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Die
Erfindung bezieht sich auf einen feuerhemmendes lichtdurchlässiges Hohlelement,
insbesondere einen Hohlglas-Baustein, mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich auch auf Wandelemente,
die aus solchen Hohlelementen oder unter Verwendung solcher Hohlelemente
hergestellt werden.
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Das
Dokument JP002004068386 (Abstract) offenbart Brandschutz-Hohlglas-Bausteine
mit einer Füllung
aus einer Brandschutzmasse, die eine Klassifizierung als F60-Baumaterial
(Standzeit 60 Minuten) zulassen soll. Demnach ist der gesamte Innenraum
mit dieser Brandschutzmasse ausgefüllt, die somit lichtdurchlässig sein
muss, wenn der damit gefüllte
Baustein selbst Licht durchlassen soll.
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Die
europäischen
Patente
EP 0 853 166
B1 ,
EP 0 853
167 B1 und
EP
0 853 168 B1 beschreiben besonders für den Brandschutz mit Feuerschutz-Klassifizierung
ausgebildete ein- und/oder mehrkammerige, besonders dickwandige
Hohlglas-Bausteine, die grundsätzlich
ohne weitere Maßnahmen
bereits einen guten Feuerschutz bilden.
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Das
US-Patent 5,845,443 beschreibt aus Hohlglas-Bausteinen erstelltes
Wandelement mit Brandschutz-Charakter. Danach werden feuerfeste Profile
aus gepresstem Faserzement mithilfe von Silikonkleber in den Hohlräumen zwischen üblichen Hohlglas-Bausteine
eingelegt und fixiert. Sie definieren zugleich die Abstände zwischen
den Bausteinen und verbinden diese hinreichend fest miteinander, um
ein Bersten der Fugen im Brandfall zu verhindern oder wenigstens
zu verzögern.
Die Außenfugen
werden mit einem feuerhemmenden Dichtmittel gefüllt. Bei horizontalem Verlauf
der Baustein- oder Blockreihen verlaufen die Profile sowohl in den
horizontalen als auch in den vertikalen Hohlräumen.
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Zum
Aufbau von Wänden
aus Glasbausteinen ist auch ein System bekannt („SOLARIS Quicktech System", Sonderdruck aus
DE-Z „Bauen
und Renovieren 11-12/2003), das als einen wesentlichen Bestandteil
dünnwandige
Hohlprofile umfasst. Bei der Erstellung größerer Wandflächen aus
Glasbausteinen werden diese Profile als Verbinder und Abstandhalter
zwischen die Reihen von Glasbausteinen eingesetzt.
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Aus
dem Handbuch „Promat-Handbuch
Bautechnischer Brandschutz A2" mit
Druckdatum 12/2003 sind Brandschutz-Kitte und -Massen unter der
Marke „PROMASEAL®" der Firma Promat
bekannt, die zum Abdichten von Fugen im Bauwesen geeignet sind.
Auch platten- oder
streifenförmige Brandschutz-Materialien
sind darin beschrieben, die jedoch nicht lichtdurchlässig sind.
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Es
ist insbesondere bei feuerhemmenden Verglasungen bekannt, transparente
Brandschutzmassen auf Wasserglasbasis in Scheibenzwischenräume von
Doppel- bzw. Isolierverglasungen einzufüllen. Im Brandfall schäumen diese
Massen auf und stabilisieren die vom Feuer angegriffene Wand, wobei
sie sowohl das Durchschlagen von Flammen als auch übermäßigen Hitzedurchtritt
verhindern.
DE 198
42 327 A1 beschreibt ferner einschlägige Fugendichtstoffe zur Verwendung
in Fugen von monolithischen oder Verbundglasscheiben, die ihrerseits
feuerhemmende Glaswände
bilden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes lichtdurchlässiges Hohlelement
mit Brandschutz-Wirkung zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch
10 bezieht sich auf ein Wandelement, in dem solche verbesserten
Hohlelemente verwendet werden.
