DE3820108A1 - Dachaufbau mit waermeabfuhr im brandfall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dachaufbau, insbesondere für ein Flachdach in Leichtbauweise für Industriehallen, mit einer raumseitigen Abdeckung, einer über dieser befindlichen Wärmedämmschicht und einer außenseitigen Abdeckung aus Metall­ blech, oder auch Kunststoff.

Hallen mit derartigen Dächern haben aus Brandschutzgründen Wärmeabzugsanlagen. Diese sind in der Regel nur punktuell an­ gebracht und darüber hinaus relativ teuer. Es ist also wün­ schenswert, einen Dachaufbau anzugeben, mit dem auf solche Wärmeabzugsanlagen verzichtet werden kann, und bei dem trotz­ dem im Brandfall eine zufriedenstellende rasch einsetzende Entlüftung der heißen Gase garantiert ist.

Die Erfindung gebt aus von der Überlegung, daß ein schnelles, bei Temperatureinwirkung zwangsläufig erfolgendes Entfernen der Dämmschicht der Schaffung eines zu gewinnenden Durch­ bruchs im Dach förderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dachaufbau der Eingangs genannten Art derart auszubilden, daß ohne den Einsatz von speziellen Wärmeabzugsanlagen eine flächendeckende Entlüftung im Brandfall garantiert ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wär­ medämmschicht aus kleinformatigen Elementen gebildet ist und das Material für die raumseitige Abdeckung und der Außenab­ deckung zur Freigabe des überdeckten Dachabschnitts in Ab­ hängigkeit einer Grenztemperatur ausgewählt sind.

Diese Maßnahme hat zur Folge, daß nach Überschreiten der Grenztemperatur die raumseitig vorliegende Abdeckung wegfällt und ihre Funktion als tragendes Element für die Wärmedämm­ schicht verliert. Durch die Stückelung dieser Wärmedämm­ schicht in kleinformatige Teile oder Elemente werden diese durch die Schwerkraft zu Boden fallen, so daß die Heißluft un­ gehindert an das äußere Metallblech gelangen kann. Dieses führt nach Überschreitung der Grenztemperatur, die einen an­ deren Wert als das Material für die raumseitige Abdeckung ha­ ben kann, zur Freigabe des Dachausschnitts und damit zu einem ungehinderten Durchzug der heißen Gase nach außen.

Durch die kleinformatigen Dämmelemente wird gleichzeitig er­ reicht, daß die entstandene Öffnung nicht versperrt wird, wie es bei großen, herunterhängenden Dämmplatten der Fall sein kann. Es entsteht also eine Verbesserung des C_v-Wertes in Be­ zug auf die Luftströmung vom Inneren zum Äußeren der Halle.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Elemente einen trapezför­ migen Querschnitt aufweisen. Durch diese Maßnahme wird er­ reicht, daß ein Verklemmen der Elemente, beispielsweise nach Art eines gotischen Bogens, verhindert wird. Evtl. kann diese Maßnahme noch dadurch unterstützt werden, daß eines der Dämm­ elemente mit einem Gewicht beschwert wird, so daß dessen Her­ ausreißen aus dem Verbund der Dämmelemente garantiert ist.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest eine der Abdeckungen und vorzugsweise raumseitige Abdeckung herausfallbar oder weg­ klappbar ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, daß evtl. noch in der Halle befindliche Personen nicht durch relativ schwere und scharfkantige Gegenstände verletzt werden können, was der Fall sein könnte wenn angeschmolzene Teile der Ab­ deckung herunter fallen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Dachaufbauabschnitt in Schnittdarstellung mit kleinformatigen, trapezförmigen bzw. kegelstumpf­ förmigen Dämmstoffelementen,

Fig. 2 einen Dachaufbauabschnitt gemäß Fig. 1 mit wegklapp­ baren Abdeckungsblechen,

Fig. 3 einen Dachaufbauabschnitt in einer Schnittdarstel­ lung senkrecht zur Dartellung nach Fig. 2 und

