-
-
Bezeichnung: Wärmedämmittel zum Einbau in Hohlprofile von
-
Brandschutzkonstruktionen Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein
Wärmedämmittel, insbesondere als Formkörper ausgebildet, zum Einbau in Hohlprofile
von Brandschutzkonstruktionen, wie Feuerschutztüren, Trennwände oder dgl., aus einem
#norganisch#i Hüllmaterial mit vorzugsweise poriger Struktur, in das wenigstens
ein mit einer nicht brennbaren Flüssigkeit gefüllter Speicherkörper eingebettet
ist, dessen Wandungen bei Temperaturen unter 500C praktisch dampfundurchlässig sind,
aber unter Hitzeeinwirkung die Flüssigkeit in das umgebende Hüllmaterial austreten
lassen.
-
Für Brandschutzkonstruktionen, beispielsweise Brandschutztüren wurden
ursprünglich doppelwandige, vollständig geschlossene Konstruktionen aus Metall eingesetzt,
bei denen der Zwischenraum mit einem Wärmedämmittel, beispielsweise Dämmatten, Gips
oder dgl. ausgefüllt war, um im Brandfalle die nötige Standzeit zu gewährleisten.
Derartige Türen waren sehr massiv und genügten für den Innenausbau kaum architektonischen
Ansprüchen. Mit der Entwicklung sogenannter
Brandschutzgläser wurde
es jedoch möglich, Türen, Trennwände oder dgl. herzustellen, die den Erfordernissen
des Brandschutzes genügten und mit deren Hilfe es möglich wurde, auch im Innenausbau
Brandschutztüren oder dgl. vorzusehen, die auch architektonischen Gesichtspunkten
genügten. Da durch die Eigenschaften des Brandschutzglases das Türblatt selbst den
Erfordernissen der jeweiligen Brandschutzklasse genügt, muß nun der metallische
Rahmen der Türkonstruktion entsprechend feuerbeständig bzw. feuerhemmend sein. Das
Problem besteht hierbei im wesentlichen darin, daß durch die hierzu verwendeten
Hohlprofile quer zur Türebene eine verhältnismäßig hohe Wärmeleitfläche vorhanden
ist, so daß versucht wurde, durch einen sogenannten zweischaligen Aufbau des Türrahmens
hier eine Verbesserung der feuerhemmenden wirkung zu erreichen. Eine derartige zweischalige
Türkonstruktion ist verhältnismäßig schwer und erfordert einen verhältnismäßig hohen
Fertigungsaufwand.
-
Um die fertigungstechnischen Vorteile eines Aufbaus aus Hohlprofilen
voll ausschöpfen zu können, hat man ferner versucht, die Hohlprofile mit Gips als
Wärmedämmittel auszufüllen, wobei man sich die Tatsache zunutze machen wollte, daß
auch nach dem Abbinden des Gipses das im Gips enthaltene Kristallwasser bei einer
Erhitzung im Brandfalle freigemacht wird und so neben der wärmedämmenden Wirkung
der Gips füllung durch die Dampfbildung eine Verzögerung des Temperaturanstiegs
auf der dem Brand abgekehrten Seite des Profils zu erreichen. Die vom Gips gespeicherte
Wassermenge ist jedoch sehr begrenzt, so daß die hierdurch erzielbare Wirkung verhältnismäßig
gering ist. Durch das Einbringen von flüssigkeitsgefüllten Speicherkörpern in das
anorganische Hüllmaterial, beispielsweise Gips, mit Bindemittel versetztem Kieselgur
oder dgl. läßt sich die verfügbare Flüssigkeitsmenge erheblich vergrößern, so daß
im Brandfalle durch das Verdampfen der Flüssigkeitsmenge, in der Regel Wasser, eine
erhebliche Verlängerung der Standzeit erzielt werden kann.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Wärmedämmittel der
eingangs bezeichneten Art so zu verbessern, daß seine Herstellung und bei der Verwendung
als Formteil auch seine Handhabung erheblich vereinfacht wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speicherkörper
rohrförmig ausgebildet et und daß die Flüssigkeit Zusätze enthält, die die Viskosität
stark erhöhen.
