CN114867959A - 耐火通风管道以及制造和安装这种通风管道的方法 - Google Patents

耐火通风管道以及制造和安装这种通风管道的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于耐火通风管道壁穿孔的通风管道，所述通风管道包括形成所述管道的一块或多块金属片材，其中所述金属片材管道在外侧上覆盖有隔热材料，所述管道包括位于管道的外侧上并附接到所述金属片材的细长加强构件，其中每个加强构件包括金属型材和至少一个无机材料的不可燃的杆，其中金属型材固定到管道的金属片材并通过至少部分地环绕所述杆来保持所述不可燃的杆。

Description

耐火通风管道以及制造和安装这种通风管道的方法
技术领域
本发明涉及一种用于防火(fire rated)通风管道壁穿孔的通风管道，所述通风管道包括形成所述管道的一块或多块金属片材，其中所述金属片材管道在外侧上覆盖有隔热材料，所述管道包括位于管道的外侧上并附接到所述金属片材的细长加强构件。可以从EP2 024 689 B1获知这种通风管道。
背景技术
消防法规要求在通风管道的穿过防火墙和/或盖板(deck)的那段区域要进行密封，从而使得在其中一个区域出现火情时火焰、烟雾和/或有毒气体基本不会从一个建筑区域传递到相邻的建筑区域。DIN 4102第4部分要求提供竖直内部加强管，根据情况，该管可以是圆形加强框架，该圆形加强框架由L形型材制成且其中一条支腿平铺抵靠在金属片材外表面。在管道内安装上述竖直管是耗时的，而且在正常运行时也会限制通过通风/排烟管道的空气的自由流动。此外，发现经常使用的上述加强L型框架实际上可能会在某些情况下导致管道区段与壁之间进一步失去密封。从文献GB-2394541-A中已知一种金属片材通风管道。
EP 2 024 689 B1描述了一种解决方案，其中与通风管道本身保持一定距离布置有杆构件，这样，如果通风管道内部发生火灾，杆构件较少地暴露在高温下。在上面提到的现有技术中，L形型材往往受热不均匀，因此往往会迫使通风管道壁向内弯曲，具有形成穿过壁和/或盖板的开口的风险。如EP 2 024 689 B1中所述，通过将杆构件进一步移出，会显著降低这种风，从而可以在火灾期间保持通风管道的结构稳定性。
EP 2 024 689 B1中描述的布置是在建筑现场通过壁开口安装通风管道后完成的。首先，在通风管道周围并通过壁开口布置隔热材料，如石棉板坯。然后，将加强杆构件安装在上述隔热材料的外侧上，并通过穿过隔热材料延伸的螺钉与通风管道连接。最后，利用另外的隔热材料覆盖加强杆构件，该隔热材料也与壁和/或盖板抵接。
发明内容
这种布置的缺点是通常几乎没有安装加强杆构件的空间，尤其是在通风管道靠近天花板和/或壁定位时。有时这甚至是不可能的，必须选择另一种解决方案。
因此本发明的目的是提供一种通风管道和安装这种通风管道的方法，其适合于安装于建筑结构的开口中的几乎没有安装空间的位置，比如墙壁和/或盖板。
在第一方面中，本发明包括一种最开始提到的那种通风管道，其中每个加强构件包括金属型材和至少一个无机材料的不可燃的杆，其中所述金属型材固定到管道的金属片材并保持所述无机材料的不可燃的杆。有利地，所述金属型材通过至少部分地环绕所述杆来保持所述不可燃的杆。在本说明书中，术语“无机材料”意思是以矿物材料为主要成分的非金属材料。
在本发明的第二方面中，提供了一种制造通风管道的方法和在耐火通风管道壁穿孔中安装该通风管道的方法，所述方法包括以下步骤：
提供通风管道区段，包括形成所述管道区段的一块或多块金属片材，安装位于管道区段的外侧上且附接到所述金属片材的细长加强构件，
其中该加强构件每个包括金属型材和至少一个无机材料的不可燃的杆，
其中该型材固定到管道区段的金属片材并且通过至少部分地环绕所述杆来保持所述不可燃的杆，以及
通过建筑结构(如隔墙、盖板或地板)中的开口将管道区段与加强构件定位，
