DE4036865C2 - Hinterlüftete Fassadenverkleidung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hinterlüftete Fassadenverkleidung aus Fassa­ denplatten.

Aus der EP-0 208 650-A1 ist eine hinterlüftete Fassadenisolation aus Kunststoff­ schaumplatten für Fassaden bekannt, wobei sich durch die Fassadenisolation Belüf­ tungskanäle im wesentlichen über die gesamte Fassadenhöhe erstrecken und die Fassadenisolation in wenigstens zwei übereinanderliegende Abschnitte unterteilt ist und sich zwischen je zwei derartigen Abschnitten eine Flammensperre befindet. Diese weist Brandschutzmittel auf, durch welche die Durchgangskanäle der Fassadenisola­ tion bei Auftreten einer oberen Grenztemperatur in den an die Flammensperre an­ grenzenden Belüftungskanälen weitgehend bis vollständig verschlossen werden. In den Durchgangskanälen der Flammensperre ist wenigstens eine Brandschutzplatte aus einem feuerfesten, bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material angeordnet.

Die Hinterlüftung dieser Fassade, die aus Kunststoffschaumplatten zusammengesetzt ist, erfolgt somit durch Belüftungskanäle, die im Inneren der Kunststoffplatten an­ geordnet sind, wobei die Belüftungskanäle an die Durchgangskanäle in der Flammen­ sperre nahtlos anschließen.

Eine Fassadenverkleidung aus Fassadenplatten, die im Abstand zu der Fassadenwand abgehängt sind, ist ebensowenig vorhanden wie ein durchgehender Luftspalt zwischen einer derartigen Fassadenverkleidung und einer Isolationsschicht, die auf der Fassadenwand aufgebracht ist.

Die DE-PS 424 552 beschreibt eine in eine Mauer eingebaute Vorrichtung an Führungsbahnen für Heu- und Strohpressen, wobei das gepreßte Gut auf den Führungsbahnen durch die Vorrichtung hindurch in einen Lagerraum befördert wird. Die Vorrichtung besteht aus einer feuerfesten Ummantelung, in die selbsttätig sich öffnende und schließende Klappen zum Schutz gegen das Vordringen von Feuer durch die Öffnung hindurch eingebaut sind. Die Klappen werden durch das gepreßte Gut, das durch die Vorrichtung gefördert wird, geöffnet und schließen selbsttätig, sobald das Gut die Vorrichtung verläßt.

Bei Untersuchungen an einer Versuchsfassade, die mit Verkleidungsplatten der Brandklasse B1 (gemäß DIN 4102) verkleidet war, stellte sich heraus, daß sich ein Brand in vertikaler Richtung ausbreitet und die Fassade in ihrer gesamten Höhe erfaßt, so daß diese vollständig abbrennt. Dieses Durchbrennen in vertikaler Richtung erfolgte trotz der benutzten Fassadenverkleidung der Brandklasse B1 gemäß DIN 4102. Es wurde gefunden, daß die vertikale Ausbreitung des Brandes durch die Luftströmung im Luftspalt zwischen Fassade und Verkleidungsplatte verursacht und gefördert wird (sogenannte Kaminwirkung). Bei einem völlig abgeschlossenen, nicht hinterlüfteten System (direktes Aufbringen der Verkleidungsplatte auf die Fassade) breitet sich das Feuer nicht weiter als auf die unmittelbare Nähe der Feuerbelastung aus. Aus bauphysikalischen Gründen muß jedoch der Hohlraum hinter den Fassadenplatten durchlüftet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fassadenverkleidung zur Verfügung zu stellen, bei der die Fassadenplatten auf Profilen im Abstand parallel zu einer an der Fassadenwand angebrachten Isolationsschicht mit einer Hinterlüftung angeordnet sind und im Falle eines Brandes die Ausdehnung des Brandherdes, insbesondere in vertikaler Richtung, unterbunden bzw. zumindest stark eingeschränkt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine hinterlüftete Fassadenverkleidung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Beim Aufbau bzw. bei der Umrüstung einer Fassadenverkleidung werden an mindestens einer Stelle in der vertikalen Ausbreitungsrichtung der Fassadenverkleidung zwischen Fassade und Verkleidung über die gesamte horizontale Ausbreitungsrichtung der Fassadenverkleidung Brandschutzelemente installiert, welche im Brandfall den Luftspalt zwischen Fassade und Fassadenverkleidung abschließen und somit die Hinterlüftung der Fassadenverkleidung unterbrechen (Aufhebung der Kaminwirkung des Luftspalts). Je nach vertikaler Ausdehnung der Fassadenverkleidung können Brandschutzelemente auch an zwei oder mehreren Stellen, also in verschiedenen Höhen (beispielsweise alle 2 m), entlang der horizontalen Ausbreitung der Verkleidung angebracht werden.

