DE3803585A1 - Feuerhemmende abschottung zum durchfuehren von leitungen durch eine wandoeffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine feuerhemmende Abschottung zum Durchführen von Leitungen durch eine Wandöffnung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 35 41 442 ist eine feuerhemmende Wanddurchführung für elektrische Kabel bekanntgeworden, die einen in die Wand ein­ fügbaren kanalartigen Einsatz aus Metall, insbesondere Stahlblech, zur Aufnahme der Leitungen aufweist. Der Einsatz ist in Durch­ führungsrichtung in mindestens zwei aneinander anschließende Ab­ schnitte unterteilt, die in einem Verbindungsbereich durch eine zumindest unter Feuereinwirkung schlecht wärmeleitende Verbindung aneinander befestigt sind, wobei an dem Einsatz ein unter Feuereinwirkung intumeszierendes und zumindest dann wärme­ isolierendes Schutzmaterial derart angeordnet ist, daß es unter Feuereinwirkung eine den Einsatz nach außen gegen die Wand abdichtende Sperre bildet. Vorzugsweise ist das intumeszierende Material als Streifen im Verbindungsbereich angeordnet, in dem die Einsatzabschnitte teleskopisch in­ einandergesteckt sind. Die Unterteilung in mindestens zwei über eine schlechte Wärmeleitung verbundene Einsatzab­ schnitte hat den Vorteil, daß sich die Hitze nicht rasch von einem zum anderen Ende des Kanals ausbreitet. Feuer­ schutzbestimmungen sehen vor, daß zum Beispiel im Fall von Wanddurchführungen für elektrische Kabel eine vorgegebene Zeit verstreichen muß, bis auf der Wandseite des unbetrof­ fenen Raums eine vorgegebene Temperatur erreicht wird. Ein weiterer Vorteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß sich das intumeszierende Material bei Hitzeeinwirkung volumenmäßig stark vergrößert und dadurch den Hindurchtritt von Gasen hemmt. Außerdem hat das intumeszierende Material eine kühlende Wirkung und kühlt auf diese Weise die Befe­ stigungselemente, beispielsweise Nieten, über die die Ein­ satzabschnitte miteinander verbunden sind. In eine Wand­ öffnung einsetzbare Kanäle oder Kästen aus Metallblech für feuerhemmende Wanddurchführungen bergen indessen die Ge­ fahr, daß sich das Metall unter Hitzeeinwirkung nicht uner­ heblich verformen und möglicherweise nicht mehr eine aus­ reichende abstützende Wirkung für herabhängende Kabel ent­ wickeln kann.

