EP0705948A1

EP0705948A1 - Multilayer cross-braced plate made of polycarbonate suited for rigid coverings as well as large or small-surfaced coverings comprising the multilayer cross-braced plate

Info

Publication number: EP0705948A1
Application number: EP95115225A
Authority: EP
Inventors: Volker Dr. Benz; Uwe Jacobsen; Klaus Kerk; Michael Dr. Müller
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1996-04-10
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: DE59508344D1; ATE193078T1; DE9415952U1; EP0705948B1

Abstract

A polycarbonate girder joist with multiple openings has upper and lower surfaces (1) at least 3 mm thick, with intermediate webs (2) at least 2.5 mm thick. The webs are at intervals (a) of max. 40 mm. The girder joist has a height (b) of at least 30 mm. At least one side is coated with a plastic containing an ultra-violet absorber.

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft Stegmehrfachplatten aus Polycarbonat für harte Bedachungen von Gebäuden oder Gebäudeteilen.The invention relates to multi-wall sheets made of polycarbonate for hard roofing of buildings or parts of buildings.

State of the art

Man unterscheidet im Bauwesen zwischen harten und weichen Bedachungen. Zu den Anforderungen an die Materialien für harte Bedachungen gehört der Schutz vor Sekundärbrandentstehung. Die verwendeten Materialien dürfen beim Auftreffen von brennenden Gegenständen nicht in einer Weise durchbrennen oder durchschmelzen, daß der brennende Gegenstand in den überdachten Gebäudeteil hineinfällt und dort einen Sekundärbrand auslösen kann. Die Eignung von Bedachungsmaterial wird nach DIN 4102 Teil 7 durch einen Brandtest geprüft. Bei diesem Test wird unter definierten Bedingungen an vier Stellen des Probedaches Holzwolle, die sich in einem Drahtgestell befindet, abgebrannt. Wesentliche Kriterien für das Bestehen des Testes sind, daß an der Oberfläche oder im Innern zerstörte Flächen eine definierte Größe nicht überschreiten, keine flüssigen, brennenden Teile über den Dachrand abtropfen, an der Unterseite des Daches keine Flammen auftreten, keine Teile brennend oder glimmend abfallen und daß das Dach so geschlossen bleibt, daß keine brennenden oder glimmenden Teile hindurchfallen können. In den deutschen Bundesländern werden nur Materialien, die den Test nach DIN 4102 Teil 7 bestehen und Schutz vor Sekundärbrandentstehung gewähren, als Bedachung von Gebäuden oder Gebäudeteilen zugelassen. Ausnahmegenehmigungen werden nur erteilt, wenn von der Gefahr der Sekundärbrandentstehung kein erhebliches Risiko ausgeht. Dies kann z.B. bei Gebäuden oder Gebäudeteilen der Fall sein, die in der Regel nicht durch Personen betreten werden und keine leicht entzündlichen Stoffe enthalten, oder bei Dächern geringer Größe, bei denen das Ausweichen vor Sekundärbränden ohne Gefährdung leicht möglich ist.
Innerhalb harter Bedachungen ist die Ausführung von Teifflächen bestimmter Größen in Form weicher Bedachung zulässig. Beispielsweise dürfen Lichtbänder aus transparentem Kunststoff, der die Anforderungen der DIN 4102 Teil 7 nicht erfüllt, in Abmessungen bis zu 2 x 20 m ausgeführt werden, wenn sie parallel zur Traufe geführt werden und ein Abstand von mindestens 2 m von anderen weichen Bedachungselementen vorhanden ist. Bei diesen weichen Bedachungen muß mit der Entstehung von Sekundärbränden gerechnet werden. Das davon ausgehende Sicherheitsrisiko gilt jedoch in Anbetracht der beschränkten Flächen als vertretbar.A distinction is made in construction between hard and soft roofs . Protection against secondary fire is one of the requirements for the materials for hard roofs . The materials used must not burn or melt when struck by burning objects in such a way that the burning object falls into the roofed part of the building and can cause a secondary fire there. The suitability of roofing material is checked according to DIN 4102 Part 7 by a fire test. In this test, wood wool, which is located in a wire frame, is burned off at four points on the test roof under defined conditions. Essential criteria for passing the test are that on the surface or inside, destroyed surfaces do not exceed a defined size, no liquid, burning parts drip down the roof edge, no flames occur on the underside of the roof, no parts burn off or glow and that the roof remains closed so that no burning or smoldering parts can fall through. In the German federal states, only materials that pass the test according to DIN 4102 Part 7 and provide protection against secondary fire are approved as roofing of buildings or parts of buildings. Exemptions are only granted if there is no significant risk from the risk of secondary fires. This can, for example be the case for buildings or parts of buildings that are usually not entered by people and do not contain any highly flammable substances, or for roofs of small size where evasion from secondary fires is easily possible without danger.
Within hard roofs , the design of partial areas of certain sizes in the form of soft roofs is permitted. For example, light strips made of transparent plastic, which do not meet the requirements of DIN 4102 Part 7, can be made in dimensions up to 2 x 20 m if they run parallel to the eaves and there is a distance of at least 2 m from other soft roofing elements. With these soft roofs, secondary fires must be expected. However, given the limited space, the security risk arising from this is considered acceptable.