-
Diese Anordnung hat gegenüber der Verwendung einer niedrigviskosen
Flüssigkeit, beispielsweise gegenüber der Verwendung von Wasser ohne derartige Zusätze
den Vorteil, daß im Brandfalle am Speicherkörper nur dort öffnungen entstehen, wo
die Temperatur kritische Werte erreicht und daß der Wasserdampf an diesen Stellen
dosiert austreten kann. Die in den Speicherkörpern enthaltene hochviskose Flüssigkeit
kann dabei nicht herabfliessen, so daß im Brandfalle der an den heißesten Stellen
der Grenzflächen zwischen den in der Regel metallischen Hohlprofileneinerseits und
dem anorganischen Hüllmaterial andererseits abgehende Dampf über einen langen Zeitraum
ständig von innen her ersetzt wird. Hierdurch wird die Kühlwirkung an der betreffenden
Stelle verstärkt. Gleichzeitig ist jedoch die Gewähr gegeben, daß bei einem entsprechenden
Temperaturanstieg an anderen Stellen der Konstruktion auch hier eine über längere
Zeit dosierte Dampfabgabe vorhanden ist, was bei der Verwendung von Wasser ohne
viskositätserhöhende Zusätze nicht der Fall wäre. Die Einbettung des Speicherkörpers
in ein anorganisches Hüllmaterial mit poriger Struktur fördert im Brandfalle noch
die beabsichtigte zeitverzögerte Abgabe von verdampfender Flüssigkeit, wobei auch
der Umstand eine Rolle spielt, daß das Hüllmaterial selbst aufgrund seiner niedrigen
Wärmeleitfähigkeit ebenfalls wärmedämmend wirkt.
-
Bei dem bevorzugten Einsatz von Wasser ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der Wasseranteil an der Gesamtfüllung des Speicherkörpers zwischen 70 und 99
Gewichtsprozenten liegt.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Zusätze zur Flüssigkeit Quellmittel
enthalten, die schon in geringer Konzentration, bezogen auf die Flüssigkeitsmenge,
die Viskosität so erhöhen, daß sich ein quasi-fester Zustand der Flüssigkeit einstellt.
Dies hat den Vorteil, daß eine größtmögliche Wassermenge gebunden wird und daß bei
der Verarbeitung etwaige Beschädigungen der Wandung des Speicherkörpers nicht zu
einer Beeinträchtigung der Wirksamkeit führen können. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Speicherkörper
aus einem Kunststoffschlauch gebildet ist, dessen Enden nach dem Einfüllen der Flüssigkeit
und der Zusätze dicht verschlossen sind. Je nach den Reaktionseigenschaften der
Zusätze bei der Berührung mit der -~rc#wendeten Flüssigkeit kann diese noch in flüssigem
Zustand in den Kunststoffschlauch eingegossen werden oder aber bei einem schnellen
Eintreten der hohen Viskosität in praktisch plastischem Zustand entsprechend vorgeformt
in den Kunststoffschlauch eingeführt werden. Nach dem Eintreten des quasi-festen
Zustandes bildet der Speicherkörper praktisch ein Halbzeug, das in einfacher Weise
in das Hüllmaterial eingebettet werden kann. Dies kann entweder dadurch geschehen,
daß ein oder mehrere derartiger Speicherkörper in ein entsprechendes Hohlprofil
eingeführt werden, das dann mit dem Hüllmaterial aufgefüllt wird. Es ist aber auch
möglich, ein oder mehrere derartiger Speicherkörper in entsprechend ausgebildete
stabförmige Formteile aus dem Hüllmaterial einzubetten, wobei hier zweckmäßigerweise
ein zunächst gießfähiges Hüllmaterial verwendet wird, das nach dem Vergießen in
entsprechende Formen aushärtet. Die fertigen Formteile können dann in die Hohlprofile
der Brandschutzkonstruktion eingeschoben oder auch eingelegt werden, wobei der besondere
Vorteil besteht, daß bei Sonderkonstruktionen auch speziell angepaßte Formstücke
erzeugt werden. Hierbei lassen sich ggf. in ihrer Form entsprechend angepaßte Kunststoffhohlkörper
einsetzen, die mit der hochviskosen Flüssigkeit gefüllt sind.
