EP0717165B2 - 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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EP0717165B2
EP0717165B2 EP95118182A EP95118182A EP0717165B2 EP 0717165 B2 EP0717165 B2 EP 0717165B2 EP 95118182 A EP95118182 A EP 95118182A EP 95118182 A EP95118182 A EP 95118182A EP 0717165 B2 EP0717165 B2 EP 0717165B2
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EP
European Patent Office
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frame according
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metal
fire
fire protection
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EP0717165B1 (de
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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    • Y10S49/00—Movable or removable closures
    • Y10S49/01—Thermal breaks for frames

Definitions

  • the invention relates to a framework of metal profiles in fire protection design for windows, doors, facades or glass roofs, the metal profiles having a chamber, made of light metal, preferably made of aluminum outer parts and a central part, in which the heat flow compared to those made of light metal External parts is reduced.
  • EP-A-0 590 236 . Fig. 6 A framework of this kind is known ( EP-A-0 590 236 . Fig. 6 ), in which made of light metal, preferably made of aluminum, provided with chambers outer parts are available.
  • the known metal profile also has a central part, in which the heat flow is reduced compared to the outer parts made of light metal.
  • the reduction of the heat flow between the outer parts made of aluminum is achieved in the known design on the one hand by Isolierstege and on the other hand by a supporting and insulating profile.
  • a melting of the light metal profile on the side facing the fire during the safety period is not prevented.
  • the insulating and supporting profile which is made of a heat-resistant material, a supporting function. It is intended to maintain the framework in a core area while accepting the melting of the fire-exposed aluminum profiles.
  • the invention has for its object to make a framework of the type mentioned so that on the side facing the fire supporting light metal profiles, preferably aluminum profiles, can be used, the melting point is lower than the expected in case of fire, the metal profiles acting temperature and a melting of these load-bearing light metal profiles is prevented over a givenracezeidauer.
  • the melting point in the temperature range of 585 to 600 ° C.
  • the water of crystallization present in the fire protection panels or fire protection moldings used is released in the temperature range from 73 ° C to 215 ° C.
  • the light metal profiles have a central part made of metal, in which the heat flow is reduced compared to the outer parts made of aluminum .
  • the plates or other shaped bodies of a heat-binding, hydrophilic adsorbent with a high water content advantageously consist of alum and gypsum.
  • the alum is so-called.
  • Metal double salts which are able to store water of crystallization to a very high degree by weight.
  • potassium alum which is chemically termed potassium aluminum sulfate 12 hydrate.
  • the chemical formula is: KAl (SO 4 ) 2 x 12 H 2 O.
  • This potassium alum is able to physically bind 45 percent of water of crystallization per unit of weight.
  • the release of the crystal water from the potassium alum in pure form takes place at 73 ° C.
  • the potassium alum can be embedded in a gypsum matrix and behaves completely neutral with respect to the curing of the gypsum, so that the plates, moldings and profiles produced therefrom have sufficient stability for their use in fire protection.
  • the potassium alum does not change the setting properties of the gypsum.
  • the gypsum does not affect the physical water absorption of the alum.
  • the plates or other molded parts which are provided with a hydrophilic adsorbent, preferably consist of 50 percent of a modified gypsum and 50 percent of potassium alum.
  • the energy consumption of such a component is about 1100 J / cm 3 .
  • the mixing ratio between alum and gypsum can be varied.
  • the proportion of stored water of crystallization is 32 percent.
  • potassium alum alone has an effective temperature of 73 ° C, the working temperature in conjunction with the gypsum to a higher value, namely about 85 ° C laid. This results from the fact that the In the alum released water is held by simply sucking through the gypsum up to the temperature of 85 ° C, before it is transferred to the vapor phase.
  • the combination of gypsum and alum has the further advantage that the bound water in the gypsum water is released only at a temperature of 125 ° C and this multi-stage crystal water release has a positive effect on the cooling profile of the frame profiles , which are assigned to the plates described or other shaped body.
  • this multi-stage crystal water release has a positive effect on the cooling profile of the frame profiles , which are assigned to the plates described or other shaped body.
  • a further small release of water bound in gypsum but which is of minor importance.
  • metal profile has extruded extruded aluminum profiles 1.2, between which a central part 3 is provided, which consists in this embodiment of two mutually parallel metal strips 4, which are reduced compared to the aluminum profiles 1 and 2 in their heat transfer .
  • the metal strips 4 may be made of aluminum or of another metal, for example made of steel.
  • the aluminum profiles 1 and 2 have inner chambers 5, 6, into which the inner chamber completely or partially filling moldings can be introduced from a heat-binding, hydrophilic adsorbent.
  • the aluminum profiles 1 and 2 have anchoring grooves 7, 8 for the foot webs 11 of the metal strips 4, which are determined after insertion of the web webs into the anchoring grooves by molding the outer web webs 9.
  • the metal strips 4 define together with the aluminum profiles 1 and 2, a further inner chamber 10, so that the composite profile after the Fig. 1 is equipped with three inner chambers for accommodating moldings with a high proportion of water of crystallization.
  • the in the Fig. 2 shown metal strip 4 has at the edges of foot webs 11 and is provided in the area between the webs 11 with punched 12, so that between the punched-12, which in the embodiment of the Fig. 2 are formed triangular, narrow bridge webs 13 remain.
  • a metal strip 4 is shown, which is provided with rectangular cutouts 14, between which only bridge webs 15 remain for the heat conduction.
