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Die Erfindung betrifft ein feuerwiderstandsfähiges Fenster mit einem Metallrahmen und wenigstens einer Silikatglasscheibe, die unter Zwischenschaltung einer Schicht aus hitzeisolierendem Werkstoff in den Metallrahmen eingesetzt ist, wobei auf der der Hitzeeinwirkung ausgesetzten Seite, gegebenenfalls auf beiden Seiten, Glashalteleisten vorgesehen sind, die den Randbereich der Glasscheibe teilweise freilassen.
Fenster mit erhöhter Feuerwiderstandsfähigkeit, die eine in einem Metallrahmen eingesetzte Silikatglasscheibe aufweisen, sind in verschiedenen Ausführungen z. B. aus den DE-AS 2328737 und 2344459 bekannt. Eine weitere Ausführung solcher Fenster ist in der DE-OS 2527134 beschrieben. Die erhöhte Feuerwiderstandsfähigkeit dieser Fenster beruht darauf, dass auch der Randbereich der Silikatglasscheibe der Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist, wodurch der Temperaturgradient zwischen der Scheibenfläche und dem Scheibenrand verringert und infolgedessen die Entstehung von gefährlichen Zugspannungen im Kantenbereich, die zum Bruch der Scheibe führen, verzögert bzw. verhindert wird.
Allen bekannten bzw. vorgeschlagenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Randbereich der Glasscheibe wenigstens teilweise freiliegt. Bei Fenstern, auf die sich die Erfindung bezieht, kann dies dadurch erreicht werden, dass die Glashalteleisten im Abstand von der Scheibenkante an der Silikatglasscheibe anliegen und am Metallrahmen durch in Abständen angeordnete Haltewickel befestigt sind, oder dadurch, dass die Glashalteleisten mit Löchern oder Aussparungen versehen sind. Diese Anordnungen und Ausbildungen der Glashalteleisten können unter Umständen aus ästhetischen Gründen stören, weil dadurch das einheitliche Bild der Rahmenkonstruktion verändert wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Fenster der einleitend angegebenen Gattung so auszubilden, dass es das Aussehen eines Fensters mit einer normalen Rahmenkonstruktion hat, ohne dass die Feuerwiderstandsfähigkeit des Fensters dadurch wesentlich beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Glashalteleisten durch Abdeckstreifen aus Metall abgedeckt sind, die mittels eines bei Hitzeeinwirkung seine Verbindungswirkung einbüssenden Verbindungsmittels, z. B. eines Klebers, mit der Silikatglasscheibe oder mit den Glashalteleisten verbunden sind.
Im Brandfall bleiben die metallischen Abdeckstreifen als solche erhalten, doch löst sich unter der Einwirkung der Hitze die Verbindung zwischen den Abdeckstreifen und ihrer Unterlage, so dass die Abdeckstreifen unter der Wirkung ihres Eigengewichtes abfallen, sobald das Verbindungsmittel seine Wirkung verliert.
Es hat sich bei Brandversuchen nach DIN 4102 gezeigt, dass die Feuerwiderstandsdauer eines solchen erfindungsgemäss ausgebildeten Fensters den Brandschutzeigenschaften der bekannten Fensterkonstruktionen nicht wesentlich nachsteht, wenn die Abdeckstreifen für den Randbereich der Silikatglasscheibe bei einer Grösse der Silikatglasscheibe von 140 x 120 cm spätestens etwa sechs Minuten nach Beginn des Brandversuchs nicht mehr vorhanden sind. Unter dieser Voraussetzung führt also die anfängliche Abschattung noch nicht zu einem solchen Temperaturgradienten zwischen Mittelfeld und Kantenbereich der Glasscheibe, der die Entstehung von zum Bruch der Glasscheibe führenden Zugspannungen im Kantenbereich zur Folge hätte.
Wenn der Randbereich der Glasscheibe dann freiliegt, gleicht sich die Temperatur bald aus, so dass dann Zugspannungen im Kantenbereich, die während der Abschattung entstanden sind, wieder abgebaut werden.
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teilhaften Ausführungsform ist das Verbindungsmittel ein niedrig schmelzendes Lot, vorzugsweise ein Weichlot mit einem Schmelzpunkt zwischen 100 und 180 C.
Die Loslösung der Abdeckstreifen kann dadurch sichergestellt bzw. beschleunigt werden, dass zwischen der Silikatglasscheibe bzw. den Glashalteleisten und den Abdeckstreifen unter Vorspannung stehende Federelemente eingefügt sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Abdeckstreifen Klemmprofile, die unter Zwischenschaltung eines bei Hitzeeinwirkung sein Volumen vergrössernden Streifens an den Glashalteleisten festgeklemmt sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass sich der Abdeckstreifen in sehr einfacher Weise montieren lässt und gleichzeitig im Brandfall mit Sicherheit ein Lösen der Verbindung gewährleistet ist.
