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Die Erfindung betrifft eine gegen Hitzeeinwirkung widerstandsfähige Verglasung, insbesondere
Fenster mit erhöhter Feuerwiderstandsfähigkeit, mit zumindest einer Silikatglasscheibe in einem
Rahmen aus Metall, die durch beidseitig an den Randbereichen der Silikatglasscheibe angreifende starre Halteleisten aus Metall eingefasst und mittels Befestigungsorganen gegen Lösen aus dem Rah- men bei Hitzeeinwirkung festgehalten ist.
Für das Brandverhalten von Bauteilen ist die Feuerwiderstandsdauer ein entscheidendes Kri- terium. Sie gibt die Mindestdauer in Minuten an, während der ein Bauteil bei der Prüfung unter genormten Bedingungen (DIN 4102) der Feuereinwirkung standhält. Bei den bekannten Verglasungen sind der Feuerwiderstandsdauer jedoch dadurch Grenzen gesetzt, dass die Glasscheibe erweicht, sich gegebenenfalls ausbeult, und unter ihrem Eigengewicht aus ihrer Einfassung herausrutscht.
Bei feuerhemmenden Verglasungen nach dem Stand der Technik kann bei Silikatgläsern der üblichen Zusammensetzungen eine ausreichende Feuerwiderstandsdauer dadurch erreicht werden, dass mit einem Drahtnetz armierte Glasscheiben verwendet werden. Das Drahtnetz hat die Aufgabe, die Glasbruchstücke nach dem unter der Hitzeeinwirkung erfolgten Bruch der Glasscheibe zusammen- zuhalten. Um zu verhindern, dass die armierte Glasscheibe nach dem Bruch aus dem Rahmen heraus- rutscht, ist es ferner bekannt, die Glasscheibe wenigstens entlang des oberen Randes mit Bohrun- gen zu versehen, und mittels diese Bohrungen und damit die Maschen der Drahtarmierung durch- dringender Metallbolzen aufzuhängen (DT-GM 6605011).
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Verglasung der einleitend angegebenen Art zu schaf- fen, bei welcher der Randbereich der Glasscheibe in einem Brandfall unter Hitzeeinwirkung sicher in der Einrahmung festgehalten wird, um so die Feuerwiderstandsdauer weiter zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwischen den Halteleisten und der Silikatglasscheibe
Streifen aus unter der in einem Brandfall entstehenden Hitzeeinwirkung erweichenden, hohen Temperaturen standhalten und eine klebende Verbindung zwischen der Silikatglasscheibe und den Halteleisten bewirkenden, vorzugsweise anorganischen Stoffen, wie Glas, zwischengeschaltet sind und die Halteleisten die Streifen übergreifende Vorsprünge aufweisen.
Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass auch bei unzureichender Verklebung der Streifen mit der Halteleiste ein Lösen der Scheibe aus dem Rahmen verhindert wird. Die Erfindung ermöglicht zugleich ein leichtes Auswechseln der Glasscheibe bei einem Bruch und erweist sich auch dann als wirkungsvoll, wenn die Glasscheibe nicht mit einem Drahtnetz bewehrt ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine dauernde feste Einspannung der Glasscheibe ebensowenig eine brauchbare Lösung darstellt wie beispielsweise die Anbringung von Bohrungen im Randbereich der Scheibe. Während im ersten Fall nicht gewährleistet ist, dass die Klemmwirkung bei der auftretenden Hitze noch vorhanden ist, werden durch die Anordnung von Bohrungen im Randbereich gerade wieder unerwünschte Schwachstellen geschaffen, die zum vorzeitigen Zerspringen der Glasscheibe führen.