Es wurde ferner bereits eine feuerhemmende Abschottung zur Hindurchführung von Leitungen durch eine Wandöffnung vor­ geschlagen, die sich aus einem in die Wandöffnung einsetz­ baren Umhüllungskörper und einem feuerbeständigen Gitter zusammensetzt (P 36 41 914.1). Das feuerbeständige Gitter bildet in seinen Maschenöffnungen durchgehende Einschub­ kanäle zur Aufnahme von Umhüllungskörpern, wobei die nicht benötigten Maschenöffnungen mit feuerhemmenden Abdeckungen verschließbar sind. Der Umhüllungskörper besteht beispiels­ weise aus einzelnen Platten aus feuerhemmendem, insbeson­ dere intumeszierendem Material, die verschränkt ineinander­ steckbar sind zur Bildung einen gitterartiges Aufbaus. Das feuerbeständige Gitter kann ebenfalls aus einzelnen mit Schlitzen versehenen Platten aufgebaut sein, die ver­ schränkt zusammengesteckt werden. Die Platten des Gitters können aus einem Laminat bestehen, daß eine Metallschicht aufweist, die ein- oder beidseitig mit einem vorzugsweise intumeszierenden Feuerschutzmaterial beschichtet ist. Das Gitter bildet ein Traggerüst für die Umhüllungskörper und die darin aufgenommenen elektrischen Kabel, das seine Festigkeit auch bei erheblicher Hitzeeinwirkung nicht ein­ büßt. Bei einer entsprechenden Wärmeentwicklung kühlt das reagierende intumeszierende Material das Metall und ver­ hindert eine rasche Erwärmung bis zur Erweichung. Nach der Reaktion weist das anfangs polymere bzw. polymer wirkende intumeszierende Material seinerseits eine nicht unerheb­ liche Festigkeit auf. Trotz der beschriebenen Kühlwirkung kann es jedoch zu einer relativ raschen Wärmeausbreitung vom erhitzten zum kühlen Raum kommen aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des Metalls. Es besteht daher die Ge­ fahr, daß nach einer entsprechenden Wärmebildung auf einer Seite der Wand innerhalb kurzer Zeit die Temperatur auf der anderen Wandseite einen Wert erreicht hat, der unter behördlichen Brandschutzbestimmungen nicht akzeptabel ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ein­ fach aufgebaute, sich bei Hitze weitgehend nicht verfor­ mende Brandabschottung zu schaffen, bei der die Wärmeaus­ breitung in Durchführungsrichtung des Kabels stark verzö­ gert erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße feuerhemmende Abschottung in Verbin­ dung mit einer Durchführung von Leitungen durch eine Wand­ öffnung sieht vor, daß die in die Wandöffnung eingelassene tragende Konstruktion selbst einen Umhüllungskörper für die Leitung bildet oder einen Umhüllungskörper in einem Aufnahmekanal aufnimmt und vorzugsweise aus plattenartigem Material von laminaförmiger Struktur besteht. Das Laminat enthält eine Metallschicht, die ein- oder beidseitig mit einer feuerhemmenden Schicht versehen ist, vorzugsweise mit einem intumeszierenden Feuerschutzmaterial. Erfindungs­ gemäß ist die Metallschicht zumindest im querschnitt und zumindest teilweise um den Aufnahmekanal herum, d.h. quer zur Durchführungsrichtung geschwächt. Die Schwächung kann zum Beispiel darin bestehen, daß Material angeritzt oder angeschnitten ist. Alternativ können in geringen Abständen Einschnitte vorgesehen werden, die durch kurze Zwischen­ stege voneinander getrennt sind. Besonders vorteilhaft ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein in Umfangsrich­ tung umlaufender Trennschlitz in der Metallschicht.

Die Querschnittsschwächung, insbesondere jedoch die voll­ ständige Unterbrechung der Metallschicht, führt zu einer mehr oder weniger deutlichen Unterbrechung der Wärmelei­ tung in Durchführungsrichtung mit der Folge, daß die Wärme­ ausbreitung über die Durchführung von der einen zur anderen Wandseite stark verzögert wird.

Die bei der erfindungsgemäßen Konstruktion vorgenommene Querschnittsschwächung verursacht überraschenderweise keine Minderung der mechanischen Festigkeit der Durchführung. Die tragende Konstruktion einer Durchführung wird vor allen Dingen im Brandfall in erster Linie auf Biegung belastet; die im Raum durch geeignete Halterungen aufgehängten Kabel hängen im Brandfall bei einer Zerstörung der Halterung ggf. in den Raum hinein und belasten die tragende Konstruktion entsprechend. Trotz einer Querschnittsschwächung oder einer durchgehenden Trennlinie bleibt die durch den Ver­ bund von Feuerschutzschicht und Metallschicht aufgebaute Konstruktion ausreichend stabil, um auch die im Brandfall auftretenden Kräfte aufzufangen.

Versuche haben gezeigt, daß ein einziger umlaufender Trenn­ schlitz quer zur Durchführungsrichtung ausreicht, um den behördlichen Brandschutzbestimmungen für Kabeldurchfüh­ rungen zu erfüllen. Es versteht sich, daß euch zwei oder mehr Querschnittsschwächungen oder Trennlinien quer zur Durchführungsrichtung in der Metallschicht vorgesehen wer­ den können, um den Wärmedurchgangswiderstand noch zu erhö­ hen. Die Breite eines Schlitzes kann im übrigen sehr klein bemessen sein; sie beträgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung weniger als 2 mm. Im Brandfall quillt das intu­ meszierende Material in den Schlitz hinein und verhindert, daß durch mögliche Verformungen die ursprünglich getrenn­ ten Metallschichten sich ganz oder partiell berühren. Nach beendeter Reaktion ist das zuvor nachgebende intumeszie­ rende Material verhältnismäßig fest geworden und trägt dadurch zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit bei.

