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Die Erfindung betrifft ein Brandschott für ein Stromschienensystem, welches ein sich in Schienenlängsrichtung erstreckendes, im Wesentlichen rauchdichtes Profilgehäuse sowie mehrere, parallel nebeneinander im Profilgehäuse aufgenommene Stromschienen in Flachprofilausführung aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Stromschienensystem mit zumindest einem derartigen Brandschott, eine geeignete Verwendungen eines derartigen Stromschienensystems sowie ein Verfahren zur brandschutzgerechten Abschottung eines Durchbruchs in einer Wand, durch welchen ein Stromschienensystem hindurchgeführt wird.
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Die betrachteten Stromschienensysteme sind zum Transport und zur Verteilung von Strömen in einem Bereich von ca. 160 A bis 6300 A vorgesehen. Vorzugsweise sind die betrachteten Stromschienensysteme für Niederspannungen, das heißt für Spannungen bis ca. 1000 V ausgelegt. Es kann sich beide den Strömen um Gleich- oder Wechselströme und bei den Spannungen in entsprechender Weise um Gleich- oder Wechselspannungen handeln.
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Die bekannten Stromschienensysteme können z.B. fünf plattenförmige, parallel zueinander angeordnete, das heißt Breitseite an Breitseite angeordnete, Stromschienen aufweisen. Dabei sind typischerweise drei der Stromschienen den jeweiligen Phasen eines öffentlichen Stromversorgungsnetzes zugeordnet. Das Stromversorgungsnetz kann z.B. ein dreiphasiges 50 Hz/400 V- oder ein 60 Hz/460 V-Stromversorgungsnetz sein. Die vierte Stromschiene ist typischerweise an einem N- oder Neutralleiter und die fünfte Stromschiene an einem PE-Leiter oder Schutzleiter angeschlossen. Je nach Anwendung kann ein Stromschienensystem auch nur drei oder vier Stromschienen oder auch mehrere Stromschienen aufweisen, wie z.B. sechs.
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Das Stromschienensystem kann alternativ auch nur zwei Stromschienen aufweisen, wobei die erste Stromschiene auf Massepotential und die zweite Stromschiene auf einem positiven Gleichspannungspotential liegt, wie z.B. auf 690 V. Derartige Stromschienensysteme werden z.B. in einem Bordnetz eines Schiffes oder eines Schienenfahrzeugs verwendet.
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Typischerweise sind die Stromschienen aus Aluminium oder aus Kupfer hergestellt, das heißt aus Metall. Sie sind insbesondere Strangpressprofile in Flachprofilausführung.
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Die zuvor beschriebenen Stromschienensysteme müssen je nach Einsatzgebiet nationalen, regionalen oder internationalen Brandschutzverordnungen, Richtlinien oder Normen genügen. Besonders kritisch sind hier Wanddurchführungen bzw. Wanddurchbrüche, durch welche das Stromschienensystem zur Stromverteilung hinduchgeführt werden soll. In diesem Fall ist es zwingend erforderlich, dass mittels einer Brandabschottung ein Durchdringen von kaltem Rauch von der Brandseite auf die andere Wandseite für eine Mindestzeit zuverlässig verhindert wird. Würde anderenfalls kalter Rauch auf die andere Wandseite gelangen, so könnte sich dieser nach Erreichen seiner Selbstentzündungstemperatur von typ. 180 °C entzünden und dort den Brand fortsetzen. Die Brandschutznorm kann zur Vermeidung eines solchen Übergreifens z.B. festlegen, dass für eine Mindestzeit von 30 Minuten kein nennenswerter kalter Rauch von der Brandseite auf die andere Wandseite gelangen darf. Dabei wird auf der Brandseite von einer maximalen Temperatur von 1100 °C (für Weißglut) ausgegangen, welche zu einer Temperaturerhöhung von maximal 140 °C nach dieser Mindestzeit auf der anderen Wandseite führen darf.
