DE4417496A1 - Scheibenaufbau für eine Brandschutzisolierverglasung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenaufbau für eine Brandschutzisolier­ verglasung, insbesondere eine Verglasung, die als Dach- oder Deckenvergla­ sung oder als Schrägverglasung geeignet ist.

Es sind seit langem Glasdächer, beispielsweise für Treibhäuser, Bahnhöfe, Lichtkuppeln, Wintergärten und dergleichen bekannt, die den darunterlie­ genden Raum vor Witterungseinflüssen schützen und seine Ausleuchtung mit Tageslicht ermöglichen.

Bei ungünstigen örtlichen Gegebenheiten, beispielsweise bei zu geringem Abstand zu Nachbarhäusern, kann es erforderlich werden, eine derartige Verglasung als Brandschutzverglasung gemäß den Brandschutzvorschriften auszuführen. Diese Brandschutzvorschriften sehen vor, daß eine Brand­ schutzverglasung so ausgebildet sein muß, daß sie einen Brand eine vorge­ schriebene Zeit lang aufhält, um sein Übergreifen z. B. auf ein Nachbarge­ bäude zu verhindern.

Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik (z. B. DE 39 05 727) werden für Brandschutzschrägverglasungen Scheibenaufbauten benutzt, die aus 2 im Ab­ stand voneinander angeordneten Scheiben bestehen, von denen eine, vorwie­ gend die an der Gebäudeaußenseite befindliche, aus einem Spezialglas für Brandschutzverglasungen, z. B. einem Borosilicatglas besteht, wobei die andere Scheibe im allgemeinen aus einem vorgespannten Kalk-Natron-Glas be­ steht. Derartige Schrägverglasungen sind für die Feuerwiderstandsklasse G 30 und G 60 nach DIN 4102, Teil 13, verfügbar.

Ein gewisser Nachteil dieser Verglasungen ist in ihrer eingeschränkten Feuerwiderstandsdauer von max. 60 min (Feuerwiderstandsklasse G 60) zu sehen, die auch durch erhöhten konstruktiven Aufwand mit bestehenden Glas­ systemen nicht wesentlich erhöht werden kann. Für viele Zwecke ist es je­ doch wünschenswert, einen umfassenderen Brandschutz zu bekommen, d. h. eine Verglasung einsetzen zu können, die dem Feuer mindestens 90 min wi­ derstehen kann (Feuerwiderstandsklasse G 90, G 120).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Scheibenaufbau für eine Brandschutzisolierschrägverglasung zu finden, mit dem die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse mindestens G 90 nach DIN 4102, Teil 13, erfüllt werden können.

Diese Aufgabe wird durch den in Patentanspruch 1 beschriebenen Scheiben­ aufbau gelöst.

Es ist bereits bekannt, daß transparente Glaskeramik aufgrund ihrer physi­ kalischen Eigenschaften an sich ein sehr geeignetes Material für eine Scheibe in einer Brandschutzverglasung darstellt. Glaskeramik besitzt nur einen geringen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 0,0 ± 0,3 × 10^-6 K^-1, wo­ durch die Gefahr des Zerspringens aufgrund von Wärmespannung zwischen heißer Scheibenmitte und kühlem Scheibenrand gering ist, und besitzt auf­ grund ihrer Kristallinität einen sehr hohen Erweichungspunkt (im allgemei­ nen über 1000°C), der eine lange Feuerwiderstandsdauer ermöglicht. Den­ noch hat sich die Verwendung von Glaskeramikscheiben in Brandschutzvergla­ sungen nicht allgemein durchgesetzt, da diese Scheiben aufgrund der Tatsa­ che, daß sie nicht thermisch vorgespannt sind (DIN 1249), nur über eine geringe mechanische Festigkeit und Biegebelastbarkeit verfügen. Verlet­ zungen der Oberfläche der Scheibe, z. B. bei unsachgemäßer oder unsorg­ fältiger Montage sowie gegebenenfalls bei der Reinigung unter Verwendung ungeeigneter Reinigungsmittel reduzieren die Festigkeit von Glaskeramik­ scheiben noch weiter, so daß bereits geringe mechanische Belastungen im Brandfall, wie sie z. B. durch eine Rahmenverbiegung auftreten können, zum Bruch der Scheibe führen können. Die Verwendung von Glaskeramikscheiben als Brandschutzscheiben ist daher auf wenige besondere Einsatzzwecke be­ schränkt geblieben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Festigkeit der transparenten Glaskeramik konserviert werden, d. h. die Glaskeramik wird fehlerfrei, so wie sie produziert wird, in den Scheibenverbund eingebaut und ist jedwedem mechanischen Angriff, der zur Verringerung der Festigkeit führen könnte, entzogen. Durch den Einbau zwischen zwei Scheiben lassen sich auch die im Brandfall auftretenden mechanischen Spannungen (z. B. durch Verbiegung des Rahmens) vermindern, so daß die Bruchgefahr für die Glaskeramikscheibe we­ sentlich verringert wird.

