EP4172444A1 - Brandschutzverglasung umfassend randverbund mit schäumender und kühlender brandschutzeigenschaft - Google Patents
Brandschutzverglasung umfassend randverbund mit schäumender und kühlender brandschutzeigenschaftInfo
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- EP4172444A1 EP4172444A1 EP21736595.6A EP21736595A EP4172444A1 EP 4172444 A1 EP4172444 A1 EP 4172444A1 EP 21736595 A EP21736595 A EP 21736595A EP 4172444 A1 EP4172444 A1 EP 4172444A1
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- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/663—Elements for spacing panes
- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
- E06B3/66371—Section members positioned at the edges of the glazing unit positioned entirely outside the gap between the panes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
Definitions
- the invention relates to the field of fire protection glazing which comprises at least two panes of glass and a fire protection material arranged between them. It relates to fire protection glazing according to the preamble of the corresponding independent patent claim.
- fire protection glazing means an at least partially light-permeable part of fire protection glazing, that is, fire protection glazing free of frames, mounts and / or other elements which surround the light-permeable part.
- fire protection glazing means, in particular, a sandwich-like fire protection pane without a frame or bracket.
- Fire protection glazing which comprises fire protection material enclosed between panes of glass
- known fire protection glazing In order to hold the fire protection material between the panes of glass, known fire protection glazing has a seal. The sealing shields the fire protection material from external influences and thus protects it from aging processes, for example.
- Known seals often include a spacer which is arranged between the glass panes and which ensures that the glass panes are spaced apart. The spacer is also known as the primary seal.
- Known seals often also include an edge bond which immovably secures glass panes spaced apart by the spacer. The edge seal is also known as a secondary seal.
- the known fire protection glazings have the disadvantage that edges of the fire protection glazing can have a lower efficiency with regard to fire protection than parts of the fire protection glazing that are remote from the edges.
- the fire protection effect of the fire protection compound cannot work right up to the edge.
- edges of the fire protection glazing are often parts of the fire protection glazing that are subject to particularly high loads.
- high temperatures can arise at the edges of the fire-resistant glazing in the event of a fire.
- thermal radiation can penetrate the edges of the fire-resistant glazing to a greater extent.
- flames can find a way around the fire-resistant glazing at the edges of the fire-resistant glazing.
- the seal takes up space, the fire retardant cannot be applied all the way to the edges of the fire protection glazing between the panes of glass.
- the material of the spacer and / or seal can also form a weak point with regard to fire protection.
- the seal itself burns or emits flammable substances.
- Tested fire protection elements (such as the fire protection glazing according to the invention) must, in order to be recognized as such, meet certain standards and requirements in standardized fire resistance tests. Such standards are established, for example, by the European standard EN 1363 (as of December 2013) and EN 1364 (as of December 2013).
- EN 1363 establishes general principles for determining the fire resistance period of various types of components that are exposed to fire under standardized conditions.
- EN 1363 the temperature in the fire room, i.e. on the side of the fire protection element facing the fire, is 700 ° C after just 15 minutes.
- EN 1364 specifies methods for determining the fire resistance period of non-load-bearing components.
- the DIN 4102 standard deals with the fire behavior of building materials.
- Fire resistance or fire resistance can be viewed as the ability of a component to form an effective barrier against the spread of flames, smoke and hot streets and / or to prevent the transmission of heat radiation.
- a fire resistance period is defined as the minimum period in minutes during which the fire protection element meets certain (especially standardized) requirements when tested according to standardized test procedures with defined boundary conditions (EN 1364 and EN 1363) and under a certain temperature load. These (in particular standardized) requirements are listed or defined in EN 13505, for example, and enable the classification of fire protection elements.
- the fire resistance period is therefore a measure of the usefulness of the construction in the event of a fire. In other words: during the fire resistance period, the passage of fire through the fire protection element is prevented, i.e.
- the fire protection element can also fulfill other functions, such as heat insulation.
- the fire resistance period during which the fire protection element tested in accordance with the above-mentioned standards fulfills the relevant criteria or requirements allows the fire protection element to be classified.
- the fire protection elements can be classified as follows in accordance with the EN 13501 standard (as of December 2013). For example, a distinction is made between the following classes:
- Classification E room closure classifies room-enclosing construction elements according to how long they guarantee impermeability to smoke and hot gases.
- Classification I (insulation) specifies the heat insulation properties when exposed to fire (see below the explanations for classification EI).
- Classification EW thermal radiation refers to space enclosing
- Construction elements with reduced heat radiation ⁇ 15kW / m 2 ). In the event of a fire, such construction elements can, for example, remain transparent or form an opaque protective layer.
- Classification EI room closure & isolation
- Construction elements according to how long they meet the requirements for class E and also provide insulation against the effects of heat (radiation, heat conduction). This is done on the basis of the fire resistance period, during which the mean temperature rise on the cold side 140 ° K and the maximum temperature rise on the cold side 180 ° K must not be exceeded.
- Classification is therefore only applicable if the outside of the fire protection construction element on the side facing away from the fire (cold side) remains below 200 ° C for a certain time (fire resistance period), ie the cold side is heated by a maximum of 180 K.
- a fire protection structural element of class EI 30 lasts for at least 30 minutes Fire stood, and a fire protection construction element of class EI 90 withstands a fire for at least 90 minutes and limits the temperature on the cold side to a maximum of 200 ° C during this time.
- classifications of EI 20 and higher are generally achieved by a protective layer that is opaque in the event of fire.
- Classification times are given in minutes for each classification, whereby the classification times: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 or 360 are to be used.
- the fire resistance period is thus defined as at least 10 minutes.
- a fire protection element fulfills the relevant criteria or requirements (see classification - EN 13501) for the fire resistance period for at least 10 minutes.
- the minimum criterion is the room closure.
- a fire protection element must therefore be able to be classified as at least E10.
- a weak protective effect can be seen in the event of a fire.
- a good fire protection effect is particularly important at the upper edges of fire protection glazing, where in the event of a fire, among other things, heat, smoke, hot gas and / or flames accumulate due to convection. Part of the fire protection glazing can come into direct contact with flames (such as the edge seal and / or the spacer), in particular due to fire-related expansion of the embedding.
- known fire protection glazing In order to achieve good overall fire protection properties, known fire protection glazing must therefore be laboriously embedded in its surroundings. Frames or brackets for known fire protection glazing therefore have, for example, additional elements with their own fire protection effect. This requires expensive and complicated frames and brackets for the known Fire protection glazing. The installation, that is to say the assembly or fitting of the known fire protection glazing, is also complicated and expensive as a result.
- Fire protection glazing with additional fire protection elements on the edges is already known.
- Such known fire protection glazing is disclosed in EP0970930, for example.
- the fire-resistant glazing described therein has a spacer and a seal as well as an expanding band at its edges between two panes of glass.
- the expanding tape can increase its volume by at least a dozen times at high temperatures. In this way, in the event of a fire, any gaps between the fire protection glazing and adjacent components (such as a wall or additional fire protection glazing) are to be closed in order to block the way for hot gases or flames.
- Such already known fire protection glazing have the disadvantages of being able to be produced only with considerable additional effort and considerable additional costs, because additional fire protection elements such as the expanding tape have to be produced, stored and additionally installed.
- the construction of the fire-resistant glazing is complicated and therefore prone to production errors. Special effort must also be made when installing the fire protection glazing.
- the fire protection glazing according to the invention comprises at least two glass panes which are spaced apart from one another by a spacer. A fire protection material and the spacer are arranged in a space between the two panes of glass. An edge bond surrounds the fire protection material and the spacer in the space. The edge seal has a foaming and a cooling fire protection property.
- the term “comprise” is used to name one or more constituents (further constituents not mentioned may also be present). In other words, “comprise” can also be understood as “contain” (without having the effect of “consist of ...”).
- the term “encompass” is expressly not to be understood as a spatial enclose or a spatial envelop or surround - for the latter, the terms “enclose” or “include” are used in the context of this application.
- glass pane generally stands for a transparent pane made of vitreous material.
- a sheet of glass may comprise silicon oxide based material.
- a transparent pane based on polymers is also referred to as a glass pane, for example comprising polycarbonate and / or Poly-methyl-methacrylate (PMMA; acrylic glass).
- PMMA Poly-methyl-methacrylate
- Partly crystalline "glass" (ceramic glass) also falls under the term glass pane.
- fire protection glazing is therefore functional and not to be understood as restricted to certain materials (specifically: glass in the narrower sense), but also expressly includes structures with transparent or translucent panes made from the aforementioned and other materials.
- Fire protection material means material that changes its properties in the event of a fire and thereby inhibits, reduces and / or prevents the spread of the fire.
- Typical examples of a fire protection material are materials based on silicate or hydrogel, which in the event of a fire provide insulation against the effects of heat (radiation, heat conduction).
- a fire protection material can protect against the spread of the fire by cloudiness, (heat) energy absorption and / or the formation of heat-insulating properties.
- in the event of a fire means "in the event of a fire”. In other words, under conditions that exist in the event of a fire. This can relate, for example, to a correspondingly high temperature range, to a correspondingly high thermal radiation, to the presence and / or absence of certain gas and / or to the presence of flames and / or smoke.
- the spacer is an element which is arranged between the glass panes and which separates the glass panes.
- Fire protection glazing of the type mentioned at the beginning can comprise two, three or more panes of glass and accordingly one, two or more intermediate spaces, each with a spacer and fire protection material.
- a spacer for example, the next one after a spacer has been applied to a glass pane Glass pane is placed on it, and with the help of a mechanical press, such a stack of layers is pressed together to a desired target thickness of the gap.
- This target thickness of the gap must not change if, after the application of the next spacer, the stack of layers is subjected to a new pressing process in order to compress the next gap to the desired target thickness. This is guaranteed by the spacer.
- the spacer should retain its stability and its function of spacing even in the event of a fire.
- the spacer thus ensures a certain distance between the glass panes.
- the spacer keeps the glass panes apart from one another at least up to a pressure which corresponds to at least one pressure exerted by the weight of a glass pane itself.
- the spacer arranged between the glass panes keeps the glass panes spaced apart from one another by the same distance, even if a minimum pressure is exerted on the glass panes in the direction of the gap.
- the spacer is mechanically resistant to the minimum pressure from the outside on the flat sides of the glass panes of the fire protection glazing in such a way that the glass panes have an unchanged spacing from one another.
- the minimum pressure corresponds to at least one pressure that can be exerted by the weight of a glass pane itself.
- the spacer can be designed in one or more parts.
- the spacer itself can adhere to one or more glass panes and / or the spacer can be fastened - in particular glued - to one or more glass panes.
- the Spacer defines a distance between the glass panes and thus a thickness of a space between the glass panes.
- the edge bond can be an element which fixes the glass panes spaced apart by the spacer so that they cannot be moved relative to one another. This means that the bond is created by the edge seal.
- the spacer therefore does not necessarily have to be glued to the spaced-apart glass panes. In other words: there is no need for additional adhesive bonding between the pane and the spacer.
- the fire protection glazing can be free of any gluing between the glass pane and the spacer.
- the task of the edge bond is to fix the glass panes, which are spaced apart from one another by the spacer, in this position relative to one another. This means in particular that the edge bond glues the glass panes together.
- the edge seal forms a water vapor barrier.
- the spacer and the edge seal together enclose the fire protection material between the glass panes in a gas-tight manner.
- the spacer alone cannot enclose the fire protection material in a gas-tight manner.
- Gas-tight means that the edge seal does not allow any water vapor and, in particular, any air or oxygen to pass through.
- the edge seal encloses the fire protection material and the spacer in the space between the glass panes. Enclosing in the space between the glass panes means that the glass panes and the edge bond together spatially completely enclose the fire protection material and the spacer. In order that the edge bond can immovably connect the glass panes to one another or fix them immovably to one another, good adhesion of the edge bond to the glass panes is necessary.
- the edge seal has good glass adhesion.
- good glass adhesion allows a gas-tight connection to be formed with a pane of glass.
- the edge bond is arranged completely in the space between the glass panes.
- the edge bond can be arranged at least partially in the space between the glass panes.
- the edge bond can be arranged completely outside the space, for example connecting the end faces of the glass panes.
- the edge seal also called secondary sealing, can be different from the spacer.
- the edge bond can be formed separately from the spacer.
- the edge seal and the spacer are designed as separate elements. This enables the spacing and bonding properties to be separated.
- the edge seal and the spacer are two distinguishable elements that are independent of each other.
- the fire-resistant glazing has no further elements besides the spacer and the edge bond that encircle or enclose the intermediate space (also called the space between the panes).
- the spacer can be free from a foaming fire protection property. This means that in the event of a fire, the panes of glass are not penetrated by the inside Spacers pressed apart. The geometry of the fire protection glazing can thus be maintained. So it is not the spacer that foams, but the edge seal.
