EP0717165B1 - Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschutzausführung für Fenster, Türen, Fassaden oder Glasdächer - Google Patents

Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschutzausführung für Fenster, Türen, Fassaden oder Glasdächer Download PDF

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EP0717165B1
EP0717165B1 EP95118182A EP95118182A EP0717165B1 EP 0717165 B1 EP0717165 B1 EP 0717165B1 EP 95118182 A EP95118182 A EP 95118182A EP 95118182 A EP95118182 A EP 95118182A EP 0717165 B1 EP0717165 B1 EP 0717165B1
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EP
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frame according
metal
profile
fire protection
heat absorbing
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EP0717165A1 (de
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Armin Tönsmann
Frank Dr. Mantwill
Siegfried Habicht
Eitel-Friedrich Höcker
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Schueco International KG
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Definitions

  • the invention relates to a framework made of metal profiles in fire protection design for windows, doors, facades or glass roofs, the metal profiles with a chamber, made of light metal, preferably aluminum manufactured outer parts and a central part in which the heat flow opposite the outer parts made of light metal is reduced.
  • a framework of this type is known (EP-A-0 590 236, Fig. 6), from which Light metal, preferably made of aluminum, provided with chambers External parts are available.
  • the known metal profile also has a central part on, in which the heat flow compared to the outer parts made of light metal is reduced.
  • the heat flow between the outer parts made of aluminum is reduced in the known embodiment on the one hand by insulating webs and on the other hand by a support and insulating profile.
  • this construction does not prevent the light metal profile from melting on the side facing the fire during the safety period.
  • the insulating and supporting profile which is made of a heat-resistant material, has a supporting function. It is intended to maintain the framework in a core area while the melting of the aluminum profiles exposed to fire is tolerated.
  • a component made of steel tubes is also known (DE-A-42 26 878), that forms an edge clamp for a fire protection window.
  • edge clamping is an intensive one due to the bolts connected to a pipe Given heat conduction from one side to the other.
  • the pipe takes you Shaped body, which releases water vapor under the influence of heat, the coolant flow Flow through pipe openings and taken up by a cooling channel becomes.
  • the coolant is used to cool the edge of the pane, so that in the event of a fire Edge clamping is maintained over a safety period while the fire protection window is broken down in layers. Change with a fire protection window Disc layers and layers of a fire protection gel from each other.
  • the invention has for its object a framework of the aforementioned To be designed in such a way that light metal profiles on the side facing the fire, preferably aluminum profiles can be used, the Melting point is lower than that to be expected in the event of a fire, which affects the metal profiles Temperature and melting of these load-bearing light metal profiles is prevented over a predetermined safety period.
  • the melting point in the temperature range from 585 to 600 ° C.
  • the light metal profiles have a central part made of metal in which the heat flow compared to that made of aluminum External parts is reduced.
  • the plates or other shaped bodies made of a heat-binding, hydrophilic Adsorbents with a high water content advantageously consist of alum and gypsum.
  • the alum is so-called metal double salts, which are able in very high degree of weight-related storage of crystal water.
  • potassium alum which can be chemically referred to as potassium aluminum sulfate 12 hydrate.
  • the chemical formula is: KAl (SO 4 ) 2 x 12 H 2 O.
  • This potassium alum is capable of 45 percent water of crystallization per unit weight bind physically. The release of the Pure crystal water from the potassium alum takes place at 73 ° C.
  • the volume of the stored crystal water is approx. 50 percent.
  • the potassium alum can be embedded in a plaster matrix and behaves is completely neutral with regard to the hardening of the plaster, so that the result manufactured plates, moldings and profiles sufficient stability for their use in fire protection.
  • the potassium alum does not change the setting properties of the plaster.
  • the plaster in turn, does not affect the physical water absorption of the alum.
  • the plates or other molded parts made with a hydrophilic adsorbent are provided, preferably consist of 50 percent of a modified Gypsum and 50 percent potassium alum.
  • the energy consumption of such a component is approximately 1,100 J / cm 3 .
  • the mixing ratio between alum and Plaster can be varied. With a mixing ratio of 50:50 between Gypsum and alum result in a share of the stored crystal water of 32 percent.
  • potassium alum has an effective temperature of 73 ° C by itself, the effective temperature in connection with the plaster to a higher Value, namely approx. 85 ° C. This is because the alum released water by simply sucking it up through the plaster until Temperature of 85 ° C is maintained before it is converted into the vapor phase becomes.
  • a favorable working temperature occurs here, which is sufficient Distance to the operating temperatures, which may 70 ° C with direct Such plates or moldings can be exposed to the sun.
  • the combination of gypsum and alum has the further advantage that the Gypsum-bound crystal water only at an effective temperature of 125 ° C is released and this multi-stage crystal water release has a positive effect on the cooling process of the frame profiles that the described plates or other moldings are assigned.
  • this multi-stage crystal water release has a positive effect on the cooling process of the frame profiles that the described plates or other moldings are assigned.
  • there is another slight release at approx. 215 ° C of water bound in the gypsum instead of being of minor importance is.
  • the metal profile shown in Fig. 1 has extruded as outer parts
  • Aluminum profiles 1,2, between which a central part 3 is provided is, in this embodiment, two parallel to each other extending metal strips 4, which is compared to the aluminum profiles 1 and 2 are reduced in their heat transmission.