Die Erfindung kann auf unterschiedliche Umhüllungskörper und tragende Konstruktionen für Durchführungen angewendet werden. Beispielsweise kann ein kastenförmiger Durchfüh­ rungskanal aus Metall entsprechend der eingangs beschrie­ benen Wärmeabschottung außen und ggf. innen mit einem Wärmeschutzmaterial beschichtet sein. Erfindungsgemäß wird ein derartiger Kasten mit einer Querschnittsschwächung oder mit einem ganz oder teilweise umlaufenden Trennschnitt versehen zwecks Erhöhung des Wärmedurchgangswiderstands. Besteht die Kabeldurchführung zum Beispiel aus einer rohr­ förmigen Konstruktion, bei der die Rohrwand aus dem be­ schriebenen Laminat aus einem Metall mit ein- oder beidseitig beschichtetem Feuerschutzmaterial gebildet ist, kann eine Umfangsnut in das Metallrohr geformt werden, die in der gewünschten Weise die Wärmeleitung drastisch verschlechtert. Wird zur Aufnahme von Umhüllungskörpern ein Gitter aus Platten angeordnet, die den beschriebenen Laminataufbau haben, sind diese quer zur Durchführungsrichtung mit der erfindungsgemäßen Querschnittsschwächung oder dem erfin­ dungsgemäßen Trennschlitz versehen. Besteht der Umhüllungs­ körper aus einem wärmeisolierenden Material bzw. aus einem Wärmeschutzmaterial, ist die erfindungsgemäße Erhöhung des Wärmedurchgangswiderstands für dieses Bauteil naturgemäß nicht erforderlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von die Erfindung in ihrem Schutzumfang nicht einschränkenden, in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine erste Ausführungsform einer feuerhemmenden Abschottung zum Durchführen von Lei­ tungen durch eine Wandöffnung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt perspektivisch teilweise im Schnitt eine zweite Ausführungsform der feuerhemmenden erfindungsge­ mäßen Abschottung.

Fig. 3 zeigt perspektivisch eine dritte Ausführungsform einer feuerhemmenden Abschottung nach der Erfindung.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der gezeigten Teile für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.

In Fig. 1 ist eine Wand 10 angedeutet, die eine rechteckige Öffnung 11 aufweist. In der Wandöffnung 11 ist ein Einsatz 12 angeordnet, der aus zwei im Querschnitt U-förmigen Ein­ satzteilen 13, 14 zusammengesetzt ist. Die Schenkel des Einsatzteils 13 übergreifen die Schenkel des Einsatzteils 14 und sind, wie bei 15 angedeutet, vernietet oder ver­ schraubt. Die Einsatzteile 13, 14 sind aus Flachmaterial geformt, das zur U-Form abgekantet wurde. Das Flachmaterial ist ein Laminat aus einer Metallschicht 16, beispielsweise feuerverzinktem Stahl, und einer Feuerschutzschicht 17, beispielsweise aus einem intumeszierendem Material, auf­ gebaut. Der Einsatz 12 bildet einen Aufnahmekanal 18 für einen oder mehrere elektrische Kabel, die der Einfachheit halber weggelassen sind. Die gezeigte Durchführung ist jedoch auch für Rohre, Schläuche oder andere Stränge ge­ eignet. Wie bei 19 gezeigt, ist die Metallschicht 16 quer zur Durchführungsrichtung annähernd mittig mit einem Trenn­ schnitt geteilt. Der Schnitt hat eine Breite von 2 mm oder weniger. Der Trennschnitt 19 unterbricht die Wärmeleitung in Durchführungsrichtung und verhindert, daß in verhält­ nismäßig kurzer Zeit die auf einer Seite der Wand 10 entwickelnde Hitze auf das gegenüberliegende Ende der Durchführung übertragen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist in einer Wand 20 eine kreisförmige Wandöffnung 21 geformt, in der ein rohr­ artiger Einsatz 22 sitzt. Der rohrartige Einsatz 22 be­ steht aus einem Innenrohr 26 aus Metall, beispielsweise feuerverzinktem Stahlblech und einem Außenrohr 27 aus Feuerschutzmaterial, insbesondere aus einem intumeszieren­ den Material, mit dem das Metallrohr 26 beschichtet ist. Das Metallrohr 26 kann aus Flachmaterial gefertigt sein, das anschließend zum Rohr gebogen wird. Es kann jedoch auch in einem anderen Rohrherstellungsverfahren gefertigt werden. Das Metallrohr 26 weist eine durchgehende das Rohr 16 teilende Ringnut 29 auf, die sich in Umfangsrich­ tung quer zur Durchführungsrichtung erstreckt. Ein oder mehrere Kabel, oder auch andere Stränge können durch den zylindrischen Kanal des Einsatzes 22 hindurchgeführt wer­ den. Die Nut 29 trennt das Metallrohr 26 in zwei gering­ fügig beabstandete Rohrabschnitte, deren Wärmeleitung durch die Nut 29 unterbrochen ist. Die Nut 29 hat eine Breite von 2 mm oder weniger.

