DE69307383T2 - Fire resistant windows - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein brandschutztechnisches verglastes Element, das insbesondere unter dem Gesichtspunkt "flammhemmend" entworfen und vorgesehen ist, die Ausbreitung eines möglichen Brandes entweder, wenn mit ihm eine Gebäudefassade ausgestattet ist, von einem Stockwerk zum anderen oder, wenn es Teil einer Trennwand eines Gebäudes ist, von einem Raum zum nächsten zu verzögern.The invention relates to a fire-resistant glazed element, which is designed in particular from a "flame-retardant" point of view and is intended to delay the spread of a possible fire either from one floor to another when it is fitted on a building façade or from one room to the next when it is part of a partition wall in a building.
Dieser Typ einer Verglasung besitzt die Eigenschaft, bei einem Brand an seiner Stelle zu bleiben, weshalb der Durchgang von heißem Rauch und Gas während eines Zeitraums verhindert wird, der deutlich länger als bei einer Standardverglasung ist, wobei seine Feuerwiderstandsfähigkeit insbesondere durch die in den Normen ISO 834 und ISO 3009 beschriebenen Prüfungen beurteilt werden kann.This type of glazing has the property of remaining in place in the event of a fire, thus preventing the passage of hot smoke and gas for a period significantly longer than that of standard glazing, and its fire resistance can be assessed in particular by the tests described in ISO 834 and ISO 3009.
Die Herstellung von flammhemmenden Verglasungen weist jedoch insbesondere zwei Arten technischer Probleme auf: Diese Verglasungen bestehen üblicherweise aus mindestens einem vorgespannten Glassubstrat und werden an ihrem Umfang im Falz eines im allgemeinen metallischen Rahmens festgehalten. Deshalb muß vor allem ein vorzeitiger Bruch des Glassubstrates oder der Glassubstrate verhindert werden, der aus wärmespannungen herrührt, die ab Brandbeginn insbesondere durch den Temperaturgradienten zwischen dem Umfang der Verglasung, der im Falz "verdeckt" ist, auf der einen und der direkt dem Feuer ausgesetzten übrigen Verglasung auf der anderen Seite entstehen.However, the manufacture of flame-retardant glazing presents two types of technical problem in particular: these glazings usually consist of at least one tempered glass substrate and are held in place at their periphery in the rebate of a generally metal frame. It is therefore particularly important to prevent premature breakage of the glass substrate(s) as a result of thermal stresses which arise from the onset of a fire, in particular as a result of the temperature gradient between the periphery of the glazing which is "hidden" in the rebate, on the one hand, and the rest of the glazing which is directly exposed to the fire, on the other.
Deshalb ist im Patent US-4 178 728 insbesondere ein Profil vorgeschlagen, das den Falzboden bildet und den Umfang der Verglasung auf der "Außenseite" des Gebäudes hält, nachdem die Verglasung angebracht worden ist. Die zweite, die "Innenseite", d.h. die dem Rauminneren zugewandte Seite, ist von einem mechanischen Bauteil be- und verdeckt, das unter Wärmeeinwirkung lösbar ist; so wird bei einem Brand durch Abfallen dieses Bauteils der Umfang des "Innenrandes" der Verglasung dem Feuer ausgesetzt, wodurch der Temperaturgradient zwischen den Rändern und der Mitte der Verglasung und somit die Gefahr einer bereits zu Brandbeginn stattfindenden Explosion begrenzt wird.Therefore, in particular, patent US-4 178 728 proposes a profile which forms the rebate base and holds the perimeter of the glazing on the "outside" side of the building after the glazing has been installed. The second, the "inside" side, ie the side facing the interior of the room, is surrounded by a mechanical component which can be removed under the influence of heat; in the event of a fire, if this component falls off, the perimeter of the "inner edge" of the glazing is exposed to the fire, thus limiting the temperature gradient between the edges and the centre of the glazing and thus the risk of an explosion occurring at the onset of the fire.
Durch dieses Profil wird jedoch das zweite Problem nicht gelöst, das auftritt, wenn der Brand schon eine gewisse Zeit lang ausgebrochen ist und das Glas beginnt, sich im wesentlichen seiner Erweichungstemperatur zu nähern. Die Verglasung hat dann die Neigung, unter der Wirkung ihres Eigengewichts in sich zusammenzusinken, wobei die Befestigungsmittel für ihren oberen und/oder seitlichen Rand im Falz stark belastet werden. Im französischen Patent FR-B-2 282 033 ist deshalb vorgeschlagen, das Zusammensinken des Glases zu verzögern, indem zwischen dem Umfang der Verglasung und den Rändern des Falzes ein mineralisches Material wie Glasstreifen eingelegt wird, die dann bei hoher Temperatur die Verglasung mit dem Falz verbinden.However, this profile does not solve the second problem, which occurs when the fire has been going on for a certain time and the glass begins to approach its softening temperature. The glazing then tends to collapse under the effect of its own weight, placing a great deal of stress on the means of securing its upper and/or lateral edges in the rebate. French patent FR-B-2 282 033 therefore proposes to delay the collapse of the glass by inserting a mineral material, such as glass strips, between the perimeter of the glazing and the edges of the rebate, which then, at high temperatures, attach the glazing to the rebate.
