zersetzen (z.B. Blähgraphite, Karbonate, Alumosilikate usw.) und Mischungen deroben genannten Stoffe.

[0009] Zur Erzeugung der Kraft lassen sich auch Bimetallfedern, Memory-Metalle oder Gasfedern, bei denen das Gas erst im Brandfalle freigesetzt wird, verwenden.

[0010] Mitunter ist auch eine Kombination aus beiden Kraftwirkungen vorteilhaft, d.h., daß der Keil durch ein permanentes Federelement vorbelastet wird, wobei im Brandfalle die auf die Treibfläche wirkende permanente Kraft durch eine wärmeaktivierte Kraft (Intumeszensmasse usw.) verstärkt oder ersetzt wird.

[0011] Der Keil wird an einer Anlaufschräge (Führungsfläche) hochgepreßt und setzt die auf die Treibfläche wirkende Kraft in eine Vorwärts- und Seitwärtsbewegung um, wobei die Seitwärtsbewegung dazu dient, den Scheibenrand gegen den Rahmen der Verglasung zu drücken. Der Winkel, den die Anlaufschräge mit der Fläche der Scheibe bildet, wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß eine Keilfläche parallel zur Scheibenoberfläche verläuft und daß die andere Keilfläche vollflächigen Kontakt mit der Anlaufschräge besitzt. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Gleitflächen vollflächig aufeinander gleiten. Die Verringerung der Berührungsfläche (Gleitfläche) auf wenige Punkte hat den Vorteil eines geringeren Gleitwiderstandes. Dadurch wird eine geringere Druckkraft auf die Treibfläche benötigt.

[0012] Durch die Wahl des Keilwinkels kann man das Ausmaß der Seitwärtsbewegung im Verhältnis zur Vorwärtsbewegung des Keils festlegen oder mit anderen Worten den Druck, mit dem bei einem bestimmten Druck auf die Treibfläche des Keils die Scheibe an den Rahmen gepreßt wird. Der Keilwinkel wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß ein eventuelles Zurückrutschen des Keils bei nachlassendem Druck auf die Treibfläche des Keils durch die vorhandene Haftreibung verhindert wird. Dieser Winkel ist abhängig von den für die Gleitflächen verwendeten Materialien, insbesondere von dem Haftreibungskoeffizienten der gepaarten Gleitfläche. Bei den bevorzugt verwendeten Rahmen mit Gleitflächen aus Metall werden bevorzugt Winkel < 45° verwendet. Der Winkel kann jedoch durch die Verwendung von Materialien mit höherer Haftreibung oder eines Rastenmechanismus stark vergrößert werden. Durch den Winkel kann die Verstärkungswirkung des Keils (Verhältnis von Druck auf die Treibfläche des Keils zum durch den Keil ausgeübten seitlichen Anpreßdruck an die Scheibe) variiert werden. Ein kleiner Winkel bedeutet eine große Kraftverstärkung, ein großer Winkel bedeutet eine geringe Kraftverstärkung. Besonders günstig sind Winkel zwischen 5° und 17°.

[0013] Der Keil wird bevorzugt als metallisches Hohlprofil gestaltet, einmal, weil dadurch eine Gewichtsreduzierung erreicht wird und zum anderen, weil die Wände eines hohlen Keils eine gewisse Eigenfederwirkung besitzen, so daß auch nach Nachlassen der Intumeszenzwirkung noch ein Anpreßdruck an die Scheibe aufrecht erhalten wird.

[0014] Als Material für den Keil und die Anlaufschräge werden Materialien mit einer Temperaturbeständigkeit von wenigstens etwa 700°C bevorzugt. Im allgemeinen wird man Stahl bzw. Stahlrohrprofil benutzen, es sind aber auch Gleitflächen oder massive Profile aus Keramik, Glaskeramik, Kohlenstoff oder temperaturfesten Metall-Legierungen geeignet.

[0015] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Abbildung weiter erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Figur 1-4

Vertikalschnitte durch den Rahmen verschiedener Verglasungen mit Keilen, deren Eintreibrichtung in Richtung Scheibenmitte läuft.

Figur 5

ein horizontaler Schnitt des Randbereichs einer Verglasung mit Eintreibrichtung der Keile parallel zum Scheibenrand

Figur 6

ein Schnitt durch eine Verglasung mit 2 Keilen

Figur 7

ein Schnitt durch eine Verglasung mit Eintreibrichtung des Keils in Richtung Falzgrund

Figur 8-9

Schnitte durch den Randbereich einer Verglasung mit verschiedenen Mehrscheibenisoliergläsern.

Figur 10

einen Schnitt durch den Randbereich einer Verglasung, bei der die Gleitflächen zwischen Keil und Anlaufschräge mit Rasten versehen sind.

