DE102014010330A1

DE102014010330A1 - Druckausgleichsöffnung für Passivhäuser

Info

Publication number: DE102014010330A1
Application number: DE102014010330.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Druckausgleichsöffnung für Passiv- oder Niedrigenergiehäuser, die im Brandfall den raschen Abbau eines Überdrucks bewirkt, der das Öffnen von Türen verhindert.

Description

Bei energieeffizienten Bauten wie Passiv- oder Niedrigenergiehäusern kann im Brandfall im umbauten Bereich ein Überdruck bis zu 500 Pascal entstehen, der infolge der überall optimal vorhandenen Dichtigkeit erst nach etwa 90–110 Sekunden abgebaut wird. Dieser Überdruck wirkt auf eine Tür, deren Fläche überschlägig mit 2 m² angesetzt wird, mit einer Kraft von überschlägig 1000 Newton. Wirkt der Überdruck gegen die Öffnungsrichtung der Türe, dann wird die Türe mit dieser Kraft zurück in die Fälze gedrückt. Um die Türe zu öffnen, bedarf es im Bereich der Türklinke einer Zugkraft von überschlägig 500 Newton, die auch eine sehr kräftige Person nicht aufbringen kann. Für diese Person erscheint die Türe etwa 90–110 Sekunden lang verriegelt und somit als Fluchtweg ausgeschlossen.
Aufgabe der Erfindung, ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die diesem Effekt entgegenwirkt, ohne andere Anforderungen des Brandschutzes zu beeinträchtigen. Dazu werden für die Räume, in denen für den Brandfall die Fluchtwege gesichert werden sollen – nachfolgend ”Brandräume” – Öffnungen vorgeschlagen, die mit Klappen geschlossen sind. Eine Messvorrichtung misst den Druck im potentiellen Brandraum – nachfolgend ”Innendruck – und den Druck außerhalb des Brandraums – nachfolgend ”Außendruck”. Wenn zwischen Innendruck und Außendruck kein wesentliches Druckgefälle besteht, sind die Klappen geschlossen. Bei einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnen sie sich und die Luft kann aus dem Brandraum durch die Öffnung ausströmen. Sinkt infolge der mittlerweile ausgeströmte Luft die Druckdifferenz dann wieder unter dem vorgegebenen Wert, dann schließt sich die Klappe, um so eine Zuluft in den Brandraum zu verhindern. (Anspruch 1)
Eine solche Druckausgleichsöffnung lässt sich am einfachsten waagerecht ausführen. Der Öffnungsrand (1) hat einen umlaufenden Rahmen (2), auf dem die Klappe (3) aufliegt. Wird der Innendruck höher als der Außendruck, dann wir die Klappe angehoben und Luft kann ausströmen. Auf diese Weise ist die Klappe selbst die Messvorrichtung. Ihr Gewicht wird so ausgelegt, dass sie sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz hebt und die Luft aus dem Bereich des höheren Innendrucks an ihr vorbei in den Bereich des niedrigeren Außendrucks strömt. Beim Druckausgleich führt das Eigengewicht der Klappe dazu, dass sie sich wieder auf den Rahmen legt und die Öffnung gegen eine Zuluft abschließt. (1) (Anspruch 2)
An der Zimmerdecke wird diese Ausführung nur in seltenen Fällen möglich sein, da Räume über dem Brandraum eine solche Bodenklappe selten gestatten. In Leibungen ist diese Ausführungsform hingegen vorteilhaft, beispielsweise als unterer Abschluss von Rollladenkästen.
Vorzugsweise bieten sich die Wände für Druckausgleichsöffnungen an. In erster Linie die Außenwände aber durchaus auch Innenwände, beispielsweise die Wand zwischen dem Brandraum und einem Treppenhaus.