利用隔热材料覆盖所述金属片材管道区段和具有不可燃的杆的加强构件，以及
密封隔热材料的外表面与建筑结构中的开口之间的间隙。
本发明提供了一种解决方案，其中加强构件在通风管道最终穿过建筑开口安装之前附接到通风管道本身。加强杆构件包括钢型材，该钢型材结合有由不可燃的无机材料制成的杆，比如石膏、硅酸钙、水泥或其他防火矿物材料。因此，通风管道可以在有足够空间的地方制备用于安装，然后被带到安装位置并安装在建筑结构开口中。
这意味着可以消除与没有构件安装空间相关的缺点，尤其是在通风管道靠近天花板和/或壁定位时。
在该优选实施方式中，加强构件垂直于管道的纵向长度延伸。然而，可以意识到，可以设置其他取向，比如以倾斜角度，如通风管道以该倾斜角度穿过盖板或壁延伸时。有利地，加强构件的取向平行于盖板和/或壁。
在本发明的一个优选实施方式中，金属型材是具有外安装凸缘的U形，以便于提供纵向凹槽，该纵向凹槽配置成紧密地容纳所述至少一个不可燃的杆，优选两个不可燃的杆。
加强构件优选地通过多个铆钉和/或螺钉紧固到金属片材管道。因此，可以提供加强杆的简单安装，其实施快且节省成本。在一个优选实施方式中，所述至少一个不可燃的杆粘结到金属型材。当构成加强杆的部件紧固于彼此时，加强杆因此在安装期间更容易操纵。
优选地，金属型材是钢型材。此外，所述至少一个不可燃的杆优选地以石膏、硅酸钙或水泥为基础。包括钢型材和石膏杆的加强构件是优选的，因为石膏包括大量的水，在火灾时会释放，从而在发生火灾的情况下对结构进行冷却。如上所述，不可燃的杆优选地由实心材料制成，基本上没有孔隙或者孔隙率有限，这与隔热材料(比如环绕管道的隔热材料)不同。在本发明的一个优选实施方式中，所述至少一个不可燃的杆不包括隔热材料。
有利地，隔热材料还布置在加强构件的外侧上。这确保了更好的隔热效果以及因此更好的阻燃性能，尤其是在隔热材料是矿棉，优选石棉的情况下。
通过本发明，可以意识到通风管道可以穿过单独的建筑结构，该建筑结构在方向上是竖直的或水平的。例如，通风管道可以基本上是水平方取向的，并穿透竖直取向的建筑结构，如隔墙。替代性地或者此外，通风管道可以基本上是竖直取向的，并穿透水平取向的建筑结构，如盖板、地板或天花板。
当通风管道穿过建筑结构上的开口安装时，隔热材料的外表面与建筑结构的开口之间往往会出现间隙。然后将该间隙密封，最好使用遇热时能够膨胀的膨胀材料。
在本发明中，应该理解的是术语通风管道包括用于转移气体的所有种类的管道，包括排烟管道。
在本发明中，术语“壁穿孔”是指穿过任何建筑结构(如隔墙、盖板或地板或天花板)的开口的穿孔。
通风管道可具有任何合适的形状，如在横截面视图中为圆形、平椭圆形、椭圆形、正方形或矩形。为了简化加强构件的制造和安装，通风管道有利地具有正方形或矩形截面。
加强构件的数量和位置影响加强构件的有效性。例如，增加加强构件的数量和/或在管道更大部分的周长周围定位加强构件可以在发生火灾时进一步降低管道的弯曲/扭曲的风险，从而降低在穿孔的壁、盖板、地板或天花板周围形成开口的风险。发现有利的是，通风管道包括至少一个且更优选地包括至少两个或更多个加强构件。在进一步优选的实施方式中，加强构件绕管道的整个周长延伸，从而使得对于正方形或矩形截面的管道来说，该管道包括四个加强构件。
进一步优选地，对于具有矩形截面的管道来说，发现加强构件沿着至少一条较长矩形边定位或延伸是有利的，并且优选地该管道包括至少两个沿着矩形管道的两条相对的长边定位的加强构件。
加强构件有利地位于壁穿孔的两侧。然而，对于在火灾中不太容易弯曲/扭转的通风管道，如竖直取向的通风管道，发现将一个或多个加强构件仅定位于壁穿孔的一侧是有效的，如壁穿孔的上侧。在一个优选实施方式中，通风管道基本上是竖直取向的，且至少一个加强构件，或优选地，至少两个加强构件，位于壁穿孔的上侧。因此，在竖直取向的管道的情况下，穿孔可能穿过盖板、地板或天花板。
下面参照附图对本发明进行更详细地描述，其中：
