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Feuerbeständiges Luftkanalteilstück
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Die Neuerung betrifft ein feuerbeständiges Luftkanalteilstück, dessen
Wandung aus mehreren, die einzelnen Seitenflächen bildenden Wandungselementen zusammengesetzt
ist, wobei einander benachbarte Wandungselemente längs ihrer Längskanten miteinander
verbunden sind und wobei diese Elemente selbst feuerbeständig sind.
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Die herkömmlichen Luftkanäle aus Blech, wie sie bisher für
Lüftungs-
und/oder Klimaanlagen verwendet werden, werden den heute gestellten Anforderungen
an einen wirksamen Brandschutz nicht gerecht. Man hat deshalb bereits nach Möglichkeiten
gesucht, feuerbeständige Luftkanäle zu schaffen. So wurde beispielsweise vorgeschlagen
einen Blechkanal üblicher Bauart mit einer außenliegenden Isolierung zu versehen,
die ihrerseits durch Drahtgeflecht gehalten wird Ein anderer bekannter Vorschlag
besteht darin, als Wandungsplatten des Kanals Isolierplatten aus Asbest zu verwenden,
wobei auch doppelwandige Konstruktionen vorgeschlagen wurden, welche zwischen den
mit Abstand voneinander angeordneten, die Wandungselemente bildenden Asbestplatten
einen Luftraum einschließen.
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Beispielsweise für den Einsatz im Kernkraftwerksbereich ist eine hohe
Temperaturbeständigkeit, z.B. die Feuerwiderstandsklasse L 90 nach DIN 4102 nicht
ausreichend. Es wird außerdem eine hohe Festigkeit, beispielsweise auch gegenüber
Erdbeben und gute Dichtheit gefordert. Darüber hinaus ist es wünschenswert, daß
der Luftkanal in Einzelelementen transportiert werden kann, um Laderaum und Frachtkosten
einzusparen. Schließlich ist auch noch eine einfache, zeitsparende und leichte Montage
erwünscht.
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Die bisher bekannten, feuerfesten Kanäle entsprechen nicht allen diesen
Anforderungen, insbesondere fehlt ihnen die im Kernkraftwerksbereich unbedingt erforderliche
Festigkeit. Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktionen liegt darin, daß
teilweise die Luft mit den Isolierplatten aus Asbest unmittelbar in Berührung gelangt,
was unerwünscht ist.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein feuerDeständiges Luftkanalteilstück
zur Errichtung von Luftkanälen zu schaffen, welche alle vorstehend geschilderten
Mängel überwinden und welche insbesondere eine hohe Temperaturbeständigkeit z.B.
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der Feuerwiderstandsklasse L 90 nach DIN 4102, darüber hinaus aber
auch hohe Festigkeit, z.B. auch gegen Erdbebe-n, gute Dichtheit, die Möglichkeit
zum Transport in Einzelelementen und eine einfache und leichte Montage aufweisen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Neuerung bei einem feuerbeständigen
Luftkanalteilstück der eingangs erwähnten Art darin, daß jedes Wandungselement einen
Rahmen aus festem Isoliermaterial aufweist, daß der vom Rahmen eingeschlosszne Bereich
mit Isoliermaterial ausgefüllt ist, und daß das Isoliermaterial an der Außen- und
an der Innenseite des Wandungselements von mit dem Rahmen verbundenen Blechabdeckungen
abgedeckt ist.
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Diese Konstruktion weist neben der gewünschten Feuerbeständigkeit
auch eine hohe Festigkeit auf, für welche der geschlossene Rahmen und die doppelwandige
Blechkonstruktion verantwortlich ist. Die Rahmenkonstruktion ermöglicht es außerdem,
längs der Rahmen komplementär zueinander ausgebildete Verbindungselemente vorzusehen,
die eine schnelle und formschlüssige und damit feste und dichte Verbindung der Wandungselemente
ermöglichen.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß die in Kanallängsrichtung
verlaufenden Kanten einander benachbarter Rahmenteilstücke zueinander komplementäre,
formschlüssig ineinandergreifende Profilierungen aufweisen, wobei es bei einem Luftkanalteilstück
mit
einem rechteckigen Kanalquerschnitt eine vorteilhafte Ausgestaltung darstellt, daß
von den beiden Paare jeweils flächengleicher Wandungselemente das eine Paar mit
U-förmig profilierten, in Kanallängsrichtung verlaufenden Rahmerteilstücken versehen
ist, deren U-förmiger Querschnitt sich jeweils in Richtung auf das anzuschließende
Wandungselemert des anderen Paars öffnet, und daß das andere Paar mit Rahmenteilstücken
versehen ist, die in Richtung auf das anzuschließende Wandungselement vorspringend
zum formschlüssigen Eingriff in das U-Profil geeignete Leisten aufweisen. Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Wandungselemente gleicher Größe identisch
ausgebildet und gegeneinander austauschbar sind.
