DE102005059633B3 - Profilrahmen-Konstruktion in Brandschutzausführung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilrahmen-Konstruktion für Fenster, Türen, Fassaden, Glasdächer und dergleichen in Brandschutzausführung, bei der zwei oder mehr Hohlprofilschienen aus Metall über wärmedämmende Isolierstege miteinander verbunden sind und zumindest in die von den Isolierstegen und den Profilschienen begrenzte innere Hohlkammer ein oder mehrere Stränge aus einem thermisch isolierenden Material eingesetzt sind. Um einen Zerfall der Konstruktion in einem Brandfall möglichst lange hinauszuzögern, wird vorgeschlagen, dass jeder Strang (6) an einander gegenüberliegenden Seiten mit sich im Wesentlichen quer zur Wärmeflussrichtung erstreckenden Haltern (9, 10) versehen ist, die mit in Längsrichtung des Stranges (6) verlaufenden Randbereichen in an den einander zugewandten Innenwänden der Hohlprofilschienen (2, 3) angeordneten Nuten zumindest einseitig eingreifen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Profilrahmen-Konstruktion für Fenster, Türen, Fassaden, Glasdächer und dergleichen in Brandschutzausführung, bei der zwei oder mehr Hohlprofilschienen aus Metall über wärmedämmende Isolierstege miteinander verbunden sind und zumindest in die von den Isolierstegen und den Profilschienen begrenzte innere Hohlkammer ein oder mehrere Stränge aus einem thermisch isolierenden Material eingesetzt sind.
• Bei einer aus der EP 0590 236 B1 bekannten Profilrahmen-Konstruktion dieser Art bestehen die Hohlprofilschienen aus Aluminium. Sie werden im Strangpressverfahren gefertigt und in handelsüblichen Längen von z. B. sechs Meter abgelängt. Die Hohlprofilschienen sind durch zwei oder mehr parallel und im Abstand zueinander verlaufende Isolierstege verbunden, die einen Wärmefluss zwischen den Hohlprofilschienen weitgehend unterbinden. Die zwischen zwei Profilschienen gebildete innere Hohlkammer wird vom Profilhersteller zusätzlich mit einem Strang aus einem Brandschutz-Isoliermaterial auf Zementbasis ausgegossen, der die beiden Profilschienen formschlüssig miteinander verbindet. Außerhalb der Hohlkammern sind so genannte Brandschutzstreifen eingesetzt, die unter Hitzeeinwirkung aufschäumen und als Hitzeschild den Auflösungsprozess der Konstruktion im Brandfall verzögern sollen.
• Bei dieser bekannten Konstruktion ist von Vorteil, dass durch die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Profilschienen durch das Brandschutz-Gussmaterial ein Zerfall der Konstruktion im Brandfall relativ lange hinausgezögert werden kann, bevor die Konstruktion zerfällt. Da Brandschutzgußmaterialien auf Basis von Zement jedoch eine gute Wärmeleitung besitzen, lässt sich im Nutzungsfall zwangs läufig mit dieser Konstruktion nur eine entsprechend schlechte Isolierwirkung zwischen den metallenen Hohlprofilschienen erreichen. Von Nachteil ist auch, dass der Herstellungsprozess für solche Brandschutzprofile wegen der benötigten langen Aushärtezeiten von Zement kosten- und zeitaufwendig ist. Hinzu kommt, dass sich die Montage von Beschlägen, wie Scharniere, Schlösser und dergleichen, z. T. sehr schwierig und aufwendig gestaltet, weil dazu in den überwiegenden Fällen die gusszementierten Brandschutzstränge durchbohrt oder ausgefräst werden müssen, um Platz für die Aufnahme und Befestigung der Beschlagteile zu schaffen. Für diese Arbeiten sind teuere Spezialwerkzeuge, z. B. Diamant bestückte Fräsen und Sägen notwendig.