Die gemäss der Erfindung vorgesehenen Massnahmen hingegen führen, soweit die Wirkung auf einer mechanischen Einspannung beruht, deswegen nicht zu örtlichen Druckspannungsspitzen, weil die Glasscheibe im Augenblick der Druckeinwirkung bereits zu erweichen beginnt. Dadurch haben die mechanischen Halterungen die Möglichkeit, oberflächlich in das Glas einzudringen, so dass die Haltewirkung besonders gut ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die zwischen der Silikatglasscheibe und den Halteleisten zwischengeschalteten Streifen aus Silikatglas. An Stelle von anorganischen Stoffen können auch organische Stoffe oder Mischungen aus organischen und anorganischen Stoffen verwendet werden, soweit sie die Eigenschaft haben, hohen Temperaturen standzuhalten und dabei mit der Glasscheibe zu verkleben. Als organische Stoffe kommen hier bestimmte Silikone und Polyamide in Frage.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die Halteleisten eine durchlaufende Reihe von Aussparungen auf, die den eingespannten Randbereich der Silikatglasscheibe der Hitzeeinwirkung aussetzen.
Bei Verwendung einer mit einer Drahtarmierung versehenen Silikatglasscheibe sind vorzugsweise die Halteleisten durch mit Abstand von diesen angeordnete Abdeckprofile aus hitzebeständigem Metall hitzeisoliert. Dabei kann in dem von der Halteleiste und dem Abdeckprofil gebildeten Hohl-
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raum ein mineralisches Isoliermaterial angeordnet sein. Zweckmässig sind ferner die Halteleisten zur Verankerung des erweichenden Glases der Streifen mit Löchern versehen. Bei der vorstehend erläuterten Ausführung wird die Glasscheibe zunächst noch durch die Drahtarmierung gehalten und infolge der Isolierung bzw. der Abschirmung der Halteleisten gegen die Hitze kommt die Halte- wirkung der erfindungsgemäss zwischengeschalteten Streifen später zum Zuge, so dass insgesamt die Feuerwiderstandsdauer bei dieser Ausführungsform weiter erhöht wird.
Allen Lösungen der Erfindung ist gemeinsam, dass sie im normalen Gebrauch der Glasscheibe, beispielsweise bei Raumtemperatur, keine örtlichen Druckspitzen auf die Glasscheibe übertragen, die zu einem vorzeitigen Springen der Glasscheibe führen können. Im übrigen führen Druckeinspan- nungen nicht zum Ziel, denn bei der Hitzeeinwirkung wird einerseits die Vorspannung in den Halte- leisten abgebaut und anderseits verwerfen sich die Halteleisten unter der Hitzeeinwirkung, so dass auch aus diesem Grund keine sichere Gewähr für die Halterung der Glasscheibe im Brandfall ge- geben wäre.
Weitere Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen, in denen verschiedene Aus- führungsbeispiele dargestellt sind, näher beschrieben. Es zeigen : Fig. l die Ansicht einer erfin- dungsgemässen Verglasung in einem Teilausschnitt ; Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. l dar- gestellte Verglasung entlang der Linie lI-lI in Fig. l, und die Fig. 3 bis 9 verschiedene andere
Ausführungsbeispiele für nach dem Prinzip der Erfindung ausgebildete Verglasungen.
Wie aus der Fig. l ersichtlich, ist die Silikatglassoheibe-l-innerhalb des rahmenförmig zusammengesetzten Vierkantprofils --2-- angeordnet. Das rahmenförmige Vierkantprofil --2-- kann unmittelbar am oder im Baukörper befestigt sein. Es kann jedoch auch in der Art eines Fensterflügelrahmens ausgebildet, und seinerseits an einem im Mauerwerk befestigten Blendrahmen verschwenkbar angeordnet sein. Selbstverständlich kann an Stelle eines Vierkantprofils auch jedes andere geeignete Profil verwendet werden.
An dem Vierkantprofil --2-- ist die Glasscheibe-l-mittels Halteleisten befestigt, die als Winkelprofile-3 und 4-- ausgebildet sind. Die in den Fig. l und 2 dargestellte Rahmenkonstruktion ist unsymmetrisch aufgebaut. Sie ist für den Fall vorgesehen, dass von vornherein feststeht, auf welcher Seite der Verglasung die Hitzeeinwirkung, d. h. der Ausbruch von Feuer, vorkommen kann. Im dargestellten Beispiel ist das diejenige Seite, auf der das z-förmige Winkel profil-3angeordnet ist. Das Winkelprofil --3-- ist fortlaufend mit Aussparungen --5-- versehen. Die Stege --6-- zwischen den Aussparungen --5-- verbinden den auf dem Vierkantprofil--2-- aufgeschraub- ten Schenkel --7-- des Winkelprofils --3-- mit dem gegen die Glasscheibe-l-anliegenden Schenkel --8-- des Winkelprofils --3--.