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Noch eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß die Leisten
Teil eines im Querschnitt L-förmigen Rahmenprofils sind, wobei diese Leisten mit
Abstand von der Außenfläche des Wandungselements angeordnet sind. Dadurch kann der
nach der Außenseite des entsprechenden. Wandungselements gelegene Schenkel des U-förmigen
Gegenprofils die Leiste derart übergreifen, daß die Außenfläche dieses Schenkels
und die Außenfläche des mit der Leiste versehenen Wandungselements bündig ineinander
übergehen.
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Noch eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die
Leiste mit ihrer der Kanalinnenseite zugewandten Seitenfläche etwa bündig mit der
Innenfläche des Wandungselements verläuft, wodurch sich auch eine glatte Innenwandlxng
des Luftkanals erzielen läßt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist es, daß an den beiden
quer zur Kanallängsrichtung verlaufenden Stirnseiten der Wandungselemente die Rahmenteilstücke
unterschiedliche, zueinander komplementäre, zum gegenseitigen formschlüssigen Eingrif
in Kanallängsrichtung geeignete Profilierungen aufweisen. Dadurch lassen sich die
einzelnen Kanalteilstücke einfach und dicht zu einem feuerbeständigen Luftkanal
zusammenfügen. Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht dabei darin, daß die Rahmenteilstücke
an der einen Stirnseite des Wandungselements im Querschnitt U-förmig und an der
anderen Stirnseite im Querschnitt T-förmig ausgebildet und derart angeordnet sind,
daß der Mittelsteg des T zum Eingriff in die vom U-förmigen Profil gebildete Nut
an der Stirnseite eines benachbarten Luftkanalteilstücks geeignet ist.
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Nach einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung sind die Profilierungen
an den Stirnseiten der zu einem Kanalteilstück zusammengefügten Wandungselemente
gleich ausgebildet und ergänzen sich zu einem in sich geschlossenen, rahmenartigen
Profil. Diese Ausgestaltung erleichtert den Zusammenbau.
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Noch eine andere zweckmäßige Ausgest#.ltung ist es, daß die die quer
zur Kanallängsrichtung verl#ufenden Stirnseiten der Wandungselemente bildenden Rahmenteilstücke
an ihren Enden entsprechend dem Kanalquerschnitt auf Gehrung geschnitten sind.
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Noch eine weitere zweckmäßige Ausbilcung besteht darin, daß die in
Kanallängsrichtung verlaufenden Kanten der äußeren Blechabdeckung benachbarter Wandungselemente
zueinander
komplementäre, zum formschlüssigen Eingriff geeignete
Profilierungen aufweisen, wobei vorzugsweise bei einem rechteckigen Kanalquerschnitt
von den beiden Paaren jeweils flächengleicher Wandungselemente das eine Paar an
den Längskanten der äußeren Blechabdeckung mit einem Schnappfalz und das andere
Paar an den Längskanten der äußeren Blechabdeckung mit einem diesem Schnappfalz
zugeordneten Stehfalz versehen ist. Dadurch läßt sich beim Ineinanderschieben der
Rahmenprofilierung der einzelnen Wandungselemente beim Zusammenbau des Kanalteilstücks
zugleich die äußere Blechabdeckung formschlüssig und dicht verbinden.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß an den in
Längsrichtung verlaufenden inneren Verbindungskanten zweier benachbarter Wandungselemente
den Stoßbereich übergreifende Winkelprofile angeordnet und mit beiden benachbarten
Wandungselementen verbunden sind, wodurch sich ein besonders stabiles Kanalteilstück
ergibt.