Bei Druckausgleichsöffnungen in senkrechten Wänden kann die Schwerkraft der Klappe damit als Druckdifferenz-Messvorrichtung nutzbar gemacht werden, dass die Klappe in Ruhestellung nicht senkrecht sondern schräg in der Weise angeordnet ist, dass sie auf dem Rahmen aufliegt. Bei dieser Ausführungsform ist der obere Rand (1) der Öffnung waagerecht. An ihm und/oder dem Rahmen (2) ist die Klappe (3) mit Scharnieren (4) drehbar so angelenkt, dass sie in Ruhestellung vollständig am Rahmen (2) anliegt. (2) Erhöht sich der Innendruck über den Außendruck, dann schwenkt sie um das Drehgelenk nach außen und gibt die Öffnung für den Luftstrom frei. (3) Beim Druckausgleich fällt sie wieder in die Ausgangsstellung zurück. (Anspruch 3) Vorzugswürdig ist es demgegenüber, die Klappe in Ruhestellung senkrecht anzuordnen, da beim plötzlichen Druckgefälle nur noch die Massenträgheit, nicht aber ihr Eigengewicht als Öffnungswiderstand besteht. Bei dieser Anordnung wird vorgeschlagen, am unteren Klappenrand ein Schloss (5) vorzusehen, das die Klappe in Ruhestellung am Öffnungsrand (1) und/oder am Rahmen (2) arretiert (4), wobei sich die Arretierung bei einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen Innendruck und Außendruck löst. Die Klappe schwingt nach außen (5) und fällt beim Druckausgleich wieder zurück. (Anspruch 4)
Ein solches Schloss ist Stand der Technik. Beispielsweise als mechanische Entriegelungen von elektrischen Türöffnern, die es gestatten, die Sperre der Falle aufzuheben und stattdessen die Türe lediglich mit einem Schnapper zu verschließen, der schon einem leichten Öffnungsdruck nachgibt, mit dem sich die Türe dann öffnen lässt. Mit dieser Vorrichtung wird verhindert, dass man sich versehentlich ausschließt. Bei solchen Schnappern nach dem Stand der Technik gibt es beim Schließen der Türe keinen nennenswerten Widerstand, weshalb sie für die Erfindung als Schloss eingesetzt werden können.
Beispielsweise kann ein solches Schloss am Unterrand der Öffnung auch so ausgeführt werden, dass in eine senkrechte Aussparung des unteren Öffnungsrandes auf einer Spiralfeder (15) eine Kugel (16) so aufliegt, dass sie durch den Federdruck in eine Aussparung (17) des Unterrandes der Klappe (3) eingedrückt wird. Der Überdruck des Innendruckes wirkt auf den unteren Rand der Klappe als waagerechte, nach außen gerichtete Kraft, auf die der Federdruck so abgestimmt wird, dass die Kugel bei einem vordefinierten Überdruck nach unten gedrückt wird und die Klappe freigibt (6) und der zurückfallenden Klappe kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird. Die Druckdifferenz-Messvorrichtung wird bei dieser Ausführung durch die Abstimmung des Federdrucks mit dem Eigengewicht der Klappe verwirklicht.
Vor allem für Fälle, in denen das Gewicht der Klappe nicht frei festgelegt werden kann, wird als Druckdifferenz-Messvorrichtung und ihr Zusammenwirken mit dem Schloss jeweils ein Luftdruckmessgerät an der Innenseite (7) und an der Außenseite (8) vorgeschlagen, von denen die gemessenen Luftdruckwerte durch Leitungen (9) zu einer Schaltstelle (10) übermittelt werden, wo die Druckdifferenz mit dem vorgegebenen Wert abgeglichen wird. Ist der Innendruck um den vorgegebenen Wert höher als der Außendruck, dann gibt die Schaltstelle das Signal an das Schloss (5), mit dem dessen Arretierung mit der Folge dauernd gelöst wird, dass der Klappe beim Zurückschlagen durch das Schloss überhaupt kein Widerstand entgegengesetzt wird. (7) (Anspruch 5)