-
Bei der Verwendung von Kunststoff schläuchen ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß diese eine Wandstärke von etwa 0,3 mm aufweisen. Trotz der geringen Wandstärke
ist ein derartiger Kunststoffschlauch nach dem Abfüllen mit der hochviskosen Flüssigkeit
ein verhältnismäßig formstabiles Bauteil, das sich einfach verarbeiten läßt und
bei entsprechender Auswahl der Kunststoffes auch verhältnismäßig rißunempfindlich
ist. Von Vorteil ist hierbei, daß praktisch alle hierfür in betracht kommenden Kunststoffarten
in gewissen Bereichen elastisch sind, so daß aufgrund der Nachgiebigkeit der Füllung
die Gefahr des Durchstoßens der Kunststoffwandung herabgesetzt ist, sofern nicht
scharfe oder spitze Gegenstände auf die Wandung einwirken.
-
Die Zusätze zur Herbeiführung eines quasi-festen Zustandes für die
Flüssigkeit können aus Einzelsubstanzen oder Substanziuischungen bestehen.
-
Gemäß der Erfindung sind als Zusätze zur Flüssigkeit bevorzugt Cellulosederivate
vorgesehen. Diese können allein oder in Mischung mit anderen Zusätzen in der Flüssigkeit
enthalten sein. Hierfür kommen insbesondere in betracht Hydroxyethyl-cellulose,
Methylcellulose, Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxyalkylcellulose, qarboxymethylcellulose,
Natrium-carboxymethylcellulose.
-
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Zusatz zur Flüssigkeit allein
oder in Mischung mit anderen Zusätzen Guar und/oder Guarderivate enthalten. Insbesondere
eignen sich hierfür Carboxymethyl-Guar, Hydroxymethyl-Guar, Carboxymethyl-hydropropyl-Guar,
Hydroxypropyl-Guar.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, Gelatine als
Zusatz allein oder in Mischung mit anderen Zusätzen zu verwenden. Auch Polyvenylalkohol
kann erfindungsgemäß als Zusatz zur Flüssigkeit allein oder in Mischung mit anderen
Zusätzen eingesetzt werden. Auch
Wasserglas kann erfindungsgemäß
als Zusatz zur Erzeugung des quasi-festen Zustandes bei der Verwendung von Wasser
eingesetzt werden.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zusätze
Hilfsmittel für die Dispergierung enthalten.
-
Hierzu eignet sich beispielsweise Glyzerin.
-
Das Hüllmaterial besteht zweckmäßigerweise aus einer mineralischen
wasserhaltigen und bei Wärmezufuhr exotherm reagierenden Masse.
-
Zweckmäßigerweise ist das Hüllmaterial, insbesondere in der Ausführungsform
der Erfindung als vorgefertigter Formkörper mit einer Umhüllung aus einer Kunststoffolie
versehen Dies hat den Vorteil, daß der Formkörper, dessen Hüllmaterial aus einem
wasserhaltigen mineralischen Werkstoff besteht, seinerseits mit einem Korrosionsschutzmantel
versehen ist, so daß beim Einschieben des Formkörpers in das Hohlprofil der Brandschutzkonstruktion
hierfür einfache Stahlprofile verwendet werden können, da ein korrosiver Einfluß
des Hüllmaterials auf das Material des Hohlprofils vermieden ist.
-
Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles
eines vorgefertigten Formkörpers zum Einbau in ein Hohlprofil einer Brandschutzkonstruktion
näher erläutert.
