EP1296013A1 - Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP1296013A1
EP1296013A1 EP02005502A EP02005502A EP1296013A1 EP 1296013 A1 EP1296013 A1 EP 1296013A1 EP 02005502 A EP02005502 A EP 02005502A EP 02005502 A EP02005502 A EP 02005502A EP 1296013 A1 EP1296013 A1 EP 1296013A1
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EP
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fire
fire protection
hollow chamber
protection insulating
profile component
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    • E06B3/263—Frames with special provision for insulation
    • E06B2003/26394—Strengthening arrangements in case of fire

Definitions

  • the invention relates to a fire-resistant profile component for the production of Windows, doors, wall elements, facades and the like. Furthermore concerns the invention a method for producing such a fire-resistant Profile component.
  • a fire retardant profile component which as Multi-chamber profile made of light metal, preferably aluminum, with a Insulating web reducing heat flow is manufactured.
  • the outer and the inner shell each enclose a hollow chamber these two Hollow chambers are created using an insulating bridge and embedded bridge bridges connected so that a three-chamber profile is formed.
  • Fire protection panels inserted, which are fixed by means of metal springs. In case of fire the fire protection panels release crystal water that cools the aluminum profile and prevents melting of the aluminum profile facing the fire.
  • This Construction has the disadvantage that it only works for fire resistance times up to 30 Minutes. Higher fire resistance times of 60, 90 or 120 minutes cannot be reached with this.
  • a frame system is also known from EP 0 785 334 B1, which also consists of Aluminum multi-chamber profiles is manufactured.
  • an aluminum core profile is formed in each case, which the Fire protection glazing bears.
  • This core profile are outer and inner shells upstream, so that a three-chamber profile is also formed here.
  • the load-bearing The core profile or the two outer shells are the one with the heat flow reducing insulating web connected.
  • the chamber of the core profile or the two Hollow chambers of the outer shells are filled with a fire protection insulating compound, so that the outer shells in the event of a fire are the load-bearing core of the aluminum profile protect.
  • DE 44 43 762 A1 describes a fire protection element, in particular for building one Framework on a building for holding a clampable component, such as a fire protection glazing or panel, known, the one core profile, one the core profile surrounding heat-insulating filling compound, one enclosing the filling compound Has casing and an outer cover strip for clamping the component, wherein the core profile, the filling compound and the cladding form a composite body.
  • the Framework is designed in such a way that on the fire-bearing side Light metal profiles can be used, whose melting point is lower than the temperature to be expected in the event of a fire, which acts on the metal profiles, where melting of these load-bearing light metal profiles over a predetermined safety period should be prevented.
  • the material of the plates is concerned or molded body around a mixture of gypsum and alum, which when exposed to heat has an energy-consuming effect.
  • the plates set when a response temperature is reached or shaped bodies free crystal water, through which the metal structure is cooled.
  • the Energy-consuming material can also be placed in a liquid form in the inner chamber Metal profile are filled and then binds to a solid in the inner chamber Shaped body.
  • the invention has for its object to produce a with less effort Fire-resistant profile component and a method for the same To create manufacturing, the profile component at simpler and cheaper Manufacturing is suitable to fire resistance times of 30, 60, 90 and 120 minutes consist.
  • the profile component each have a load-bearing interior and Has outer shell, which by means of an insulating web, the z. B. made of polyamide or PVC, is non-positively and positively connected, so that for the normal Use, i.e. not in the event of fire, a statically stable composite profile is formed.
  • This composite profile surrounds a single hollow chamber, which with a fire protection insulating compound is at least partially completed.
  • the inventive method for producing the fire-resistant Profile component are initially two essentially U-shaped profile parts, especially made of extruded aluminum, which has an inner shell and a Form the outer tray, at its free leg ends by means of thermal isolating webs to a surrounding a single cavity Composite profile connected and then the hollow chamber with a fire protection insulating compound at least partially filled out.
  • the profile can be filled by inserting prefabricated molded parts or by pouring a mortar-like mass.
  • the fire protection insulation can e.g. B. from a matrix of glass fiber reinforced mineral substances exist.
  • the fire protection protective effect of the profile component according to the invention arises from the interaction of the individual components.