Häufig verwendete Materialien für weiche Bedachungen sind Stegmehrfachplatten aus Acryglas oder aus Polycarbonat. Die Vorteile dieser Platten bestehen unter anderem in ihrer hohen Transparenz, ihrer Schlagzähigkeit und ihrer hohen Biegesteifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht, so daß sie häufig gegenüber Glas bevorzugt werden. Sie werden in der Regel als Stegdoppelplatten oder Stegdreifachplatten ausgeführt und sind in zahlreichen Varianten im Handel. Bisher erfüllt keine der in Handel befindlichen Stegmehrfachplatten aus Acryglas oder aus Polycarbonat die Anforderungen nach DIN 4102 Teil 7, so daß sie nur als weiche Bedachungselemente verwendet werden können und nur in Ausnahmefällen für großflächige Bedachungen, die über die zugelassenen Teilflächen für weiche Bedachungselemente hinausgehen, genehmigt werden.Frequently used materials for soft roofing are multi-wall sheets made of acrylic glass or polycarbonate. The advantages of these plates include their high transparency, their impact strength and their high bending stiffness with a comparatively low weight, so that they are often preferred over glass. They are usually designed as double-wall sheets or triple-wall sheets and are available in numerous variants on the market. So far, none of the commercial multi-wall sheets made of acrylic glass or polycarbonate meet the requirements of DIN 4102 Part 7, so that they can only be used as soft roofing elements and only approved in exceptional cases for large-area roofing that go beyond the approved partial areas for soft roofing elements become.