Die "kritische Temperatur" ist eine Temperatur im Bereich vorzugsweise unterhalb der Entzündungstemperatur des Fassadenverkleidungsmaterials. Richtwerte für kritische Temperaturen liegen im Bereich von 150 bis 500°C, vorzugsweise 180 bis 300°C.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer hinterlüfteten Fassadenverkleidung mit Brandschutzelementen einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen perspektivisch dargestellten Ausschnitt einer hinterlüfteten Fassadenverkleidung mit Brandschutzelementen einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 in einem Diagramm das Brandverhalten einer hinterlüfteten Fassadenverkleidung mit und ohne Brandschutzelemente, und

Fig. 4 eine Schnittansicht einer hinterlüfteten Fassadenverkleidung mit Brandschutzelementen einer dritten Ausführungsform.

Die Unterbindung der Kaminwirkung im Brandfall kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß über die gesamte horizontale Ausbreitung einer Fassadenverkleidung im Luftspalt 7 (s. Fig. 1) zwischen Fassade 1 und Fassadenverkleidung 2 auf der Rückseite der Verkleidungsplatten ein metallischer Lochstreifen derart befestigt wird, daß er sich über den Luftspalt 7 erstreckt. Unter Normalbedingungen kann durch die Löcher des Metallstreifens die Luft hinter der Fassadenverkleidung frei zirkulieren. Oberhalb dieses Lochstreifens wird nun - entweder auf der Fassade oder auf der Rückwand der Verkleidungsplatten - ein Brandisolationselement in Form eines rechteckigen Rahmens 3 montiert, der sich ebenfalls über die gesamte horizontale Ausbreitung der Fassadenverkleidung ausdehnt. Die offenen Seitenflächen des Rahmens sind parallel zur Fassade und zur Fassadenverkleidung ausgerichtet.

Die Ausdehnung (Stärke) des Rahmens in Richtung Fassade bzw. Verkleidungswand ist derart gewählt, daß der Luftspalt 7 zwischen Fassade 1 und Verkleidung 2 nicht vollständig geschlossen wird, so daß eine Luftzirkulation durch die Löcher des Metallstreifens nach wie vor gewährleistet ist. Zumindest die offene Seitenfläche des Rahmens, die an den Luftspalt grenzt, ist mit einem Rahmenabdeckmaterial 5, beispielsweise einer Kunststoffolie, abgedeckt, welches im Brandfall zerstört oder zumindest beschädigt wird, also beispielsweise schmilzt oder verbrennt. Der Rahmen ist mit einem nicht brennbaren Material 6, beispielsweise Perlitgestein oder Kies, gefüllt, welches in dem Augenblick, in dem das Rahmenabdeckmaterial durch hohe Temperatureinwirkung zerstört oder beschädigt wird, aus diesem herausfällt und sich auf der gesamten Breite des Lochstreifens 4 verteilt und dort aufgeschüttet wird, wodurch der Luftspalt 7 geschlossen wird und die Luftzirkulation unterbunden wird. Voraussetzung hierfür ist, daß das nicht brennbare Material 6 eine Körnung besitzt, die größer ist als der Durchmesser der Löcher in dem metallischen Lochstreifen, um zu verhindern, daß das nicht brennbare Material durch den Lochstreifen hindurchfällt.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung (s. Fig. 2) verfährt man so, daß man auf der Rückseite der Fassadenverkleidungsplatte 2 ein Paket 8, 9 aufbringt, welches durch Hitzeeinwirkung, wie sie durch einen Brand entsteht, auf ein mehr­ faches seines ursprünglichen Volumens aufquillt, wodurch wiederum der Luftspalt 7 zwischen Verkleidungsplatte 2 und Fassade geschlossen wird. Das temperaturquell­ bare Material 8 des Pakets sollte vorzugsweise nicht, zumindest jedoch schwer entflammbar sein. Beispielsweise kann ein Intumenzenzmaterial aus Natriumsilikat, Glasfasern und einem Bindemittel (z. B. ®Palusol, BASF, Ludwigshafen, Deutschland) eingesetzt werden. Dieses Material schäumt bei einer Temperatur ab 180°C auf ca. das 7-fache seines ursprünglichen Volumens auf. Gegebenenfalls wird das tempera­ turquellbare Material 8 mit einer Umhüllung 9, die beispielsweise aus PVC bestehen kann, umgeben.

