DE4443761A1 - Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in Brandschutzausführung - Google Patents
Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in BrandschutzausführungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmebindendes Bauteil für den Innen- und
Außenausbau in Brandschutzausführung.
Durch die DE 37 38 479 A1 ist ein Verfahren zur Hemmung der Verbreitung
von Feuer in brennenden Gebäuden und zum Schutz gegen Feuereinwirkung
durch Aufbringung eines wärmeisolierenden Stoffes auf die Oberfläche von
beweglichen und fest eingebauten Bauelementen bekannt. Bei diesem Verfah
ren wird in die Berührungsräume zwischen den beweglichen und fest einge
bauten Bauelementen ein wärmeisolierendes Material eingebaut, wobei als
wärmeisolierendes Material ein wärmebindendes, hydrophiles Absorbens auf
Siliziumoxid- und/oder Aluminiumsilikatbasis, vorteilhafterweise synthe
tische Zeolithe des Typs A, X oder P, verwendet wird. Nach dieser Litera
turstelle können in die Innenkammer von aus Stahlblechen gefertigten Ein
kammerhohlprofilen wärmebindende Zeolithe in Form von Pulver oder Granu
lat eingefüllt werden. Es können auch auf Türblätter, auf Wandungen und
Decken Zementplatten aufgebracht werden in die die Zeolithe in Pulver- oder
Granulatform eingebettet sind. Es können auch auf die gegen Feuer
zu schützenden Flächen Epoxidharzbinder aufgespritzt oder aufgestrichen
werden, die das hydrophile Adsorbens in Pulver- oder Granulatform enthal
ten.
Die Zeolithe weisen ein relativ hohes Wasseraufnahmevermögen auf und kön
nen das Wasser physikalisch als Kristallwasser binden.
Die Zeolithe binden je nach Typ massebezogen ca. 30 Prozent Kristallwas
ser und geben den Großteil von massebezogen 20 bis 24 Prozent in einem
Temperaturbereich von 150 bis 160°C wieder ab.
Massebezogen bedeutet diese Menge an freigesetztem Kristallwasser einen
Energieverzehr von 470 bis 550 J/g.
Der für die Praxis wichtigere bzw. entscheidendere Wert ist der volumen
bezogene Energieverzehr, der bei Zeolithen 210 bis 245 J/cm³ beträgt und
für Zeolithe auf die geringe Dichte von 0,5 bis 0,6 g/cm³ zurückzuführen
ist.
Die Einbindung des Zeolithes in einen zementgebundenen Werkstoff bringt
abermals ein Absinken des volumenbezogenen Energieverzehrs entsprechend
der Mischung von Zeolith und Zementmörtel.
Für den Einsatz in und an Bauelementen aus Aluminium oder aus einem ande
ren Werkstoff, der einen niedrigeren Schmelzpunkt als Stahl aufweist,
ergeben sich erhebliche Nachteile, die den Einsatz von Zeolithen als wär
mebindendes, hydrophiles Adsorbens erheblich einschränken bzw. unbrauch
bar machen.
Der relativ geringe volumenbezogene Energieverzehr der Zeolithe erfordert
größere Aufnahmeräume bzw. großvolumige Plattierungen an den zu schützen
den Elementen.
Das Füllen von Hohlräumen mit einem pulverförmigen oder granulierten wär
mebindenden hydrophilen Adsorbens erfordert einen hohen Aufwand zum Ab
dichten der Hohlräume.
Die relativ niedrige Schmelztemperatur von Aluminium und die gute Leitfä
higkeit des Aluminiums erfordern niedrigere Ansprechtemperaturen des Ad
sorbens, und zwar deutlich unter 140°C, da bei Brandschutzabschlüssen
auf der brandabgewandten Seite durch Normen Temperaturen um ca.
180°C vorgegeben sind.
Eine Zementmörtelbindung des hydrophilen Adsorbens ist beim Einsatz an
und in Aluminium nachteilig, da sie die Korrosion bzw. die Zerstörung des
Werkstoffes fördert. Der Zementmörtel trägt nicht zum Energieverzehr
durch Freisetzen von gebundenem Wasser bei.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wärmebindendes Bauteil für
den Innen- und Außenausbau zu entwickeln, das aus einem Trägermaterial
und einem Adsorbens mit höherem Energieverzehr pro Volumen besteht und
bei dem das Freisetzen des gebundenen Kristallwassers um 100°C erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bauteil aus
Alaun als hydrophiles Adsorbens und Gips besteht.
Beim Alaun handelt es sich um Metalldoppelsalze, die in der Lage sind,
in sehr hohem Grad gewichtsbezogen Kristallwasser zu speichern.
Es ist besonders vorteilhaft, als Adsorbens Kalium-Alaun zu verwenden
und das Kalium-Alaun in eine Gipsmatrix einzubinden.
Chemisch ist Kalium-Alaun als Kalium-Aluminium-Sulfat-12-Hydrat zu be
zeichnen. Die chemische Formel lautet: KA1(SO₄)₂ × 12 H₂O.