Jedoch ist keine dieser Ausführungsformen völlig zufriedenstellend, da sie nicht gleichzeitig die beiden zuvor erläuterten Probleme lösen.However, none of these embodiments is completely satisfactory since they do not simultaneously solve the two problems explained above.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben, indem eine flammhemmende Verglasung hergestellt wird, die zur Ausstattung von Gebäudefassaden und/oder -innenwänden verwendet werden kann und bei einfacher Verwendung eine verbesserte Feuerwiderstandsfähigkeit besitzt. Die Erfindung hat auch die Entwicklung der Verwendung eines Materials zum Gegenstand, das die Verglasung im Brandfall im Falz wirkungsvoller halten kann.The invention therefore aims to remedy these drawbacks by producing a flame-retardant glazing that can be used to equip building facades and/or interior walls and that has improved fire resistance while being easy to use. The invention also aims to develop the use of a material that can hold the glazing in the rebate more effectively in the event of a fire.
Das erfindungsgemäße flammhemmende verglaste Element umfaßt mindestens eine flammhemmende Verglasung, deren Umfang im Falz eines Rahmens ruht, wobei der Umfang im Falz wenigstens entlang seines insbesondere horizontalen oberen Randes durch Einfügen eines Fasermaterials mit hoher Porosität und hohem Elastizitätsmodul festgehalten wird, dessen Eigenschaften und/oder Struktur bei hoher Temperatur unverändert bleiben, und welches das Herabfallen des Substrates verzögert, indem es darin eindringt, wenn sich dieses seiner Erweichungstemperatur nähert oder sie erreicht. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Fasermaterial eine Porosität von mindestens 50 % und einen Elastizitätsmodul der Fasern und/oder der Fäden von mindestens 150 000 MPa auf.The flame-retardant glazed element according to the invention comprises at least one flame-retardant glazing, the periphery of which rests in the rebate of a frame, the periphery being fixed in the rebate at least along its upper edge, in particular horizontal, by inserting a fibrous material with high porosity and high elastic modulus, the properties and/or structure of which remain unchanged at high temperature, and which retards the falling of the substrate by penetrating it when the latter approaches or reaches its softening temperature. Preferably, the fibrous material according to the invention has a porosity of at least 50% and an elastic modulus of the fibers and/or threads of at least 150,000 MPa.
Die betreffende flammhemmende Verglasung kann aus einem einschichtigen Glassubstrat oder einer Vielzahl von einschichtigen Glassubstraten bestehen, die über Zwischenmaterialien wie Zwischenfolien auf der Grundlage von Polymeren und/oder gelförmige Materialien mit feuerwiderstandsfähigen Eigenschaften miteinander verbunden sind.The flame-retardant glazing in question may consist of a single-layer glass substrate or a plurality of single-layer glass substrates bonded together by intermediate materials such as polymer-based interlayers and/or gel-like materials with fire-resistant properties.
Diese verschiedenen Substrate können auch über Gasschichten zu Mehrfachverglasungen verbunden werden.These different substrates can also be bonded to form multiple glazings using gas layers.
So können die Substrate Kalk-Natron-Silikat-Glas, das vorgespannt ist, um ein bestimmtes Vorspannungsniveau zu erreichen, oder ein Glas mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie die in der Zusatzpatentanmeldung FR-2 271 181 beschriebenen Gläser, und/oder ein Borsilikatglas, wie im Patent FR-2 389 582 beschrieben, zur Grundlage haben.Thus, the substrates may be based on soda-lime-silicate glass, toughened to achieve a certain level of toughening, or on a glass with a low coefficient of thermal expansion, such as the glasses described in patent application FR-2 271 181, and/or on a borosilicate glass, as described in patent FR-2 389 582.
Als beispielhafte Verbundverglasung ist die in der europäischen Patentanmeldung EP 0 219 801 beschriebene Dreifachverbundverglasung zu nennen.An example of laminated glazing is the triple laminated glazing described in European patent application EP 0 219 801.
Die Verglasung kann auch armiert sein, d.h. den Aufbau einer Doppelverglasung aufweisen, die eine punktgeschweißte Drahtgeflechteinlage enthält, wie im französischen Patent FR-1 590 983 beschrieben.The glazing can also be reinforced, i.e. have the structure of a double glazing containing a spot-welded wire mesh insert, as described in the French patent FR-1 590 983.