- the edge seal can be designed as a single element. In other words: the edge bond can be in one piece, i.e. not in two or more pieces. This makes it easier to assemble / assemble the fire-resistant glazing, since only one element has to be placed around the spacer as an edge bond. This reduces the number of work steps that are necessary for assembling the fire protection glazing, since not a plurality of elements, but only a single element, has to be placed as an edge seal around the spacer.
- the edge bond can essentially all around, in particular cover at least 50% of the circumference of the fire protection glazing.
- the edge seal can be one-component and / or homogeneous. It is also possible for the edge bond to have a homogeneously distributed mixture of several components.
- the edge bond can have solid inclusions that are integrated into the individual element, for example.
- the edge seal has a foaming fire protection property, and the edge seal also has a cooling fire protection property. This means that the edge seal has both a cooling fire protection property and a foaming fire protection property.
- the combination of foaming and cooling fire protection properties of the edge seal has the advantage that fire protection glazing achieves fire protection based on two different effects. Depending on the fire conditions, the foaming effect, the cooling effect or a combination of both can result in high efficiency.
- the fire protection glazing thus has good fire protection for a wide range of different conditions and circumstances.
- the fire protection glazing shows a high and versatile fire protection.
- the combination of foaming and cooling fire protection properties of the edge seal makes it possible to provide fire protection glazing with very specific fire protection characteristics for special fire protection requirements through the targeted selection and combination of materials with foaming and cooling fire protection properties. In other words, through a multitude of possible combinations of materials with different
- Fire protection properties (foaming and / or cooling) fire protection glazing can be tailor-made with very specific desired characteristics.
- foaming and cooling fire protection properties can advantageously complement and / or support one another.
- gas can be released through the disintegration of a first material, which has a cooling fire protection property due to the absorption of energy upon disintegration.
- This gas in turn can support a second material with foaming fire protection properties in the formation of the foam, in that the gas released by the first (cooling) material is additionally absorbed in foam bubbles of the foam which is formed by the second material.
- the first (cooling) material more foam and / or foam with larger foam bubbles is created.
- a cooling fire protection property is a property of the edge seal to have an active cooling effect in the event of a fire - for example by converting energy - and to protect through this cooling effect in the event of a fire. This means that in the event of a fire, the edge bond with cooling fire protection properties has a fire protection effect with regard to the temperature: an absolute temperature is reduced and / or a
- Temperature increase is reduced or prevented. In the context of this invention, this is referred to as a cooling fire protection property or also as an active cooling.
- thermal energy is converted into energy that differs from thermal energy.
- the conversion of energy is the main effect that defines the cooling fire protection property.
- a cooling fire protection property can for example be achieved by an endothermic process, splitting off of water or another liquid and / or by evaporation of water or another liquid (evaporation enthalpy). In this way, energy is converted, i.e. an active cooling effect is achieved. Conversion of energy can also be referred to as absorption or absorption of energy or consumption of energy. When converting (thermal) energy, this (thermal) energy is converted into another form of energy and thus withdrawn from the system.
- a purely insulating effect, which reduces or prevents the passage of heat or heat transport, is not, however, a cooling fire protection property.
- Such an insulating effect can reduce or prevent a rise in temperature by reducing or preventing the passage of heat and thus perhaps even be referred to as passive cooling. But with the insulating effect, no active cooling effect is achieved, for example no energy is converted. And for this reason, the insulating effect in the context of this invention is not understood as a cooling fire protection property.
- the edge seal can comprise one or more of the materials from the table above.
- a foaming fire protection property is a property of the edge seal to foam up in the event of a fire and thus to protect in the event of a fire. This means that in the event of a fire, the edge bond forms foam, which has a protective function in the event of a fire. Gaseous bubbles that are enclosed by solid or liquid walls are called foam.
- the foaming fire protection property is based on the ability of the material to swell or foam up when high temperatures occur and to form a heat-insulating foam.
- the foam formed by the foaming fire protection property can reduce or prevent a rise in temperature through an insulating effect which reduces or prevents heat transfer or heat transport, in particular on a side facing away from the fire (also referred to as the cold side or protective side).
- the foam formed by the foaming fire protection property can at least partially close any gaps between the fire protection glazing and adjacent components (such as a wall or additional fire protection glazing) in order to at least partially block the path of hot gases or flames.
- the foam can have the effect of reducing or eliminating oxygen available to the flames.
- the foam can therefore have fire protection properties because it reduces or eliminates fuel and / or oxygen.
- the foam cannot leave any room for flames, so to speak.
- the foam can spatially delimit flames, for example prevent flames from penetrating into an area where the fire protection glazing is embedded in its surroundings. For example, foam can even partially or completely smother flames.
- the fire protection property of the foam formed is the main effect of the foaming fire protection property. Any fire protection effect of the foaming process itself is negligible in comparison.
- the foaming fire protection property is referred to as not actively cooling.
- the foaming fire protection property combines foaming of the material with charring of the material. This can take place on the surface of the edge seal. Charring creates a physical barrier between the solid and the gas phase, which has the effect of transporting heat and material.
- the charred layer has a heat-insulating effect and inhibits or prevents substances from penetrating. Charring is a complex process that relies on both chemical and physical properties of the charring material.
- the edge bond can comprise a polymer-based matrix.
- the polymer-based base material comprises, for example, epoxy, polyurethane, silicone, polysulfide, acrylic and / or a material that forms a hot melt, for example butyl.
- This basic mass can in turn comprise organic and / or inorganic material with foaming fire protection properties.
- the advantage of the fire protection glazing according to the invention lies in the fact that the fire protection glazing has good fire protection properties due to the both foaming and cooling fire protection function of the edge seal. At the same time, the construction of the fire protection glass is simple and does not require any additional elements. The fire protection glazing makes additional fire protection elements superfluous, although additional fire protection is achieved.
- the edges of the fire protection glazing have good fire protection properties.
- good fire protection properties are of great advantage, because at the edges themselves as well there is often a weak fire protection effect between the edges and adjacent components in the event of a fire.
- the fire protection glazing according to the invention advantageously has a good fire protection effect at the edges of the fire protection glazing, and thus in the area where the fire protection glazing is embedded in its surroundings.
- the upper edges of fire protection glazing which in the event of fire are exposed to particularly strong effects of the fire, have a good fire protection effect due to the foaming and cooling edge bond.
- the construction makes the fire-resistant glazing robust and less prone to installation errors.
- the fire protection glazing can be installed without additional effort.
- the fire protection glazing according to the invention has good fire protection properties at its edges, the surroundings of the installed
- Fire protection glazing and in particular a bracket or a frame for the fire protection glazing can be kept simple and without additional
- Fire protection elements and / or measures can be designed without weakening the fire protection. This allows the use of inexpensive to manufacture, simple and robust elements adjoining the fire protection glazing. The insertion and assembly of the fire protection glazing can be simplified as a result. The overall construction (fire protection glazing and its surroundings) can be kept simple, which has a beneficial effect on production, installation and maintenance costs of the overall construction.
- the fire protection material, the spacer and the edge seal are arranged in the space between the two panes of glass.
- an optional spacer attachment for attaching the spacer to the glass pane can be arranged in the gap.
- spacer fastening means in order to fasten the spacer to one or more glass panes.
- glue can serve as a spacer attachment.
- the fire protection glazing has few elements in the space. This simplifies the production of the fire protection glazing and allows low production costs.
- the space can be filled with fire protection material as far as the edge of the fire protection glazing.
- a compact seal comprising only spacers (possibly with spacer attachment) and edge seal, allows the space to be filled with a lot of fire protection agent, which has a positive effect on the fire protection properties of the fire protection glazing.
- a lot of fire retardant can achieve a high level of fire protection. Lots of fire retardant on the edges or only small ones Edges without fire retardants have a good fire protection effect, especially in the important edge area of fire protection glazing.
- the fire-resistant glazing can have a large, transparent area. Because the fire protection material in the space is transparent before a fire, i.e. transparent for light with wavelengths in a range that is visible to the naked eye. Spacers and edge seals are usually not transparent. With a compact design of the spacer and edge seal, the non-transparent edge of the fire protection glazing can be kept small. In addition to technical advantages (for example good visibility, large viewing angles, lots of light transmission, architecturally easy to insert, small surface structures), it also has commercial advantages (better sales arguments) and aesthetic advantages. Alternatively, further elements can be arranged in the space.
- the edge bond is arranged in a region of the space which adjoins the end faces of the glass panes.
- the edge bond fills the outermost edge of the space between the fire protection glazing up to an area adjacent to the end faces of the glass panes.
- the edge bond can be arranged flush with the end faces of the glass panes in the space.
- the edge seal is set back a little inward into the space.
- the edge seal protrudes a little beyond the end faces of the glass panes. In this context, little means a maximum of 5 millimeters. In particular, little in this context means a maximum of 3 millimeters. Even a maximum of 1 millimeter can be understood as little.
- the edge bond can be set back significantly from the end faces or can be arranged so as to protrude significantly beyond the end faces.
- the edge seal optionally comprises inorganic material, in particular alkali silicate, which foams when the temperature rises in the event of a fire and in this way achieves at least part of the foaming fire protection property of the edge seal.
- inorganic material in particular alkali silicate
- inorganic material in the edge seal can at least partially bring about the foaming fire protection property of the edge seal.
- this inorganic material comprises silicate and / or silicate salt.
- Silicate and / or silicate salt can be used alone, combined with one another and / or in conjunction with other compounds as an inorganic material with foaming fire protection properties.
- silicate and / or silicate salt aluminum silicate, lithium silicate, sodium silicate, compound of silicate and phosphate, compound of aluminum silicate and phosphate.
- the inorganic material is alkali silicate.
- Other silicate derivatives can also be used.
- Inorganic material which foams up in the event of a fire foams up, for example, because endothermic dehydration (also referred to as dehydration) of the inorganic material takes place.
- this solid, rigid foam comprises primarily hydrated silica.
- the foam consists of at least 90 percent by weight hydrated silica.
- the foam is comprised of at least 95 percent by weight hydrated silica.
- the foam can be comprised of at least 98 percent by weight hydrated silica.
- the foaming fire protection property of the edge seal can be based exclusively on inorganic material.
- the edge bond can also comprise further material with the foaming fire protection property.
- the edge bond can be designed to be free of inorganic material which has foaming fire protection properties.
- the edge seal optionally comprises organic material which foams when the temperature rises in the event of a fire and in this way achieves at least part of the foaming fire protection property of the edge seal.
- organic material in the edge seal can at least partially bring about the foaming fire protection property of the edge seal.
- organic material in the edge seal foams up when the temperature rises during a fire due to a chemical reaction of the organic material.
- organic material which foams due to a chemical reaction comprises the following materials: an acid source, a char former, a blowing agent and a binding agent to bind the aforementioned materials.
- an inorganic acid or a material from which an acidic or acidic variant can be formed serves as the acid source.
- a carbon-rich compound can be used as a char former.
- polyhydric alcohols can be used.
- a certain weight fraction of carbon in the charring agent can deliberately be chosen depending on the desired goal in order to achieve a specific structure of the formed char.
- a certain weight fraction of hydroxil in the charring agent can deliberately be chosen depending on the desired goal in order to achieve a specific charring speed (i.e. the speed with which the char is formed).
- the charring agent can optionally also serve as a binding agent at the same time.
- the propellant is, for example, a compound which, when it breaks down, releases a large amount of gas.
- the propellant can be a halogenated and / or nitrogen-containing compound.
- the binder binds the acid source, the carbonizer and the propellant together.
- the organic material does not hold together without a binder, and its foaming fire protection property loses its efficiency without a binder.
- the binder can also serve as a charring agent at the same time.
- the polymer-based base material serves as a binding agent.
- the above examples are for the polymer-based matrix also examples of the binder.
- the binder comprises, for example, epoxy, polyurethane, silicone, polysulfide, acrylic and / or a material that forms a hot melt, for example butyl.
- the table below gives examples of acid sources, charring agents, and blowing agents. These can be used alone or in combination.
- Haloalkyl is alkyl in which at least one hydrogen atom has been replaced by a halogen atom.
- the acid release temperature depends on the composition of the acid source and on other materials included in the edge seal
- the organic material optionally includes expandable graphite.
- expandable graphite expands in the event of a fire and can exhibit a heat-insulating effect in its expanded form is based on physically induced expansion and does not require a chemical reaction.
- Expandable graphite can be used alone in the edge seal. Expandable graphite can also be used in the edge seal together with other material that has foaming fire protection properties.
- expandable graphite can be combined with material that expands due to a chemical reaction in the event of a fire.
- Expandable graphite can be embedded in a matrix.
- the polymer-based matrix of the edge composite can serve as the matrix, and in particular the above-mentioned examples for the polymer-based matrix.
- material escapes from the matrix due to heat and / or the matrix expands.
- the organic material that foams up in the event of a fire foams up due to a chemical reaction as well as due to physically induced expansion.
