DE2855124A1

DE2855124A1 - Anlage zum brandschutz bei metalltragwerksbauten, insbesondere bei leichtkonstruktionsbauten

Info

Publication number: DE2855124A1
Application number: DE19782855124
Authority: DE
Inventors: Geb Szegi Katalin Bass; Istvan Muehlbacher; Istvan Varga
Original assignee: IPARI EPUELETTERVEZOE VALLALAT
Current assignee: IPARI EPUELETTERVEZOE VALLALAT
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1979-07-12
Also published as: FR2412667A1; GB2014447A; GB2014447B

Description

SCHIFF v.FüNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINSHAUS FINCK

-Z-

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Beschreibung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Anlage zum Brandschutz bei Metalltragwerksbauten, insbesondere bei Leichtkonstruktionsbauten.

Wie bekannt, können aus Metall gefertigte Tragwerkselemente bei in größerem Maße brandgefährdeten Gebäuden nur dann verwendet werden, wenn es möglich ist, für den befriedigenden Brandschutz dieser Tragwerkselemente zu sorgen. Zu diesem Zwecke werden in der Praxis Brandschutzverkleidungen bzw. Brandschutzanstriche, so z.B. Zementrabitz, Asbestzement bzw. der im Handel als "BUDATHERM" bekannte Brandschutzanstrich verwendet.

Die bekannten Brandschutzverkleidungen bzw. Brandschutzanstriche sind jedoch dafür geeignet, Stahlbauteile nur einmal, höchstens 60 Minuten lang, feuerwiderstandsfähig zu machen. Die Wirkung der Brandschutzanstriche beruht darauf, daß sich die Überzugsschicht infolge der Feuereinwirkung zersetzt und eine mehrere Zentimeter starke Schaumschicht von guter Wärmeisolierfähigkeit gebildet wird. Diese Schaumschicht sorgt dafür, daß sich die Temperatur der zu schützenden Metallkonstruktionen nicht über den kritischen Temperaturwert (bei Stahl 400 bis 500⁰C, bei Aluminium 200⁰C) erhöht und dadurch die Konstruktion ihre mechanische Festigkeit behalten kann. Die Anfertigung solcher Brandschutzanstriche ist verhältnismäßig teuer, ferner werden zeitraubende Arbeiten an der Baustelle benötigt. Im Falle ihrer Anwendung bei Leichtkonstruktionsbauten wird deshalb die Bauzeit unerwünscht lang, obwohl ein wesentlicher Vorteil des Stahlleichtbaus eben darin besteht, daß die Bauzeit verhältnismäßig kurz ist. Darüber-

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hinaus müssen die Metallflächen nach der Brandbekämpfung gereinigt und mit einer neuen Brandschutzverkleidung bzw. mit einem neuen Brandschutzanstrich versehen werden.

Es ist insbesondere bei hohen Gebäuden bekannt, den Brandschutz der Pfeiler durch Flüssigkeitskühlung zu erreichen. Dabei werden die Pfeiler als Hohlträger ausgebildet und die Innenräume der Pfeiler mit einer frostbeständigen Flüssigkeit gefüllt. Im Brandfalle wird die Flüssigkeit in den Pfeilern mittels einer Pumpe, die durch einen Rauchfühler oder einen Feuerfühler automatisch in Betrieb gesetzt wird, in Zirkulation gebracht und gegebenenfalls durch einen Kühler geleitet. Eine solche Lösung ist z.B. im Aufsatz "Brandschutz bei Leichtkonstruktionsbauten" (KÖZDOK, Seite 25, Budapest, 1974) beschrieben.

Ein Mangel dieser Lösung liegt darin, daß die Pfeiler mit der frostbeständigen Flüssigkeit immer voll aufgefüllt werden müssen. Die Innenflächen der Pfeiler sind der Korrosion ständig ausgesetzt. Ein befriedigender Korrosionsschutz dieser Innenflächen kann nur sehr schwer und umständlich erreicht werden. Der vorstehende Vorschlag betrifft nur den erwähnten Korrosionsschutz und nicht mit den Schutz weiterer Konstruktionste ile.

