DE3637064C1 - Druckausgleichssystem fuer Brandschutzverglasungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckausgleichssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Werden herkömmliche Brandschutzverglasungen der Feuerwiderstands­ klasse G (nach DIN 4102, Teil 5), die mit einer Isolierglasein­ heit (Zwei- oder Mehrscheibensystem) mit einer Brandschutzglasscheibe und einer "normalen" Floatglasscheibe (N mit Scheibenzwischen­ raum) ausgerüstet sind, einer Brandbelastung (bspw. nach DIN 4102, Teil 5: ETK) ausgesetzt, so baut sich im hermetisch ver­ siegelten Scheibenzwischenraum infolge der Temperaturerhöhung ein Druck auf.

Da die normale Floatglasscheibe bereits in den ersten Minuten des Brandes infolge der thermisch induzierten Spannungen im Randbereich bricht, erreicht dieser Druck im Scheibenzwischen­ raum keine für die Brandschutzglasscheibe kritischen Werte. Werden jedoch statt der "normalen" Floatgläser Gläser erhöhter Festigkeit (bspw. vorgespannte Gläser oder Verbundsicherheits­ gläser) verwendet, so kann der im Scheibenzwischenraum resultie­ rende Druck zu einem Bruch der Brandschutzglasscheibe (infolge mechanisch induzierter Spannungen) führen. Da die Gegenscheibe erhöhter Festigkeit, die keine Brandschutzglas-Qualität bzw. Funktion hat, infolge der thermisch induzierten Spannungen eben­ falls vor Erreichen der untersten Feuerwiderstandsklasse (in diesem Falle: G 30) ausfällt, ist die Funktion des gesamten Bauteils als Brandschutzverglasung nicht mehr gewährleistet, sofern es sich bei dem Brandschutzglas um nicht bewehrte Brand­ schutzglasscheiben handelt (bewehrte Brandschutzgläser: Gläser, die auch bei Bruch noch ihre Brandschutzfunktion aufrechter­ halten; bspw. Drahtglas).

Es sind daher bereits Ventile für Brandschutzisoliergläser mit Gegenscheiben erhöhter Festigkeit vorgeschlagen worden, die den im Brandfall im Scheibenzwischenraum resultierenden Druck so frühzeitig abbauen sollen, daß ein Bruch der Brandschutzscheibe sicher auszuschließen ist. Ein solches Ventil ist in der DE-OS 31 25 597 beschrieben. Diese Ventilausführungen sprechen - je nach Ausführung - entweder auf Druck oder auf Temperatur an. Wie bereits in der DE-OS 31 25 597 angedeutet wird, müßten Ventile, die auf Druck ansprechen, für unterschiedliche Formate auch je­ weils auf unterschiedliche Druckwerte eingestellt werden; sie sind daher nicht generell für unterschiedliche Brandschutzglas­ formate geeignet. Die auf Temperatur ansprechenden Ventile be­ stehen aus einem Aluminium-Röhrchen, das mit Wood-Metall verschlos­ sen und im Abstandhalter untergebracht ist.

Bei Aufbau und Anordnung der Ventile gemäß Fig. 8 in DE-OS 31 25 597 ist jedoch die Wasserdampfdurchlässigkeit so hoch, daß die an ein Mehrscheiben-Isolierglas gemäß DIN 1286, Teil 1 gestellten Anforderungen von Isoliergläsern mit Ventilen nicht erfüllt werden.

Weiterhin wird bei einer Anordnung der Ventile gemäß Fig. 8 in DE-OS 31 25 597 das Ansprechen der Ventile nicht nur durch die Temperatur im Scheibenzwischenraum, sondern auch durch die deutlich niedrigere Temperatur im Abstandhalter bedingt, so daß die Temperatur im Scheibenzwischenraum - und somit auch der resultierende Druck im Scheibenzwischenraum - durchaus Werte erreichen kann, die zu einem Bruch der Brandschutzglasscheibe und somit zu einem Versagen der Brandschutzverglasung führen.