Fig. 4 einen entsprechenden Dachaufbauabschnitt mit klein­ formatigen quaderförmigen Dämmstoffelementen.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Dachaufbau bezeichnet, der als drei wesentliche Baukomponenten eine raumseitige Abdeckung 3, bei­ spielsweise in From eines Trapezbleches eine über dieser an­ geordnete Wärmedämmschicht 5 und ein außenseitiges Metall­ blech 7 aufweist. Die Abdeckung 3 und das Metallblech 7 sind vorzugsweise aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt ge­ fertigt, wie beispielsweise Aluminium. Über die Wahl des Mate­ rials ist der Schmelzpunkt in gewissen Grenzen vorgebbar, so daß darüber, wie später noch erläutert wird, der gewünschte Zeitpunkt für den Dachdurchbruch im Brandfall beeinflußt wer­ den kann. Zwischen der Wärmedämmschicht 5 und der raumsei­ tigen Abdeckung 3 ist eine Dampfsperre 9, beispielsweise eine Folie aus organischem Material, angeordnet.

Die Wärmedämmschicht 5 ist aus kleinformatigen Dämmstoffele­ menten 11 zusammengesetzt, die einen trapezförmigen Quer­ schnitt aufweisen. Die Dämmstoffelemente 11 sind abwechselnd schmalseitig und breitseitig aneinander gelegt, so daß sich der gezeigte Schichtaufbau ergibt. In Kombination hiermit ist wie bereits erwähnt das Metallblech 7 und die Abdeckung 3 aus einem niedrigschmelzenden Material gebaut, so daß in Abhän­ gigkeit einer Grenztemperatur eine Freigabe des überdeckten Dachabschnitts nach folgendem Wirkungsmechanismus erfolgen kann:

Die durch das Feuer entstehenden heißen Gase steigen zur Dach­ konstruktion auf und schmelzen die Abdeckung 3 ab. Die Ab­ schmelzgeschwindigkeit richtet sich nach dem Schmelzpunkt des gewählten Materials. In dieser entsteht eine Öffnung, durch die, falls noch nicht geschehen, ebenfalls die Dampfsperre 9 aufgelöst wird. Die Dämmstoffelemente 11 haben keine stützen­ de Unterkonstruktion mehr und fallen zum Hallenboden, wodurch sie den ungehinderten Weg der heißen Gase zum Metallblech 7 freigeben. Dieses schmilzt aufgrund des für das Metallblech gewählten Schmelzpunktes ebenfalls durch, wodurch eine Öff­ nung im Dachaufbau entsteht, die die gewünschte Wärmeabfuhr ermöglicht.

Es ist möglich, den oben beschriebenen Dachaufbau als vorge­ fertigtes Sandwichelemente auszubilden, die an gewünschten Stellen der Dachfläche eingebaut werden. Auf vorteilhafte Stellen wird später anhand der Beschreibung der Fig. 3 noch näher eingegangen. Ein solches Sandwichelement kann in seiner Mitte vom Material her dünner ausgelegt sein, um ein kontrol­ liertes Durchschmelzen in diesem Bereich sicherzustellen. Über dieser verdünnten Zone kann dann das dort befindliche Dämmstoffelement 11 mit einem Gewicht beschwert sein, um ein sicheres Herauslösen aus dem Verbund der kleinformatigen Ele­ mente 11 zu gewähren. Dieses wird nochmals detaillierter an­ hand der Fig. 2 beschrieben, die eine alternative Ausführungs­ form darstellt.

In Fig. 2 sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszei­ chen versehen. Ein Dachaufbau 1 umfaßt die grundlegenden Ele­ mente Abdeckung 3, Wärmedämmschicht 5 und Metallblech 7. Die Wärmedämmschicht 5 ist aus kleinformatigen Dämmstoffelementen 11 zusammengesetzt. Zwischen den Dämmstoffelementen 11 und der Abdeckung 3 befindet sich ein Dampfsperre 9.