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Als Material für den unter Hitzeeinwirkung sein Volumen vergrössernden Streifen eignen sich beispielsweise Kunststoffe, die sich bei einer Temperatur oberhalb 120 C zersetzen und aufschäumen. Besonders geeignet sind für diesen Zweck jedoch wasserhaltige Alkalisilikate, etwa mit 10 bis 40 Gew.-% Wasser, die bei Hitzeeinwirkung aufschäumen.
In zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung ist der bei Hitzeeinwirkung sein Volumen vergrössernde Streifen aus aufschäumender Masse auf der Rückseite der Klemmprofile haftend angebracht. Um zu vermeiden, dass die aufschäumende Masse an den metallischen Teilen festklebt, kann dieser Streifen auf einer seiner Oberflächen durch eine an Metall nicht haftende Schicht, wie etwa eine Metallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie, abgedeckt sein.
Die Klemmprofile bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Sie haben vorteilhaft im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt mit kurzen Schenkeln, wobei die Klemmwirkung durch die auf die Glashalteleisten aufgeschobenen Schenkel hervorgerufen wird. Zur Erhöhung der Klemmwirkung können die Klemmprofile mit Vorsprüngen versehen sein, die in Vorsprünge einrasten, welche an den Glashalteleisten vorgesehen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Schnittdarstellungen enthaltenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die Glasscheibe auf der der Hitzeeinwirkung ausgesetzten Seite im Abstand von der Scheibenkante von einer Halteleiste gehalten ist und der Randbereich einschliesslich der Halteleiste mit einem Abdeckstreifen verkleidet ist ; Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Doppelverglasung, wobei die Halteleisten aus gelochten Metallprofilen bestehen, die mit bei Hitzeeinwirkung abfallenden Metallstreifen kaschiert sind ; Fig. 3 als drittes Ausführungsbeispiel ein Fenster mit Doppelverglasung bei normaler Umgebungstemperatur und Fig. 4 das gleiche Fenster bei Hitzeeinwirkung, d. h. im Brandfall ;
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel für die Gestaltung der Rahmenkonstruktion und des Abdeckstreifens.
Das in Fig. 1 dargestellte Fenster umfasst eine vorgespannte Silikatglasscheibe --1--, die in einen Fensterrahmen --12-- aus einem Metallprofil eingebaut ist. Der Fensterrahmen --12-- besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen Hohlprofil, an dem unmittelbar ein Schenkel --13-- sitzt, gegen den sich die Glasscheibe --1-- über einen Streifen --14-- aus hitzeisolierendem Material abstützt. Zwischen der Kante der Glasscheibe-l-und dem Fensterrahmen --12-- ist ebenfalls ein Streifen --15-- aus hitzeisolierendemMaterial zwischengeschaltet. Auf der dem Schenkel --13-- gegen- überliegenden Seite ist die Glasscheibe-l-nicht hitzeisoliert. Sie wird auf dieser Seite durch eine schmale metallische Halteleiste --16-- gehalten.
Die Halteleiste --16-- ist im Abstand von der Kante der Glasscheibe-l-angeordnet, so dass der der Scheibenkante unmittelbar benachbarte Randbereich der Glasscheibe-l-nicht abgedeckt ist. Zur Halterung der Halteleiste --16-- dienen die Haltewinkel --18--, die einerseits mit dem Fensterrahmen --12-- verschraubt sind und die sich gegen die Halteleiste --16-- über Madenschrauben --19-- abstützen. Die Haltewinkel --18-- sind im Abstand voneinander angeordnet, so dass sie keine wesentliche Abschirmung des freiliegenden Randbereiches der Glasscheibe-l-gegen Hitzeeinwirkung bewirken. Über den Haltewinkeln --18-und der Halteleiste --16-- ist ein Abdeckstreifen in Form eines Metallwinkelprofils --22-- angebracht, u. zw. durch eine Klebeverbindung --23--. Die Klebeschicht wird auf den Haltewinkeln - aufgebracht.