Weiterhin ist bei Ventilen dieser Ausführung auch - nach kurz­ zeitigem Öffnen - ein Schließen des Ventils zu beobachten, bedingt durch das Erstarren des Wood-Metalles im kühlen, äußeren Ende des Aluminiumröhrchens.

Die in EU-A-1 14 551 beschriebenen Druckausgleichssysteme sind in einer Bohrung durch die Nicht-Brandschutzglasscheibe (bspw. VSG-Scheibe) - untergebracht. Dieses System weist daher - neben unschönem Aussehen - folgende Nachteile im Normalbetrieb auf:

• - das Ventil ist dem praxisüblichen Handling (bei Einbau in die Verglasung, beim Putzen, bei unsachgemäßen "Spielen" an den augenfälligen Ventilen) ausgesetzt, wodurch leicht eine Beschä­ digung der Dichtung zwischen Ventil und Glas eintreten kann, verbunden mit einer negativen Beeinflussung des Langzeitver­ haltens der Isolierglaseinheit (Kondenswasserfreiheit im Schei­ benzwischenraum)
• - wird das Ventil, insbesondere bei Anordnung zur Außenseite hin, den in der Praxis zu erwartenden höheren Temperaturen ausgesetzt, so erweicht die als Wasserdampfdiffusionssperre üblicherweise eingesetzte Butyl-Dichtung und - verbunden mit den atmosphä­ risch bedingten Pumpbewegungen des Glases - kann die notwen­ dige Dichtheit des Isolierglassystemes durch den Verlust der Haftung der Dichtung zu Glas und/oder Metall nicht mehr sicher­ gestellt werden. Die Folge hiervon ist Kondenswasserbildung im Scheibenzwischenraum.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Druckausgleichs­ system, das in einer als Mehrscheibensystem mit Scheibenzwischen­ raum, vorzugsweise als Isolierglas, ausgelegten Brandschutzver­ glasung mit mindestens einer Brandschutzglasscheibe einsetzbar ist und das

• - im Brandfall, auch bei partieller Beflammung, unabhängig von der Beflammungsrichtung so frühzeitig anspricht, daß ein Bruch der Brandschutzglas-Scheibe infolge erhöhten Druckes im Schei­ benzwischenraum sicher ausgeschlossen wird und somit ein Ver­ sagen des Bauteiles als Brandschutzverglasung - durch Bruch der Brandschutzglasscheibe infolge erhöhten Druckes im Scheiben­ zwischenraum verhindert wird
• - im Normalbetrieb, d. h. bei praxisüblichem Handling (Einbau der Verglasung, Putzen, unsachgemäßes Spielen etc.) und unter üblichen Einsatzbedingungen (atmosphärisch bedingte hohe/niedrige Außentemperaturen, Luftdruckschwankungen, UV-Strahlung, sonstige physikalische/chemische Umweltein­ flüsse) eine so hohe Wasserdampfdiffusionsdichtheit, auch über längere Zeiträume (< 5 Jahre) sicherstellt, daß Isolier­ gläser, die mit diesen Ventilen ausgerüstet sind, den Anforde­ rungen der Gütenorm für Isolierglas DIN 1286, Teil 1, entspre­ chen.

Diese Aufgabe wird mit einem Druckausgleichssystem gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist bei diesem Druckausgleichssystem ein erster Hohlkörper aus einer niedrig schmelzenden Legierung (ca. +70° bis 100°C) in den Abstandhalter eines Mehrscheiben-Isoliergla­ ses, in den Scheibenzwischenraum hineinragend, dichtend einge­ setzt; in diesem Hohlkörper befindet sich ein zweiter, beidseitig geöffneter Hohlkörper mit deutlich höherem Erweichungspunkt als dem des äußeren Hohlkörpers.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Abstandhalter und dem bevorzugt als Anschlag verdickt ausge­ führten Ende des äußeren Hohlkörpers eine Dichtung untergebracht. Das Druckausgleichssystem ragt im endgültigen Einbauzustand nicht über das äußere Ende der Isolierglaskante hinaus und ist vorzugs­ weise in die Versiegelung des Isolierglassystems mit einbezogen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die Zeichnung näher erläutert. Die Figur stellt einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch ein beispielhaftes Druckausgleichssystem gemäß der vorliegenden Er­ findung dar, das im Abstandhalter 5 eines Zweischeiben-Isolier­ glases angeordnet ist, wobei die Scheibe 7 das Brandschutzglas und die Gegenscheibe 6 die Scheibe erhöhter Festigkeit (bspw. ESG) darstellt.