Die Aussparungen --5-- dienen dazu, gemäss dem in der DE-OS 2344459 beschriebenen Prinzip den eingespannten Rand der Glasscheibe-l-ebenfalls der Hitzeeinwirkung auszusetzen, um die Entstehung eines Temperaturgradienten zwischen der Scheibenmitte und dem Scheibenrand zu vermeiden.
Auf der der Hitzeeinwirkung abgewandten Seite ist die Glasscheibe-l-durch das Winkelprofil --4-- gehalten. Zwischen dem Winkelprofil --4-- und der Glasscheibe-l-ist ein wärmeisolierender Streifen --10--, und zwischen dem Vierkantprofil --2-- und der Schnittkante der Glasscheibe-l-ein wärmeisolierender Streifen --11--, beispielsweise aus Asbest, angeordnet. Diese wärmeisolierenden Streifen --10, 11-- verhindern, dass die heissen Randbereiche der Glasscheibe - durch unmittelbaren Kontakt mit den Profilen --4 bzw. 2-- sich abkühlen.
Zwischen dem Winkelprofil --3-- und der Glasscheibe-l-sind dünne Glasstreifen --13-zwischengeschaltet. Diese Streifen --13-- können aus derselben Glaszusammensetzung bestehen wie die Glasscheiben --1--. Sie können aber auch eine andere Zusammensetzung mit einer niedrigeren Erweichungstemperatur haben. Es braucht sich auch nicht unbedingt um ein Glas im eigentlichen Sinne zu handeln. Jedes anorganische Material ist vielmehr hiefür geeignet, das spätestens bei derjenigen Temperatur, bei der die Glasscheibe-l-zu erweichen beginnt, ebenfalls erweicht bzw. in einen klebrigen Zustand übergeht. Infolge dieser Eigenschaft verbindet sich der Strei- fen 13-- bei ausreichender Hitzeeinwirkung mit dem Rand der Glasscheibe --1--.
Da der Streifen --13-- durch den abgewinkelten Schenkel --8-- des Profils --3-- festgehalten wird, wird auf diese Weise die Glasscheibe-l-innerhalb der Winkelprofile-3, 4-festgehalten, und damit eine Freigabe der von der Glasscheibe-l-abgeschlossenen Öffnung durch Herausrutschen der Glasscheibe-l-aus ihrer Einfassung verhindert.
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Derselbe Effekt kann auch dadurch erreicht werden, dass entweder die Glasscheibe im Bereich des Randes und/oder die Halteleisten auf der an der Glasscheibe anliegenden Oberfläche mit einem niedrigschmelzenden Glas- oder Emailüberzug versehen wird, wobei die Glas- oder Emailzusammen- setzung bei einer niedrigeren Temperatur erweicht, bevor eine Verformung der Halteleisten eintritt und dadurch der Kontakt zwischen Halteleiste und Glasscheibe verlorengeht.
Die Glasscheibe-l-besteht zweckmässig aus chemisch oder thermisch vorgespanntem Glas.
Bei thermisch vorgespannten Glasscheiben werden besonders vorteilhaft solche Glasscheiben verwendet, die in horizontaler Lage, d. h. liegend vorgespannt wurden. Liegend vorgespannte Glasscheiben haben nämlich keine Eindruckstellen wie hängend vorgespannte Glasscheiben. Solche Eindruckstellen, die von den Aufhängezangen herrühren, können Schwachstellen sein, die sich bei gegen Hitze widerstandsfähigen Glasscheiben nachteilig auswirken können.