Ein Teil der als flammhemmend bezeichneten Verglasung kann auch, wie oben erwähnt, eine feuerwiderstandsfähige Verglasung sein.Part of the glazing described as flame retardant may also be, as mentioned above, fire resistant glazing.
Die Erfindung arbeitet somit mit einem ausgeklügelten Kompromiß: Indem man sich für ein Fasermaterial mit hoher Porosität entscheidet, wird es möglich, daß sich die Ränder des verglasten Elements, selbst wenn sie teilweise von der Wand des Falzes bedeckt bleiben, dafür im direkten Kontakt mit einem Material befinden, das auf Grund seiner Textur für die Wärme keine Barriere darstellt. Dadurch wird der Temperaturgradient zwischen den Rändern und der Mitte der Verglasung insbesondere zu Brandbeginn begrenzt. Man kann sich außerdem dafür entscheiden, daß das Fasermaterial auch ein guter Wärmeleiter ist, wodurch es möglich wird, den Temperaturgradienten weiter zu begrenzen. Vorzugsweise weist es eine wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 Wattm-1.ºC&supmin;¹ auf.The invention thus works with a clever compromise: by opting for a fibrous material with high porosity, it is possible for the edges of the glazed element, even if they remain partially covered by the wall of the rebate, to be in direct contact with a material which, due to its texture, does not constitute a barrier to heat. This limits the temperature gradient between the edges and the centre of the glazing, in particular at the start of the fire. It is also possible to choose for the fibrous material to also be a good heat conductor, which makes it possible to further limit the temperature gradient. Preferably, it has a thermal conductivity of at least 15 Wattm-1.ºC-1.
Weiterhin wird das Glas, wenn es sich zu erweichen und in sich zusammenzusinken beginnt, an seiner Stelle durch die Wirkung des Fasermaterials festgehalten, das auf Grund der Tatsache effizient die Verglasung ergreift, daß es bei hoher Temperatur ohne Veränderung der Struktur und/oder Eigenschaften beständig bleibt, einen faserförmigen Charakter hat und sich somit teilweise in die Dicke des erweichten Glases "einlagern" kann, um dieses besser festzuhalten. wegen seines hohen Elastizitätsmoduls weist dieses Material selbst und vor allem bei hoher Temperatur eine gute mechanische Beständigkeit auf, die mit der Fähigkeit verbunden ist, ohne bleibende Verformung zusammengepreßt werden zu können, was ihm einen "Federeffekt" verleiht, der das Substrat in der Art einer Klammer, jedoch wirkungsvoller, hält, weil es, da es faserformig ist, teilweise in das erweichte Glas viel leichter eindringen kann.Furthermore, when the glass begins to soften and collapse, it is held in place by the action of the fibrous material, which effectively grips the glazing due to the fact that it remains stable at high temperatures without altering its structure and/or properties, has a fibrous character and can thus partially "embed" itself in the thickness of the softened glass in order to better hold it. Due to its high modulus of elasticity, this material has good mechanical resistance, even at high temperatures, and above all at high temperatures, which is associated with the ability to be compressed without permanent deformation, which gives it a "spring effect" that holds the substrate in the manner of a clamp, but more effectively, because, being fibrous, it can partially penetrate the softened glass much more easily.
Vorzugsweise hält dieses Fasermaterial im Falz auch die insbesondere senkrechten Seitenränder des verglasten Elements, die die Neigung haben, gemeinsam mit dem oberen Rand zusammenzusinken.Preferably, this fibre material in the fold also holds the vertical side edges of the glazed element, which have a tendency to collapse together with the upper edge.
Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Rand oder die Ränder der Verglasung mittels des Fasermaterials auf jeder Seite im Falz festgeklemmt wird/werden. Dadurch wird die Verglasung am besten gehalten, wobei die ordnungsgemäße Positionierung der Ränder der Verglasung im Falz sichergestellt ist.It is most advantageous if the edge or edges of the glazing are clamped into the rebate by means of the fibre material on each side. This provides the best retention of the glazing whilst ensuring the correct positioning of the edges of the glazing in the rebate.
Dieses Fasermaterial ist beispielsweise im wesentlichen metallisch und hat insbesondere rostfreien Stahl oder Kupfer zur Grundlage. Die Entscheidung für ein Fasermaterial mit Metallcharakter ist vorteilhaft, da das Material dann gleichzeitig ein guter elektrischer und wärmeleiter ist. Außerdem kann es leicht im Falz durch Schweißen befestigt werden, womit vermieden wird, auf Klebstoffe zurückgreifen zu müssen, deren Feuerwiderstandsfähigkeit nicht optimal sein kann.This fiber material, for example, is essentially metallic and is based in particular on stainless steel or copper. The choice of a fiber material with a metallic character is advantageous because the material is then a good electrical and thermal conductor at the same time. In addition, it can be easily fixed in the fold by welding, thus avoiding having to resort to adhesives whose fire resistance may not be optimal.
