DE3602118A1

DE3602118A1 - Anordnung zur im brandfall wirksamen abdichtung von oeffnungen in bauteilen

Info

Publication number: DE3602118A1
Application number: DE19863602118
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr Bihlmayer; Heinz Zoechbauer; Alfred Dipl Ing Kliegel
Original assignee: Lentia GmbH
Current assignee: Patheon Austria GmbH and Co KG
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1987-07-30
Anticipated expiration: 2006-01-25
Also published as: DE3602118C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abichtung von Öffnungen in Bauteilen, wie z. B. Fugen, Hohl- bzw. Zwischenräumen, die durch das kombinierte Anbringen sowohl einer im Brandfall aufschäumenden Masse, als auch eines komprimierbaren, schwer entflammbaren, wärmedämmenden Materials in der Öffnung zustande kommt.

Derartige brandsichere Abdichtungen sind vor allem eim Zusammenstoß von brandabschnittbildenden Bauteilen, wie z. B. bei Wänden und Mauern, die auch vorgefertigt sein können, erforderlich. Da diese Wände und Mauern, welche im Brandfall einen lang anhaltenden Brandwiderstand bieten müssen, häufig in mehrere Abschnitte unterteilt sind, müssen auch die Fugen zwischen den einzelnen Bauteilen eine ebenso ausreichende brandschützende und feuerwiderstandsfähige Abdichtung erhalten. Weiters müssen auch Durchbrüche durch brandabschnittbildende Bauteile zum Durchführen von Leitungen, Kabeln oder Rohren entsprechend brandschützend abgedichtet sein. Wegen der durch Temperaturschwankungen bzw. im Brandfall auftretenden Bewegungen der Bauteile müssen die Abdichtungen entsprechend dehnbar bzw. elastisch ausgeführt sein.

Aus der DE-OS 32 35 571 ist eine brandschützende Fugenabdichtung bekannt, die durch Einlegen eines Mineralwollstreifens in die Fuge gebildet wird, worauf die Fuge beidseitig mit einer bei Beflammung aufschäumenden Masse verschlossen wird.

Diese bekannte Fugenabdichtung weist den Nachteil auf, daß sie zwar eine gute thermische Isolierung besitzt, bei lang andauernder und intensiver Beflammung jedoch keine ausreichende Feuerwiderstandsfähigkeit gewährleistet ist. Außerdem ist die beim Aufschäumen gebildete Brandschutzschicht gegenüber den beim Brand auftretenden thermischen und mechanischen Spannungen nicht sehr widerstandsfähig, sodaß sie sehr leicht zerstört wird und abbröckelt, wodurch die brandschützende Wirkung vermindert oder gar unwirksam wird.

Die Aufgabe, derartigen Öffnungen und Fugen in Bauteilen eine bessere und auch bei längerem Brand ausreichende Feuerwiderstandsfähigkeit zu verleihen, wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aufschäumende Komponente im Inneren der Wärmedämmschicht angeordnet ist, sodaß im Brandfall die aufschäumende Masse besser in die Wärmedämmungsschicht eindringt, diese verdichtet und einen kompakten haltbaren Verbundpfropfen mit hoher Feuerwiderstandsfähigkeit bildet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach eine Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, wie z. B. Fugen, Hohl- bzw. Zwischenräumen oder dergleichen, bei der in der Öffnung sowohl eine im Brandfall aufschäumende Masse (Komponente A), als auch eine komprimierbares, schwer entflammbares, wärmedämmendes Material (Komponente B) angebracht ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Komponente A wenigstens teilweise im Inneren der Komponente B angebracht ist, wobei die Komponente A unter annähernd mittiger Teilung der Komponente B in die Tiefe der Öffnung hineinreicht, sodaß sie beim Aufschäumen im Brandfall die Komponente B verdichtet und damit deren Feuerwiderstand erhöht.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß durch das Aufschäumen der Komponente A im Brandfall, sowie durch das dadurch bedingte Verdichten der Komponente B und gegebenenfalls durch teilweises Eindringen der aufschäumenden Komponente A in Komponente B ein sehr dichter und mechanisch sehr widerstandsfähiger Verbundkörper gebildet wird. Dieser Verbundkörper ist gegenüber den beim Brand auftretenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen wesentlich widerstandsfähiger und haltbarer als die aufgeschäumten Massen in bekannten Systemen und bleibt dadurch während des Brandes als Sperrschicht für Hitze, Feuer und Rauchgase länger unzerstört erhalten. Da außerdem das Wärmedämmvermögen und die Feuerwiderstandsfähigkeit der Komponente B mit der Dichte zunehmen, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die durch das Aufschäumen von Komponente A im Brandfall verdichtete Komponente B einen im Vergleich zum unverdichteten Material verbesserten Brandschutz aufweist.