Bei stark feuergefährdeten Gebäuden, z.B. bei Textil-, HoIz- und Papierverarbeitungsbetrieben, sowie bei Mühlen werden Sprinkleranlagen verwendet. Dabei wird das Löschmittel (Wasser) mittels eines mit dem Bauwerk fest verbundenen Rohrleitungssystems zur Brandstelle gebracht und dort durch Ausnutzung physikalisch-hydromechanischer Effekte möglichst gleichmäßig auf eine bestimmte Fläche verteilt, wobei die Auslösung dieses Vorganges durch die Brandwirkung selbst (im allgemeinen durch den Brandeffekt ("Hitze") erfolgt. Es sind auch solche Lösungen bekannt, bei welchen das Rohrleitungssystem mit der Feuerlöschleitung durch ein Magnetven-

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til verbunden wird. Im Brandfalle wird das I4agnetventil durch einen Rauch- oder Brandfühler automatisch geöffnet, so wird das Rohrleitungssystem mit Wasser gefüllt. Das Wasser wird dann durch die Sprinklerbrausen auf die zu schützende Stelle gespritzt.

Es ist bei Sprinkleranlagen von Nachteil, daß ein separates Rohrleitungssystem gebaut werden muß, was einerseits die Decke zusätzlich belastet, andererseits einen bedeutenden Kostenmehraufwand benötigt. Die Aufgabe dieses Systems besteht lediglich darin, den Brand auf die zu schützende Stelle zu lokalisieren bzw. ihn dort zu löschen. Das Tragwerk des Gebäudes bleibt ohne einen direkten Brandschutz.

Die Erfindung bezweckt die Behebung der erwähnten Nachteile.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Anlage zu schaffen, mittels der der Feuerwiderstand-Grenzwert der Tragwerkselemente bedeutend erhöht werden kann.

Die Erfindung geht davon aus, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann, wenn jedes Konstruktionselement des Tragwerks mit einem direkten Brandschutz versehen wird.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Anlage zum Brandschutz bei Metalltragwerksbauten, insbesondere bei Leichtkonstruktionsbauten gelöst, bei welcher in an sich bekannter Weise der Innenraum eines Tragwerkselementes durch ein Ventil mit einer Feuerlöschleitung verbunden wird, wobei die Erfindung darin besteht, daß jedes Tragwerkselement mindestens teilweise als Hohlelement ausgebildet und mit Löschmittelaustritt Öffnungen versehen wird.

Zweckmäßig ist ein solches Ausführungsbeispiel, bei dem diese Öffnungen mit Düsen versehen sind.

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Die Erfindung wird näher anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele aufgrund der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt eines Leichtkonstruktionsgebäudes, das mit der Anlage zum Brandschutz gemäß der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 2 eine Draufsicht der Lösung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Skizze des in Fig. 1 aus der linken Seite ersichtlichen Details, im größeren Maßstab]

Fig. 4 eine schematische Skizze des in Fig. 1 aus der rechten Seite ersichtlichen Details, ebenfalls im größeren Maßstab;

Fig. 5 die Anlage gemäß der Erfindung bei einem Mehrgeschoßbau;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist, besitzt ein *Leichtkonstruktionsgebäude - in an sich bekannter Weise - Pfeiler 8, Hauptträger 10 und Nebenträger 12. Gemäß der Erfindung wird jedes Tragwerkselement mindestens teilweise als Hohlträger ausgebildet. In vorliegendem Falle sind die Pfeiler 8 I-förmige Stahlträger, deren Stege Vierkantrohre 14 bzw. 16 bilden. Die Innenräume der Vierkantrohre 14 bzw. 16 sind in bekannter Weise durch ein in einer Rohrleitung 17 eingesetztes Magnetventil 18 mit einer Feuerlöschleitung 20 verbunden. Das Magnetventil 18 wird durch eine bekannte Fühlereinheit, hier durch einen Rauchfühler 22 gesteuert. Die Hauptträger 10 und die Nebenträger 12 werden dabei ebenfalls als I-förmige Stahlträger ausgebildet, wobei die oberen und unteren Stege aus Vierkantrohren 24, 26 bzw. 28, 30 gebildet werden. Die Innenräume der Stege stehen auch mit der Rohrleitung 17 in Verbindung.

