DE19649749A1 - Verfahren zur Ausbildung eines Brandschutzes für brennbare oder hitzegefährdete Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines Brandschutzes für brennbare oder hitzegefährdete Bauteile.

Bei Kabelanlagen z. B., die in potentiell brandgefährdeten Räumen verlegt werden, besteht das Problem, daß bei diesen Kabeln durch thermische Einwirkung oder Abbrand die Wirkung der Isolation nachläßt und durch Kurzschluß eine Unterbrechung des Stromflusses auftritt und damit die Kabel zerstört werden oder daß über brennende Kabelummantelungen der Brand weiter verbreitet wird. Elektrische Kabel und Leitungen werden häufig in Fluren verlegt und in die angrenzenden Räume unterteilt. Diese Flure dienen im Brandfall als Flucht- und Rettungswege, die bei Bränden von Kabelinstallationen durch Rauchentwicklung und toxische Brandgase unbenutzbar werden, wobei z. B. brennendes PVC ergänzend stark korrosive Gase freisetzt. Kabelmassierungen stellen somit insbesondere im Industriebau, in Kraftwerksanlagen, in Krankenhäusern, Groß- und Verwaltungsbauten und generell in Gebäuden- mit hohem Installationsgrad ein erhebliches Gefahrenpotential dar. Die Kabelisolierungen sind in diesen Gebäuden oft die maßgebliche Brandlast und verursachen lang andauernde Brände mit Brandraumtemperaturen in ungünstigsten Fällen bis über 1000°C. Um diese Gefährdung der Kabel und durch die Kabel zumindest zeitlich begrenzt zu verhindern, ist es bekannt, die Kabel durch unbrennbare Baustoffe (Baustoffklasse A1 oder A2) räumlich zu trennen, in dem die Kabel z. B. in Installations- und/oder Funktionserhaltkanälen verlegt werden. Dieses erfordert jedoch räumlich aufwendige Konstruktionen, die das Gewicht der Installations- und/oder Funktionserhaltkanäle berücksichtigen müssen. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es auch bekannt, für den Schutz elektrischer Kabel Beschichtungen aufzubringen, die im Brandfall unter thermischer Einwirkung aufschäumen und so eine Dämmschicht bilden oder durch Sublimationskühlung endotherm wirken. Mit dämmschichtbildenden Beschichtungen ist es möglich, die Teilnahme von Kabeln am Brandgeschehen für 30 Minuten zu verhindern. Derartige beschichtete Kabel werden oft auf Kabeltrassen verlegt. Hierbei hat es sich jedoch gezeigt, daß bei vertikaler oder geneigter Anordnung der Kabeltrassen auch ein vollständig aufgeschäumter Dämmschichtbildner die Brandausbreitung ohne flankierende Maßnahmen nicht verhindern kann. Während der Erwärmung verformen sich die Kabel zwischen den Kabelschellen so stark, daß die Dämmschicht bildende Beschichtung aufreißt und teilweise abplatzt. Entstehender Schaum löst sich dabei ebenfalls von den Kabeln und tropft ab. Bei nach Verlegung der Kabel erfolgter Beschichtung sind die Kabel im Bereich der Schellenkonstruktionen nicht in vollem Umfang zugänglich. Dies hat zur Folge, daß bei vertikal oder geneigter Anordnung der Kabeltrassen im Brandfall im Bereich der Schellenkonstruktionen nur ein Schaum geringer Dicke entsteht, der als Brandschutz für 30 Minuten nicht mehr ausreicht. Bei Verlegung von PVC-Kabeln treten daher wieder die bei diesem im Brandfall bekannten Probleme auf.