Insbesondere kann es aus Fasern bestehen, die in Form eines Zopfes vereinigt und anschließend mit einem Faden ähnlichen Charakters umflochten worden sind. Diese Fasern, die in Form einer Art von "Abschnitten" durch Abtrennen aus endlosen dicken Fasern auf bekannte Weise erhalten sind, weisen Durchmesser von vorzugsweise 10 bis 100 Mikrometer auf und sind relativ lang, wobei ihre Länge sogar mehrere Meter betragen kann.In particular, it can consist of fibers joined together in the form of a braid and then braided with a thread of similar character. These fibers, obtained in the form of a kind of "sections" by cutting continuous thick fibers in a known manner, have diameters of preferably 10 to 100 micrometers and are relatively long, their length even being several meters.
Dieses Material kann auch aus zur Form eines schlauchförmigen Gestricks vereinigten Fäden, die insbesondere einen Durchmesser von 100 bis 500 Mikrometern haben, bestehen.This material can also consist of threads combined to form a tubular knitted fabric, in particular having a diameter of 100 to 500 micrometres.
Bei Zöpfen, die aus Fasern wie solchen bestehen, die unregelmäßig ausgerichtet sind, besitzen die Zöpfe auf Grund der gleichzeitig vorhandenen hohen Porosität des Materials und großen Länge der Fasern eine gute Elastizität senkrecht zu ihrer Hauptachse.In the case of braids consisting of fibers such as those that are irregularly aligned, the braids have good elasticity perpendicular to their main axis due to the simultaneous high porosity of the material and the great length of the fibers.
Bei dem schlauchförmigen Gestrick ist es die Maschenstruktur, welche ihm den elastischen Charakter verleiht&sub1; der zu dem oben erläuterten erfindungsgemäßen "Federeffekt" beiträgt.In the tubular knit, it is the mesh structure that gives it the elastic character that contributes to the "spring effect" of the invention explained above.
Wenn außerdem Dichtheit, insbesondere gegenüber wasser, des Falzbodens garantiert werden soll, werden die Zwischenräume, welche von den Falzwänden auf beiden Seiten des verglasten Elements und "über" dem leitfähigen Fasermaterial gebildet werden, mit einer flammfesten Silikondichtung versehen.If it is also necessary to guarantee the tightness of the rebate floor, particularly against water, the spaces formed by the rebate walls on both sides of the glazed element and "above" the conductive fiber material are provided with a flame-retardant silicone seal.
Um das leitfähige Fasermaterial im Falz festzuhalten, kann ein beliebiges geeignetes mechanisches Mittel und/oder beliebiger geeigneter Klebstoff verwendet werden. So kann man beispielsweise vorsehen, mindestens einen der Falzränder mit einem vorstehenden Vorsprung und/oder mit Spitzen auszustatten, die insbesondere auf einem Stahlband verteilt sind, das auf diesen Rand geschweißt ist. Man kann dieses Material auch auf seiner Außenfläche mit einem hochtemperaturbeständigen Klebstoff wie einem mineralischen, beispielsweise silikatischen Klebstoff versehen. Weiterhin kann ein Falz vorgesehen werden, dessen Kontaktfläche mit dem Fasermaterial Rauhigkeiten aufweist, welche dieses festhalten können. Falls es metallisch ist, kann es auch, wie bereits erwähnt, angeschweißt werden. Alle diese Mittel können einzeln oder kombiniert angewendet werden, und sie erfüllen ihre Halteaufgabe nicht nur bei Normaltemperatur, sondern auch und vor allem im Brandfall, damit das Fasermaterial im Falz ordnungsgemäß an seiner Stelle bleibt, um das/die Glassubstrat/e festzuhalten.Any suitable mechanical means and/or adhesive may be used to hold the conductive fibrous material in the fold. For example, it is possible to provide at least one of the fold edges with a protruding projection and/or with spikes distributed in particular on a steel strip welded to this edge. This material may also be provided on its external surface with an adhesive resistant to high temperatures, such as a mineral adhesive, for example silicate. It is also possible to provide a fold whose contact surface with the fibrous material has roughnesses capable of holding it in place. If it is metallic, it may also be welded on, as already mentioned. All of these means can be used individually or in combination and they perform their holding function not only at normal temperature but also and above all in the event of fire, so that the fibrous material in the fold remains properly in place to hold the glass substrate(s).
Außerdem kann man den Falzboden mindestens in dem Bereich, wo die Kante des unteren Randes der Verglasung ruht, mit aus dem Stand der Technik bekannten Halte- und Dichtungsmitteln, insbesondere gegnüber Luft, ausstatten.In addition, the rebate floor can be equipped with holding and sealing means known from the state of the art, particularly against air, at least in the area where the edge of the lower edge of the glazing rests.
