EP0345740B1

EP0345740B1 - Brandschutztechnischer Filter

Info

Publication number: EP0345740B1
Application number: EP89110246A
Authority: EP
Inventors: Michael Max Dr. Späth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1992-09-02
Anticipated expiration: 2009-06-06
Also published as: EP0345740A3; EP0345740A2; CA1319293C; DE58902187D1; DE3819258A1; ES2035435T3; US5495894A; ATE80051T1; DE3819258C2

Description

In den meisten größeren Gebäudekomplexen wie Krankenhäusern, Verwaltungsgebäuden, Wohnparks, Tiefgaragen, ebenso wie Tunnels und Schutzbauten, muß heute ein umfangreiches System von Zu- und Abluftkanälen installiert werden. Besonders die Hauptstränge dieser Lüftungssysteme durchdringen Bandabschnitte und erleichtern somit bei Feuer die Ausbreitung des Brandes ganz erheblich. Um dies zu verhindern, werden an den Grenzen zwischen den Brandabschnitten in derartige Lüftungssysteme Vorrichtungen eingebaut, welche im Brandfall zum Verschließen des Lüftungssystems an diesen Schnittstellen aktiviert werden.
Dabei kann es sich um mechanisch wirkende Klappen oder Schotten handeln, oder auch um Verschlüsse anderer Art wie beispielsweise sog. Brandschutzplatten, welche die Eigenschaft aufweisen, daß sie bei der Einwirkung großer Hitze (z.B. ab ca. 80°C) auf ein Mehrfaches ihres Ausgangsvolumens anschwellen. Eine Vielzahl dieser Platten wird, parallel zueinanderliegend, mittels eines Rahmens, Halters oder geeigneter anderer Konstruktionen, so in den Querschnitt der Zu- bzw. Abluftkanäle eingebracht, daß die Plattenebenen mit der Durchströmungsrichtung übereinstimmen bzw. zu dieser parallel liegen. Auf diese Weise kann im Ausgangszustand, also bei geringer Dicke dieser Brandschutzplatten, die Luft in den Kanälen zwischen den Platten ungehindert hindurchströmen. Im Brandfall oder bei anderer Hitzeeinwirkung dagegen schwellen diese Brandschutzplatten so stark auf, daß sie sich gegenseitig berühren und sogar miteinander verschmelzen, so daß es zu einer vollständigen Unterbrechung des Durchströmungsquerschnitts kommt.
Ein Brandschutzverschluß gemäß dem ersten Teil von Anspruch 1 ist aus der DE-A-2 150 551 bekannt.
Derartige Verschlüsse von Lüftungskanälen haben zwar den Vorteil, daß sie nicht in regelmäßigen Abständen auf ihre mechanische Funktion hin überprüft werden müssen, weisen jedoch andererseits auch Nachteile auf: Dazu zählt, daß das Aufschwellen dieser Brandschutzplatten erst ab einer relativ hohen Schwellentemperatur ab 80°C (in der Regel 150°C) erfolgt und daß des weiteren ab dem Erreichen dieses Temperaturschwellenwertes noch mehrere Minuten zum Anschwellen des Materials auf seine volle Ausdehnung benötigt werden. Besonders bei sich schnell ausbreitenden Bränden kann es deshalb geschehen, daß beispielsweise das Fortschreiten der Flammenfront auf diesen Verschluß hin so schnell vor sich geht, daß nach dem Überschreiten der Schwellentemperatur am Verschluß die Flammenfront, beispielsweise eine Feuerwalze, diesen Verschluß schon durchlaufen bzw. durchschlagen hat, bevor die für das vollständige Anschwellen der Brandschutzplatten und damit das Abdichten des Verschlusses notwendige Reaktionszeit vorüber ist. In diesem Falle wäre bis zur vollständigen Abdichtung ein derartiger Verschluß wirkungslos,da bereits vor dem endgültigen Abdichten die Flammenfront in den nächsten Brandabschnitt übergreifen hätte können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verschluß der beschriebenen Art, bestehend aus einem unter Hitzeeinwirkung stark anschwellenden Material, derart weiterzubilden, daß während der Reaktionszeit des anschwellenden Materials ein Durchschlagen der Flammen bzw. eine Verpuffung in den nächsten Brandabschnitt hinein verhindert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, in den Querschnitt der Lüftungskanäle zusätzlich zu den Brandschutzplatten feinmaschige, ein- oder mehrlagige Gitterwerke aus gut wärmeleitendem Material einzubringen. Derartige Gitterwerke sind, da eine gute Wärmeleitfähigkeit hauptsächlich von Metallen geboten wird, unter dem Namen "Streckmetall" in verschiedenen Materialstärken bekannt, wobei beispielsweise für den Explosionsschutz in Behältern, die brennbare und leicht verdampfende Flüssigkeiten enthalten, Streckmetallpakete aus nur wenige 1/100 mm starker Leichtmetallfolie bzw. Füllkörpern,zu denen ein derartiges Streckmetall weiterverarbeitet wird, verwendet werden.