  • the outer or inner aluminum shell of the Composite profile In case of fire depending on the location of the fire, the outer or inner aluminum shell of the Composite profile.
  • the melting point of aluminum is 600-650 ° C.
  • this temperature is according to the E-T-K (Standard temperature curve) already reached after approx. 10 minutes, after 30 minutes the temperature in the fire furnace is 822 ° C and after 90 minutes 986 ° C.
  • the Insulating webs made of a mechanically strong material with low thermal conductivity exist, prevent the heat from reaching the aluminum tray the side facing away from the fire.
  • This aluminum carrier shell forms in In the event of a fire, together with the fire insulation material, the statically bearing one Cross-section. It is particularly advantageous here that the frame system consists of one There is a single-chamber profile because the insulating compound has a large hollow chamber stable block together with the aluminum tray on the fire-away Can form side, which then takes over the static
  • the fire protection insulating material due to its Composition has an insulating effect, advantageously this insulating compound releases crystalline bound water under heat, whereby the cooled entire profile component according to the invention and thus the fire resistance time is positively influenced.
  • Another option is to change the depth of the inner or outer shells. In the event of a fire, it is impossible to predict from which side the fire will hit the Profile component meets and the profile component with all anchorages, fittings, glass and Panel brackets must ensure the closure of the room, are all these parts each attached to the outer and inner support shell of the aluminum composite profile.
  • the particular economic advantage of the single-chamber composite profile according to the invention is that the open, U-shaped aluminum interior and External support shells are cheaper to manufacture than hollow aluminum profiles, and that it is possible to use metal corner brackets to create the single-chamber composite profiles like normal thermally insulated aluminum profiles to frames process and the fire protection insulating material subsequently through the large hollow chamber fill in the prefabricated frame.
  • the particular fire protection advantage of the single-chamber composite profile according to the invention lies in the fact that the large hollow chamber means a lot Fire protection insulating compound can be filled into the single-chamber composite profile which forms a stable insulating block in which the corner angles and Lanyards can be embedded. This is the case with multi-chamber composite profiles not possible.
  • the fire-resistant according to the invention Component is filled with a fire protection insulating compound that Contains magnesium oxychloride cement or entirely of magnesium oxychloride cement consists.
  • Magnesium oxychloride cement is based on a patent that was granted to K. u. K. Privilege Archives has been registered, and is named after its inventor Sorel cement or also called magnesia cement. Mixtures of magnesium oxide (burnt magnesia) and concentrated magnesium chloride solution stone-like with formation of basic chlorides, the structure of which differs from that of Magnesium hydroxide derived, and were neutralized, for example, with admixture Fillers and paints for the production of artificial stones and seamless floors (cf. DIN 272 - magnesia screeds) as well as artificial ivory (billiard balls) used (see Holleman-Wiberg, Textbook of inorganic chemistry, 81.-90. Edition, pp. 685-686).
  • magnesia screeds also called magnesite screeds
  • the profile component according to the invention is a composite body, which is also a load-bearing one Function, a high bulk density of the cement has an advantageous effect. If necessary, however, a reduction in density can also be advantageous, in particular non-load-bearing profile components according to the invention can be achieved.
  • the corrosiveness can be counteracted by e.g. a protective coat on the Inner walls of the hollow chamber applied or this is made of aluminum. A possibly less high water resistance than that of conventional The material used only falls due to the existing casing of the mass insignificant in weight.
  • the fire-resistant profile component according to the invention surprisingly has increased fire resistance.
  • the magnesium oxychloride cement has a composition with a molar ratio of MgCl 2 / Mg (OH) 2 / H 2 O of 1: (2.5 to 5): (8 to 12 ) having.
  • the filler of the magnesium oxychloride cement can also be made with the addition of magnesium sulfate, whereby it can consist of a matrix in which Mg (OH) 2 -, MgCl 2 -, MgSO 4 -, Mg x OCl -, Mg y OSO 4 - and Mg z CISO 4 molecules or ions are contained, which can have an advantageous effect on increased water retention and on the water resistance of the cement.
  • magnesium oxychloride-magnesium oxysulfate cement formed by admixing magnesium sulfate has a composition with a molar ratio of MgCl 2 / MgSO 4 of 1: (0.02 to 1.9).