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Wesentlich zur Sicherstellung der Brandschottfunktion ist das im Bereich des Wanddurchbruchs eingesetzte Abschottungsmaterial. Zum einen darf dieses Material nicht hygroskopisch, das heißt Wasser anziehend, sein, welches vornehmlich der Luftfeuchtigkeit in der Umgebungsluft entzogen wird. In einem solchen Fall würde, bedingt durch die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, die Isolationsspannung zwischen den jeweiligen Stromschienen in unzulässiger Weise herabgesetzt werden. Als Folge davon könnten sich im Laufe der Zeit Überschläge zwischen den spannungsführenden Stromschienen ereignen, die zu einem Ausfall der elektrischen Versorgung und unter Umständen sogar zu einem Brand führen können. Aus diesem Grund ist es bisher erforderlich, die Stromschiene zumindest im Bereich des Brandschotts, das heißt im Bereich der Wanddurchführung, elektrisch zu isolieren, wie z.B. mittels einer Isolierfolie. Dies ist jedoch aufwändig und teuer.
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Zum anderen darf das zur Brandabschottung verwendete Abschottungsmaterial nicht mit zunehmender Temperatur, insbesondere im Brandfall, schrumpfen. Als Folge davon entstehen Spalte und Risse im Abschottungsmaterial, durch die dann der kalte Rauch hindurchtreten könnte. Viele Brandschutzmaterialien haben daher eine aufquellende Eigenschaft, um im Brandfall gegebenenfalls noch vorhandene Spalte schließen bzw. reduzieren zu können. Dadurch wird die Rauchdichtigkeit und der Wärmetransport von den Stromschienen zu dem Gehäuse verbessert.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Lösungen zur Brandabschottung bekannt. Eine Lösung ist z.B. die Kombiabschottung S90 „System ZZ-Platte BDS-N“ der Fa. Zapp-Zimmermann. Diese Lösung ist jedoch hinsichtlich der Abschottungsmontage der Stromschienen untereinander aufwändig, langwierig und sehr teuer. Zudem ist die häufig geforderte Funktion „Druckwasserdichtigkeit“ nicht in eine solche Lösung integrierbar.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Brandschott für ein Stromschienensystem anzugeben, welches montagefreundlicher ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Stromschienensystem mit zumindest einem derartigen Brandschott sowie eine geeignete Verwendung eines derartigen Stromschienensystems anzugeben.
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Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur brandschutzgerechten Abschottung eines Durchbruchs in einer Wand mit hindurchgeführtem Stromschienensystem anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Brandschott für ein Stromschienensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Im Anspruch 7 ist ein Stromschienensystem mit zumindest einem derartigen Brandschott genannt. In den abhängigen Ansprüchen 8 bis 12 sind vorteilhafte Ausführungsformen des Stromschienensystems angegeben. Im Anspruch 13 ist eine vorteilhafte Verwendung eines derartigen Stromschienensystems genannt. Schließlich ist im Anspruch 14 ein Verfahren zur brandschutzgerechten Abschottung eines Durchbruchs in einer Wand innerhalb eines Gebäudes oder eines Schiffes angegeben.
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Erfindungsgemäß weist das Brandschott zwei, vorzugsweise identisch ausgeführte Formteile auf, wobei die zwei Formteile derart ausgeformt sind, dass die parallel nebeneinander angeordneten Stromschienen kammartig umschließbar sind. Das durch die zwei Formteile gebildete Brandschott weist eine auf die Innenkontur des Profilgehäuses geometrisch abgestimmte Außenkontur auf. Das Brandschott kann wegen der Anordnung im Inneren des Profilgehäuses auch als Innenbrandschott oder als Stromschienenbrandschott bezeichnet werden.