Als einfachere und kostengünstigere Messvorrichtung wird vorgeschlagen, dass lediglich ein Sensor im Brandraum angeordnet wird, also von der Klappe aus gesehen auf der Seite des Rahmens. Dieser Sensor besteht aus einem handelsüblichen Barometer mit einer Druckabfrage, die auf die vorgegebene Druckdifferenz abgestimmt ist. Erreicht der Barometerdruck den vorgegebenen Schwellenwert, dann wird dadurch ein Signal ausgelöst, das über eine Leitung (9) das Signal an das Schloss (5) gibt. Bei dieser Ausführung wird in Kauf genommen, dass der laufend gemessene Luftdruck nicht konstant ist und dementsprechend ungenau die vorgegebene Druckdifferenz. (Anspruch 6)
Zur Unterstützung der schnellen Öffnung der Klappe werden ein oder mehrere Schlagbolzen (6) vorgeschlagen, die waagerecht im unteren Bereich des Rahmens (2) so angeordnet sind, dass sie dann, wenn ihre Arretierung gelöst wird, gegen den Unterrand der Klappe (3) schlagen und deren Öffnung damit beschleunigen. (8, 9) (Anspruch 7)
Solche Schlagbolzen sind insbesondere in der Waffentechnik Stand der Technik. Die einfachste Ausführung besteht aus dem Bolzen, einer Schraubenfeder und einer Arretierung. Der Bolzen wird entgegen der Schlagrichtung gegen die Schraubenfeder gedrückt und in der Position arretiert, in der die Schraubenfeder zusammengedrückt ist. Wird die Arretierung dann beispielsweise damit gelöst, dass die Waffe abgedrückt wird, dann schnellt der Bolzen in Schlagrichtung und trifft so das Geschoss.
Als besondere Ausführungsform des Schlagbolzens wird ein Elektromagnet vorgeschlagen, dessen Kern schlagartig gegen die Klappe stößt, sobald die Spule stromdurchflossen ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass der Kern danach frei beweglich bleibt und ein Zurückklappen der Klappe nach erfolgtem Druckausgleich nicht behindert.
Für die Druckausgleichsöffnung an senkrechten Wänden wird vorgeschlagen, dass der Abstand ihres unteren Randes vom Boden nicht kleiner als 2 m ist. So ist gewährleistet, dass durch die spontane Klappenöffnung eine Gefährdung von Menschen praktisch ausgeschlossen ist. (Anspruch 8)
Diese Anordnung wird als besonders vorteilhaft dort empfohlen, wo der darunterliegende Bereich der Wand bereits für eine Öffnung benutzt wird. Beispielsweise ist es bei Passivhäusern Stand der Technik, über Fenstern ”Kämpfer” (11) anzuordnen. Das sind zusätzliche Fensteröffnungen, die den Bereich zwischen Fenster und Decke abschließen. Durch solche Kämpfer sind Druckausgleichsöffnungen nach der Erfindung dann besonders geeignet, wenn die Klappe verglast ist. (10) (Anspruch 9) Die entsprechende Anordnung empfiehlt sich auch bei Innentüren. Werden die senkrechten Teile der Zarge (12) bis zur Decke hochgezogen, wird auf diese Weise Raum für eine Öffnung (13) gewonnen, die sich, verglast oder unverglast, für eine Druckausgleichsöffnung empfiehlt. (11) (Anspruch 10)
Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung dann, wenn nicht nur für die Klappe (3), sondern auch für die Türe ein Schlagbolzen vorgesehen ist, der dort in die Gegenrichtung wirkt, also in die Richtung des höheren Innendrucks. Die Arretierung dieses Schlagbolzens wird auf gleiche Weise und zugleich gelöst wie diejenige des Schlagbolzens am Rahmen. Anders als der Schlagbolzen am Rahmen ändert sich die Position des Bolzens an der Türe dadurch zunächst nicht. Der Bolzen wird lediglich durch seine antreibende Kraft – beispielsweise durch die gespannte Schraubenfeder oder die stromdurchflossene Spule – gegen die Türe gedrückt. Bei geschlossener Türe wird der Druck durch das Türschloss abgefangen. Wird die Türklinke gedrückt, dann wird die Türe durch den Bolzen kraftvoll aufgestoßen und ihre Benutzbarkeit als Fluchttüre signalisiert und weiter dadurch erhöht wird, dass durch den entstandenen Türspalt weitere Luft aus dem Brandraum nach außen abströmen kann. (12, 13) (Anspruch 11)