  • the fire insulation material Water glass, especially soda water glass, and / or silica, especially in Gel form contains, the latter in a particularly advantageous manner by means of precipitation Metal salt and / or acid from in the filling mass initially (in aqueous solution) contained water glass can be generated.
  • FIG 1 is an example of a cross section through a fixed glazing made of fire-resistant Profile components 1 shown, wherein I the inside and A the Inscribed on the outside.
  • the fixed glazing consists of a frame R (cf. Fig. 6) joined sections of the profile components 1 and fire protection glazing 2.
  • the profile component 1 consists of an essentially U-shaped Inner tray 3 and a substantially U-shaped outer tray 4, which are made, for example, of extruded aluminum.
  • the interior and Outer support shell 3, 4 face each other with their side legs 5 and point towards the inside I or outside A.
  • the thermally separating insulating webs 6 Take up the curl in a positive and positive manner.
  • the insulating webs 6 have the Characteristic that they are poorly heat-conducting and under the influence of heat melt.
  • the profile component 1 with the inner shell 3 and outer shell 4 and the insulating webs 6 form a single-chamber aluminum composite profile 35, encloses a single hollow chamber H which is covered with a fire protection insulating compound 7 is filled.
  • the fire protection insulation 7 is with the inner shell 3 and External support shell 4 connected positively or positively and non-positively.
  • the Insulating webs 6 and the side legs 5 of the inner and outer support shell 3, 4 can in the depth transverse to the X-X axis are executed at different depths; hereby the fire resistance period can be controlled.
  • the fire protection insulating material 7 consists of a material that melts when melted a carrying case 3 or 4, the opposite carrying case 3 or 4 before exceeding of the temperatures specified in the standards. This is achieved in that the insulating compound 7 as an insulating block in front of the inner or outer support shell 3 or 4 facing away from the fire and the fire protection insulating material 7 releases crystalline water under the influence of heat, so that entire supporting profile 3 or 4 cooled together with the fire protection insulating compound 7 becomes.
  • a metallic wire mesh can also be used to improve the load-bearing capacity 8 are inserted into the fire protection insulating compound 7 as a moning.
  • the glazing 2 formed from fire protection glass is held for the Normal case (not the case of fire) in a known manner in that the formed Profile component 1 has an approximately L-shaped cross section with a glass abutment 9 in parallel to the X-X axis, in which a groove 405 for receiving the outer Glass seal 10 is molded.
  • a groove 405 for receiving the outer Glass seal 10 is molded on the inside I of the profile component 1
  • Fire protection glass 2 held by a glass strip 11 which is in a groove in a Side leg 5 of the inner support shell 3 is provided, inserted and through an inner glass seal 12 is fixed.
  • the holder of the fire protection glass 2 in the event of a fire is carried out by metallic molded parts 13, which are preferably in the form of pieces made of stainless steel.
  • the metallic moldings 13 can have a width of 2 to 5 cm.
  • the distance the molded parts can be between 20 and 100 cm. The higher the fire resistance duration the smaller the distance becomes.
  • the thickness of the molded part 13 is between 0.5 and 2 mm.
  • a frame 15 is together with a sash 16 on the Lock side of a single-leaf door shown, between which a revolving Folding chamber F is formed.
  • the door lock 17 in the casement 16 is with a Connecting strap 18 by means of screws on the inner and outer support shell 3, 4 attached.
  • the anchor part 20 is on the frame 15 each by means of screws on the inside and External support shell 3, 4 attached.
  • FIG 3 is the area of a middle cuff of a two-leaf door with two juxtaposed posts of casement frames 16 and 23 are shown.
  • the sash 16 with the door lock 17 corresponds to the embodiment of Figure 2
  • the Post of the sash or sash 23 contains in the fire insulation 7 in the middle is an existing one made of plastic or metal Guide tube 24 for receiving a locking bar 25.
  • the locking bar 25 serves in Connection to the driving bolt lock 26 for locking the casement 23.
  • the guide tube 24 is centered in the fire protection insulating compound 7 and thus roughly in the neutral bending zone, so that if the Casement 23, which arises in the event of fire, the fire protection insulation 7 not is additionally loaded with tensions which cause the block to burst out of the Fire protection insulation 7 can lead.