Der Kleber hat die Eigenschaft, dass er bei einer Temperatur von etwa 1000 C erweicht und seine Klebekraft verliert, so dass der Abdeckstreifen --22-- bei Feuereinwirkung herabfällt und den Randbereich der Glasscheibe freigibt. Das als Abdeckstreifen --22-- dienende Winkelprofil kann beispielsweise ein Aluminiumprofil sein und im übrigen in seiner Oberflächenausbildung an das Aussehen der übrigen Teile des Metallrahmen angepasst sein.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform ist asymmetrisch ausgebildet, derart, dass die Glasscheiben nur einer Hitzeeinwirkung auf einer Seite standhält, während sie bei der Hitzeeinwirkung auf der andern Seite zerspringt. Ein solcher asymmetrischer Aufbau kann bei der Verwendung in Hochbau erwünscht sein, wenn z. B. bei einem Brand ein Eindringen des Feuers von aussen her verhindert werden soll, das Fenster aber freigegeben werden soll, wenn das Feuer innen ausgebrochen ist.
Demgegenüber weist das in Fig. 2 dargestellte Fenster einen symmetrischen Aufbau auf. Hiebei sind zwei vorgespannte Glasscheiben-l-in der Art einer Doppelglasscheibe in einem Rahmen
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- eingebaut. Auf den Aussenseiten sind die Glasscheiben-l-durch die Z-förmigen Halteleisten - gehalten, die mit dem Rechteckprofil des Rahmens --2-- verschraubt sind. Die Halteleisten - sind fortlaufend mit Löchern --31-- versehen, durch die hindurch im Brandfall die Flammen bzw. die Wärmestrahlen auf den Randbereich der Glasscheiben-l-wirken können. Zwischen den beiden Glasscheiben-l-ist am Rand als Abstandhalter ein U-Profil --32-- angeordnet, das ebenfalls mit Löchern --33--versehen ist, die deckungsgleich mit den Löchern --31-- in den Halteleisten - sind.
Zwischen den Kanten der Glasscheiben-l-und dem U-Profil --32-- einerseits und dem Rechteckprofil -2-- anderseits ist ein Abdeckstreifen --5-- angeordnet, der verhindert, dass der erwärmte Randbereich der Glasscheiben sich durch wärmeleitenden Kontakt mit dem Rechteckpro- fil --2-- abkühlt. Zwischen den Mittelstegen der Z-förmigen Halteleisten --30-- und den Glasschei- ben-l-ist jeweils ein Glasstreifen --36-- zwischengeschaltet. Die Aufgabe dieser Glasstreifen - besteht darin, die Halterung der Glasscheiben-l-im Brandfall, wenn sie zu erweichen beginnen, zu verbessern. Die Glasstreifen --36-- erweichen nämlich ebenfalls, verkleben dabei mit den Glasscheiben und werden anderseits durch den abgebogenen Schenkel der Halteleisten --30-gehalten.
Auf den Z-förmigen Halteleisten --30-- sind an den Aussenseiten der Mittelstege metallische Abdeckstreifen --38-- angeordnet, welche die Löcher --31-- verdecken. Um einen glatten Abschluss mit dem Z-förmigen Profil zu erreichen, ist das Z-förmige Profil --30-- mit einer vorspringenden Kante --40-- versehen. Durch Lotnähte --42-- an den Längskanten der Abdeckstreifen -- 38-sind diese mit den Halteleisten verbunden. Bei dem Lot, das für die Lotnähte --42-- verwendet wird, handelt es sich um ein Weichlot mit einem Schmelzpunkt zwischen 100 und 1800 C.
Es ist zweckmässig, die Rückseite der Abdeckstreifen --38-- mit einer Schicht zu versehen, die von dem Lot nicht benetzt wird, oder zwischen dem Abdeckstreifen --38-- und dem Z-förmigen Profil --30-eine Trennfolie anzuordnen, um zu verhindern, dass das Lot hinter den Abdeckstreifen --38-läuft und so die rasche Loslösung dieses Streifens verhindert.
Um eine besonders schnelle und sichere Loslösung der Abdeckstreifen --38-- zu gewährleisten, können zwischen den Abdeckstreifen --38-- und dem Mittelsteg der Z-förmigen Halteleisten --30-durch das Andrücken der Abdeckstreifen unter Vorspannung gesetzte Federelemente angeordnet werden, welche die Abdeckstreifen --38- absprengen, sobald die Lotnähte --42-- erweichen.
Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Fenster handelt es sich wieder um ein asymmetrisch aufgebautes Fenster, das der Hitzeeinwirkung von einer Seite her standhält, wogegen es verhältnismässig früh zerbricht, wenn die Hitzeeinwirkung von der andern Seite her erfolgt.
Das Fenster umfasst zwei Glasscheiben --50, 51-- aus vorgespanntem Silikatglas, die über ein Abstandsprofil --53-- mit einem Luftzwischenraum in den Rahmen eingesetzt sind. Der Rahmen besteht aus einem Rechteckrohr --54--, das in der Öffnung der raumabschliessenden Wand befestigt ist, einer als Flachstab ausgebildeten Halteleiste --55-- auf der Innenseite des Fensters und einer gelochten Haltevorrichtung --56--, die auf der Aussenseite des Fensters angeordnet und als Leiste ausgebildet ist. Durch die Öffnungen --57-- hindurch wird im Brandfall der Rand der Glasscheibe --50-- so weit aufgeheizt, dass keine schädlichen Temperaturgradienten in der Glasscheibe --50-entstehen.
