DE2155685A1

DE2155685A1 - Verglasung für durch plötzliche Druckdifferenzen gefährdete Räume

Info

Publication number: DE2155685A1
Application number: DE19712155685
Authority: DE
Inventors: Jakob Dipl.-Ing. Allschwil; Schneider Max Oberwil; Haenny Lonn Dipl.-Ing. Binningen; Ehrbar (Schweiz)
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1970-11-13
Filing date: 1971-11-09
Publication date: 1972-05-18
Also published as: NL7115596A; FR2114440A5; GB1376332A; BE775227A; IT944861B; CH531124A

Description

9. Nov. 1971

( Case 7-724O/R)

Verglasung für durch plötzliche Druckdifferenzen gefährdete Räume.

Die Erfindung betrifft eine Verglasung für durch plötzliche Druckdifferenzen gefährdete Räume.

Plötzliche Druckdifferenzen können durch Verpuffungen, Explosionen oder Detonationen verursacht werden, wobei die Geschwindigkeit des Druckanstieges bei Verpuffungeh am kleinsten und bei Detonationen am grössten ist. Eine Verpuffung kann auch als"langsame Explosion" und eine Detonation auch als "schnelle Explosion" bezeichnet werden.

Bekanntlich ergeben sich beim Bruch von gewöhn-

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lichem Fensterglas relativ grosse scharfkantige und daher gefährliche Splitter. Diese Gefahr kann durch die Verwendung von sogenanntem Sicherheitsglas beseitigt oder zumindest herabgesetzt werden. Sicherheitsglas wurde jedoch bisher für die Verglasung von explosionsgefährdeten Bauwerken und Räumen als ungeeignet angesehen. Ein Grund dafür liegt darin, dass die Bruchfestigkeit von Sicherheitsglas ein Vielfaches derjenigen von normalem Fensterglas gleicher Dicke beträgt. Dadurch kann im Explosionsfall der Staudruck die für Personen und Bauwerk zulässigen Grenzen überschreiten. Ferner hat sich gezeigt, dass bei sehr schnell ablaufenden Explosionen (Detonationen) vorgespanntes Sicherheitsglas nicht immer in ausreichend kleine Stücke zerbirst..Versuche haben gezeigt, dass diese Gefahr durch Erhöhung der Glasdicke vermindert werden kann. Durch die Erhöhung der Glasdicke wird jedoch der Staudruck zusätzlich erhöht.

Es wurde nun eine überraschend einfache Lösung des Problems gefunden, wie Sicherheitsglas doch für die Verglasung von explosionsgefährdeten Bauwerken verwendet werden kann, ohne dass dadurch der Staudruck unzulässig erhöht wird und ohne den Nachteil, dass bei schnellen Explosionsdruckwellen zu grosse Bruchstücke entstehen bzw. zu dicke Schei-. ben verwendet werden müssen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Glasscheiben mit der "Zerfallcharakteristik von thermisch vorgespanntem Glas verwendet werden und dass auf der Niederdruck-

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seite jeder dieser Scheiben mindestens ein scharfkantiger oder spitzer Anschlag aus zumindest stahlhartem Material montiert ist, wobei der Abstand zwischen Scheibe und Anschlag kleiner ist als die maximale Auslenkung des unter dem Anschlag befindlichen Scheibenbereichs, welche die Scheibe ohne Bruch gerade noch erleiden kann.

Die maximal zulässige Auslenkung der Scheibe, welche im wesentlichen durch das Scheibenformat (Fläche, Dicke ) und/ oder durch die Einspannung bestimmt ist, kann für die einzelnen Pormate berechnet und/oder empirisch ermittelt werden. Der Abstand zwischen Scheibe und Anschlag soll anderseits nicht^ viel grosser sein als die maximal zu erwartenden Auslenkungen der Scheibe durch Sturmbelastungen etc..

Die Erfindung macht sich die bekannte, jedoch

normalerweise unerwünschte Eigenschaft von vorgespanntem Sicherheitsglas zunutze, welche darin besteht, dass derartiges Glas schon bei geringfügiger Verletzung seiner Oberfläche in sich zerfällt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungsfiguren beispielsweise näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäss ausbildeten Fensters,

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Pig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II der

Pig. I,

Fig. 5 einen vergrösserten Ausschnitt aus Pig. I, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV der

Fig. 2 und
Fig. 5 eine Detailvariante.

In Fig. 1 und 2 sind bezeichnet: mit 1 die Wand eines Bauwerkes, mit 2 ein Fensterrahmen und mit 5 die in diesem Rahmen gehalterte Scheibe. Den Fensterrahmen 1 quert darstellungsgemass im Zentrum parallel zur Schmalseite ein Steg 4, der mit seinen beiden Enden am Rahmen befestigt ist und in seiner Mitte in einer Halterung 5 einen Bolzen 6 mit auf die Scheibe 5 gerichteter Diamantspitze 7 trägt.

Wie aus den Fig. 5 und 4 detaillierter ersichtlich, ist der Bolzen 6 in seiner Halterung 5 axial verschiebbar und mittels einer seitlichen Wurmschraube 9 in der gewünschten Position fixierbar.