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Indem
man in die Innenräume
von lichtdurchlässigen
Hohlelementen der hier in Rede stehenden Art, insbesondere also
Hohlglas-Bausteinen, entlang deren inneren Mantelflächen Streifen
oder Stränge aus
bei (signifikanter) Temperaturerhöhung reagierenden, insbesondere
aufschäumenden
und/oder kühlwirksame
Materialien oder Massen einlegt oder einbringt, wird ein ergänzender
Schutz gegen Durchbruch von Flammen und Hitzestrahlung geschaffen, der
auch dann noch wirksam ist, wenn etwa die der Feuerseite zugewandte
Sichtfläche
des Hohlelements zerstört
wird. Zugleich wird aber der Lichtdurchfall durch die Hohlelemente
nicht wesentlich beeinträchtigt,
ohne dass man eines seinerseits transparenten oder lichtdurchlässigen aufquellenden oder
aufschäumenden
Materials bedürfte.
Vielmehr lässt
sich das im Auslieferzustand feste oder pastöse Material ohne großen Aufwand
bei der Herstellung der Hohlelemente einsetzen oder einbringen.
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Kühlwirksam
bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Material bzw. die Masse
während
des Aufschäumens
und danach eine gewisse Wärmeaufnahme-Kapazität haben
kann, so wie es bei im Flachglas-Bereich verwendeten Brandschutzmassen
auf Wasserglas-Basis üblich
ist.
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Als
Materialien kommen vornehmlich platten- oder streifenförmige Stoffe
aus Flachmaterial infrage, die sich im Innenraum des Hohlelements
fixieren lassen. Ganz bevorzugt wird man solche Materialien vorkonfektionieren
lassen, um sie bei der Produktion der -üblicherweise aus zwei Hälften bestehenden-
Hohlelemente einfach einlegen zu können.
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Sehr
vorteilhaft ist eine Gestaltung als Rahmen oder Rahmenabschnitt
aus einem flachen Material, der sich an einen Teil oder an die Gesamtheit
der inneren Mantelfläche
des Hohlelements anlegen lässt
und bei hinreichend genauer Passform auch nicht mehr gesondert fixiert
werden muss. Ein solches Zwischenfabrikat kann in eine Hälfte oder
Schale des Hohlelements eingelegt werden, sodann wird die zweite
Hälfte
darüber
gelegt und mit der ersten Hälfte
verklebt.
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Jedoch
können
auch pastöse
Massen verwendet werden, die sich auf die inneren Mantelflächen des
Hohlelements auftragen lassen oder in vorkonfektionierten Strängen, ggf.
mit flexiblen Hüllen, eingelegt
werden können.
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Vorteilhaft
besitzt das Material eine hohe Wärmeabsorption
nicht nur während
des Aufschäumvorgangs
bzw. der (endothermen) Reaktionsphase, sondern auch im aufgeschäumten oder
aufgeblähten
Zustand. Man kann es vorteilhaft so dimensionieren, dass es oberhalb
einer bestimmten Temperatur den Innenraum des Hohlelements wenigstens
annähernd
vollständig
ausfüllt
und damit den Durchgang von Wärmestrahlung
durch das Hohlelement weitestgehend unterbindet.
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Es
sollte sichergestellt sein, dass das Material erst oberhalb einer
bestimmten Grenztemperatur zu reagieren beginnt, damit es nicht
zu Fehlfunktionen (verfrühter
Reaktionsbeginn ohne Brandfall) kommt. Übliche Materialien reagieren
ab einer Temperatur von etwa 150°C.
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Es
ist zwar vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich, dass die
Innenräume
der erfindungsgemäßen Hohlelemente
allseitig oder vollständig
geschlossen sind, wenn sichergestellt ist, dass die Brandschutz-Einlagen
nicht herausfallen können.