Als einziges transparentes Bedachungsmaterial für harte Bedachungen ist Drahtglas in Gebrauch, das indessen nur bedingt als transparent anzusehen ist. Darüberhinaus können nur Scheiben beschränkter Größe verlegt werden.
Als nicht transparentes Bedachungsmaterial aus Polycarbonat ist das sogenannte Polysolar-System bekannt (Berkenbusch, S.: Kunststoffe im Bau, Heft 3, 1982, S. 135 - 139). Hierbei handelt es sich um ein modular aufgebautes Hohlprofil-Luftkollektorsytem für Energiesparhäuser. Die einzelnen Elemente sind ca. 17 cm breite, konkav gewölbte Polycarbonat-Hohlkammern mit ca. 1 mm Wanddicken und schwarz eingefärbten Rückenflächen und Stegen. Die Elemente werden auf einer reflektierenden Zwischenlage auf Holzschalungen oder Holzspanplatten des Daches montiert Sie sind in Kombination mit reflektierender Unterlage, z.B. glasfaserverstärktem Kraftpapier mit oberseitiger, 9 µm dicker Aluminiumkaschierung, nach DIN 4102 Teil 7 als harte Bedachung anerkannt. Da es sich um auf einer geschlossenen Unterlage montierte Dachelemente handelt, wird der Brandtest, anders als bei frei tragenden Elementen,auf einer Holzschalung ausgeführt. Es ist anzunehmen, daß die Unterlage aufgrund ihrer stützenden Wirkung erheblich zum Bestehen des Brandtests beiträgt, während die Polycarbonat-Elemente allein den Anforderungen nicht genügen dürften.As the only transparent roofing material for hard roofs , wire glass is in use, which, however, can only be regarded as transparent to a limited extent is. In addition, only disks of limited size can be installed.
The so-called polysolar system is known as a non-transparent roofing material made of polycarbonate (Berkenbusch, S .: Kunststoffe im Bau, Issue 3, 1982, pp. 135-139). This is a modular hollow profile air collector system for energy-saving houses. The individual elements are approx. 17 cm wide, concavely curved polycarbonate hollow chambers with approx. 1 mm wall thickness and black colored back surfaces and bars. The elements are mounted on a reflective intermediate layer on wooden formwork or chipboard of the roof. In combination with a reflective underlay, e.g. glass fiber-reinforced kraft paper with 9 µm thick aluminum lamination on the top, they are recognized as hard roofing in accordance with DIN 4102 Part 7. Since the roof elements are mounted on a closed underlay, the fire test is carried out on wooden formwork, unlike with self-supporting elements. It can be assumed that the underlay contributes significantly to passing the fire test due to its supporting effect, while the polycarbonate elements alone should not meet the requirements.

Task and solution

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Stegmehrfachplatte zu entwickeln, die den Anforderungen für harte Bedachungen gemäß DIN 4102 Teil 7 genügt. Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Stegmehrfachplatte aus Polycarbonat, bei der die Gurtflächen mindestens 3 mm dick sind, die Stege mindestens 2,5 mm dick sind, die Stege einen Abstand von höchstens 40 mm aufweisen und die Höhe der Platte mindestens 30 mm beträgt. Die Wirkung der Erfindung beruht dabei wesentlich auf den angegebenen geometrischen Abmessungen der Stegmehrfachplatte, die so gestaltet sind, daß es überraschenderweise nicht zu einem Durchbrennen des Holzwolleklumpens im Brandtest kommt.The object of the present invention was to develop a multi-wall sheet that meets the requirements for hard roofing according to DIN 4102 Part 7. The object was achieved by a multi-wall plate made of polycarbonate, in which the belt surfaces are at least 3 mm thick, the webs are at least 2.5 mm thick, the webs are at a distance of at most 40 mm and the height of the plate is at least 30 mm. The effect of the invention is based essentially on the specified geometric dimensions of the multi-wall sheet, which are designed that surprisingly there is no burning of the wood wool lump in the fire test.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Figuren erläutert, ist aber nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.

Figur 1: Erfindungsgemäße Stegdoppelplatte, ausschnittsweise im Querschnitt dargestellt
Figur 2: Erfindungsgemäße Stegdreifachplatte, ausschnittsweise im Querschnitt dargestellt

In den Figuren werden die folgenden Bezugszeichen verwendet: 1 = Gurtflächen, 2 = Stege, a = Stegabstand, b = Höhe der Stegmehrfachplatte
Die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten aus Polycarbonat sind die bisher einzigen Platten dieser Art, die die Anforderungen gemäß DIN 4102 Teil 7 für harte Bedachung erfüllen. Es ist daher möglich, die bekannten architektonischen und statischen Vorteile der Stegmehrfachplatte nun auch für großflächige Bedachungen zu nutzen, ohne daß Einzelfallvorausetzungen für behördliche Ausnahmegenehmigungen gegeben sein müssen. Der Begründungsbedarf ggf. die Auseinandersetzung bei Uneinigkeit über die Gegebenheit einer Ausnahmevoraussetzung entfällt. Damit erweitert sich der mögliche Anwendungsbereich für diese Art der hochwertigen, transparenten oder transluzenten Bedachung erheblich. Da unabhängig von Bauvorschriften Bauherren in vielen Fällen den Wunsch nach hohen Sicherheitsstandards haben, kommt die erfindungsgemäße Stegmehrfachplatte auch für bisher als weiche transparente oder transluzente Bedachungen ausgeführte Elemente in Frage, da sie generell einen höheren Schutz gegen von oben auftreffende brennende Gegenstände bietet.The invention is illustrated by the following figures, but is not limited to the illustrated embodiments.