Die Glasscheibe-l-kann auch auf einer oder auf beiden Seiten mit einer wärmestrahlenreflektierenden Schicht versehen sein, wodurch die feuerhemmenden Eigenschaften noch verbessert werden können. Hiefür können die üblichen infrarotreflektierenden Schichten aus Metallen oder Metalloxyden, wie Gold, Zinn-Antimon-Oxyd usw. aufgebracht werden. Vorteilhaft reichen diese wärmestrahlenreflektierenden Schichten nur bis zur Scheibeneinfassung, so dass der eingespannte Rand selbst mehr Wärmestrahlen absorbiert als das Mittelfeld der Glasscheibe.
Das in den Fig. l und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel kann auch in der Weise abgewandelt werden, dass die die Glasscheibe einfassende Rahmenkonstruktion im Querschnitt symmetrisch ausge-
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bildete Verglasung widersteht der Feuereinwirkung von beiden Seiten.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist ebenfalls symmetrisch ausgebildet, unterscheidet sich jedoch von dem vorher beschriebenen durch seinen Aufbau. Die Glasscheibe-21ist innerhalb des aus einem Vierkantprofil-22--gebildeten Rahmens mit Hilfe von zwei z-förmigen Winkelprofilen-23 und 24--gehalten, die auf dem Vierkantprofil --22-- festgeschraubt sind.
Wie das an Hand der Fig. l und 2 beschriebene Winkelprofil --3-- sind die beiden Winkelprofile --23, 24-- mit Aussparungen versehen, die eine unmittelbare Beaufschlagung des Randes der Glasscheibe --21-- mit den Flammen bzw. der Hitzestrahlung gestattet. Die Winkelprofile-23, 24bestehen aus einem Verbundmetall, nämlich einem äusseren Metallstreifen-23b bzw. 24b-- und einem inneren Metallstreifen --23a bzw. 24a--.
Die bei den Metallstreifen --23a bzw. 24a-- und - 23b und 24b-- unterscheiden sich dadurch, dass sie aus Metallen mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, wobei jeweils der äussere Metallstreifen-23b bzw. 24b-- das Metall mit dem grösseren Wärmeausdehnungskoeffizienten ist. Infolge dieses Aufbaus biegen sich die Winkelprofile bei Hitzeeinwirkung in der Art eines Bimetallstreifens auf die Glasscheibe --21-zu, so dass die abgewinkelten Kanten dieser Winkelprofile sich gegen die Glasscheiben pressen und in die Glasoberfläche eindringen, sobald sich das Glas erweicht. Auf diese Weise ist im Brandfall ein sicherer Halt der Glasscheibe-21-im Rahmen gewährleistet.
Als Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten eignen sich beispielsweise Stähle verschiedener Zusammensetzung. Zwischen der Schnittkante der Glasscheibe-21-und dem Vierkantprofil-22-ist ein wärmeisolierender Streifen -25- angeordnet, der gleichzeitig auch die Abdichtung der Glasscheibe gegen den Metallrahmen übernimmt.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform arbeitet nach einem etwas andern Prinzip. Die Glasscheibe -31- ist wieder auf einem Vierkantprofil-32-mit Hilfe von Halteleisten bildenden Winkelprofilen-33, 34-befestigt. Die Winkelprofile-33, 34-haben denselben Aufbau wie das an Hand der Fig. l und 2 beschriebene Winkel profil -3-- und weisen wie diese fortlaufende Aussparungen auf.
Zwischen der Schnittkante der Glasscheibe -31-- und dem Vierkantprofil --32-ist zur Wärmeisolation und zur Abdichtung der Asbeststreifen-35-angeordnet. Zwischen den Winkelprofilen --33 bzw. 34-und der Glasscheibe --31-- sind Streifen -36 bzw. 37-- aus einem Material angeordnet, das sich bei Hitzeeinwirkung stark ausdehnt und so den Rand der Glasscheibe-31-fest einspannt. Die Streifen --36, 37-- sind ebenfalls mit Aussparungen versehen, die mit denjenigen der Winkelprofile-33, 34-deckungsgleich sind. Sie können z. B. in ein und dem-
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selben Arbeitsgang zusammen ausgestanzt werden. Es kann sich dabei beispielsweise um Materialien handeln, wie sie in dem DT-GM 1852959 beschrieben sind.