Die Ausführung der Erfindung ist ganz einfach. So genügt es, wenn der Rahmen, der die Glasscheibe begrenzt, ein mechanisches Profil enthält, das durch mechanische Mittel mit einem Abschluß verbunden ist, die Verglasung mit Hilfe des leitfähigen Fasermaterials ordnungsgemäß im Profil festzuklemmen und danach den Falz zu bilden, indem der Abschluß angebracht wird.The implementation of the invention is very simple. It is sufficient for the frame that defines the glass pane to contain a mechanical profile that is connected by mechanical means to a closure involves properly clamping the glazing in the profile using the conductive fibre material and then forming the rebate by attaching the finish.
Es ist festzustellen, daß dieses Fasermaterial, das auf Grund seiner Textur eine relative Nachgiebigkeit besitzt, selbst wenn es relativ kompakt ist, eine eventuelle relative Verformung zwischen dem verglasten Element und seinem Rahmen und insbesondere ein gewisses Arbeiten des verglasten Elementes einerseits und seines Rahmens andererseits erlaubt, was die mechanischen Spannungen begrenzt und zu einer Erhöhung der Feuerwiderstandsfähigkeit des verglasten Elements beiträgt.It should be noted that this fibrous material, which, due to its texture, has a relative flexibility, even if it is relatively compact, allows for possible relative deformation between the glazed element and its frame and, in particular, for a certain amount of movement between the glazed element on the one hand and its frame on the other, which limits the mechanical stresses and contributes to increasing the fire resistance of the glazed element.
Das erfindungsgemäß konstruierte verglaste Element weist eine lange Feuerwiderstandsdauer von insbesondere mindestens 30 Minuten gemäß der Norm ISO 3009 auf.The glazed element constructed according to the invention has a long fire resistance period of in particular at least 30 minutes in accordance with the ISO 3009 standard.
Die vorteilhaften erfindungsgemäßen Merkmale und Einzelheiten werden an Hand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Figuren erläutert, wobeiThe advantageous features and details of the invention are explained in the following description of an embodiment with reference to the figures in the appendix, wherein
- Figur 1 einen Querschnitt des Umfangs des verglasten Elements in seinem Falz nach Installation in senkrechter Position in einem Gebäude und- Figure 1 shows a cross-section of the perimeter of the glazed element in its rebate after installation in a vertical position in a building and
- Figur 2 ein Trennwandelement, das zur Prüfung seiner Feuerwiderstandsfähigkeit gemäß der Norm ISO 3009 verwendet wird,- Figure 2 a partition element used to test its fire resistance in accordance with ISO 3009,
zeigt.shows.
Das verglaste Element 1 selbst besteht aus einem flammhemmenden verglasten Element, beispielsweise einem einschichtigen Kalk- Natron-Silikat-Glas-Substrat, das 6 Millimeter dick und derart thermisch vorgespannt ist, daß es ein geeignetes Spannungsniveau von insbesondere mindestens 120 MPa aufweist. Sein gesamter Umfang wird in einem Falz festgehalten, der von einem mit einem Abschluß 3 verbundenen Metallprofil 2 gebildet wird. Diese Verbindung erfolgt hier durch zwei einander ergänzende mechanische Mittel: Einerseits wird die am Abschluß 3 vorhandene Zunge 10 im Hohlraum 9 des Profils 2 arretiert. Andererseits ist eine Schraube 11 vorgesehen, um den Abschluß 3 mit dem Profil 2 zu verschrauben und so die Anordnung des Abschlusses an diesem zu erreichen, wobei die Gefahr des Verkantens des Abschlusses 3 vermieden wird. Die Kante 4 der Verglasung 1 ruht am Falzboden auf einem der Halte- und Dichtmittel 5 gegenüber Luft. Zwischen den beiden Seiten der Verglasung an ihrem Umfang und den Seitenwänden des Abschlusses 3 ist ein leitfähiges Fasermaterial 6 eingefügt, das aus Fasern aus rostfreiem Stahl 430 gemäß der Norm AISI mit einem Durchmesser von etwa 50 bis 100 Mikrometern besteht, die zu einem Zopf mit einem Längengewicht von 70 g/m und mit einem etwa rechteckigen Querschnitt von etwa 10 mm x 6 mm verbunden sind. Dieser ist mit einem Faden aus demselben Metall mit einem Durchmesser von 3/10 Millimeter umflochten. Der Zopf weist eine Porosität von etwa 76 % auf und der rostfreie Stahl, der ihn bildet, einen Elastizitätsmodul von etwa 200 000 MPa und eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 20 Wattm-1.