DE202007000682U1

DE202007000682U1 - Explosionshemmendes Bauelement

Info

Publication number: DE202007000682U1
Application number: DE200720000682
Authority: DE
Original assignee: Saelzer Sicherheitstechnik GmbH
Current assignee: Saelzer Sicherheitstechnik GmbH
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2017-01-12
Also published as: EP1944432A1; EP1944432B1; DE502008000004D1

Abstract

Explosionshemmendes Bauelement (1) mit einem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50), das eine Wand-, Decken- oder Bodenfläche eines Innenraumes eines Gebäudes oder einer Gebäudefassade bildet, einem zweiten plattenförmigen Bauteil (20, 49), das parallel zu dem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50) ausgerichtet ist, und in einem Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (20, 21 oder 49, 50) angeordneten Übertragungselementen (23, 51), wobei das erste plattenförmige Bauteil (21, 50) unter Einwirkung eines explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks im Wesentlichen senkrecht auf das zweite plattenförmige Bauteil (20, 49) zu bewegbar ist, wobei die Übertragungselemente (23, 51) unter vorzugsweise plastischer Verformung ihrer selbst Energie aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Bauteile (20, 21 oder 49, 50) im Wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet sind und die Übertragungselemente (23, 51) im Wesentlichen über die gesamte Fläche der plattenförmigen Bauteile (20, 21 oder 49, 50) verteilt angeordnet sind.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft ein explosionshemmendes Bauelement mit einem ersten plattenförmigen Bauteil, das eine Wand-, Decken- oder Bodenfläche eines Innenraumes oder einer Gebäudefassade bildet, einem zweiten plattenförmigen Bauteil, das parallel zu dem ersten plattenförmigen Bauteil ausgerichtet ist, und in einem Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen angeordneten Übertragungselementen, wobei das erste plattenförmige Bauteil unter Einwirkung eines explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks im Wesentlichen senkrecht auf das zweite plattenförmige Bauteil zu bewegbar ist und die Übertragungselemente bei einer solchen Bewegung unter vorzugsweise plastischer Verformung ihrer selbst Energie aufnehmen.
Stand der Technik
Ein derartiges explosionshemmendes Bauelement ist in Form eines Sicherheitsfensters mit speziell ausgebildeten Rahmenschenkeln aus der DE 37 44 816 A1 bekannt. Das erste plattenförmige Bauteil wird dabei von einer aus einem extrem druckfesten Panzerglas bestehenden Füllung mit einem diese U-förmig einfassenden Rahmenschenkel gebildet. Das Übertragungselement besteht aus einem zickzackförmig gebogenen Blechstreifen, der in einem Zwischenraum zwischen einem inneren rechteckförmigen Profilstahl des Rahmenschenkels und einem Abschnitt des Gurtes eines T-förmigen oder doppel-T-förmigen Stahlprofil angeordnet ist, welches das zweite plattenförmige Bauteil bildet. Aufgabe der bekannten Konstruktion ist es, einen Rahmenschenkel aus einer Profilkombination herzustellen, die es – auch wenn die Profileinzelteile verhältnismäßig schwach dimensionierte Querschnitte aufweisen – erlaubt, aus einem Sprengstoffanschlag resultierende große Kräfte aufzunehmen, ohne dazu kosten- oder raumaufwendige oder vorzuspannende und montageaufwendige Dämpfungsmittel zu benötigen. Bei der bekannten Konstruktion ist es jedoch erforderlich, dass von den Übertragungselementen, die sich lediglich im Bereich der Rahmenschenkel umlaufend um die Füllung herum befinden, sehr große Kräfte aufgenommen und in Verformungsenergie umgewandelt werden. Dies resultiert aus der gegenüber der Fläche der Übertragungselemente sehr viel größeren Fläche der Füllung, auf die im Falle eines Sprengstoffanschlags die Druckkräfte einwirken. Daher wird es bei der bekannten Konstruktion häufig der Fall sein, dass nicht die gesamte, auf die Füllung einwirkende Druckenergie von den Übertragungselementen abge baut werden kann, so dass im Ergebnis nach einem vollständigen Zusammenpressen der Übertragungselemente, d.h. nach Erreichen der Obergrenze der dort möglichen Energieaufnahme, nicht abgebaute Energie in Form großer Restkräfte in die dahinter befindliche Rahmenkonstruktion des Fensters eingeleitet wird.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein explosionshemmendes Bauelement mit zwei plattenförmigen Bauteilen vorzuschlagen, bei dem von den Übertragungselementen bei deren Verformung große Energiemengen aufgenommen werden können.
Lösung
Ausgehend von einem explosionshemmenden Bauelement der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die plattenförmigen Bauteile im Wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet sind und die Übertragungselemente im Wesentlichen über die gesamte Fläche der plattenförmigen Bauteile verteilt angeordnet sind.