Die metallische Rahmenkonstruktion der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist vergleich- bar mit der an Hand der Fig. 4 beschriebenen Metallkonstruktion. Auf einem Vierkantprofil --42-- sind zwei Halteleisten bildende Winkelprofile-43 und 44-- aufgeschraubt, zwischen denen die
Glasscheibe --41-- angeordnet ist. Ein Asbeststreifen --45-- dient wieder zur Wärmeisolation und zur Abdichtung. Die gegen die Glasscheibe --41-- gerichteten abgewinkelten Stege der beiden Winkel- profile bilden mit der Glasscheibe je einen Spalt. Diese Spalte werden mit einer Schicht --46 bzw.
47-- aus einem feuerbeständigen Kleber ausgefüllt. Geeignet hiefür sind beispielsweise Kleber bzw.
Kitte auf der Basis von Wasserglas (Natriumsilikat). Selbstverständlich können hier nur solche
Kitte verwendet werden, die auch bei den Temperaturen, bei denen die Silikatglasscheibe erweicht, ihre Klebewirkung beibehalten bzw. bei diesen Temperaturen ihre Klebewirkung entfalten.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei hintereinander angeordneten Glasscheiben --51a und 51b--. Die feuerhemmende Wirkung einer solchen Doppelglasscheibe ist verständlicherweise noch besser als die einer Einfachverglasung. Die beiden Glasscheiben sind auf den Aussenseiten durch
Winkelprofile --53, 43-- gehalten, die mit einem Vierkantprofil --52-- verschraubt sind. An Stelle zweier Einzelglasscheiben kann selbstverständlich auch eine vorgefertigte Isolierglasscheibe mit einem Abstandshalter aus Stahl verwendet werden. Ein Asbeststreifen --55-- zwischen den Stirn- seiten der Glasscheiben --51a und 51b-- und dem Vierkantprofil --52-- dient wieder zur Wärmeiso- lation und zur Abdichtung.
Zwischen den beiden Glasscheiben --51a und 51b-- ist am Rand ein
U-Profil --56-- angeordnet. Die beiden an den Glasscheiben anliegenden Schenkel des U-Profils - sind mit Aussparungen --57-- versehen. Diese Aussparungen sind deckungsgleich mit den Aussparungen in den Winkelprofilen-53 und 54--, so dass die Wärmestrahlung die Aussparungen durchdringt und auch die der heissen Seite abgewandte Glasscheibe am Rand in der gleichen Weise erhitzt wie im Mittelfeld. Zwischen den Winkelprofilen --53 bzw. 54-- und der Glasscheibe --51a bzw. 51b-sind wieder dünne Glasstreifen --58 bzw. 59-- zwischengeschaltet, die bei Hitzeeinwirkung eine feste Verbindung mit der Glasscheibe --51a bzw. 51b-- eingehen.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen der eingespannte Rand der Glasscheibe --61-- nicht unmittelbar der Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist. Die Glasscheibe --61-- zerspringt also im Falle der Hitzeeinwirkung, doch werden die Bruchstücke durch das eingelagerte Drahtnetz --62-- zusammengehalten. Um auch hier der Gefahr des Herausrutschens des eingespannten Randes aus der Halterung zu begegnen, können wieder alle bisher beschriebenen Massnahmen angewendet werden. Im dargestellten Beispiel sind zwischen geschlossenen Winkel profilen-63, 64-und der Glasscheibe - je ein Glasstreifen --65 bzw. 66-- zwischengeschaltet.
Die Winkelprofile-63, 64-sind mit einem Vierkantprofil-67-verschraubt. Zwischen der Schnittkante der Glasscheibe --61-- und dem Vierkantprofil --67-- ist ein Asbeststreifen --68-- zwischengeschaltet.
