DE3602118C2 - Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen - Google Patents
Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in BauteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abichtung
von Öffnungen in Bauteilen, wie z. B. Fugen, Hohl- bzw. Zwischenräumen, die
durch das kombinierte Anbringen sowohl einer im Brandfall aufschäumenden
Masse, als auch eines komprimierbaren, schwer entflammbaren, wärmedämmenden
Materials in der Öffnung zustande kommt.
Derartige brandsichere Abdichtungen sind vor allem eim Zusammenstoß von
brandabschnittbildenden Bauteilen, wie z. B. bei Wänden und Mauern, die auch
vorgefertigt sein können, erforderlich. Da diese Wände und Mauern, welche im
Brandfall einen lang anhaltenden Brandwiderstand bieten müssen, häufig in
mehrere Abschnitte unterteilt sind, müssen auch die Fugen zwischen den
einzelnen Bauteilen eine ebenso ausreichende brandschützende und feuerwiderstandsfähige
Abdichtung erhalten. Weiters müssen auch Durchbrüche
durch brandabschnittbildende Bauteile zum Durchführen von Leitungen, Kabeln
oder Rohren entsprechend brandschützend abgedichtet sein. Wegen der durch
Temperaturschwankungen bzw. im Brandfall auftretenden Bewegungen der
Bauteile müssen die Abdichtungen entsprechend dehnbar bzw. elastisch ausgeführt
sein.
Aus der DE-OS 32 35 571 ist eine brandschützende Fugenabdichtung bekannt,
die durch Einlegen eines Mineralwollstreifens in die Fuge gebildet wird, worauf
die Fuge beidseitig mit einer bei Beflammung aufschäumenden Masse verschlossen
wird.
Diese bekannte Fugenabdichtung weist den Nachteil auf, daß sie zwar eine gute
thermische Isolierung besitzt, bei lang andauernder und intensiver Beflammung
jedoch keine ausreichende Feuerwiderstandsfähigkeit gewährleistet ist. Außerdem
ist die beim Aufschäumen gebildete Brandschutzschicht gegenüber den
beim Brand auftretenden thermischen und mechanischen Spannungen nicht
sehr widerstandsfähig, so daß sie sehr leicht zerstört wird und abbröckelt,
wodurch die brandschützende Wirkung vermindert oder gar unwirksam wird.
Die Aufgabe, derartigen Öffnungen und Fugen in Bauteilen eine bessere und
auch bei längerem Brand ausreichende Feuerwiderstandsfähigkeit zu verleihen,
wurde erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach eine Anordnung zur im
Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in Bauteilen, wie z. B. Fugen,
Hohl- bzw. Zwischenräumen oder dergleichen, bei der in der Öffnung sowohl
eine im Brandfall aufschäumende Masse (Komponente A), als auch ein komprimierbares,
schwer entflammbares, wärmedämmendes Material (Komponente
B) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere aus
Komponente A bestehende Schichten wenigstens teilweise im Inneren der
Komponente B angebracht sind, wobei die aus Komponente A bestehenden
Schichten unter annähernd mittiger Teilung der Komponente B in die Tiefe der
Öffnung hineinreichen, so daß sie beim Aufschäumen im Brandfall die
Komponente B verdichten und damit deren Feuerwiderstand erhöht.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß
durch das Aufschäumen der Komponente A im Brandfall, sowie durch das
dadurch bedingte Verdichten der Komponente B und gegebenenfalls durch teilweises
Eindringen der aufschäumenden Komponente A in Komponente B ein
sehr dichter und mechanisch sehr widerstandsfähiger Verbundkörper gebildet
wird. Dieser Verbundkörper ist gegenüber den beim Brand auftretenden thermischen
und mechanischen Beanspruchungen wesentlich widerstandsfähiger
und haltbarer als die aufgeschäumten Massen in bekannten Systemen und bleibt
dadurch während des Brandes als Sperrschicht für Hitze, Feuer und Rauchgase
länger unzerstört erhalten. Da außerdem das Wärmedämmvermögen und die
Feuerwiderstandsfähigkeit der Komponente B mit der Dichte zunehmen, ergibt
sich der zusätzliche Vorteil, daß die durch das Aufschäumen von Komponente A
im Brandfall verdichtete Komponente B einen im Vergleich zum unverdichteten
Material verbesserten Brandschutz aufweist.