Dieses Kalium-Alaun ist in der Lage ca. 45 Prozent pro Gewichtseinheit
Kristallwasser zu binden.
Das Freisetzen des Kristallwassers aus dem Kalium-Alaun in reiner Form
erfolgt bei 73°C.
Aufgrund der Dichte des Alauns von 1,1 g/cm³ ergibt sich volumenbezogen
ein Anteil des eingelagerten Kristallwassers von ca. 50 Prozent.
Das in eine Gipsmatrix eingebettete Kalium-Alaun verhält sich bezüglich
der Aushärtung des Gipses völlig neutral, so daß die daraus hergestellten
Platten, Formteile und Profile ausreichende Stabilität für ihre Anwendung
im Brandschutz bei einem Innen- und einem Außenausbau aufweisen.
Das Kalium-Alaun verändert die Abbindeeigenschaften des Gipses nicht.
Durch den Gips wiederum wird auch nicht die physikalische Wasseraufnahme
des Alauns beeinträchtigt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauteile
als Platten, Formteile oder Profile können die Profile zu 50 Prozent aus
einem modifizierten Gips und zu 50 Prozent aus Kalium-Alaun bestehen.
Da der Gips wie auch das Alaun eine Dichte von 1,1 g/cm³ haben, ist
dieses Verhältnis gewichts- wie auch volumenbezogen.
Der Energieverzehr eines solchen Bauteiles beträgt ca. 1.100 J/cm³. Die
ser Wert liegt deutlich über den zuvor genannten Werten für die Zeolithe,
insbesondere wenn diese in Füllmaterialien eingebunden sind.
Je nach dem Einsatzfall kann das Mischungsverhältnis zwischen Alaun und
Gips variiert werden.
Bei einem Mischungsverhältnis von 50:50 von Gips und Alaun ergibt sich
ein Anteil des eingelagerten Kristallwassers von 32 Prozent.
Obwohl Kalium-Alaun für sich allein eine Reaktionstemperatur von 73°C
aufweist, wird die Reaktionstemperatur in Verbindung mit dem Gips auf
einen höheren Wert, nämlich ca. 85°C verlegt. Dieses hängt damit zusam
men, daß das im Alaun frei werdende Wasser durch einfaches Aufsaugen
durch den Gips zur Temperatur von 85°C gehalten wird, bevor es in die
Dampfphase übergeführt wird.
Es ist somit eine günstige Reaktionstemperatur gegeben, die in ausrei
chender Distanz zu den Gebrauchstemperaturen liegt, die u. U. 70°C bei
direkter Sonneneinstrahlung bei solchen Bauelementen erreichen kann.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Bauteile aus Alaun und Gips hat noch
den weiteren Vorteil, daß das im Gips gebundene Kristallwasser erst bei
einer Reaktionstemperatur von ca. 125°C freigesetzt wird und sich diese
mehrstufige Kristallwasserfreisetzung positiv auf den Kühlungsverlauf
der Bauteile auswirkt.
Darüber hinaus findet bei ca. 215°C eine nochmalige geringe Freisetzung
von im Gips gebundenem Wasser statt, die aber von untergeordneter Bedeu
tung ist.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauteils ergeben sich aus
den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung zeichnerisch dar
gestellter Ausführungsformen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaubild, in dem die Kurve I die Reaktionstemperaturen über
der unteren Temperaturachse darstellt, während die Kurve II den
Masseverlust angibt, der sich im Verlauf der Temperaturerhöhung
einstellt,
Fig. 2 ein Leichtmetallprofil in Brandschutzausführung im Schnitt und
Fig. 3 eine Fassaden- oder Dachkonstruktion im Schnitt.
Die Kurven I und II betreffen ein Bauteil, das sich aus dem Trägerma
terial Gips und dem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens Alaun zusammen
setzt.
Aus der Kurve I sind die Ansprechtemperaturen zu entnehmen. Die Fläche
unter der Kurve I stellt den Gesamtenergieverzehr dar.
Die Kurve II zeigt lediglich den Masseverlust, der sich im Verlauf der
Temperaturerhöhung einstellt.
Die Fig. 2 zeigt ein Profil 1, das sich aus einem Außenteil 2, einem Mit
telteil 3 und einem weiteren Außenteil 4 zusammensetzt. Die Außenteile 2
und 4 sind aus Aluminium gefertigt, während das Mittelteil 3 ebenfalls
aus Aluminium oder einem anderen Metall hergestellt sein kann. Das Mit
telteil setzt sich aus zwei parallel zueinander verlaufenden Profilen 5
zusammen, die mit den Außenteilen 2 und 4 verbunden sind und Aussparungen
aufweisen, so daß der Wärmefluß im Bereich des Mittelteils geringer ist
als in den Außenteilen.
Die Außenfläche des Außenteils 2 wird durch eine wärmebindende Platte 6
abgedeckt, die als Trägermaterial Gips und als wärmebindendes hydrophiles
Adsorbens Kalium-Alaun aufweist.