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Eine andere zweckmäßige Weiterbildung ist es, daß in die formschlüssig
ineinandergreifenden Rahmenprofilierungen Dichtungen eingesetzt sind, um dadurch
die durch den formschlüssigen Eingriff der Rahmenprofilierungen erhaltene Dichtwirkung
weiter zu verbessern. Diese Dichtungen können beispielsweise aus Schaumasbest bestehen.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß die an den Stirnseiten
der Wandungselemente angeordneten Rahmenteilstücke zwischen an den einander zugewandten
Flächen der äußeren und
der inneren Blechabdeckung angeordneten
Winkelprofilen und einer Abwinklung der stirnseitigen Kanten der Blechabdeckungen
festgehalten sind, was eine besonders einfache Fertigung ermöglichst.
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Noch eine andere bevorzugte Aiisführungsforrr; ist es, daß die quer
zur Kanallängsrichtung verlaufenden Stirnseiten jedes Kanalteilstücks mit einem
auf die äußere Blechabdeckung aufgesetzten Flanschrahmen zur Verschraubung benachbarter
Kanalteilstücke versehen sind.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß an den einander
zugewandten Flächen der inneren und/oder der äußeren Blechabdeckung Verstärkungsprofile
angebracht sind, was sich als vorteilhaft erweist, wenn die Kanalteilstücke und
damit die Wandungselemente relativ groß sind. Dem gleichen Zweck dient eine andere
vorteilhafte Maßnahme, nach welcher zwischen der inneren und der äußeren Blechabdeckung
Verstärkungsholme aus festem Isoliermaterial angebracht sind.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher die Verstärkungsprofile
als Halterung und Fixierung der Verstärkungsholme angeordnet sind.
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Vorzugsweise besteht das feste Isoliermaterial aus Calcium-Silikat,
welches unter der Bezeichnung Promabest H im Handel ist. Die Blechabdeckungen bestehen
vorzugsweise aus verzinktem Blech.
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Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels der Neuerung wird diese näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein neuerungsgemäßes Kanalteilstück,
an dessen Stirnseiten weitere dieser Kanalteilstücke angefügt sind, Fig. 2 in der
linken Hälfte eine Stirnansicht und in der rechten Hälfte einen Querschnitt durch
das in Fig. 1 gezeigte Kanalteilstück, Fig. 3 in der rechten Hälfte einen Querschnitt
und in der linken Hälfte eine Stirnansicht des in Fig.
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2 seitlichen Wandungselements nach einer Drehung 0 um 90 Fig. 4 in
der rechten Hälfte einen Querschnitt und in der linken Hälfte eine Stirnansicht
des in Fig. 2 oberen Wandungselements, welches mit dem unteren Wandungselement identisch
ist, Fig. 5 in grösserem Maßstab mit weiteren Einzelheiten den linken oberen, mit
V bezeichneten Eckbereich in Fig. 2, Fig. 6 in grösserem Maßstab und mit weiteren
Einzelheiten den rechten unteren, mit VI bezeichneten Stoßbereich in Fig. 1, Fig.
6 a eine alternative Ausführungsform zu dem in Fig. 6 gezeigten Stoßbereich und
Fig. 7 in grösserem Maßstab und mit weiteren Einzelheiten den mittleren, mit VII
bezeichneten Verstärkungsbereich des unteren Wandungselements in Fig. 1.
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Ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Luftkanalstück mit rechteckigem
Querschnitt besitzt zwei seitliche Wandungselemente 12 und 14 und zwei diesen seitlichen
Wandungselementen 12 und 14 gegenüber breitere Wandungselemente, nämlich ein oberes
Wandungselement 16 und ein unteres Wandungselement 18. Jedes der Wandungselemente
12 bis 18 weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf. Der rechteckige Umriß eines
jeden Wandungselements wird durch einen bei den seitlichen Wandungselementen mit
20 und bei den oberen bzw. unteren Wandungselementen mit 22 bezeichneten Rahmen
aus festem lsoliermaterial, beispielsweise aus Calcium-Silikat (Handelsname Promabest
H) bestimmt. Der vom Rahmen 20 bzw. 22 umschlossene Bereich wird mit einer Isolierung
24, beispielsweise Steinwolle ausgefüllt, wobei die Wandungselemente beispielsweise
eine Dicke von 80 mm aufweisen.