  • the cutouts can have any geometric shape.
  • the cutouts 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 of a profile, as in the Fig. 1 is shown.
  • the window frame profile is composed of aluminum profiles 1 and 2, which are interconnected by metal strips 4, wherein the metal strips 12 and 14 punched out, so that the heat flow through this the central part of the composite profile forming metal strips 4 is reduced.
  • the sash 17 consists of the outer parts forming profile shells 18,19, made of aluminum are manufactured and connected by metal strips 4, which form a thermal insulation.
  • the wing frame is completed by a glass retaining strip 20, which has an inner chamber 21 for receiving a molded body 22 consisting of alum and gypsum.
  • a molded body 22 consisting of alum and gypsum.
  • moldings 25,26,27 and 28 are arranged from alum and gypsum with a high proportion of water of crystallization.
  • the moldings can also be composed of other components, at least one of which has a high proportion of water of crystallization, which is released at a temperature which is below the melting point of the fire-facing light metal profile.
  • the released water of crystallization serves to cool the metal profiles.
  • the plate-shaped moldings 25,26,27,28 which only partially fill the respective inner chamber, are inserted with metal springs 29 in the inner chambers, wherein the metal springs 29 dig into the plate-shaped moldings with their free ends and are secured in position ,
  • the energy-consuming moldings may also be moldings of any length, which are adapted to the inner contour of the inner chamber of the metal profiles.
  • the energy-dissipating material can also be filled in liquid form in the inner chamber of a metal profile and then binds in the inner chamber to a solid molding.
  • a groove 30 is provided in which a fire protection strip 31 is provided from under inflation temperature material.
  • the fire protection strip 31 has on the one hand the task to cover the perforated metal strip 4 from the visible fold ago and on the other hand to ensure in case of fire, that the rebate is largely closed by inflating material to prevent passage of combustion gases.
  • the metal strip 4 from an extruded profile into which apertures are punched or made of rolled steel offers the great advantage that it can be machined separately and assembled with known composite methods with the rest of the hollow chamber profiles.
  • the energy consuming moldings are adjusted to have a response temperature in the range of 80 ° C to 150 ° C.
  • the filling of the respective inner chambers of the metal profiles can be done differently.
  • a higher degree of filling than on the side facing away from the fire can be made or the response temperatures on the side facing the fire can be selected to be higher than on the side facing away from the fire. This can be achieved by varying the energy-consuming materials.
  • a multi-part insulating strip 32 can be used instead of the metal strip 4 in the middle part 3 of the profile and a multi-part insulating strip 32 can be used.
  • This multi-part insulating strip 32 consists of an extruded, poorly heat-conducting plastic strip 33 which extends over the entire length of the insulating strip and has at its longitudinal edges relieveprofilleiteren 34.
  • These foot profiling 34 are preferably recessed at equal intervals and it will be in these recesses 34 to the foot profiles 34 contour-appropriate foot profiles 35 of a bridge bridge 36 made of metal, preferably made of aluminum.
  • the meetingprofistegs 36 made of metal, preferably made of aluminum.
  • the foot profiles are anchored in the grooves of the aluminum profiles 1 and 2.
  • the metallic bridges have the task of ensuring a heat flow between the aluminum profiles 1 and 2 .
  • the width of the bridge webs and the distances to each other can be varied, so that thereby the energy flow between the aluminum profiles 1 and 2 can influence.
  • a further embodiment of the formed as a thermal insulation zone middle part 3 between the aluminum profiles 1 and 2 is in the Fig. 6 represented, in which the perforated metal strips 37,38 are integral with the aluminum profile 1 and with the aluminum profile 2.
  • the arranged on the aluminum profile 1 metal strip 37 engages with a supplementsteg 39 in the associated anchoring groove of the aluminum profile 2, while the integral with the aluminum profile 2 metal strip 38 engages with its supplementsteg 40 in the anchoring groove of the aluminum profile 1.
  • the metal strips 37, 38 are punched out in accordance with FIGS. 2 and 3 and form a latticework there, by which the heat flow between the aluminum profiles 1 and 2 is reduced.
  • FIGS. 7 and 8 show constructive details of the execution of the Fig. 4 .
  • Fig. 9 a diagram is shown in terms of an energy-consuming molding composed of potassium alum and gypsum.
  • the curve I shows the response temperatures of the molding applied over the lower temperature axis. From this curve, the response temperatures can be seen, in which water of crystallization is released. The area under the curve I represents the total energy consumption.
  • the curve II shows only the loss of mass, which occurs during the course of the temperature increase.
  • a metal profile is shown, which, like the profile at night Fig. 1 composed of the aluminum profiles 1 and 2 and in the middle part of the perforated metal strips 4.
  • the inner chambers 5,6 and 10 are filled with energy-consuming and crystal water-releasing moldings 41,42,43, which may for example consist of alum and gypsum.
  • a plate-shaped molded body 44 is attached to the outside of the aluminum profile 1, so that in the case of a fire in the vicinity of the molded body 44, this is first activated and releases water of crystallization. With a longer fire duration, the moldings 41,42 and 43 are activated and set free water of crystallization, so that in this way an intensive cooling of the aluminum profiles and thus a long service life of the overall construction is achieved.
  • metal profiles are shown in which aluminum hollow chamber profiles 1 and 2 in the middle part via perforated metal strips 4 or via composite strips after Fig. 5 are interconnected, it is also possible to use a one-piece, provided with three inner chambers extruded profile, in which then holes are punched in the central region, is reduced by the heat flow in this area.