Des weiteren ist es möglich, wie Fig. 4 zeigt, entlang der horizontalen Ausdehnung der Fassade entweder an der Fassade oder an der Rückseite der Fassadenverkleidung 2 ein um ein Scharnier 11 klappbares Paneel 12 zu befestigen, das beispielsweise durch Befestigung mit einem Faden 13 aus thermoplastischem Material in annähernd senk­ rechter Position, d. h. annähernd parallel zur Fassade/Fassadenverkleidung gehalten wird. Durch Temperaturerhöhung im Brandfall schmilzt der thermoplastische Faden 13 und das Paneel schwenkt um ca. 90° und verschließt den Luftspalt 7.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Die Fassadenplatten (TRESPA-VOLKERN Platten, Typ A/SE) werden auf Aluminium T-Profilen 14 montiert, die mit Hilfe von Stützen vertikal auf einer Konstruktionswand 15 montiert werden. Der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen den T-Profilen beträgt 600 mm. Der Abstand zwischen der Rückseite der Fassadenplatten 2 und der Konstruk­ tionswand 15 ist 100 mm. Auf der Fassade ist eine 60 mm dicke Schicht Mineralwolle 16 befestigt. Direkt hinter den Fassadenplatten bleibt ein Luftspalt 7 von 40 mm.

Zwischen den Fassadenpaneelen werden Fugen 17 von 8 mm Breite offengehalten, dahinter wird vertikal ein Kunststoff und horizontal ein Fugenabdichtungsprofil 18 aus Metall verwendet.

Die Fassadenplatten werden mit Aluminiumblindnieten 19 auf dem T-Profil 14 be­ festigt. Auf der Rückseite des T-Profils hinter jeder horizontalen Fuge (Paneelenhöhe 2000 mm) wird ein Brandschutzelement 8 (Palusol, Dicke 8 mm, Höhe 58 mm) be­ festigt. Die Befestigung des Brandschutzelementes geschieht mit Hilfe von Alumini­ umträgern [s. Fig. 2, 10], welche durch Stanzen und Umbiegen aus 1,6 mm dicken Aluminiumplatten hergestellt werden (s. Fig. 2). Dieses Aluminiumelement fixiert das Brandschutzelement so, daß die Hinterlüftung der Fassadenverkleidung intakt bleibt. Das Brandschutzelement kann im Fall eines Brandes frei aufschäumen, so daß der Luftspalt abgeschlossen wird. Die Zähne 22 des Aluminiumträgers 10, die in den Luftspalt 7 ragen, verhindern, daß das Brandschutzelement während des Aufschäu­ mens in den Luftspalt hinunterfällt.

Der Luftdurchlaß entlang dieses Brandschutzelements beträgt 0,55 mal die Breite des Luftspalts (bei Luftspalt 4 cm: 22 cm²/m). Der Aluminiumträger behält seine tragende Wirkung bis zu einer Temperatur von 300 bis 350°C.

Beispiel 2

Die Fassadenverkleidungsplatten 2 werden analog Beispiel 1 auf der Fassade 1 befestigt. Hinter jeder horizontalen Fuge 17 (Paneelenhöhe 2000 mm) wird die Isola­ tionsschicht 16 aus Mineralwolle über eine Höhe von 250 mm in einem horizontalen Streifen unterbrochen. In diesem Streifen wird ein rechteckiger Rahmen 3 (60 mm breit, 250 mm hoch und 10 mm dick), welcher aus Latten aus TRESPA-VOLKERN Typ A/SE besteht, befestigt. Die Vorder- und Rückseite dieses Rahmens ist mit jeweils einem aufgeleimten Bogen Polyethylenfolie 5 (Dicke: 120 µm) abgeschlossen.