Im Gegensatz zu der aus der DE 37 44 816 A1 bekannten Konstruktion, bei der die Übertragungselemente lediglich in einem vergleichsweise einen Überlappungsbereich zwischen den plattenförmigen Bauteilen angeordnet sind und daher hinsichtlich ihrer flächenmäßigen Erstreckung, d.h. aber auch ihres maximalen Energieaufnahmevermögens, eher gering bemessen sind, ist nunmehr eine nahezu vollständige Überlappung der plattenförmigen Bauteile gegeben, die im Übrigen vorzugsweise übereinstimmende Größen, d.h. Grundflächen, aufweisen. Die erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich somit durch eine sehr großflächige Druckübertragung aus dem Bereich mit einem explosionsbedingt erhöhten Luftdruck sowie eine ebenso großflächige Anordnung von Übertragungselementen aus, die sich wiederum sehr großflächig an dem rückwärtigen plattenförmigen Bauteil abstützen, welches somit eine Art Widerlagerelement für die Kraftableitung in andere entsprechend stabil bzw. massiv ausgebildete Gebäudeteile darstellt. Die Bauelemente nach der Erfindung eignen sich daher insbesondere zur großflächigen Anordnung nebeneinander – vorzugsweise unter Freilassung lediglich einer kleinen Fuge zwischen benachbarten Elementen – an Wänden, Decken und/oder Böden, so dass im Extremfall sämtliche Wand-, Decken- und Bodenflächen beispielsweise eines Innenraumes mit derartigen Bauelementen versehen sind, wodurch die Aufnahme sehr großer Energiemengen, wie sie beispielsweise bei Sprengstoffanschlägen frei werden, möglich ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Übertragungselemente mit dem ersten plattenförmigen Bauteil und/oder mit dem zweiten plattenförmigen Bauteil verbunden, insbesondere verschweißt, verschraubt oder vernietet sind. Dabei soll die Verbindung zwischen einem der plattenförmigen Bauteile und den Übertragungselementen derart gestaltet sein, dass deren vorhersehbare Verformung durch etwaige Verbindungselemente bzw. Verbindungsstellen, nicht behindert wird. Insbesondere sollten in Kontaktbereichen zwischen den Übertragungselementen und einem der plattenförmigen Bauteile Relativverschiebungen parallel zu der Plattenebene möglich sein, da die in Folge der Verformung der Übertragungselemente eintretende Reduzierung von deren Dicke typischerweise mit einer Vergrößerung von deren Breite einhergeht, so dass hier in Verbindung mit den auf die Übertragungselemente wirksamen Druckkräften Relativverschiebungen zwischen den Bauteilen auftreten.
Die bei einer plastischen Verformung der Übertragungselemente aufnehmbare Energie ist dann besonders hoch, wenn die Übertragungselemente aus Metall, insbesondere aus einem gut plastisch verformbaren Stahl bestehen. Federeffekte, also elastische Verformungen, sind demgegenüber unerwünscht. Vorteilhafterweise sind auch das erste plattenförmige Bauteil und das zweite plattenförmige Bauteil aus Metall, insbesondere aus Stahl.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bauelements ist vorgesehen, dass die Übertragungselemente metallische Profilstücke sind, die in ihrer Längserstreckung parallel und im Abstand zueinander, sowie parallel zu den plattenförmigen Bauteilen, angeordnet sind. Eine derartige Anordnung erlaubt bei einer Annährung der beiden plattenförmigen Bauteile aneinander eine Komprimierung, d.h. auch Verbreiterung, der Profilstücke, ohne dass diese aufgrund des im Ausgangszustand bestehenden Abstands zueinander miteinander in Kontakt treten und die Verformungsvorgänge der einzelnen Übertragungselemente sich gegenseitig negativ beeinflussen würden.
Die Erfindung weiter ausgestaltend können die Profilstücke im Querschnitt dreieckförmig oder trapezförmig sein und im Bereich der Basislinie des Dreiecks oder Trapezes offen sein und von den Schenkeln des Dreiecks oder Trapezes seitlich nach außen vorstehende Randstreifen besitzen, die senkrecht zur Höhe des Dreiecks bzw. parallel zu der Kopflinie des Trapezes verlaufen. Die Herstellung derartiger Profilstücke mit einfacher geometrischer Form ist problemlos möglich und die Verformung nicht nur geometrisch gut vorhersehbar, sondern auch in Bezug auf die absorbierbare Energiemenge gut berechenbar. Eine bevorzugte Mög lichkeit zur Verbindung derartiger Übertragungselemente mit dem zugeordneten plattenförmigen Bauteil besteht darin, dass hierfür lediglich ein Randstreifen des Schenkels des Dreiecks oder Trapezes verwendet wird.