Der Dachaufbau 1 umfaßt Halteelemente 13, wie sie auf dem Fachgebiet hinreichend bekannt sind. An den Halteelementen 13 sind ein erstes und ein zweites Scharnier 15 und 17 ange­ bracht, die das Halteelement 13 mit der Abdeckung 3 bzw. mit dem Metallblech 7 verbindet. Die Scharniere 15, 17 sind ent­ lang einer Kante der Abdeckung 3 bzw. des Metallblechs 7 so angebracht, daß diese nach unten wegklappbar sind. An der den Scharnieren 15, 17 gegenüberliegenden Seite sind die Ab­ deckung 3 und das Metallblech 7 mit einem temperaturempfind­ lichen Bauteil 19, bzw. 21 versehen, das im Normalfall die Ab­ deckung 3 und das Metallblech 7 an dem Halteelement 13 fi­ xiert. Anstelle an der gegenüberliegenden Seite können auch eine oder beide angrenzende Ränder gewählt werden, sofern der Halteelement 13 dort eine Verriegelung gestattet. Die tempe­ raturempfindlichen Bauteile 19, 21 können beispielsweise ein Bimetallstreifen oder -draht sein oder aber ein Memorymetall. Im ersten Fall des Bimetalldrahtes würde sich das temperatur­ empfindliche Bauteil 19, 21 in Richtung des ersten Einfachp­ feils 23 wegbiegen, wenn eine vorgegebene Temperatur über­ schritten wird. Durch ihr Eigengewicht wird daraufhin die Ab­ deckung 3 in Richtung des zweiten Einfachpfeils 25 wegschwen­ ken und den Weg der heißen Gase auf die Dampfsperre 9 frei­ geben. Diese schmilzt durch, woraufhin die Dämmstoffelemente 11 ihre Stütze verlieren und zu Boden fallen. Anschließend können die heißen Gase ungehindert an das temperaturempfind­ liche Bauteil 21 des Metallblechs 7 gelangen, wodurch dieses nach einer gewissen Zeit nach unten wegklappt und die gesamte Öffnung freigibt.

Sollte die Auslösung der Abdeckung 3 und des Metallblechs 7 über einen weiten Temperaturbereich vorgebbar sein, so sind Steuerleitungen (nicht gezeigt) an die temperaturempfindli­ chen Bauteile 19, 21 zu legen, die diese gezielt und kontrol­ liert aufheizen. Auf diese Weise ist im Notfall auch eine handgesteuerte Auslösung zur Schaffung der Entlüftungsöffnun­ gen möglich.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist eines der Dämmstoffele­ mente 11 a mit einem eingekapselten Gewicht 27 versehen. Das Gewicht 27 bewirkt sowohl ein Herunterklappen der Abdeckung 3, falls der Verschluß über das temperaturempfindliche Bau­ teil 19 noch hakt, als auch den Zerfall der Wärmedämmschicht 5 in ihre einzelnen Dämmstoffelemente 11 und deren Herabfal­ len zum Boden. Anstelle des beschriebenen Bimetalldrahtes mit dessen Wegbiegen entlang dem ersten Einfachpfeil 23 kann auch eine Verriegelung mittels eines Memorymetalls vorgenommen wer­ den, bei dessen Längenänderung die Freigabe der Abdeckung 3 und des Metallblechs 7 zum Hinabklappen erfolgt. Auch niedrig­ schmelzende Kunststoffe oder Thermoplaste sind einsetzbar; um den Klappvorgang einzuleiten.

Anstelle der Scharniere 15, 17 an einem der Ränder der Ab­ deckung 3 bzw. des Metallblechs 7 können auch beide oder alle Ränder mit den temperaturempfindlichen Bauteilen 19, 21, die beispielsweise als Stege ausgeführt sind, versehen sein. Das bewirkt, daß die Abdeckung 3 und das Metallblech 7 nicht hin­ abklappen, sondern sich gänzlich lösen und zum Boden des Ge­ bäudes hinabfallen.

Die unterschiedlichen Freigabemechanismen brauchen nicht ein­ heitlich auf die Abdeckung 3 und das Metallblech 7 angewandt zu werden. Es ist auch möglich das eine Teil beispeilsweise klappbar und das andere Teil herausfallbar oder wegschmelzbar auszubilden.