[0016] Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Rahmen aus einem kastenförmigen Grundprofil 8, das mit zwei ebenfalls aus kastenförmigen Profilen bestehenden Glashalteleisten 4 und 5 versehen ist. Die Glashalteleiste 4 ist mit einer Anlaufschräge 9 für den als Hohlprofil ausgebildeten Keil 3 versehen. Durch den Keil 3 wird die Scheibe im Verein mit den Falzdichtungen 2,2' und der Verklotzung 10 im Rahmen gehalten. Die Dichtungsstreifen 2,2' bestehen aus nichtbrennbarem oder schwerentflammbaren Material und sollen den direkten Kontakt des Rahmens mit der Scheibe 1 ausschließen und nach der Montage infolge ihrer Elastizität einen festen Sitz der Scheibe gewährleisten. Unterhalb des Keils 3 ist im Falzgrund eine Intumeszenzmasse 6 angeordnet, die sich im Brandfall ausdehnt und den Keil 3 entlang der Anlaufschräge 9 in Richtung Scheibenmitte verschiebt und damit gegen die Falzdichtung 2 und Scheibe 1 preßt. Die Anordnung der Intumeszenzmasse 6 im Falzgrund hat den Vorteil, daß kein gesondertes Widerlager für das Intumeszenzmaterial 6 erforderlich ist, daß ferner das Intumeszenzmaterial gegen vorzeitige Erhitzung besser geschützt ist und daß der im Brandfall aus dem Falz herausgeschobene Teil des Keils den Glasrand gegenüber direkter Hitzeeinstrahlung und Beflammung abschattet mit der Folge eines geringeren Temperaturgradienten in der Randzone der Scheibe. Der Zeitpunkt des Aufblähens der Intumeszenzmasse kann auch beeinflußt werden durch die Wärmeleitfähigkeit des Materials, aus dem der Keil besteht bzw. dessen Wandstärke. Es ist auch möglich, den Hohlraum des Keils, aber auch den der Glashalteleiste 4 mit einer Brandschutzmasse zu füllen. Brandschutzmassen können beispielsweise bestehen aus Zement, Schamottenmördel, gelartigen Massen mit einem hohen Wasseranteil, insbesondere wasserhaltige Silikaten, aber auch wasserhaltige Acrylaten und Polyacrylaten. Eine solche Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Intumeszenzmasse spät reagieren soll. Dies ist möglich durch die erhöhte Wärmekapazität des Keils durch die Füllung und/oder die im Brandfalle durch die für die Verdampfung der wasserhaltigen Brandschutzmasse benötigte Wärmeleistung. Mit diesen Maßnahmen kann über eine entsprechende Zeit eine Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur der Intumeszenzmasse verhindert werden.

[0017] In Figur 2 wird der Keil 3 permanent durch die Feder 7 mit Druck beaufschlagt. In diesem Fall können die Dichtungsstreifen 2 und 2' auch aus einem nichtelastischen Material bestehen. Sobald die Scheibe weich wird oder sich die Falzgeometrie ändert, schiebt die Feder die Keile nach. Figur 3 zeigt eine Ausführung, in der die Glashalteleiste aus zwei miteinander formschlüssig verbundenen, z.B. verrasteten Teilstücken 4a und 4b besteht. Durch die Verwendung unterschiedlich breiter Teilstücke 4b kann der Rahmen ohne Schwierigkeiten für unterschiedlich dicke Scheiben Verwendung finden. Durch unterschiedlich tiefes Einschieben des Teilstückes 4b in den Rahmen, bei einer entsprechend feinen Verrastung, kann der auf die Scheibe wirkende Anfangseinspanndruck variiert werden, auch können dadurch bei der Montage unterschiedliche Scheibendicken ausgeglichen werden.

[0018] In Figur 4 ist der gleiche Scheibenaufbau wie in Figur 1 dargestellt mit der Ausnahme, daß zusätzlich zu der auf den Keil 3 wirkenden Intumeszenzmasse 6 noch eine weitere, seitlich auf die Scheibe wirkende Intumeszenzmasse 11 vorhanden ist. Die mit dieser Ausführungsform verbundenen Vorteile liegen vor allem darin, daß sehr frühzeitig ein erster Anpreßdruck erzeugt wird und der Keilmechanismus sehr spät aktiviert zu werden braucht. Das ergibt besonders standfeste Verglasungen.

[0019] Figur 5 zeigt einen Horizontalschnitt einer Verglasung, bei der die Eintreibrichtung der Keile nicht aus dem Falz heraus (in etwa zur Scheibenmitte) gerichtet ist, sondern parallel zum Rahmen verläuft (gleiche Bezugsziffern wie in den Figuren 1 bis 4 beinhalten gleiche Teile). In dem Falz des Rahmens liegen hintereinander eine Reihe von Keilen 12', 13'; 12, 13; 12'',13'', wobei sich die Intumeszenzmasse 6 des Keils 13 an den Treibflächen der Keile 13 und 12'' abstützt. Die Keile bzw. Anlaufschrägen 12, 12' und 12'' können mit der Glashalteleiste 5 fest verbunden sein, sie können aber auch beweglich im Falz liegen. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 sind für jeden Falz mehrere Keile erforderlich, da man den Keil im allgemeinen nicht so lang machen kann, daß er die ganze Falzlänge ausfüllt. Durch die Verwendung der Keile wird die Montage der Scheibe im Rahmen zwar erschwert, es ergeben sich jedoch auch Vorteile. Die Keile schatten in diesem Fall bei ihrer Verschiebung den Rand der Scheibe nicht zusätzlich ab. Das kann für bestimmte Gläser wichtig sein, um den thermisch induzierten Spannungen besser widerstehen zu können.