Die in Fig. 3 dargestellte Abschottung zur Durchführung von Leitungen durch eine gestrichelt gezeichnete Wandöff­ nung 30 enthält einen in die Wandöffnung 30 einsetzbaren Umhüllungskörper 31, der mehrere durchgehende Aufnahme­ kanäle, zum Beispiel 32, 33 zum Aufnehmen und Umhüllen wenigstens je einer nicht dargestellten Leitung aufweist. Der Umhüllungskörper 31 ist aus Platten, zum Beispiel 34, 35 aus Feuerschutzmaterial zusammengebaut, so daß sich in einfacher Weise eine allseitige Feuerschutzwirkung sowohl für die (nicht dargestellten) Leitungen als auch in der Umgebung des Umhüllungskörpers 31 ergibt. Die Platten 34, 35 sind mit Schlitzen, beispielsweise 36, 37, versehen, durch welche die Platten verschränkt ineinandergesteckt werden können zur Bildung eines gitterartigen Aufbaus. Die dargestellte Abschottung enthält ferner ein in die Wand­ öffnung 30 einsetzbares und sie ausfüllendes feuerbestän­ diges Gitter 40, dessen Maschenöffnungen durchgehende Ein­ schubkanäle, zum Beispiel 41, 42 zur Aufnahme von Umhül­ lungskörpern 31 bilden und entsprechend bemessen sind. Der Umhüllungskörper 31 und die Einschubkanäle 41, 42 haben Abmessungen derart, daß der Umhüllungskörper 31 mit gerin­ gem Spiel in einen Einschubkanal einschiebbar ist (Ein­ schieberichtung durch Pfeil angedeutet). Die nicht benö­ tigten Maschenöffnungen können durch (nicht gezeigte) feuerhemmende Abdeckungen verschlossen werden.

Das Gitter 40 ist aus vertikalen Platten 43 und horizon­ talen Platten 44 aufgebaut, die mittels (nicht gezeigter) Schlitze verschränkt ineinandergesteckt sind. Jede Platte 43, 44 ist ein Laminat in Form einer Metallschicht 45, die mit einem Feuerschutzmaterial 46, insbesondere einem intu­ meszierenden Material, einseitig beschichtet ist. Wie erkennbar, sind die Metallschichten 45 mit einem durch­ gehenden Trennschlitz 47 bzw. 48 versehen, durch die die Metallschicht 45 in Durchführungsrichtung gesehen in zwei Abschnitte unterteilt ist. Wie bei den weiter oben be­ schriebenen Ausführungsformen haben auch hier die Schlitze 47, 48 die Funktion, den Wärmedurchgangswiderstand durch die Metallschicht 45 zu erhöhen.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die be­ schriebenen Laminate zur Herstellung der Einsätze für eine Wanddurchführung einseitig mit Feuerschutzmaterial be­ schichtete Metallbleche. Es versteht sich, daß auch doppel­ seitig beschichtete Metallbleche verwendet werden können. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind ferner die Trennschlitze annähernd in der Längsmitte der Durchführung angeordnet. Sie können naturgemäß auch zum einen oder anderen Ende hin verlagert werden. Ferner können auch zwei oder mehr beabstandete hintereinanderliegende Trenn­ schlitze vorgesehen werden. Die dargestellten Trennschlitze verlaufen senkrecht zur Durchführungsrichtung; sie können jedoch auch einen um 90° abweichenden Winkel zur Durchfüh­ rungsrichtung aufweisen. Es versteht sich auch, daß eine verminderte Wärmeleitung erreicht wird, wenn die Trenn­ schlitze nicht vollständig durch die Metallschicht hin­ durchgehen und/oder sich nicht vollständig um den Umfang des jeweiligen Aufnahmekanals herum erstrecken.