Als Komponente A kann jede im Brandfall aufschäumende Masse verwendet
werden. Solche Massen sind in Form von Lacken, Beschichtungen, Mörteln,
Kitten oder Platten bekannt. Bevorzugt sind Massen mit einem Blähdruck von
über 2 bar. Der Blähdruck ist dabei als jener Druck definiert, der bei 300°C
zwischen zwei Metallplatten im Abstand von 2,5 mm gemessen wird, wobei das
Material seitlich nicht abgegrenzt ist und sich in zwei Dimensionen ungehindert
ausbreiten kann.
Besonders bevorzugt im Brandfall aufschäumende Massen mit hohem Blähdruck
sind solche auf Basis von Blähgraphit oder auf Basis von Alkalisilikaten,
wie sie beispielsweise in der EP 0 153 564 A2 beschrieben sind.
Erfindungsgemäß können auch im Brandfall aufschäumende Massen mit einem
Blähdruck von unter 2 bar, wie z. B. die ebenfalls in der EP 0 153 564 A2
beschriebenen Massen auf Basis flammfest eingestellter, mit stickstoffhaltigen
Blähmitteln modifizierter Polyvinylazetatdispersionen, auf Basis mittels Latexdispersionen
modifizierter wäßriger Alkalisilikate oder auf Basis flammfest
modifizierter, stickstoffhaltige Blähmittel enthaltender Polyurethane verwendet
werden, wobei Massen auf Basis von Polyurethanen, wie auch in der DE-OS
32 35 571 beschrieben, besonders bevorzugt sind.
Als Komponente B können beispielsweise lose anorganische Fasern oder daraus
hergestellte Vliese oder Matten, wie z. B. Steinwolle, Asbestwolle oder
besonders bevorzugt Mineralwolle verwendet werden. Die Dichte derartiger
Wollen oder Matten liegen bevorzugt im Bereich zwischen 30 und 300 kg/m3.
Weitere bevorzugte Möglichkeiten sind die Verwendung von Asbestschäumen,
Silikonschäumen oder schwer entflammbaren Kunststoffschäumen, wie z. B.
flammfest eingestellten Polyurethanschäumen oder PVC-Schäumen.
Die Anbringung der Komponente A innerhalb der Komponente B gestaltet sich
besonders einfach, wenn sie in Form von vorgefertigten Bändern oder Laminaten
eingesetzt sind. Im Falle der Verwendung von Laminaten können diese
beispielsweise aus einem mit der Komponente A beschichteten Trägermaterial,
wie beispielsweise in der AT-PS 360 130 beschrieben, bestehen. Der
Vorteil der Verwendung von vorgefertigten Bändern oder Laminaten kommt
insbesondere an der Baustelle zum Tragen, wo das Band oder das Laminat ohne
großen technischen Aufwand, beispielsweise in einem in der Komponente B
angebrachten Schlitz, einfach und schnell eingeschoben werden kann.
Eine weitere rationelle und bevorzugte Möglichkeit, Öffnungen brandsicher
abzudichten, besteht darin, daß man vorgefertigte Verbunde verwendet, die
aus zwei oder mehreren Laminatschichten der beiden Komponenten aufgebaut
sind. Besonders einfach gestaltet sich die Verwendung eines 3-Schichtverbundes,
bei dem die Mittellage aus der Komponente A und die beiden
Außenanlagen aus der Komponente B bestehen. Ein solcher Verbund muß bloß in
die abzudichtende Öffnung der Fuge eingeschoben werden, wobei die Dicke
des Verbundes gleich oder etwas größer als die Breite der Öffnungen sein sollte.