  • the guide tube 24 with the locking bar 25 also in the casement 16 for additional locking e.g. a door active leaf can be used.
  • FIG. 4 shows a framework which corresponds in structure to FIG. 2.
  • the profile formation is advantageously designed so that the framework as an openable window of fire protection class F30, F60 and F90 in one External facade can be used.
  • the profile design advantageously designed so that the rebate space between the window frame 27 and the window casement 28 in the area of respective outer support shell 4 is enlarged, so that in a receiving groove 29a Side leg of the outer shell 4 of the window frame 27 a center bar seal 29 can be pinched, the upper lip of one Stop edge of the outer support shell 4 of the window casement 28 abuts and thus ensuring wind and rain tightness.
  • When water enters the drainage chamber 31 the water through the drain hole 32 again directed outside.
  • the drainage hole 32 is in a known manner with a Rain cap 30 covered.
  • the fitting installation, the glass bracket and the anchorages are carried out as described in Figure 2.
  • FIG. 1 An alternative holder for the fire protection glass 2 is shown in FIG.
  • the metallic retaining strip shows a U-shaped cross-sectional design with two side legs 33a and one these connecting base legs 33b.
  • the side legs 33a are with a continuous hollow chamber formed, for. B. made of appropriate steel pipes.
  • the side legs 33a are attached by means of screws (not shown here) attached to the bottom leg 33b.
  • the bottom leg 33b is about 2 to 5 cm wide and is attached at a distance of about 20 to 100 cm.
  • the thickness of the bottom leg 33b is approximately 2 to 5 mm.
  • the distance and number of floor legs 33b depend on the fire resistance duration.
  • the bottom legs 33b are each by screws on the side legs 5 of the aluminum interior and External trays 3, 4 attached. According to the invention, this glass holder achieved that regardless of the direction of fire, the additional glass bracket is always attached to a support shell 3 or 4 facing away from the fire.
  • FIG. 6 schematically shows the production of a frame R, as it is, for example for the formation of those used in the figures explained above Frame and / or casement for the formation of windows, doors, wall elements, Facades and the like can be used shown.
  • profile components with the structure explained above are made essentially U-shaped extruded aluminum sections, each form an inner support shell 3 and an outer support shell 4 and at their free Leg ends by means of thermally separating insulating webs 6 into a single one Hollow chamber H surrounding composite profile 35 prefabricated and into individual frame sections, that are identified in FIG. 6 by reference numbers R1, R2, R3 and R4 are cut to length.
  • the fire protection insulation 7 at least partially, as one or more of the whole or a partial cross section of the hollow chamber H shaped part (s) is introduced, which is illustrated in the drawing by reference numeral 36 is.
  • the frame consists of the frame sections R1 to R4 in the manner is composed that the in the respective frame sections R1 to R4 surrounded by the composite profile 35 hollow chamber and continuing through the entire frame R is guided, a single insertion of a hole is sufficient B or from two holes B, E in the frame R to the entire circumferential To be able to fill hollow chamber H with fire protection insulating compound 7.
  • corner connectors in the Transitional areas between adjacent frame sections R1, R2, R3, R4 are used, one for each frame section R1 to R4 Bore B for filling the fire protection insulating compound 7 and one bore E each introduced to escape the contained air and thus each frame section R1 to R4 of the frame R are filled separately with the fire protection insulating compound 7.
  • a major advantage of the method described above is that cutting the profile sections to length before filling them with the fire protection insulating compound 7 takes place. Since in this case only aluminum (the outer and inner support shell 3, 4) and plastic (the insulating webs 6) must be cut, this can be done conventional sawing devices without much effort and wear carry out. A filling with already completed at this time Fire protection insulation 7, however, due to the additional to be cut Fire protection insulating material 7 very high saw wear, the invention is avoided.
  • Figure 7 corresponds essentially to Figure 1.
  • 4 before filling the Profiles with fire protection insulation 7 in the aluminum trays 3, 4 at least a molded part (not shown) inserted after filling and curing the fire protection insulating material 7 pulled out of the profile component 1 again can be, so that in the single hollow chamber H at least one (in Case two shown) partial chamber (s) not filled with fire protection insulating compound 7 37 remain.