Figure 1 : Double-wall sheet according to the invention, shown in detail in cross section
Figure 2 : triple sheet according to the invention, shown in detail in cross section

The following reference symbols are used in the figures: 1 = belt surfaces, 2 = webs, a = web spacing, b = height of the multi-wall web
The multi-wall sheets made of polycarbonate according to the invention are so far the only sheets of this type that meet the requirements according to DIN 4102 Part 7 for hard roofing . It is therefore possible to use the well-known architectural and structural advantages of the multi-wall sheet for large-scale roofing without the need for individual exemptions from the authorities. The need for justification and, if necessary, the dispute in the event of disagreement as to the existence of an exception requirement does not apply. This considerably extends the possible area of application for this type of high-quality, transparent or translucent roofing. Since in many cases, regardless of building regulations, builders have the desire for high safety standards, the multi-wall sheet according to the invention can also be used for elements previously designed as soft, transparent or translucent roofing, since it generally offers greater protection against burning objects hitting from above.

Implementation of the invention

Die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten können in an sich bekannter Weise durch Extrusion hergestellt werden.The multi-wall sheets according to the invention can be produced in a manner known per se by extrusion.

Die Gurtflächen müssen mindestens 3 mm dick sein, die Stege sind mindestens 2,5 mm dick, wobei der Abstand der Stege höchstens 40 mm betragen darf. Die Plattenhöhe muß mindestens 30 mm betragen. Die Abmessungen der Gurtflächen, Stege, Stegabstände und der Plattenhöhe sind wesentlich für die Erfüllung der Kriterien des Brandtests nach DIN 4102 Teil 7. Der mindestens 3 mm dicke Gurt auf der Oberseite verhindert ein rasches Durchschmelzen der Oberfläche. Die mindestens 2,5 mm dicken Stege halten nach dem Durchschmelzen der oberen Gurtfläche den glühenden Holzwolleklumpen von der unteren Gurtfläche entfernt. Dies scheint jedoch nur bei Stegabständen von höchstens 40 mm und einer Höhe der Platte von mindestens 30 mm möglich.The belt surfaces must be at least 3 mm thick, the webs must be at least 2.5 mm thick, and the spacing between the webs must not exceed 40 mm. The plate height must be at least 30 mm. The dimensions of the belt surfaces, webs, web spacing and the plate height are essential for fulfilling the criteria of the fire test according to DIN 4102 Part 7. The at least 3 mm thick belt on the top prevents the surface from melting quickly. After the upper belt surface has melted, the webs, which are at least 2.5 mm thick, keep the glowing lump of wood wool away from the lower belt surface. However, this only seems possible with a spacing of the bars of at most 40 mm and a height of the plate of at least 30 mm.

Bevorzugte Maße für die Dicke der Gurtflächen sind 3 bis 8 mm, besonders bevorzugt sind 3 bis 4 mm. Günstige Abmessungen für die Dicke der Stege sind 2,5 bis 6 mm, besonders bevorzugt sind 3 bis 4 mm. Bevorzugte Stegabstände sind 20 bis 40 mm. Die bevorzugte Plattenhöhe beträgt 40 bis 60 mm.Preferred dimensions for the thickness of the belt surfaces are 3 to 8 mm, particularly preferred are 3 to 4 mm. Favorable dimensions for the thickness of the webs are 2.5 to 6 mm, 3 to 4 mm are particularly preferred. Preferred web spacings are 20 to 40 mm. The preferred plate height is 40 to 60 mm.