附图说明
图1是根据本发明的安装在壁穿孔中的通风管道的示意性截面侧视图；
图2是根据本发明第一实施方式的加强构件的局部剖视图；
图3是根据本发明第二实施方式的加强构件的局部剖视图；
图4是具有根据本发明第一实施方式的具有加强构件的通风管道区段的透视图；
图5是根据本发明的通风管道的区段的透视图，其包括沿着管道纵边布置的两个加强构件；
图6是安装在壁中的根据本发明的通风管道区段的透视图；
图7是安装在壁中的根据本发明的通风管道的示意性截面侧视图。
具体实施方式
下面借助附图对本发明进行描述。本领域技术人员可以意识到不同图中装置的相同特征或元件用相同的附图标记表示。在具体实施方式结尾处可以发现附图标记列表。
参见附图，示出了根据本发明的一个实施方式的通风管道。图1中示出的通风管道穿过建筑结构的竖直取向的轻型壁3安装。如图4中所示，通风管道1具有矩形截面形状，利用一块或多块金属片材弯曲成用于形成管道的形状而形成。在通风管道1的每个侧壁上安装有加强构件4。加强构件提供在位于壁3的每侧的通风管道上，如图1中所示。
通风管道1由同样穿过壁开口延伸的隔热板坯2覆盖。隔热材料是矿物棉，优选石棉。通风管道1穿过壁3的开口安装，在所述开口处在隔热材料2的外表面与建筑结构中的开口之间会产生间隙。该间隙由一条松散的隔热纤维羊毛材料5填充，并利用遇热会膨胀的膨胀材料6在两侧密封。
在壁穿孔的区段中彼此纵向抵接的隔热板坯2胶粘在一起，用于在两个抵接的隔热板坯2之间提供气密密封7。这是有利的，因为气密密封会在发生火灾的情况下防止任何空气和气体被抽吸穿过隔热材料。因此，气密密封7可以防止火从壁的一侧蔓延到另一侧。为了防止任何火灾风险，胶水是基于例如水泥或陶瓷粘结剂的不可燃的粘结剂。
在图2和3中示出了加强构件4的两个实施方式。这两个实施方式的共同点在于每个加强构件4包括金属型材41和一个或多个无机材料的不可燃的杆42，且在于金属型材41通过铆钉8或类似物固定到通风管道1的金属片材，从而通过部分地环绕这些杆来保持不可燃的杆42。金属型材41优选地是钢型材。
在图2和3中示出的两个实施方式中，加强构件4包括U形的金属型材41，其具有外安装凸缘44，以便于提供纵向凹槽。
在图2中示出的实施方式中，金属型材41成形并配置成容纳一个或多个不可燃的杆42，所述杆基本填充所述凹槽。不可燃的杆42通过胶水43相对于彼此分别附接到金属型材。在加强构件4的外侧上，提供有一层隔热材料2a，从而使得其外表面基本与围绕通风管道其他部分的隔热材料2的外表面平齐。因此，确保了加强构件4周围的截面积与通风管道其余部分的截面积相同，从而便于通风管道安装在建筑开口中。
在图3的实施方式中，金属型材41具有与围绕通风管道金属板1的隔热材料类似的高度。在所述凹槽中，设置两个紧密配合的不可燃的杆42，在凹槽的保持空间中，存在一条隔热材料2a。金属型材41通过诸如铆钉之类的紧固件8固定到通风管道1的金属板。
管道区段可以准备在有足够空间的地方安装。金属通风管道1通过组装加强构件4的元件来设置加强构件4，籍此将金属型材41装配有不可燃的杆42，然后定位在通风管道1的外金属片材上。可以在金属凸缘44和通风管道1的金属片材上钻出用于紧固件8的孔，以得到如图4所示的通风管道区段。然后将该通风管道区段装配在建筑结构开口内，并最后提供有隔热材料(图4中未示出)。
图5示出了根据本发明的通风管道的区段的另一实施方式的透视图。在本发明的该实施方式中，通风管道1具有矩形截面，并且包括沿着管道的两个相对纵向侧面定位的两个加强构件4(在图5中仅上侧面上的加强构件是可见的)。
图6也示出了根据本发明的一段通风管道的透视图，其中管道具有矩形截面。管道进一步示例性地为竖直取向的并安装在被管道穿透的壁3中，更具体地是盖板(deck)、地板或天花板。通风管道1包括沿着管道的两个相对纵向侧面定位的两个加强构件4(在图6中仅前侧面上的加强构件是可见的)。在管道的两个相对短边侧上，可以提供一个或多个结构型材。可选地，该结构型材可以是任何L形型材，其中一条支腿抵接金属片材外表面。这些型材构成了要安装在穿孔中的管道的安装和支承系统的一部分。