  • the metal strips 4 can be made of aluminum or some other metal, e.g. made of steel be.
  • the aluminum profiles 1 and 2 have inner chambers 5,6 in the molded body completely or partially filling the inner chamber a heat-binding, hydrophilic adsorbent can be introduced.
  • the aluminum profiles 1 and 2 have anchoring grooves 7,8 for the footbridges 11 of the metal strips 4, which after inserting the footbridges in the anchoring grooves fixed by molding the outer groove webs 9 become.
  • the metal strips 4 limit together with the aluminum profiles 1 and 2 a further inner chamber 10, so that the composite profile after the Fig. 1 with three inner chambers for receiving moldings with a high proportion of water of crystallization Is provided.
  • the metal bar shown in Fig. 2 4 has foot ridges 11 at the edges and is in the area between the foot bridges 11 are provided with cutouts 12, so that between the punched-out sections 12, which in the exemplary embodiment according to FIG. 2 are triangular, narrow bridge webs 13 remain.
  • a metal strip 4 is shown, which is provided with rectangular perforations 14, between which only bridge webs 15 remain for heat conduction.
  • the cut-outs can have any geometric shape.
  • the cut-outs can have any geometric shape.
  • the width b of the bridge web and its thickness d can be varied, to reduce or increase the heat flow.
  • the frame 16 was made from a profile as shown in FIG. 1 is shown.
  • the frame profile is made of aluminum profiles 1 and 2 together, which are connected by metal strips 4, the metal strips have cutouts 12 and 14 so that the Heat flow through these metal strips forming the middle part of the composite profile 4 is reduced.
  • the sash 17 consists of profile shells forming the outer parts 18,19, which are made of aluminum and by metal strips 4, the form thermal insulation are connected.
  • the sash frame is completed through a glass retaining strip 20, which holds an inner chamber 21 a molded body 22 consisting of alum and plaster.
  • a glass retaining strip 20 which holds an inner chamber 21 a molded body 22 consisting of alum and plaster.
  • In the inner chambers 5 and 6 of the frame 16 and in the inner chambers 23 and 24 of the casement 17 are also shaped bodies 25, 26, 27 and 28 Alum and plaster with a high crystal water content arranged.
  • the moldings can also be composed of other components, at least one of which has a high proportion of water of crystallization, the is released at a temperature below the melting temperature of the the light metal profile facing the fire.
  • the released Crystal water is used to cool the metal profiles.
  • the plate-shaped body 25,26,27,28, the respective inner chamber fill only partially, with metal springs 29 into the inner chambers inserted, the metal springs 29 on the plate-shaped bodies claw with their free ends and thus secured in their position become.
  • the energy-consuming moldings can also be molded parts of any length be adapted to the inner contour of the inner chamber of the metal profiles are.
  • the energy-consuming material can also enter the inner chamber in liquid form a metal profile and then binds in the inner chamber to a solid molded body.
  • Fig. 4 is in the fitting fold between frame and casement a groove 30 is provided in front of the metal strip 4, in which a fire protection strip 31 made of material that expands under temperature is.
  • the fire protection strip 31 on the one hand has the task of perforating Cover metal strip 4 from the visible fold and on the other hand in In the event of fire, ensure that the rebate is largely inflated Material is closed to prevent the passage of fire gases.
  • the metal strip 4 from an extruded profile, punched into the openings are made of rolled steel has the great advantage that they are processed separately and using known composite processes with the rest Hollow chamber profiles can be assembled.
  • the energy-consuming moldings are set so that they have a response temperature in the range of 80 ° C to 150 ° C.
  • the filling of the respective inner chambers of the Metal profiles are made differently.
  • On the one facing the fire Side can have a higher degree of filling than on the side facing away from the fire Page can be made or the response temperatures on the fire-facing side should be chosen higher than on the fire-facing side Page. This can be achieved by varying the energy-consuming materials become.
  • a multi-part insulating strip 32 can be used can.
  • This multi-part insulating strip 32 consists of an extruded, bad heat-conducting plastic strip 33, which extends over the entire Length of the insulating strip extends and foot profiles on its longitudinal edges 34 has.
  • These foot profiles 34 are preferably in the same distances and it is in these recesses to the Foot profiles 34 contour-correct foot profiles 35 of a bridge web 36 made of metal, preferably made of aluminum.
  • the professional footbridge 36 made of metal, preferably made of aluminum.
  • the foot profiles are anchored in the grooves of aluminum profiles 1 and 2.
  • the metallic bridges have the task of heat flow between the aluminum profiles 1 and 2.
  • the width of the Bridges and the distances to each other can be varied so that this affects the energy flow between the aluminum profiles 1 and 2 can.
  • FIG. 6 Another embodiment of the middle part 3, which is designed as a thermal insulation zone between the aluminum profiles 1 and 2 is shown in Fig. 6, in of the perforated metal strips 37, 38 in one piece with the aluminum profile 1 or with the aluminum profile 2.
  • the arranged on the aluminum profile 1 Metal bar 37 engages with a footbridge 39 in the associated anchoring groove of the aluminum profile 2, while those with the aluminum profile 2 one-piece metal strip 38 with its foot bridge 40 in the anchoring groove of the aluminum profile 1 engages.