Besonders wenn eine Vielzahl von Streckmetall-Lagen in der Durchströmungsrichtung der Lüftungskanäle hintereinander angeordnet werden, ist auch bei einer so geringen Materialstärke die Wärmeabfuhr ausreichend, um ein Durchschlagen der Flammen wenigstens für die Zeit zu verhindern, die die Brandschutzplatten benötigen, um den Verschluß vollständig abzudichten. Dabei empfiehlt es sich selbstverständlich, die einzelnen Lagen des Streckmetalls quer zur Durchströmungsrichtung der Lüftungskanäle anzuordnen, um eine seitliche Wärmeabfuhr, also zu den Wänden des Lüftungskanals hin zu gewährleisten. Eine Vielzahl solcher Streckmetallschichten ist besonders dann ratsam, wenn befürchtet werden muß, daß auftretende Brände innerhalb einer kurzen räumlichen Distanz ein so starkes Temperaturgefälle aufweisen, daß zwar die dem Brandherd zugewandte vorderste Schicht aus Streckmetall bereits in die Schmelze übergeht und damit wirkungslos wird, während die vom Brandherd abgewandten Schichten noch hinsichtlich ihrer Wärmeabfuhr voll funktionsfähig sind.
Selbstverständlich könnten anstelle der Vielzahl von Schichten von Streckmetall auch sog. Füllkörper verwendet werden, also meist kugelförmige Gebilde, die aus Streckmetall bestehen und daher nur eine geringe Masse und eine große Anzahl kleiner Hohlräume aufweisen, wobei der möglicherweise größere Strömungswiderstand einer solchen Schüttung von Füllkörpern gegenüber einem Paket von schichtweisem Streckmetall gleicher Dicke zu berücksichtigen ist. Je nach Anwendung kann auch eine Kombination von schichtweisem Streckmetall und den besagten Füllkörpern zu bevorzugen sein.
In beiden Fällen ist es vorteilhaft, die einzelnen Schichten von Streckmetall in einem Rahmen bzw. die Füllkörper in einer Art Käfig aus einem massiveren Gitter anzuordnen, so daß dieser Einsatz im Ganzen aus dem Querschnitt des Lüftungskanals herausgenommen werden kann. Dies ist zum einen deshalb notwendig, da die Füllung dieses Einsatzes, egal ob sie aus einzelnen Streckmetallschichten oder aus Füllkörpers besteht, auch eine Luftfilterfunktion besitzt und daher verschmutzen wird, so daß von Zeit zu Zeit eine Reinigung und/oder Austauschen notwendig ist. Anstelle des Rahmens können auch zwei einzelne, quer in den Kanalquerschnitt eingespreizte Gitter verwendet werden, so daß nach Einspreizen des ersten Gitters das Streckmaterial eingebracht wird. Dies ist zwar im Bezug auf die Wartung nachteilig, dafür erfolgt die Wärmeabfuhr vom Streckmetall direkt auf die Wandung des Kanals, ohne Umweg über die Seiten des Rahmens.
Abhängig von der Art des Bauwerks bzw. der Art des zu erwartenden Brandfalles können ein oder mehrere solche Einsätze in der Durchströmungsrichtung des Kanals vor und/oder auch hinter den Brandschutzplatten im Querschnitt des Lüftungskanals angeordnet werden, oder ein solcher Einsatz wird sogar zwischen zwei aus Brandschutzplatten bestehenden Verschlüssen eingesetzt. Streckmaterial und Brandschutzplatten können auch in einem gemeinsamen Rahmen untergebracht sein.
Abhängig von der Art des zu schützenden Kanals können sowohl der Einsatz aus Streckmetall als auch das Paket aus Brandschutzplatten bzw. beide zusammen, so gestaltet sein, daß sie den inneren Querschnitt des nicht unterbrochenen Kanals vollständig ausfüllen oder auch so, daß der Kanal für eine entsprechende Distanz vollständig unterbrochen ist, und in diese Lücke die Einsätze bzw. Pakete eingesetzt werden, die damit einen größeren Querschnitt als der zu schützende Kanal aufweisen. In diesem Fall dürfte jedoch die Abdichtung des Kanalquerschnitts gegenüber der Umgebung größere Schwierigkeiten bereiten, als bei einem Einschieben des bzw. der Einsätze und Pakete direkt in den Querschnitt der Lüftungskanäle.
Ebenso ist für die Art der Hintereinanderanordnung der metallgefüllten Einsätze und der Pakete aus Brandschutzplatten zu bedenken, daß zwar eine Anordnung der mit Metall gefüllten Einsätze in Durchströmungsrichtung vor den Brandschutzplatten die Temperatur über den Querschnitt des Lüftungskanals egalisiert, was für eine gleichmäßige Funktion der Brandschutzplatten wertvoll ist, jedoch andererseits durch diesen Einsatz wegen der anfänglich sehr starken Wärmeabfuhr über eine gewisse Zeit die Temperatur der an den Brandschutzplatten entlangströmenden Luft stark reduziert wird, so daß diese erst wesentlich später aufzuschwellen beginnen, gegenüber einer Anordnung des Einsatzes hinter den Brandschutzplatten, gesehen in der Durchströmungsrichtung des Kanals.
