DE69619737T2 - Feuerwiderstandsfähige Verglasung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine feuerwiderstandsfähige Verglasung aus zwei über einen rahmenförmigen Abstandshalter am Rand dicht miteinander verbundenen Glasscheiben, deren Zwischenraum mit einem ein wasserlösliches Salz enthaltenden Hydrogel gefüllt ist.
• Feuerwiderstandsfähige Glasscheiben dieser Art sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 2713849C2 , DE 3530968C2 , EP 0001531 B1 und 0049204 B1 bekannt. Bei diesen bekannten feuerwiderstandsfähigen Verglasungen besteht der Abstandsrahmen aus Profilabschnitten aus korrosionsbeständigem Stahl, die durch Einsteckwinkel ebenfalls aus korrosionsbeständigem Stahl miteinander verbunden werden.
• Die feuerhemmende Wirkung solcher Verglasungen im Brandfall beruht darauf, dass zunächst erhebliche Energiemengen der auftreffenden Hitze von dem Wasser absorbiert werden und das Wasser zum Verdampfen bringen. Nach dem Verdampfen des Wassers hat sich aus dem Salz ein schaumartiger Hitzeschild gebildet. Während der Verdampfung des Wassers erhöht sich die Oberflächentemperatur der Verglasung auf der der Hitzeeinwirkung abgewandten Seite nur unwesentlich und bleibt unterhalb des nach DIN 4102 zulässigen Wertes von 140 K über der Ausgangstemperatur. Wenn sich nach der Verdampfung des Wassers der schaumartige Hitzeschild gebildet hat, übernimmt dieser im weiteren Verlauf die Hitzeisolation und verhindert insbesondere den Durchtritt der Hitzestrahlung durch die Verglasung. Je nach Dicke der Gelschicht lassen sich auf diese Weise Brandschutzgläser herstellen, die den Feuerwiderstandsklassen F 30, F 60 oder höheren Klassen nach DIN 4102, Teil 2, entsprechen.
• Bei feuerwiderstandsfähigen Verglasungen mit diesem bekannten Aufbau sind je nach der Dicke und der Art der verwendeten Glasscheiben Gelschichtdicken von wenigstens 15 mm erforderlich, um die Bedingungen der Feuerwiderstandsklasse F 30 zu erfüllen. Bei Verwendung von zwei vorgespannten Glasscheiben von je 5 mm Dicke beispielsweise beträgt die Dicke der Verglasungseinheit infolgedessen wenigstens etwa 25 mm.
• In manchen Fällen besteht ein Interesse daran, Verglasungen der genannten Art einer bestimmten Feuerwiderstandsklasse, jedoch mit einer geringeren Gesamtdicke der Verglasungseinheit einzusetzen. Beispielsweise kann sich eine solche Forderung aus Gründen einer Gewichtsverringerung oder wegen einer bestimmten Rahmenkonstruktion ergeben, die den Dickenabmessungen der Verglasung Grenzen setzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau dieser bekannten feuerwiderstandsfähigen Verglasungen dahingehend zu ändern, dass die Brandschutzwirkung weiter erhöht wird. Insbesondere soll eine gleich gute Brandschutzwirkung, wie sie die bekannten Brandschutzgläser aufweisen, mit einer geringeren Gesamtdicke der Verglasung erreicht werden.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Abstandsrahmen zwischen den beiden Glasscheiben aus einem hitzebeständigen Material mit einer Wärmeleitzahl von < 2 kcal/mhK besteht.
• Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass bei Brandversuchen an den bekannten Verglasungen die Zerstörung der Brandschutzverglasung in aller Regel am Rand einsetzt. Offenbar verdampft das Wasser in der Nähe der metallischen Abstandshalter schneller als in der übrigen Scheibenfläche. Das führt dazu, dass auf der der Feuereinwirkung abgewandten Seite der Verglasung der Randbereich sich schneller erwärmt als das Mittelfeld und dadurch im Vergleich zur Scheibenmitte schneller geschwächt wird, was schließlich zur Zerstörung der Verglasung vom Randbereich aus führt.
• Erfindungsgemäß wird die Aufheizung der Verglasung im Randbereich durch die Verwendung von Abstandshaltern mit einer wesentlich niedrigeren Wärmeleitzahl als Stahl wesentlich verlangsamt, und bei gleicher Dicke der Verglasungseinheit wird dadurch die Feuerwiderstandsdauer deutlich erhöht. Auf diese Weise wird es möglich, die gleiche Feuerwiderstandsdauer, wie sie die bekannten Verglasungseinheiten aufweisen, mit einer deutlich geringeren Dicke der Verglasungseinheit zu erreichen.
