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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine feuerbeständige Wandkonstruktion, umfassend
eine Reihe von voneinander beabstandeten vertikalen Ständern, die
mit jeweiligen Beplankungslagen aus feuerbeständigen Bauplatten, die an den
Ständern
befestigt sind, bedeckt sind.
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Feuerbeständige Wände sind
dafür vorgesehen,
eine Branddauer ohne Intaktheits- oder Dämmleistungsverlust zu überstehen.
Dies hat zu einer Konstruktion geführt, bei der eine Wand aus
Metallständern
mit an jeder Seite angebrachten Platten und gelegentlich Isolierung
im Hohlraum besteht. Im Verlauf des Brandversuchs fallen die Lagen
der Platten weg, bis schließlich
die Wand entweder durch Wärmeübergang
oder Intaktheitsverlust ausfällt.
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Eine
solche Wandung wird in DE-U-295 05 833 gezeigt, in dem die Konstruktion
auf beiden Seiten mit einer Beplankung versehen ist, die aus auf Ständerprofilen
oder Ständern
aufgenieteten Stahlblechtafeln und einer darauf verschraubten mehrlagigen
Gipskartonplatten-Beplankung besteht.
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Besonders
nützlich
in feuerbeständigen Trennwänden sind
gemäß unserem
Patent GB-B-2 053 779 hergestellte Platten, die aus einem getrockneten
zementartigen (gewöhnlich
Gips) haltigen Kern, der vorzugsweise mit gehacktem anorganischem
Faserstoff verstärkt
ist, und einer Oberflächenlage
auf wenigstens einer Seite bestehen, die einen in der Gipsfläche eingebetteten
Bogen aus anorganischem Faserstoff aufweist, sodass sich das Material
des Kerns in einer kontinuierlichen Schicht über die Bahnaußenfläche des
Bogens erstreckt. Diese Platte verleiht dank ihrer völlig anorganischen
Oberfläche
gute Beständigkeit
gegen die Flammenausbreitung, hat aber auch einen hohen Grad an
inhärenter
Feuerbeständigkeit,
die sich aus dem Verhalten des Kernmaterials ergibt, wenn die Platte
Feuer ausgesetzt wird.
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Wenn
eine Gipsfläche
Feuer ausgesetzt wird, wird das kombinierte Kristallwasser nach
und nach in der Form von Wasserdampf in zwei Stufen freigesetzt,
die beide endotherm sind, während
eine Decke aus gebranntem Gips stark an dem ungebrannten Material
haftend zurückbleibt,
was den Dehydratisierungsprozess verzögert, der mit zunehmender Dicke
der gebrannten Lage fortschreitend langsamer wird. Währenddessen
bleibt die Temperatur hinter der Brennebene nur geringfügig über 100°C, sodass
die Temperatur von Materialien, die mit der nicht ausgesetzten Seite
der Platte in Kontakt oder neben ihr sind, 100°C nicht überschreiten sollte, bis sämtliches
Kristallwasser in der Platte ausgestoßen worden ist. Dies liegt
weit unter der Entzündungstemperatur
der meisten Materialien, die im Bauwesen verwendet oder in Gebäuden aufbewahrt werden.
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Wenn
der Gipsgehalt der Platte vollkommen ausgeglüht worden ist, wirken die Rückstände (Calciumsulfat)
weiterhin als isolierende Sperre, solange sie intakt bleibt. Anorganische
Faserbahnen und Faserverstärkung
des Kerns tragen dazu bei, die Intaktheit der Platte zu gewährleisten
und eine Brandsperre für
eine beträchtliche
Zeit nach dem Brennen aufrecht zu erhalten.