• Bei einer anderen aus der DE 199 00 793 C2 bekannten Profilkonstruktion ist der zwischen den beiden Profilschienen und den Isolierstegen gebildete Hohlraum nicht mit einer brandresistenten und thermisch isolierenden Masse ausgefüllt, so dass sich auch hierbei die Wärmedämmwirkung in Grenzen hält. Um ein Auseinanderfallen der Profilkonstruktion in einem Brandfall dennoch solange wie möglich hinauszuzögern, werden die beiden durch die Isolierstege zusammengehaltenen Profilschienen zusätzlich durch in Wärmeflussrichtung parallel zu den Isolierstegen sich erstreckende metallene Halter gesichert, die in seitliche an die Innenwände der Profilschienen angeformte Nuten eingreifen und dort gehalten werden. Dadurch, dass bei dieser Konstruktion die metallenen Halter in der Wärmeflussrichtung verlaufen, kann trotz des Vorhandenseins von Luftspalten zwischen den die Halter aufnehmenden Nuten der Profilschienen und den Haltern selbst der Wärmetransport von der Warm- zur Kaltseite des Profilquerschnitts insbesondere durch Wärmestrahlung nur geringfügig unterbunden werden. Entscheidend aber ist, dass unmittelbar nach dem Wegschmelzen der Isolierstege in einem Brandfall durch die Halter eine direkte metallische Ver bindung zwischen den Profilschienen entsteht und dadurch spätestens zu diesem Zeitpunkt eine thermische Isolierwirkung zwischen der Warm- und der Kaltseite komplett aufgehoben ist. Beim Abschmelzen der Isolierstege fallen die Halter aus den Nuten heraus, so dass die Konstruktion schon nach relativ kurzer Zeit im Brandfall auseinander fällt. Dies wird begünstigt durch ein zwischen den Haltern und den Isolierstegen vorhandenes Brandschutzmaterial, das bei Hitzeeinwirkung aufschäumt und durch Aufbau eines Druckes die Halter von den Isolierstegen geradezu absprengt und die Halter in den Hohlraum zwischen den Profilschienen drückt. Auch bei einem solchen Profilaufbau wird die gesamte Verbundprofilkonstruktion einschließlich der Halter, der Isolierstege und des zwischen die Halter und die Isolierstege eingefügten, bei Hitze aufschäumenden Brandschutzmaterials von dem Profilhersteller hergestellt. Dem Verarbeiter, d. h. dem Metallbauer, verbleiben kaum Gestaltungsmöglichkeiten, hinsichtlich der Wärmedämmung und der Brandschutzwirkung praxisbedingte Anpassungsmaßnahmen vorzunehmen.
• Eine aus der DE 102 01 419 A1 bekannte Brandschutzausführung zeigt einen aus jeweils zwei metallenen Hohlprofilen gefertigten Querschnitt, bei dem die Hohlprofile durch wärmegedämmte Isolierstege miteinander verbunden sind und die zumindest zwischen den beiden Hohlprofilen und den Isolierstegen gebildete Hohlkammer mit einem Strang aus Brandschutzmaterial ausgefüllt ist. Besondere Maßnahmen, die die Hohlprofile in einem Brandfall mechanisch gegen vorzeitiges Auseinanderfallen sichern, sind bei dieser Konstruktion nicht vorgesehen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profilrahmen-Konstruktion der eingangs näher beschriebenen Art so auszubilden, dass in einfacher und kostengünstiger Weise eine Brandschutzausführung geschaffen wird, mit der neben einer guten Brandschutzwirkung eine erhöhte Wärmedämmung erreicht wird und deren Zerfall in einem Brandfall möglichst lange hinaus gezögert wird, wobei das Einbringen des Brandschutz- und des zusätzlichen Wärmedämmmaterials bei dem Verarbeiter, d. h. bei dem Metallbauer erfolgen kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem jeder Strang an einander gegenüberliegenden Seiten mit sich im Wesentlichen quer zur Wärmeflussrichtung erstreckenden Haltern versehen ist, die mit in Längsrichtung des Stranges verlaufenden