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Nach der Außenseite bzw. Innenseite des Luftkanals wird die Isolierung
durch jeweils eine Blechabdeckung abgeschlossen, wobei die äußere Blechabdeckung
der seitlichen Wandungselemente 12 und 14 mit 26, deren innere Blechabdeckung mit
28, die äußere Blechabdeckung der oberen bzw. unteren Wandungselemente mit 30 und
deren innere Blechabdeckung mit 32 bezeichnet ist. Die Blechabdeckung liegt jeweils
auf der Außen- bzw. Innenseite der Rahmen 20 bzw. 22 auf und besteht aus verzinktem
Blech.
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Damit aus diesen Wandungselementen 12 bis 18 ein stabiles und dichtes,
feuerbeständiges und leicht montierbares Luftkanalteilstück gebildet werden kann,
sind die einzelnen Wandungselemente derart ausgebildet, daß sie sich durch Zusammenstecken
formschlüssig zum Luftkanalteilstück verbinden lassen, wie andererseits auch die
so gebildeten Luftkanalteilstücke durch
formschlüssiges Ineinandergreifen
zu einem Luftkanal beliebiger Länge zusammengefügt werden können. Dabei sind zur
Sicherung der Verbindung zusätzliche Schraubverbindungen vorgesehen.
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Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 5 ersichtlich ist, wird der Rahmen
20 der seitlichen Wandungselemente 12 und 14 an den in Kanallängsrichtung verlaufenden
Kanten durch im Querschnitt U-förmige Rahmenprofile 34 gebildet, während die in
Kanallängsrichtung verlaufenden Kanten der oberen Wandungselemente 16 und der unteren
Wandungselemente 18 durch im Querschnitt L-förmige Rahmenprofile 36 gebildet. Die
von den Rahmenprofile 36 vorspringende Leiste 38 ist gegenüber der äußeren Blechabdeckung
30 soweit zurückgesetzt, daß beim Eingriff der Leiste 38 in die Nut 40 des U-förmigen
Rahmenprofils 34 zur Herstellung der Eckverbindung zwischen einem seitlichen Wandungselement
12 oder 14 und einem oberen Wandungselement 16 oder einem unteren Wandungselement
18 eine bündige, glatt verlaufende Außenfläche 42 entsteht, wobei, wie insbesondere
aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, die äußere Blechabdeckung 30 des oberen Wandungselements
16 oder des unteren Wandungselements 18 über das L-förmige Rahmenprofil 36 hinaus
vorspringt und auch das U-förmige Rahmenprofil 34 überdeckt, welches nahe seiner
der Außenkante des Luftkanalteilstücks 10 entsprechenden Kante eine Abschrägung
44 aufweist, durch welche der nötige Platz für eine Falzverbindung der äußeren Blechabdeckungen
26 der seitlichen Wandungselemente 12 und 14 und der äußeren Blechabdeckung 30 des
oberen Wandungselements 16 bzw. des unteren Wandungselements 18 gewonnen wird.
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Diese Falzverbindung ist in allen Einzelheiten aus Fig. 5 ersichtlich.
Die in Längsrichtung des Luftkanals verlaufende Kante der äußeren Blechabdecklmg
30 ist mit einem sogenannten Schnappfalz 46 versehen, dem an der äußeren Blechabdeckung
26 ein Stehfalz 48 derart zugeordnet ist, daß beim Einschieben der Leiste 38 in
die Nut 40 auch der Schnappfalz 46 und der Stehfalz 48 in Eingriff gelangen und
dadurch eine fest verbundene, dichte äußere Blechabdeckung des gesamten Luftkanalstücks
10 bilden.
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Als zusätzliche Abdichtung kann vor dem Zusammenfügen der Rahmenprofile
34 und 36 in die Nut 40 eine Dichtung 50 aus Schaummasse eingelegt werden.