Übliche sonstige Plattenmaße sind 1 m bis 10 m x 0,6 m bis 2,1 m (Länge x Breite). Als Polycarbonat werden bekannte thermoplastische Bisphenol-A-Kunststoffe eingesetzt. Auch Copolymere, die begrenzte Anteile anderer Bisphenolreste enthalten sind verwendbar. Üblicherweise enthält der Kunststoff geringe Anteile von UV-Absorbern. Es handelt sich um transparentes oder transluzent eingefärbtes Polycarbonat. Die Durchlässigkeit für sichtbares Licht beträgt mindestens 20 %, vorzugsweise 45 bis 85 %.Usual other plate dimensions are 1 m to 10 mx 0.6 m to 2.1 m (length x width). Known thermoplastic bisphenol A plastics are used as polycarbonate. Copolymers which contain limited proportions of other bisphenol residues can also be used. The plastic usually contains small amounts of UV absorbers. It is transparent or translucent colored polycarbonate. The permeability to visible light is at least 20%, preferably 45 to 85%.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Plattenoberfläche witterungsgeschützt, beispielsweise durch eine koextrudierte Schicht aus thermoplastischem Kunststoff mit einem hohem Anteil an UV-Absorber. Geeignet ist z.B. eine 50 µm dicke Schicht mit 5 - 10 Gew.-% UV-Absorbern, die vorzugsweise unter Extrusionsbedingungen nicht oder nur wenig flüchtig sind. Entsprechend ausgerüstete Polycarbonatplatten sind aus EP 0 372 213 B1 bekannt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich Platten mit derartig koextrudierten Deckschichten im Brandtest noch vorteilhafter verhalten als entsprechende Platten ohne Deckschicht. Anscheinend entsteht unter den Brandbedingungen eine verkohlte Isolierschicht, die das darunterliegende Material abschirmt.At least one plate surface is preferably protected from the weather, for example by a co-extruded layer made of thermoplastic material with a high proportion of UV absorber. Suitable is e.g. a 50 µm thick layer with 5 - 10 wt .-% UV absorbers, which are preferably not or only slightly volatile under extrusion conditions. Correspondingly equipped polycarbonate sheets are known from EP 0 372 213 B1. Surprisingly, it has been found that plates with such coextruded cover layers behave even more advantageously in the fire test than corresponding plates without a cover layer. Apparently, a charred insulating layer is created under the fire conditions that shields the underlying material.

Erfindungsgemäß werden die Stegmehrfachplatten als Material für transparente, harte aber auch für weiche Bedachungen von Gebäuden oder Gebäudeteilen verwendet. Gemäß der Erfindung können z.B. Lichtbänder von mehr als 20 m oder Länge und mehr als 2 m Breite ohne Unterbrechung ausgeführt werden. Großflächige transparente Bedachungen von Gebäudeteilen oder ganzen Gebäuden sind ohne Rücksicht auf ihre Außenmaße realisierbar. Beispiele für großflächige Bedachungsobjekte sind Dächer für Einkaufspassagen, Fußballstadien, Bushaltestellen, Bahnhofshallen etc.. Als großflächige Bedachungen sind in diesem Sinne zusammenhängende, allenfalls durch Verlegeprofile unterbrochene Flächen anzusehen, die über die zulässigen Ausnahmen innerhalb der harten Bedachung hinausgehen. Generell können auch dort wo weiche Überdachungen zulässig sind, die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten verwendet werden, um den höheren Sicherheitsstandard gemäß DIN 4102 Teil 7 zu erhalten. Bekannte Anwendungen für kleinflächige Bedachungen sind , Dächer für Autounterstellplätze, Vordächer, Wintergärten etc.. In der Regel werden Bedachungen aus einer Vielzahl einzelner meist rechteckiger Platten erstellt, die in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein können. Für die Verbindung der Platten untereinander und mit den tragenden Unterkonstruktionen und für den Anschluß an Gebäudewände kommen übliche Verlegesysteme, z.B. mit Klemmverbindungen, in Betracht, die bei der Errichtung von weichen Bedachungen allgemein gebräuchlich sind. Durch elastische Dichtungsprofile an den Schenkeln und/oder Deckleisten lassen sich wind- und wasserdichte Dachabdeckungen herstellen. Derartiges Montagezubehör ist z.B. aus den Lieferprogrammen von Herstellern von Stegmehrfachplatten bekannt.According to the invention, the multi-wall sheets are used as material for transparent, hard but also for soft roofing of buildings or parts of buildings. According to the invention, for example, light strips of more than 20 m or length and more than 2 m in width can be carried out without interruption. Large-scale transparent roofing of parts of buildings or entire buildings can be realized regardless of their external dimensions. Examples of large-scale roofing objects are roofs for shopping arcades, football stadiums, bus stops, train station halls, etc. In this sense, large-area roofing is to be seen as coherent areas, possibly interrupted by laying profiles, which go beyond the permissible exceptions within the hard roofing . In general, even where soft roofing is permissible, the multi-wall sheets according to the invention can be used in order to maintain the higher safety standard according to DIN 4102 Part 7. Well-known applications for small-area roofs are, roofs for car parking spaces, canopies, winter gardens etc. Generally, roofs are created from a large number of individual, usually rectangular panels, which can be arranged in one or more rows. For connecting the panels to each other and to the load-bearing substructures and for connection to building walls are customary laying systems, for example with clamp connections, which are generally used when erecting soft roofs. Elastic sealing profiles on the legs and / or cover strips can be used to manufacture wind and waterproof roof covers. Such mounting accessories are known, for example, from the delivery programs of manufacturers of multi-wall sheets.