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Das Vierkantrohr 26 ist mit dem Vierkantrohr 24 bzw. 30 und das Vierkantrohr 30 mit dem Vierkantrohr 28, im dargestellten Fall durch Verbindungsrohre 32, 34, 36, verbunden. In der Zeichnung ist der Steg des Pfeilers 8 mit 38; der Steg des Hauptträgers 10 mit 40 und der Steg des Nebenträgers 12 mit 42 bezeichnet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Tragwerkselemente, d.h. in diesem Fall die Pfeiler 8, die Hauptträger 10 und die Nebenträger 12 mit Öffnungen 44 zum Löschmitte laus tritt versehen. Diese Öffnungen 44 haben einerseits die Aufgabe, den Abfluß des Löschmittels - beim dargestellten Ausführungsbeispie1 des Wassers - zu sichern.

Werden die Tragwerkselemente lediglich teilweise als Hohlträger ausgebildet - wie in Fig. 3 -, sind diese Öffnungen 44 so auszuführen, daß sie eine wirksame Kühlung der ohne Hohlraum ausgebildeten Tragwerksteile, hier der Stege 38, 40, 42, besorgen. Zu diesem Zwecke werden die Öffnungen 44 bei den Pfeilern 8 an der sich dem Steg 38 anschließenden Seite des Vierkantrohres 14 und 16 sowie bei den Haupt- und Nebenträgern 10 bzw. 12 auf der unteren Seite des Vierkantrohres 24 bzw. 28 angebracht. Die Öffnungen 44 weisen im vorliegenden Falle einen Durchmesser von 10 mm auf, wobei sie voneinander mit einem Abstand von etwa 500 mm an einer oder anderer Seite des Steges angeordnet werden. Bei der Anordnung der Öffnungen 44 ist es eine wichtige Voraussetzung, daß sich das Wasser durch die Öffnungen hindurch aus den Hohlräumen der Tragwerkselemente durch Schwerkraft entleert. Der Korrosionsschutz der Stahlkonstruktion erfolgt durch Verzinkung. In die Hohlräume der Tragwerkselemente kann das Zink durch die Öffnungen 44 hindurch eingebracht werden. Die Anlage kann weiterhin auch mit einem handbetätigbaren Ventil ausgestattet werden.

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Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform der Anlage gemäß der Erfindung arbeitet -wie folgt:

Im Brandfalle öffnet der Rauchfühler 22 automatisch das Magnetventil 18. Nun strömt das Wasser aus der Feuerlöschleitung 20 zuerst in die Vierkantrohre 14 und 16 der Pfeiler 8, dann in die Vierkantrohre 24, 26, 28, 30 der Hauptträger 10 bzw. der Nebenträger 12. Es ist zweckmäßig, die Hohlräume der Anlage in etwa 2 Minuten zu füllen. In diesem Falle beginnt die Kühlung schon in der Anfangsphase des Feuers, wobei die Umgebungstemperatur verhältnismäßig niedrig ist. Während oder nach der Auffüllung der Anlage fließt das Wasser durch die Öffnungen 44 ab. Inzwischen gelangt das Wasser auch an die Stege, wodurch die Stege wirksam gekühlt werden. Wie aus Fig. 1 bis 3 klar hervorgeht, kann der Brandschutz dadurch bei allen Tragwerkselementen erfolgen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Anlage mit einer in die Feuerlöschleitung 20 eingesetzten Druckverstärkungspumpe zu versehen. Bei dieser Ausführungsform wird auch diese Pumpe durch den Rauchfühler 22 gesteuert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 stellt die Lösung in Fig. 1 auf der rechten Seite ausführlich dar. Diese Lösung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Fig. 3. Der Unterschied liegt darin, daß die Tragwerkselemente hier anders ausgebildet sind. Die Pfeiler 8' bestehen dabei aus zwei voneinander mit einem Abstand angeordneten Stegen 48, sowie aus zwei Gurtplatten 50. Bei dieser Lösung sind die Stege 48 im Bereich der Gurtplatten 50 mit öffnungen 44 versehen. Die Hauptträger 10' (Fig. 4) bestehen aus zwei voneinander mit einem Abstand angeordneten Stegen 52, Gurtplatten 54 sowie aus einem weiteren Steg 53 und aus einer unteren Gurtplatte 55. Gemäß der Erfindung werden die Öffnungen 44 dabei in den Stegen 52 ausgearbeitet. Die Nebenträger 12¹ werden als Vierkantrohre ausgeführt, die im dargestellten Ausführungs-

