DE4224229A1 - Brandbegrenzer und verfahren zum verriegeln des absperrelements des brandbegrenzers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brandbegrenzer und ein Verfahren zum Verriegeln des Absperrelements des Brandbegren­ zers.

Ein Brandbegrenzer ist eine Kanalsystemvorrichtung, die das Kanalsystem bei Brandausbruch ausreichend dicht absperrt und den Verlauf eines zu großen Wärmestroms durch das Kanalsy­ stem von einer brandtechnischen Abteilung zur anderen verhin­ dert.

Ein Brandbegrenzer wird im allgemeinen in einem Lüf­ tungskanal eingesetzt, der von einer brandtechnischen Abtei­ lung zur anderen verläuft. Der Brandbegrenzer muß brandtech­ nisch in derselben Weise arbeiten wie die abteilende Wandkon­ struktion, in die er eingebaut ist. Der Brandbegrenzer muß für seinen Teil die Ausbreitung des Brandes von einer brand­ technischen Abteilung zur anderen verhindern.

Somit ist eine ausreichende Dichtigkeit des Brandbe­ grenzers erforderlich, um das Vordringen der Brandgase zu verhindern. Wichtig ist, Wärmeströmungen zu verhindern, damit die Temperaturen auf der anderen Seite nicht zu hoch steigen und dadurch zur Entzündung brandempfindlicher Materialien führen.

Der durch Brand hervorgerufene Temperaturanstieg verur­ sacht in den Materialien des Brandbegrenzers Veränderungen. Die wesentlichsten sind Wärmedehnung von Metallen, Schrump­ fung von Isoliermaterialien und Verschleiß der Dichtungsmate­ rialien in der Brandsituation. Die Gesamtwirkung der genann­ ten Faktoren verursacht Probleme in Bezug auf das Abdichten und die mechanische Beständigkeit.

Ein weiteres Problem besteht in der Herstellung einer guten Isolierung bei kleiner Baubreite.

Die bisher bekannten Brandbegrenzer beruhen weitgehend auf schweren Gipsplattenkonstruktionen. Brandbegrenzer vom Stand der Technik haben ein Kragenteil, das bei den Lösungen vom Stand der Technik aus einer einheitlichen Gipsisolierung besteht. Das Kragenteil ist ein mit Achse versehenes Absperr­ teil, das im allgemeinen entweder aus einer beschichteten oder einer unbeschichteten Isolierung auf Gipsmaterialbasis besteht. Die Dicke des Absperrelements ist bei den Lösungen nach dem Stand der Technik im allgemeinen erheblich groß, bis zu 60-100 mm. Bei den Lösungen nach dem Stand der Technik erfolgt das Abdichten, indem das Absperrelement in die Zu- Stellung schwenkt und in Bewegungsrichtung gegen Dichtungs­ leisten drückt.

Die im Einsatz befindlichen Brandbegrenzer sind schwer. Ein Nachteil der Konstruktionen vom Stand der Technik liegt auch in deren Unsymmetrie. Die Brandverhütungseigenschaften sind damit in Abhängigkeit von der Richtung des Brandes verschieden.

Vom Stand der Technik sind auch Brandbegrenzer bekannt, die nur die Verbreitung von Rauchgasen verhindern. Bei diesen müssen die in unmittelbarer Nähe vorhandenen Kanalteile zu­ sätzlich isoliert werden, damit die Temperatur auf der ande­ ren Seite nicht zu hoch steigt.

Erfindungsgemäß wird angestrebt, die Probleme des Stan­ des der Technik durch Schaffung eines Brandbegrenzers neuen Typs zu vermeiden. Der erfindungsgemäße Brandbegrenzer be­ steht aus einer Kragenkonstruktion, die symmetrisch ist der­ art, daß sich in der Mitte ein mechanisch stabiler Gehäuse­ rahmen befindet, an dem die Absperrelemente mit Achsen gela­ gert sind. Auf beiden Seiten des Gehäuserahmens sind bei Wärme anschwellendes Dichtungsmaterial, Wärmedämmung und ein Kragenteil befestigt. Der Brandbegrenzer wird mit dem Kragen­ teil am Lüftungskanalsystem befestigt. Die Stellvorrichtungen der Absperrelemente werden wahlweise an einem der außerhalb der Wand bleibenden Kragenteil befestigt.