• Vorzugsweise werden für die Abstandshalter hitzebeständige Materialien auf keramischer oder silikatischer Basis verwendet. Solche Materialien haben eine verhältnismäßig niedrige Wärmeleitzahl in der Größenordnung von 0,5 bis 1 kcal/mhK, während korrosionsbeständiger Stahl eine Wärmeleitzahl von 15 bis 45 kcal/mhK aufweist. Darüber hinaus haben diese Materialien den besonderen Vorzug, dass sie als solche unempfindlich sind gegen die aggressive Salzlösung im Scheibenzwischenraum, so dass der Zusatz besonderer Korrosionsschutzsubstanzen, wie er selbst bei Verwendung von Abstandsrahmen aus korrosionsbeständigem Stahl in der DE 3530968C2 vorgeschlagen wird, überflüssig ist.
• Als Material für den Abstandshalter haben sich Stangen, Streifen oder Profile aus Silikatglas, und zwar aus dem üblichen Floatglas, als besonders geeignet erwiesen. Bei Verwendung von Silikatglasstreifen kann nämlich das übliche Dichtsystem aus einer inneren Klebedichtung aus Butyl, das heißt einem Copolymerisat aus Isobutylen und Isopren, und einer äußeren Klebedichtung aus Thiokol, das heißt einem thermoplastischen Polymer der Alkylpolysulfidgruppe, unverändert beibehalten werden.
• Es ist vorteilhaft, die Haftung zwischen dem Gel und den Abstandshaltern durch das Aufbringen eines Haftvermittlers auf letztere zu verbessern. Bei Verwendung von gewöhnlichem Kalknatron-Silikatglas sind die besonders in dem Patent EP 0 001 531B beschriebenen Primer anwendbar. In diesem Dokument wird die Benutzung von Haftvermittlern auf der Basis eines Silans empfohlen, welches mit den Doppel- oder Dreifach-Kohlenstoffbindungen des Hydrogels reagieren kann, oder auf der Basis von organischen Titanaten oder Zirkonaten.
• Bei Verwendung eines anderen keramischen oder silikatischen Materials als gewöhnliches Floatglas muss gegebenenfalls das Klebersystem bzw. Dichtungssystem an dieses Material angepasst werden.
• Eine erfindungsgemäß ausgebildete feuerwiderstandsfähige Verglasung hat außer den genannten günstigen Eigenschaften den Vorteil, dass wegen der geringeren Wärmeleitung im Abstandsrahmen keine besonderen Maßnahmen zur Hitzeisolierung durch den Einbaurahmen der Verglasung getroffen werden müssen. Das bedeutet zum Beispiel, dass ein verhältnismäßig tiefer Einstand der Verglasung im Einbaurahmen, das heißt eine hohe Überdeckung im Randbereich der Verglasung durch den Einbaurahmen, nicht erforderlich ist. Erfindungsgemäß ausgebildete feuerwiderstandsfähige Verglasungen können also in deutlich schmaleren Rahmenkonstruktionen eingebaut werden, was der feuerwiderstandsfähigen Wand insgesamt ein leichteres Aussehen verleiht.
• In der Regel weisen Brandschutzgläser ebenso wie andere Verglasungen eine rechteckige Form auf, so dass sich der Abstandsrahmen aus geraden Abschnitten zusammensetzt. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, erfindungsgemäße Brandschutzgläser auch in jeder anderen gewünschten Form herzustellen. So können beispielsweise bei Verwendung von Glas als Material für den Abstandshalter die Glasstreifen nach Erwärmung auf ihre Biegetemperatur in jede gewünschte Form gebogen, und so beispielsweise auch runde oder halbrunde Brandschutzgläser hergestellt werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
• Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Brandschutzverglasung in einem senkrechten Schnitt.
• Die Verglasung umfasst zwei jeweils 5 mm dicke Silikatglasscheiben 1, 2, jeweils aus thermisch vorgespanntem Floatglas. Als Abstandshalter zwischen diesen beiden Glasscheiben 1, 2 dienen 12 mm breite Glasstreifen, 3, 4, 5 aus beispielsweise 4 mm dickem Floatglas. Diese Glasstreifen 3, 4, 5 sind über Kleberschichten 6, 7 aus Butyl mit den beiden Glasscheiben 1, 2 verklebt. Die Hohlkehle zwischen den Glasstreifen 3, 4, 5 und den Randbereichen der Glasscheiben 1, 2 ist mit einer Klebedichtmasse 8 aus einem Polysulfid ausgefüllt. Der auf diese Weise gebildete Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben 1, 2 ist mit einem salzhaltigen Hydrogel 9 gefüllt.