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Der besondere Vorteil liegt darin, dass nur zwei Bauteile benötigt werden, um die beabstandeten Stromschienen in einem Montageschritt formschlüssig zu umschließen. Ein aufwändiges Zuschneiden von Plattenteilen und ein Einsetzen dieser Teile zwischen die Stromschienen und um diese herum oder ein Abdichten und Vergießen mit einem Spezial-Gießharz, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, entfällt. Ein derartiges Versiegelungs- bzw. Abdichtystem ist z.B. unter der Markenbezeichnung GEAQUELLO® der Fa. SAM Electronics, Niederlande, bekannt. Durch die geometrische Anpassung an das Profilgehäuse ist zugleich dieses gegenüber den Stromschienen abgedichtet. Die Formteile können je nach vorgesehener Anzahl der Stromschienen entsprechende Aussparungen aufweisen. Da die Anzahl der Stromschienen, die Abstände der Stromschienen untereinander sowie die Abmessungen der Profilgehäuse weitgehend genormt oder standardisiert sind, ist vorteilhaft nur eine geringe Typenanzahl von Formteilen erforderlich.
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Die Formteile werden vorzugsweise mittels einer Spritzgussform hergestellt, in welche das brandschutzbeständige Material eingespritzt wird. Das jeweilige Formteil ist insbesondere aus einem feuerbeständigen, geschlossenporigen Elastomerschaum hergestellt. Der geschlossenporige Elastomerschaum kann derart ausgebildet sein, dass sich dieser erst nach Einspritzen in die Spritzgussform bildet und dann aushärtet.
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Bei dem Elastomerschaum handelt es sich insbesondere um den Werkstoff „RISE“ der Fa. Beele Engineering in Aalten, NL. Dieser Werkstoff weist keine hygroskopischen, das heißt wasseranziehenden, Eigenschaften auf. Er ist folglich kriechstromfest. Eine bisher erforderliche elektrische Isolierung der Stromschienen im Bereich des Brandschotts kann vorteilhaft entfallen. Ein weiterer Vorteil dieses Werkstoffs ist seine weitgehende Formstabilität bei vorteilhaft nur geringer Ausdehnung im Brandfall. Gegebenenfalls noch vorhandene Risse und Spalte werden somit verschlossen. Auch entstehen im Brandfall keine toxischen Gase.
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Nach einer Ausführungsform weist das jeweilige Formteil eine Grundplatte und eine Mehrzahl von darauf senkrecht angeordneten, parallel zueinander verlaufenden Stege auf. Letztere sind zur teilweise seitlich umschließenden Aufnahme der Stromschienen vorgesehen. Eine von den Stegen wegweisende Außenseite der Grundplatte weist die auf die Innenkontur des Profilgehäuses geometrisch abgestimmte Außenkontur auf.
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Einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zufolge weisen die jeweiligen Stege mindestens eine wegweisende, senkrecht zur Grundplatte verlaufende Schienenhalterippe auf. Dadurch ist vorteilhaft eine exakte seitliche Führung der eingesetzten Stromschienen möglich. Zum anderen bilden die Stege und die Schienenhalterippen eines Formteils bereits Hohlräume mit den angrenzenden eingesetzten Stromschienen aus, die bedarfsweise, wie z.B. beim Einsatz des Brandschotts auf einem Schiff, mit einem brandbeständigen, druckwasserdichten und elastischen Füllstoff ausgefüllt werden können. Ein derartiger Füllstoff ist z.B. unter dem Markennamen FIWA® der Fa. BEELE BV, Niederlande, bekannt. Weitere Brandschutzdichtmassen sind z.B. von der Fa. Fischer, Fa. Otto oder von der Fa. Henkel frei erhältlich.
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Im Besonderen ist zumindest an einem Teil der Längsenden der jeweiligen Stege eine ein- oder beidseitig wegweisende, senkrecht zur Grundplatte verlaufende Schienendichtlippe angeordnet. Dadurch wird der Strömungswiderstand wesentlich erhöht und die Weiterleitung von Brandgasen stark reduziert oder verhindert.
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Die Grundplatte, die Stege, die Schienenhalterippen und gegebenenfalls die Schienendichtlippen sind vorzugsweise aus dem gleichen feuerbeständigen, geschlossenporigen Elastomerschaum hergestellt.