• Randbereichen in an den einander zugewandten Innenwänden der Hohlprofilschienen angeordnete Nuten zumindest einseitig eingreifen. Dadurch ist es möglich, einen hoch wirksamen Brandschutz- und Wärmeschutz-Strang mit den Haltern und soweit nötig, mit in den Hohlkammern angeordneten Brandschutzeinlagen als vorgefertigte Baueinheit herzustellen und dem Verarbeiter anzuliefern, der in eigener Regie je nach den Praxisanforderungen des von ihm gewählten Konstruktions- und Beschlagsystems in einfacher und kostengünstiger Weise jegliche Anpassungsmaßnahmen selbst vornehmen kann. Die Streifen aus Brandschutzmaterial sind vorzugsweise zwischen dem an dem Strang anliegenden Mittelsteg jedes Halters und einer Wandung der Hohlprofilschiene angeordnet, so dass in einem Brandfall unter Hitzeeinwirkung die verbliebenen Hohlräume der Profilschienen mit Brandschutzmaterial ausgefüllt und/oder gefährdete Stellen gegen Rauchaustritt geschützt werden. Die Befestigung der Brandschutzstreifen an dem Strang bzw. an der Wandung der Halter kann durch Kleben erfolgen.
• Zweckmäßig besteht jeder Strang aus einem schlecht wärmeleitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner als Aluminium. Dieses Isoliermaterial soll neben einer thermischen Isolierung in einem Brandfall bewirken, dass ein Wärmeübergang von der Warmseite zur Kaltseite eines Profilquerschnitts außer über die Isolierstege zusätzlich über die Isolierstränge erschwert wird. Um die Stränge leicht handhaben zu können, sind sie vorzugsweise formsteif ausgebildet, wodurch sie leicht in die Hohlräume eingeschoben und dort gesichert werden können. Die Halter bestehen zweckmäßig aus einem nicht rostenden Metall oder einem Stahl mit einer Oberflächenveredelung. Je nach Querschnittsgröße der Hohlprofilschienen können die Halter in Abständen zueinander auf der Länge jedes Stranges angeordnet und/oder an gegenüberliegenden Seiten jeweils paarweise angeordnet sein. Die paarweise An ordnung hat den Zweck, neben einer statisch ausgewogenen Befestigungsmöglichkeit des Stranges innerhalb des Hohlraums die aus dem Strang, den Haltern und gegebenenfalls den Brandschutzeinlagen bestehende Baueinheit durch ein mechanisches Verbindungselement, z. B. ein Niet, eine Schraube oder dergleichen miteinander zu verbinden. Je nach Größe der Querschnitte können die Halter auf beiden Seiten des Stranges in einer oder in mehreren Reihen an dem Strang angeordnet sein. Zum erleichterten Einschieben der Baueinheit in die zugeordnete Kammern zwischen den Hohlprofilschienen sind die seitlichen, in Längsrichtung des Stranges verlaufenden Bereiche der Halter vorteilhaft winkelförmig gestaltet, wobei der freie Steg parallel und im Abstand zur zugewandten Fläche des Stranges steht. Vorzugsweise ist die Einlage aus Brandschutzmaterial jeweils zwischen dem an dem Strang anliegenden Mittelsteg jedes Halters und einer Wandung der Hohlprofilschiene angeordnet.
• Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung im Nachstehenden weiter erläutert. Es zeigen:
• 1 und 2 zwei mit Strängen aus thermisch isolierendem Material bestückte Hohlprofilschienen im Querschnitt,
• 3 den Profilquerschnitt ähnlich der 1, in perspektivisch abgestuften Teilschnitten und
• 4 die aus dem Strang, den Haltern und den Brandschutzeinlagen bestehende Baueinheit in perspektivischer Darstellung.