Um die von dem Bauteil absorbierbare Energiemenge weiter zu erhöhen, kann das erste plattenförmige Bauteil unter der Einwirkung des explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks in der Weise plastisch verformbar sein, dass es sich in Freiräumen zwischen benachbarten verformten Übertragungselementen in geringerem Abstand zu dem zweiten plattenförmigen Bauteil befindet als in Kontaktbereichen, in denen eine Kraftübertragung auf die Übertragungselemente stattfindet. In diesem Falle findet somit eine energieverzehrende plastische Verformung des ersten, dem explosionsbedingt erhöhten Luftdruck ausgesetzten, plattenförmigen Bauteil statt, die entsprechende Freiräume zwischen den Kontaktbereichen mit den Übertragungselementen erfordert. Das plattenförmige Bauteil nähert sich somit in den besagten Freiräumen stärker an das zweite plattenförmige Bauteil an, als dies in den Kontaktbereichen mit den Übertragungselementen der Fall ist. Je nach Anordnung bzw. Verteilung und auch der Form der Übertragungselemente ergibt sich eine unterschiedliche Form des nach der Druckeinwirkung verformten ersten plattenförmigen Bauteils. Bei profilartig parallel im Abstand nebeneinander angeordneten Übertragungselementen ergibt sich bei dem verformten ersten plattenförmigen Bauteil eine Wellenform. Sind die Übertragungselemente hingegen punktuell über die Fläche des ersten plattenförmigen Bauteils verteilt, so weist das verformte plattenförmige Bauteil verteilt angeordnete und voneinander isolierte Senken auf, die je nach Form und Steifigkeit der Übertragungselemente bis hin zu einer "Eierkarton-Struktur" gehen kann. Wesentlich für die Energieaufnahme auch des plattenförmigen Bauteils ist eine nicht zu groß gewählte Steifigkeit des ersten plattenförmigen Bauteils. Je nach den konkreten Abmessungen des explosionshemmenden Bauelements darf somit die Dicke des plattenförmigen Bauteils in Bezug auf die zwischen benachbarten Übertragungselementen zu überbrückende Länge nicht zu groß gewählt werden. Auch ist bei dem ersten plattenförmigen Bauteil auf die Möglichkeit einer hinreichenden plastischen Verformbarkeit zu achten, was insbesondere bei geeigneten metallischen Werkstoffen wie Stahl oder auch Aluminium gegeben ist. Typischerweise wird in diesem Fall das erste plattenförmige Bauteil ein Deckblech des Bauelements sein, das eine Dicke im Bereich zwischen 1,0 mm und 5,0 mm besitzt, wobei der freie Abstand zwischen benachbarten Übertragungselementen im Bereich zwischen 20 mm und 100 mm beträgt.
Das erfindungsgemäße Bauelement kann beispielsweise ein eine Gebäudeöffnung verschließender Gebäudeabschluss sein, der vorzugsweise durch Schwenken, Drehen, Klappen oder Verschieben öffenbar ist, wie insbesondere eine Tür oder ein Fenster oder eine Klappe. Dabei können die plattenförmigen Bauteile mit den dazwischen liegenden Übertragungselementen die Gesamtfläche des Bauelements abdecken oder lediglich einen Teil davon. So ist es beispielsweise bei Fenstern oder Türen möglich, dass neben transparenten oder transluzenten Glasfüllungen ohne dazwischen befindliche Übertragungselemente weitere Bereiche mit großflächig energieverzehrender Eigenschaft vorhanden sind. Diese Bereiche können beispielsweise als (undurchsichtige) Füllungen ausgeprägt sein, die in denselben Rahmen wie die nicht energieverzehrenden (durchsichtige) Füllungen integriert sind. Es ist aber auch möglich, die mit dazwischen angeordneten Übertragungselementen versehenen zwei plattenförmigen Bauteile vor eine bestehende Fläche des Gebäudeabschlusses, z.B. eine Betonfassade oder -wand zu setzen. Es liegt aber ebenso im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn ein plattenförmiges Element, insbesondere das hintere, von einem Gebäudeteil, wie z.B. einer aus Beton oder hinreichend stabilem Mauerwerk hergestellten Wandscheibe gebildet wird.
So kann beispielsweise das Bauelement in Form einer Drehflügeltür oder Schiebetür ausgeführt sein, die ihre Sicherheitseigenschaften durch zwei parallel zueinander ausgerichtete Deckbleche erhält und auf einer angriffsgefährdeten Seite mit den beiden plattenförmigen Bauteilen und den dazwischen angeordneten Übertragungselementen versehen ist.
Um bei Drehflügeltüren eine sichere Abstützung der einwirkenden Kräfte zu gewährleisten, sollte die Drehflügeltür beim Öffnen in Richtung auf die Seite aufschwenkbar sein, auf der die plattenförmigen Bauteile und die dazwischen angeordneten Übertragungselemente angeordnet sind, d.h. der explosionserhöhte Luftdruck ist bestrebt, die Tür zu schließen.
Typischerweise beträgt der Abstand zwischen dem ersten plattenförmigen Bauteil und dem zweiten plattenförmigen Bauteil mindestens 20 mm, vorzugsweise mindestens 50 mm, weiter vorzugsweise mindestens 80 mm. Die großen Abstände zwischen den beiden parallelen plattenförmigen Bauteilen ermöglichen die Verwendung von Übertragungselementen, die aufgrund des großen möglichen Verformungsweges große Energiemengen bei ihrer Umformung aufnehmen können.
Eine besonders hohe Energieaufnahme des erfindungsgemäßen Bauelements ist erzielbar, wenn die Fläche einer von dem ersten plattenförmigen Bauteil gebildeten Ansichtsseite des Bauelements mindestens 1 m², vorzugsweise mindestens 1,5 m², weiter vorzugsweise mindestens 2 m² beträgt.