EXAMPLE

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Brandtests nach DIN 4102 Teil 7 bei vier Stegdoppelplatten unterschiedlicher Auslegungen. Die nicht erfindungsgemäße Stegdoppelplatte 1 genügt den Anforderungen nicht, während die erfindungsgemäßen Stegdoppelplatten 2,3 und 4 den Test bestehen. Stegdoppelplatte Nr. 1 2 3 4 Dicke der oberen Gurtfläche in mm 2 4 4 3 Dicke der unteren Gurtfläche in mm 2 3 3 4 Dicke der Stege in mm 2 3 3 3 Stegabstände in mm 60 40 30 30 Höhe der Platte in mm 60 40 60 60 Test nach DIN 4102 Teil 7 bestanden ja/nein nein ja ja ja The following table shows the results of the fire tests according to DIN 4102 Part 7 with four double-wall sheets of different designs. The double-wall sheet 1 not according to the invention does not meet the requirements, while the double-wall sheets 2, 3 and 4 according to the invention pass the test. Web double plate no. 1 2nd 3rd 4th Thickness of the upper belt area in mm 2nd 4th 4th 3rd Thickness of the lower belt area in mm 2nd 3rd 3rd 4th Bridge thickness in mm 2nd 3rd 3rd 3rd Bar spacing in mm 60 40 30th 30th Height of the plate in mm 60 40 60 60 Test according to DIN 4102 part 7 passed yes / no No Yes Yes Yes

Claims

Multi-wall sheet made of polycarbonate, characterized in that the belt surfaces (1) are at least 3 mm thick and the webs (2) are at least 2.5 mm thick, the webs being a distance (a) of at most 40 mm and the sheet a height ( b) of at least 30 mm.

Multi-wall plate according to claim 1, characterized in that the belt surfaces (1) are 3 to 8 mm thick and the webs (2) are 2.5 to 6 mm thick, the webs being at a distance (a) of 20 to 40 mm and the plate has a height (b) of 40 to 60 mm.

Multi-wall sheet according to claim 1 or 2, characterized in that it has a light transmission of at least 20%.

Multi-wall sheet according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that it is provided on at least one side with a plastic layer which contains a UV absorber.

Multi-wall sheet according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it is a double-wall sheet.

Multi-wall sheet according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it is a triple-wall sheet.

Large-scale roofing as part of buildings or parts of buildings, characterized in that it consists of multi-wall sheets according to one of the preceding claims.

Small-area roofing as part of buildings or parts of buildings, characterized in that it consists of multi-wall sheets according to one of claims 1 to 6.