图7示出了图6中示出的通风管道的示意性截面侧视图，其安装在壁3中，更具体地是穿透盖板、地板或天花板。可以看到加强构件4仅布置在壁一侧上，该壁示例性地是水平取向的，籍此加强构件位于穿孔盖板的上侧。壁可以是任何单独的建筑结构，比如隔墙、盖板、地板或天花板。
示例I
在一个说明性和非限定性示例中，本发明应用于壁穿孔中，并通过了根据DS/EN1363-1:2012以及EN 1366-1:2014第1部分的标准耐火测试。测试的水平通风管道是来自Lindab型LKR的标准型，宽度为1000mm，高度为250mm。通风管道的外隔热采用带有黑色铝箔的石棉板，其标称密度为120kg/m3，厚度为60mm。通风管道设有如图1、2和4中所示的加强构件。加强构件为U形的钢型材，壁厚1.2mm，高26mm，宽60mm，外部安装凸缘向外进一步延伸25mm。加强构件每隔150mm用铆钉附接到通风管道。加强构件布置在通风管道的所有四个侧面，距离轻型隔墙的各侧约45mm，该轻型隔墙具有开口，通风管道穿过该开口延伸。每个加强构件包括两个纤维石膏杆，每个纤维石膏杆的厚度为12.5mm。纤维石膏杆通过陶瓷胶粘结到钢型材上并彼此粘结。
示例II
在另一个说明性和非限制性示例中，本发明应用于盖板或底板穿孔中，并通过了根据DS/EN 1363-1:2012和EN 1366-1:2014第1部分的标准耐火测试。测试的竖直通风管道是来自Lindab型LKR的标准型，宽度为1000mm，高度为250mm。通风管道的外隔热采用带有黑色铝箔的石棉板，其标称密度为70kg/m3，厚度为60mm。通风管道在其位于地板表面上方(即盖板的上侧以上)的长边处，被提供有如图2、6和7所示的加强构件。加强构件布置在加气混凝土元件的盖板上方约50mm处，所述盖板具有开口，通风管道穿过所述开口延伸。加强构件为U形钢型材，壁厚1.2mm，高26mm，宽60mm，外部安装凸缘向外延伸25mm。加强构件每隔150mm用铆钉附接到通风管道。每个加强构件包括两个纤维石膏杆，每个纤维石膏杆的厚度为12.5mm。纤维石膏杆通过陶瓷胶粘结到钢型材上并彼此粘结。
通风管道在短边处紧固并固定到盖板；40×40×3mm的角型材(L型材)通过铆钉附接到金属片材，并利用混凝土螺钉附接到盖板。
上面参照一些当前优选的实施方式对本发明进行了描述。然而，通过本发明应该意识到可以提供其他变型而不脱离所附权利要求的范围。
附图标记列表
1 通风管道金属板
2 隔热板坯
2a 隔热材料
3 壁、盖板、地板或天花板
4 加强构件
41 金属型材
42 不可燃的杆
43 胶水
44 安装凸缘
5 隔热条
6 膨胀材料
7 密封
8 紧固件或铆钉

Claims (25)

1.一种用于耐火通风管道壁穿孔的通风管道，所述通风管道包括形成所述管道的一块或多块金属片材，其中所述金属片材管道在外侧上覆盖有隔热材料，并且所述管道包括位于所述管道的外侧上且附接到所述金属片材的细长加强构件，
其特征在于
每个所述加强构件包括金属型材和无机材料的至少一个不可燃的杆，其中所述金属型材固定到所述管道的阿叔金属片材并且通过至少部分地环绕所述杆来保持所述至少一个不可燃的杆。
2.根据权利要求1所述的通风管道，其中所述加强构件垂直于所述管道的纵向长度延伸。
3.根据权利要求1或2所述的通风管道，其中所述金属型材是U形的，其具有外部安装第凸缘，以便于提供纵向凹槽，所述纵向凹槽配置成紧密地容纳所述至少一个不可燃的杆，优选两个不可燃的杆。
4.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述至少一个不可燃的杆胶粘到所述金属型材。
5.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述金属型材是钢型材。