Die Erfindung umfasst des Weiteren auch ein explosionshemmendes Wachhaus mit einem Innenraum und mindestens einer Tür, die in geöffnetem Zustand einer Verbindung zwischen dem Innenraum und der äußeren Umgebung bildet und gekennzeichnet ist durch mindestens ein den Innenräum begrenzendes Bauelement der vorstehend beschriebenen Art und eine ab einem Schwellenwert des Luftdrucks in dem Innenraum vorzugsweise nach außen öffnende Druckentlastungseinrichtung.
Die Wirkungen der Druckentlastungseinrichtung und der energieverzehrenden erfindungsgemäßen Bauelemente ergänzen sich bei einer derartigen Wachhauskonstruktion in idealer Weise. Die Grundkonstruktion des Wachhauses, die der Befestigung der explosionshemmenden Bauteile dient und die weitestgehend druckdicht ausgeführt sein sollte, wird durch den Druckabbau in Folge der Verformung der dem Innenraum zugewandten ersten plattenförmigen Bauteile stark vereinfacht und kann entsprechend kostengünstig ausfallen.
Das erfindungsgemäße Wachhaus weiter ausgestaltend ist vorgesehen, dass die zwei plattenförmigen Bauteile der explosionshemmenden Bauelemente von einer Käfigkonstruktion aus Stahlprofilen oder aus Stahlbeton gegen eine Verlagerung nach außen abgestützt sind.
Schließlich ist noch vorgesehen, dass Druckentlastungseinrichtungen sich in der Decke des Wachhauses und in Form von z.B. Klappflügelfenstern in den Wänden des Wachhauses befinden. Beide Arten von Druckentlastungseinrichtungen bzw. Druckentlastungsöffnungen sind vorzugsweise außerhalb des unmittelbaren Aufenthaltsbereichs von Personen angeordnet, die sich beispielsweise außen in der Nähe des Wachhauses oder unmittelbar in der Nähe von dessen Außenwänden aufhalten.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele, und zwar zum einen eines explosionshemmenden Bauelements in Form einer Sicherheitstür und zum anderen in Form eines explosionshemmenden Wachhauses, die beide in Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigt:
1: eine Vorderansicht eines als Drehflügeltür ausgebildeten ersten explosionshemmenden Bauelements,
2: einen Horizontalschnitt durch das Bauelement gemäß 1,
3: einen Vertikalschnitt durch das Bauelement gemäß 1,
4: einen Vertikalschnitt in Längsrichtung durch ein Wachhaus mit explosionshemmenden Bauelementen an den Innenseiten der Wände,
5: einen Vertikalschnitt in Querrichtung durch das Wachhaus gemäß 4,
6: einen Horizontalschnitt im unteren Bereich durch das Wachhaus gemäß den 4 und 5,
7: einen Horizontalschnitt im oberen Bereich durch das Wachhaus gemäß den 4 und 5,
8: einen Querschnitt durch ein Übertragungselement in Form eines im Querschnitt trapezförmigen Profils und
9: einen Horizontalschnitt durch einen Eckbereich des Wachhauses gemäß den 4 bis 7.
1 zeigt eine Ansicht eines sprengwirkungshemmend ausgebildeten Bauelements 1 in Form einer Drehflügeltür mit einer mit drei Bändern 2 versehenen Bandseite 3 und einer mit einem Schloss 4 versehenen Anschlagseite 5. Das Bauelement 1 umfasst ein Türblatt 6, das in konventioneller Weise von einer mit angrenzenden Gebäudeteilen verbundenen Zarge 7 in Form einer Eckzarge umlaufend umgeben ist. In ebenfalls herkömmlicher Weise gehen von einem Schlossgetriebe des Schlosses 4 nach oben und nach unten jeweils ein Treibriegel 8, 9 aus. Die Treibriegel 8, 9 dienen zur Betätigung von Verriegelungsbolzen 10 aus Edelstahl, die im Falzbereich der Zarge 7 in der Verriegelungsstellung der Tür in eine angepasste Ausnehmung der Zarge 7 eingreifen. Weitere Verriegelungsbolzen 10 befinden sich im Bereich des Schlosses 4.
Aus dem Horizontalschnitt gemäß 2 ist ersichtlich, dass das Türblatt 6 aus einem kastenförmigen Grundkörper 11 und einem auf einer angriffsgefährdeten Seite 12 des Bauelements 1 an einer Ansichtsfläche des Grundkörpers 11 ausgebildeten weiteren kastenförmigen Körper 13 besteht, der für die Energieaufnahme im Falle eines explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks im Bereich der angriffsgefährdeten Seite 12 zuständig ist. Der Grundkörper 11 besteht in konventioneller Weise aus einem hinteren, im Wesentlichen U-förmig gewinkelten Deckblech 14 und einem parallel hierzu im Abstand verlaufenden vorderen Deckblech 15, das mit seinen Randstreifen die Randstreifen des Deckblechs 14 derart umgreift, dass mit Hilfe einer Schweißnaht 16 eine stabile Ausbildung eines Falzbereichs gewährleistet ist. Zur Stabilisierung des Grundkörpers 11 befinden sich umlaufend in dessen Randbereichen U-förmige Verstärkungsprofile 17.1, 17.2 sowie 17.3 und 17.4 (vgl. Vertikalschnitt gemäß 3). Äußere Randstreifen 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 befinden sich zwischen den jeweiligen Randstreifen des vorderen Deckblechs 15 und des hinteren Deckblechs 14 des Grundkörpers 11. Innerhalb des Grundkörpers 11 befindet sich unmittelbar angrenzend an das vordere Deckblech 15 und parallel zu diesem verlaufend und auch dessen Grundfläche aufweisend, ein Verstärkungsblech 19, das eine Dicke von 5 mm aufweist und als massive Gegendruckplatte für die weiter unten erläuterten Übertragungselemente in dem vorgesetzten kastenförmigen Körper 13 dient. Das Verstärkungsblech 19 bildet zusammen mit dem vorderen Deckblech 15 ein plattenförmiges Bauteil, das als Widerlager für die Energieaufnahme dienenden Übertragungselemente fungiert.