  • the metal strips 37, 38 are corresponding the illustrations 2 and 3 are punched out and form one shown there Latticework through which the heat flow between the aluminum profiles 1 and 2 is reduced.
  • FIG. 9 is a graph relating to an energy-consuming one Shaped body shown, which is composed of potassium alum and plaster.
  • Curve I shows the response temperatures of the molded body over the lower temperature axis. The response temperatures are from this curve to recognize, where crystal water is released. The area under curve I represents total energy consumption.
  • Curve II only shows the loss of mass, which changes over the course of the Temperature increase.
  • a metal profile is shown, which, like the profile 1 of the aluminum profiles 1 and 2 and in the middle part composed of the perforated metal strips 4.
  • the inner chambers 5,6 and 10 are with energy-consuming and crystal water releasing moldings 41,42,43, which e.g. can consist of alum and plaster.
  • FIG. 11 shows a facade or a roof construction, where the facade fields or the frame fields of the roof with glass panes 45 are filled out.
  • the plate-shaped body 47,48,49 can with the main profile Glue or be connected by mechanical means.
  • a sheet metal cover 50 is made of light metal or be made of stainless steel and also to determine the plate-shaped Shaped body can be used.
  • metal profiles are shown in the figures, in which aluminum hollow chamber profiles 1 and 2 in the middle part over perforated metal strips 4 or are connected to one another via composite strips according to FIG. 5, there is also the option of a one-piece, with three interior chambers provided extruded profile to be used in the middle Area holes are punched through which in this area the heat flow is reduced.

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  • Building Environments (AREA)
  • Wing Frames And Configurations (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschutzausführung für Fenster, Türen, Fassaden oder Glasdächer, wobei die Metallprofile mit einer Kammer versehene, aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium gefertigte Außenteile und ein Mittelteil aufweisen, in dem der Wärmefluß gegenüber den aus Leichtmetall hergestellten Außenteilen herabgesetzt ist.
Es ist ein Rahmenwerk dieser Art bekannt (EP-A-0 590 236, Fig. 6), bei dem aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, gefertigte, mit Kammern versehene Außenteile vorhanden sind. Das bekannte Metallprofil weist ferner ein Mittelteil auf, in dem der Wärmefluß gegenüber den aus Leichtmetall hergestellten Außenteilen herabgesetzt ist.
Die Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen den aus Aluminium gefertigten Außenteilen wird bei der bekannten Ausführung einerseits durch Isolierstege und andererseits durch ein Trag- und Isolierprofil erreicht.
Im Brandfall wird bei dieser Konstruktion ein Abschmelzen des Leichtmetallprofils an der dem Brand zugewandten Seite während der Sicherheitszeitdauer nicht verhindert. Während der Sicherheitszeitdauer kommt dem Isolier- und Tragprofil, das aus einem hitzenbeständigen Material gefertigt ist, eine tragende Funktion zu. Es soll das Rahmenwerk in einem Kernbereich aufrechterhalten, während das Abschmelzen der mit Feuer beaufschlagten Aluminiumprofile hingenommen wird.
Es ist ferner ein aus Stahlrohren gefertigtes Bauelement bekannt (DE-A-42 26 878), das eine Randeinspannung für eine Brandschutzscheibe bildet. Bei dieser Randeinspannung ist durch die mit einem Rohr in Verbindung stehenden Bolzen eine intensive Wärmeleitung von einer Seite zur anderen gegeben. Das Rohr nimmt einen Formkörper auf, der unter Hitzeeinwirkung Wasserdampf freisetzt, der als Kühlmittelstrom Rohröffnungen durchströmt und von einem Kühlkanal aufgenommen wird. Das Kühlmittel dient zur Kühlung des Scheibenrandes, damit im Brandfall die Randeinspannung über eine Sicherheitsdauer erhalten bleibt, während die Brandschutzscheibe schichtweise abgebaut wird. Bei einer Brandschutzscheibe wechseln Scheibenlagen und Schichten aus einem Brandschutzgel einander ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rahmenwerk der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß auf der dem Brand zugewandten Seite tragende Leichtmetallprofile, vorzugsweise Aluminiumprofile, eingesetzt werden können, deren Schmelzpunkt nieder liegt als die im Brandfall zu erwartende, die Metallprofile beaufschlagende Temperatur und ein Abschmelzen dieser tragenden Leichtmetallprofile über eine vorgegebene Sicherheitszeidauer verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Je nach der für die Fertigung der Leichtmetallprofile verwendeten Aluminiumlegierung der Schmelzpunkt im Temperaturbereich von 585 bis 600 °C.
Das in den verwendeten Brandschutzplatten oder Brandschutzformkörpern vorhandene Kristallwasser wird je nach der Zusammensetzung der Brandschutzplatten oder Brandschutzformkörper im Temperaturbereich von 73 °C bis 215 °C freigesetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Leichtmetallprofile ein Mittelteil aus Metall auf, in dem der Wärmefluß gegenüber den aus Aluminium hergestellten Außenteilen herabgesetzt ist.