Zwischen diesen Folienbögen ist 150 mm vom Rande des Rahmens entfernt auf der linken und auf der rechten Seite und in der Mitte eine Verbindung 20. Diese Verbin­ dung 20 besteht aus Polyethylenfolienstreifen (Dicke: 120 µm). Dieser folienabgedeck­ te Rahmen ist mit expandiertem vulkanischem Perlitstein 6 mit einer durchschnittlichen Korngröße von 7 mm gefüllt. An der horizontalen Unterseite des Rahmens ist ein Streifen perforiertes Aluminiumblech 4 (1,2 mm dick, 100 mm breit, Durchmesser der Löcher 5 mm, Luftdurchlaß 40%) befestigt. Dieses gesamte Brandschutzelement wird an einem Aluminiumstreifen 21 (2 × 30 mm) aufgehängt, der auf der Oberseite des Brandschutzelements befestigt ist.

Im Brandfall (starke Erhitzung) schmilzt die PE-Folie weg; hierdurch füllen die Perlitkör­ ner den Luftspalt und schließen so den Luftstrom durch das perforierte Aluminiumprofil 4 ab. Bei den in diesem Beispiel angegebenen Maßen beträgt die minimale Schicht­ dicke der Perlitkörner 6 auf dem perforierten Aluminiumblech 4 ungefähr 150 mm (Fig. 1).

Beispiel 3

Die Fassadenverkleidungsplatten 2 werden analog Beispiel 1 auf der Fassade 1 befestigt. Hinter jeder horizontalen Fuge 17 (Paneelenhöhe 2000 mm) werden Ele­ mente 12 angebracht, die aus gelenkigen Paneelen aus TRESPA-VOLKERN Typ A/SE (Dicke: 13 mm) bestehen, die entlang der horizontalen Ausdehnung der Fassa­ denplatten durch einen Faden 13 aus thermoplastischem Material mit einem Schmelzpunkt von 200°C festgehalten werden, so daß sie in etwa parallel zur Fassa­ de/Fassadenverkleidung ausgerichtet sind. Im Fall eines Brandes schmilzt der Faden weg und das Paneel dreht sich im Luftspalt um ein Scharnier 11, so daß der Luftstrom im Luftspalt 7 unterbrochen wird (Fig. 4).

In allen Beispielen wird die Brandausbreitung in horizontaler Richtung durch die Eigenschaften der verwendeten Materialien (TRESPA-VOLKERN Typ A/SE und Mineralwolle) bestimmt und bleibt auf maximal 100 cm seitwärts der externen Feuer­ belastung beschränkt.

Brandverhalten einer verkleideten Fassade mit und ohne Verwendung des erfindungs­ gemäßen Brandschutzelements

Es wurde eine Versuchsfassade aufgebaut, bei der die Verkleidungsplatten wie in Beispiel 1 beschrieben, befestigt wurden.

Abmessung der Fassade:
2400 × 8000 mm

Aufbau der Fassade:
Gasbeton Konstruktionswand
60 mm Mineralwolle
40 mm Luftspalt
 6 mm TRESPA VOLKERN A/SE Fassadenplatten

Brandbelastung

Vor der verkleideten Fassade wurde auf dem Boden in der Mitte ein Scheiterhaufen aus 25 kg Fichtenholz (Abmessungen des Scheiterhaufens: 1000 mm × 500 mm; Verhältnis Holz: Luft = 1 : 1) aufgestellt und mit 500 ml Ethanol übergossen und angezündet.

Versuch 1: ohne Brandschutzelement

 0 Min. Anzünden
 3 Min. Fassadenverkleidung fängt an zu brennen
 6 Min. Fassadenverkleidung beim Scheiterhaufen durchgebrannt
10 Min. Fassadenverkleidung brennt bis auf 2,5 m Höhe
15 Min. Fassadenverkleidung brennt bis auf 3,5 m Höhe
20 Min. Fassadenverkleidung brennt bis auf 4,0 m Höhe
22 Min. Scheiterhaufen gelöscht
30 Min. Fassadenverkleidung brennt selbständig bis auf 5,5 m Höhe
40 Min. Flammen bis auf 8,0 m Höhe
45 Min. Feuer erlischt

Die Fassadenverkleidungselemente sind bis auf eine Höhe von 8 m verbrant.

Versuch 2: mit Brandschutzelement

Die Fassadenverkleidung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit dem Brandschutz­ element aus Palusol versehen, welches in einer Höhe von 2 m über dem Boden eingebaut wurde.
 0 Min. Anzünden
 3 Min. Fassadenverkleidung fängt an zu brennen
 6 Min. Fassadenverkleidung beim Scheiterhaufen durchgebrannt
 8 Min. Intumenzenzmaterial im Brandschutzelement fängt an aufzuschäumen
 9 Min. Der Luftspalt ist völlig abgeschlossen; die Temperatur im Luftspalt sinkt
10 Min. Fassadenverkleidung brennt bis in Höhe des horizontal abgeschlossenen Luftspalts
22 Min. Feuer erlischt

Die Fassadenverkleidungsplatten sind lediglich bis in Höhe des Brandschutzelements (Stelle an der der Luftspalt abgeschlossen wurde) verbrannt. Darüber sind die Platten unbeschädigt.