Der kastenförmige Körper 13 wird nach außen hin von einem zweiten plattenförmigen Bauteil 21 abgeschlossen, das als Deckblech ausgebildet und mittels Schrauben an Winkeln 22 befestigt ist, die an dem vorderen Deckblech 15 verschweißt sind.
Die explosionshemmende Wirkung des Bauelements 1 wird erzielt durch eine Mehrzahl von im Inneren des kastenförmigen Körpers 13 angeordneten Übertragungselementen 23, bei denen es sich um parallel und im Abstand zueinander angeordnete Stahlprofile mit einem trapezförmigen Querschnitt (vgl. 3) handelt. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verlaufen die Übertragungselemente 23 in horizontale Richtung; grundsätzlich ist jedoch aber auch jeglicher andere Verlauf bzw. andere Geometrie von Übertragungselementen 23 denkbar. So müssen diese nicht zwingend lang gestreckt sein, sondern können auch punktuell über die Grundfläche der Ansichtsseite des Türblatts 6 verteilt sein. Aus Gründen einer rationellen Fertigung und Montage ist jedoch die lang gestreckte Bauform der Übertragungselemente 23 in Form von Profilen, vorzugsweise aus Stahl, zu bevorzugen. Der Anteil der plastischen Verformung ist hierbei besonders hoch. Aus 3 wird deutlich, dass die Übertragungselemente 23 im Querschnitt mit einer Kopflinie 24 einen Kontaktbereich zu der Innenseite der angriffsgefährdeten Seite zugewandten plattenförmigen Bauteils 21 besitzen. In diesem Bereich besteht jedoch keine feste Verbindung zwischen den Übertragungselementen 23 und dem plattenförmigen Bauteil 21, sondern lediglich eine Abstützung, die eine Übertragung von Druckkräften erlaubt.
Die Übertragungselemente 23 besitzen an ihren Schenkeln 25 Randstreifen 26, die Kontaktbereiche zum vorderen Deckblech 15 des Grundkörpers 11 bilden und von denen pro Übertragungselement 23 jeweils nur ein Randstreifen 26 durch eine Schweißnaht 27 mit dem zugeordneten vorderen Deckblech 15 verbunden ist.
Die vorstehend erläuterte Befestigungsweise ermöglicht es, dass im Falle einer Druckeinwirkung von der angriffsgefährdeten Seite 12 her Druckkräfte über das erste plattenförmige Bauteil 21 auf die Übertragungselemente 23 übertragen werden, wobei diese in Folge der gewählten Materialstärke entsprechend dem mittleren, in 3 dargestellten, Übertragungselement 23 in der Weise plastisch verformt werden, dass sich ihre senkrecht zu den plattenförmigen Elementen 20, 21 gemessene Höhe reduziert. Während dabei der mit der Schweißnaht 27 befestigte Randstreifen 26 des Übertragungselements 23 seine Position beibehält, verschiebt sich sowohl der Kontaktbereich, der von dem gegenüber liegenden Randstreifen 26 gebildet wird, als auch der Kontaktbereich, der von der Kopflinie 24 des Trapezes gebildet wird. Aus diesem Grunde sind Befestigungspunkte in diesen Kontaktbereichen dann nicht möglich, wenn sie eine seitliche Verschiebung der miteinander in Kontakt tretenden Bauteile verhindert.
Eine Energieaufnahme im Falle eines explosionsbedingten Druckanstiegs auf der angriffsgefährdeten Seite 12 wird nicht nur durch die Verformung der Übertragungselemente 23 erreicht, sondern auch durch eine Verformung des vorderen plattenförmigen Bauteils 21 selbst, das in seiner Dicke mit beispielsweise 2 mm wesentlich dünner bemessen ist, als das als Widerlager dienende hintere plattenförmige Bauelement 20, das eine Gesamtdicke von beispielsweise 8 mm aufweist. Nach Einwirkung der Druckkräfte auf das Türblatt 6 wird das erste plattenförmige Bauteil 21 sich in Freiräumen 28 zwischen benachbarten Übertragungselementen 23 stärker an das zweite plattenförmige Bauteil 20 annähren, als dies in Kontaktbereichen definiert durch die Kopflinien 24 der Trapeze der Übertragungselemente 23 der Fall ist. Im Ergebnis ergibt sich somit eine Wellenstruktur des ersten plattenförmigen Bauelements 21 dergestalt, dass die Wellenberge im Bereich der dahinter angeordneten Übertragungselemente 23 sind, wohingegen in den dazwischen befindlichen Freiräumen 28 Wellentäler zu finden sind.