Es ist auch bekannt, flammwidrig bzw. schwer entflammbar ausgerüstete halogenfreie Kabel zu verwenden, die nur schwer zu entflammen und raucharm sind und nur eine geringe Brandfortleitung besitzen. Diese Kabel sind jedoch sehr teuer und kommen daher nur unter extrem gefährdeten Bedingungen zum Einsatz.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ausbildung eines Brandschutzes für brennbare oder hitzegefährdete Bauteile aufzuzeigen, mit dem bei horizontaler, geneigter oder vertikaler Anordnung der betreffenden Bauteile auf einfache und preiswerte Weise über einen vorbestimmten Zeitraum im Brandfall die Funktion des durch den Brandschutz geschützten Bauteils aufrecht erhalten und im Normalbetrieb die für die Funktion der betreffenden Bauteile erforderliche Wärmeableitung gewährleistet wird, ohne daß eine Brandfortleitung erfolgt und die Brandbekämpfung verhindert oder erschwert bzw. Personen und Gebäude oder Inventar schädigende korrosive und/oder toxische Gase durch die Bauteile freigesetzt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Nach der Erfindung wird durch das erfindungsgemäße Beschichtungssystem über einen vorbestimmten Zeitraum die im Brandfall entstehende Hitze und direkte Flammeneinwirkung vom zu schützenden Bauteil ferngehalten, da durch endotherme Vorgänge im Beschichtungsmaterial gebundenes Wasser freigesetzt wird und einen Kühleffekt erzeugt. Zur Erzielung dieser Ablationskühlung können als Ablativstoffe solche verwendet werden, die keramisierend, verkohlend, sublimierend oder aufblähbar sind. Es können auch faserverstärkte Kunststoffe angewendet werden, auch in Verbindung mit Graphit oder Beryllium. Zweckmäßig ist es, dieses Beschichtungsmaterial als Putz oder Spritzputz auszubilden, was die Verarbeitung erleichtert. Der Brandschutzeffekt wird verstärkt, wenn das Beschichtungsmaterial ein Bindemittel aufweist, das als Gerüst für das Beschichtungsmaterial dient und thermisch dämmend wirkt. Hierzu eignet sich erfindungsgemäß insbesondere ein anorganisches Material aus feingemahlenen hydraulischen Bindemitteln wie Calcium-Silicat, -Aluminat oder -Ferrit, wobei als Ablativstoff einem Aluminium- oder Magnesium-Hydroxid zugesetzt ist. Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung eines derartigen Beschichtungsmaterials keine Probleme bestehen, bei einem Brand die Brandschutzeigenschaften gemäß E30 nach DIN 4102 Teil 12 zu erzielen. Bei einer Beschichtungsstärke von 10 mm wurde ein Brandtest von 30 min Funktionserhalt bestanden, bei einer Beschichtungsstärke von 20 mm ein solcher von 60 min und bei einer Beschichtungsstärke von 30 mm wurde eine Brandtest von 90 min Funktionserhalt bestanden. Um die Dicke des Beschichtungsmaterials zu vermindern, ist es möglich, auf dem als Spritzputz o. dgl. ausgebildeten Beschichtungsmaterial zusätzlich eine Beschichtung mit einem Dämmschichtbildner aufzubringen. Dieser Dämmschichtbildner kann ein organisches Material aufweisen, das brennbar ist. Die Ausbildung der Dämmschicht erfolgt als endothermer Vorgang. Die Stärke der gebildeten thermisch wirkenden Dämmschicht beträgt das bis zu 100fache der ursprünglichen Trockenschichtdicke des Dämmschichtbildners.

Nach DIN 4102 Teil 11, 12 durchgeführte Versuche ergaben, daß für die Feuerwiderstandsklassen E 30, 60, 90, 120 ein Funktionserhalt elektrischer Kabelanlagen gewährleistet ist. Es hat sich gezeigt, daß bei bestimmten Rahmenbedingungen der Auftrag eines Haftvermittlers als Erstbeschichtungsmaterial vorteilhaft ist. Der Haftvermittler kann auf variabler Basis hergestellt sein. Als Zweitbeschichtung wurde ein Brandschutzmörtel aufgetragen, der zwei Komponenten aufwies. Die eine Komponente bestand aus anorganischem Brandschutzmörtel mit anorganischen im Brandfall endotherm wirkenden Füllstoffen. In diese Komponente waren als weitere Komponente Fasern eingebracht. Von Vorteil hat es sich erwiesen, auf das Zweitbeschichtungsmaterial ein Drittbeschichtungsmaterial in Form einer wäßrigen Dispersion mit anorganischen und organischen Füllstoffen aufzubringen, die im Brandfall intumeszierend wirken.

Claims (9)

1. Verfahren zur Ausbildung eines Brandschutzes für brennbare oder hitzegefährdete Bauteile, dadurch gekennzeichnet, daß auf das zu schützende Bauteil ein Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, das bei Hitzeeinwirkung durch Ablationskühlung die Erwärmung des zu schützenden Bauteils zeitlich verzögert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial bei Hitzeeinwirkung thermisch dämmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschichtungsmaterial mit einem anorganischem Bindemittel als Gerüst verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablationsmittel ein Aluminium- oder Magnesium-Hydroxid verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel verwendet wird, das Calcium-Silicat, -Aluminat oder -Ferrit aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial mit einem Dämmschichtbildner beschichtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstbeschichtungsmittel als Haftvermittler ausgebildet ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zweitbeschichtungsmaterial ein zweikomponentiger Brandschutzmörtel aufgetragen wird, der anorganische im Brandfall endotherm wirkende Füllstoffe und Fasern aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Drittbeschichtungsmittel eine wäßrige im Brandfall intumeszierend wirkende Dispersion mit anorganischen und organischen Füllstoffen aufgetragen wird.