-
Der Formkörper 1 besteht hierbei aus einem mineralischen, wasserhaltigen
Hüllmaterial 2, z.B. feuerfester Mörtel in den vier schlauchförmige Speicherkörper
3 eingebettet sind.
-
Die Speicherkörper 3 bestehen jeweils aus einem KunsLstoffschlauch.
Als Kunststoffe kommen hierfür in betracht: Polyäthylen, Polyamid, Polyacrylnitril,
Polyvniylalkohol-Copolymere, Polyvinylchlorid und Polyäthylenterephthalat.
-
Wesentlich ist bei der Auswahl der Kunststoffe, daß diese
bis
zu einer Temperatur von etwa 500C praktisch wasserdampfdicht sind, aber bei Temperaturen
zwischen 700 und 1000C erweichen, so daß in den entsprechend hoch aufgeheizten Stellen
unter dem Einfluß des Dampfdrucks öffnungen in der Wandung des Speicherkörpers entstehen.
Bevorzugt werden solche thermoplastischen Kunststoffe ausgewählt, die unter Hitzeeinwirkung
praktisch keine schädlichen Dämpfe entwikkeln.
-
Jeder der Speicherkörper 3 ist mit einer Füllung 4 versehen, die aus
einer Flüssigkeit besteht, die durch entsprechende Zusätze eine so hohe Viskosität
aufweist, daß ein quasifester Zustand vorhanden ist.
-
Der dargestellte Formkörper wird in der Weise gefertigt, daß in eine
entsprechende Gie#ßform zunächst eine Schicht I des Hüllmaterials, beispielsweise
Gips eingegossen wird.
-
Nach einer kurzen Verfestigungszeit werden die mit der hochviskosen
Flüssigkeit 4 gefüllten Speicherkörper 3 auf diese Schicht 1 aufgelegt, ggf. unter
Verwendung entsprechender Abstandhalter und anschließend mit einer weiteren Schicht
II des Hüllmaterials abgegossen. Anschließend werden die beiden oberen Speicherkörper
auf die Schicht II aufgelegt und anschließend vollständig mit der Schicht III des
Hüllmaterials eingegossen. Nach dem vollständigen Aushärten kann der Formkörper
als Halbzeug gelagert, transportiert und durch Einschieben in die Hohlprofile einer
Brandschutzkonstruktion eingebaut werden. Die Querschnittsabmessungen des so gefertigten
Formkörpers 1 sind auf die freien Querschnitte des zugehörigen Hohlprofils der Konstruktion
abgestimmt.
-
Die für die Herstellung der Speicherkörper verwendeten Kunststoffschläuche
sind an beiden Enden dicht verschlossen und sind in ihrer Länge entsprechend auf
die vorgesehene Forinkörperlänge abgestimmt. Für die Länge der herzustellenden Formkörper
kann eine entsprechende Rasterteilung
vorgesehen werden. Die Wandstärke
des verwendeten Kunststoffmaterials beträgt etwa 0,3 mm bei einem Durchmesser für
den verwendeten Kunststoffschlauch von etwa 16 mm.
-
Das aus Hüllmaterial und Speicherkörper bestehende Wärmedämmittel
kann aber auch direkt mit dem zugehörigen Hohlprofil der Brandschutzkonstruktion
verarbeitet werden.
-
Zu diesem Zweck werden ein oder mehrere derartiger stangenförmiger
Speicherkörper mit entsprechender Länge in ein senkrecht ausgerichtetes Hohlprofil
eingeführt. Anschliessend wird der verbleibende Hohlraum des Hohlprofils mit einem
schüttfähigen oder gießfähigen, aushärtbaren Hüllmaterial aufgefüllt. Die Verwendung
eines gießfähigen, aushärtenden Hüllmaterials hat den Vorteil, daß der Speicherkörper
nach dem Aushärten des Hüllmaterials keiner Druckbelastung mehr unterworfen ist.