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Bei
dieser Trennwandkonstruktion hat der Metallrahmen der Wand am Ausfallpunkt
der Wand eine Temperatur von etwa 1000°C, da alle Platten an der ausgesetzten
Beplankung zerfallen sind. Das stellt ein Problem dar, wenn eine
Wand größerer Höhe benötigt wird,
da Stahl bei erhöhten
Temperaturen an Festigkeit verliert. Dieser Festigkeitsverlust bedeutet,
dass die Wand nicht stabil bleibt und folglich die Platten auf der
nicht ausgesetzten Seite des Metalls nicht trägt. Zu allem Überfluss
durchläuft Stahl,
wenn er differentiell erhitzt wird, thermische Verformung, was bedeutet,
dass das Gewicht der Wand selbst exzentrisch wirkt. Aus diesem Grund wurden
feuerbeständige
Trennwände
beträchtlicher Höhe, beispielsweise
bis zu 20 m, nur mithilfe von tragenden baulichen Rahmen erreicht,
die es ermöglichen,
dass die Trennwand in kleinere Bereiche unterteilt wird, die die
gewünschte
Beständigkeit
verleihen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
leicht montierte Trennwand bereitzustellen, die ohne die Verwendung
eines tragenden baulichen Rahmens bis zu vier Stunden Feuerbeständigkeit
bei beträchtlichen
Höhen,
z.B. bis zu 20 m, bieten kann.
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Gemäß dieser
Erfindung ist eine derartige feuerbeständige Wand dadurch gekennzeichnet, dass
die Konstruktion zwei voneinander beabstandete Reihen von Ständern hat
und dass die Reihen von Ständern
durch eine zentrale Lage aus feuerbeständigem Bauplattenmaterial getrennt
sind, an der die Ständer
beider Reihen befestigt sind, wobei die Dicke der zentralen Lage
größer ist
als die von jeder der Beplankungslagen. Die Ständer oder Träger des
feuerbeständigen
Materials sind vorzugsweise aus Metall, wie z.B. Stahl. Die bevorzugte
Platte ist eine mit anorganischer Faser verstärkte Gipsplatte, zum Beispiel
von der oben besprochenen Art.
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Die
Erfindung erfüllt
ihre Aufgabe, indem sie den Platten während der erforderlichen Dauer
Halt verleiht. Von den zwei Metallrahmen, die durch den Plattenkern
getrennt sind, ist der dem Feuer am nächsten liegende Rahmen ein
Opferrahmen, während
der zweite Rahmen kühl
bleibt und folglich die Festigkeit hat, die Wand für die erforderliche
Dauer aufrecht zu halten. Der dickere Kern wird weiterhin vom überlebenden
Rahmen getragen.
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Zum
Erreichen größerer Feuerbeständigkeit ist
jede Plattenlage vorzugsweise aus mehreren Dicken Plattenmaterial
gebildet. Die gewünschte
Dicke der zentralen Lage kann erreicht werden, indem wenigstens
zwei Plattendicken eingesetzt werden, während die Beplankungslagen
aus weniger Plattendicken bestehen können.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist ihre Wirtschaftlichkeit bezüglich der
erforderlichen Bauplattenmenge für
einen bestimmten Grad an Feuerbeständigkeit. Dies ergibt sich
aus der Lage der meisten Platten, d.h. der größeren Menge feuerbeständigen Materials
in der zentralen Lage, wo es von den äußeren Opferlagen geschützt wird.
Diese mittengewichtete oder symmetrische Konstruktion ermöglicht die
Verwendung dünnerer
Beplankungslagen als wenn jede Beplankungslage selbst die Hauptverteidigung
gegen die Feuerfortpflanzung bilden müsste, die jede Seite angreifen
könnte.
Die Beplankungslagen oder wenigstens die Lage auf der einem bekannten
Brandrisiko ausgesetzten Seite beinhaltet vorzugsweise Material
hoher Feuerbeständigkeit
und Intaktheit, beispielsweise eine Metall- (z.B. Stahl-) tafel;
dieses kann zum Maximieren des Potenzials des Luft enthaltenden
Hohlraums verwendet werden oder dazu dienen, die Zahl der in den äußeren Lagen
eingesetzten Plattendicken zu verringern.
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Diese
Wand ist konstruiert, um eine vierstündige Feuerbeständigkeit
bei höheren
Höhen aufrecht zu
erhalten, und erzielt folglich, wenn bei 3 m Höhe geprüft, 5 Stunden Feuerbeständigkeit.
Die traditionellen Ausfallkriterien gelten aber nicht und der kritische
Faktor ist die Temperatur des kalten Metallrahmens bei 4 Stunden
Dauer. Der kalte Metallrahmen hat eine Temperatur von etwa 100°C mit einer
kleinen Temperaturdifferenz zu dem Ständer bei der vierstündigen Dauer,
weshalb die Konstruktion bei größeren Höhen verwendet
werden kann.