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Einer weiteren Ausführungsform zufolge weisen die beiden Formteile nach dem Zusammensetzen eine zumindest teilweise umlaufende, mit der Innenseite des Profilgehäuses einen Kanal bildende Einformung an der Außenseite auf. Der so gebildete Kanal ist zur Aufnahme eines feuerbeständigen Abdichtmittels insbesondere zum druckwasserbeständigen Abdichten des Brandschotts mit dem Profilgehäuse vorgesehen. Dadurch wird die Rauch- und Druckwasserbeständigkeit nochmals erhöht.
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Weiterhin ist in Bezug auf das Stromschienensystem zumindest ein erfindungsgemäßes Brandschott innerhalb des Profilgehäuses in Schienenlängsrichtung verteilt angeordnet. Vorzugsweise ist eine Vielzahl derartiger Brandschotten im Profilgehäuse verteilt angeordnet. Die zuvor beschriebenen, ausgebildeten Hohlräume im Brandschott können mit dem brandbeständigen, druckwasserdichten Füllstoff ausgefüllt sein. Ein derartiges Stromschienensystem weist folglich eine sehr hohe Rauch- und Druckwasserdichtigkeit auf.
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Insbesondere ist der Füllstoff eine dauerelastisch aushärtende, brandbeständige Einkomponentenmasse. Ein derartiger Füllstoff kann z.B. wieder der Füllstoff FIWA® der Fa. BEELE BV, Niederlande, sein.
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Vorzugsweise ist nach einer weiteren Ausführungsform zufolge ein jeweiliges Brandschott in Bezug auf die Schienenlängsrichtung im Profilgehäuse in einem Bereich eines Wanddurchbruchs angeordnet, durch den das Stromschienensystem hindurchgeführt ist.
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Schließlich kann das Profilgehäuse im Bereich eines jeweiligen Wanddurchbruchs noch mit einem brandbeständigen, druckwasserdichten Füllstoff zum Abdichten des Profilgehäuses mit der Wand umgeben sein.
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Das beschriebene erfindungsgemäße Stromschienensystems mit in Längsrichtung des Stromschienensystems verteilt angeordneten Brandschotten ist vorteilhaft in einem Gebäude, wie z.B. in einem Hochhaus, einer Fabrik oder Anlage, oder in einem Schiff, wie z.B. auf einem Kreuzfahrschiff mit den insbesondere dort besonders hohen Anforderungen an den Personenschutz, verwendbar. Es sind dabei die jeweiligen Brandschotten zumindest in einem Bereich von Wanddurchbrüchen innerhalb des Gebäudes oder des Schiffs zur Durchführung des Stromschienensystems angeordnet.
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Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur brandschutzgerechten Abschottung eines Durchbruchs in einer Wand innerhalb eines Gebäudes oder eines Schiffes gelöst. Hierzu wird ein zuvor beschriebenes Stromschienensystem durch den jeweiligen Durchbruch hindurchgeführt. Es wird dann das Profilgehäuse des Stromschienensystems und die zugehörige Wand im Bereich des jeweiligen Durchbruchs mit einem brandbeständigen, druckwasserdichten Füllstoff abgedichtet. Es ist dabei das Brandschott an entsprechender Position in Schienenlängsrichtung im Profilgehäuse im Durchbruchbereich angeordnet.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Stromschienensystems mit beispielhaft zwei in einem Profilgehäuse angeordneten, erfindungsgemäßen Brandschotten,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Formteils des erfindungsgemäßen Brandschotts,
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3 einen Schnitt durch das in 2 gezeigte Formteil entlang der eingetragenen Schnittlinie III-III und
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4 einen Schnitt durch das in 2 gezeigte Formteil entlang der eingetragenen Schnittlinie IV-IV.
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1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Stromschienensystems 10 mit beispielhaft zwei in einem Profilgehäuse 2 angeordneten, erfindungsgemäßen Brandschotten 1.