Die Platten oder sonstigen Formkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil bestehen vorteilhaft aus Alaun und Gips.
Beim Alaun handelt es sich um sog. Metalldoppelsalze, die in der Lage sind, in sehr hohem Grad gewichtsbezogen Kristallwasser zu speichern.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Kalium-Alaun zu verwenden, das chemisch als Kalium-Aluminium-Sulfat-12-Hydrat zu bezeichnetn ist. Die chemische Formel lautet: KAl(SO4)2 x 12 H2O.
Dieses Kalium-Alaun ist in der Lage, 45 Prozent Kristallwasser pro Gewichtseinheit physikalisch zu binden. Das Freisetzen des Kristallwassers aus dem Kalium-Alaun in reiner Form erfolgt bei 73°C.
Aufgrund der Dichte des Alauns von 1,1 g/cm3 ergibt sich volumenbezogen ein Anteil des eingelagerten Kristallwassers von ca. 50 Prozent.
Das Kalium-Alaun kann in eine Gipsmatrix eingebettet werden und verhält sich bezüglich der Aushärtung des Gipses völlig neutral, so daß die daraus hergestellten Platten, Formteile und Profile ausreichende Stabilität für ihre Anwendung im Brandschutz besitzen.
Das Kalium-Alaun verändert die Abbindeeigenschaften des Gipses nicht. Durch den Gips wiederum wird auch nicht die physikalische Wasseraufnahme des Alauns beeinträchtigt.
Die Platten oder sonstigen Formteile, die mit einem hydrophilen Adsorbens versehen sind, bestehen vorzugsweise zu 50 Prozent aus einem modifizierten Gips und zu 50 Prozent aus Kalium-Alaun.
Da der Gips wie auch das Alaun eine Dichte von 1,1 g/cm3 haben, ist dieses Verhältnis gewichts- wie auch volumenbezogen.
Der Energieverzehr eines solchen Bauteiles beträgt ca. 1.100 J/cm3.
Je nach dem Einsatzfall kann das Mischungsverhältnis zwischen Alaun und Gips variiert werden. Bei einem Mischungsverhältnis von 50 : 50 zwischen Gips und Alaun ergibt sich ein Anteil des eingelagerten Kristallwassers von 32 Prozent.
Obwohl Kalium-Alaun für sich allein eine Wirktemperatur von 73°C hat, wird die Wirktemperatur in Verbindung mit dem Gips auf einen höheren Wert, nämlich ca. 85°C verlegt. Dies ergibt sich daraus, daß das im Alaun frei werdende Wasser durch einfaches Aufsaugen durch den Gips bis zur Temperatur von 85°C gehalten wird, bevor es in die Dampfphase überführt wird.
Es tritt hier eine günstige Wirktemperatur ein, die in ausreichender Distanz zu den Gebrauchstemperaturen liegt, die u.U. 70°C bei direkter Sonnenbestrahlung solcher Platten oder Formkörper erreichen kann.
Die Kombination von Gips und Alaun hat den weiteren Vorteil, daß das im Gips gebundene Kristallwasser erst bei einer Wirktemperatur von 125°C freigesetzt wird und sich diese mehrstufige Kristallwasserfreisetzung positiv auf den Kühlungsverlauf der Rahmenprofile auswirkt, denen die beschriebenen Platten oder sonstigen Formkörper zugeordnet werden. Darüber hinaus findet bei ca. 215°C eine nochmalige geringe Freisetzung von im Gips gebundenem Wasser statt, die aber von untergeordneter Bedeutung ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
ein aus zwei Außen teilen und einem Mittelteil sich zusammenset-Verbundprofil im Schnitt,
Fig. 2
eine im Mittelteil verwendete Profilleiste mit herabgesetztem Wärmedurchfluß, und zwar im Querschnitt und im Aufriß,
Fig. 3
eine Abwandlungsform der Ausführung nach der Fig. 2,
Fig. 4
die Rahmenprofile einer Tür im Schnitt,
Fig. 5
eine im Mittelteil eines Verbundprofils nach Fig. 1 einsetzbare Profilleiste, die aus Kunststoff besteht und mit in Abstand voneinander angeordneten Brückenstegen aus Metall versehen ist,
Fig. 6
eine weitere Ausführungsform eines aus zwei Außenteilen und einem Mittelteil bestehenden Rahmenprofils,
Fig. 7
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mit Brandschutzmitteln versehenen Rahmenprofils,
Fig. 8
eine konstruktive Einzelheit zu der Konstruktion nach der Fig. 7,
Fig. 9
ein Schaubild mit Kurven I und II, von denen die Kurve I die Ansprechzeiten eines Kalium-Alaun-Gipsformkörpers und die Fig. 2 den sich im Verlauf der Temperaturerhöhung einstellende Masseverlust aufzeigt,
Fig. 10
ein weiteres Profil in Brandschutzausführung im Schnitt und
Fig. 11
ein Hauptprofil sowie das zugeordnete Abdeckprofil einer Fassaden- oder einer Glasdachkonstruktion.