- the foaming fire protection property of the edge seal can be based exclusively on organic material.
- the edge bond can also comprise further material with the foaming fire protection property.
- the edge bond can be designed to be free of organic material which has foaming fire protection properties.
- the edge seal comprises a material which releases gas in the event of a fire and in this way achieves at least part of the cooling fire protection property of the edge seal.
- the gas released from the edge seal in the event of a fire can have the effect of reducing or eliminating oxygen available to the flames, and / or to dilute flammable or hot gas.
- the released gas can therefore have a cooling effect because it reduces or eliminates fuel and / or oxygen and / or dilutes hot gases. For example, this cooling effect takes place in addition to a conversion of thermal energy.
- the gas released by the edge seal is, for example, water vapor or carbon dioxide.
- the edge bond can be designed to be free from gas release in the event of a fire.
- the edge seal releases gas in the event of a fire due to the disintegration of a material of the edge seal.
- the gas release in the event of fire through the disintegration of only one material of the edge bond has the advantage that the material to be disintegrated can react independently of other components or materials of the edge bond in the event of a fire.
- This type of gas release is simple and fail-safe. Only a single specific type of additional material is required for a corresponding type of edge seal. Several types of additional material with this property can also be used.
- An example of such a material is aluminum trihydroxide (Al (OH) 3), which disintegrates and releases gas in the process.
- the edge seal can be designed to be free from gas release in the event of fire due to the disintegration of material in the edge seal.
- the edge seal releases gas due to the disintegration of at least two materials of the edge seal, which have mutually different gas release temperatures.
- the gas release in the event of fire is caused by the disintegration of several materials of the edge seal, which have different gas release temperatures the advantage that in the event of fire the gas is released over a wide temperature range.
- the gas release temperature is the temperature at which a material releases gas (this is sometimes referred to as the light-off temperature).
- the disintegrating materials can be specifically selected and combined for very specific purposes and the corresponding temperature ranges.
- a specific selection and a specific mixing ratio of very specific materials can have a particularly high gas release rate in a very specific temperature range which cannot be covered by one material alone. Or a gas release rate that is as uniform as possible can be achieved in the broadest possible temperature range.
- the edge seal can be Mg (OH) 2 (with a
- the edge composite can be free from gas release in the event of fire due to the disintegration of at least two materials of the edge composite which have mutually different gas release temperatures.
- the edge seal comprises a material with endothermic properties, which in the event of a fire, thanks to its endothermic properties, generates thermal energy absorbs and in this way achieved at least part of the cooling fire protection property of the edge seal.
- the endothermic property of the material in the edge seal causes an endothermic reaction in the edge seal in the event of a fire. In this way, heat energy is extracted from the surroundings of this material, which has a cooling effect on the surroundings of this material. So a cooling effect is achieved in the edge seal and around the edge seal.
- huntite is one such material with endothermic properties.
- a deposit of hydromagnesite and huntite is another example.
- the edge bond can be made free of a material with endothermic properties in the event of a fire.
- the edge seal can optionally comprise a synergistic material.
- a synergistic material is used to describe a material which, when added to another material (for example, even in small quantities), causes a significant or even drastic reinforcement of an effect of the other material. Synergistic means that a combined effect of two materials is greater than the sum of the effects of both materials alone.
- the edge seal optionally includes a fire-retardant material, which reduces a proportion of additional material in the edge seal.
- a fire-retardant material is inserted into the edge seal, which lowers a proportion of fire-hazardous material in the edge seal due to its presence. So by introducing fire-retardant material, a lot of other material in the edge bond, which is less fire-retardant, is reduced (solid state diluent).
- fire-retardant means that the material itself is hardly combustible and, in the event of a fire, for example, does not release any or only few combustible gases or substances.
- the material used as a solid state diluent can achieve a synergistic effect in relation to material with foaming and / or cooling fire protection properties.
- an airgel can be used as a solid state diluent in the edge seal.
- the edge seal can be free from a fire-retardant material, which acts as a solid state diluent.
- the edge seal comprises a material that forms a thermally insulating protective layer in the event of a fire.
- a thermally insulating protective layer can achieve a synergistic effect in relation to material with foaming and / or cooling fire protection properties.
- the formation of a thermally insulating protective layer in the event of a fire has the effect that flames and heat are inhibited by this protective layer.
- such a protective layer in the edge bond can minimize or prevent the penetration of flames and / or heat from the edges of the fire protection glazing into an intermediate space between the fire protection glazing and its surroundings. Less heat and / or flames reduce temperature-related decay, for example of the fire protection material and / or the spacer in the space.
- the thermally insulating protective layer is in particular a charring layer.
- the edge bond can be free of a material which forms a thermally insulating protective layer in the event of a fire.
- the edge bond can be formed free of a synergistic material.
- FIG. 1 shows a section through an upper part of fire protection glazing according to the invention in a side view
- FIG. 2 shows the fire protection glazing from FIG. 1 in the same view, installed in a frame
- Figures 1 and 2 show the same embodiment of the inventive fire protection glazing 1.
- each a section is shown in side view.
- both figures show the fire protection glazing 1 only the upper part of the same.
- the upper part of a vertically positioned fire protection glazing 1 that is, aligned parallel to the direction of gravity
- an upper end of the fire protection glazing 1 is shown.
- Other edge areas of the fire protection glazing 1 are designed analogously.
- the frame 10 in FIG. 2 only the upper part of the frame 10 is shown, the other parts are designed analogously.
- a part of the fire protection glazing 1 is shown. Two glass panes 2 arranged in parallel are spaced apart from one another by a spacer 4 arranged in between.
- a fire protection material 3 is located between the two glass panes 2 and below the spacer 4.
- An edge bond 5 is arranged completely between the two glass panes 2 and above the spacer 4. The edge bond 5 ends at the top flush with the end faces of the two glass panes 2.
- the edge seal 5 consists in a first embodiment of epoxy (base material and binder) and 25 percent by weight APP (ammonium polyphosphate, an acid source), 6 percent by weight PER (pentaerythritol, a charring agent), 10 percent by weight Mel (melamine, a blowing agent), 4 percent by weight aluminum trihydroxide ( has a cooling fire protection effect) and 5 percent by weight titanium dioxide (which has a stabilizing effect on the foam).
- APP ammonium polyphosphate, an acid source
- PER penentaerythritol, a charring agent
- Mel melamine, a blowing agent
- aluminum trihydroxide has a cooling fire protection effect
- titanium dioxide which has a stabilizing effect on the foam.
- the edge bond 5 foams up due to a chemical reaction, and in addition the edge bond also has an active cooling effect because of the titanium dioxide.
- Figure 3 shows the results of a benchmark test.
- a temperature increase DT within 30 minutes was measured on the side of the tested fire-resistant glazing outside the bracket at an upper corner of the fire-resistant glazing on the side facing away from the fire.
- the corresponding temperature increases are shown in Figure 3: the temperature increase DT (in Kelvin) of the side facing away from the fire (cold side) of the fire protection glazing is shown as a function of the time t (in minutes), from which the fire resistance duration can be derived.
- the benchmark test was carried out with type CF30 fire protection glass, mounted in the same bracket (Janisol II frame system with EPDM seals). This holder has no additional cooling and / or foaming element. Only the edge seal was varied.
- the second embodiment of the fire protection glazing BskR according to the invention used in the benchmark test had an edge bond made of the materials in the table below, which is what constitutes its foaming and cooling fire protection effect. Measured values of this fire protection glazing BskR are shown in Figure 3 by empty squares, which are connected with a continuous line.
- the fire protection glazing BskR with the edge seal according to the invention with foaming and cooling fire protection properties shows a temperature increase that is 33 Kelvin lower than the fire protection glazing BR-Ps and BR-Ep with the two other edge connections.
- the temperature increase in the fire protection glazing BR-Ps and BR-Ep amounts to 199.5 Kelvin respectively after 30 minutes. 198.67 Kelvin.
- the variant of the BskR fire protection glazing according to the invention tested here with the edge bond with foaming and cooling fire protection properties, together with the tested holder, allows one of the EI 30 standard to achieve a corresponding fire protection effect without additional measures having to be taken.
- the temperature increase of the tested fire protection glazing BskR according to the invention is only 165.75 Kelvin after 30 minutes, and is thus 14.25 Kelvin below the maximum permitted value of 180 Kelvin in the EI 30 standard.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
Abstract
Brandschutzverglasung (1) aus wenigstens zwei Glasscheiben (2), welche durch einen Abstandhalter voneinander beabstandet sind. In einem Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben (2) sind ein Brandschutzmaterial (3) und der Abstandhalter (4) angeordnet. Ein Randverbund (5) umschliesst das Brandschutzmaterial (3) und den Abstandhalter (4) in dem Zwischenraum. Der Randverbund (5) weist eine schäumende und eine kühlende Brandschutzeigenschaft auf. Im Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben (2) kann ausschliesslich das Brandschutzmaterial (3), der Abstandhalter (4) - gegebenenfalls mit einer optionalen Abstandshalterbefestigung zum Befestigen des Abstandhalters (4) an der Glasscheibe (2) - und der Randverbund (5) angeordnet sein.
Description
BRANDSCHUTZVERGLASUNG UMFASSEND RAND VERBUND MIT SCHÄUMENDER UND KÜHLENDER BRANDSCHUTZEIGENSCHAFT
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Brandschutzverglasungen, welche wenigstens zwei Glasscheiben und ein dazwischen angeordnetes Brandschutzmaterial umfassen. Sie bezieht sich auf eine Brandschutzverglasung gemäss dem Oberbegriff des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs.
Insbesondere ist mit Brandschutzverglasung ein mindestens teilweise lichtdurch lässiger Teil einer Brandschutzverglasung gemeint, also eine Brandschutzverglasung frei von Rahmen, Halterung und/oder anderen Elementen, welche den lichtdurchlässigen Teil umgeben. Oder anders ausgedrückt ist mit Brandschutz- verglasung insbesondere eine sandwichartig aufgebaute Brandschutzscheibe ohne Rahmen oder Halterung gemeint.
Brandschutzverglasungen, welche zwischen Glasscheiben eingeschlossenes Brandschutzmaterial umfassen, sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Um das Brandschutzmaterial zwischen den Glasscheiben zu halten, weisen bekannte Brandschutzverglasungen eine Versiegelung auf. Die Versiegelung schirmt das Brandschutzmaterial vor äusseren Einflüssen ab und schützt es dadurch beispielsweise vor Alterungsprozessen.
Bekannte Versiegelungen umfassen häufig einen Abstandhalter, welcher zwischen den Glasscheiben angeordnet ist und welcher eine Beabstandung der Glasscheiben gewährleistet. Der Abstandhalter wird auch als primäre Versiegelung bezeichnet. Bekannte Versiegelungen umfassen häufig auch einen Randverbund, welcher durch den Abstandhalter beabstandete Glasscheiben unverrückbar zueinander befestigt. Der Randverbund wird auch als sekundäre Versiegelung bezeichnet.
Der Abstandhalter und der Randverbund zusammen umschliessen das Brandschutzmaterial zwischen den Glasscheiben.
Die bekannten Brandschutzverglasungen haben den Nachteil, dass Ränder der Brandschutzverglasung hinsichtlich des Brandschutzes eine geringere Effizienz aufweisen können als von den Rändern entfernte Teile der Brandschutzverglasung. Die Brandschutzwirkung der Brandschutzmasse kann etwa nicht bis zum Rand wirken.
Zudem sind Ränder der Brandschutzverglasung häufig besonders stark beanspruchte Teile der Brandschutzverglasung. Beispielsweise können an den Rändern der Brandschutzverglasung im Brandfall hohe Temperaturen entstehen. Als anderes Beispiel kann Wärmestrahlung im Brandfall an den Rändern der Brandschutzverglasung verstärkt durchdringen. Beispielsweise können Flammen einen Weg bei den Rändern der Brandschutzverglasung um die Brandschutzverglasung herum finden.
Weil die Versiegelung Platz beansprucht, kann das Brandschutzmittel nicht bis ganz an die Ränder der Brandschutzverglasung zwischen den Glasscheiben eingebracht werden. Auch das Material von Abstandhalter und/oder Versiegelung kann hinsichtlich des Brandschutzes eine Schwachstelle ausbilden. Beispielsweise, indem die Versiegelung selber brennt oder brennbare Stoffe abgibt.