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Zur weiteren Versteifung des Luftkanalteilstücks 10 ist in den inneren
Eckbereich eine Stahlwinkelleiste 52 eingelegt und mit den inneren Blechabdeckungen
28 bzw. 32 verschraubt. Für diese Verschraubung können mit den Außenflächen der
inneren Blechabdeckungen 28 bzw. 32 nahe den Rahmenprofilen 34 bzw. 36 Muttern 54
verschweißt sein, wobei die Blechabdeckungen im Bereich der Muttern 54 mit Durchgangsbohrungen
56 versehen sind.
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An den Stirnseiten der Wandungselemente 12 bis 18 sind bei jedem Wandungselement
unterschiedliche, komplementär zueinander ausgebildete Rahmenprofile 58 bzw. 60
angeordnet, wobei die Rahmenprofile 58 (Fig. 1) einen U-förmigen Querschnitt aufweisen
und derart angeordnet sind, daß die Nut dieses Profils 58 sich in Kanal längsrichtung
nach der Stirnseite zu öffnet.
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Die Rahmenprofile 60 sind im Querschnitt T-förmig und derart angeordnet,
daß der Mittelsteg 64 dieses Profils in Kanallängsrichtung
aus
der Stirnseite vorspringt und zum Eingriff in die Nut 62 geeignet ist. Die Rahmenprofile
58 und 60 werden zweckmäßigerweise derart befestigt, daß ihrer von der Stirnseite
des jeweiligen Wandungselements 12 bis 18 abgelegenen Rückseite an den einander
zugekehrten Flächen der äußeren Blechabdeckung 26 bzw. 30 und der inneren Blechabdeckung
28 bzw. 32 als Anschläge dienende Winkel 66 zugeordnet sind,wobei dann durch entsprechende
Einwinkelung 68 der stirnseitigen Enden der äußeren Blechabdeckung 26 bzw. 30 und
der inneren Blechabdeckung 28 bzw. 32 die Rahmenprofile 58 und 60 eingeschlossen
und fixiert werden.
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Die stirnseitigen Rahmenprofile 58 und 60 sind auf Gehrung geschnitten,
so daß sich die Profilelemente, nämlich die Nut 62 und der Mittelsteg 64 nach dem
Zusammenbau des Rahmenteilstücks 10 als geschlossenes, rahmenartiges Gebilde um
die gesamte Stirnfläche des Luftkanalteilstücks 10 erstrecken.
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Den Einwinkelungen 68 benachbart sind auf die Außenfläche 42 der äußeren
Blechabdeckungen 26 bzw. 30 Winkelprofile 70 oder U-Profile 72 aufgesetzt, die einen
Flanschrahmen 74 (Fig. 2) zur Verschraubung benachbarter Luftkanalteilstücke 10
bilden.
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Zu diesem Zweck sind die Flanschrahmen 74 mit Bohrungen 76 versehen,
welche zur Aufnahme von Schrauben 78 dienen, die mit Muttern 80 festgezogen werden.
Zwischen die Flanschrahmen 74 wie auch in die Nut 62 werden beim Zusammenbau des
Luftkanals wieder zusätzliche Dichtungen 82 bzw. 84 aus Schaumasbest eingelegt.
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Einen Flanschrahmen 74 aus U-Profilen 72 wird man insbesondere dann
verwenden, wenn an dieser Stelle eine Luftkanal-Aufhängung angeordnet werden soll.
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Je nach Größe der Luftkanalteilstücke können die Wandungselemente
12 bis 18 durch Verstärkungsprofile 86 aus Blech und/ oder durch Verstärkungsholme
88 aus festem Isoliermaterial versteift werden. Werden sowohl Verstärkungsprofile
8u als auch Verstärkungsholme 88 vorgesehen, so werden die Verstärkungsprofile 86
zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie gleichzeitig als Halterung und Fixierung
für die Verstärkungsholme 88 dienen können, wie dies in großer Deutlichkeit in Fig.
7 dargestellt ist.
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Es ist auch möglich, insbesondere auf die äußere Blechabdeckung 26
bzw. 30 der Wandungselemente 12 bis 18 zusätzliche Verstärkungsprofile aufzubringen
oder das Blech durch Sicken zu versteifen.