Stahlblech verliert bekanntlich seine Festigkeit bei etwa 540°C. Mit intumeszierendem Feuerschutzmaterial beschich­ tetes Stahlblech verzögert die Erwärmung des Stahlblechs beträchtlich. Die beschriebene Querschnittsschwächung oder Querschnittsunterbrechung des Laminats im Bereich der Metallschicht bewirkt, daß sich die Wärmeausbreitung in Durchführungsrichtung stark verzögert. Wird bei einem kon­ ventionellen Aufbau auf der "Kalt"-Wandseite bereits die zulässige Temperatur überschritten, wird sie bei der Ver­ wendung eines Trennschlitzes erst nach einer dreifach längeren Zeit erreicht. Das sich ausdehnende Feuerschutz­ material dringt in den Schlitz hinein und verhindert da­ durch, daß sich die Metallschichten durch Verformung unter Wärme berühren. Die Festigkeit der Einsatzkonstruktionen wird durch die beschriebene Querschnittsschwächung oder -unter-brechung nicht wesentlich beeinflußt.

Als Feuerschutzmaterial kann mit Vorteil zumindest teil­ weise ein Material verwendet werden, das sich unter Feuer­ einwirkung ausdehnt und sich dabei in ein abdichtendes und schlecht wärmeleitendes krustenartiges Material umwandelt. Vorzugsweise wird dabei noch Wasser abgegeben und/oder Wärme durch eine endotherme Reaktion verbraucht. Derartige Materialien sind bekannt. Sie können zum Beispiel Erdalkali­ metallsilikat-Teilchen in einem elastomeren Grundmaterial enthalten. Besonders geeignete Materialien dieser Art werden von der Firma 3M Deutschland GmbH, Neuss, vertrieben, zum Beispiel Typ FS-195AA, bei welchem die Volumenzunahme (die intumeszierende Wirkung) im Vordergrund steht.

Als Feuerschutzmaterial kann auch wenigstens teilweise ein Material verwendet werden, das unter Feuereinwirkung Wärme durch eine endotherme chemische Reaktion verbraucht und dabei auch noch Wasser abgibt, das eine kühlende Wirkung ausübt. Derartige Materialien sind bekannt. Sie können zum Beispiel keramische Fasern im Gemisch mit feinen Teilchen aus Aluminiumtrihydrat enthalten. Besonders geeignet sind die von der Firma 3M Deutschland, Neuss, vertriebenen Feuerschutzmaterialien dieser Art, zum Beispiel Typ E 5, bei dem die wärmeverbrauchende Wirkung im Vordergrund steht.

Claims (5)

1. Feuerhemmende Abschottung zum Durchführen von Leitungen durch eine Wandöffnung, mit einem in die Wandöffnung einsetzbaren Umhüllungskörper, der mindestens einen durchgehenden Aufnahmekanal zum Aufnehmen und Umhüllen mindestens einer Leitung aufweist und der aus einem Laminat gefertigt ist, das aus einem Metall mit einer ein- oder beidseitigen Beschichtung aus vorzugsweise intumeszierendem Feuerschutzmaterial aufgebaut ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (16, 26, 45) quer zur Durchführungsrichtung der Leitung zumindest eine Querschnittsschwächung (19, 29, 47, 48) aufweist, die sich zumindest teilweise um den Aufnahmekanal herum erstreckt.

2. Feuerhemmende Abschottung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung in Umfangs­ richtung gleiche Abmessung aufweist.

3. Feuerhemmende Abschottung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Metallschicht in Umfangsrichtung zumindest teilweise schlitzartig durchtrennt ist.

4. Feuerhemmende Abschottung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch einen in Umfangsrichtung umlaufenden Trenn­ schlitz (19, 29, 47, 48) in der Metallschicht (16, 26, 45).

5. Feuerhemmende Abschottung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Schlitzes weniger als 2 mm beträgt.