Bei der erfindungsgemäßen Brandbegrenzerkonstruktion sind am Gehäuserahmen Absperrelemente befestigt, die breiter als der Gehäuserahmen sind. Auf diese Weise wird direkte Wärmestrahlung auf den Rahmen vermieden und der Rahmen liegt bezüglich des Brandes im sog. Schatten.

Als Absperrelemente dienen Metallgehäuse, die innen isoliert sind. Die Anzahl der Absperrelemente hängt von der Kanalgröße ab. Die Spalte zwischen den Absperrelementen und die Spalte zwischen Absperrelement und Rahmen sind mit elasti­ schem Dichtungsmaterial, z. B. Silikondichtung, sowie mit bei Wärme sich im Volumen stark ausdehnendem und wärmebeständigem Dichtungsmaterial abgedichtet. Bei steigender Temperatur wächst das Volumen des bei Wärme sich in den Dimensionen ausdehnenden Dichtungsmaterials oder sein Baumaß vergrößert sich zumindest in einer Richtung, wodurch das Dichtungsmateri­ al die Zwischenräume ausfüllt. Bei weiterem Temperaturanstieg verliert das Dichtungsmaterial seine Dichtigkeit. Die Spalte sind jedoch infolge der Wirkung des schwellenden Dichtungsma­ terials bereits geschlossen.

Das Abdichten erfolgt also zweistufig. Die elastische Dichtung dichtet die Konstruktion im kalten Zustand ab. Die anschwellende Dichtung dichtet die Konstruktion im warmen Zu­ stand ab und verriegelt die Absperrelemente zugleich in der Zu-Stellung.

Für den erfindungsgemäßen Brandbegrenzer ist im wesen­ tlichen charakteristisch, daß der Brandbegrenzer eine elasti­ sche Dichtung, vorzugsweise Dichtungsband, und ein sich bei Wärme ausdehnendes Dichtungsmaterial aufweist, welche bei der Zu-Stellung des Absperrelements derart zueinander angeordnet sind, daß in einer Brandsituation das durch Wärmeeinwirkung anschwellende Dichtungsmaterial das elastische Dichtungsma­ terial gegen dessen Befestigungsfläche preßt und den Strö­ mungsweg am elastischen Dichtungsmaterial vorbei in der Brand­ situation verstopft bevor das elastische Dichtungsmaterial schmilzt.

Für das Verfahren zum Verriegeln des Absperrelements des Brandbegrenzers ist im wesentlichen charakteristisch, daß in dem Verfahren bei Wärme anschwellendes Dichtungsmaterial verwendet wird, das an der Stelle der kanalseitigen Fläche des Brandbegrenzers angebracht ist, an welcher sich die gera­ de Stirnseite des Absperrelements bei Zu-Stellung des Absperr­ elements einstellt, wobei sich das wärmedehnende Dichtungsma­ teral infolge Temperatureinwirkung im Volumen ausdehnt und den Spalt zwischen dem Dichtungsmaterial und der Stirnseite des Absperrelements ausfüllt und sich an die Stirnseite des Absperrelements anlegt, wodurch das Absperrelement in der verriegelten Stellung gehalten wird.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der als Hauptteil des Brandbegrenzers dienende Gehäuserahmen gegen direkte Wärmestrahlung isoliert. Der Schutz gegen die Strah­ lung wird zum Teil durch die Dimensionierung des Absperrele­ ments verwirklicht, indem die Breite des Absperrelements größer ausgeführt ist als die Breite des Gehäuserahmens. Dadurch verdeckt das Absperrelement die sichtbaren Teile des Gehäuserahmens. Die eventuell noch vom Gehäuserahmen ausgehen­ de Wärmeübertragung wird durch eine Isolierungslösung verhin­ dert, bei der die Gesamtwirkung der Wärmedämmung und des an­ schwellenden Dichtungsmaterials die Wärmebrücken unterbricht.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf eini­ ge in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellte zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt wird, ausführlich be­ schrieben.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Brandbegrenzer in parallelperspektivischer prinzipieller Darstellung gezeigt.