In Fig. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, mit der sich bei Verwendung von drahtarmierten Glasscheiben eine weitere Erhöhung der Feuerwiderstandsdauer erzielen lässt. Die Drahtglasscheibe --71-- ist wieder von Winkelprofilen --73, 74-- gehalten, wobei zwischen diesen Winkelprofilen --73, 74-- und der Drahtglasscheibe wieder je ein Glasstreifen --75 bzw. 76-- zwischengeschaltet ist. Zwischen einem Rechteckprofil --77-- und der Schnittkante der Drahtglasscheibe - ist ein Asbeststreifen --78-- angeordnet.
Zusätzlich sind die Winkelprofile-73, 74-durch winkelförmige Profile --80, 81-- aus Stahl oder einem vergleichbaren Werkstoff abgedeckt, wobei zwischen den Winkelprofilen-73, 74-und den Abdeckprofilen --80, 82-- ein die Isolationswirkung erhöhender Hohlraum vorgesehen ist. Der so gebildete Hohlraum kann auch mit einem mineralischen Isoliermaterial --82-- gefüllt sein, wodurch die Isolierwirkung noch erhöht wird.
Die besondere Wirkung dieser Ausführungsform beruht darauf, dass es wegen des Abdeckprofils --80, 81-- bzw. des gegebenenfalls zusätzlich zwischengeschalteten Isolationsmaterials - -82--, wesentlich länger dauert, bis die Winkelprofile --73, 74-- durch die Flammeneinwirkung aufgeheizt werden. Erst wenn dieser Punkt erreicht ist, setzt anschliessend die Wirkung der Glasstreifen --75, 76-- ein, die beim Erweichen bzw. Aufschmelzen nunmehr den Rand der Glasscheibe
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mit dem Metallrahmen verkleben. Auf diese Weise wird eine weitere wesentliche Erhöhung der Standzeit einer so eingebauten Drahtglasscheibe erreicht.
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das erweichende Glas der Glasstreifen --75, 76-- ein und verankert sich gewissermassen in diesen Löchern.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das die Glasscheibe --71-- einfassende Profil und das zur Hitzeisolierung dienende Abdeckprofil zu einem einzigen Hohlprofil zusammenzufassen. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt. Die Hohlprofile -86, 67-- übernehmen dabei sowohl die Einspannfunktion für die Glasscheibe-71-unter Zwischenschaltung der Glasstreifen-75, 76--, als auch die Funktion der Hitzeisolierung des Einspannbereiches. Wichtig ist nur, dass diese Profile, ebenso wie die weiter oben beschriebenen getrennten Einspann-und Abdeckprofile, aus einem Metall bestehen, das einer Flammeneinwirkung standhält. Es hat sich gezeigt, dass das bei Aluminium nicht der Fall ist, dass jedoch Profile aus Stahl dieser Bedingung genügen.
Verglasungen der beschriebenen Art finden nicht nur als feuerwiderstandsfähige Fenster in Hochbauten Anwendung, sondern sind in gleicher Weise für viele andere Anwendungsgebiete geeignet. In allen Fällen, in denen Silikatglasscheiben einer Hitzeeinwirkung ausgesetzt sein können, und in denen es darauf ankommt, eine erhöhte Feuerwiderstandsdauer bzw. eine feuerhemmende Wirkung zu erzielen, kann die erfindungsgemässe Einbaumethode zur Anwendung kommen. Das ist beispielsweise der Fall bei Verglasungen in Trennwänden innerhalb von Gebäuden, Abschlusstüren, Ofentüren, Ofenfenstern, Trennwänden bei Aufzugsschächten, Brüstungselementen usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gegen Hitzeeinwirkung widerstandsfähige Verglasung, insbesondere Fenster mit erhöhter Feuerwiderstandsfähigkeit, mit zumindest einer Silikatglasscheibe in einem Rahmen aus Metall, die durch beidseitig an den Randbereichen der Silikatglasscheibe angreifende starre Halteleisten aus Metall eingefasst und mittels Befestigungsorganen gegen Lösen aus dem Rahmen bei Hitzeein-
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