Als Komponente A kann jede im Brandfall aufschäumende Masse verwendet werden. Solche Massen sind in Form von Lacken, Beschichtungen, Mörteln, Kitten oder Platten bekannt. Bevorzugt sind Massen mit einem Blähdruck von über 2 bar. Der Blähdruck ist dabei als jener Druck definiert, der bei 300°C zwischen zwei Metallplatten im Abstand von 2,5 mm gemessen wird, wobei das Material seitlich nicht abgegrenzt ist und sich in zwei Dimensionen ungehindert ausbreiten kann.

Besonders bevorzugt im Brandfall aufschäumende Massen mit hohem Blähdruck sind solche auf Basis von Blähgraphit oder auf Basis von Alkalisilikaten, wie sie beispielsweise in der EPA 1 53 564 beschrieben sind.

Erfindungsgemäß können auch im Brandfall aufschäumende Massen mit einem Blähdruck von unter 2 bar, wie z. B. die ebenfalls in der EPA 1 53 564 beschriebenen Massen auf Basis flammfest eingestellter, mit stickstoffhaltigen Blähmitteln modifizierter Polyvinylazetatdispersionen, auf Basis mittels Latexdispersionen modifizierter wäßriger Alkalisilikate oder auf Basis flammfest modifizierter, stickstoffhaltige Blähmittel enthaltender Polyurethane verwendet werden, wobei Massen auf Basis von Polyurethanen, wie auch in der DE-OS 32 35 571 beschrieben, besonders bevorzugt sind.

Als Komponente B können beispielsweise lose anorganische Fasern oder daraus hergestellte Vliese oder Matten, wie z. B. Steinwolle, Asbestwolle oder besonders bevorzugt Mineralwolle verwendet werden. Die Dichte derartiger Wollen oder Matten liegen bevorzugt im Bereich zwischen 30 und 300 kg/m³. Weitere bevorzugte Möglichkeiten sind die Verwendung von Asbestschäumen, Silikonschäumen oder schwer entflammbaren Kunststoffschäumen, wie z. B. flammfest eingestellten Polyurethanschäumen oder PVC-Schäumen.

Die Anbringung der Komponente A innerhalb der Komponente B gestaltet sich besonders einfach, wenn sie in Form von vorgefertigten Bändern oder Laminaten eingesetzt sind. Im Falle der Verwendung von Laminaten können diese beispielsweise aus einem mit der Komponente A beschichteten Trägermaterial, wie beispielsweise in der AT-PS 3 60 130 beschrieben, bestehen. Der Vorteil der Verwendung von vorgefertigten Bändern oder Laminaten kommt insbesondere an der Baustelle zum Tragen, wo das Band oder das Laminat ohne großen technischen Aufwand, beispielsweise in einem in der Komponente B angebrachten Schlitz, einfach und schnell eingeschoben werden kann.

Eine weitere rationelle und bevorzugte Möglichkeit, Öffnungen brandsicher abzudichten, besteht darin, daß man vorgefertigte Verbunde verwendet, die aus zwei oder mehreren Laminatschichten der beiden Komponenten aufgebaut sind. Besonders einfach gestaltet sich die Verwendung eines 3-Schichtverbundes, bei dem die Mittellage aus der Komponente A und die beiden Außenanlagen aus der Komponente B bestehen. Ein solcher Verbund muß bloß in die abzudichtende Öffnung der Fuge eingeschoben werden, wobei die Dicke des Verbundes gleich oder etwas größer als die Breite der Öffnungen sein sollte. Für den Fall der Verwendung eines 2-Schichtverbundes werden soviele Verbundstreifen nebeneinander in die Öffnung eingelegt, als zum Abdichten der gesamten Öffnungsbreite nötig ist. Dabei sollen an den beiden Außenseiten jeweils Laminatlagen zu liegen kommen, die aus der Komponente B aufgebaut sind.

Um eine Öffnung erfindungsgemäß abzudichten, ist es nicht nötig, daß sich die Komponente A über die ganze Länge der Öffnung erstreckt, es müssen jedoch zumindest wesentliche Bereich abgedeckt sein. Da sich die Masse beim Aufschäumen im Brandfall ausdehnt, werden, insbesondere bei gutfließenden Massen, auch die nicht abgedeckten Lücken geschlossen. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung, bei der sich die Komponente A über die gesamte Länge der zu schützenden Öffnung erstreckt.