In Fig. 2A ist die Auf-Stellung der die Funktions­ stellung des Absperrelements des Brandbe­ grenzers einstellenden Anlage gezeigt.

In Fig. 2B ist die Anlage nach Fig. 2A in Zu-Stel­ lung des Absperrelements des Brandbe­ grenzers gezeigt.

In Fig. 3 ist der Schnitt entlang der Linie I-I nach Fig. 1 gezeigt.

In Fig. 4 ist der Bereich A nach Fig. 3 genauer gezeigt.

In Fig. 5A ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der an den Seiten des U-Pro­ fils eine sich bei Wärme ausdehnende Metallplatte angebracht ist.

In Fig. 5B ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der an den Seiten des U-Pro­ fils als wärmedehnendes Dichtungsmaterial eine Konstruktion angebracht ist, die aus einer mit Luft oder Gas gefüllten Zellen­ konstruktion besteht.

Der Brandbegrenzer 10 nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuserahmen 11, an den Kragenteile 12a und 12b angeschlos­ sen sind, die mit den Lüftungskanälen verbunden werden. Durch Drehen der Achse 13a wird das am Gehäuserahmen 11 befindliche Absperrelement oder werden die Absperrelemente 14a, 14b in Auf-Stellung oder Zu-Stellung gebracht, wie dies bei Brandsi­ tuationen der Fall ist. Mit dem Stellmechanismus 15 wird die Achse 13 geschwenkt, womit die Absperrelemente 14a, 14b bewegt werden. Der Brandbegrenzer ist im Querschnitt ein Rechteck.

In Fig. 2A ist eine Ausführungsform des Antriebs der Achse 13 gezeigt. Die Achse 13 ist mit einem Hebel 16 verbun­ den, an dessen Ende eine elektrische Stellvorrichtung 17 angeschlossen ist, wobei das Ende der Spindel 17b am Ende des Hebels 16 gelenkig gelagert ist. Am Ende des Hebels 16 ist auch eine Feder 18 angebracht. Wenn die Stellvorrichtung 17 nicht beeinflußt wird (wenn z. B. der Strom unterbrochen ist), hält die Feder 18 den Hebel 16 und die Achse 13 nach Fig. 2B in einer Stellung, in der die Absperrelemente 14a, 14b ge­ schlossen sind. In der Abbildung ist auch eine Ausführungs­ form der Temperatursicherung gezeigt. Die Temperatursicherung F besteht zweckmäßig aus einem bei bestimmter Temperatur schmelzenden Material, zweckmäßig Metall, das die Plattentei­ le T₁ und T₂ verbindet. Die Feder J ist bestrebt, die Teile T₁ und T₂ voneinander zu entfernen und das erfolgt in der Brandsituation durch Schmelzen des Materials F. Dabei bewegt sich die Spindel M in Richtung S₁ und bringt den Schalter in die Lage K, in der der Stromkreis E unterbrochen wird, und das Absperrelement im Brandbegrenzer geht in die geschlossene Stellung.

In Fig. 2A und 2B ist nur eine Ausführungsform des Antriebs der Absperrelemente 14a, 14b gezeigt und der Antrieb der Absperrelemente 14a, 14b kann auf viele verschiedene Weise von der vorher als Beispiel beschriebenen Antriebsform vari­ ieren.

In Fig. 3 ist der Schnitt I-I nach Fig. 1 gezeigt. Die Absperrelemente 14a, 14b drehen sich auf den Achsen 13a, 13b. Die Absperrelemente 14a, 14b sind abbildungsgemäß durch eine Verbindungsstange 19 miteinander verbunden, die über Gelenke 20a und 20b an Zapfen 21, 22 gekoppelt ist, die mit den Ab­ sperrelementen 14a und 14b verbunden sind. Beim Drehen der Achse 13 wird nach Fig. 3 das Absperrelement 14a (Pfeil L₁) geschwenkt. Dabei bewegt die die Absperrelemente 14a, 14b ver­ bindende Verbindungsstange 19 entsprechend das Absperrelement 14b und schwenkt dieses in dieselbe Richtung (Pfeil L₁) wie das Absperrelement 14a. Nach Fig. 3 ist die Breite C₁ der Absperrelemente 14a, 14b wesentlich größer als die Breite C₂ des tragenden Gehäuseteils 11. Das Gehäuseteil 17 ist in der Querschnittform ein U-Profil und hat an den Flächen 11a, 11b, 11c eine sich bei Wärme ausdehnende Graphit-Glasfaserdichtung 24. An den Absperrelementen 14a, 14b sind elastische Dichtun­ gen 26, zweckmäßig Silikondichtungsbänder, befestigt. An beiden Seiten der Seitenplatten 11a und 11b des U-Profils des Gehäuserahmens 11 ist neben dem wärmedehnenden Dichtungsmate­ rial 24 eine Wärmedämmung 27, zweckmäßig Isolierwolle, ange­ bracht.