  • This method has the advantage that the profiles on the rod can be filled and the unfilled subchambers 37 for connecting the Profiles with a corner bracket (corner connector) can be used.
  • Figure 8 corresponds essentially to Figure 2.
  • the only one Hollow chamber H at least one (again two in the case shown) partial chamber (s) 37 filled with fire protection insulating compound 7 are provided. additionally is in the middle of the profile component 1, e.g. thermal insulation made of mineral wool 38 used.
  • This insulation 38 fulfills the purpose that at Use of the profile components 1 in an outdoor area in addition to fire resistance a good heat-insulating effect of the profile component can also be achieved.
  • the fire protection insulation 7 - as shown - with a Reinforcement 39 are reinforced.
  • Thermal insulation 38 and / or reinforcement 39 can of course also be filled in regardless of the presence Subchambers 37 are provided. They also come with this version aforementioned manufacturing advantages to bear.
  • Figure 9 illustrates two other ways to accomplish that in the single hollow chamber H partial chamber (s) not filled with fire protection insulating compound 7 37 remain.
  • an adhesive tape 40 in the Profile component 1 glued.
  • the adhesive tape 40 closes the filled part of the Hollow chamber H against the unfilled partial chamber 37.
  • Gluing the Adhesive tape 40 is before connecting the inner tray 3 and the Outer support shell 4 through the insulating webs 6 and before filling the profile component 1 made with fire protection insulating compound 7.
  • the adhesive tape 40 prevents one Filling of sub-chamber 37 with fire protection insulating compound 7.
  • After filling the adhesive tape 40 remains in the profile.
  • the adhesive tape 40 is preferably two protruding into the hollow chamber H, facing each other at a distance L.
  • Legs 41, 42 of the inner support shell 3 are glued and bridge the distance L. between the legs 41, 42.
  • the adhesive tape 40 is in each case in contact Side walls of the legs 41, 42, which with the 7 fire insulation filled or initially to be filled part of the hollow chamber H are facing. This can cause it under the pressure of the fire protection insulating material 7 Do not loosen the filling, but press it even more firmly.
  • An adhesive tape 40 could can of course also be provided analogously on the outer support shell 4.
  • FIG. 9 there are two opposite L at a distance Legs 43, 44 of the outer support shell 4 are a molded plastic body 45 pushed.
  • the molded plastic body 45 closes the filled part of the hollow chamber H against the unfilled partial chamber 37. Sliding on the molded plastic body 45 is before or after connecting the inner support shell 3 and External tray 4 through the insulating webs 6, but in any case before filling the Profile component 1 made with fire protection insulating material 7, whereby the distance L is bridged between the legs 43, 44.
  • the plastic molded body 45 prevents the partial chamber 37 from being filled with fire protection insulating compound 7. After after filling, it remains in the profile.
  • the plastic molded body 45 under the pressure of the fire protection insulating material 7 can not solve when filling, it includes form-fitting the free ends of the legs 43, 44. For this is on the two A groove 406 is provided on each of the long sides of the shaped body 45.
  • a plastic molded body 45 could of course also analogously on the inner tray 3 be provided.
  • the fire protection insulating compound 7 all or part of a magnesium oxychloride cement, if necessary also contains magnesium sulfate. This feature as well as those given above Compositions that differ from the stoichiometry of the setting derived reactions, is - as already mentioned - also inventive Attached importance.
  • part of the magnesium chloride used to manufacture the fire protection insulating material 7 can be replaced by a metal chloride, such as calcium chloride, the cation of which forms sparingly soluble sulfates.
  • a sedimentation reaction according to the equation runs during the production of the insulating compound 7 CaCl 2 + MgSO 4 ---> MgCl 2 + CaSO 4 ⁇ from, in which the magnesium chloride is formed in the manufacturing process itself from the other metal chloride.
  • the precipitated, poorly soluble metal sulfate, in the illustrated case gypsum can act as a filler in the hardened insulating compound 7, but can also contribute to a further improvement in properties.
  • the fire protection insulation 7 contains water glass, in particular sodium water glass, this results in greater strength and water resistance and in an increased fire resistance of the composition.