Die auf das hintere, massiv und als Widerlagerelement ausgebildete plattenförmige Bauteil 20 über die Übertragungselemente 23 einwirkenden Kräfte werden über die umlaufenden Randstreifen des Türblatts 6 abgeleitet, die mit Widerlagerflächen 29 der Zarge 7 in Kontakt stehen. Die Zarge 7 ist an den beiden vertikalen Seiten und der oberen horizontalen Seite mittels Laschen an einem Gebäudeteil 30 insbesondere durch Schrauben befestigt. Der Gebäudeteil 30 ist dabei als sehr massiver Winkelstahl ausgebildet, kann aber auch aus anderen Baumaterialien mit hinreichender Festigkeit, wie beispielsweise Stahlbeton, bestehen. An der unteren Seite der Zarge 7 ist diese mit Hilfe eines Türsockel-Montagerahmens 31 befestigt, der wiederum über Schraubverbindungen mit einem Türsockel des Gebäudeteils 30 verschraubt ist.
Das in den 4 bis 5 in verschiednen Ansichten bzw. Schnitten dargestellte Wachhaus 40 besitzt vier Wände 41.1, 41.2, 41.3 und 41.4, ein Dach 42 sowie einen Boden 43. In der Wand 41.1 befinden sich zwei Fenster, die als Klappflügelfenster 44 ausgebildet sind, sowie eine Tür 45, die gemäß 7 in Richtung eines Innenraums 46 des Wachhauses 40 öffnet. In entsprechender Weise besitzt die gegenüber liegende Wand 41.3 gleichfalls zwei Klappflügelfenster 44 und eine nach innen öffnende Tür 45. Im Gegensatz hierzu besitzen die gegenüber liegenden Wände 41.2 und 41.4 keine Öffnungen, wie sich auch aus 5 ergibt. Das Wachhaus 40 ist aus einer Fachwerk- bzw. Käfigkonstruktion von Doppel-T-Trägern 47 aufgebaut, die in den Wänden 41.1 bis 41.4 in vertikale Richtung und in dem Boden 43 und dem Dach 42 in Querrichtung sowie in Längsrichtung des Wachhauses 40 verlaufen.
In dem Wachhaus 40 befinden sich Druckentlastungseinrichtungen sowohl in Form der Klappflügelfenster 44 in den Wänden 41.1 und 41.3 als auch von Druckentlastungsklappen 48 in dem Dach 42 des Wachhauses 40. Die nach außen öffnenden Flügel der Klappflügelfenster 44 sind in ihrer Schließstellung lediglich derart in dem zugeordneten Blendrahmen fixiert, dass sie bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes eines in dem Innenraum 46 des Wachhauses 40 wirkenden Druckes öffnen, wobei vor Beginn der eigentlichen Öffnungsbewegung ein Verschließelement überwunden, d.h. insbesondere zerstört wird. In gleicher Weise sind Klappenteile der Druckentlastungsklappen 48 in ihren Rahmen gelagert.
Wie sich sehr anschaulich aus der Schnittdarstellung gemäß 9 ergibt, sind die Wände 41.3 und 41.4, aber auch die übrigen nicht vergrößert dargestellten Wände 41.1 und 41.2, aus zwei parallel und im Abstand zueinander verlaufenden plattenförmigen Bauteile 49 und 50 sowie dazwischen befindlichen Übertragungselementen 51 zusammengesetzt. Während das dem Innenraum 46 zugewandte innere plattenförmige Bauteil 50 dünner ausgebildet ist und in Folge einer druckbedingten Verformung eine Wellenform annehmen soll, wie bereits weiter oben geschildert wurde, ist das hintere plattenförmige Bauteil 49 als massives Widerlagerelement in größerer Wandstärke ausgeführt. Die Geometrie und Funktionsweise der als trapezförmige Profilstücke ausgeführten und äquidistant, d.h. homogen, über die Grundflächen der beiden plattenförmigen Bauteile 49, 50 verteilten Übertragungselemente 51 ist übereinstimmend mit der bei der explosionshemmend ausgebildeten Drehflügeltür gemäß den 1 bis 3.