Geprüfte Brandschutzelemente (wie die erfmdungsgemässe Brandschutzverglasung) müssen, um als solche anerkannt zu werden, bei standardisierten Feuerwiderstandstests bestimmte Normen und Anforderungen erfüllen. Solche Normen werden beispielsweise durch die Europäische Norm EN 1363 (Stand Dezember 2013) und EN 1364 (Stand Dezember 2013) aufgestellt. Die EN 1363 stellt allgemeine Grundsätze für die Bestimmung der Feuerwiderstandsdauer von verschiedenartigen Bauteilen auf, die unter genormten Bedingungen dem Feuer ausgesetzt werden. Gemäss EN 1363 liegt die Temperatur im Brandraum, also auf der feuerzugewandten Seite des Brandschutzelements, bereits nach 15 Minuten bei 700°C. EN 1364 legt Verfahren zur Bestimmung der Feuerwiderstandsdauer von nichttragenden Bauteilen fest. Die Norm DIN 4102 befasst sich mit dem Brandverhalten von Baustoffen.
Der Feuerwiderstand bzw. Brandwiderstand kann als Fähigkeit eines Bauteils betrachtet werden, eine wirksame Barriere gegen die Ausbreitung von Flammen, Rauch und heissen Gassen zu bilden und/oder die Transmission von Hitzestrahlung zu verhindern. Eine Feuerwiderstandsdauer ist als Mindestdauer in Minuten definiert, während der das Brandschutzelement bei der Prüfung nach genormten Prüfüngsverfahren mit definierten Randbedingungen (EN 1364 und EN 1363) und unter einer bestimmten Temperaturbeanspruchung bestimmte (insbesondere genormte) Anforderungen erfüllt. Diese (insbesondere genormten) Anforderungen sind beispielsweise in EN 13505 aufgeführt bzw. definiert und ermöglichen die Klassifizierung von Brandschutzelementen. Die Feuerwiderstandsdauer ist somit ein Mass für die Brauchbarkeit der Konstruktion im Brandfall. Mit anderen Worten: während der Feuerwiderstandsdauer wird der Durchgang von Feuer durch das Brandschutzelement verhindert, also ein Raumabschluss unter Brandbedingungen (EN 1363 und EN 1364) sicherstellt. Zusätzlich zum Raumabschluss kann das Brandschutzelement noch weitere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise eine Hitzeisolierung.
Die Feuerwiderstandsdauer, während welcher das gemäss den oben genannten Normen geprüfte Brandschutzelement entsprechende Kriterien bzw. Anforderungen erfüllt, erlaubt die Klassifizierung des Brandschutzelementes. Die Brandschutzelemente können wie folgt gemäss der Norm EN 13501 (Stand Dezember 2013) klassifiziert werden. Es werden beispielsweise die folgenden Klassen unterschieden:
Klassifikation E (Raumabschluss) klassifiziert raumabschliessende Konstruktionselemente danach, wie lange sie eine Dichtigkeit gegenüber Rauch und Heissgasen gewährleisten.
Klassifikation I (Isolation) spezifiziert die Hitzedämmungseigenschaften unter Brandeinwirkung (s.u. die Erklärungen zur Klassifikation EI). Klassifikation EW (Wärmestrahlung) bezieht sich auf raumabschliessende
Konstruktionselemente mit reduzierter Hitzestrahlung (<15kW/m2). Solche Konstruktionselemente können im Brandfall beispielsweise transparent bleiben oder eine opake Schutzschicht bilden. Klassifikation EI (Raumabschluss & Isolation) spezifiziert raumabschliessende
Konstruktionselemente danach, wie lange sie die Anforderungen an die Klasse E erfüllen und zusätzlich eine Isolation gegen Hitzeeinwirkung (Strahlung, Wärmeleitung) bilden. Dies erfolgt anhand der Feuerwiderstandsdauer, während welcher der mittlere Temperaturanstieg auf der Kaltseite 140°K und der maximale Temperaturanstieg auf der Kaltseite 180°K nicht überschritten werden dürfen. Die EI-
Klassifikation ist somit nur anwendbar, wenn die Aussenseite des Brandschutzkonstruktionselementes auf der feuerabgewandten Seite (Kaltseite) über eine gewisse Zeit (Feuerwiderstandsdauer) unterhalb von 200°C bleibt, d.h. sich die Kaltseite maximal um 180 K erwärmt. Beispielsweise hält ein Brandschutzkonstruktionselement der Klasse EI 30 mindestens 30 Minuten einem
Brand stand, und ein Brandschutzkonstruktionselement der Klasse EI 90 hält mindestens 90 Minuten einem Brand stand und limitiert während dieser Zeit die Temperatur auf der Kaltseite auf maximal 200°C. Im Stand der Technik werden Klassifikationen von EI 20 und höher im Allgemeinen erreicht durch eine im Brandfall opake Schutzschicht.
Klassifizierungszeiten werden für jede Klassifikation in Minuten angegeben, wobei die Klassifizierungszeiten: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 oder 360 zu verwenden sind. Die Feuerwiderstandsdauer ist damit mit mindestens 10 Minuten definiert. Im Allgemeinen erfüllt ein Brandschutzelement somit mindestens 10 Minuten die entsprechenden Kriterien bzw. Anforderungen (siehe Klassifizierung - EN 13501) für die Feuerwiderstandsdauer. Das Minimalkriterium ist dabei der Raumabschluss. Ein Brandschutzelement muss daher mindestens als E10 klassifiziert werden können.
Insbesondere bei den Rändern der Brandschutzverglasung kann sich je nach Einbettung der Brandschutzverglasung in ihre Umgebung (Wand, Halterung, Rahmen, angrenzende weitere Verglasung und dergleichen) im Brandfall eine schwache Schutzwirkung zeigen. Gerade an oberen Rändern von Brandschutzverglasungen, wo sich im Brandfall unter anderem durch Konvektion Hitze, Rauch, heisses Gas und/oder Flammen stauen, ist eine gute Brandschutzwirkung wichtig. Insbesondere durch eine brandbedingte Ausdehnung der Einbettung kann ein Teil der Brandschutzverglasung direkt in Kontakt mit Flammen geraten (wie etwa der Randverbund und/oder der Abstandhalter).
Häufig müssen für gute insgesamte Brandschutzeigenschaften also bekannte Brandschutzverglasungen aufwendig in ihre Umgebung eingebettet werden. Rahmen bzw. Halterungen für bekannte Brandschutzverglasungen weisen darum beispielsweise zusätzliche Elemente mit eigener Brandschutzwirkung auf. Dies bedingt teure und kompliziert konstruierte Rahmen und Halterungen für die bekannten
Brandschutzverglasungen. Auch die Installation, also die Montage bzw. der Einbau der bekannten Brandschutzverglasung ist dadurch kompliziert und aufwendig.
Bereits bekannt sind Brandschutzverglasungen, an deren Rändern zusätzliche Brandschutzelemente vorgesehen sind. Eine derartige bekannte Brandschutzverglasung ist beispielsweise in EP0970930 offenbart. Die darin beschriebene Brandschutzverglasung weist an deren Rändern zwischen zwei Glasscheiben sowohl einen Abstandhalter und eine Versiegelung als auch ein expandierendes Band auf. Das expandierende Band kann unter hohen Temperaturen sein Volumen um mindestens sein dutzendfaches vergrössem. Auf diese Weise sollen im Brandfall allfällige Lücken zwischen der Brandschutzverglasung und angrenzenden Bauteilen (wie einer Wand oder einer weiteren Brandschutzverglasung) geschlossen werden, um heissen Gasen oder Flammen den Weg zu versperren. Derartige bereits bekannte Brandschutzverglasungen weisen die Nachteile auf, nur mit erheblichem Mehraufwand und erheblichen Mehrkosten hergestellt werden zu können, denn zusätzliche Brandschutzelemente wie beispielsweise das expandierende Band müssen hergestellt, gelagert und zusätzlich eingebaut werden. Zudem ist die Konstruktion der Brandschutzverglasung kompliziert und dadurch anfällig für Produktionsfehler. Auch bei der Installation der Brandschutzverglasung muss besonderer Aufwand betrieben werden.
DE 20303253 befasst sich mit der Ausgestaltung eines Abstandhalterprofils. DE 60004041 ist auf eine Klebemasse-Zusammensetzung auf Butyl-Basis fokussiert, die als geklebter Abstandhalter verwendet werden kann. EP 1205524 befasst sich mit einer Butyldichtmasse zu Brandschutzzwecken. Die Butyldichtmasse wird dabei als Abstandhalter verwendet.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Brandschutzverglasung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mindestens einen der oben genannten Nachteile mindestens teilweise behebt. Diese Aufgabe löst eine Brandschutzverglasung mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausführungen können den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren entnommen werden. Die erfmdungsgemässe Brandschutzverglasung umfasst wenigstens zwei Glasscheiben, welche durch einen Abstandhalter voneinander beabstandet sind. In einem Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben sind ein Brandschutzmaterial und der Abstandhalter angeordnet. Ein Randverbund umschliesst das Brandschutzmaterial und den Abstandhalter in dem Zwischenraum. Der Randverbund weist dabei eine schäumende und eine kühlende Brandschutzeigenschaft auf.
Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Begriff "umfassen" verwendet, um einen oder mehrere Bestandteile zu nennen (wobei auch weitere, nicht genannte Bestandteile vorhanden sein können). Anders ausgedrückt kann "umfassen" auch als "beinhalten" verstanden werden (ohne dabei abschliessend zu wirken wie "aus ... bestehen"). Der Begriff "umfassen" ist dabei ausdrücklich nicht zu verstehen als ein räumliches umschliessen bzw. ein räumliches einhüllen oder umgeben - für letzteres werden im Rahmen dieser Anmeldung die Begriffe "umschliessen" oder "einschliessen" verwendet.
Der Begriff Glasscheibe steht im Rahmen dieser Erfindung allgemein für eine transparente Scheibe aus glasartigem Material. Eine Glasscheibe kann Material auf Siliziumoxidbasis umfassen. Aber auch eine transparente Scheibe auf Polymerbasis wird als Glasscheibe bezeichnet, beispielsweise umfassend Polycarbonat und/oder
Poly-Methyl-Methacrylat (PMMA; Acrylglas). Auch teilweise kristallines „Glas“ (Keramikglas) fällt unter den Begriff Glasscheibe.
Der Begriff „Brandschutzverglasung“ ist folglich funktionell und nicht als auf bestimmte Materialien (konkret: Glas im engeren Sinn) eingeschränkt zu verstehen, sondern beinhaltet ausdrücklich auch Aufbauten mit transparenten oder transluzenten Scheiben aus den vorstehend genannten und anderen Materialien.
Mit Brandschutzmaterial ist Material gemeint, welches im Falle eines Brandes seine Eigenschaften ändert und dadurch eine Ausbreitung des Brandes gehemmt, reduziert und/oder verhindert wird. Typische Beispiele für ein Brandschutzmaterial sind auf Silikat oder Hydrogel basierende Materialien, welche im Brandfall eine Isolation gegen Hitzeeinwirkung (Strahlung, Wärmeleitung) bilden. Beispielsweise kann ein Brandschutzmaterial durch Eintrübung, (Wärme-)Energieaufnahme und/oder Bildung von wärmeisolierenden Eigenschaften vor der Ausbreitung des Brandes schützen.
Die Formulierung "im Brandfall" bedeutet "im Falle eines Brandes". Also unter Bedingungen, welche im Falle eines Brandes herrschen. Dies kann sich beispielsweise auf einen entsprechend hohen Temperaturbereich, auf eine entsprechend hohe Wärmestrahlung, auf das Vorhandensein und/oder Fehlen von bestimmtem Gas und/oder auf das Vorhandensein von Flammen und/oder von Rauch beziehen.
Der Abstandhalter ist ein Element, welches zwischen den Glasscheiben angeordnet ist und welches die Glasscheiben beabstandet.
Brandschutzverglasungen der eingangs genannten Art können zwei, drei oder mehr Glasscheiben und dementsprechend einen, zwei oder mehr Zwischenräumen umfassen, jeweils mit einem Abstandhalter und Brandschutzmaterial. Beispielsweise wird bei einer Herstellung derartiger mehrschichtiger Brandschutzverglasungen jeweils nach einem Aufbringen eines Abstandhalters auf eine Glasscheibe die nächste
Glasscheibe aufgelegt, und mit Hilfe einer mechanischen Presse wird ein solches Schichtenpaket auf eine gewünschte Solldicke des Zwischenraums zusammengepresst. Diese Solldicke des Zwischenraums darf sich nicht verändern, wenn nach dem Aufbringen eines nächstfolgenden Abstandhalters das Schichtenpaket einem erneuten Pressvorgang unterworfen wird, um den nächsten Zwischenraum auf die gewünschte Solldicke zusammenzupressen. Dies wird durch den Abstandhalter gewährleistet. Ausserdem soll der Abstandhalter auch im Brandfall seine Stabilität und seine Funktion des Beabstandens beibehalten. Der Abstandhalter gewährleistet also einen bestimmten Abstand zwischen den Glasscheiben. Das bedeutet insbesondere, dass der Abstandhalter die Glasscheiben mindestens bei einer horizontalen Lagerung der Brandschutzverglasung in einem konstanten Abstand voneinander hält. Anders ausgedrückt hält der Abstandhalter insbesondere die Glasscheiben mindestens bis zu einem Druck voneinander beabstandet, welcher mindestens einem durch ein Eigengewicht einer Glasscheibe ausgeübten Drucks entspricht.