Zwischen der der Außenseite der Mehrscheibenverglasung zugewandten, als Anschlag verdickt, vorzugsweise konisch ausge­ führten Verbreiterung 9 des ersten Hohlkörpers 1 und dem Abstandhalter 5 befindet sich eine Dichtung 4 aus Butyl-Kautschuk/Polyisobutylen (üblicherweise bei Isolierglas als Wasserdampfdiffusionssperre eingesetzte Dichtung) in Gestalt eines O-Ringes. Der erste Hohl­ körper 1 ragt über den Abstandhalter hinaus und in den Scheiben­ zwischenraum 10 des Isolierglases hinein. In dem ersten Hohl­ körper 1 ist als zweiter, beidseitig geöffneter Hohlkörper 2 ein Glasröhrchen eingesetzt, das zur Montageerleichterung mittels eines geeigneten Klebers 3 fixiert ist.

Das Druckausgleichssystem ist in die als Isolierglas-Versiegelung dienende Sekundärdichtung 12 aus Silikon-Dichtstoff eingebettet; die Primärdichtung aus Butyl ist bei 8 dargestellt.

Der über das äußere Ende der Isolierglas-Einheit hinausragende Teil des Hohlkörpers 2 dient bei der Fertigung dazu, daß die Sekundärdichtung eingebracht werden kann, ohne den Hohlkörper 2 zu verstopfen, was die Funktion des Druckausgleichssystems in Frage stellen würde.

Nach Aushärten der Isolierglas-Einheiten wird der überstehende Teil entfernt, z. B. mit Hilfe einer Sollbruchstelle 11, so daß dann das gesamte Druckausgleichssystem nicht über die Isolier­ glaskante hinausragt.

Das erfindungsgemäße Druckausgleichssystem hat folgende Wirkungs­ weise:

Wird ein Isolierglas mit Druckausgleichssystem gemäß der Figur in einer geeigneten Brandschutzverglasung einer Brandbelastung ausgesetzt, so baut sich zunächst ein Druck im Scheibenzwischen­ raum, entsprechend der im Scheibenzwischenraum ansteigenden Temperatur, auf. Infolge des Hineinragens des Druckausgleichs­ systems in den Scheibenzwischenraum reagiert das Ventil unmittel­ bar auf die erhöhte Temperatur im Scheibenzwischenraum, unab­ hängig von der Beflammungsrichtung des asymmetrisch aufgebau­ ten Brandschutzisolierglases. Erreicht die Temperatur im Scheiben­ zwischenraum die Erweichungstemperatur des Hohlkörpers 1 (die Schmelztemperatur dieses Hohlkörpers 1 ist so eingestellt, daß der bei dieser Temperatur korrespondierende Druck im Scheiben­ zwischenraum unkritisch für die Brandschutzglasscheibe ist), so schmilzt der Boden des Hohlkörpers 1 nahezu ohne Zeitverzögerung ab.

Durch den in den Hohlkörper 1 eingesetzten, beidseitig geöffneten, erst bei höheren Temperaturen erweichenden Hohlkörper 2 wird hierbei verhindert, daß sich das Druckausgleichssystem wieder schließt. Dies wäre ohne den inneren Hohlkörper 2 der Fall, da dann der äußere Hohlkörper 1 nicht nur am Boden, sondern voll­ ständig aufschmelzen würde und danach infolge Wiedererstarrens des abschmelzenden Materials, das durch den Druck im Scheiben­ zwischenraum nach außen, d. h. zum kälteren Ende des Druck­ ausgleichssystems gedrückt wird, der Hohlkörper 1 wieder verschlos­ sen werden würde.