Aus 9 lässt sich des Weiteren entnehmen, dass die hinteren, d.h. äußeren plattenförmigen Bauteile 49 mit den Doppel-T-Trägern 47 durch Schweißnähte 52 miteinander verbunden sind. Es besteht hingegen keine (metallische) Verbindung zwischen dem inneren plattenförmigen Bauteil 50 und dem Doppel-T-Träger 47. Der bewusst freigelassene Spalt 53 kann bei der Innenverkleidung des Innenraums 46 des Wachhauses 40 beispielsweise mit Tapete überklebt oder mittels einer dauerelastischen Fugenmasse verschlossen werden. Beide letztgenannten Möglichkeiten den Spalt 43 zu kaschieren schränken die im Explosionsfall gewünschte und benötigte Möglichkeit zur Verschiebung des inneren plattenförmigen Bauteils 50 auf das äußere plattenförmige Bauteil 49 zu nicht ein. Es versteht sich jedoch, dass auf geeignete Weise, z.B. durch Leisten oder Klötze, verhindert werden muss, dass die inneren plattenförmigen Bauteile 50 aus ihrer vertikalen Betriebsposition umfallen. Ferner ist es möglich, die inneren plattenförmigen Bauteile mittels schwach dimensionierter Schrauben, die im Belastungsfall, wie z.B. einer Explosion, abreißen bzw. abscheren, mit der Tragkonstruktion zu verhindern. Um die Montage zu vereinfachen, können die beiden plattenförmigen Bauteile 49, 50 und die in dem Zwischenraum befindlichen Übertragungselemente 51 eine zusammenhängende Einheit bilden, wobei natürlich die Möglichkeit der Relativbeweglichkeit der beiden plattenförmigen Bauteile 49, 50 zueinander – unter plastischer Verformung der Übertragungselemente 51 – nicht unterbunden sein darf.
Zu Isolierzwecken ist das Wachhaus 40 an seiner gesamten Außenhaut mit einer Isolierschicht 54 beispielsweise aus Polysterol-Hartschaum-Platten oder Mineralfaserplatten umgeben. Diese können außenseitig mit bekannten handelsüblichen Verkleidungselementen wie Blechplatten o.ä. verkleidet werden, um die gewünschte Optik von außen zu erzeugen. Neben den Wänden 41.1 bis 41.4 besteht zur Erhöhung der Menge der absorbierbaren Energie die Möglichkeit, auch den Boden bzw. die Decke des Wachhauses 40 mit der explosionshemmenden Bauteilkombination aus zwei plattenförmigen Bauteilen 49, 50 mit dazwischen angeordneten Übertragungselementen 51 zu versehen.
Das Wachhaus 40 kann beispielsweise nachträglich vor einem bestehendes Gebäude mit hohen Sicherheitsanforderungen angeordnet werden. So kann im Wege eines "Durchschleusens" im Innenraum 46 des Wachhauses 40 eine Kontrolle beispielsweise von Besuchern des Gebäudes durchgeführt werden. Im Falle einer Sprengstoffexplosion im Innenraum 46 des Wachhauses 40, beispielsweise ausgelöst durch einen Selbstmord-Sprengstoffanschlag, kommt es in Folge des Druckanstiegs im Innenraum 46 zum einen zu einer Verformung der inneren plattenförmigen Bauteile 50 in Verbindung mit einer Verformung der Übertragungselemente 51, wie dies in Verbindung mit den 1 bis 3 näher erläutert wurde. Aufgrund der großen Flächen, die mit der energieverzehrenden Wandkonstruktion bestückt sind, kann eine große Energiemenge aufgenommen und umgewandelt werden. Um ein Bersten des Wachhauses 40 zu vermeiden und insbesondere eine unkontrollierte Zerstörung der Grundkonstruktion des Wachhauses 40 zu vermeiden, d.h um die Druckbelastung auf die Käfigkonstruktion aus den Doppel-T-Trägern 47 zu reduzieren, treten ab einem gewissen Schwellendruck die Druckentlastungseinrichtungen in Aktion und lassen in Folge des Öffnens der Klappflügel bzw. der Klappenteile einen Druckausgleich an die Umgebung zu. Splitterflug kann dabei nicht auftreten. Im Übrigen sind die Druckentlastungsöffnungen recht hoch angeordnet, so dass insbesondere durch die Schwenkbewegungen des Klappflügels bzw. des Klappenteils keine Gefährdung für möglicherweise außen vor dem Wachhaus 40 wartenden oder dieses passierenden Personen besteht.
8 zeigt der Vollständigkeit halber nochmals einen Querschnitt des als Dämpfungsprofil ausgebildeten Übertragungselements 51. In 9 sind zwei Alternativen zur Befestigung des Übertragungselements 51 innerhalb der Wandkonstruktion dargestellt. Zum einen kann eine Schweißverbindung, vorzugsweise in Form von Schweißpunkten, zwischen Randstreifendes Trapezprofils und dem äußeren plattenförmigen Bauteil, gewählt werden. Ebenso möglich ist die Alternative, wobei die Schweißpunkte sich im Bereich des Randes der Kopflinie des Trapezes des Übertragungselements 51 befinden.