Das heisst, dass in einem einsatzbereiten Brandschutzglas der zwischen den Glasscheiben angeordnete Abstandhalter die Glasscheiben mit derselben Distanz voneinander beabstandet hält, selbst wenn in Richtung des Zwischenraums gerichtet ein Mindestdruck auf die Glasscheiben ausgeübt wird. Anders ausgedrückt ist der Abstandhalter mechanisch derart gegen den Mindestdruck von aussen auf die flächigen Seiten der Glasscheiben der Brandschutzverglasung resistent, dass die Glasscheiben einen unveränderten Abstand voneinander aufweisen. Der Mindestdruck entspricht dabei mindestens einem Druck, welcher durch ein Eigengewicht einer Glasscheibe ausgewirkt werden kann.
Der Abstandhalter kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Der Abstandhalter kann selber an einer oder mehreren Glasscheiben haften, und/oder der Abstandhalter kann an einer oder mehreren Glasscheiben befestigt - insbesondere geklebt - sein. Der
Abstandhalter definiert einen Abstand zwischen den Glasscheiben und somit eine Dicke eines Zwischenraums zwischen den Glasscheiben.
Der Randverbund kann ein Element sein, welches die durch den Abstandhalter beabstandeten Glasscheiben relativ zueinander unverrückbar befestigt. Das bedeutet, dass die Haftung durch den Randverbund bewirkt wird. Der Abstandhalter muss daher nicht zwingend mit den beabstandeten Glasscheiben verklebt werden. Mit anderen Worten: Es ist keine zusätzliche Verklebung zwischen Scheibe und Abstandhalter notwendig. Die Brandschutzverglasung kann frei von einer Verklebung zwischen der Glasscheibe und dem Abstandhalter sein.
Der Randverbund hat also die Aufgabe, die Glasscheiben, welche durch den Abstandhalter voneinander distanziert sind, in dieser Position relativ zueinander zu fixieren. Das bedeutet insbesondere, dass der Randverbund die Glasscheiben miteinander verklebt.
Insbesondere bildet der Randverbund eine Wasserdampfsperre aus.
Der Abstandhalter und der Randverbund zusammen umschliessen das Brandschutzmaterial zwischen den Glasscheiben gasdicht. Insbesondere kann der Abstandhalter alleine das Brandschutzmaterial nicht gasdicht umschliessen.
Gasdicht bedeutet, dass der Randverbund keinen Wasserdampf und insbesondere keine Luft bzw. keinen Sauerstoff passieren lässt.
Der Randverbund umschliesst das Brandschutzmaterial und den Abstandhalter im Zwischenraum der Glasscheiben. Mit im Zwischenraum der Glasscheiben umschliessen ist gemeint, dass die Glasscheiben und der Randverbund zusammen das Brandschutzmaterial und den Abstandhalter räumlich vollständig umhüllen.
Damit der Randverbund die Glasscheiben unverrückbar miteinander verbinden bzw. unverrückbar zueinander befestigen kann, ist eine gute Haftung des Randverbundes an den Glasscheiben nötig. Der Randverbund weist eine gute Glashaftung auf.
Insbesondere erlaubt eine gute Glashaftung ein Ausbilden einer gasdichten Verbindung mit einer Glasscheibe. Insbesondere ist der Randverbund vollständig im Zwischenraum zwischen den Glasscheiben angeordnet.
Der Randverbund kann mindestens teilweise im Zwischenraum zwischen den Glasscheiben angeordnet sein.
Beispielsweise kann der Randverbund vollständig ausserhalb des Zwischenraums angeordnet sein, etwa die Stirnseiten der Glasscheiben verbindend.
Der Randverbund, auch Sekundärversiegelung genannt, kann von dem Abstandhalter verschieden sein. Mit anderen Worten: der Randverbund kann getrennt vom Abstandhalter ausgebildet sein. Der Randverbund und der Abstandhalter sind dabei als separate Elemente ausgebildet. Dadurch kann eine Separierung der Beabstandungs- und Verklebungseigenschaften ermöglicht werden. Anders ausgedrückt: Der Randverbund und der Abstandhalter sind zwei unterscheidbare Elemente, die unabhängig voneinander sind. Die Brandschutzverglasung weist keine weiteren Elemente neben dem Abstandhalter und dem Randverbund auf, die den Zwischenraum (auch Scheibenzwischenraum genannt) umlaufen bzw. umschliessen.
Der Abstandhalter kann frei von einer schäumenden Brandschutzeigenschaft sein. Dadurch werden die Glasscheiben im Brandfall nicht durch den innen liegenden
Abstandhalter auseinander gedrückt. Die Geometrie der Brandschutzverglasung kann somit aufrechterhalten werden. Es schäumt also nicht der Abstandhalter, sondern der Randverbund auf. Der Randverbund kann als einzelnes Element ausgebildet sein. Mit anderen Worten: Der Randverbund kann einteilig also nicht zwei- bzw. mehrteilig sein. Dadurch kann ein Zusammensetzen/Zusammenbau der Brandschutzverglasung erleichtert werden, da nur ein Element als Randverbund um den Abstandhalter herum platziert werden muss. Das verringert die Anzahl der Arbeitsschritte die für einen Zusammenbau der Brandschutzverglasung notwendig ist, da nicht eine Mehrzahl von Elementen, sondern nur ein einzelnes Element, als Randverbund als Abschluss um den Abstandhalter platziert werden muss.
Der Randverbund kann im Wesentlichen umlaufend, insbesondere mindestens 50 % des Umfangs der Brandschutzverglasung abdecken. Der Randverbund kann einkomponentig und/oder homogen sein. Es ist auch möglich, dass der Randverbund eine homogen verteilte Mischung aus mehreren Komponenten aufweist. Der Randverbund kann Feststoffeinschlüsse aufweisen, die beispielsweise in dem einzelnen Element integriert sind.
Der Randverbund weist eine schäumende Brandschutzeigenschaft auf, und der Randverbund weist zudem auch eine kühlende Brandschutzeigenschaft. Das heisst, dass der Randverbund sowohl eine kühlende Brandschutzeigenschaft, als auch eine schäumende Brandschutzeigenschaft aufweist.
Die Kombination von schäumender und kühlender Brandschutzeigenschaft des Randverbundes hat den Vorteil, dass eine Brandschutzverglasung einen auf zwei unterschiedlichen Effekten beruhenden Brandschutz erzielt. Je nach Brandbedingungen kann der schäumende Effekt, der kühlende Effekt oder auch eine Kombination von beiden eine hohe Effizienz bewirken. Die Brandschutzverglasung
weist somit einen guten Brandschutz für einen breiten Bereich von unterschiedlichen Bedingungen und Umständen auf. Die Brandschutzverglasung weist dadurch einen hohen und vielseitigen Brandschutz aus. Die Kombination von schäumender und kühlender Brandschutzeigenschaft des Randverbundes erlaubt es, durch gezielte Auswahl und Kombination von Materialien mit schäumenden und kühlenden Brandschutzeigenschaften Brandschutzverglasungen mit ganz bestimmten Brandschutzcharakteristika für besondere Brandschutz anforderungen bereitstellen zu können. Anders ausgedrückt kann durch eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten von Materialien mit unterschiedlichen
Brandschutzeigenschaften (schäumend und/oder kühlend) eine Brandschutzverglasung mit ganz bestimmten erwünschten Charakteristika massgeschneidert werden. Insbesondere können schäumende und kühlende Brandschutzeigenschaften sich vorteilhaft ergänzen und/oder unterstützen.
Beispielsweise kann durch einen Zerfall eines ersten Materials, welches durch eine Energieaufnahme beim Zerfall eine kühlende Brandschutzeigenschaft aufweist, Gas freigesetzt werden. Dieses Gas wiederum kann ein zweites Material mit schäumender Brandschutzeigenschaft beim Ausbilden des Schaums unterstützen, indem das vom ersten (kühlenden) Material freigesetzte Gas zusätzlich in Schaumblasen des Schaums aufgenommen wird, welcher vom zweiten Material ausgebildet wird. Somit entsteht dank dem ersten (kühlenden) Material mehr Schaum und/oder Schaum mit grösseren Schaumblasen.
Eine kühlende Brandschutzeigenschaft ist eine Eigenschaft des Randverbundes, im Falle eines Brandes - beispielsweise durch Umwandlung von Energie - aktiv kühlend zu wirken und durch diesen kühlenden Effekt im Brandfall zu schützen.
Das bedeutet, dass bei einem Brand der Randverbund mit kühlenden Brandschutzeigenschaften einen brandschützenden Effekt hinsichtlich der Temperatur bewirkt: es wird eine absolute Temperatur reduziert und/oder eine
Temperaturzunahme wird reduziert oder verhindert. Dies wird im Rahmen dieser Erfindung als kühlende Brandschutzeigenschaft oder auch als aktiv kühlend bezeichnet.
Insbesondere wird dabei Wärmeenergie in eine von Wärmeenergie unterschiedliche Energie umgewandelt.
Insbesondere ist die Umwandlung von Energie der Haupteffekt, welcher die kühlende Brandschutzeigenschaft ausmacht.
Eine kühlende Brandschutzeigenschaft kann beispielsweise durch einen endothermen Prozess, Abspaltung von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit und/oder durch Verdampfen von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit (Verdampfungsenthalpie) erzielt werden. Auf diese Weise wird Energie umgewandelt, also eine aktiv kühlende Wirkung erzielt. Umwandlung von Energie kann auch als Aufnahme bzw. Absorption von Energie oder Verbrauch von Energie bezeichnet werden. Bei der Umwandlung von (Wärme-)Energie wird diese (Wärme-)Energie in eine andere Form der Energie überführt und so dem System entzogen.
Ein rein isolierender Effekt, welcher einen Wärmedurchgang bzw. Wärmetransport reduziert oder verhindert, ist hingegen keine kühlende Brandschutzeigenschaft. Eine solche isolierende Wirkung kann zwar durch die Reduktion oder Verhinderung des Wärmedurchgangs einen Temperaturanstieg reduzieren oder verhindern und somit vielleicht sogar als passiv kühlend bezeichnet werden. Aber bei der isolierenden Wirkung wird keine aktiv kühlende Wirkung erzielt, beispielsweise keine Energie umgewandelt. Und aus diesem Grund wird die isolierende Wirkung im Rahmen dieser Erfindung nicht als kühlende Brandschutzeigenschaft verstanden.
In der folgenden Tabelle sind Materialien aufgelistet, welche vom Randverbund umfasst werden können, um eine kühlende Brandschutzeigenschaft zu erzielen (x bzw. y steht dabei für eine beliebige Zahl):
Der Randverbund kann zum Erzielen seiner kühlenden Brandschutzeigenschaft eines oder mehrere der Materialien aus der obigen Tabelle umfassen. Eine schäumende Brandschutzeigenschaft ist eine Eigenschaft des Randverbundes, im Falle eines Brandes aufzuschäumen und dadurch im Brandfall zu schützen. Das bedeutet, dass bei einem Brand der Randverbund Schaum bildet, welcher beim Brand Schutzfunktion hat. Als Schaum werden gasförmige Bläschen bezeichnet, die von festen oder flüssigen Wänden eingeschlossen sind.
Die schäumende Brandschutzeigenschaft basiert auf einer Fähigkeit von Material, bei einem Auftreten von hohen Temperaturen anzuschwellen bzw. aufzuschäumen und einen wärmeisolierenden Schaum auszubilden. Der durch die schäumende Brandschutzeigenschaft gebildete Schaum kann durch einen isolierenden Effekt, welcher einen Wärmedurchgang bzw. Wärme transport reduziert oder verhindert, einen Temperaturanstieg reduzieren oder verhindern,
insbesondere auf einer feuerabgewandten Seite (auch bezeichnet als Kaltseite oder Schutzseite).
Der durch die schäumende Brandschutzeigenschaft gebildete Schaum kann im Brandfall allfällige Lücken zwischen der Brandschutzverglasung und angrenzenden Bauteilen (wie einer Wand oder einer weiteren Brandschutzverglasung) mindestens teilweise schliessen, um heissen Gasen oder Flammen den Weg mindestens teilweise zu versperren. Der Schaum kann den Effekt haben, für die Flammen verfügbaren Sauerstoff zu reduzieren oder zu eliminieren. Der Schaum kann also eine Brandschutzeigenschaft aufweisen, weil er Brennstoff und/oder Sauerstoff reduziert oder eliminiert. Der Schaum kann Flammen sozusagen keinen Platz lassen. Der Schaum kann Flammen räumlich begrenzen, beispielsweise ein Eindringen von Flammen in einen Bereich der Einbettung der Brandschutzverglasung in ihre Umgebung verhindern. Beispielsweise kann Schaum somit Flammen sogar teilweise oder ganz ersticken.