Bei Betätigung des Hebels 13 in einer Brandsituation gehen die Absperrelemente 14a, 14b in eine Stellung, in der sich das elastische Dichtungsband 26 an das bei Wärme an­ schwellende Dichtungsmaterial 24 legt. Bei wachsender Tempe­ ratur schwillt die Dichtung 24 an und erst danach schmilzt die elastische Dichtung 26. Somit wird das Vordringen der Rauchgase an den Absperrelementen 14a, 14b vorbei verhindert, indem in Verbindung mit der elastischen Dichtung 26 ein an­ schwellendes Dichtungsmaterial 24 verwendet wird.

In Fig. 4 ist der Bereich A nach Fig. 3 genauer darge­ stellt. Die Breite C₂ des Gehäuserahmens 11 ist wesentlich kleiner als die Breite C₁ des Absperrelements 14b.

An allen Seiten 11a, 11b und 11c des U-Profils des Ge­ häuserahmens 11 ist ein bei Wärme sein Volumen vergrößerndes Dichtungsmaterial 24, zweckmäßig Graphit-Glasfasermasse, an­ gebracht. An den Seiten 11a, 11b des U-Profils ist an dem bei Wärme anschwellenden Dichtungsmaterial 24 außerdem eine Wär­ medämmung 27, zweckmäßig Isolierwolle, angebracht. Das Ab­ sperrelement 14 besteht aus einem Metallgehäuse 28 und in diesem aus einer Wärmedämmung 29, zweckmäßig Isolierwolle. Das Absperrelement 14a, 14b hat Rechteckquerschnitt und be­ steht aus einer geraden Stirnseite 14′, in deren Mittelbe­ reich eine elastische Dichtung 26 angebracht ist. Dadurch wird eine Wärmebrücke über den Gehäuserahmen 11 verhindert.

In Fig. 5A ist eine Ausführungsform der Erfindung ge­ zeigt, bei der die Konstruktion aus einer wärmedehnenden Dichtung 24 besteht, die bei dieser Ausführungsform der Erfin­ dung aus einer Metallplatte und zweckmäßig aus einer Kupfer­ platte besteht. Die Kupferplatte 24 ist an den Seiten 11a, 11b und 11c des U-Profils angebracht.

In Fig. 58 ist eine Ausführungsform der Erfindung ge­ zeigt, bei der die wärmedehnende Dichtung 24 aus einer Zellen­ konstruktion 29 gebildet wird, die aus einem Grundmaterialkör­ per 30 und mit Gas oder Luft gefüllten Räumen 31 besteht.

In Fig. 5B ist zuerst eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Wärme die Räume 31 noch nicht ausgedehnt hat, und es ist auch eine Phase gezeigt, in der die Wärme die mit Gas oder Luft gefüllten Räume 31 ausgedehnt hat, die die Konstruk­ tion derart geformt haben, daß die Baubreite B gewachsen ist.