Andererseits bietet eine Anordnung des metallgefüllten Einsatzes vor den Brandschutzplatten den Vorteil, daß damit dem streckmetallgefüllten Einsatz die Filterwirkung vorbehalten bleibt, was zur Folge hat, daß in erster Linie dieser metallgefüllte Einsatz im normalen Betrieb verschmutzt wird, die dahinterliegenden Brandschutzplatten dagegen relativ sauber bleiben. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß die Brandschutzplatten im Bedarfsfall durch eine vielleicht gerade sehr dicke Schmutzschicht wärmeisoliert sind, was ein zu spätes Ansprechen der Brandschutzplatten nach sich zieht, sondern daß diese Platten auch im Normalbetrieb nur äußerst selten oder überhaupt nicht gereinigt werden müssen. Dies bedeutet einen wirtschaftlichen Vorteil, da die Brandschutzplatten wasserdicht eingefaßt werden müssen, und deshalb mit einer entsprechenden, dünnen Beschichtung überzogen sind. Im Falle einer häufigen Reinigung würde ein Großteil der Brandschutzplatten beim Reinigungsvorgang beschädigt werden, so daß aus Gründen der Vorsicht ein regelmäßiger Austausch dieser Brandschutzplatten die Folge wäre.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Lüftungskanal, dessen Wandung mit 1 bezeichnet ist und dessen beispielsweise rechteckiger Querschnitt durch die gestrichelten Linien angedeutet sein soll. Dieser Kanal wird, wie mit der Durchströmungsrichtung 6 angegeben, von Luft oder einem anderen Gas durchströmt.
Innerhalb der Wandung 1 dieses Lüftungskanals sind, in Durchströmungsrichtung hintereinander angeordnet, sowohl ein Einsatz 10, gefüllt mit Streckmetall, als auch ein Paket 11, gefüllt mit Brandschutzplatten so eingesetzt, daß sowohl der Einsatz 10 als auch das Paket 11 den Querschnitt innerhalb der Wandung 1 möglichst vollständig ausfüllen.
Im hier dargestellten Fall können sowohl der Einsatz 10 als auch das Paket 11 durch eine Öffnung in der Wandung 1 quer zur Durchströmungsrichtung in den Lüftungskanal eingeschoben werden, welche im Normalbetrieb des Lüftungskanals durch eine Tür 2 verschlossen wird. Diese Tür 2 ist an der Wandung 1 mittels eines Scharniers 4 angelenkt und wird im geschlossenen Zustand mittels eines nicht dargestellten Verriegelungsmechanismus dicht an die Wandung 1 angepreßt gehalten, wobei zwischen der Wandung 1 und dem Rand der Tür 2 eine umlaufende Dichtung 3 angeordnet ist, um das Innere des Lüftungskanals gegenüber der Umgebung dicht zu halten. Selbstverständlich können Brandschutzplatten und Streckmaterial auch auf anderem Weg in den Lüftungskanal gelangen.
Das Paket 11 besteht in bekannter Art und Weise aus einem Halter 13, in den die einzelnen Brandschutzplatten 12 eingeschoben werden können, so daß ein kompaktes Paket 11 entsteht, welches in den Querschnitt des Lüftungskanals gebracht wird. Dadurch steht der durchströmenden Luft über einen Großteil des freien Querschnitts des Lüftungskanals von dem Paket 11 nur die schmalen Stirnseiten der Brandschutzplatten 12 entgegen, während an den Rändern des freien Querschnitts noch im geringen Maße der Halter 13 selbst die Durchströmung des Lüftungskanals behindert.
In der Durchströmungsrichtung 6 gesehen liegt vor dem Paket 11 mit den Brandschutzplatten 12 der Einsatz 10, welcher einzelne Schichten 9 aus Streckmetall enthält. Dieser Einsatz 10 besteht aus den Seiten 7, welche ein geschlossenes Profil entsprechend der Innenkontur des Lüftungskanals bilden. Diese Seiten 7 sind durch quer zur Durchströmungsrichtung 6 des Lüftungskanals laufende Querverstärkungen ergänzt, welche die Schichten 9 aus Streckmetall in ihrer Lage quer zur Durchströmungsrichtung 6 halten und ein Durchbiegen dieser Schichten verhindern sollen, was unweigerlich eine mangelnde Berührung der Ränder dieser Schichten 9 mit den Seiten 7 des Einsatzes 10 und damit der Wandung 1 des Lüftungskanals zur Folge hätte, wodurch die Wärmeabfuhr nach außen stark beeinträchtigt würde. In der Fig. 1 sind nur zwei hintereinander liegende Schichten 9 aus Streckmetall innerhalb des Einsatzes 10 gezeichnet, jedoch ist dieser Einsatz 10, also der Freiraum zwischen den beiden Lagen aus Querverstärkungen 8 in der Praxis vollständig mit übereinanderliegenden Schichten 9 aus Streckmetall angefüllt, welche sich gegenseitig an möglichst vielen Punkten berühren sollen.
Zum Reinigen oder Auswechseln dieses Streckmetalls wird der gesamte Einsatz 10 bei geöffneter Tür 2 aus dem Lüftungskanal entnommen. Eine Lage von Querverstärkungen 8 ist von den Seiten 7 demontierbar ausgestaltet, so daß nach der Wegnahme dieser Querverstärkungen 8 die Schichten 9 aus Streckmetall problemlos aus dem Einsatz 10 entnommen, gereinigt oder ersetzt werden können.