Die Brandschutzeigenschaft des gebildeten Schaums ist der Haupteffekt der schäumenden Brandschutzeigenschaft. Eine allfällige Brandschutzwirkung des Vorganges des Aufschäumens an sich ist dazu im Vergleich vernachlässigbar.
Anders ausgedrückt: beim Aufschäumen, also während der Bildung des durch die schäumende Brandschutzeigenschaft gebildeten Schaums, kann zwar eine vergleichsweise geringe Menge an Energie aufgenommen bzw. umgewandelt werden. Dieser Effekt ist aber vernachlässigbar im Vergleich mit dem Effekt der Brandschutzeigenschaft des fertig ausgebildeten Schaums. Darum wird im Rahmen dieser Erfindung die schäumende Brandschutzeigenschaft als nicht aktiv kühlend bezeichnet.
Insbesondere kombiniert die schäumende Brandschutzeigenschaft ein Aufschäumen des Materials mit einem Verkohlen des Materials. Dies kann auf der Oberfläche des Randverbundes stattfinden. Durch Verkohlen entsteht eine physikalische Barriere zwischen Festkörper und Gasphase, welche Wärme- und Materialtransport wirkt. Anders ausgedrückt wirkt die verkohlte Schicht wärmeisolierend und hemmt oder verhindert ein durchtreten von Stoffen. Das Verkohlen ist ein komplexer Prozess, welcher sowohl auf chemischen als auch physikalischen Eigenschaften des verkohlenden Materials beruht.
Der Randverbund kann eine polymerbasierte Grundmasse umfassen. Die polymerbasierte Grundmasse umfasst beispielsweise Epoxid, Polyurethan, Silikon, Polysulfid, Acryl und/oder ein eine heisse Schmelze ausbildendes Material, beispielsweise Butyl. Diese Grundmasse kann wiederum organisches und/oder anorganisches Material mit schäumender Brandschutzeigenschaft umfassen.
Der Vorteil der erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung hegt darin, dass die Brandschutzverglasung durch die sowohl schäumende als auch kühlende Brandschutzfünktion des Randverbundes gute Brandschutzeigenschaften aufweist. Gleichzeitig ist der Aufbau des Brandschutzglases einfach und kommt ohne zusätzliche Elemente aus. Die Brandschutzverglasung macht zusätzliche Brandschutzelemente überflüssig, obwohl zusätzlicher Brandschutz bewirkt wird.
Insbesondere weisen die Ränder der Brandschutzverglasung gute Brandschutz eigenschaften auf. Gerade an den Rändern der Brandschutzverglasung sind gute Brandschutzeigenschaften von grossem Vorteil, weil an den Rändern selber sowie
zwischen den Rändern und angrenzenden Bauteilen häufig im Brandfall eine schwache Brandschutzwirkung besteht. Anders ausgedrückt weist die erfmdungsgemässe Brandschutzverglasung vorteilhafterweise eine gute Brandschutzwirkung an den Rändern der Brandschutzverglasung auf, und dadurch im Bereich der Einbettung der Brandschutzverglasung in ihre Umgebung.
Insbesondere obere Ränder von Brandschutzverglasungen, welche im Brandfall besonders starken Effekten des Brandes ausgesetzt sind, weisen durch den schäumenden und kühlenden Randverbund eine gute Brandschutzwirkung auf.
Ein Einbau dieser Brandschutzverglasung mit schäumendem und kühlendem Randverbund ermöglicht eine einfache und kostengünstige Montage im
Rahmensystem ohne zusätzliche schäumende oder kühlende Bänder. Die einfache
Bauweise macht die Brandschutzverglasung robust und wenig anfällig für Einbaufehler. Die Brandschutzverglasung kann ohne Mehraufwand installiert werden.
Weil die erfmdungsgemässe Brandschutzverglasung gute Brandschutzeigenschaften an deren Rändern aufweist, kann die Umgebung der installierten
Brandschutzverglasung und insbesondere eine Halterung oder ein Rahmen für die Brandschutzverglasung einfach gehalten werden und ohne zusätzliche
Brandschutzelemente und/oder -massnahmen ausgebildet sein, ohne dabei den Brandschutz zu schwächen. Dies erlaubt eine Verwendung von günstig herstellbaren, einfach und robust aufgebauten an die Brandschutzverglasung angrenzenden Elementen. Das Einsetzen und die Montage der Brandschutzverglasung kann dadurch vereinfacht werden. Die Gesamtkonstruktion (Brandschutzverglasung und ihre Umgebung) kann einfach gehalten werden, was sich vorteilhaft auf Produktions-, Installations- und Wartungskosten der Gesamtkonstruktion auswirkt.
Tests haben gezeigt, dass die erfmdungsgemässe Brandschutzverglasung (also mit Randverbund mit schäumenden und kühlenden Brandschutzeigenschaften) im
Vergleich mit einer gleichartigen doppelglasigen und mit demselben Brandschutz material befüllten Brandschutzverglasung, jedoch mit Randverbund ohne schäumende und/oder ohne kühlende Brandschutzeigenschaften, unter identischen Bedingungen deutlich besseren Brandschutz bewirkt. Ein entsprechender Benchmarktest ist weiter unten beschrieben und in Figur 3 gezeigt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Optional sind im Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben ausschliesslich das Brandschutzmaterial, der Abstandhalter und der Randverbund angeordnet. Dabei kann im Zwischenraum eine optionale Abstandshalterbefestigung zum Befestigen des Abstandhalters an der Glasscheibe angeordnet sein. Mit Abstandhalterbefestigung sind Befestigungsmittel gemeint, um den Abstandhalter an einer oder mehreren Glasscheiben zu befestigen. Beispielsweise kann Klebstoff als Abstandhalterbefestigung dienen.
Durch eine Anordnung von ausschliesslich Brandschutzmaterial, Abstandhalter (ggf. mit Abstandhalterbefestigung) und Randverbund im Zwischenraum weist die Brandschutzverglasung wenige Elemente im Zwischenraum auf. Dies vereinfacht die Herstellung der Brandschutzverglasung und erlaubt tiefe Herstellungskosten.
Durch Verzicht auf zusätzliche Elemente im Zwischenraum kann der Zwischenraum weit bis zum Rand der Brandschutzverglasung mit Brandschutzmaterial gefüllt sein. Eine kompakte Versiegelung, umfassend lediglich Abstandhalter (ggf. mit Abstandhalterbefestigung) und Randverbund, erlaubt es, den Zwischenraum mit viel Brandschutzmittel zu befallen, was sich positiv auf die Brandschutzeigenschaften der Brandschutzverglasung auswirkt. Viel Brandschutzmittel kann eine hohe Brandschutzwirkung erzielen. Viel Brandschutzmittel an den Rändern bzw. nur kleine
Ränder ohne Brandschutzmittel bewirken gerade im wichtigen Randbereich von Brandschutzverglasungen eine gute Brandschutzwirkung.
Mit wenigen Elementen im Zwischenraum kann die Brandschutzverglasung einen grossen transparenten Bereich aufweisen. Denn das Brandschutzmaterial im Zwischenraum ist vor einem Brandfall transparent, also durchsichtig für Licht mit Wellenlängen in einem für Menschen mit blossem Auge sichtbaren Bereich. Abstandhalter und Randverbund sind meist nicht transparent. Bei kompakter Ausbildung von Abstandhalter und Randverbund kann der intransparente Rand der Brandschutzverglasung klein gehalten werden. Die hat neben technischen Vorteilen (beispielsweise gute Sicht, grosse Sichtwinkel, viel Lichtdurchlass, architektonisch gut einfügbar, klein ausfallende Oberflächenstrukturierung) auch kommerzielle Vorteile (bessere Verkaufsargumente) und ästhetische Vorteile. Alternativ können weitere Elemente im Zwischenraum angeordnet sein.
Optional ist der Randverbund in einem Bereich des Zwischenraums angeordnet, welcher an die Stirnseiten der Glasscheiben angrenzt. Anders ausgedrückt füllt der Randverbund den äussersten Rand des Zwischenraums der Brandschutzverglasung bis in einen Bereich angrenzend an die Stirnseiten der Glasscheiben. Dabei kann der Randverbund bündig mit den Stirnseiten der Glasscheiben im Zwischenraum angeordnet sein. Oder der Randverbund ist ein wenig nach innen in den Zwischenraum zurückversetzt angeordnet. Alternativ ragt der Randverbund ein wenig über die Stirnseiten der Glasscheiben hinaus. Mit wenig ist in diesem Zusammenhang maximal 5 Millimeter gemeint. Insbesondere heisst wenig in diesem Zusammenhang maximal 3 Millimeter. Auch maximal 1 Millimeter kann unter wenig verstanden werden.
Alternativ kann der Randverbund deutlich von den Stirnseiten zurückversetzt oder deutlich über die Stirnseiten hinausragend angeordnet sein.
Optional umfasst der Randverbund anorganisches Material, insbesondere Alkalisilikat, welches bei einem Temperaturanstieg bei einem Brand aufschäumt und auf diese Weise mindestens einen Teil der schäumenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes erzielt.
Anders ausgedrückt kann anorganisches Material im Randverbund mindestens teilweise die schäumende Brandschutzeigenschaft des Randverbundes bewirken.
Insbesondere umfasst dieses anorganische Material Silikat und/oder Silikatsalz.
Silikat und/oder Silikatsalz kann alleine, untereinander kombiniert und/oder in Verbindung mit anderen Verbindungen als anorganisches Material mit schäumenden Brandschutzeigenschaften eingesetzt werden.
Folgend sind Beispiele für Silikat und/oder Silikatsalz genannt: Aluminiumsilikat, Lithiumsilikat, Natriumsilikat, Verbindung von Silikat und Phosphat, Verbindung von Aluminiumsilikat und Phosphat. Beispielsweise ist das anorganische Material Alkalisilikat. Auch andere Silikatderivate können verwendet werden.
Im Brandfall aufschäumendes anorganisches Material schäumt beispielsweise auf, weil eine endotherme Dehydratisierung (auch als Dehydratation bezeichnet) des anorganischen Materials stattfindet.
Durch eine Dehydratisierung wird Wasser freigesetzt, im Brandfall in Form von Wasserdampf. Dieser Wasserdampf bildet Gasbläschen, welche zusammen mit dem geschmolzenen anorganischen Material schlussendlich einen festen, starren Schaum ausbilden.
Insbesondere umfasst dieser feste, starre Schaum hauptsächlich hydratisiertes Siliziumdioxid. Hauptsächlich bedeutet, dass der Schaum aus mindestens 90 Gewichtsprozent hydratisiertem Siliziumdioxid besteht. Insbesondere besteht der Schaum aus mindestens 95 Gewichtsprozent hydratisiertem Siliziumdioxid. Der Schaum kann aus mindestens 98 Gewichtsprozent hydratisiertem Siliziumdioxid bestehen.
Die schäumende Brandschutzeigenschaft des Randverbundes kann ausschliesslich auf anorganischem Material beruhen.
Der Randverbund kann neben anorganischem Material noch weiteres Material mit die schäumender Brandschutzeigenschaft umfassen. Alternativ kann der Randverbund frei von anorganischem Material, welches schäumende Brandschutzeigenschaften aufweist, ausgebildet sein.
Optional umfasst der Randverbund organisches Material, welches bei einem Temperaturanstieg bei einem Brand aufschäumt und auf diese Weise mindestens einen Teil der schäumenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes erzielt.
Anders ausgedrückt kann organisches Material im Randverbund mindestens teilweise die schäumende Brandschutzeigenschaft des Randverbundes bewirken. Optional schäumt organisches Material im Randverbund beim Temperaturanstieg beim Brand aufgrund einer chemischen Reaktion des organischen Materials auf.
Anders ausgedrückt schäumt im Brandfall aufschäumendes organisches Material auf, weil eine chemische Reaktion im organischen Material stattfindet.
Optional umfasst organisches Material, welches aufgrund einer chemischen Reaktion aufschäumt, folgende Materialien: eine Säurequelle (acid source), einen Verkohlungsbildner (char former), ein Treibmittel (blowing agent) und ein Bindemittel, um die vorgenannten Materialien zu binden.
Beispielsweise dient als Säurequelle eine anorganische Säure oder ein Material, aus welchem eine säurehaltige bzw. saure Variante entstehen kann.
Als Verkohlungsbildner kann eine kohlenstoffreiche Verbindung verwendet werden. Beispielsweise können mehrwertige Alkohole verwendet werden. Eine bestimmter Gewichtsanteil von Kohlenstoff im Verkohlungsbildner kann abhängig vom gewünschten Ziel bewusst gewählt werden, um gezielt eine bestimmte Struktur der gebildeten Kohle zu erreichen. Eine bestimmter Gewichtsanteil von Hydroxil im Verkohlungsbildner kann abhängig vom gewünschten Ziel bewusst gewählt werden, um gezielt eine bestimmte Verkohlungsgeschwindigkeit zu erreichen (also die Geschwindigkeit, mit welcher die Kohle gebildet wird). Der Verkohlungsbildner kann optional gleichzeitig auch als Bindemittel dienen.
