EP0252901A2 - Brandschutzverkleidung für Stahlträger von Stahlkonstruktionen - Google Patents
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- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
- E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
- E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
- E04B1/943—Building elements specially adapted therefor elongated
- E04B1/944—Building elements specially adapted therefor elongated covered with fire-proofing material
Definitions
- the invention relates to a fire protection cladding for steel girders of steel structures, which is formed by at least one layer of plasterboard covering the girder or structural part to be protected, which layer is kept free from cavities on these girders or structural parts.
- these flame attachments have the disadvantage of a large expenditure of material, in particular with regard to the gypsum plasterboard, the work involved in the manufacture of the flame attachment of the absolutely necessary three-layer composite for the existing fire regulations, in particular for the class F 90 considerably, and in addition a mechanical fastening by steel strips or wire rope must be carried out, which has the disadvantage in terms of fire technology that these steel strips or wire wires outside heat up considerably in the event of a fire and lead to premature local destruction of the plasterboard.
- the cladding has at least eie further cladding layer made of plasterboard, which is kept clear of closed cavities by spacers at a distance from the first-mentioned cladding layer, the between the carrier or structural part and the first cladding and between this and the further casing formed cavities are closed gas-tight.
- the gas-tight closure of the cavities ensures that no hot flame gases penetrate into the cavities and through the Leakage of the crystal water and its evaporation can reduce the cooling effect as long as the plasterboard layers are not destroyed. Since the latter is only to be expected after a correspondingly long duration of action of a fire on the casing, the construction according to the invention has a correspondingly high fire resistance. This makes it possible to meet the provisions of the relevant safety regulations with a very simple construction.
- the cavities can be kept free by arranging at least spacer elements between the steel support and the first covering layer as well as between the successive further covering layers.
- these measures have the advantage that the gypsum plasterboard can be laid in a particularly simple manner when the flame attachment is erected.
- the cavities can also be kept free according to the invention in that the cladding layers which come into full contact with one another as well as with the steel support are each formed with depressions to form the cavities.
- the plasterboard can be brought into contact with both the steel girder and against each other gives rise to the possibility of particularly rapid processing. According to the recesses, the crystal water can be evaporated freely in the event of a fire.
- the procedure according to the invention is such that the plates of each cladding are largely gas-tightly connected to one another. This ensures that the cooling effect which occurs on the surfaces of the gypsum cardboard casing facing the cavities is not impaired by hot gases from the flame space due to the evaporative cooling.
- Yet another embodiment of the fire protection cladding according to the invention can consist in that a steel beam with an I-shaped cross-section is subdivided into the cavity formed between the first casing and the I-beam by zigzag-shaped, plate-shaped plasterboard blanks.
- Another advantageous embodiment of the fire protection cladding according to the invention can consist in that the outermost cladding layer is formed at least in regions by a space-forming wall plate made of plasterboard. This creates the possibility with regard to the outermost sheathing to avoid separate spacing elements to create the free spaces in the area of the wall plate, so that if the outermost sheathing (wall plate) is destroyed in the event of a fire, there is no direct connection to the subsequent inner sheathing and thus does not automatically destroy or destroy it is damaged by the destruction of the outer casing.
- FIG. 1 shows cross sections through sheathed steel girders according to the invention
- Fig. 3 shows a cross section along line III-III of Fig. 4 through a steel girder with I-shaped cross section installed according to the invention in a wall composite
- Fig. 4 shows a cross section through this structure along line IV-IV of FIG. 3.
- Fig. 1 denotes a steel beam with a hollow profile.
- the invention is not limited to such steel beams. It finds equally advantageous use in solid steel girders or, as will be described in connection with FIG. 2, also in steel girders with an I-shaped cross section.
- Spacer strips 2 are attached to the steel girder, which keep a sheathing, designated overall by 3, from the steel girder.
- This casing 3 consists of a total of four plasterboard 3platten, which are butted together.
- These gypsum plasterboards 3 ⁇ are attached to the reinforced concrete support by arbitrarily distributed, locally limited zones of a commercially available adhesive 4 for gypsum plasterboards.
- cavities 5 are formed between the casing 3 and the steel beam 1, into which the crystal water of the gypsum can evaporate in the event of a fire.
- the spacer elements 2 can be interrupted either continuously or in certain areas. It is not essential for the invention that these spacer elements are provided on all four sides of the steel girder. It only insignificantly complicates the attachment of the casing 3 if such spacer elements are only provided on two opposite sides of the steel girder.
- the covering can have bandages made of a glass fiber fleece or the like, which is fixed to the plasterboard with gypsum mortar. This is indicated by dashed lines at 6 in FIG. 1.