ºC&supmin;¹. Dieser Zopf ist vorzugsweise auf den Seiten, die sich einerseits mit dem Glas und andererseits mit den Falzwänden im Kontakt befinden, mit einem dünnen Film eines hochtemperaturbeständigen Klebstoffs vom Typ eines silikatischen Klebstoffs versehen. Weiterhin ist er hier auf der zur Außenseite des Falzes gerichteten Seite mit einer Dichtverbindung 7 aus flammhemmenden Silikon bedeckt. Dadurch wird jedes Eindringen, insbesondere von Wasser, in das Falzinnere verhindert. Der zwischen dem Substrat 1 und dem Abschluß 3 eingefügte Zopf 6 wird von einem an dem Abschluß 3 vorhandenen Vorsprung 8 gehalten. Der zwischen dem Substrat 1 und dem Profil 2 eingefügte Zopf 6 wird von einem dünnen Blechband, das mit (nicht dargestellten) regelmäßig beabstandeten Spitzen versehen ist, am Umfang des Profils 2 an seiner Stelle gehalten, dabei genügt es, die Spitzen hineinzudrücken, um den Zopf festzuhalten.The glazed element 1 itself consists of a flame-retardant glazed element, for example a single-layer soda-lime-silicate glass substrate, which is 6 millimetres thick and thermally pre-stressed to have a suitable stress level of, in particular, at least 120 MPa. Its entire perimeter is held in place in a fold which is supported by a formed by a metal profile 2 connected to a closure 3. This connection is made here by two complementary mechanical means: on the one hand, the tongue 10 present on the closure 3 is locked in the cavity 9 of the profile 2. On the other hand, a screw 11 is provided to screw the closure 3 to the profile 2 and thus achieve the arrangement of the closure on the latter, avoiding the risk of the closure 3 becoming jammed. The edge 4 of the glazing 1 rests on the rebate base on one of the holding and sealing means 5 against air. Between the two sides of the glazing, at its perimeter, and the side walls of the closure 3, there is inserted a conductive fibrous material 6 consisting of 430 stainless steel fibres in accordance with AISI standard with a diameter of approximately 50 to 100 micrometres, joined together to form a braid with a linear weight of 70 g/m and a roughly rectangular cross-section of approximately 10 mm x 6 mm. This braid is braided with a thread of the same metal with a diameter of 3/10 of a millimetre. The braid has a porosity of approximately 76% and the stainless steel which forms it has a modulus of elasticity of approximately 200,000 MPa and a thermal conductivity of approximately 20 Wattm-1.ºC-1. This braid is preferably provided on the sides in contact with the glass on the one hand and with the rebate walls on the other hand with a thin film of high temperature resistant adhesive of the silicate type. Furthermore, it is covered on the side facing the outside of the rebate with a sealing compound 7 made of flame retardant silicone. This prevents any ingress, in particular of water, into the interior of the rebate. The braid 6 inserted between the substrate 1 and the end 3 is held by a projection 8 present on the end 3. The braid 6 inserted between the substrate 1 and the profile 2 is held in place on the periphery of the profile 2 by a thin sheet metal strip provided with regularly spaced spikes (not shown), it being sufficient to press the spikes in to hold the braid.
Die Montage läßt sich somit leicht durchführen, indem das Substrat 1 im Rahmen 2, der mit den geeigneten Haltemitteln 5 und der ersten Schicht aus leitfähigem Fasermaterial 6 versehen ist, die zwischen Substrat 1 und Rahmen 2 eingefügt ist, danach durch Zusammenpressen, indem die Zunge 10 im Hohlraum 9 arretiert wird, und anschließend durch Verschraubung des Abschlusses 3, indem eine zweite Schicht aus leitfähigern Fasermaterial 6 eingefügt wird, angeordnet wird. Danach ist das Substrat vollkommen im Falz befestigt.The assembly can thus be carried out easily by placing the substrate 1 in the frame 2 provided with the appropriate holding means 5 and the first layer of conductive fibrous material 6 inserted between the substrate 1 and the frame 2, then by pressing it together by locking the tongue 10 in the cavity 9 and then by screwing the terminal 3 by inserting a second layer of conductive fibrous material 6. The substrate is then completely fixed in the fold.
Diese Montage erlaubt trotzdem einen gewissen Spielraum für wärmebewegungen und/oder -dehnungen zwischen dem Substrat 1 und dem Profil 2 und dem Abschluß 3, was eine relative Erholung der Wärmespannungen ermöglicht, denen das Glassubstrat insbesondere im Brandfall ausgesetzt ist, wodurch die Bruchgefahr begrenzt wird.This assembly nevertheless allows a certain margin for thermal movements and/or expansion between the substrate 1 and the profile 2 and the closure 3, which allows a relative recovery of the thermal stresses to which the glass substrate is subjected, in particular in the event of fire, thus limiting the risk of breakage.