Das Treibmittel ist beispielsweise eine Verbindung, welche bei ihrem Zerfall eine grosse Menge an Gas freisetzt. Das Treibmittel kann eine halogenierte und/oder stickstoffhaltige Verbindungen sein.
Das Bindemittel bindet die Säurequelle, den Verkohlungsbildner und das Treibmittel zusammen. Insbesondere hält das organische Material ohne Bindemittel nicht zusammen, und dessen schäumende Brandschutzeigenschaft verliert ohne Bindemittel an Effizienz. Beispielsweise kann das Bindemittel gleichzeitig auch als Verkohlungsbildner dienen.
Beispielsweise dient die polymerbasierte Grundmasse als Bindemittel. Anders ausgedrückt sind die oben genannten Beispiele für die polymerbasierte Grundmasse
auch Beispiele für das Bindemittel. Also umfasst das Bindemittel beispielsweise Epoxid, Polyurethan, Silikon, Polysulfid, Acryl und/oder ein eine heisse Schmelze ausbildendes Material, beispielsweise Butyl. In der untenstehenden Tabelle sind Beispiele von Säurequellen, Verkohlungsbildnern und Treibmitteln aufgeführt. Diese können jeweils alleine oder kombiniert verwendet werden.
Alkyl steht dabei für einwertige Alkanreste der allgemeinen Formel CnH2n+i (n = Anzahl der Kohlenstoffatome). Haloalkyl ist Alkyl, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ersetzt wurde.
Beispielsweise spielen sich beim aufschäumen des Randverbundes im Brandfall aufgrund einer chemischen Reaktion folgende Prozessschritte ab: - die Säurequelle setzt bei einer bestimmten Säurefreisetzungstemperatur Säure frei
(die Säurefreisetzungstemperatur hängt von der Zusammensetzung der Säurequelle sowie von anderen vom Randverbund umfassten Materialen ab),
- die Säure verestert den Verkohlungsbildner (das heisst die Säure reagiert mit Hydroxylgruppen des Verkohlungsbildners) bei Temperaturen leicht über der Säurefreisetzungstemperatur,
- der Teil des Randverbundes, in welchem die oben genannten Prozessschritte stattfmden, schmilzt vor oder während der Veresterung,
- der Ester zersetzt sich durch Dehydratisierung zu einem kohlenstoffhaltigen anorganischen Rückstand,
- aufgrund der oben genannten Prozessschritte werden Gase und Abbauprodukte freigesetzt, welche Gasblasen ausbilden und dadurch zum aufschäumen des geschmolzenen Teils des Randverbundes führen,
- gegen Ende der chemischen Reaktionen der oben genannten Prozessschritte erfolgt eine Gelierung und schließlich eine Verfestigung des geschmolzenen Teils des Rand Verbundes, woraus ein fester, starrer Schaum resultiert. In diesem resultierenden Schaum sind also die gebildeten Gasblasen von festen Wänden eingeschlossen, wobei die Wände die kohlenstoffhaltigen anorganischen Rückstände umfassten. Der gebildete Schaum weist durch die Rückstände eine wärmeisolierende Eigenschaft auf. Optional schäumt organisches Material im Randverbund beim Temperaturanstieg beim Brand aufgrund einer physikalischen Reaktion des organischen Materials auf.
Anders formuliert schäumt im Brandfall aufschäumendes organisches Material auf, weil eine physikalisch bedingte, insbesondere eine mechanisch bedingte, Expansion im organischen Material stattfmdet.
Optional umfasst das organische Material Blähgraphit.
Dass sich im Brandfall das Blähgraphit aufbläht und in seiner aufgeblähten Form eine wärmeisolierende Wirkung zeigen kann, basiert auf einer physikalisch bedingten Expansion und benötigt keine chemische Reaktion.
Blähgraphit kann alleine im Randverbund eingesetzt werden.
Blähgraphit kann auch zusammen mit anderem Material, welches schäumende Brandschutzeigenschaften aufweist, im Randverbund eingesetzt werden.
Beispielsweise kann Blähgraphit mit Material kombiniert werden, welches im Brandfall aufgrund einer chemischen Reaktion expandiert.
Blähgraphit kann in einer Matrix eingebettet sein. Als Matrix kann beispielsweise die polymerbasierte Grundmasse des Randverbunds dienen, und insbesondere die oben erwähnten Beispiele für die polymerbasierte Grundmasse. Im Brandfall tritt hitzebedingt aus der Matrix Material aus und/oder die Matrix dehnt sich aus.
Beispielsweise schäumt das im Brandfall aufschäumende organische Material sowohl aufgrund von chemischer Reaktion also auch wegen physikalisch bedingter Expansion auf.
Die schäumende Brandschutzeigenschaft des Randverbundes kann ausschliesslich auf organischem Material beruhen.
Der Randverbund kann neben organischem Material noch weiteres Material mit die schäumender Brandschutzeigenschaft umfassen.
Alternativ kann der Randverbund frei von organischem Material, welches schäumende Brandschutzeigenschaften aufweist, ausgebildet sein. Optional umfasst der Randverbund ein Material, welches im Brandfall Gas freisetzt und auf diese Weise mindestens einen Teil der kühlenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes erzielt.
Das vom Randverbund im Brandfall freigesetzte Gas kann den Effekt haben, für die Flammen verfügbaren Sauerstoff zu reduzieren oder zu eliminieren, und/oder
brennbares bzw. heisses Gas zu verdünnen. Das freigesetzte Gas kann also einen kühlenden Effekt haben, weil es Brennstoff und/oder Sauerstoff reduziert oder eliminiert und/oder heisse Gase verdünnt. Beispielsweise erfolgt dieser kühlende Effekt zusätzlich zu einer Umwandlung von Wärmeenergie. Das vom Randverbund freigesetzte Gas ist beispielsweise Wasserdampf oder Kohlendioxid.
Alternativ kann der Randverbund frei von einer Gasfreisetzung im Brandfall ausgebildet sein. Optional setzt der Randverbund im Brandfall aufgrund eines Zerfalls eines Materials des Randverbundes Gas frei.
Die Gasfreisetzung im Brandfall durch Zerfall von nur einem Material des Randverbundes hat den Vorteil, dass das zu zerfallende Material unabhängig von weiteren Bestandteilen bzw. Materialien des Randverbundes alleine für sich im Brandfall reagieren kann. Diese Art der Gasfreisetzung ist einfach und ausfallsicher. Nur eine einzige bestimme Sorte von Zusatzmaterial wird für eine entsprechende Art von Randverbund benötigt. Es können auch mehrere Sorten von Zusatzmaterial mit dieser Eigenschaft verwendet werden. Ein Beispiel für ein solches Material ist Aluminiumtrihydroxid (Al(OH)3), welches zerfällt und dabei Gas freisetzt.
Alternativ kann der Randverbund frei von einer Gasfreisetzung im Brandfall durch Zerfall von Material im Randverbund ausgebildet sein. Optional setzt der Randverbund im Brandfall Gas frei aufgrund eines Zerfalls von mindestens zwei Materialien des Randverbundes, welche voneinander unterschiedliche Gasfreisetzungstemperaturen aufweisen.
Die Gasfreisetzung im Brandfall durch einen Zerfall von mehreren Materialien des Randverbundes, welche unterschiedliche Gasfreisetzungstemperaturen aufweisen, hat
den Vorteil, dass im Brandfall die Gasfreisetzung über einen breiten Temperaturbereich erfolgt.
Die Gasfreisetzungstemperatur ist die Temperatur, ab welcher ein Material Gas freisetzt (diese wird manchmal auch als Anspringtemperatur bezeichnet). Die zerfallenden Materialien können ganz spezifisch ausgesucht und kombiniert werden für ganz bestimmte Einsatzzwecke und die entsprechenden Temperaturbereiche.
Beispielsweise kann eine spezifische Auswahl und ein spezifisches Mischungsverhältnis von ganz bestimmten Materialien eine besonders hohe Gasfreisetzungsrate in einem ganz bestimmten Temperaturbereich aufweisen, welcher von einem Material alleine nicht abgedeckt werden kann. Oder es kann eine möglichst gleichmässige Gasfreisetzungsrate in einem möglichst breiten Temperaturbereich erzielt werden.
Beispielsweise kann eine spezifische Auswahl und ein spezifisches
Mischungsverhältnis von ganz bestimmten Materialien verschiedene, für einen Anwendungsfall in Kombination besonders effiziente Gase freisetzen. Zum Beispiel kann der Randverbund einerseits Mg(OH)2 (mit einer
Gasfreisetzungstemperatur von 320 Grad Celsius, wobei Gas bis 420 Grad Celsius freigesetzt wird) und andererseits Ca(OH)2 (mit einer Gasfreisetzungstemperatur von 400 Grad Celsius, wobei Gas bis 600 Grad Celsius freigesetzt wird) umfassen. Alternativ kann der Randverbund frei sein von einer Gasfreisetzung im Brandfall aufgrund eines Zerfalls von mindestens zwei Materialien des Rand Verbundes, welche voneinander unterschiedliche Gasfreisetzungstemperaturen aufweisen.
Optional umfasst der Randverbund ein Material mit endothermen Eigenschaften, welches im Brandfall dank dessen endothermen Eigenschaften Wärmeenergie
aufnimmt und auf diese Weise mindestens einen Teil der kühlenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes erzielt.
Die endotherme Eigenschaft des Materials im Randverbund bewirkt im Brandfall eine endotherme Reaktion im Randverbund. Auf diese Weise wird der Umgebung dieses Materials Wärmeenergie entzogen, was eine kühlende Wirkung auf die Umgebung dieses Materials hat. Also wird im Randverbund und um den Randverbund herum eine kühlende Wirkung erzielt. Beispielsweise ist Huntit ein solches Material mit endothermen Eigenschaften. Eine Ablagerung von Hydromagnesit und Huntit ist ein anderes Beispiel.
Alternativ kann der Randverbund frei von einem Material mit endothermen Eigenschaften im Brandfall ausgebildet sein. Optional kann der Randverbund ein synergistisches Material umfassen.
Mit synergistischem Material wird ein Material bezeichnet, welches (beispielsweise bereits schon in kleinen Mengen) zu einem anderen Material hinzugefügt eine deutliche oder sogar drastische Verstärkung eines Effekts des anderen Materials bewirkt. Synergistisch bedeutet, dass ein kombinierter Effekt zweier Materialien grösser ist als eine Summe von Effekten beider Materialien alleine.
In Bezug auf die schäumende und/oder kühlende Brandschutzeigenschaft können insbesondere folgende synergistische Effekte (alleine oder in Kombination) erzielt werden:
Freisetzung von mehr Gas endothermer Zerfall solid state diluent
Reduktion einer für eine Polymerzersetzung zur Verfügung stehenden Energiemenge
verbesserte thermische Stabilität
Bildung und/oder Verstärkung der thermisch isolierenden Schutzschicht Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der thermisch isolierenden Schutzschicht, insbesondere der Verkohlungsschicht - Verbesserung der Kohlequalität hinsichtlich der Wärmedämmung der
V erkohlungs Schicht
Änderungen der Kohlestruktur (Nanostruktur) in der Verkohlungsschicht Erhöhung der Energieabsorbtion
Erhöhung der maximal erreichbaren Menge von verkohltem Material im Randverbund
Verbesserte Flammenhemmung Rauchunterdrückung
Verringerung der Brennbarkeit bzw. Entflammbarkeit Beispiele von möglichen synergistischen Materialien für eine schäumende und/oder kühlende Brandschutzeigenschaft des Randverbundes können der untenstehenden Tabelle entnommen werden. Darin sind Beispiele von verschiedenen Materialien aufgeführt, welche sich alleine oder in Kombination miteinander dafür eignen, um dem Randverbund zugesetzt einen synergistischen Effekt bezüglich der schäumenden und/oder kühlenden Brandschutzeigenschaft zu erzielen x steht dabei für eine beliebige Zahl.
Optional umfasst der Randverbund ein brandhemmendes Material, welches einen Anteil an weiterem Material im Randverbund reduziert. Anders ausgedrückt ist dem Randverbund ein brandhemmendes Material eingefugt, welches durch sein Vorhandensein einen Anteil an brandgefährlichem Material im Randverbund senkt. Also ist durch Einbringen von brandhemmendem Material eine Menge eines anderen Materials im Randverbund, welches weniger brandhemmend ist, reduziert (solid state diluent). Brandhemmend heisst in diesem Zusammenhang, dass das Material selber schwer brennbar ist und im Brandfall beispielsweise keine oder wenig brennbaren Gase oder Stoffe freisetzt.