-
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele für die Erzeugung der hochviskosen
Flüssigkeit angegeben: Beispiel 1: 50 g Carboxymethylhydroxypropyl-Guar wurden mit
einer gleichen Menge Glyzerin dispergiert und anschließend in einem Liter Wasser
klumpenfrei verrührt. Sobald unter ständigem Rühren nach etwa fünf Minuten ein deutlicher
Anstieg der Viskosität zu beobachten war, wurde die noch gut flüssige Lösung in
einen Polyäthylen-Schlauch gegossen, worin sie sich etwa im Verlaufe einer Stunde
verfestigte. Nach dem Verfüllen wurde die Einfüllöffnung des Schlauchs mit einem
Schmelzkleber versiegelt. Bei einem Brandtest ergab sich gegenüber Brandschutzprofilen
herkömmlicher Bauart auf der dem Brand abgekehrten Seite ein deutlich verzögerter
Temperaturanstieg.
-
Da bei dem abqeqebenen Zusatz die Flüssiakeit eine so hohe Viskosität
erreicht, daß sie Praktisch eine feste Masse darstellt, wurde in einem Verqleichsversuch
die noch qießfähige Flüssigkeit unmittelbar in ein entsprechendes Stahlprofil
eingefüllt
und ein Brandtest durchgeführt. Auch hier zeigte sich eine deutliche Verzögerung
des Temperaturanstiegs gegenüber den bisherigen nur kristallwasserhaltigen Füllstoffen.
Die Ausführungsform mit in einein anorganischen Hüllmaterial eingebetteten Speicherkörpern
zeigte jedoch einen noch stärker verzögerten Temperaturanstieg.
-
Beispiel 2: Aus 30 g Hydroxyethylcellulose, 40 g Glyzerin und einem
Liter Wasser wurde entsprechend dem Beispiel 1 eine zunächst flüssige Lösung hergestellt,
die in Kunststoffschläuche abgefüllt wurde und sich dann verfestigte. Die so gebildeten
flüssigkeitsgefüllten Speicherkörper wurden entsprechend dem Beispiel 1 mit Hilfe
einer anorganischen Vergußmasse zu Formstücken verarbeitet. Bei einem Brandtest
wurde die gleiche Verbesserung des Brandverhaltens festgestellt.
-
Beispiel 3: Aus 200 g Gelatine, 200 g Glyzerin und 0,8 1 Wasser wurde
eine Mischung hergestellt und in Schläuche gegossen, die dort vollständig aushärtete
und gummiartige Eigenschaften aufwies. Nach Einbettung in ein anorganisches Hüllmaterial
und Einbau in ein Hohlprofil aus Metall zeigte sich bei einem entsprechenden Brandversuch,
daß das Brandverhalten ebenfalls verbessert wurde. Es zeigte sich jedoch, daß diese
Mischung ein Hüllmaterial mit hohem Porenvolumen erfordert, da unter Wärmeeinwirkung
während des Verdampfungsvorganges ein Teil der Füllung sich wieder verflüssigte
und aus Konstruktionsfugen des Hohlprofils austrat. Die Schutzwirkung war wegen
des dadurch bewirkten Flüssigkeitsverlustes etwas geringer als bei den Beispielen
1 und 2. In allen Fällen wurden bei den untersuchten Brandschutzkonstruktionen einfache
Metallhohlprofile eingesetzt, wobei für die Brandschutzkonstruktion keine thermische
Trennung vorgesehen wurde.
-
Die erfindungsgemäßen Speicherkörper weisen für die Verarbeitung noch
den großen Vorteil auf, daß sie auch nach dem Einfüllen und Erstarren der Flüssigkeit
auf jede gewünschte Länge verkürzt werden können. Hierzu wird der gefüllte Speicherkörper
durchschnitten und das offene Ende jeweils wieder mit einem Schmelzkleber dicht
verschlossen.
-
- Leerseite -