Es kann zweckmäßig sein, Öffnungen
für einen
gewissen Druckausgleich vorzusehen.
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Selbstverständlich lassen
sich beliebige Formen von Hohlelementen (eckige und gerundete Umrisse,
ein- oder mehrkammerige Ausführungen)
in der erfindungsgemäßen Weise
mit dem Material ausstatten. Als mehrkammerig werden hier beispielsweise
solche Hohlelemente betrachtet, zwischen deren beide Schalen oder
Hälften
eine Trennwand oder -scheibe eingesetzt ist (
EP 0 853 166 B1 ), und/oder die
aus mehreren miteinander fest verbundenen Hohlelementen zusammengesetzt
sind (
EP 0 853 167
B1 ). Bei solchen mehrkammerigen Elementen kann eine, mehrere
oder alle Kammern mit Brandschutz-Einlagen versehen werden.
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Die
optische Qualität
erfindungsgemäßer lichtdurchlässiger Hohlelemente
lässt sich
durch eine helle oder jedenfalls einer Färbung der Sichtflächen des
Hohlelements entsprechende Einfärbung
der eingesetzten oder eingelegten Brandschutz-Materialien verbessern.
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Wandelemente,
die unter Verwendung solcher Hohlelemente hergestellt werden, können noch durch
weitere Maßnahmen
gegen Durchschlag von Flammen und/oder Hitze gesichert werden. Insbesondere
können
Brandschutz-Materialien auch in die Fugen zwischen den einzelnen
Hohlelementen und/oder in Fugen zwischen Hohlelementen und eingelegte
Montageprofile eingebracht werden. Solche aufschäumenden Materialien können im
Brandfall die Standfestigkeit des Wandelements durch Verstärkung der
inneren Lastabtragung noch weiter verbessern.
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Selbstverständlich wird
man auch an den Wand-, Decken- und Bodenanschlüssen solcher Wandelemente in
an sich bekannter Weise Maßnahmen
gegen das Durchschlagen von Feuer und Hitze vorsehen.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus
der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels
und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.
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Es
zeigen in stark vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung
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1 eine
Ansicht einer aus Glasbausteinen und mit Montageprofilen erstellten
Wandelements,
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2 eine
Schnittansicht eines Hohlelements zur Verdeutlichung der Anordnung
eines Brandschutz-Einsatzes in dessen Hohlraum;
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3 eine
Schnittansicht einer anderen Bauform eines Hohlelements, in dessen
Hohlraum ebenfalls ein Brandschutz-Einsatz vorgesehen ist;
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4 eine
Schnittansicht durch ein Hohl Wandelement zur Verdeutlichung der
Anordnung der Brandschutz-Masse in den Zwischenräumen zwischen den Bausteinen;
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5 und 6 Ansichten
eines Hohlelements mit Brandschutz-Einsatz vor und nach einem Brandversuch.
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Gemäß
1 ist
ein Wandelement
1 aus einer Anzahl von lichtdurchlässigen quaderförmigen Hohlelementen
2,
bevorzugt aus Hohlglas-Bausteinen aufgebaut. Letztere sind in der üblichen
Bauart aus zwei dicht miteinander verbundenen Halbschalen ausgeführt, sie
können
aber auch mit zusätzlichen
Maßnahmen
zur Wärmedämmung und/oder -reflexion
entsprechend dem Dokument
DE
297 21 210 U1 ausgestattet oder als Brandschutz-Bausteine gemäß
EP 853 166 , 853 167 oder
853 168 ausgeführt
sein.
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Zwischen
den waagerechten Reihen von Hohlelementen 2 erkennt man
horizontal liegende Montageprofile 3, die sich einstückig über mehrere Hohlelemente 2 hinweg
erstrecken.
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In
die senkrechten Lücken
zwischen den Hohlelementen 2 sind ebenfalls kurze Montageprofile 4 eingesetzt.