- a sheathing 7 is fixed in the same way, with cavities being kept free, as the sheathing 3 on the steel carrier 1.
- the individual plates are denoted by 7 ⁇ , the other matching parts such as spacer strips and adhesive zones with the same reference numerals.
- the wall thickness of the sheathing plates 3 ⁇ is chosen to be greater than the wall thickness of the sheathing plates 7 ⁇ .
- the wall thicknesses can be selected such that the first sheathing layer with the greatest wall thickness with respect to the steel girder and the subsequent sheathing layers with a relatively smaller, preferably from the inside to the outside, sheathing layer to sheathing layer decreasing wall thickness are formed.
- Fig. 2 shows a fire protection cladding according to the invention for a steel beam with an I-shaped cross section.
- This I-beam is designated 8; 2 has essentially the same structure as the fire protection cladding according to FIG. 1. The same parts are therefore designated by the same reference numerals.
- FIG. 3 and 4 show plan and elevation cross sections of a further possible embodiment of a fire protection cladding according to the invention for a steel beam with an I-shaped cross section.
- the inner casing corresponds to the structure according to FIG. 2 both in terms of its structure and its distance from the steel girder.
- this second cladding is formed on two sides by space-forming plasterboard 11.
- the gypsum plasterboards 12 complement this second casing to form a closed cross section.
- the release of voids between the first casing 3 and the second casing formed by the plates 11 and 12 takes place essentially by means of the spacer elements 13.
- a particularly advantageous embodiment in the case of such fire protection cladding can consist in that the between the plates 11 and the adjacent plates 3 ⁇ of the inner cladding cavities are left completely free of spacer strips and adhesive zones.
- spacer elements 14 can be provided on the end faces of the plates 3 ⁇ of the inner casing running perpendicular to the plates 11. With regard to the spacer elements 14, it is advantageous if they only consist of locally limited spacing areas and not e.g. from continuous strips, which increases the security against damage to this inner casing in the event of destruction of the outer plates 11 in the event of a fire.
- the cavities according to the invention in the case of fire protection cladding can, according to the exemplary embodiment according to FIG. 5, also be provided in that recesses 17 and 18 are formed in the plates 15 and 16 forming a respective envelope 15 and 16, which recesses can, for example, run like a channel .
- the plates 15 ⁇ and 16 ⁇ formed in this way can be glued firmly to the steel support 1 or to the sheathing underneath, according to the recesses 18 or 19 automatically comes to the formation of cavities according to the invention for the evaporation of the crystal water.
- spacer elements such as 20 can also be used here.
- This exemplary embodiment was explained with the aid of a steel girder with a hollow cross-section, whereby naturally this embodiment can equally be used with steel girders with a full cross-section or with an I-shaped cross-section.
- Unfinished floors or unfinished ceilings are glued with their end faces to these components and, if necessary, even filled. If different wrappings come together, they are glued to one another and, if necessary, filled.
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Abstract
Description
- Die ERfindung betrifft eine Brandschutzverkleidung für Stahlträger von Stahlkonstruktionen, die durch mindestens eine den zu schützenden Träger oder Konstruktionsteil abdeckende Schichte aus Gipskarton gebildet ist, die unter Freihaltung von Hohlräumen an diesen Trägern oder Konstruktionsteilen gehalten ist.
- Bekannte Flammbefestigungen von Stahlträgern bestehen z.B. darin, daß drei Ummantelungen aus Gipskartonplatten satt aneinandergeklebt und ihrerseits satt mit dem Stahlträger verklebt sind. Dieser Dreierverbund ist dann noch mechanisch mit Stahlbändern bzw. Rödeldraht befestigt.
- Diese Flammbefestigungen haben einerseits den Nachteil eines großen Materialaufwandes, insbesondere im Hinblick auf die Gipskartonplatten, der Arbeitsaufwand ist bei der Herstellung der Flammbefestigung zufolge des unbedingt notwendigen Dreischichtverbundes für die bestehenden feuerpolizeilichen Vorschriften, insbesondere für die Klasse F 90 beträchtlich und außerdem muß zusätzlich noch eine mechanische Befestigung durch Stahlbänder oder Rödeldraht erfolgen, welche feuertechnisch den Nachteil hat, daß sich im Brandfall diese außen liegenden Stahlbänder bzw. Rödeldraht stark erhitzen werden und solcherart zu einer vorzeitigen lokalen Zerstörung der Gipskartonplatten führen.