Diese Platte wird durch in die Außenseiten eingebundene Gewebe, vorzugs
weise durch Glasfasergewebe 7 stabilisiert, so daß sie wie eine Gipskar
tonplatte gehandhabt werden kann.
Die Platte ist in unterschiedlichen Dicken und Abmessungen herstellbar,
so daß auch hierdurch die Intensität der Feuerhemmung beeinflußt werden
kann.
Sofern die Platten 6 bei einem Fensterrahmen oder einem Türrahmen zur
Abdeckung der Außenflächen dienen, können sie zu einem dem Metallrahmen
entsprechend großen Rahmen zusammengefaßt und an der Außenseite der Me
tallprofile durch Kleber oder durch mechanische Mittel festgelegt werden.
Aus der Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, daß aus Alaun und Gips bestehende
Formkörper 8, 9 und 10 in Hohlkammern der Außenteile und des Mittel teils
eingesetzt werden können, so daß bei einer Aufheizung dieser Formkörper
auf die Ansprechtemperatur Wasser frei wird und das Metallprofil durch
dieses frei werdende Wasser gekühlt wird.
Die plattenförmigen Bauteile nach der Erfindung können auch, wie die Fig.
3 zeigt, bei einer Fassaden- oder Dachkonstruktion, bei der die Fassaden
felder oder die Dachfelder, die von Metallprofilen begrenzt werden, durch
Glasscheiben 10 ausgefüllt sind, zur Abdeckung von Metallflächen an der
Rauminnenseite verwandt werden.
Bei der Konstruktion nach der Fig. 3 ist ein aus Aluminium gefertigtes
Hauptprofil 11, das im Gebäudeinnenraum liegt, an seinen Außenflächen
durch Platten 12, 13 und 14 abgedeckt, die aus Alaun und Gips bestehen.
Diese Platten weisen ebenfalls in die Außenschichten eingebundene Gewebe,
vorzugsweise Glasfasergewebe 15 zur Stabilisierung auf. Die Platten 12, 13
und 14 sind über Kleber oder über mechanische Mittel mit dem Hauptprofil
11 verbunden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch eine Metallabdeckung
16 vorgesehen, die aus einem aus Leichtmetall oder aus Edelstahl gefer
tigten Blech bestehen kann. Diese Metallabdeckung kann auch zur Festle
gung der Platten 12, 13, 14 herangezogen werden.
Die erfindungsgemäßen Bauteile in der Form von Platten, Formteilen oder
Profilen können auch zur Verbesserung des Brandschutzes zur Abdeckung
oder Verkleidung von aus Holz oder aus Kunststoff gefertigten Bauelemen
ten verwendet werden.
Aus den erfindungsgemäßen Bauteilen können auch Trennwände gefertigt wer
den. Sie können auch zur Verkleidung von Trennwänden oder anderen Wänden
benutzt werden, die aus Bauelementen aus Metall, Holz oder Kunststoff
hergestellt sind.
Bezugszeichenliste
1 Profil
2 Außenteil
3 Mittelteil
4 Außenteil
5 Profil
6 Platte
7 Glasfasergewebe
8 Formkörper
9 Formkörper
10 Glasscheibe
11 Hauptprofil
12 Platte
13 Platte
14 Platte
15 Glasfasergewebe
16 Metallabdeckung
2 Außenteil
3 Mittelteil
4 Außenteil
5 Profil
6 Platte
7 Glasfasergewebe
8 Formkörper
9 Formkörper
10 Glasscheibe
11 Hauptprofil
12 Platte
13 Platte
14 Platte
15 Glasfasergewebe
16 Metallabdeckung
Claims (5)
1. Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in Brandschutz
ausführung, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
Alaun als hydrophiles Adsorbens und Gips besteht.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hydrophiles
Adsorbens Kalium-Alaun verwendet wird und das Kalium-Alaun in eine Gips
matrix eingebunden ist.
3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zu 50 Prozent
aus Kalium-Alaun und zu 50 Prozent aus einem modifizierten Gips besteht.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
es plattenförmig ausgebildet ist und mehrere Platten zu einem Rahmen ver
bunden sind, der einen entsprechenden Rahmen aus Metall, Holz oder Kunst
stoff abdeckt.
5. Bauteile nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß es als Formkörper oder als Profilstrang ausgebildet und als Fül
lung von Profilhohlkammern oder als Abdeckung im Innen- oder Außenausbau
verwendet wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4443761A DE4443761A1 (de) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in Brandschutzausführung |
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DE4443761A DE4443761A1 (de) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in Brandschutzausführung |
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DE4443761A Withdrawn DE4443761A1 (de) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | Wärmebindendes Bauteil für den Innen- und Außenausbau in Brandschutzausführung |
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DE59510473T Expired - Fee Related DE59510473D1 (de) | 1994-12-08 | 1995-11-22 | Profil mit Profilhohlkammer gefüllt mit einem wärmebindenden Material |
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