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Im oberen und unteren Teil der 1 sind eine obere und eine untere Gehäusehälfte 21, 22 eines an sich bekannten Profilgehäuses 2 für ein Stromschienensystem 10 gezeigt. Die beiden Hälften 21, 22 können beispielhaft miteinander durch zwei Längsfalzungen verbunden werden. Die mit E bezeichneten Eckbereiche dienen unter anderem zur Befestigung von nicht weiter gezeigten Abgangskästen und zur Versteifung des Profilgehäuses 2. Das Profilgehäuse 2 weist zudem ein gleiches Profil in Längsrichtung LR auf. Mit QR ist eine zur Längsrichtung LR senkrecht verlaufende Querrichtung und mit HR eine zu beiden vorherigen Richtungen LR, QR senkrecht verlaufende Hochrichtung bezeichnet. Mit OS, US sind eine Oberseite und eine Unterseite des Profilgehäuses 2 bezeichnet. Mit A sind ferner Aussparungen, insbesondere Ausstanzungen, bezeichnet, durch welche die Abgangsstellen zur Stromverteilung nach außen herausragen. Üblicherweise sind diese Abgangsstellen mit Schienenstützern kombiniert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist im vorliegenden Beispiel nur ein Brandschott 1 dargestellt. Im mittleren Teil der 1 sind beispielhaft fünf nebeneinander, gleichmäßig beabstandete Stromschienen 3 in Flachprofilausführung zu sehen, welche in dem Stromschienensystem 10 aufgenommen sind.
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Erfindungsgemäß weist das gezeigte Brandschott 1 zwei bereits identisch ausgeführte Formteile 11, 12 auf, die derart ausgeformt sind, dass die parallel nebeneinander angeordneten Stromschienen 3 kammartig umschließbar sind. Das durch die zwei Formteile 11, 12 gebildete Brandschott 1 weist dabei eine auf die Innenkontur des Profilgehäuses 2 geometrisch abgestimmte Außenkontur auf (siehe dazu im Detail die Figuren 3 und 4). Vorzugsweise sind die beiden Formteile 11, 12 des Brandschotts 1 einstückig aus einem feuerbeständigen, geschlossenporigen Elastomerschaum hergestellt.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Formteils 11, 12 des erfindungsgemäßen Brandschotts 1 gemäß 1 im Detail. Das Formteil 11, 12 weist eine mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete, im Wesentlichen plane Grundplatte auf. Auf ihr sind sechs senkrechte, parallel zueinander verlaufenden Stege 5 zur seitlichen Aufnahme der Stromschienen angeordnet. Die Stromschienen selbst sind in dieser Darstellung nicht gezeigt. Die von den Stegen 5 wegweisende Außenseite AS der Grundplatte 4 weist eine auf die Innenkontur des Profilgehäuses 2 geometrisch abgestimmte Außenkontur auf (siehe dazu im Detail die Figuren 3 und 4). Darüber hinaus weisen die sechs Stege 5 jeweils zwei wegweisende, senkrecht zur Grundplatte 4 verlaufende Schienenhalterippen 6 auf. Zur Abdichtung ist an jedem Längsende der Stege 5 eine ein- bzw. beidseitig wegweisende, senkrecht zur Grundplatte 4 verlaufende Schienendichtlippe 7 angeordnet. Mit H sind die sich zwischen den Stegen 5, den Schienenhalterippen 6, den einzusetzenden Stromschienen und gegebenenfalls den Schienendichtlippen 7 ausbildenden Hohlräume bezeichnet. Diese stellen eine Labyrinthdichtung für die Rauchgase dar. Zudem können sie im eingesetzten Zustand der Stromschienen zur Erzielung einer hohen Druckwasserdichtigkeit, insbesondere von mehreren bar, noch mit einer dauerelastisch aushärtenden, brandbeständigen Einkomponentenmasse als Füllstoff ausgefüllt werden.
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Weiterhin ist im linken und rechten Bereich sowie an der Außenseite AS des Formteils 11, 12 eine sich umlaufend fortsettende Einformung F zu sehen. Im zusammengesetzten Zustand des Brandschotts 1 weist dieses eine gänzlich umlaufende Einformung F auf, die mit dem angrenzenden Profilgehäuse 2 einen umlaufenden Kanal bildet. Dieser so gebildete Kanal ist zur Aufnahme eines feuerbeständigen Abdichtmittels zum Abdichten des Brandschotts 1 mit dem Profilgehäuse 2 vorgesehen.