In der erfindungsgemäßen Anordnung kann sich die Komponente A beispielsweise in die gesamte Tiefe der Öffnung erstrecken, aber nur zu einem gewissen Teil, entweder einseitig oder beidseitig, in die Tiefe der Öffnung hineinragen, wobei sie bevorzugt an beiden Seiten der Öffnung angebracht ist. Die Öffnung kann zum weiteren Schutz der im Brandfall wirksamen Abdichtung sowie aus optischen Gründen auch nach außen hin zusätzlich abgedichtet sein, wobei beispielsweise im Handel erhältliche Silikonformmassen verwendet werden können.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Komponente A in Form eines T-Profils ausgebildet ist, wobei ein Teil in die Komponente B eindringt und die Öffnung durch den T-Balken abgeschlossen ist.

Besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Anordnung, wenn die Komponente A mindestens in einer Tiefe, die der Breite der Öffnung entspricht, in die Komponente B hineinreicht. Weiters ist es bevorzugt, wenn die Eindringtiefe der Komponente A in die Komponente B mindestens 10% der Tiefe der Öffnung entspricht.

Mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen brandschützenden Abdichtung sind beispielhaft in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Darin bedeuten (1) und (2) zwei Teile einer Wand, wobei die dazwischenliegende Fuge mit der im Brandfall aufschäumenden Komponente A (3) und der komprimierbaren, schwer entflammbaren wärmedämmenden Komponente B (4) ausgefüllt und abgedichtet ist. In Fig. 2 und 4 ist mit (5) eine Silikondichtung bezeichnet.

Fig. 5 zeigt den Schnitt durch einen Gasbetonstein (6), in den zwei durchgehende Schlitze (7) und (8) geschnitten sind, wobei der Schlitz (7) entsprechend der erfindungsgemäßen Anordnung und der Schlitz (8) entsprechend dem bekannten Stand der Technik jeweils sowohl mit Komponente A (3) und Komponente B (4) abgedichtet ist.

Beispiel 1:

Eine 20 mm breite und 200 mm tiefe Fuge einer Wand wurde gemäß Fig. 1 mit einem 190 mm breiten und 25 mm dicken Streifen aus einer Mineralwollplatte (4) mit einer Dichte von 75 kg/m³ abgedichtet, wobei seitlich auf jeder Seite ein Schlitz geschnitten wurde, in en ein 2 mm dicker und 40 mm breiter Streifen eines auf Basis von Blähgraphit aufgebauten Brandschutzlaminats (3) eingefügt wurde. Bei einer Brandprüfung im Kleinbrandofen nach DIN 4102, Teil 8, blähte das Brandschutzlaminat nach 20 Minuten auf, wobei der Großteil der Masse in die Mineralwolle eindrang, diese verdichtete und eine feuerwiderstandsfähige Sperrschicht bildete. Der Brandversuch wurde nach 180 Minuten abgebrochen, wobei es bis zu diesem Zeitpunkt zu keinem Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge gekommen war.

Beispiel 2:

Die Fuge wurde wie in Beispiel 1 abgedichtet, wobei jedoch wie in Fig. 2 gezeigt, die Fuge nach außen hin zusätzlich mit einer Silikonfugenmasse (5) abgedichtet wurde. Ein Brandversuch nach DIN 4102 wurde nach 180 Minuten abgebrochen und zeigte bis zu diesem Zeitpunkt einen Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge.

Beispiel 3:

In eine 10 mm breite und 100 mm tiefe Fuge zwischen zwei Betonwänden wurde, wie in Fig. 3 dargestellt, ein 90 mm breiter und 12 mm dicker Streifen aus Mineralwolle (4) mit einer Dichte von 145 kg/m³ eingebracht, der an beiden Seiten mit einer Nut von 10 mm Tiefe und 5 mm Breite versehen war. Die Nut und der restliche Hohlraum der Fuge wurden mit einer Brandschutzmasse auf Basis von Blähgraphit (3) gefüllt. Bei einem Brandversuch nach DIN 4102 der nach 180 Minuten abgebrochen wurde, konnte kein Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.

Beispiel 4:

Eine 10 mm breite und 100 mm tiefe Fuge zwischen Betonfertigteilen wurde, wie in Fig. 4 dargestellt, beidseitig mit zwei Streifen eines 30 mm breiten Verbundes aus 5 mm dickem, schwer brennbarem Polyurethan-Weichschaum (4) und einem 2 mm dicken Brandschutzlaminat auf Basis von Blähgraphit (3), sowie nach außen zusätzlich mit Silikonkautschuk (5) abgedichtet. Ein Brandversuch nach DIN 4102 wurde nach 180 Minuten abgebrochen, ohne daß Rauch oder Wärme durch die Fuge hindurchgetreten war.

Beispiel 5:

Eine Fuge wurde wie in Fig. 3 gezeigt, analog zu Beispiel 3, mit einem Mineralwollstreifen (4), der beidseitig mit einer Nut versehen war, abgedichtet, wobei jedoch in der Nut und im restlichen Hohlraum der Fuge ein Profil in T-Form (3) aus einer im Brandfall aufschäumenden Masse auf Basis von Polyurethan mit einer Dichte von 500 kg/m³ angeordnet ist. Beim Brandversuch nach DIN 4102 fließt diese Masse teilweise ab, trotzdem konnte nach 180 Minuten noch kein Durchtreten von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.