Das als solid state diluent eingesetzte Material kann einen synergistischen Effekt in Bezug auf Material mit schäumender und/oder kühlender Brandschutzeigenschaft erzielen.
Beispielsweise kann ein Aerogel als solid state diluent im Randverbund eingesetzt werden. Alternativ kann der Randverbund frei sein von einem brandhemmenden Material, welches als solid state diluent wirkt.
Optional umfasst der Randverbund ein Material, welches im Brandfall eine thermisch isolierende Schutzschicht ausbildet.
Eine solche thermisch isolierende Schutzschicht kann einen synergistischen Effekt in Bezug auf Material mit schäumender und/oder kühlender Brandschutzeigenschaft erzielen Das Ausbilden einer thermisch isolierenden Schutzschicht im Brandfall hat den Effekt, dass Flammen und Hitze durch diese Schutzschicht gehemmt werden. Insbesondere kann eine solche Schutzschicht im Randverbund ein Eindringen von Flammen und/oder Hitze von den Rändern der Brandschutzverglasung her in einen Zwischenraum zwischen Brandschutzverglasung und dessen Umgebung minimieren oder verhindern. Weniger Hitze und/oder Flammen reduziert temperaturbedingten Zerfall beispielsweise des Brandschutzmaterials und/oder des Abstandhalters im Zwischenraum.
Die thermisch isolierende Schutzschicht ist insbesondere eine Verkohlungsschicht.
Alternativ kann der Randverbund frei sein von einem Material, welches im Brandfall eine thermisch isolierende Schutzschicht ausbildet.
Alternativ kann der Randverbund frei von einem synergistischen Material ausgebildet sein.
Die optionalen Merkmale können alleine oder auch kombiniert in der erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung vorhanden sein. Im Folgenden wird der Erfmdungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 einen Schnitt durch einen oberen Teil einer erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung in Seitenansicht;
Figur 2 die Brandschutzverglasung aus Figur 1 in derselben Ansicht, installiert in einem Rahmen,
Figur 3 Temperaturverlauf einer Testmessung. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit den Bezeichnungen links, rechts, unten und oben wird auf die Zeichnungsebene der Figuren Bezug genommen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen dasselbe Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung 1. In beiden Figuren 1 und 2 ist jeweils ein Schnitt in Seitenansicht dargestellt. Zudem zeigen beide Figuren von der Brandschutz verglasung 1 jeweils nur den oberen Teil derselben. Das heisst, von einer senkrecht positionierten Brandschutzverglasung 1 (also parallel zur Gravitationsrichtung ausgerichtet) ist der obere Teil oder anders ausgedrückt ein oberes Ende der Brandschutzverglasung 1 dargestellt. Andere Randbereiche der Brandschutz verglasung 1 sind analog ausgebildet. Dasselbe trifft auf den Rahmen 10 in Figur 2 zu: es ist nur der obere Teil des Rahmens 10 dargestellt, die anderen Teile sind analog ausgebildet. In Figur 1 ist ein Teil der Brandschutzverglasung 1 dargestellt. Zwei parallel angeordnete Glasscheiben 2 sind durch einen dazwischen angeordneten Abstandhalter 4 voneinander beabstandet. Zwischen den beiden Glasscheiben 2 und unterhalb des Abstandhalters 4 befindet sich ein Brandschutzmaterial 3. Vollständig zwischen den beiden Glasscheiben 2 und oberhalb des Abstandhalters 4 ist ein Randverbund 5 angeordnet. Der Randverbund 5 endet oben bündig mit Stirnseiten der beiden Glasscheiben 2.
In Figur 2 ist derselbe Teil der Brandschutzverglasung wie in Figur 1 gezeigt, allerdings bereits installiert in einen Rahmen 10. In Figur 2 ist deutlich zu erkennen, dass den Brandschutzeigenschaften der Brands chutzverglasung 1 an deren Rändern
(hier ist nur der obere Rand dargestellt) besondere Bedeutung zukommt. Im Randbereich der Brandschutzverglasung 1, wo sich der Randverbund 5 befindet, kann bei der installierten Brandschutzverglasung 1 zwischen Brandschutzverglasung 1 und Rahmen 10 im Brandfall ein (nicht eingezeichneter) wärmeisolierender Schaum gerade dort dichtend und isolierend wirken, wo sich konstruktionsbedingt Schwachstellen befinden. Darüber hinaus kann genau dort auch Gas freigesetzt werden und verdünnend und kühlend wirken, und/oder Wärmeenergie umgewandelt werden. Und dies insbesondere am oberen Rand der Brandschutzverglasung 1, wo aufgrund von Konvektion im Brandfall besonders widrige Umstände vorliegen (viel Hitze, Flammen, Rauch) und gute Brandschutzeigenschaften besonders vorteilhaft und hilfreich sind.
Der Randverbund 5 besteht in einer ersten Ausführungsform aus Epoxy (Grundmasse und Bindemittel) sowie 25 Gewichtsprozent APP (Ammoniumpolyphosphat, eine Säurequelle), 6 Gewichtsprozent PER (Pentaerythritol, ein Verkohlungsbilder), 10 Gewichtsprozent Mel (Melamin, ein Treibmittel), 4 Gewichtsprozent Aluminiumtrihydroxid (hat eine kühlende Brandschutzwirkung) und 5 Gewichtsprozent Titaniumdioxid (welches stabilisierend auf den Schaum wirkt). In dieser ersten Ausführungsform schäumt der Randverbund 5 aufgrund einer chemischen Reaktion auf, und darüber hinaus wirkt der Randverbund zusätzlich aktiv kühlend wegen dem Titaniumdioxid.
Figur 3 zeigt die Resultate eines Benchmarktests. Dabei wurde auf der brandabgewandten Seite der getesteten Brandschutzverglasungen ausserhalb der Halterung an einer oberen Ecke der Brandschutzverglasung eine Temperaturzunahme DT innerhalb von 30 Minuten gemessen. Die entsprechenden Temperaturzunahmen sind in Figur 3 dargestellt: die Temperaturzunahme DT (in Kelvin) der feuerabgewandten Seite (Kaltseite) der Brandschutzverglasung ist abhängig von der Zeit t (in Minuten) dargestellt, woraus sich die Feuerwiderstandsdauer ableiten lässt.
Der Benchmarktest wurde durchgeführt mit Brandschutzgläsem des Typs CF30, montiert in derselben Halterung (Janisol II Rahmensystem mit EPDM Dichtungen). Diese Halterung weist kein kühlendes und/oder schäumendes Zusatzelement auf. Nur der Randverbund wurde variiert. Die im Benchmarktest verwendete zweite Ausführungsform der erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung BskR hat einen Randverbund aus den Materialien der untenstehenden Tabelle aufgewiesen, was dessen schäumende und kühlende Brandschutzwirkung ausgemacht hat. Messwerte dieser Brandschutzverglasung BskR sind in Figur 3 durch leere Quadrate dargestellt, welche mit einer durchgehenden Linie verbunden sind.
Zwei unterschiedliche Randverbünde ohne schäumende und ohne kühlende Brandschutzeigenschaften wurden zum Vergleich getestet: einer war aus reinem Polysulfid, einer war aus reinem Epoxy. Messwerte der Brandschutzverglasung BR- Ps mit dem Randverbund aus reinem Polysulfid sind in Figur 3 durch leere Kreise dargestellt, welche mit einer gestrichelten Linie verbunden sind. Messwerte der Brandschutzverglasung BR-Ep mit dem Randverbund aus reinem Epoxy sind in Figur 3 durch Kreuze dargestellt, welche mit einer Linie aus Strichpunkten verbunden sind. Wie man sieht, verlaufen die Temperaturzunahmen für die Brandschutzverglasungen aller dreier Randverbünde etwa 20 Minuten lang ziemlich ähnlich, und danach weist die Brandschutzverglasung BskR mit dem Randverbund mit schäumenden und kühlenden Brandschutzeigenschaften deutlich tiefere Werte von Temperaturzunahmen auf. Nach dreissig Minuten weist die Brandschutzverglasung BskR mit dem erfmdungsgemässen Randverbund mit schäumenden und kühlenden Brandschutzeigenschaften eine um 33 Kelvin niedrigere Temperaturzunahme auf als die Brandschutzverglasungen BR-Ps und BR-Ep mit den beiden anderen Randverbünden. Die Temperaturzunahme bei den Brandschutzverglasungen BR-Ps und BR-Ep beträgt nach 30 Minuten 199.5 Kelvin resp. 198.67 Kelvin. Diese beiden Brandschutzverglasungen mit den Randverbünden ohne schäumende und ohne kühlende Brandschutzeigenschaften können somit mit der getesteten Halterung zusammen keine der Norm EI 30 entsprechende Brandschutzwirkung erzielen, sofern keine weiteren Massnahmen getroffen werden (wie beispielsweise ein Einsetzen von zusätzlichen, aufschäumenden und/oder kühlenden Bändern). Hingegen erlaubt es die vorliegend getestete Variante der erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung BskR mit dem Randverbund mit schäumenden und kühlenden Brandschutzeigenschaften problemlos, zusammen mit der getesteten Halterung eine der Norm EI 30
entsprechende Brandschutzwirkung zu erzielen, ohne dass zusätzliche Massnahmen getroffen werden müssen. Denn die Temperaturzunahme der getesteten erfmdungsgemässen Brandschutzverglasung BskR beträgt nach 30 Minuten lediglich 165.75 Kelvin, und liegt somit 14.25 Kelvin unter dem in der Norm EI 30 maximal erlaubten Wert von 180 Kelvin.
Claims
1. Brandschutzverglasung (1) aus wenigstens zwei Glasscheiben (2), welche durch einen Abstandhalter voneinander beabstandet sind, wobei in einem Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben (2) ein Brandschutzmaterial (3) und der Abstandhalter (4) angeordnet sind, wobei ein Randverbund (5) das Brandschutz- material (3) und den Abstandhalter (4) in dem Zwischenraum umschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) eine schäumende Brandschutzeigenschaft und eine kühlende Brandschutzeigenschaft aufweist.
2. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 1, wobei der Randverbund (5) ein
Element ist, welches die durch den Abstandhalter (4) beabstandeten Glasscheiben relativ zueinander unverrückbar befestigt.
3. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randverbund (5) von dem Abstandhalter (4) verschieden ist.
4. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Randverbund (5) ist als einzelnes Element ausgebildet.
5. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben (2) ausschliesslich das Brandschutzmaterial (3), der Abstandhalter (4) - mit einer optionalen Abstandshalterbefestigung zum Befestigen des Abstandhalters (4) an der Glasscheibe (2) - und der Randverbund (5) angeordnet sind.
6. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) in einem Bereich des
Zwischenraums angeordnet ist, welcher an die Stirnseiten der Glasscheiben (2) angrenzt.
7. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) anorganisches Material umfasst, insbesondere Alkalisilikat, welches bei einem Temperaturanstieg bei einem Brand aufschäumt und auf diese Weise mindestens einen Teil der schäumenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes (5) erzielt.
8. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) organisches Material umfasst, welches bei einem Temperaturanstieg bei einem Brand aufschäumt und auf diese Weise mindestens einen Teil der schäumenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes (5) erzielt.
9. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Material im Randverbund (5) beim Temperaturanstieg beim Brand aufgrund einer chemischen Reaktion des organischen Materials aufschäumt.
10. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Material, welches aufgrund einer chemischen Reaktion aufschäumt, folgende Materialien umfasst: eine Säurequelle, einen Verkohlungsbildner, ein Treibmittel und ein Bindemittel, um die vorgenannten Materialien zu binden.
11. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Material im Randverbund (5) beim Temperaturanstieg beim Brand aufgrund einer physikalischen Reaktion des organischen Materials aufschäumt.
12. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Material Blähgraphit umfasst.
13. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) ein Material umfasst, welches im Brandfall Gas freisetzt und auf diese Weise mindestens einen Teil der kühlenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes (5) erzielt.
14. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) im Brandfall Gas freisetzt aufgrund eines Zerfalls des
Materials des Randverbundes (5).
15. Brandschutzverglasung (1) gemäss Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) im Brandfall Gas freisetzt aufgrund eines Zerfalls von mindestens zwei Materialien des Randverbundes (5), welche voneinander unterschiedliche Gasfreisetzungstemperaturen aufweisen.
16. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) ein Material mit endothermen Eigenschaften umfasst, welches im Brandfall dank dessen endothermen
Eigenschaften Wärmeenergie aufnimmt und auf diese Weise mindestens einen Teil der kühlenden Brandschutzeigenschaft des Randverbundes (5) erzielt.
17. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) ein synergistisches Material umfasst.
18. Brandschutzverglasung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverbund (5) ein brandhemmendes Material
umfasst, welches einen Anteil an weiterem Material im Randverbund (5) reduziert.
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