1: Bauelement
2: Band
3: Bandseite
4: Schloss
5: Anschlagseite
6: Türblatt
7: Zarge
8: Treibriegel
9: Treibriegel
10: Verriegelungsbolzen
11: Grundkörper
12: Seite
13: kastenförmiger Körper
14: Deckblech
15: Deckblech
16: Schweißnaht
17: Verstärkungsprofil
18: Randstreifen
19: Verstärkungsblech
20: plattenförmiges Bauteil
21: plattenförmiges Bauteil
22: Winkel
23: Übertragungselement
24: Kopflinie
25: Schenkel
26: Randstreifen
27: Schweißnaht
28: Freiraum
29: Widerlagerfläche
30: Gebäudeteil
31: Türsockel-Montagerahmen
40: Wachhaus
41: Wand
42: Decke
43: Boden
44: Fenster
45: Tür
46: Innenraum
47: Doppel-T-Träger
48: Druckentlastungsklappe
49: plattenförmiges Bauteil
50: plattenförmiges Bauteil
51: Übertragungselement
52: Schweißnaht
53: Spalt
54: Isolierschicht

Claims

Explosionshemmendes Bauelement (1) mit einem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50), das eine Wand-, Decken- oder Bodenfläche eines Innenraumes eines Gebäudes oder einer Gebäudefassade bildet, einem zweiten plattenförmigen Bauteil (20, 49), das parallel zu dem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50) ausgerichtet ist, und in einem Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen (20, 21 oder 49, 50) angeordneten Übertragungselementen (23, 51), wobei das erste plattenförmige Bauteil (21, 50) unter Einwirkung eines explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks im Wesentlichen senkrecht auf das zweite plattenförmige Bauteil (20, 49) zu bewegbar ist, wobei die Übertragungselemente (23, 51) unter vorzugsweise plastischer Verformung ihrer selbst Energie aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die plattenförmigen Bauteile (20, 21 oder 49, 50) im Wesentlichen deckungsgleich zueinander angeordnet sind und die Übertragungselemente (23, 51) im Wesentlichen über die gesamte Fläche der plattenförmigen Bauteile (20, 21 oder 49, 50) verteilt angeordnet sind.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungselemente (23, 51) mit dem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50) und/oder mit dem zweiten plattenförmigen Bauteil (20, 49) verbunden, insbesondere verschweißt, verschraubt oder vernietet, sind.
Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste plattenförmige Bauteil (21, 50), das zweite plattenförmige Bauteil (20, 49) und/oder die Übertragungselemente (23, 51) aus Metall, insbesondere aus Stahl, bestehen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungselemente (23, 51) metallische Profilstücke sind, die in ihrer Längserstreckung parallel und im Abstand zueinander sowie parallel zu den plattenförmigen Bauteilen (20, 21 oder 49, 50) angeordnet sind.
Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstücke im Querschnitt dreieckförmig oder trapezförmig sind und dass die Profilstücke im Bereich der Basislinie des Dreiecks oder Trapezes offen sind und von den Schenkeln (25) des Dreiecks oder Trapezes seitlich nach außen vorstehende Randstreifen (26) besitzen, die senkrecht zur Höhe des Dreiecks oder parallel zu der Kopflinie des Trapezes verlaufen.
Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungselemente (23, 51) lediglich im Bereich eines Randstreifes (26) mit dem zugeordneten plattenförmigen Bauteil (20, 21 oder 49, 50) verbunden sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste plattenförmige Bauteil (21, 50) unter der Einwirkung des explosionsbedingt erhöhten Luftdrucks in der Weise plastisch verformbar ist, dass es sich in Freiräumen (28) zwischen benachbarten verformten Übertragungselementen (23, 51) in geringerem Ab stand zu dem zweiten plattenförmigen Bauteil (20, 49) befindet, als in Kontaktbereichen, in denen eine Kraftübertragung auf die Übertragungselemente (23, 51) stattfindet.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) ein eine Gebäudeöffnung verschließender Gebäudeabschluss, insbesondere eine Tür oder ein Fenster oder eine Klappe, ist.
Bauelement, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Drehflügeltür oder Schiebetür ausgebildete Sicherheitstür, die zwei parallel zueinander ausgerichtete Deckbleche (14, 15) aufweist, die auf einer angriffsgefährdeten Seite (12) mit den plattenförmigen Bauteilen und den dazwischen angeordneten Übertragungselementen (23) versehen sind.
Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehflügeltür beim Öffnen in Richtung auf die Seite aufschwenkbar ist, auf der die plattenförmigen Bauteile (20, 21) und die dazwischen angeordneten Übertragungselemente (23) angeordnet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50) und dem zweiten plattenförmigen Bauteil (20, 49) mindestens 50 mm, vorzugsweise mindestens 80 mm, weiter vorzugsweise mindestens 100 mm, beträgt.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche einer von dem ersten plattenförmigen Bauteil (21, 50) gebildeten Ansichtsseite des Bauelements (1) mindestens 1,0 m², vorzugsweise mindestens 1,5 m², weiter vorzugsweise mindestens 2,0 m² beträgt.
Explosionshemmendes Wachhaus (40) mit einem Innenraum (46) und mindestens einer Tür (45), die in geöffnetem Zustand eine Verbindung zwischen dem Innenraum und der äußeren Umgebung bildet, gekennzeichnet durch mindestens ein den Innenraum (46) begrenzendes Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und eine ab einem Schwellenwert des Luftdrucks in dem Innenraum (46) vorzugsweise nach außen öffnende Druckentlastungseinrichtung (48).
Wachhaus (40) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei plattenförmigen Bauteile (49, 50) der explosionshemmenden Bauelemente von einer Käfigkonstruktion aus Stahlprofilen (47) oder aus Stahlbeton gegen eine Verlagerung nach außen abgestützt sind.
Wachhaus nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Druckentlastungseinrichtungen (48) sich in der Decke des Wachhauses (40) und in Form von Klappflügelfenstern (44) in den Wänden (41.1, 41.2, 41.3, 41.4) des Wachhauses (40) befinden.