Das in der Fig. 1 dargestellte Metallprofil weist als Außenteile strangepreßte Aluminiumprofile 1,2 auf, zwischen denen ein Mittelteil 3 vorgesehen ist, das in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei parallel zueinander verlaufenden Metalleisten 4 besteht, die gegenüber den Aluminiumprofilen 1 und 2 in ihrem Wärmedurchlaß herabgesetzt sind. Die Metalleisten 4 können aus Aluminium oder aus einem anderen Metall, z.B. aus Stahl gefertigt sein. Die Aluminiumprofile 1 und 2 weisen Innenkammern 5,6 auf, in die die Innenkammer vollständig oder teilweise ausfüllende Formkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens eingeführt werden können. Die Aluminiumprofile 1 und 2 weisen Verankerungsnuten 7,8 für die Fußstege 11 der Metalleisten 4 auf, die nach dem Einführen der Fußstege in die Verankerungsnuten durch Anformen der äußeren Nutstege 9 festgelegt werden. Die Metallleisten 4 begrenzen zusammen mit den Aluminiumprofilen 1 und 2 eine weitere Innenkammer 10, so daß das Verbundprofil nach der Fig. 1 mit drei Innenkammern zur Aufnahme von Formkörpern mit hohem Kristallwasseranteil ausgestattet ist. Die in der Fig. 2 dargestellte Metalleiste 4 weist an den Rändern Fußstege 11 auf und ist im Bereich zwischen den Fußstegen 11 mit Ausstanzungen 12 versehen, so daß zwischen den Ausstanzungen 12, die bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 dreieckförmig ausgebildet sind, schmale Brückenstege 13 verbleiben.
Auf diese Brückenstege reduziert sich im Brandfall die Wärmeleitung von dem außenliegenden Aluminiumprofil zu dem an der brandabgewandten Seite vorgesehenen Aluminiumprofil.
In der Fig. 3 ist eine Metalleiste 4 dargestellt, die mit rechteckförmigen Ausstanzungen 14 versehen ist, zwischen denen nur Brückenstege 15 für die Wärmeleitung verbleiben.
Die Ausstanzungen können eine beliebige geometrische Form haben.
Die Ausstanzungen können eine beliebige geometrische Form haben.
Die Breite b des Brückenstegs und seine Dicke d können variiert werden, um den Wärmefluß herab- oder heraufzusetzen.
Als besonders vorteilhaft, insbesondere in statischer und festigkeitsmäßiger Hinsicht haben sich dreieckförmige Ausstanzungen entsprechend der Fig. 2 ergeben, die wechselweise gegeneinander versetzt sind und ein gleichwinkliges Dreieck bilden.
In der Fig. 4 sind Türrahmenprofile im Schnitt dargestellt.
Der Blendrahmen 16 wurde aus einem Profil gefertigt, wie es in der Fig. 1 aufgezeigt ist. Das Blendrahmenprofil setzt sich aus Aluminiumprofilen 1 und 2 zusammen, die durch Metalleisten 4 miteinander verbunden sind, wobei die Metalleisten Ausstanzungen 12 bzw. 14 aufweisen, so daß der Wärmefluß durch diese das Mittelteil des Verbundprofils bildenden Metall-leisten 4 herabgesetzt ist.
Der Flügelrahmen 17 besteht aus die Außenteile bildenden Profilschalen 18,19, die aus Aluminium gefertigt sind und durch Metalleisten 4, die eine Wärmedämmung bilden, verbunden sind. Vervollständigt wird der Flügelrahmen durch eine Glashalteleiste 20, die eine Innenkammer 21 zur Aufnahme eines aus Alaun und Gips bestehenden Formkörpers 22 aufweist. In den Innenkammern 5 und 6 des Blendrahmens 16 sowie in den Innenkammern 23 und 24 des Flügelrahmens 17 sind ebenfalls Formkörper 25,26,27 und 28 aus Alaun und Gips mit einem hohen Kristallwasseranteil angeordnet.
Die Formkörper können auch aus anderen Komponenten sich zusammensetzen, von denen mindestens eine einen hohen Kristallwasseranteil aufweist, der bei einer Temperatur freigesetzt wird, die unterhalb der Schmelztemperaturdes dem Brand zugewandten Leichtmetallprofils liegt. Das freigesetzte Kristallwasser dient zur Kühlung der Metallprofile.
Die plattenförmigen Formkörper 25,26,27,28, die die jeweilige Innenkammer nur teilweise ausfüllen, werden mit Metallfedern 29 in die Innenkammern eingeschoben, wobei sich die Metall federn 29 an den plattenförmigen Formkörpern mit ihren freien Enden verkrallen und so in ihrer Lage gesichert werden.
Die energieverzehrenden Formkörper können auch Formteile beliebiger Länge sein, die der Innenkontur der Innenkammer der Metallprofile angepaßt sind.
Das energieverzehrende Material kann auch in flüssiger Form in die Innenkammer eines Metallprofils eingefüllt werden und bindet dann in der Innenkammer zu einem festen Formkörper ab.
Da Türen sehr häufig oberflächenbehandelt werden, muß das Befüllen der Innenkammern mit einem energieverzehrenden Formkörper mit hohem Kristallwasseranteil nach der Oberflächenbehandlung der Profile erfolgen, da die Trocknungstemperaturen der Pulverbeschichtung in einem Temperaturbereich liegen, der der Ansprechtemperatur des energieverzehrenden Materials entspricht.