Für den Fall der Verwendung eines 2-Schichtverbundes werden soviele Verbundstreifen
nebeneinander in die Öffnung eingelegt, als zum Abdichten der
gesamten Öffnungsbreite nötig ist. Dabei sollen an den beiden Außenseiten
jeweils Laminatlagen zu liegen kommen, die aus der Komponente B aufgebaut
sind.
Um eine Öffnung erfindungsgemäß abzudichten, ist es nicht nötig, daß sich die
Komponente A über die ganze Länge der Öffnung erstreckt, es müssen jedoch
zumindest wesentliche Bereich abgedeckt sein. Da sich die Masse beim
Aufschäumen im Brandfall ausdehnt, werden, insbesondere bei gutfließenden
Massen, auch die nicht abgedeckten Lücken geschlossen. Bevorzugt ist jedoch
eine Anordnung, bei der sich die Komponente A über die gesamte Länge der zu
schützenden Öffnung erstreckt.
In der erfindungsgemäßen Anordnung kann sich die Komponente A beispielsweise
in die gesamte Tiefe der Öffnung erstrecken, aber nur zu einem
gewissen Teil, entweder einseitig oder beidseitig, in die Tiefe der Öffnung
hineinragen, wobei sie bevorzugt an beiden Seiten der Öffnung angebracht ist.
Die Öffnung kann zum weiteren Schutz der im Brandfall wirksamen Abdichtung
sowie aus optischen Gründen auch nach außen hin zusätzlich abgedichtet
sein, wobei beispielsweise im Handel erhältliche Silikonformmassen verwendet
werden können.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die
Komponente A in Form eines T-Profils ausgebildet ist, wobei ein Teil in die
Komponente B eindringt und die Öffnung durch den T-Balken abgeschlossen ist.
Besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Anordnung, wenn die
Komponente A mindestens in einer Tiefe, die der Breite der Öffnung entspricht,
in die Komponente B hineinreicht. Weiters ist es bevorzugt, wenn die
Eindringtiefe der Komponente A in die Komponente B mindestens 10% der
Tiefe der Öffnung entspricht.
Mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen brandschützenden Abdichtung
sind beispielhaft in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Darin bedeuten (1)
und (2) zwei Teile einer Wand, wobei die dazwischenliegende Fuge mit der im
Brandfall aufschäumenden Komponente A (3) und der komprimierbaren, schwer
entflammbaren wärmedämmenden Komponente B (4) ausgefüllt und abgedichtet
ist. In Fig. 2 und 4 ist mit (5) eine Silikondichtung bezeichnet.
Fig. 5 zeigt den Schnitt durch einen Gasbetonstein (6), in den zwei durchgehende
Schlitze (7) und (8) geschnitten sind, wobei der Schlitz (7) entsprechend
der erfindungsgemäßen Anordnung und der Schlitz (8) entsprechend dem
bekannten Stand der Technik jeweils sowohl mit Komponente A (3) und
Komponente B (4) abgedichtet ist.
Eine 20 mm breite und 200 mm tiefe Fuge einer Wand wurde gemäß Fig. 1
mit einem 190 mm breiten und 25 mm dicken Streifen aus einer Mineralwollplatte
(4) mit einer Dichte von 75 kg/m3 abgedichtet, wobei seitlich auf jeder
Seite ein Schlitz geschnitten wurde, in den ein 2 mm dicker und 40 mm breiter
Streifen eines auf Basis von Blähgraphit aufgebauten Brandschutzlaminats (3)
eingefügt wurde. Bei einer Brandprüfung im Kleinbrandofen nach DIN 4102,
Teil 8, blähte das Brandschutzlaminat nach 20 Minuten auf, wobei der Großteil
der Masse in die Mineralwolle eindrang, diese verdichtete und eine feuerwiderstandsfähige
Sperrschicht bildete. Der Brandversuch wurde nach 180 Minuten
abgebrochen, wobei es bis zu diesem Zeitpunkt zu keinem Durchtritt von
Rauch oder Wärme durch die Fuge gekommen war.