Claims (10)

1. Brandbegrenzer (10), bestehend aus einem Gehäuserah­ men (11) , der mit Kragenteilen (12a, 12b) verbunden ist, mit denen der Brandbegrenzer (10) an Lüftungskanäle angeschlossen werden kann, und der Brandbegrenzer (10) mindestens ein am Gehäuserahmen (11) zum Gehäuserahmen schwenkbar angebrachtes Absperrelement (14a, 14b) aufweist, das um eine Achse (13a, 13b) von der Auf-Stellung in die Zu-Stellung schwenkbar ist, indem sich eine Stellvorrichtung (17) an die Achse (13a) des Absperrelements (14a) geschaltet ist, wobei das Absperrele­ ment in einer Brandsituation mit der Stellvorrichtung (17) in die Zu-Stellung gebracht werden kann, wodurch das Ab­ sperrelement (14a, 14b) die Verbindung von der Seite des Kra­ genteils (12a) zur Seite des Kragenteils (12b) von einem Kanal zum anderen verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandbegrenzer (10) eine elastische Dichtung (26), vorzugs­ weise Dichtungsband, und ein sich bei Wärme ausdehnendes Dichtungsmaterial (24) aufweist, welche bei der Zu-Stellung des Absperrelements (14) derart zueinander angeordnet sind, daß in einer Brandsituation das durch Wärmeeinwirkung sich ausdehnende Dichtungsmaterial (24) das elastische Dichtungs­ material (26) gegen dessen Befestigungsfläche (14′) preßt und den Strömungsweg am elastischen Dichtungsmaterial (26) vorbei in der Brandsituation verstopft bevor das elastische Dich­ tungsmaterial (26) schmilzt.

2. Brandbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) an der an das Kanalsystem angrenzenden Fläche (11c) des Gehäuserahmens (11) angebracht ist und daß die elastische Dichtung (26) an der geraden Stirnseite (14′) des Absperrelements (14) befe­ stigt ist, wobei die Dichtung (26) sich in der Absperrsitua­ tion gegen das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) legt.

3. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gehäuserahmen (11) im Querschnitt ein U-Pro­ fil ist, an dessen Außenflächen der U-Profilseiten (11a, 11b) wärmedehnendes Dichtungsmaterial (24) und dicht am genannten Dichtungsmaterial eine Wärmeisolierung (27) , zweckmäßig Iso­ lierwolle, angebracht ist.

4. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens zwei (14a, 14b) Absperrelemente (14) vorhanden sind, wobei die zwischen den Absperrelementen abzu­ dichtenden Flächen mit elastischem Dichtungsmaterial (26) zweckmäßig Dichtungsband, ausgerüstet sind, das an einem der Absperrelemente (14a oder 14b) befestigt ist und daß zumin­ dest eines der Absperrelemente (14a oder 14b) mit in der Absperrsituation gegen das elastische Dichtungsmaterial (26) zweckmäßig Dichtungsband, kommendem wärmedehnendem Dichtungs­ material (24) versehen ist.

5. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrelement (14a, 14b) im Querschnitt ein Rechteck ist, das aus einem Metallgehäuse besteht, in dem sich Wärmeisolierung (29) , zweckmäßig Isolierwolle, befindet.

6. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite (C₂) des Gehäuserahmens (11) kleiner als die Breite (C₁) des Absperrelements (14a, 14b) ist.

7. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) aus Graphit-Glasfasermasse und das elastische Dichtungsmaterial (26) aus Silikon besteht.

8. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) aus Kupfer besteht.

9. Brandbegrenzer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) eine die Form ändernde Zellenkonstruktion (29) ist, die aus einem Grundmaterial (30) und in diesem mit Luft oder Gas gefüllten Zellen (31) besteht, die sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnen und die Baubreite (B) der Konstruktion ändern.

10. Verfahren zum Verriegeln des Brandbegrenzers (14a, 14b) in einer Brandsituation, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren sich bei Wärme ausdehnendes Dichtungsmaterial (24) verwendet wird, das an der Stelle der kanalseitigen Fläche des Brandbegrenzers (10) angebracht ist, an welcher sich die gerade Stirnseite (14′) des Absperrelements (14a, 14b) bei Zu-Stellung des Absperrelements einstellt, wobei sich das wärmedehnende Dichtungsmaterial (24) infolge Tempera­ tureinwirkung im Volumen ausdehnt und den Spalt zwischen dem Dichtungsmaterial (24) und der Stirnseite (14′) des Absperr­ elements (14) ausfüllt und sich an die Stirnseite (14′) des Absperrelements anlegt, wodurch das Absperrelement (14a, 14b) in der verriegelten Stellung gehalten wird.