In der Fig. 4 ist im Beschlagfalz zwischen Blend- und Flügelrahmen jeweils vor der Metalleiste 4 eine Nut 30 vorgesehen, in der ein Brandschutzstreifen 31 aus unter Temperatur aufblähendem Material vorgesehen ist. Der Brandschutzstreifen 31 hat zum einen die Aufgabe, die gelochte Metalleiste 4 vom sichtbaren Falz her abzudecken und andererseits im Brandfall dafür zu sorgen, daß der Falzraum weitgehendst durch aufblähendes Material geschlossen wird, um ein Durchtreten von Brandgasen zu verhindern.
In der Regel sind lediglich die Innenkammern der Blend- und Flügelrahmen an den Außenseiten mit energieverzehrendem Material ausgefüllt. In besonderen Fällen, in denen es um die Erhöhung der Temperaturbeständigkeit über die Widerstandszeit geht, kann auch die Innenkammer des Mittelteils des jeweiligen Verbundprofils mit energieverzehrendem Material ausgefüllt werden.
Durch die das Mittelteil bildenden, gelochten Metalleisten 4 wird aufgrund der Lochung der Wärmefluß herabgesetzt, da durch die Lochungen die Wärmeübergangsquerschnitte verringert wurden. Eine völlige Wärmedämmung, wie sie bei den bekannten Brandschutzkonstruktionen üblich ist und wie sie auch im Fenster- und Türenbau zum Zwecke des allgemeinen Wärmeschutzes eingesetzt wird, ist hier nicht gewünscht und beabsichtigt. Im Bereich des Mittelteils der Metallprofile ist ein Wärmefluß notwendig, da nicht nur die der Brandseite zugewandten, energieverzehrenden Formkörper zum Freisetzen des Kristallwasser aktiviert werden müssen, sondern auch die an der brandabgewandten Seite angeordneten energieverzehrenden Formkörper. Hierdurch ist es möglich, bei kleiner Bauweise der Metallprofile genügend gebundenes Wasser zur Verfügung zu haben, um die Anforderungen an eine Brandschutzkonstruktion hinsichtlich der Oberflächentemperaturen und der Standdauer der dem Brand ausgesetzten Profile zu erreichen.
Die Metalleiste 4 aus einem Strangpreßprofil, in das Durchbrüche eingestanzt werden bzw. aus gewalztem Stahl bietet den großen Vorteil, daß sie separat bearbeitet und mit bekannten Verbundverfahren mit den Übrigen Hohlkammerprofilen zusammengefügt werden kann.
Die energieverzehrenden Formkörper sind so eingestellt, daß sie eine Ansprechtemperatur im Bereich von 80°C bis 150°C haben.
In den Fällen, in denen die brandzugewandte Seite bereits bei der Baukonzeption bekannt ist, kann die Befüllung der jeweiligen Innenkammern der Metallprofile unterschiedlich erfolgen. Auf der dem Brand zugewandten Seite kann ein höherer Füllungsgrad als auf der dem Brand abgewandten Seite vorgenommen werden bzw. können die Ansprechtemperaturen auf der brandzugewandten Seite höher gewählt werden als auf der brandabgewandten Seite. Dies kann durch Variieren der energieverzehrenden Werkstoffe erreicht werden.
Aus der Fig. 5 ergibt sich, daß anstelle der Metalleiste 4 im Mittelteil 3 des Profils auch eine mehrteilige Isolierleiste 32 eingesetzt werden kann. Diese mehrteilige Isolierleiste 32 besteht aus einer extrudierten, schlecht wärmeleitenden Kunststoffleiste 33, die sich über die gesamte Länge der Isolierleiste erstreckt und an seinen Längskanten Fußprofilierungen 34 aufweist. Diese Fußprofilierungen 34 werden vorzugsweise in gleichen Abständen ausgespart und es werden in diese Aussparungen zu den Fußprofilierungen 34 konturengerechte Fußprofilierungen 35 eines Brückenstegs 36 aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium eingesetzt. Die Fußprofistegs 36 aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium eingesetzt. Die Fußprofilierungen werden in den Aufnahmenuten der Aluminiumprofile 1 und 2 verankert. Die metallischen Brückenstege haben die Aufgabe, einen Wärmefluß zwischen den Aluminiumprofilen 1 und 2 sicherzustellen. Die Breite der Brückenstege und die Abstände zueinander können variiert werden, so daß man hierdurch den Energiefluß zwischen den Aluminiumprofilen 1 und 2 beeinflussen kann.
Eine weitere Ausführung des als Wärmedämmzone ausgebildeten Mittelteils 3 zwischen den Aluminiumprofilen 1 und 2 ist in der Fig. 6 dargestellt, in der die gelochten Metalleisten 37,38 einstückig mit dem Aluminiumprofil 1 bzw. mit dem Aluminiumprofil 2 sind. Die am Aluminiumprofil 1 angeordnete Metalleiste 37 greift mit einem Fußsteg 39 in die zugeordnete Verankerungsnut des Aluminiumprofils 2, während die mit dem Aluminiumprofil 2 einstückige Metalleiste 38 mit ihrem Fußsteg 40 in die Verankerungsnut des Aluminiumprofils 1 greift. Die Metalleisten 37,38 sind entsprechend den Darstellungen 2 und 3 ausgestanzt und bilden ein dort aufgezeigtes Gitterwerk, durch das der Wärmefluß zwischen den Aluminiumprofilen 1 und 2 herabgesetzt wird.