[0020] Figur 6 zeigt eine symmetrisch ausgeführte Verglasung mit zwei Keilen 3 und 3'. Eine solche Ausführung ist von Vorteil, wenn sehr hohe Anpreßkräfte benötigt werden. Außerdem wird der feuerabgewandte Keil zeitverzögert zum dem Feuer zugewandten Keil gegen das Glas gepreßt, weil das Druckmittel auf der dem Feuer abgewandten Seite später aktiviert wird.

[0021] Figur 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Eintreibrichtung des Keils 3 in Richtung auf den Falzgrund läuft. Damit die Intumeszenzmasse 6 wirksam werden kann, ist die Klemmleiste 4 mit einem Steg 14 versehen, der als Widerlager wirkt und an dem sich die sich ausdehnende Masse 6 abstützen kann. Bei dieser Ausführungsform ist ein ganz besonders frühes Ansprechen der Intumeszenzmasse gewährleistet. Die Figuren 8 und 9 zeigen Verglasungen mit Mehrscheibenisolierglas, wobei der Keilmechanismus analog zu Figur 1 ausgebildet ist.

[0022] Figur 10 zeigt eine Verglasung, bei der ein etwaiges Zurückrutschen des Keils durch einen gegenseitigen Rastmechanismus der Gleitflächen von Keil und Anlaufschräge verhindert wird. Die Verrastung ist stark vergröbert dargestellt. In der Praxis wird man, um möglichst kleine Raststufen zu erzielen, eine wesentlich feinere Verrastung wählen.

[0023] Neben den bereits aufgezählten Vorteilen liegen die Vorteile der Verglasung vor allem darin, daß eine sehr sichere Fixierung der Scheibe im Brandfall erreicht wird, wobei der Anpreßdruck auf den Scheibenrand im Brandfalle in weiten Grenzen gezielt eingestellt werden kann. Es können alle bekannten Scheiben eingespannt werden, insbesondere vorgespannte Einfachscheiben, Mehrscheibenisolierglas- und Verbundglasscheiben mit organischen oder anorganischen Zwischenlagen, die im Brandfall durch physikalische oder chemische Reaktion den Durchtritt von Wärme auf die feuerabgewandte Seite verzögern. Aufbau und Eigenschaften der für den Brandschutz geeigneten Scheiben sind dem Fachmann wohl bekannt.

Ansprüche

1. Brandschutzverglasung, bestehend aus einem Rahmen oder als Rahmen wirkenden Fassadenprofilen, mit einem ggfls. durch Glashalteleiste gebildeten Falz, in welchem wenigstens eine Scheibe mit zugehörigen Dichtungen bzw. Vorlegebändern aus organischem oder anorganischem Material über im Randbereich angeordnete Einspannmittel eingebaut ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspannmittel als bewegbare Keile ausgebildet sind, daß der Falz mit mit den Keilen zusammenwirkenden Anlaufschrägen versehen ist, durch die bei Ausübung eines Druckes auf die Treibflächen der Keile letztere auf die Scheibe gepreßt werden und daß Druckmittel vorgesehen sind, die zumindest im Brandfall Druck auf die Treibflächen der Keile ausüben.

2. Brandschutzverglasung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmittel ein sich unter Wärmeeinwirkung ausdehnendes oder aufblähendes Material ist.

3. Brandschutzverglasung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmittel ein pyrolytisches Material ist.

4. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das sich ausdehnende Mittel Blähgraphit, Vermikulit, Zeolith, Perlit, Glimmer oder Borax ist.

5. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Keil als Hohlprofil ausgebildet ist.

6. Brandschutzverglasung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hohlprofil mit einer Brandschutzmasse, insbesondere Zement Schamottemörtel, wasserhaltigen Silikaten oder wasserhaltigen Gelen gefüllt ist.

7. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Keilwinkel des Keils < 45° ist.

8. Brandschutzverglasung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Keilwinkel zwischen 5° und 17° liegt.

9. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlaufschrägen und die mit den Anlaufschrägen zusammenwirkenden Keile mit Rasten versehen sind.

10. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlaufschräge Teil eines mit dem Rahmen verrasteten keilförmigen Profilkörpers ist.

11. Brandschutzverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden des Rahmenfalzes das Widerlager für das Druckmittel bildet.

12. Brandschutverglasung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 - 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beweglichen Keile so ausgebildet sind, daß diese beim Nachlassen des Druckes nicht zurückgleiten können.

Zeichnung