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Ferner sind im seitlichen Bereich der Grundplatte 4 acht Eckverschlüsse 9 vorhanden. Diese sind zur seitlichen Führung der Formteile 11, 12 im Profilgehäuse 2 sowie zum dichten Verschließen der Eckbereiche E im Profilgehäuse 2 vorgesehen.
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3 zeigt einen Schnitt durch das in 2 gezeigte Formteil 11, 12 entlang der eingetragenen Schnittlinie III-III im Bereich eines Durchbruchs D durch eine Wand W. Der Schnitt erfolgt in Querrichtung QR zwischen zwei Schienenhalterippen 6 und im Bereich der umlaufenden Einformung F. In dieser Darstellung ist auch der dadurch gebildete, umlaufende Kanal K zu sehen.
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Wie die 3 zeigt, umschließen die beiden Formteile 11, 12 vollständig die dazischenliegenden Stromschienen 3. Die in der Schnittdarstellung sichtbaren Hohlräume H können, wie zuvor beschrieben, mit einem brandbeständigen, druckwasserdichten Füllstoff ausgefüllt werden. Zur verbesserten Rauchdichtigkeit und gegebenenfalls Druckdichtigkeit ist zudem noch der verbleibende Raum im Durchbruch D zwischen der Außenseite des Profilgehäuses 2 und der Wand W mit einem gleichfalls brandbeständigen und gegebenenfalls druckwasserdichten Füllstoff M abgedichtet.
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4 zeigt einen Schnitt durch das in 2 gezeigte Formteil 11, 12 entlang der eingetragenen Schnittlinie IV-IV. Der Schnitt erfolgt in Querrichtung QR und durch die hier sechs fluchtend angeordneten Schienenhalterippen 6. In der 4 ist daher erkennbar, wie die eingesetzten Stromschienen 3 durch diese Schienenhalterippen 6 seitlich geführt werden. Auch ist erkennbar, wie die Außenkontur der beiden Formteile 11, 12 bündig und damit im Wesentlichen rauchdicht an der Innenkontur des Profilgehäuses 2 anliegt.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Brandschott 1 für ein Stromschienensystem 10, welches ein sich in Schienenlängsrichtung LR erstreckendes, im Wesentlichen rauchdichtes Profilgehäuse 2 sowie mehrere, parallel nebeneinander im Profilgehäuse 2 aufgenommene Stromschienen 3 in Flachprofilausführung aufweist. Erfindungsgemäß weist das Brandschott zwei, vorzugsweise identisch ausgeführte Formteile 11, 12 auf, wobei die zwei Formteile 11, 12 derart ausgeformt sind, dass die parallel nebeneinander angeordneten Stromschienen 3 kammartig umschließbar sind. Das durch die zwei Formteile 11, 12 gebildete Brandschott weist eine auf die Innenkontur des Profilgehäuses 2 geometrisch abgestimmte Außenkontur auf.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brandschott
- 2
- Gehäuse des Stromschienensystems, Profilgehäuse
- 3
- Stromschienen
- 4
- Grundplatte
- 5
- Stege
- 6
- Rippen, Schienenhalterippen
- 7
- Dichtlippen
- 8
- Spalt
- 9
- Eckverschluss
- 10
- Stromschienensystem
- 11, 12
- Formteile
- 21, 22
- Gehäuseteile
- 21
- Gehäuseoberteil
- 22
- Gehäuseunterteil
- A
- Aussparung, Ausstanzung, Öffnung
- AS
- Außenseite
- D
- Aussparung, Durchbruch
- E
- Eckbereich
- F
- Einformung
- H
- Hohlraum
- HR
- Hochrichtung
- K
- Kanal
- LR
- Schienenlängsrichtung, Längsrichtung
- M
- brandbeständiger Füllstoff
- OS
- Oberseite
- QR
- Querrichtung
- US
- Unterseite
- W
- Wand, Trennwand