Die Fig. 7 und 8 zeigen konstruktive Einzelheiten zu der Ausführung nach der Fig. 4.
In der Fig. 9 ist ein Schaubild in Hinsicht auf einen energieverzehrenden Formkörper dargestellt, der sich aus Kaliumalaun und Gips zusammensetzt.
Die Kurve I zeigt die Ansprechtemperaturen des Formkörpers aufgetragen über die untere Temperaturachse. Aus dieser Kurve sind die Ansprechtemperaturen zu erkennen, bei denen Kristallwasser freigesetzt wird. Die Fläche unter der Kurve I stellt den Gesamtenergieverzehr dar.
Die Kurve II zeigt lediglich den Masserverlust, der sich im Verlauf der Temperaturerhöhung einstellt.
In der Fig. 10 ist ein Metallprofil aufgezeigt, das sich, wie das Profil nacht der Fig. 1 aus den Aluminiumprofilen 1 und 2 sowie im Mittelteil aus den gelochten Metalleisten 4 zusammensetzt. Die Innenkammern 5,6 und 10 sind mit energieverzehrenden und Kristallwasser freisetzenden Formkörpern 41,42,43 ausgefüllt, die z.B. aus Alaun und Gips bestehen können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 10 ist zusätzlich ein plattenförmiger Formkörper 44 an der Außenseite des Aluminiumprofils 1 befestigt, so daß im Fall eines Brandes in der Nähe des Formkörpers 44 dieser zunächst aktiviert wird und Kristallwasser freisetzt. Bei längerer Branddauer werden auch die Formkörper 41,42 und 43 aktiviert und setzen Kristallwasser frei, so daß hierdurch eine intensive Kühlung der Aluminiumprofile und damit eine lange Standzeit der Gesamtkonstruktion erreicht wird.
In der Fig. 11 ist eine Fassaden- oder eine Dachkonstruktion aufgezeigt, bei der die Fassadenfelder bzw. die Rahmenfelder des Daches mit Glasscheiben 45 ausgefüllt sind. An der Rauminnenseite ist ein Haupt profil 46 aus Aluminium vorgesehen. Dieses Hauptprofil wird durch plattenförmige, energieverzehrende Formkörper 47,48 und 49 abgedeckt, die bei dem Erreichen einer Ansprechtemperatur Kristallwasser freisetzen und hierdurch das Hauptprofil kühlen.
Die plattenförmigen Formkörper 47,48,49 können mit dem Haupt profil durch Kleben oder durch mechanische Mittel verbunden werden.
In dem Ausführungsbeispiel ist eine Blechabdeckung 50, die aus Leichtmetall oder aus Edelstahl gefertigt sein und auch zur Festlegung der plattenförmigen Formkörper verwendet werden kann.
Während in den Figuren Metallprofile aufgezeigt sind, bei denen Aluminiumhohlkammerprofile 1 und 2 im Mittelteil über gelochte Metalleisten 4 oder über Verbundleisten nach der Fig. 5 miteinander verbunden sind, besteht auch die Möglichkeit, ein einstückiges, mit drei Innenkammern versehenes stranggepreßtes Profil zu verwenden, in das dann im mittleren Bereich Löcher eingestanzt werden, durch die in diesem Bereich der Wärmedurchfluß verringert wird.
Bezugszeichen
1
Aluminiumprofil
2
Aluminiumprofil
3
Mittelteil
4
Metalleiste
5
Innenkammer
6
Innenkammer
7
Verankerungsnut
8
Verankerungsnut
9
Nutsteg
10
Innenkammer
11
Fußsteg
12
Ausstanzung
13
Brückensteg
14
Ausstanzung
15
Brückensteg
16
Blendrahmen
17
Flügelrahmen
18
Profilschale
19
Profilschale
20
Glashalteleiste
21
Innenkammer
22
Formkörper
23
Innenkammer
24
Innenkammer
25
Formkörper
26
Formkörper
27
Formkörper
28
Formkörper
29
Metallfeder
30
Nut
31
Brandschutzstreifen
32
Isolierleiste
33
Kunststoffleiste
34
Fußprofilierung 13
35
Fußprofilierung
36
Brückensteg
37
Metalleiste
38
Metalleiste
39
Fußsteg
40
Fußsteg
41
Formkörper
42
Formkörper
43
Formkörper
44
Formkörper
45
Glasscheibe
46
Hauptprofil
47
Formkörper
48
Formkörper
49
Formkörper
50
Blechabdeckung

Claims (23)

  1. Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschutzausführung, für Fenster, Türen Fassaden oder Glasdächer, wobei die Metallprofile mit einer Kammer (5,6) versehene, aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, gefertigte Außenteile (1,2) und ein Mittelteil (3,32) aufweisen, in dem der Wärmefluß gegenüber den aus Leichtmetall hergestellten Außenteilen (1,2) herabgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern (5,6) der Außenteile (1,2) Brandschutzplatten (25,26;27,28;41,43) oder Brandschutzformkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Kristallwasseranteil angeordnet sind oder die Brandschutzplatten oder Brandschutzformkörper ein wärmebindendes, hydrophiles Adsorbens mit hohem Wasseranteil enthalten, und daß der Kristallwasseranteil bei einer Temperatur freigesetzt wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des dem Brand zugewandten Leichtmetallprofils liegt und das freigesetzte Kristallwasser als Kühlmittel des zugeordneten Leichtmetallprofils ein Abschmelzen des Leichtmetallprofils während der Sicherheitszeitdauer verhindert.