Die Scheibe 1 besteht aus vorzugsweise thermisch vorgespanntem Sicherheitsglas. Die Spitze 1 des Bolzens 6 kann durch einen Diamanten, Saphir, ein Hartmetallstück od. dgl. Hartstoff gebildet sein. Der Abstand d der Bolzenspite 7 von der Scheibenoberfläche wird so eingestellt, dass einerseits bei Sturmbelastung kein den Bruch auslösender Kontakt zwischen Bolzenspitze und Scheibenoberfläche stattfinden kann und dass anderseits die Scheibe ohne Bruch

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bis auf die Bolzenspitze elastisch auslenkbar ist. Der Optimalabstand, welcher zwischen diesen beiden Grenzen liegt, kann für die verschiedenen Scheibenformate berechnet und/oder empirisch ermittelt werden.

Der Bolzen β bzw. dessen Spitze 7 muss nicht unbedingt über dem Scheibenzentrum angeordnet sein. Er kann auch seitlich hiervon positioniert werden, unter Umständen sogar in dem vom Fensterrahmen abgedeckten Bereich. Es muss nur sichergestellt sein, dass die Scheibe beim Auftreten einer Verpuffung, Explosion oder Detonation auf die Bolzenspitze geschleudert wird.

Gemäss Fig. 5 ist anstelle des Steges 4 (vgl. Fig. 1) ein kurzer Arm 40 vorgesehen, welcher in der Mitte des einen der beiden längeren Fensterrahmenteile befestigt ist, über die Scheibe 3 ragt und am Ende einen Bolzen 6 mit Saphirspitze 7 (in der Fig. unsichtbar) trägt. Der Abstand der Saphirspitze ist wiederum so gewählt, dass die Scheibe 1 bei einer Explosion durch die Saphirspitze zerstört wird.

Selbstverständlcih kann der Bolzen durch ein anderes geeignetes Element ersetzt werden, welches der Scheibe eine ausreichend harte Spitze oder Schneide darbietet. Die Scheibe selbst; kann federnd gehaltert sein, wodurch die Anforderungen an ihre elastische Verformbarkeit herabgesetzt v/erden. Die Erfindung ist auch nicht auf thermisch vorgespanntes Sicherheitsglas beschränkt. Es können alle Gläser verwendet werden, wolohe bei Verletzung ihrer Oberfläche in

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ausreichend kleine Stücke zerfallen. Die Scheibendicke ist in weiten Grenzen frei wählbar; in der Regel wird man möglichst dünne Scheiben einsetzen-. =

Versuche haben gezeigt, dass durch die erfindungsgemässe Anordnung die Scheibenberstdrucke von thermisch vorgespanntem 6-7 mm dickem Sicherheitsglas auf etwa 1/5 bis l/lO der normalen Tragfähigkeit der Scheibe reduziert werden können.

Weitere Versuche haben gezeigt, dass die Scheibe

"^ erst dann zerbirst, wenn die Spitze ein Stück weit in sie eingedrungen ist. Es ist daher unter Umständen möglich, die Spitze kontaktierend auf die im Ruhezustand befindliche.Scheibe aufzusetzen, insbesondere wenn die Normalbelastungen (Vünddruck etc.) gering sind, wie dies z.B. bei Innenverglasungen oft der Fall ist.

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Claims

Ansprüche

f l.i Verglasung für durch plötzliche Druckdifferenzen gefährdete Räume, dadurch gekennzeichnet, dass Glasscheiben mit der Zerfallcharakeristik von thermisch vorgespanntem Glas verwendet werden und dass auf der Niederdruckseite jeder dieser Scheiben mindestens ein scharfkantiger oder spitzer Anschlag aus zumindest stahlhartem Material montiert ist, wobei der Abstand zwischen Scheibe und Anschlag kleiner ist als die maximale Auslenkung des unter dem Anschlag befindlichen Scheibenbereichs, welche die Scheibe -ohne Bruch gerade noch erleiden kann.

2. Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Scheibe und Anschlag nur geringfügig

.weise grosser ist, als die bei maximal zulässiger Belastung, beispiels-' Sturmbelastung, auftretende Scheibenauslenlgung im Bereich des Anschlages.

5. Verglasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Scheibe und Anschlag einstellbar ist.

4. Verglasung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagsspitze oder -kante durch einen Diamanten, Saphir,,Hartmetall od.dgl. gebildet ist.

5« - Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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dass der Anschlag über dem Scheibenzentrum angeordnet ist. 6. Verglasung nach Anspruch 5* ι— ■ ——»

dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag auf einem den Scheiben- bzw. Fensterrahmen querenden Steg montiert ist.

7. "Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei rechteckigen Scheiben der Anschlag in der Mitte der längeren Seite, im Abstand von etwa ein Zehntel bis ein Fünftel der Länge der kürzeren Scheibenseite vom Einspannrand der

P Scheibe angeordnet ist.

8. Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe eine Dicke von mindestens 5 mm aufweist.

9· Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Scheibe elastisch gehaltert ist.

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