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beispiel an ihren unteren Seiten mit den Öffnungen 44 versehen werden. Die so ausgestalteten Innenräume der Pfeiler 8', der Hauptträger 10' und der Kfebenträger 12' sind untereinander bzw. rapt der Rohrleitung 17 durch Rohrleitungen 56 bzw. 58 verbunden.

Wie aus dein Obigen hervorgeht, kann durch die Anwendung der Anlage gemäß der Erfindung jedes Tragwerkselement durch eine direkte Kühlung vor dem Brand geschützt werden. Dadurch wird es möglich, die Feuerwiderstand-Grenzwerte aller Tagwerkselemente auf einem beliebigen Wert zu halten, der jeweils von den Abmessungen der Innenräume und der Menge des durchströmenden Wassers abhängig ist. Das Abfließen des Wassers wird durch eine entsprechende Perforation der Metallhohlträger gesichert, wodurch zugleich auch der Brandschutz der Decke bzw. der Dachdeckung durch Flüssigkeitskühlung gelöst werden kann. Bei unseren erfolgreichen Versuchen haben wir die Menge des abflißenden Wassers im Wert von 9 Liter/Minute χ Μ gewählt .

Die wichtigsten Vorteile der Erfindung sind, daß sie einen befriedigenden Brandschutz der Tragwerkselemente ermöglicht, und die Arbeiten an der Baustelle ausschließlich auf die Montage beschränkt werden. Ferner benötigt die Stahlkonstruktion im Falle ihrer Verzinkung keine planmäßige Wartung und Erneuerung aus dem Gesichtspunkt des Oberflächenschutzes. Darüberhinaus ist der Kostenaufwand bei der erfindungsgemäßen Anlage verhältnismäßig gering. Dazu kommt, daß durch das durch die öffnungen 44 ausgespritzte Wasser ein Wasservorhang zustande gebracht wird, wodurch auch die Ausbreitung des Brandes verhindert werden kann. Die Menge des abfließenden Wassers ist so zu bestimmen, daß infolgedessen die Materialien, Maschinen usw. im Gebäude womöglich wenig beschädigt werden. Darüberhinaus ist der Stahlleichtbau durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung auch für sehr feuergefährdete Gebäude geeignet. Dies ist sogar mit bedeutender Aufwandeinsparung

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verbunden.

Gemäß der Erfindung ist auch eine solche Ausführungsform vorteilhaft,· bei v/elcher in die Öffnungen 44 bekannte Düsen 60 eingesetzt werden. Durch diese Düsen kann das ausgespritzte Wasser in beliebiger Weise gesprüht bzw. geleitet werden.

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Claims

P/V "Ξ N T A N WA -T Ξ
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCH Ü BEIL-HO PF EBB1NGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 90
POiirADRESSE: POSTFACH öS Ü1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95

IPARI EPÜLETTERVEZÖ VALLALAT

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES ALSO BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWIG SCHIFF

DIPL, CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIPL. ING. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. ING. DIETER EBBINQHAUS

DR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (ΟΒ9)4β2Ο54

TELEX 5-23 565 AURO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA-18980

20. Dezember 1978

ANLAGE ZUM BRANDSCHUTZ BEI MBTALLTRAGWBRKSBAÜTEN, INSBESONDERE BEI LEICHTKONSTRUKTIONSBAUTEN

Patentansprüche

Λ J Anlage zum Brandschutz für Metalltragwerksbauten, insbesondere für Leichtkonstruktionsbauten, bei der der Innenraum von Tragv/erkselementen durch ein Ventil mit einer Feuerlöschleitung verbunden ist", dadurch gekennzeichnet , daß jedes Tragwerkselement (8, 10, 12)
mindestens teilweise als Hohlelement ausgebildet und mit
Öffnungen (44) zum Löschmittelaustritt versehen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (44) mit Düsen (60)
ausgerüstet sind.

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