Claims

Brandschutzverschluß für Lüftungskanäle mit wenigstens einem Paket (11) von parallel zueinander, in Durchströmungsrichtung des Lüftungskanals verlaufenden Brandschutzplatten (12) aus einem bei Hitze stark aufschwellendem Material, wobei das Paket den Querschnitt des Lüftungskanals ausfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandschutzverschluß ferner wenigstens einen in der Nähe des Pakets (11) anzuordnenden den Querschnitt des Lüftungskanals ausfüllenden Einsatz (10) aufweist, welcher mit Streckmaterial aus stark wärmeableitendem Material gefüllt ist.
Brandschutzverschluß nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Streckmaterial um Streckmetall handelt.
Brandschutzverschluß nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Streckmetall aus Aluminiumfolie mit wenigen Hundertstel mm Dicke besteht.
Brandschutzverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) mit einer Vielzahl von quer zur Durchströmungsrichtung des Lüftungskanals liegenden Schichten (9) aus Streckmaterial gefüllt ist.
Brandschutzverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) mit vorzugsweise kugeligen Füllkörpern, bestehend aus Streckmaterial, angefüllt ist.
Brandschutzverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) mit kugeligen Füllkörpern und querverlaufenden Schichten (9) aus Streckmetall besteht.
Brandschutzverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) aus den parallel zu den Wandungen (1) des Lüftungskanals verlaufenden Seiten (7) aus zwei, vor und hinter der Füllung verlaufenden Lagen von quer zur Durchströmungsrichtung des Lüftungskanals verlaufenden Querverstärkungen (8) besteht, wobei der gegenseitige Abstand zweier jeweils benachbarter Querverstärkungen (8) ggf. wesentlich geringer ist als der Durchmesser der Füllkörper.
Brandschutzverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) aus zwei, in Durchströmungsrichtung gesehen, vor und hinter der Füllung, quer liegenden, im Querschnitt des Belüftungskanals befestigten Gittern als Querverstärkungen besteht.
Brandschutzverschluß nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter durch Einspreizen im Querschnitt des Belüftungskanals befestigt werden.
Brandschutzverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einsatz (10) mit Streckmaterial vor und/oder hinter wenigstens einem Paket (11) mit Brandschutzplatten (12), in Durchströmungsrichtung des Lüftungskanals gesehen, angeordnet ist.
Brandschutzverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einsatz (10) mit Streckmaterial zwischen mehreren Paketen (11) mit Brandschutzplatten (12), in Durchströmungsrichtung des Lüftungskanals gesehen, angeordnet ist.
Brandschutzverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Einsätze (10) als auch die Pakete (11) mit geringem Aufwand aus dem Lüftungskanal entnehmbar sind.
Brandschutzverschluß nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wandungen (1) des Lüftungskanals eine Tür (2) aufweist, über welche die Einsätze (10) und die Pakete (11) in den Lüftungskanal eingebracht bzw. aus diesem entnommen werden können.