  2. Rahmenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechtemperatur, bei der Kristallwasser der Brandschutzplatten oder der Brandschutzformkörper freigesetzt wird, im Bereich von 73 °C bis 215 °C liegt.
  3. Rahmenwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechtemperatur im Bereich von 80 °C bis 150 °C liegt.
  4. Rahmenwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechtemperaturen der Brandschutzplatten oder der Brandschutzformkörper auf der brandzugewandten Seite höher gewählt sind als auf der brandabgewandten Seite.
  5. Rahmenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (3) der Metallprofile Brückenstege (13,15) aus Metall zwischen den Außenteilen aus Aluminium aufweist oder ausschließlich aus Brückenstegen aus Metall besteht.
  6. Rahmenwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Brückenstege (13,15) des Mittelteils (3) der Metallprofile an einem Ende oder an beiden Enden in einer Verankerungsnut des zugeordneten Außenteils festgelegt sind.
  7. Rahmenwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteils (3) des Leichtmetallprofils aus mindestens einer über die gesamte Länge des Mittelteils ich erstreckenden Kunststoffleiste (33) und sich aus metallischen Brükkenstegen (36) zusamensetzt, die zueinander parallel und quer zur Längsachse des Leichtmetallprofils verlaufen, wobei die Fußprofilierungen der metallischen Brückenstege in Ausnehmungen (36) der Kunststoffleiste (33) angeordnet sind.
  8. Rahmenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebindende, hydrophile Absorbens aus Alaun oder Gips besteht.
  9. Rahmenwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebindende, hydrophile Adsorbens aus Kalium-Alaun oder Gips besteht, wobei das Kalium-Alaun in eine Gipsmatrix eingebunden ist.
  10. Rahmenwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebindenden Platten oder sonstigen Formkörper zu 50 % aus Kalium-Alaun und zu 50 % aus einem modifizierten Gips bestehen.
  11. Rahmenwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitellteil (3) der Leichtmetallprofile aus einem oder mehreren parallellaufenden Blechstreifen, vorzugsweise aus Aluminium besteht und diese Blechstreifen durch Ausstanzungen beliebiger Konfiguration nur einen herabgesetzten Wärmefluß ermöglichen.
  12. Rahmenwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzungensreihe durch wechselweise gegeneinander versetzte Dreiecke gebildet ist (Fig. 2.).
  13. Rahmenwerk nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das Mittelteil bildenden Blechstreifen Fußstege (11) aufweisen, die in Nuten der Außenteile des Leichtmetallprofils verankert sind.
  14. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten oder sonstigen Formkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens an beiden Außenteilen der Leichtmetallprofile befestigt sind.
  15. Rahmenwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden oder an einem Außenteil der Leichtmetallprofile und an dem Mittelteil oder in einer Kammer des Mittelteils Platten oder sonstige Formkörper aus wärmebindendem Material mit hohem Wasseranteil vorgesehen sind.
  16. Rahmenwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenteile der Leichtmetallprofile als geschlossene oder offene Hohlprofile aus Alumium ausgebildet sind und in den Hohlkammern die Hohlkammern teilweise oder vollständig ausfüllende Formkörper aus wärmebindendem Material mit hohem Wasseranteil angeordnet sind.
  17. Rahmenwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Anordnung der Formkörper aus wärmebindendem Material in einer geschlossenen oder offenen Hohlkammer eines oder beider Außenteile oder/und in einer geschlossenen oder offenen Hohlkammer des Mittelteils an der Außenfläche eines Außenteils des Leichtmetallprofils eine Abdeckplatte aus wärmebindendem Material befestigt ist.
  18. Rahmenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite der einen Rahmen bildenden Leichtmetallprofile befestigten Platten aus wärmebindendem Material Teile eines geschlossenen Rahmens sind.
  19. Rahmenwerk nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenschichten der Formkörper Gewebe, vorzugsweise Glasfasergewebe, eingebettet sind.
  20. Rahmenwerk nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß den plattenförmigen Formkörpern (47,48,49) eine Blechabdeckung (50) zugeordnet ist.
  21. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die energieverzehrenden Formkörper (25,26,27,28) durch Metallfedern (29) in ihrer Lage in der zugeordneten Innenkammer des Metallprofils gesichert ist.
  22. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Beschlagfalz zwischen Blend- und Flügelrahmen einer Tür jeweils vor der gelochten Metalleiste (4) ein Brandschutzstreifen (31) aus unter Temperaturbelastung aufblähendem Material angeordnet ist.
  23. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechtemperaturen der einem Metallprofil zugeordneten Formkörper unterschiedlich sind.
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