Letztere werden in Standardlängen
vorgehalten und eingebaut. Abweichend hiervon können natürlich auch Montageprofile in
anderen Bauformen verwendet werden, beispielsweise als Kreuzstücke, die
zwischen je vier Bausteine eingesetzt werden. Auf einen möglichen
inneren Aufbau des Wandelements wird später anhand von 4 noch
näher eingegangen.
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Zunächst zeigt 2 in
einem teilweise aufgeschnittenen quaderförmigen Hohlelement 2 die Anordnung
einer rahmenförmig
in dessen Hohlraum eingelegten Brandschutz-Einlage aus einem geeigneten
Material 5. Zwei Halbschalen mit jeweils einer Sichtfläche 2.1 bzw. 2.2 und
Seitenwänden 2.3 bzw. 2.4 bilden
das Hohlelement 2, indem sie entlang der Stirnseiten der
Seitenwände 2.3 und 2.4 miteinander stoffschlüssig (vorzugsweise
durch Kleben) verbunden werden. Die Innenflächen der Seitenwände 2.3 und 2.4 bilden
dann eine umlaufende innere Mantelfläche 2M des Hohlelements 2.
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Die
Mantelfläche 2M ist
hier vereinfacht ohne die normalerweise aus Entformungsgründen vorgesehenen
leichten Schrägen
dargestellt. Zusammen mit den Innenflächen der Sichtflächen 2.1 und 2.2 umschreibt
sie den Hohlraum 2H des Hohlelements 2.
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Auf
ihrer Außenseite
springen die Seitenwände 2.3 und 2.4 gegenüber den
umlaufenden Außenkanten
der Sichtflächen 2.1 und 2.2 nach
innen zurück.
Damit wird Raum für
Verbindungsmittel wie die in 1 angedeuteten
und in 4 näher
gezeigten Montageprofile und Füllstoffe
geschaffen. Es versteht sich allerdings, dass dieser äußere Rücksprung
zum erfindungsgemäßen Ausstatten
von Hohlelementen mit Brandschutz-Einlagen nicht erforderlich ist.
Vielmehr können
auch außen
glattwandige oder nach außen
gewölbte
Hohlelemente, die als Abschluss-Elemente an frei liegenden Rändern eines Wandelements
eingesetzt werden, mit solchen Brandschutz-Einlagen ausgestattet
werden.
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Erkennbar
ist das Material 5 der flachen und eventuell flexiblen
Brandschutz-Einlage an die innere Mantelfläche 2M angelegt. Da
letztere umlaufend geschlossen ist und die Halbschalen in Formwerkzeugen
mit relativ hoher Maßhaltigkeit
hergestellt werden, kann die Brandschutz-Einlage maßgenau vorkonfektioniert
und dann in eine Halbschale eingelegt werden, bevor diese mit der
zweiten Halbschale in einem Kaltfügeverfahren verbunden wird.
Zweckmäßig beträgt die Breite
der Brandschutz-Einlage etwa das Doppelte der inneren Tiefe einer
Halbschale, so dass sie einstückig
für beide
Halbschalen gefertigt werden kann. Ihre Dicke beträgt dabei
nur wenige Millimeter, so dass der wesentliche Anteil der Sichtflächen ungehindert
lichtdurchlässig
ist.
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3 zeigt
eine andere, vorzugsweise runde und einschalige Bauform eines Hohlelements 2', das in einem
Deckenelement 1' eingebaut
ist. Auch dieses hat eine umlaufende innere Mantelfläche 2M. Seine
obere Sichtfläche 2.1 kann
Teilfläche
einer begehbaren Oberseite des Deckenelements 1' sein. Die untere
Sichtfläche 2.2 ist
hier von einer passend zugeschnittenen Deckscheibe gebildet, welche
die wiederum an die innere Mantelfläche des Hohlelements 2' eingesetzte
Brandschutz-Einlage aus einem flachen Material 5 fixiert.