Wenn das Substrat 1 in sich zusammenzusinken beginnt, wobei es sich leicht ausbiegen kann, wird es dennoch weiter vorn Material 6 festgehalten, das sein Herabfallen verzögert.When the substrate 1 begins to collapse, it may bend slightly, but it is still held in place by material 6 further ahead, which delays its fall.
Anschließend wird das thermomechanische Verhalten eines erfindungsgemäßen Trennwandelements gemäß den Normen ISO 3009 und ISO 834 beschrieben. Es ist in vier unterschiedliche Verglasungen 12, 13, 14, 15 unterteilt, die sehr schematisch in Figur 2 dargestellt sind, wobei alle ein einschichtiges Substrat enthalten, das wie zuvor erläutert in seinem Falz befestigt ist. Die Abmessungen der vier Verglasungen betragen:The thermomechanical behaviour of a partition element according to the invention is then described in accordance with the ISO 3009 and ISO 834 standards. It is divided into four different glazings 12, 13, 14, 15, shown very schematically in Figure 2, all of which contain a single-layer substrate fixed in its fold as previously explained. The dimensions of the four glazings are:
- Verglasung 12: 1680 cm x 1720 cm,- Glazing 12: 1680 cm x 1720 cm,
- Verglasung 13: 1680 cm x 1048 cm,- Glazing 13: 1680 cm x 1048 cm,
- Verglasung 14: 1088 cm x 1720 cm,- Glazing 14: 1088 cm x 1720 cm,
- Verglasung 15: 1048 cm x 1088 cm.- Glazing 15: 1048 cm x 1088 cm.
Die Temperaturerhöhung (T-TO in Grad Celsius) in einer Standardprüfung gehorcht folgendem Gesetz:The temperature increase (T-TO in degrees Celsius) in a standard test obeys the following law:
T-T0 = 345lg (8t + 1).T-T0 = 345lg (8t + 1).
Die zu betrachtende Temperatur T ist abhängig von der Dauer t (in Minuten) während der die Feuerwiderstandsfähigkeit gesichert bleiben muß.The temperature T to be considered depends on the duration t (in minutes) during which the fire resistance must be ensured.
Dieses "komplexe" Trennwandelement, das aus den vier Verglasungen 12 bis 15 gebildet ist, wird deshalb in einen Ofen gegeben, wobei eine der Seiten dieser 4 Verglasungen direkt der Hitze ausgesetzt wird, während sich die anderen mit der Umgebungsatmosphäre im Kontakt befinden.This "complex" partition element, formed by the four panes of glass 12 to 15, is therefore placed in an oven, with one of the faces of these four panes of glass being directly exposed to the heat, while the others are in contact with the ambient atmosphere.
Während den ersten 10 Minuten der Prüfung steigt die Ofentemperatur von der Umgebungstemperatur T0 bis auf eine Temperatur von etwa 680 ºC. Jede der Seiten der Verglasungen, die dieser Temperaturerhöhung ausgesetzt ist, wird stark erhitzt und dehnt sich aus, wobei im Glas eine Reihe von wärmespannungen hervorgerufen werden, die vor allem auf einen plötzlichen Temperaturgradienten in der Glasdicke zurückzuführen sind, welcher dazu führt, daß die Verglasungen derart gebogen werden, daß sie auf der der Ofenhitze abgekehrten Seite konkav sind.During the first 10 minutes of the test, the oven temperature rises from the ambient temperature T0 to a temperature of approximately 680 ºC. Each of the sides of the glazing exposed to this increase in temperature is heated to a high degree and expands, causing a series of thermal stresses in the glass, mainly due to a sudden temperature gradient in the thickness of the glass, which causes the glazing to bend so that it is concave on the side facing away from the oven heat.
Ein weiterer Temperaturgradient entsteht auch auf jeder Seite, die direkt der Hitze ausgesetzt ist, und dehnt in der Fläche dieser Seiten die Ränder der Verglasungen aus, die von den Abschlüssen vor dem Erhitzen geschützt werden. Man kann annehmen, daß der Temperaturgradient in der Fläche der Verglasungen 12 bis 15 sein Maximum nach 5 bis 10 Minuten erreicht.A further temperature gradient is also created on each side directly exposed to the heat and extends the edges of the glazing in the area of these sides, which are protected from heating by the closures. It can be assumed that the temperature gradient in the area of the glazing 12 to 15 reaches its maximum after 5 to 10 minutes.
Von 10 bis 20 Minuten nach Beginn der Prüfung neigt der Temperaturgradient in der Fläche der Verglasungen dazu, sich zu verkleinern, wobei die Substrate beginnen, ihr Vorspannungsniveau zu verlieren, das ihnen durch den thermischen Vorspannvorgang verliehen worden ist. Die Rahmen erhitzen sich immer mehr, wobei zwischen ihnen und den Glassubstraten differentielle Bewegungen entstehen.From 10 to 20 minutes after the start of the test, the temperature gradient in the surface of the glazing tends to decrease and the substrates begin to lose the level of tempering given to them by the thermal tempering process. The frames heat up more and more, creating differential movements between them and the glass substrates.