Auch wenn sich das Druckausgleichssystem bei entsprechender An­ ordnung der (Vertikal-)Verglasung unten befindet, wird durch den Hohlkörper 2 in Verbindung mit der geringen Menge des ab­ schmelzenden Bodenmaterials des Hohlkörpers 1 sichergestellt, daß das Ventil nicht wieder schließt.

Dieses Aufrechterhalten des geöffneten Zustandes des Druckaus­ gleichssystems ist zumindest bis zum Ausfall der Nicht-Brand­ schutzglasscheibe wesentlich für die Brandschutzglasfunktion, da sonst - bei Schließen des Druckausgleichssystems - der Druck im Scheibenzwischenraum wieder auf für das Brandschutz­ glas kritische Werte ansteigen und so zu einem Bruch der Brand­ schutzglasscheibe führen kann.

Brandschutzverglasungen mit Isoliergläsern mit erfindungsge­ mäßen Druckausgleichsventilen wurden in Brandversuchen nach DIN 4102, Teil 5, auch in unterschiedlichen Formaten, geprüft; die Ventile sprachen hierbei

• - unabhängig von der Beflammungsrichtung
  - unbeeinflußt von bauelementbedingten Abschattungen
  - unabhängig vom Einbauort (oben/unten/seitlich)

so frühzeitig an, daß der im Scheibenzwischenraum des Brand­ schutzisolierglases resultierende Druck für das Brandschutz­ glas nur unkritische Werte erreichte und dann dauerhaft abgebaut wurde. Alle geprüften Verbunde erreichten mindestens die Feuer­ widerstandsklasse G 30.

Durch die erfindungsgemäßen Druckausgleichssysteme wird auch im Normalbetrieb Betriebssicherheit gewährleistet; so erfüllen Isoliergläser, ausgestattet mit Druckausgleichssystemen gemäß der Erfindung die an ein Mehrscheiben-Isolierglas gemäß DIN 1286, Teil 1 gestellten Anforderungen; ein Unterschied zu Isolierglä­ sern gleicher Ausführung, jedoch ohne Druckausgleichssystem, war bei den hierbei nach DIN 52344 durchgeführten Klimawechsel­ prüfungen nicht festzustellen.

Durch die vollständige Einbettung des Ventils in den Randverbund des Isolierglases ist eine Beeinträchtigung sowohl der Ventilfunk­ tion als auch der Dichtheit des Isolierglases durch handling (wie bspw. Einbau der Isoliergläser in die Verglasung, Putzen der Verglasung, unsachgemäßes Spielen etc.) ausgeschlossen.

Claims (3)

1. Druckausgleichssystem für ein in Brandschutzverglasungen eingesetztes Mehrscheibensystem, wobei dieses Druckausgleichs­ system im Abstandhalter dieses Mehrscheibensystems angeordnet ist und durch eine als Wasser­ dampfsperre dienende Dichtung gegen den Abstandhalter abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem bei niedriger Temperatur erweichenden ersten, über den Abstandhalter in den Scheibenzwischenraum hineinragenden, zum Scheibenzwischenraum hin einseitig geschlossenen Hohlkörper besteht, welcher im Brand­ fall im einseitig geschlossenen Bereich erweicht und öffnet und dadurch einen Abbau des im Scheibenzwischenraum sich auf­ bauenden Druckes bewirkt, und daß in diesen ersten Hohlkörper ein zweiter, beidseitig geöffneter innerer Hohlkörper eingesetzt ist, der aus einem Material besteht, welches bei einer höheren Temperatur als das Material dieses ersten Hohlkörpers erweicht, und der im Brandfalle sicherstellt, daß die durch das Erweichen dieses ersten Hohlkörpers erzeugte Öffnung freigehalten wird.

2. Druckausgleichssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß dieser erste Hohlkörper an seinem, der Außenseite der Mehrscheibenverglasung zugewandten Ende eine als Anschlag die­ nende Verbreiterung aufweist.

3. Druckausgleichssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser erste Hohlkörper in das Ver­ siegelungssystem des Mehrscheibensystems eingebaut ist.