Erkennbar umschreibt die Mantelfläche 2M hier einen
Kegelstumpf, an welche Form die (vorzugsweise wiederum vorkonfektionierte)
Brandschutz-Einlage angepasst ist. Auch in dieser Bauform bleibt
der wesentliche Anteil der Sichtflächen 2.1 und 2.2 des
Hohlelements lichtdurchlässig, obwohl
das Material 5 der Brandschutz-Einlage selbst opak ist.
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Es
sei allerdings angemerkt, dass erfindungsgemäße Ausrüstungen mit Brandschutz-Einlagen
grundsätzlich
auch für
nicht lichtdurchlässige Hohlelemente
denkbar sind, wenngleich es dort nicht unbedingt erforderlich erscheint,
die Einlagen unter dem Aspekt der geringstmöglichen Minderung der Lichtdurchlässigkeit
zu gestalten.
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In
beiden Ausführungen
gemäß 2 und 3 kann
die optische Erscheinung des Hohlelements 2 durch die Farbgebung
des Materials 5 der Brandschutz-Einlage beeinflusst werden.
Einerseits können
dessen zum Hohlraum weisende Fläche
sowie die schmalen Stirnflächen
hell, beispielsweise weiß,
eingefärbt
werden. Andererseits kann durch eine andere Farbgebung auch ein ästhetisch
wirksamer Farbeffekt und/oder -kontrast erzielt werden, ggf. sogar
zum Darstellen eines Musters, eines Herstellerlogo oder dgl. Letztere
Optionen wird man allerdings vorzugsweise dann vorsehen, wenn die
Sichtflächen
durchsichtig sind. Bei eingefärbten
Sichtflächen
des Hohlelements -bekanntlich werden Hohlglas-Bausteine in vielen
Farbvarianten angeboten- kann die Einlage Ton in Ton oder kontrastierend
gefärbt
sein.
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In 4 erkennt
man anhand eines Schnitts durch eine Ausführung eines Wandelements 1,
dass das dort aufgeschnitten gezeigte Montageprofil 3 verhältnismäßig dünnwandig
und hohl ist, wobei zwei parallele Hohlkammern durch einen mittleren
Steg 3S verbunden sind. Zu beiden Enden stehen Abstandsrippen 3R nach
außen
ab, die zum Positionieren und Zentrieren der Hohlelemente 2 dienen
können.
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Die
Montageprofile 3 und 4 können mit den Hohlelementen 2 direkt
verklebt werden, wobei man Kleberstränge (nicht dargestellt) verwendet,
die für die
jeweilige Materialpaarung (z. B. Glas und Kunststoff oder Metall)
besonders geeignet sind. Man kann ferner auch diese Kleber aus hochtemperaturfesten Materialien
auswählen.
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Bei
Bedarf werden die äußeren Fugen
mit Mörtel,
Silikon oder dgl. in der üblichen
Weise verfüllt, wie
bei 6 angedeutet. Die Montageprofile 3 und 4 können sowohl
als Rahmen- als auch als Abstandhalter-Elemente angesehen werden.
Vorzugsweise verwendet man sie in einer Ausführung der Feuerwiderstandsklasse
nach DIN 4102-B2.
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Die
hier gezeigten Querschnitte der Profile und ihre Abmessungen im
Verhältnis
zu den Glasbausteinen sind rein schematisch dargestellt und lassen
keine Rückschlüsse auf
tatsächliche
Größenverhältnisse
und Formen zu. Wegen näherer
Einzelheiten zum bekannten Quicktech-Montagesystem sei auf die weiter
oben angegebene Dokumentation verwiesen.