Fig. 3 zeigt die erreichte Brandhöhe in Abhängigkeit der Zeit für beide oben be­ schriebenen Brandversuche. Aus diesem Diagramm ist klar zu erkennen, daß durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung eine vertikale Ausdeh­ nung des Brandes vermieden wird.

Claims (10)

1. Hinterlüftete Fassadenverkleidung aus Fassadenplatten, die auf Profilen im Abstand parallel zu einer Fassadenwand derart montiert sind, daß zwischen den Fassadenplatten und einer auf der Fassadenwand angebrachten Isolationsschicht ein Luftspalt vorhanden ist, den im Brandfall Brandschutzelemente zur Begrenzung eines Brandherdes an zumindest einer Stelle über die volle Breite der Fassadenverkleidung verschließen, wobei das einzelne Brandschutzelement (3; 8; 12) parallel zu den Fassadenplatten (2) angeordnet ist und im Brandfall zur Unterbrechung des Luftstroms den Luftspalt (7) durch Aufliegen auf zu den Fassadenplatten (2) senkrechten und in den Luftspalt (7) hineinragenden und diesen ausfüllenden Trägern (4; 10) bzw. durch Schwenken um 90° um ein Scharnier (11) abschließt.

2. Fassadenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzelement ein von Folienstreifen (5, 20) eingefaßter Rahmen (3) ist, der mit einem nicht brennbaren körnigen Material (6) gefüllt und mit dem Träger (4) verbunden ist.

3. Fassadenverkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer horizontalen Unterseite des Rahmens (3) der Träger (4) in Gestalt einer gelochten Metallplatte angebracht ist, deren Löcher zum Verhindern des Durchfallens des Materials (6) kleiner als die Körnung des Materials (6) sind.

4. Fassadenverkleidung, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) in einer horizontalen Ausnehmung der Isolationsschicht (16) an einem Metallstreifen (21) aufgehängt ist, der auf der Oberseite des Brandschutzelements (3) befestigt ist.

5. Fassadenverkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (6) aus Perlitkörnern oder Kies mit einer durchschnittlichen Korngröße von 7 mm besteht, und daß im Brandfall die Folienstreifen (5, 20) des Rahmens (3) zerstört oder beschädigt werden, so daß das Material (6) austreten kann und mit einer Schütthöhe von zumindest 150 mm auf dem Träger (4) aufschüttbar ist.

6. Fassadenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzelement ein rechteckförmiges, von einer Umhüllung (9) eingeschlossenes Paket (8) ist, das aus einem unter Hitze aufquellbaren Material besteht, dessen Volumen auf das bis zu 7-fache seines ursprünglichen Volumens aufschäumbar ist.

7. Fassadenverkleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket (8) auf der Rückseite der Fassadenplatte (2) mit Hilfe des Trägers (10) befestigt ist, der in den Luftspalt (7) hineinragende und diesen überbrückende, geradlinige Zähne (22) sowie U-förmige Zähne zum Halten des Pakets (8) aufweist.

8. Fassadenverkleidung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzequellbare Material aus Natriumsilikat, Glasfasern und einem Bindemittel besteht und ab einer Temperatur von 180°C aufschäumt.

9. Fassadenverkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brandschutzelement ein umklappbares Paneel (12) ist, das parallel zu der Rückseite der Fassadenplatten (2) im Luftspalt (7) angeordnet ist, daß das Paneel entlang seiner Unterkante um ein Scharnier (11) in den Luftspalt schwenkbar ist und daß die Oberkante des Paneels von einem Faden (13) aus thermoplastischem Material gehalten ist, der an einem Fugenabdichtungsprofil (18) befestigt ist und das Paneel (12) parallel zu den Fassadenplatten (2) ausrichtet.

10. Fassadenverkleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (13) bei einer Temperatur von 200°C schmilzt, so daß das Paneel (12) an einer Oberkante nicht länger festgehalten wird, um das Scharnier (11) um 90° in den Luftspalt (7) schwenkt und diesen abschließt.