- Weiters wurde durch die US-PS 4 480 419 und die DD-PS 226 621 eine Brandschutzverkleidung der eingangs erwähnten Art bekannt. Bei dieser ist jedoch nur eine Ummantelungsschichte vorgesehen, die im Abstand vom zu schützenden Konstruktionsteil gehalten ist, wobei die Zwischenräume mit der Umgebung in Verbindung stehen. Dadurch ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die heißen Flammgase in die Zwischenräume eindringen können und das austretende Kristallwasser mitreißen können, sodaß dieses kaum etwas zur Kühlung der Ummantelungsschichten beitragen kann. Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Verkleinerung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der mit einem geringen Material- und Arbeitsaufwand ein hohes Maß an Beständigkeit gegen eine Brandeinwirkung erzielt werden kann.
- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Verkleidung mindestens eie weitere Ummantelungsschichte aus Gipskarton aufweist, die unter Freihaltung von geschlossenen Hohlräumen durch Distanzhalter im Abstand von der erstgenannten Ummantelungsschichte gehalten ist, wobei die zwischen dem Träger oder Konstruktionsteil und der ersten Ummantelung und zwischen dieser und der weiteren Ummantelung gebildeten Hohlräume in sich gasdicht geschlossen sind.
- Durch den gasdichten Verschluß der Hohlräume wird sichergestellt, daß keine heißen Flammgase in die Hohlräume eindringen und den durch den Austritt des Kristallwassers und dessen Verdunstung bedingten Kühleffekt vermindern können, solange die Gipskartonschichten nicht zerstört sind. Da letzteres erst nach einer entsprechend langen Einwirkdauer eines Brandes auf die Ummantelung zu erwarten ist, ergibt sich eine entsprechend hohe Brandbeständigkeit der erfindungsgemäßen Konstruktion. Damit ist es möglich, mit einer sehr einfachen Konstruktion die Bestimmungen der einschlägigen Sicherheitsvorschriften zu erfüllen.
- Die Freihaltung der Hohlräume kann dadurch erreicht werden, daß sowohl zwischen dem Stahlträger und der ersten Ummantelungsschicht als auch zwischen den aufeinanderfolgenden weiteren Ummantelungsschichten wenigstens Distanzelemente angeordnet sind. Diese Maßnahmen haben insbesondere verarbeitungstechnisch den Vorteil, daß die Verlegung des Gipskartons bei der Errichtung der Flammbefestigung in besonders einfacher Weise erfolgen kann.
- Die Freihaltung von Hohlräumen kann erfindungsgemäß auch dadurch erfolgen, daß die abschnittsweise satt sowohl aneinander als auch am Stahlträger in Anlage kommenden Ummantelungsschichten jeweils mit Vertiefungen zur Bildung der Hohlräume ausgebildet sind. Dadurch daß in diesem Fall die Gipskartonplatten satt sowohl am Stahlträger als auch aneinander in Anlage gebracht werden können, ergibt sich die Möglichkeit einer besonders schnellen Verarbeitung,zufolge der Vertiefungen ist die freie Abdampfbarkeit des Kristallwassers im Brandfall gewährleistet.
- Eine Erhöhung der Standzeit der Brandschutzverkleidung im Brandfall kann erreicht werden, wenn in der Weiterbildung der Erfindung so vorgegangen wird, daß die Ummantelungsschichten beginnend von der den Stahlträger direkt umgebenden Ummantelungsschicht von innen nach außen mit einer jeweils geringeren Wandstärke ausgebildet sind.
- Bei einer Brandschutzverkleidung, bei welcher die Ummantelungsschichten aus Platten zusammengesetzt sind, kann erfindungsgemäß so vorgegangen werden, daß die Platten jeder Ummantelung weitgehend gasdicht miteinander verbunden sind. Hiedurch ist gewährleistet, daß der an den den Hohlräumen zugewandten Flächen der Gispkartonummantelung durch die Verdunstungskälte auftretende Kühleffekt nicht durch heiße Gase aus dem Flammraum beinträchtigt wird.
- Wieder eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brandschutzverkleidung kann dadurch bestehen, daß einem Stahlträger mit I-förmigen Querschnitt der zwischen erster Ummantelung und I-Träger gebildete Hohlraum durch zick-zack-förmig angeordnete, plattenförmige Gipskartonzuschnitte unterteilt ist. Auch diese Maßnahmen verlängern die Standzeit der erfindungsgemäßen Brandschutzverkleidung, da dann, wenn nach lang andauernder Beflammung bereits lokal die innerste dem Stahlträger zugewandte Umhüllung zerstört wird, die innen liegenden, durch die I-Form des Stahlträgers bedingten Hohlräume unterbrochen sind, somit keine Kaminwirkung für die heißen Flammgase vorliegt und somit auch die Beflammung der Innenseite der Ummantelung und des Stahlträger lokal begrenzt bleibt.