Claims

Druckausgleichsöffnung für Wände oder Decken von Passiv- und/oder Niedrigenergiehäuser, mit einem Rahmen (2) am Rand der Öffnung (1) und einer Klappe (3) an der Außenseite der Öffnung, die am Rahmen anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckdifferenz-Messvorrichtung bewirkt, dass die Klappe geöffnet wird, wenn die Differenz zwischen dem Luftdruck an der Innenseite der Öffnung einerseits, an ihrer Außenseite andererseits einen vordefinierten Wert übersteigt und dass sich die Klappe wieder schließt, wenn die Druckdifferenz einen vorgegebenen Wert wieder unterschreitet.
Druckausgleichsöffnung für Decken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz-Messvorrichtung durch Gewicht und Anordnung der Klappe (3) ausgeführt ist in der Weise, dass die Klappe waagerecht auf dem Rahmen (2) aufliegt.
Druckausgleichsöffnung für Wände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (3) an dem waagerechten oberen Rand der Öffnung (1) oder dort am Rahmen (2) drehbar angelenkt (4) ist und der Rahmen (2) so schräg gestellt ist, dass die Klappe auf ihm aufliegt.
Druckausgleichsöffnung für Wände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (3) am oberen waagrechten Rand der Öffnung (1) bzw. dort am Rahmen (2) drehbar angelenkt (4) ist und ein Schloss (5) die Klappe in der Weise arretiert, dass die Arretierung gelöst wird, wenn die Druckdifferenz-Messvorrichtung bewirkt, dass die Klappe geöffnet wird.
Druckausgleichsöffnung für Wände nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz-Messvorrichtung aus zwei Luftdruckmessgeräten besteht, von denen das eine an der Außenseite der Wand und das andere an der Innenseite der Wand angebracht ist sowie aus zwei Leitungen, die die Signale der Druckluftmessgeräte an eine Schaltstelle übermitteln, die die Druckdifferenz mit dem vordefinierten Wert vergleicht wird und die das Signal zur Öffnung der Klappe dann an das Schloss abgibt, wenn die gemessene Druckdifferenz den vordefinierten Wert übersteigt.
Druckausgleichsöffnung für Wände nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz-Messvorrichtung aus einem Barometer mit einer Druckabfrage besteht, die beim vorgegebenen Schwellenwert das Signal zur Öffnung der Klappe auslöst, das über eine Leitung das Signal zur Öffnung der Klappe dann an das Schloss abgibt.
Druckausgleichsöffnung für Wände nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Rahmens ein oder mehrere Schlagbolzen (6) so angeordnet sind, dass sie waagerecht gegen den unteren Rand der Klappe (3) schlagen, wenn sie von der Schaltstelle das Signal zur Öffnung der Klappe erhalten.
Druckausgleichsöffnung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des unteren Randes vom Boden nicht kleiner als zwei Meter ist.
Druckausgleichsöffnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie den ”Kämpfer” (11) bildet.
Druckausgleichsöffnung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie den Raum (13) einnimmt, der vertikal durch den oberen, waagerechten Teil der Türzarge einerseits und der Decke andererseits begrenzt wird und horizontal durch die jeweils bis zur Decke hochgezogene senkrechten Teile der Türzarge (12) andererseits.
Druckausgleichsöffnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dort, wo sich die Türe öffnet, Schlagbolzen (14) so angeordnet sind, dass sie waagerecht gegen die Tür in Öffnungsrichtung mit einer Kraft von insgesamt mehr als 500 N m drücken, sobald sie von der Schaltstelle das Signal zur Öffnung der Klappe erhalten.