Die gelochte Haltevorrichtung --56-- ist durch ein als Abdeckstreifen dienendes Klemmprofil - abgedeckt. Das Profil --60-- hat im wesentlichen die Form eines flachen U, dessen Schenkel --61, 62-die gelochte Haltevorrichtung --57-- oben und unten übergreifen und dadurch das Klemm- profils-60-- auf dieser Leiste befestigen. Auf der Innenseite des Klemmprofil --60-- sind oben und unten Streifen --63-- aus wasserhaltigem Alkalisilikat oder einem andern, ähnlich wirkenden Metallhydrat angeordnet.
Zwischen dem Rand der Glasscheiben --50, 51-- und dem Rechteckrohr --54-ist ein hitzeisolierender Streifen --66--, beispielsweise aus Asbest, angeordnet ; ebenso liegt zwischen der Glasscheibe --51-- und der Halteleiste --55-- ein isolierender Streifen --67--, der zweckmässig ebenfalls aus einem bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material besteht, das im Brandfall deformierbar ist und das bei Verwerfungen bzw. Verwindungen des Rahmens und/oder der Glasschei- ben-50 und 51-- unter der Hitzeeinwirkung nachgibt.
Die Wirkungsweise des Fensters im Brandfall zeigt Fig. 3. Das bei Hitzeeinwirkung aufschäumende Material der Streifen --63-- dehnt sich aus und drängt infolgedessen das Klemmprofil --60-von der gelochten Haltevorrichtung --56-- ab, so dass das Klemmprofil --60-- herabfällt und damit
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die Öffnungen --57-- freigibt.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform für eine Rahmenkonstruktion dargestellt, bei der die gelochte Haltevorrichtung --70-- als Winkelprofil ausgebildet ist, dessen mit dem Rechteckrohr --71-verschraubter Schenkel über die senkrechte Wand des Rechteckrohres --71-- übersteht und am Ende einen Vorsprung --72-- aufweist. In gleicher Weise sind auch die übrigen mit dem Rechteckrohr - verschraubten, als Winkelprofile ausgebildeten Haltevorrichtungen --73-- jeweils am Ende ihres horizontalen Schenkels mit einem Vorsprung --72-- versehen. Diese Vorsprünge --72-- wirken mit Vorsprüngen -74-- an einem als Abdeckstreifen dienenden Klemmprofil --75-- zusammen.
Ein Streifen --63-- aus der bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Masse ist zwischen dem Rechteckrohr --71-- und dem Klemmprofil-75-- zwischengeschaltet. Das Klemmprofil --75-- ist nach oben verlängert und am oberen Ende mit einem zu den Glasscheiben --50, 51-- hin gerichteten U-förmigen Teil --78-- versehen, in den ein elastischer Dichtstreifen --79-- eingelegt ist. Zwischen der gelochten Haltevorrichtung --70-- und der Glasscheibe --50-- ist ein Streifen --80-- aus Asbestschaum zwischengeschaltet.
Das Rechteckrohr --71-- ist seinerseits auf einem Rechteckrohr --82-- befestigt, das innerhalb der Fensteröffnung am Bauwerk befestigt ist. Die dem Raum zugekehrte Seite der Rahmenkonstruktion ist analog zur gegenüberliegenden Seite aufgebaut, mit den Unterschieden, dass die winkelförmige Haltevorrichtung --73-- für die Glasscheibe --51-- nicht gelocht ist und dass zwischen dem senkrechten Schenkel dieser Haltevorrichtung und der Glasscheibe --51-- ein isolierender Streifen - zwischengeschaltet ist, dessen Funktion bereits beschrieben wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Feuerwiderstandsfähiges Fenster mit einem Metallrahmen und wenigstens einer Silikatglasscheibe, die unter Zwischenschaltung einer Schicht aus hitzeisolierendem Werkstoff in den Metallrahmen eingesetzt ist, wobei auf der der Hitzeeinwirkung ausgesetzten Seite, gegebenenfalls auf beiden Seiten, Glashalteleisten vorgesehen sind, die den Randbereich der Glasscheibe teilweise frei-
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dungswirkung einbüssenden Verbindungsmittels, z. B. eines Klebers (23), mit der Silikatglasscheibe (l ; 50,51) oder mit den Glashalteleisten (16 ; 30 ; 56 ; 70) verbunden sind.