Eine Fuge wurde wie in Beispiel 1 abgedichtet, wobei jedoch wie in Fig. 2
gezeigt, die Fuge nach außen hin zusätzlich mit einer Silikonfugenmasse (5)
abgedichtet wurde. Ein Brandversuch nach DIN 4102 wurde nach 180 Minuten
abgebrochen und zeigte bis zu diesem Zeitpunkt einen Durchtritt von Rauch
oder Wärme durch die Fuge.
In eine 10 mm breite und 100 mm tiefe Fuge zwischen zwei Betonwänden
wurde, wie in Fig. 3 dargestellt, ein 90 mm breiter und 12 mm dicker Streifen
aus Mineralwolle (4) mit einer Dichte von 145 kg/m3 eingebracht, der an
beiden Seiten mit einer Nut von 10 mm Tiefe und 5 mm Breite versehen war.
Die Nut und der restliche Hohlraum der Fuge wurden mit einer Brandschutzmasse
auf Basis von Blähgraphit (3) gefüllt. Bei einem Brandversuch nach DIN 4102
der nach 180 Minuten abgebrochen wurde, konnte kein Durchtritt von
Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.
Eine 10 mm breite und 100 mm tiefe Fuge zwischen Betonfertigteilen wurde,
wie in Fig. 4 dargestellt, beidseitig mit zwei Streifen eines 30 mm breiten
Verbundes aus 5 mm dickem, schwer brennbarem Polyurethan-Weichschaum (4)
und einem 2 mm dicken Brandschutzlaminat auf Basis von Blähgraphit (3),
sowie nach außen zusätzlich mit Silikonkautschuk (5) abgedichtet. Ein Brandversuch
nach DIN 4102 wurde nach 180 Minuten abgebrochen, ohne daß Rauch
oder Wärme durch die Fuge hindurchgetreten war.
Eine Fuge wurde wie in Fig. 3 gezeigt, analog zu Beispiel 3, mit einem
Mineralwollstreifen (4), der beidseitig mit einer Nut versehen war, abgedichtet,
wobei jedoch in der Nut und im restlichen Hohlraum der Fuge ein Profil in
T-Form (3) aus einer im Brandfall aufschäumenden Masse auf Basis von
Polyurethan mit einer Dichte von 500 kg/m3 angeordnet ist. Beim Brandversuch
nach DIN 4102 fließt diese Masse teilweise ab, trotzdem konnte nach 180 Minuten
noch kein Durchtreten von Rauch oder Wärme durch die Fuge
beobachtet werden.
Eine Fuge wurde wie in Beispiel 1, Fig. 1, mit einer Mineralwollplatte
abgedichtet, wobei jedoch beidseitig in den Schlitzen Brandschutzstreifen auf
Silikatbasis (Palusol® der Fa. BASF) angeordnet waren. Beim Brandversuch
nach DIN 4102 konnte nach 180 Minuten noch kein Durchtritt von Rauch oder
Wärme durch die Fugen beobachtet werden.
Eine Fuge wurde analog zu Beispiel 4, Fig. 4, mit zwei Verbundstreifen
abgedichtet, die jedoch aus einem Brandschutzlaminat auf Basis von Blähgraphit
und einem Asbestschaum mit einer Dichte von 20 kg/m3 aufgebaut
waren. Beim Brandversuch nach DIN 4102 konnte nach 180 Minuten noch kein
Durchtritt von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.
Eine Fuge wurde wie in Beispiel 1 abgedichtet, wobei sie jedoch nach außen
zusätzlich mit einem PVC-Profil abgedichtet wurde. Beim Brandversuch nach
DIN 4102, der nach 180 Minuten abgebrochen wurde, konnte kein Durchtritt
von Rauch oder Wärme durch die Fuge beobachtet werden.