6.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述至少一个不可燃的杆是基于石膏、硅酸钙或水泥的。
7.根据权利要求6所述的通风管道，其中所述至少一个不可燃的杆不包括隔热材料。
8.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述加强构件通过多个铆钉和/或螺钉紧固到所述金属片材管道。
9.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述隔热材料还布置在所述加强构件的外侧上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述隔热材料是矿物棉，优选地是石棉。
11.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述管道具有正方形或矩形截面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，包括两个或更多个加强构件，如四个加强构件。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的通风管道，其中所述加强构件沿着矩形的所述管道的长边定位。
14.根据权利要求12所述的通风管道，其中两个所述加强构件沿着矩形的所述管道的长边定位。
15.根据前述权利要求中任一项所述的通风管道，其中所述加强构件位于所述壁穿孔的一侧上和/或两侧上。
16.根据权利要求15所述的通风管道，其中所述管道是基本竖直取向的，所述加强构件位于所述壁穿孔的上侧上，尤其是在盖板或地板的上侧上。
17.一种制造和在耐火通风管道壁穿孔中安装通风管道的方法，所述方法包括以下步骤：
提供通风管道区段，其包括形成所述管道区段的一块或多块金属片材，
对位于所述管道区段的外侧上且附接到所述金属片材的细长加强构件进行安装，其中每个所述加强构件包括金属型材和无机材料的至少一个不可燃的杆，其中所述型材固定到所述管道区段的所述金属片材并且通过至少部分地环绕所述杆来保持所述不可燃的杆，以及
利用所述加强构件对所述通风管道区段进行定位，其中所述加强构件穿过建筑结构中的开口，如隔墙、甲板或地板中的开口，
利用隔热材料覆盖所述金属片材管道区段和具有所述不可燃的杆的所述加强构件，以及
密封所述隔热材料的外表面与所述建筑结构的开口之间的间隙。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述加强构件垂直于所述通风管道的纵向长度延伸。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述金属型材是U形的，具有外部安装凸缘，以便于提供纵向凹槽，所述纵向凹槽被配置成紧密地容纳所述至少一个不可燃的杆，优选地两个不可燃的杆。
20.根据权利要求17到19中任一项所述的方法，其中所述至少一个不可燃的杆胶粘到所述金属型材。
21.根据权利要求17到20中任一项所述的方法，其中所述加强构件通过多个铆钉和/或螺钉紧固到所述金属片材管道。
22.根据权利要求17到21中任一项所述的方法，其中所述隔热材料还布置在所述加强构件的外侧上。
23.根据权利要求17到22中任一项所述的方法，其中所述隔热材料是矿物棉，优选地是石棉。
24.根据权利要求17到23中任一项所述的方法，其中所述壁穿孔能够穿透单独的建筑结构，所述建筑结构或者是竖直取向或者是水平取向的。
25.根据权利要求17到24中任一项所述的方法，其中所述隔热材料的外表面与建筑结构的开口之间的间隙被密封，优选地利用能够遇热膨胀的膨胀剂。
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