• Um bei der Herstellung der Brandschutzverglasung den Zwischenraum in der vorbereiteten Doppelglasscheibe mit der gelbildenden Flüssigkeit füllen zu können, ist der Glasstreifen 5 in der Nähe seines unteren Endes mit einer Bohrung 10 oder mit einem Eckausschnitt versehen. Ebenso ist der gegenüberliegende Glasstreifen, der in der Schnittdarstellung nicht sichtbar ist, in der Nähe seines oberen Endes mit einer Bohrung versehen, die als Entlüftungsöffnung dient. Selbstverständlich werden diese Öffnungen, die zunächst auf geeignete Weise freigehalten werden müssen, indem beispielsweise kurze Rohrabschnitte in die Bohrungen eingeführt werden, nach der Polymerisation des Gelbildners und nach Entfernen der zum Füllen und Entlüften verwendeten Rohrabschnitte durch Einbringen von Klebedichtmasse abgedichtet.
• Bei der Anordnung des Abstandsrahmens aus den Glasstreifen 3, 4, 5 sind spezielle Eckstücke, wie sie bei Verwendung von Abstandsrahmen aus Metallprofilabschnitten verwendet werden, nicht erforderlich, da die einzelnen Glasstreifen auf Stoß zueinander angeordnet werden. Während bei der üblichen Verfahrensweise unter Verwendung von metallischen Abstandshaltern zunächst aus Profilabschnitten und Einsteckecken ein geschlossener Rahmen hergestellt und dieser Rahmen als Ganzes auf eine der beiden Glasscheiben aufgelegt wird, werden bei der erfindungsgemäßen Brandschutzverglasung die Glasstreifen 3, 4, 5 einzeln der Reihe nach auf einer der beiden Glasscheiben angeordnet, nachdem sie zuvor wenigstens auf einer Kantenfläche mit einer Klebeschicht aus Butyl beschichtet werden. Auf diese Weise wird der geschlossene Abstandsrahmen als solcher erst auf der Glasscheibe zusammengesetzt.
• Mit einer in dieser Weise ausgebildeten Brandschutzverglasung wurde der Brandversuch entsprechend DIN 4102, Teil 2, Abschnitt 6.1 bis 6.2.5 durchgeführt. Ebenso wurde der Brandversuch mit einer Brandschutzverglasung durchgeführt, bei der der Abstandshalter, dessen Breite ebenfalls 12 mm betrug, aus einem korrosionsbeständigen Stahlprofil bestand, der übrige Aufbau der Brandschutzverglasung jedoch mit der erfindungsgemäßen Brandschutzverglasung identisch war. Während das Brandschutzglas mit dem Abstandsrahmen aus korrosionsbeständigem Stahl eine Feuerwiderstandsdauer von 25 Minuten erreichte, erzielte das erfindungsgemäße Brandschutzglas eine Feuerwiderstandsdauer von 32 Minuten und entsprach somit der Feuerwiderstandsklasse F 30.

Claims (5)

1. Feuerwiderstandsfähige Verglasung aus wenigstens zwei über einen rahmenförmigen Abstandshalter am Rand dicht miteinander verbundenen Glasscheiben, deren Zwischenraum mit einem ein wasserlösliches Salz enthaltenden Hydrogel gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsrahmen zwischen den beiden Glasscheiben (1,2) aus einem hitzebeständigen Material mit einer Wärmeleitzahl von < 2 kcal/mhK besteht.
2. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsrahmen aus Stäben oder Profilabschnitten aus keramischem Material besteht.
3. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsrahmen aus Silikatglasstreifen (3,4,5) besteht.
4. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüber angeordnete Silikatglasstreifen (5) des Abstandsrahmens in der Nähe ihrer diagonal gegenüberliegenden Enden jeweils mit einer Bohrung (10) oder mit einem Eckausschnitt als Einfüll- bzw. Entlüftungsöffnung versehen sind.
5. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Gel in Kontakt kommenden Oberflächen des Abstandsrahmens mit einem Haftvermittler behandelt werden, der insbesondere bei Verwendung von Silikatglas auf Basis eines mit den Doppel- oder Dreifach-Kohlenstoffbindungen des Hydrogels reagierenden Silans oder auf Basis von organischen Titanaten oder Zirkonaten aufgebaut ist.