Durch den mittigen Einbau wird die Glaskeramik einerseits vor den im Pra­ xisgebrauch unvermeidbaren Verletzungen geschützt, andererseits wird durch die höhere Flexibilität des Dreischeibenverbundes eine Reduzierung der im Brandfalle induzierten Biegespannungen bewirkt. Von den beiden äußeren Scheiben wird die Beschaffenheit der raumseitigen Scheibe gewöhnlich nach den erforderlichen Sicherheitsbestimmungen gewählt, z. B. wird diese Scheibe üblicherweise so vorgespannt, daß sie im Bruchfalle in Krümel zer­ fällt und eine Schnittgefahr durch herunterfallenden Scheibenteile ausge­ schlossen ist. Eine weitere Möglichkeit, die immer größere Verbreitung findet, besteht in der Verwendung von Verbund-Sicherheitsglas (gemäß DIN 1249) aus 2 Floatglasscheiben und einer PVB (Polyvinylbutyral)-Zwischenla­ ge. Die nach außen zeigende äußere Scheibe wird so gewählt, daß sie den baulichen Anforderungen in bezug auf statische Erfordernisse wie z. B. Schnee- und/oder Windlasten genügt. Diese Scheibe kann ebenfalls vorge­ spannt, häufig jedoch nicht so hoch, daß sie im Verletzungsfalle unter Krümelbruch zerspringt. Auch kommen Scheiben mit größeren Dicken zum Ein­ satz.

Die beiden äußeren Scheiben bestehen im allgemein aus Kalk-Natron-Float­ glas. Eine erhebliche Verbesserung der Brandschutzeigenschaften des Schei­ benverbundes kann dadurch erzielt werden, daß wenigstens eine, im allge­ meinen die dem Feuer zugewandte Außenscheibe aus hochschmelzendem Borosi­ licatglas, z. B. aus Borosilicatglas 3.3 besteht.

Um einen möglichst niedrigen Wärmedurchgangswert (k-Wert) zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn mindestens eine der Scheiben mit einer IR-Reflex­ ionsschicht versehen ist. Diese Reflexionsschicht kann sich auf der Glas­ keramikscheibe befinden, bevorzugt wird es jedoch, wenn die Schicht auf den beiden äußeren Scheiben, an ihren dem Verglasungszwischenraum zuge­ wandten Hauptflächen sich befindet. Als IR-reflektierende Schichten können die bekannten Metallfilme aus Chrom, Aluminium, Nickel, Kupfer, Silber, Gold verwendet werden oder es werden die bekannten Oxidschichten aus Oxi­ den des Titans, Aluminiums, Siliciums, Zinns, Wismuts, Indiums, Cers oder Zirkoniums verwendet.

Zur Verbesserung des k-Wertes kann der Verglasungsinnenraum auch mit einem Edelgas (Krypton, Xenon oder Argon) oder einem anderen Gas mit hohem Mole­ kulargewicht (z. B. Schwefelhexafluorid oder halogenierte Kohlenwasser­ stoffe), gefüllt sein.

Um eine Belastung der Scheiben durch einen Druckaufbau im Brandfall gering zu halten, ist es von Vorteil, in an sich bekannter Weise im Bereich der Abstandshalter ein Schmelzventil (z. B. DE-PS 36 37 064) einzubauen.

Als Material für die Glaskeramik-Scheibe eignen sich insbesondere kerami­ sierte Lithium-Aluminium-Silicatscheiben, die z. B. unter dem Namen ROBAX® von den SCHOTT-GLASWERKEN vertrieben werden.

Als Material für die äußeren Scheiben eignet sich übliches Natron-Kalk- Floatglas, was aufgrund seiner Preiswürdigkeit besonders gern eingesetzt wird, aber auch hochschmelzende Spezialgläser wie z. B. Borosilicatgläser, die normalerweise einen Zusammensetzungsbereich von 70-87% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 1-7% Al₂O₃, Rest: < 10% haben.

Beispiel

Es wurde ein aus 3 Scheiben bestehender Scheibenverbund hergestellt. Der Scheibenverbund besaß eine Abmessung von 0,8 × 1,5 m². Die einzelnen Scheiben wurden durch ein Abstandsprofil in einem gegenseitigen Abstand von je 8 mm gehalten. Die Verklebung der Scheiben miteinander erfolgte über eine Silicon-Klebe/Dichtmasse. Die äußeren Scheiben hatten eine Dicke von je 6 mm und bestanden aus handlichsüblichem Kalk/Natron-Floatglas. Sie waren an ihren, den Innenseiten zugewandten Oberflächen mit wärmereflek­ tierenden Indium-Zinnoxid-(ITO)-Schichten versehen. Die mittig zwischen den äußeren Scheiben angeordnete Glaskeramikscheibe hatte eine Stärke von 5 mm und bestand aus einer Lithium-Aluminum-Silicat-Glaskeramik (ROBAX®). Die äußeren Floatglasscheiben waren durch thermisches Vorspannen mit einer Druckvorspannung von < 50 N/mm² versehen.

Nach Einbau in einen geeigneten Rahmen wurde der Scheibenverbund einem Brandtest nach DIN 4102, Teil 13 unterzogen. Nach 4 min zersprangen die Floatglasscheiben, die Glaskeramikscheibe widerstand dem Durchtritt des Feuers über 115 min. Die Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse G 90 sind damit glänzend erfüllt.

Claims (6)

1. Scheibenaufbau für eine Brandschutzisolierverglasung bestehend aus we­ nigstens drei im Abstand zueinander angeordneten Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden äußeren Scheiben eine Scheibe aus transparenter Glaskeramik angeordnet ist.

2. Scheibenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Scheiben aus Kalk-Natron-Glas bestehen.

3. Scheibenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden äußeren Scheiben aus Borosilicatglas be­ steht.

4. Scheibenaufbau nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden äußeren Scheiben mit einer Oberflächen- Druckvorspannung versehen ist.

5. Scheibenaufbau nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der äußeren Scheiben mit einer Wärmereflexions­ schicht versehen ist.

6. Scheibenaufbau nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Abstandshalter mindestens ein Schmelzventil einge­ baut ist.