Um die bessere brandschützende Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung
aufzuzeigen, wurden, wie in Fig. 5 dargestellt, in einen 500 × 500 × 100 mm
Gasbetonstein zwei durchgehende Fugen (7) und (8) von 300 × 100 × 20 mm
eingeschnitten. In Fuge (7) wurde erfindungsgemäß ein 300 × 100 × 20 mm
Streifen aus Mineralwolle mit einer Dichte von 145 kg/m3 eingebracht, in
welchem an der dem Feuer zugewandten Seite mittig in einem Schlitz ein 300
× 40 × 2,5 mm Streifen eines auf Basis von Blähgraphit aufgebauten Brandschutzlaminates
angebracht wurde. Die Fuge (8) wurde mit einem 300 × 95 ×
20 mm Mineralwollstreifen ausgefüllt, auf der Feuerseite jedoch durch zwei
Lagen eines 300 × 20 × 2,5 mm Streifens des selben Brandschutzlaminates
abgeschlossen.
Bei der Brandprüfung nach DIN 4102, Teil 8, war Fuge (7) nach 180 Minuten
noch dicht verschlossen, ohne daß das Feuer sichtbar wurde, oder daß Rauch
oder Hitze durch die Fugen traten, worauf der Versuch abgebrochen wurde.
Bei der nach dem Stand der Technik abgedichteten Fuge (8) war nach 45 Minuten
die Hälfte des Blähgraphits und nach 60 Minuten der gesamte
Blähgraphit weggebrannt, wobei bereits nach 80 Minuten das Feuer sichtbar
wurde.
Claims (15)
1. Anordnung zur im Brandfall wirksamen Abdichtung von Öffnungen in
Bauteilen, wie z. B. Fugen, Hohl- bzw. Zwischenräumen oder dergleichen,
bei der in der Öffnung sowohl eine im Brandfall aufschäumende Masse, genannt
Komponente A, als auch ein komprimierbares, schwer entflammbares,
wärmedämmendes Material, genannt Komponente B, angebracht sind, dadurch
gekennzeichnet, daß eine oder mehrere aus Komponente A bestehende
Schichten wenigstens teilweise im Inneren der Komponente B angebracht
sind, wobei die aus Komponente A bestehenden Schichten unter annähernd
mittiger Teilung der Komponente B in die Tiefe der Öffnung hineinreichen,
so daß sie beim Aufschäumen im Brandfall die Komponente B verdichten
und damit deren Feuerwiderstand erhöhen.
2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente A eine Masse mit einem hohen Blähdruck verwendet wird.
3. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente A eine Masse auf der Basis von Blähgraphit verwendet wird.
4. Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente A eine Masse auf Silikatbasis verwendet wird.
5. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente A eine im Brandfall aufschäumende Masse auf Basis von
Polyurethanen verwendet wird.
6. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente B Mineralwolle verwendet wird.
7. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente B ein Asbestschaum verwendet wird.
8. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente B ein Kunstharzschaum verwendet wird.
9. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente A in Form eines vorgefertigten Bandes verwendet
wird.
10. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponenten A und B in Form von vorgefertigten Verbunden in
einer Öffnung angebracht sind.
11. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Komponente A über die ganze Länge der zu schützenden
Öffnung erstreckt.
12. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente A an beiden Seiten der Öffnung angebracht ist.
13. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente A in Form eines T-Profils angeordnet ist, so daß sie
unter Abschluß der Öffnung in die Komponente B hineinreicht.
14. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente A in einer Tiefe in die Komponente B hineinragt, die
mindestens der Breite der Öffnung entspricht.
15. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponente A in einer Tiefe in die Komponente B hineinragt, die
mindestens 10% der Tiefe der Öffnung entspricht.
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Publications (2)
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