Beispiel 6:

Eine Fuge wurde wie in Beispiel 1, Fig. 1, mit einer Mineralwollplatte abgedichtet, wobei jedoch beidseitig in den Schlitzen Brandschutzstreifen auf Silikatbasis (Palusol® der Fa. BASF) angeordnet waren. Beim Brandversuch nach DIN 4102 konnte nach 180 Minuten noch kein Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fugen beobachtet werden.

Beispiel 7:

Eine Fuge wurde analog zu Beispiel 4, Fig. 4, mit zwei Verbundstreifen abgedichtet, die jedoch aus einem Brandschutzlaminat auf Basis von Blähgraphit und einem Asbestschaum mit einer Dichte von 20 kg/m³ aufgebaut waren. Beim Brandversuch nach DIN 4102 konnte nach 180 Minuten noch kein Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.

Beispiel 8:

Eine Fuge wurde wie in Beispiel 1 abgedichtet, wobei sie jedoch nach außen zusätzlich mit einem PVC-Profil abgedichtet wurde. Beim Brandversuch nach DIN 4102, der nach 180 Minuten abgebrochen wurde, konnte kein Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.

Vergleichsbeispiel 9:

Um die bessere brandschützende Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung aufzuzeigen, wurden, wie in Fig. 5 dargestellt, in einen500 × 500 × 100 mm Gasbetonstein zwei durchgehende Fugen (7) und (8) von300 × 100 × 20 mm eingeschnitten. In Fuge (7) wurde erfindungsgemäß ein300 × 100 × 20 mm Streifen aus Mineralwolle mit einer Dichte von 145 kg/m³ eingebracht, in welchem an der dem Feuer zugewandten Seite mittig in einem Schlitz ein 300 × 40 × 2,5 mm Streifen eines auf Basis von Blähgraphit aufgebauten Brandschutzlaminates angebracht wurde. Die Fuge (8) wurde mit einem 300 × 95 × 20 mm Mineralwollstreifen ausgefüllt, auf der Feuerseite jedoch durch zwei Lagen eines 300 × 20 × 2,5 mm Streifens des selben Brandschutzlaminates abgeschlossen.

Bei der Brandprüfung nach DIN 4102, Teil 8, war Fuge (7) nach 180 Minuten noch dicht verschlossen, ohne daß das Feuer sichtbar wurde, oder daß Rauch oder Hitze durch die Fugen traten, worauf der Versuch abgebrochen wurde. Bei der nach dem Stand der Technik abgedichteten Fuge (8) war nach 45 Minuten die Hälfte des Blähgraphits und nach 60 Minuten der gesamte Blähgraphit weggebrannt, wobei bereits nach 80 Minuten as Feuer sichtbar wurde.

Claims

1. Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, wie z. B. Fugen, Hohl- bzw. Zwischenräumen oder dergleichen, bei der in der Öffnung sowohl eine im Brandfall aufschäumende Masse (Komponente A), als auch ein komprimierbares, schwer entflammbares, wärmedämmendes Material (Komponente B) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A wenigstens teilweise in Inneren der Komponente B angebracht ist, wobei die Komponente A unter annähernd mittiger Teilung der Komponente B in die Tiefe der Öffnung hineinreicht, sodaß sie beim Aufschäumen im Brandfall die Komponente B verdichtet und damit deren Feuerwiderstand erhöht.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A eine Masse mit einem hohen Blähdruck verwendet wird.

3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A eine Masse auf der Basis von Blähgraphit verwendet wird.

4. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A eine Masse auf Silikatbasis verwendet wird.

5. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A eine im Brandfall aufschäumende Masse auf Basis von Polyurethanen verwendet wird.

6. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente B Mineralwolle verwendet wird.

7. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente B ein Asbestschaum verwendet wird.

8. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente B ein Kunstharzschaum verwendet wird.

9. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A in Form eines vorgefertigen Bandes verwendet wird.

10. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten A und B in Form von vorgefertigten Verbunden in einer Öffnung angebracht sind.

11. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Komponente A über die ganze Länge der zu schützenden Öffnung erstreckt.

12. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A an beiden Seiten der Öffnung angebracht ist.

13. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A in Form eines T-Profils angeordnet ist, sodaß sie unter Abschluß der Öffnung in die Komponente B hineinreicht.

14. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A in einer Tiefe in die Komponente B hineinragt, die mindestens der Breite der Öffnung entspricht.

15. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A in einer Tiefe in die Komponente B hineinragt, die mindestens 10% der Tiefe der Öffnung entspricht.