• Die in den 1 bis 3 gezeigten Querschnitte 1 einer Profilrahmen-Konstruktion bestehen aus zwei aus z. B. Aluminium gefertigten Hohlprofilschienen 2 und 3, die durch parallel und im Abstand zueinander verlaufende Isolierstege 4, 5 mit geringer Wärmeleitfähigkeit miteinander verbunden sind. Üblicherweise sind sie aus einem Kunststoff gefertigt. Die in Längsrichtung der Hohlprofilschienen 2, 3 verlaufenden Randbereiche der Isolierstege 4, 5 sind so geformt, dass sie formschlüssig in hinterschnittene Nuten der Hohlprofilschienen eingreifen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen bildet die Profilgeometrie ein Verbundprofil mit drei Kammern, von denen die innere Kammer von Innenwandungen der einander zugewandten äußeren Hohlprofilschienen 2, 3 und den Isolierstegen 4, 5 begrenzt ist. In diese mittlere Kammer ist ein formstabiler Strang 6 aus einem wärmeisolierenden Material eingeschoben, der sich annähernd von dem einen Isoliersteg 4 bis zum gegenüberliegenden Isoliersteg 5 erstreckt. Ein mögliches Isoliermaterial wird unter dem Handelsnamen ROKU-Therm in Deutschland vertrieben. Zwischen den Isolierstegen der Hohlprofilschienen 2, 3, den Umfangsflächen des Stranges 6 sowie den angrenzenden Randbereichen der Hohlprofilschienen sind Freiräume 7, 8 gebildet. In diesen Freiräumen befinden sich Halter 9, 10, die an zwei sich gegenüberliegenden Längsseiten des Stranges 6 angeordnet und mit diesem über ein andeutungsweise dargestelltes Verbindungselement 11, z. B. ein Hohlniet mit Nietkopf 11', mit dem Strang 6 verbunden sind. In Längsrichtung des Stranges 6 stehen die Halter 9, 10 in Abständen zueinander (4). Da sie sich in allen gezeigten Beispielen paarweise gegenüber liegen, werden jeweils zwei nebeneinander befindliche Halter 9, 10 durch ein Verbindungselement 11 miteinander verbunden. Die Halter 9, 10 sind so in das Verbundprofil eingebunden, dass sie quer zur Wärmeflußrichtung verlaufen und keine direkte Verbindung zwischen den Hohlprofilschienen darstellen.
• Bei der Ausführung nach den 1 und 4 ist beidseits des Stranges 6 jeweils eine Reihe von Haltern 9, 10 vorgesehen, die längs des Stranges im Abstand hintereinander liegen, während bei dem größeren Querschnitt der Hohlprofilschienen 2, 3 in 2 an jeder Seite des Stranges 6 zwei Reihen von Haltern 9, 10 übereinander vorgesehen sind, von denen auch hier mehrere Halterpaare auf der Länge des Stranges im Abstand hintereinander vorgesehen sein können. Die Anzahl der Reihen ist abhängig von den Querschnittsabmessungen der Hohlprofilschienen 2, 3. Die Halter 9, 10 sind in den Randbereichen bei 15, 16 winkelförmig gestaltet bzw. zweifach abgewinkelt und greifen in Nuten 15', 16' (3) an den Innenwänden der Hohlprofilschienen 2, 3 ein. Zwischen den an dem Strang 6 anliegenden Mittelschenkeln der Halter 9, 10 und den angrenzenden Wandungen der Hohlprofilschienen 2, 3 ist eine Einlage, z. B. eine Leiste 12 aus einem durch Wärmeeinwirkung aufschäumenden handelsübliches Brandschutzmaterial eingesetzt. Die Einlagen 12 können durch Kleben an den Haltern 9, 10 befestigt sein.