Nach 20 Minuten kann man feststellen, daß die Glassubstrate ihre Temperatur der "Ent-Vorspannung" erreicht haben.After 20 minutes, it can be seen that the glass substrates have reached their "de-stress" temperature.
Nach 30 Minuten erreicht das Glas der Substrate seine Erweichungstemperatur, es neigt zum Fließen, was der Grund dafür ist, daß in diesem kritischen Zeitraum das Fasermaterial 6 sowohl am oberen Rand als auch an den Seitenrändern jeder der Verglasungen 12 bis 15 seine Aufgabe voll erfüllt. Durch es werden die Verglasungen wirkungsvoll an ihrer Stelle festgehalten, deren Lebensdauer beendet ist, da sie in sich zusammensinken, was mit der Verglasung 12, welche die größten Abmessungen hat, beginnt, jedoch erst ab 40 Minuten nach Beginn der Prüfung. Dabei ist festzustellen, daß die Öffnung in der Verglasung nicht in Höhe des Umfangs ihres waagerechten oberen Randes, der sich im Falz befindet, sondern unterhalb des Falzes beginnt, was die wirksamkeit der Haltekraft des erfindungsgemäßen Fasermaterials 6 deutlich macht.After 30 minutes, the glass of the substrates reaches its softening temperature and tends to flow, which is why, during this critical period, the fiber material 6 fully performs its function both at the top and at the side edges of each of the panes 12 to 15. It effectively holds the panes in place, whose lifespan is over because they collapse, which begins with pane 12, which has the largest dimensions, but only 40 minutes after the start of the test. It should be noted that the opening in the pane does not begin at the level of the circumference of its horizontal top edge, which is in the fold, but below the fold, which clearly shows the effectiveness of the holding force of the fiber material 6 according to the invention.
Weiterhin ist festzustellen, daß sich das erfindungsgemäße Fasermaterial auch dann effizient eignet, wenn das Profil nicht aus Metall, sondern aus Holz ist. Das Holz, im Gegensatz zu Metall, wird durch die Einwirkung des Feuers langsam verzehrt, ohne sich dabei zu verformen, was den Grund darstellt, daß es dafür bevorzugt ist, ein dickeres Fasermaterial derart vorzusehen, daß die Steifigkeit des Holzes durch ein höheres Kompressionsvermögen des Fasermaterials kompensiert wird. Dadurch wird vermieden, daß in der Verglasung zusätzliche mechanische Spannungen entstehen.It should also be noted that the fiber material according to the invention is also effective when the profile is not made of metal but of wood. Wood, unlike metal, is slowly consumed by the action of fire without deforming, which is why it is preferable to provide a thicker fiber material in such a way that the stiffness of the wood is compensated by a higher compressibility of the fiber material. This avoids the creation of additional mechanical stresses in the glazing.
Demzufolge ist die erfindungsgemäße Befestigung eines flammhemmenden verglasten Elements im Falz eines Rahmens, d.h. durch ein Fasermaterial, das auf Grund seiner Porosität und Kompressibilität eine gewisse Anpassungsfähigkeit aufweist, besonders einfach. Außerdem wird durch sie die Feuerwiderstandsfähigkeit der Verglasung beträchtlich erhöht, indem sie gleichzeitig zur Verringerung der Temperaturgradienten beiträgt, die durch das Feuer in der Verglasung entstehen, eine gewisse Abfederung zwischen Verglasung und Falz ermöglicht&sub1; wobei die Verglasung festgehalten bleibt, und schließlich und vor allem, indem sie die Verglasung hält, wenn diese dazu neigt, durch Erweichen in sich zusammenzusinken.Consequently, the fixing according to the invention of a flame-retardant glazed element in the rebate of a frame, that is to say by means of a fibrous material which has a certain adaptability due to its porosity and compressibility, is particularly simple. In addition, it considerably increases the fire resistance of the glazing, while at the same time contributing to the reduction of the temperature gradients caused by the fire in the glazing, providing a certain cushioning between the glazing and the rebate, whilst retaining the glazing and, lastly and above all, by holding the glazing in place when it tends to collapse due to softening.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, ein metallisches Material zu verwenden, das es darüber hinaus erlaubt, zwischen Verglasung und Falz gleichzeitig einen mechanischen, thermischen und gegebenenfalls elektrischen Kontakt sicherzustellen.The embodiment according to the invention consists in using a metallic material which also makes it possible to ensure mechanical, thermal and, if necessary, electrical contact between the glazing and the rebate at the same time.
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