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Special Wing (AREA)
  • 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.
  • Die Leichtmetallprofile weisen 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 Unteransprüchen.
  • 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 zusammensetzendes 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, und
    Fig. 10
    ein weiteres Profil in Brandschutzausführung im Schnitt.
  • 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 Masseverlust, 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.
  • 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

Claims (21)

  1. Rahmenwerk aus Metallprofilen in Brandschulz-ausführung, für Fenster, Türen Fassaden oder Glasdächer, wobei die Metallprofile mit einer Kammer (5,6) versehene, aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, gelertigte 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 das Mittelteil (3) der Metallprofile Brückenstege (13,15) aus Metall zwischen den Außenteilen aus Aluminium aufweist oder ausschließlich aus Brückenstegen aus Metall besteht, und sich in Brandfall die Wärmeleitung von dem außenliegenden Aluminiumprofil zu dem an der brandabgewandten Seite vorgesehenen Aluminiumprofil auf die Brückenstege reduziert, wobei 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 fliegt.
  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 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.
  6. Rahmenwerk nach Anspruch 1, 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) zusammensetzt, die zueinander parallel und quer zur Längsachse das Leichtmetallprofils verlaufen, wobei die Fußprofillerungen der metallischen Brükkenstege in Ausnehmungen (36) der Kunststoffleiste (33) angeordnet sind.
  7. Rahmenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebindende, hydrophile Absorbens aus Alaun oder Gips besteht.
  8. Rahmenwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das wärmebindende, hydrophile Adsorbens aus Kalium-Alaun oder Gips besteht, wobei das Kalium-Alaun in eine Gipsmatrix eingebunden ist.
  9. Rahmenwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebindenden Platten oder sonstigen Formkörper zu 50 % aus Kalium-Alaun und zu 50 % aus einem modifizierten Gips bestehen.
  10. Rahmenwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Miteilteil (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.
  11. Rahmenwerk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstenzungensreihe durch wechselweise gegeneinander versetzte Dreiecke gebildet ist (Fig. 2.).
  12. Rahmenwark nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Mittelteil bildenden Blachstreifen Fußstege (11) aufweisen, die in Nuten der Außenteile des Leichtmetallprofils verankert sind.
  13. 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.
  14. Rahmenwerk nach Anspruch 6, 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.
  15. Rahmenwerk nach Anspruch 13, 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.
  16. Rahmenwerk nach Anspruch 15, 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.
  17. Rahmenwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite der einen Rahmen bildenden Leichtmetallprofile befestigten Platten aus wärmobindendem Material Teile eines geschlossenen Rahmens sind.
  18. Rahmenwerk nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenschichten der Formkörper Gewebe, vorzugsweise Glasfasergewebe, eingebettet sind.
  19. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die energieverzehrenden Formkörper (25,26,27,28) durch Metallfedem (29) in ihrer Lage in der zugeordneten Innenkammer des Metallprofils gesichert sind.
  20. Rahmenwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß im Beschlagfalz zwischen Bland- und Flügeilrahmen einer Tür jeweils vor der gelochten Metalleiste (4) ein Brandschutzstreifen (31) aus unter Temperaturbelastung aufblähendem Material angeordnet ist.
  21. Rahmenwerk nach einem der vorhergehanden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechtemperaturen der einem Metallprofil zugeordneten Formkörper unterschiedlich sind.
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