• In den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen sind in die beiden äußeren Kammern 2', 3' der Hohlprofilschienen 2, 3 weitere Stränge oder Platten 13, 14 aus einem handelsüblichen Brandschutzmaterial eingesetzt. Sie sind in ihren Querschnitten so ausgebildet, dass sie form- und/oder kraftschlüssig in die Kammern eingreifen. An den einander abgewandt liegenden Flächen der beiden Stränge 13, 14 sind ebenfalls Einlagen 12 aus einem durch Wärmeeinwirkung aufschäumenden Brandschutzmaterial befestigt.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Wesentlich ist die Kombination verschiedener Maßnahmen. In die von Isolierstegen 4, 5 und den Hohlprofilschienen 2, 3 begrenzten Kammern wird mindestens ein Strang 6 aus einem in erster Linie thermisch isolierenden Material eingesetzt ist, welches darüber hinaus nicht brennbar bzw. nur schwer entflammbar sein kann. Neben der Wärmeisolierung kann zur Erhöhung des Brandschutzes außerdem wenigstens eine Ein lage 12 aus einem durch Wärmeeinwirkung aufschäumenden Material eingesetzt werden Die von den Strängen 6, den Haltern 9, 10 und gegebenenfalls den Brandschutzeinlagen 12 gebildeten Einheiten können als vorgefertigte Baueinheit von den Verarbeitern, d. h. den Metallbauern in die Profilrahmen-Konstruktion nachträglich integriert werden.
• Messungen haben gezeigt, dass gegenüber bekannten Brandschutz-Profilkonstruktionen neben einer guten Brandschutzwirkung durch Einbringung von Wärmeisoliersträngen 6 nach der Erfindung zumindest in die mittleren Kammern der Hohlprofilschienen die Wärmedurchgangswerte jedes Verbundprofils wesentlich verringert werden konnte.

Claims (10)

1. Profilrahmen-Konstruktion für Fenster, Türen, Fassaden, Glasdächer und dergleichen in Brandschutzausführung, bei der zwei oder mehr Hohlprofilschienen aus Metall über wärmedämmende Isolierstege miteinander verbunden sind und zumindest in die von den Isolierstegen und den Profilschienen begrenzte innere Hohlkammer ein oder mehrere Stränge aus einem thermisch isolierenden Material eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strang (6) an einander gegenüberliegenden Seiten mit sich im Wesentlichen quer zur Wärmeflussrichtung erstreckenden Haltern (9, 10) versehen ist, die mit in Längsrichtung des Stranges (6) verlaufenden Randbereichen in an den einander zugewandten Innenwänden der Hohlprofilschienen (2, 3) angeordneten Nuten zumindest einseitig eingreifen.
2. Profilrahmen-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den den Strang bzw. die Stränge aufnehmenden Hohlkammern wenigstens eine Einlage (12) aus einem durch Wärmeeinwirkung sich aufschäumenden Brandschutzmaterial aufgenommen ist.
3. Profilrahmen-Konstruktion nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (12) aus Brandschutzmaterial jeweils zwischen dem an dem Strang (6) anliegenden Mittelsteg jedes Halters (9, 10) und einer Wandung der Hohlprofilschiene (2, 3) angeordnet ist.
4. Profilrahmen-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (6) aus einem schlecht wärmeleitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit kleiner als Aluminium besteht.
5. Profilrahmen-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strang (6) formstabil ausgebildet ist.
6. Profilrahmen-Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (9, 10) aus einem nicht rostenden Metall oder einem Metall mit einer Oberflächenveredelung bestehen.
7. Profilrahmen-Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (9, 10) auf der Länge jedes Stranges in Abständen hintereinander und/oder an gegenüberliegenden Seiten jeweils paarweise angeordnet sind.
8. Profilrahmen-Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen in Längsrichtung des Stranges (6) verlaufenden Randbereiche 15, 16 jedes Halters (9, 10) winkelförmig gestaltet sind.
9. Profilrahmen-Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei sich an jedem Strang gegenüberliegende Halter (9, 10) durch ein mechanisches Verbindungselement (11), z. B. ein Niet, eine Schraube oder dergleichen, miteinander verbunden sind.
10. Profilrahmen-Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (9, 10) auf beiden Seiten in einer oder in mehreren Reihen an jedem Strang (6) angeordnet sind.