- Eine andere vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform der Brandschutzverkleidung kann darin bestehen, daß die äußerste Ummantelungsschicht wenigstens bereichsweise durch eine raumbildende Wandplatte aus Gipskarton gebildet ist. Dies schafft die Möglichkeit mit Bezug auf die äußerste Ummantelung gesonderte Distanzelemente zur Schaffung der Freiräume im Bereich der Wandplatte zu vermeiden, sodaß bei einer Zerstörung der äußersten Ummantelung (Wandplatte) im Brandfall keine direkte Verbindung zur darauffolgenden inneren Ummantelung vorliegt und somit diese nicht automatisch mitzerstört bzw. durch die Zerstörung der äußersten Ummantelung beschädigt wird.
- Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigen Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 5 Querschnitte durch erfindungsgemäße ummantelte Stahlträger, Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III der Fig. 4 durch einen in einen Wandverbund eingebauten erfindungsgemäß ummantelten Stahlträger mit I-förmigem Querschnitt und Fig. 4 einen Querschnitt durch diesen Aufbau längs Linie IV-IV der Fig. 3.
- In Fig. 1 ist mit 1 ein Stahlträger mit Hohlprofil bezeichnet. Die Erfindung ist aber auf solche Stahlträger nicht beschränkt. Sie findet gleichermaßen vorteilhafte Anwendung bei Vollstahlträgern oder wie dies noch im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden wird, auch bei Stahlträgern mit I-förmigem Querschnitt. Auf dem Stahlträger sind Distanzleisten 2 befestigt, welche eine insgesamt mit 3 bezeichnete Ummantelung vom Stahlträger in Abstand halten. Diese Ummantelung 3 besteht insgesamt aus vier Gipskartonplatten 3ʹ, die stumpf aneinandergesetzt sind. Diese Gipskartonplatten 3ʹ sind durch beliebig verteilte, lokal begrenzte Zonen eines für Gipskartonplatten handelsüblichen Klebers 4 am Stahlbetonträger befestigt. Solcherart entstehen zwischen der Ummantelung 3 und dem Stahlträger 1 Hohlräume 5, in welche im Brandfall das Kristallwasser des Gipses abdampfen kann. Die Distanzelemente 2 können entweder durchgehend oder bereichsweise unterbrochen sein. Nicht zwingend für die Erfindung ist, daß diese Distanzelemente an allen vier Seiten des Stahlträgers vorgesehen sind. Es erschwert die Anbringung der Ummantelung 3 nur unwesentlich, wenn solche Distanzelemente nur an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Stahlträgers vorgesehen sind.
- An jenen Stellen, wo die Gipskartonplatten 3ʹ stumpf aneinander stoßen sind diese unter Verwendung eines handelsüblichen Klebers miteinander verklebt. In den Eckbereichen kann die Ummantelung Bandagen aus einem Glasfaservlies oder dgl. aufweisen, das an den Gipskartonplatten mit Gipsmörtel festgelegt ist. Dies ist strichliert mit 6 in Fig. 1 bezeichnet.
- An dieser Ummantelung 3 ist eine Ummantelung 7 in der selben Weise unter Freihaltung von Hohlräumen festgelegt wie die Ummantelung 3 am Stahlträger 1. Die einzelnen Platten sind mit 7ʹ, die anderen übereinstimmenden Teile wie Distanzleisten und Kleberzonen mit den selben Bezugszeichen bezeichnet.
- Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Wandstärke der Ummantelungsplatten 3ʹ größer als die Wandstärke der Ummantelungsplatten 7ʹ gewählt wird. Bei einer mehr als zwei Ummantelungen aufweisenden erfindungsgemäßen Brandschutzverkleidung können die Wandstärken so gewählt werden, daß die mit bezug auf den Stahlträger erste Ummantelungsschicht mit der größten Wandstärke und die darauffolgenden Ummantelungsschichten mit einer im Vergleich hiezu kleineren, vorzugsweise von innen nach außen von Ummantelungsschicht zu Ummantelungsschicht jeweils abnehmenden Wandstärke ausgebildet sind.
- Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Brandschutzverkleidung für einen Stahlträger mit I-förmigem Querschnitt. Dieser I-Träger ist mit 8 bezeichnet; im übrigen hat die Brandschutzverkleidung gemäß Fig. 2 im wesentlichen denselben Aufbau wie die Brandschutzverkleidung gemäß Fig. 1. Gleiche Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
- Fig. 3 und 4 zeigen Grundriß- bzw. Aufrißquerschnitte einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brandschutzverkleidung für einen Stahlträger mit I-förmigen Querschnitt. Die innere Ummantelung entspricht sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch ihrer Distanzierung vom Stahlträger dem Aufbau gemäß Fig. 2.
- Abweichend von Fig. 2 ist zunächst, daß die beiden einerseits vom Stahlträger und andererseits von einer Ummantelungsplatte 3ʹ begrenzten Innenhohlräume 9 durch Gipskartonzuschnitte 10 in Teilhohlräume unterbrochen sind. Dies hat den Vorteil, daß im Falle einer lokalen Zerstörung der innersten Gipskartonplatte 3ʹ im Brandfall die dann über diese Zerstörung in den Hohlraum 9 einströmenden heißen Flammgase auf einen von den Gipskartonzuschnitten 10 begrenzten Teilhohlraum beschränkt bleiben.
- Mit bezug auf die darauffolgende zweite Ummantelung ist bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform so vorgegangen worden, daß diese zweite Ummantelung an zwei Seiten von raumbildenden Gipskartonplatten 11 gebildet wird. Die Gipskartonplatten 12 ergänzen diese zweite Ummantelung zu einem geschlossenen Querschnitt. Die Freilassung von Hohlräumen zwischen der ersten Ummantelung 3 und der durch die Platten 11 und 12 gebildeten zweiten Ummantelung erfolgt im wesentlichen durch die Distanzelemente 13. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform bei einer solchen Brandschutzverkleidung kann darin bestehen, daß die zwischen den Platten 11 und den angrenzenden Platten 3ʹ der inneren Umkleidung gebildeten Hohlräume völlig frei von Distanzleisten und Kleberzonen belassen werden. Gegebenenfalls können Distanzelmente 14 an den Stirnseiten der senkrecht zu den Platten 11 verlaufenden Platten 3ʹ der inneren Ummantelung vorgesehen sein. Mit bezug auf die Distanzelemente 14 ist es von Vorteil, wenn diese lediglich aus lokalbegrenzten Distanzbereichen bestehen und nicht z.B. aus durchgehenden Leisten, was die Sicherheit vor Beschädigungen dieser inneren Ummantelung im Falle einer Zerstörung der äußeren Platten 11 im Brandfall erhöht.
- Die erfindungsgemäße Freihaltung von Hohlräumen bei einer Brandschutzverkleidung kann gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 auch dadurch erfolgen, daß in den eine jeweilige Umhüllung 15 bzw. 16 bildenden Platten 15ʹ bzw. 16ʹ Vertiefungen 17 bzw. 18 ausgebildet sind, welche Vertiefungen z.B. kanalartig verlaufen können. Die solcherart ausgebildeten Platten 15ʹ bzw. 16ʹ können satt an den Stahlträger 1 bzw. an die darunterliegende Ummantelung aufgeklebt werden, wobei es zufolge der Vertiefungen 18 bzw. 19 automatisch zu der erfindungsgemäßen Ausbildung von Hohlräumen für das Abdampfen des Kristallwassers kommt. Gegebenenfalls können auch hier Distanzelemente wie bei 20 Verwendung finden. Dieses Ausführungsbeispiel wurde an Hand eines Stahlträgers mit Hohlquerschnitt erläutert, wobei naturgemäß dieses Ausführungsform gleichermaßen bei Stahlträgern mit Vollquerschnitt bzw. mit I-förmigem Querschnitt zur Anwendung gelangen kann.
- Die vorstehend erläuterten Umhüllungen reichen an beiden Stirnseiten bis an die tragenden Bauteile des Bauwerkes, wie z.B. Rohboden bzw. Rohdecken, sind dort mit ihren Stirnseiten mit diesen Bauteilen verklebt und gegebenenfalls noch verspachtelt. Stoßen verschiedene Umhüllungen aneinander, so sind sie jeweils untereinander verklebt und gegebenenfalls verspachtelt.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verkleidung mindestens eine weitere Ummantelungsschichte aus Gipskarton aufweist, die unter Freihaltung von geschlossenen Hohlräumen (5) durch Distanzhalter im Abstand von der erstgenannten Ummantelungsschichte gehalten ist, wobei die zwischen dem Träger (1,8) oder Konstruktionsteil und der ersten Ummantelung (3ʹ) und zwischen dieser und der weiteren Ummantelung (7ʹ) gebildeten Hohlräume in sich gasdicht geschlossen sind.
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