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Erkennbar
umgrenzen die Mantelflächen
der Bausteine 2 und die Montageprofile 3 bzw. 4 Hohlräume oder
Kanäle 7,
in denen erfindungsgemäß Stränge aus
einer Masse 8 mit brandhemmenden (aufschäumenden
und ggf. kühlwirksamen)
Eigenschaften angeordnet sind. Die senkrechten Profile 4 (1)
können
natürlich
ebenfalls mit solchen Strängen
versehen werden. Handelsübliche
Brandschutzmassen lassen sich in pastöser Form relativ einfach strangförmig auftragen.
Selbstverständlich
kann dabei der Verlauf des Strangs der Masse wahlfrei bestimmt werden.
Insbesondere kann er von der hier vereinfachend gerade gezeichneten
Form abweichen, beispielsweise zickzack- oder wellenförmig verlaufen,
um eine höhere
Ausfüllung
der Hohlräume -je
nach deren Verfügbarkeit-
zu erreichen.
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Diese
Masse 8 beginnt -ähnlich
oder ebenso wie das Material 5 der Brandschutz-Einlage
in den Hohlelementen selbst- bei Temperaturen oberhalb von etwa
150°C ihr
Volumen zu vergrößern, sie schäumt auf.
Zugleich kann sie auch Wärme
aufnehmende (endotherme) Eigenschaften haben. Im Ergebnis können die
Fugen zwischen den Montageprofilen 3/4 und den
Bausteinen 2 im Brandfall vollständig ausgefüllt werden. Dadurch bildet
sich eine zusätzliche
Fugenabschottung und auch Lastabtragung innerhalb des Wandelements 1.
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Abweichend
von der Darstellung könnte
die Masse 8 auch in die Hohlräume der Profile 3 bzw. 4 eingefüllt werden;
deren Wände
müssten
dann allerdings mit Perforierungen versehen werden, damit die Masse 8 aufschäumen kann.
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In
die Hohlräume
der Montageprofile können jedoch
auch und vorzugsweise -zur statischen Unterstützung der Masse 8 im
Brandfall- stab- oder leistenförmige
Stabilisatoren 9 (nur strichpunktiert angedeutet) aus Materialien
der Brandschutzklasse DIN 4102-A eingesetzt werden.
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Stränge aus
einer Masse 8 könnten
auch, wie schon erwähnt,
anstelle der Streifen aus dem Material 5 -oder auch ergänzend zu
diesen- als Brandschutz-Einlage in die Hohlele mente 2 selbst eingebracht
werden, indem man diese Masse 8 auf deren Mantelfläche 2M aufbringt,
oder sie in Gestalt von mit geeigneten Querschnitten vorgefertigten Strängen daran
fixiert.
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5 und 6 bringen
schließlich
eine Gegenüberstellung
von Ansichten eines Hohlelements 2 mit der erfindungsgemäßen Ausstattung
mit einer Brandschutz-Einlage aus dem im Auslieferzustand (5)
flachen Material 5 und nach Durchführung eines zum Aufschäumen des
besagten Materials 5 bzw. der Brandschutz-Einlage führenden
Versuchs (6). Während im Auslieferzustand nahezu freie
Durchsicht durch das Hohlelement 2 möglich ist, wobei dieses außer Licht
auch Wärme
durchlässt, wenn
es nicht -in an sich bekannter Weise- mit gesonderten Wärmedämm-Eigenschaften
und -Merkmalen ausgestattet ist, nimmt die aufgeschäumte Brandschutz-Einlage 5 gemäß 6 nahezu
das gesamte Innenvolumen des Hohlelements 2 ein. Neben der
Lichtsperre dämmt
sie damit in beträchtlichem Umfang
auch den Durchtritt von Hitze.
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Eine
so aufgebaute Glasbaustein-Wand 1 weist im Vergleich mit
konventionellen Glasbaustein-Wänden
eine erheblich verbesserte Sicherheit gegen Feuerdurchtritt auf.
Zugleich können
die Fugen zwischen den Bausteinen verhältnismäßig schmal gehalten werden,
da die Brandschutzmaßnahmen
in die innen liegenden Hohlräume
verlegt sind.