Die kleinformatigen Dämmstoffelemente 11 können beispielswei­ se rechteckig mit einer Seitenlänge zwischen 5 und 40 cm aus­ gebildet sein. Auch quadratische Elemente 11 mit einer Kanten­ länge zwischen 5 und 30 cm haben sich als vorteilhaft erwie­ sen. Wichtig ist es, daß die Abmessungen der Dämmstoffelemen­ te 11 klein sind im Vergleich zu dem zu erwartenden Schmelz­ loch bzw. zu dem weggeklappten Teil der Abdeckung 3 und/oder des Metallblechs 7. Dadurch wird ein Verkeilen der Dämmstoff­ elemente 11 am Dachaufbau 1 verhindert. Die Warmluft kann nach außen abziehen und die Temperatur in der Halle wird her­ abgesetzt, wodurch die Standzeit der Halle im Brandfall ver­ längert wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Schnittdarstellungen senkrecht zur Schnittdarstellung nach Fig. 1. Aus diesen Figuren ist an­ schaulich zu ersehen, daß sowohl die raumseitige Abdeckung 3 als auch die außenseitige Abdeckung 7 durch Trapezbleche ge­ bildet sind, die den einzelnen Bahnen in an sich bekannter Weise eine höhere Fertigkeit gegen Durchliegen verleihen. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Abdeckungen aus Metallblech von Bedeutung.

Claims (20)

1. Dachaufbau, insbesondere für ein Flachdach in Leichtbau­ weise für Industriehallen, mit einer raumseitigen Abde­ ckung, einer über dieser befindlichen Wärmedämmschicht und einer außenseitigen Abdeckung aus Metallblech, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (5) aus kleinformatigen Elementen (11) gebildet ist und die raumseitige Abdeckung (3) und die außenseitige Ab­ deckung (7) zur Freigabe des überdeckten Dachabschnitts in Abhängigkeit einer Grenztemperatur ausgewählt sind.

2. Dachaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (3) und/oder die außenseitige Abdeckung (7) aus einem Material (Metall/Kunststoff) mit einem niedrigen, vorgegebenen Schmelzpunkt gefertigt sind.

3. Dachaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdeckungen (3-7) herausfallbar oder weg­ klappbar ausgebildet sind.

4. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elemente (11) der Dämmschicht (5) rechteckig sind mit einer Seitenlänge zwischen 5 cm und 40 cm.

5. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dämmelemente im Querschnitt in mindestens einer Dimension parallelogrammartig ausgebil­ det sind.

6. Dachaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (11) der Dämmschicht (5) quadratisch sind mit einer Kantenlänge zwischen 5 cm und 30 cm, insbe­ sondere 10 cm.

7. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elemente (11) einen trapezförmi­ gen Querschnitt aufweisen.

8. Dachaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (11) kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

9. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er einen durchgehender Teil der Dach­ fläche bestreicht.

10. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er rasterförmig über die Dachfläche verteilt ist.

11. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er oberhalb feuergefährdeter Hallen­ bereich vorgesehen ist.

12. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er außerhalb von in der Halle (29) verlaufenden Begehungswegen (33) angeordnet ist.

13. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die raumseitige Abdeckung (3) und/ oder die außenseitige Abdeckung (7) aus Aluminium gefer­ tigt sind.

14. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Wärmedämmschicht (5) eine Dampfsperre (9), insbesondere eine Folie aus organischem Material, angeordnet ist.

15. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (5) aus Mine­ ralwolle besteht.

16. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die raumseitige Abdeckung (3) und/ oder die außenseitige Abdeckung (7) an mindestens einem Rand mit einem temperaturempfindlichen Bauteil (19, 21), z.B. einem Bimetallelement oder einem Memorymetall versehen ist.

17. Dachaufbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Ränder mit den temperatur­ empfindlichen Bauteilen (19, 21) versehen sind.

18. Dachaufbau nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Rand gegenüberliegende Seite mit einem Scharnier (15, 17) versehen ist.

19. Dachaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß er als vorgefertigtes Sandwichele­ ment ausgebildet ist.

20. Dachaufbau nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Sandwichelement an geeigneter Stelle mit einem beschwerten Wärmedämmelement (11) belegt ist.