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Im
Folgenden werden nun bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beispielhaft
mit Bezug auf die Begleitzeichnung beschrieben, die ein horizontaler
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Wand ist.
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Bei
der Montage der in der Zeichnung gezeigten Trennwand hat ein erster
Rahmen eine obere Metallschiene und eine untere Metallschiene, die
mit einem Mittenabstand von 600 mm an der angrenzenden Boden bzw.
Deckenfläche
befestigt sind. Zwischen den Schienen und den Flächen, an denen sie befestigt
sind, werden Streifen aus mit anorganischer Faser verstärktem Gipsplattenmaterial,
die 72 mm breit und 25 mm dick sind, zwischengelegt. Dann werden
Metallständer 10 mit
einem Mittenabstand von 600 mm zwischen der oberen und unteren Schiene
positioniert. Die Endständer
an den Seiten der Trennwand werden mit einem Mittenabstand von 600 mm
durch einen weiteren Streifen von mit anorganischer Faser verstärktem Gipsplattenmaterial
an der angrenzenden Wand befestigt.
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An
den Stirnflächen
der Ständer 10 werden mit
Schrauben drei Dicken von mit anorganischer Faser verstärktem Gipsplattenmaterial,
das in aneinander stoßenden
senkrechten Längen
angeordnet ist, befestigt, die die innere Beplankung der fertigen Trennwand
bilden sollen. Eine erste Lage 11 aus 15-mm-Plattenmaterial
wird mit 25-mm-Schrauben mit einem Mittenabstand von 300 mm am gesamten Metallrahmen
befestigt, eine zweite Lage 12 aus 25-mm-Plattenmaterial
mit 42-mm-Schrauben
mit einem Mittenabstand von 300 mm und die dritte Lage 13 von
15-mm-Plattenmaterial mit 75-mm-Schrauben mit ähnlicher Beabstandung. Die
Fugen zwischen den Platten sind mit Bezug auf angrenzende Lagen
versetzt, wobei sich am befestigten Rand eine ganze Platte befindet.
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Ein
zweiter ähnlicher
Metallständerrahmen (der
aber oben, unten und an den Seiten 50 mm dicke Plattenmaterialstreifen
verwendet) wird daneben und in Kontakt mit den drei Lagen Plattenmaterial aufgebaut.
Die Ständer 14 im
zweiten Rahmen sind mit Bezug auf die Ständer 10 im ersten
Rahmen um 300 mm versetzt und der zweite Rahmen ist mithilfe von
75-mm-Schrauben an den drei Lagen Plattenmaterial 11–13 befestigt.
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Die
Außenseite
jedes Rahmens wird dann mit 0,7-mm-Stahlblech 15 verkleidet, das
mit 13 mm Schrauben mit Kreuzschlitzkopf bei Mittenabständen von
300 mm befestigt wird. Eine Lage 25-mm-Plattenmaterial 16 wird mit
25-mm-Schrauben
mit Mittenabständen
von 150 mm um den Umfang und abwärts entlang
der Mitte der Platten am Stahlblech befestigt und eine äußere Lage
von 15-mm-Plattenmaterial 17 wird mithilfe von 42-mm-Schrauben mit
Mittenabständen
von 300 mm um den Umfang und abwärts entlang
der Mitte der Platten bis zum Stahlblech hindurch befestigt. Die
senkrechten Fugen zwischen den Platten in den äußeren Lagen werden so positioniert,
dass keine Fuge mit der Position eines Ständers fluchtet. Alle Fugen
werden abgeklebt und mit einer konventionellen Fugenspachtelmasse
verspachtelt und Schraubenköpfe
damit betupft.
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In
einem typischen Beispiel sind die Schienen und Ständer aus
kaltgeformtem feuerverzinktem Stahl gemäß BS 2989 (EN 10142) und die
Platten sind glasfaserverstärktes
Gipsplattenmaterial gemäß dem britischen
Patent GB-B-2 053 779, vorzugsweise wie das unter der Bezeichnung „Glasroc
S" verkaufte.
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In
einem Versuch, der an einer 3 m hohen und 3 m breiten Trennwand
durchgeführt
wurde, die in einem betonverkleideten Stahlrückhalterahmen mit einer Öffnung dieser
Größe konstruiert
war, wies die Trennwand beim Versuch gemäß BS476: Teil 22: 1987 eine
Feuerbeständigkeit
von fünf
Stunden auf.