  • the sodium water glass has a composition with an average molar Na 2 O / SiO 2 ratio of 1: (1.5 to 4.0) and if the sodium water glass is initially liquid in the insulating compound 7 is introduced, it should have a density of about 1.32 to 1.55 g / cm 3 .
  • the amount of water glass introduced into the insulating compound 7 should be selected such that the magnesium oxychloride cement or magnesium oxychloride-magnesium oxysulfate cement has a composition with an average molar ratio of MgCl 2 to soda water glass of approximately 1: (0.02 to 0.35) having.
  • the insulating compound 7 contains silica contains. This can e.g. can be added as an amorphous powder.
  • silica in the insulating compound 7 brings about similar improvements in properties like that of water glass, but it increases its effectiveness.
  • silica is a collective name for compounds that Silicon dioxide and different proportions of water can contain. So a distinction is made between orthosilicic acid, different types of polysilicic acids and Metasilicic acids and finally the so-called phyllodic silica, whereby the mentioned silicas by an increasing in the order given Characterize degree of condensation and decreasing water content and in the final stage the condensation occurring to form chain molecules is almost anhydrous Silicon dioxide is created.
  • Silicic acid can be precipitated by means of metal salt and / or acid from water glass are generated, with a low degree of condensation they are initially used as (liquid) Hydrosol is present and at an appropriate temperature (starting at Room temperature or a little above) and at an appropriate pH value (greater or less than about 3.1-3.3) an envelope of the colloidally disperse silica particles uses, which can lead to gel formation.
  • the silica is higher in a network and / or honeycomb structure specific surface and porosity arranged in the water.
  • the circumstance of the sol-gel reaction can be used according to the invention by the silica through Precipitation using metal salt and / or acid from the insulating compound 7 initially contained water glass is generated. This advantageously results on the one hand an increase in strength and fire resistance, and on the other hand, the Shrinkage amount of the curing insulating compound 7 is reduced.
  • the fire protection insulation 7 is - as stated - in the flowable state in the Hollow chamber H introduced.
  • a magnesium oxychloride cement a fire protection insulation 7 used, which from a Mixture of magnesium oxide (reactively fired magnesia) and concentrated, in particular saturated or supersaturated, aqueous magnesium chloride solution is produced and also produced with the addition of magnesium sulfate can be.
  • a metal chloride such as Calcium chloride, the cation of which forms poorly soluble sulfates, such as calcium sulfate.
  • the insulating compound 7 can also with the addition of water glass, in particular Sodium water glass in liquid solution, preferably two Partial mixtures, one of the starting materials mentioned for the magnesium oxychloride cement and another from the water glass, if necessary mixed with magnesium sulfate, to be stirred into a highly viscous suspension.
  • water glass in particular Sodium water glass in liquid solution, preferably two Partial mixtures, one of the starting materials mentioned for the magnesium oxychloride cement and another from the water glass, if necessary mixed with magnesium sulfate, to be stirred into a highly viscous suspension.
  • the insulating compound 7 can also contain silica, which is preferably produced in the manufacturing process of the insulating compound 7 by precipitation from water glass using acid or salt. Mineral and / or organic acids can be used to set a suitable pH.
  • a fire resistance class of up to F120 can be achieved.
  • the invention is limited not to the various illustrated embodiments, but also includes all equivalent designs.
  • the person skilled in the art can additional others provide advantageous measures, such as the admixture of fillers or pigments for fire protection insulation 7, in particular zinc oxide, Titanium oxide and aluminum oxide are particularly suitable.
  • an embedding reinforcing parts or materials, such as glass fibers or a fabric made of plastic, wire, glass fibers or the like, into the fire protection insulating compound 7 can be provided as a measure that reinforces the advantages of the invention.

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Abstract

Das erfindungsgemäße feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil (1) dient zur Herstellung von Fenstern, Türen, Wandelementen, Fassaden und dergleichen. Es umfaßt zwei im wesentlichen U-förmige Profilteile, insbesondere aus stranggepreßtem Aluminium, die eine Innentragschale (3) und eine Außentragschale (4) ausbilden und die an ihren freien Schenkelenden (300, 301 bzw. 400, 401) der Schenkel (5) der U-Profile mittels thermisch trennender Isolierstege (6) zu einem eine einzige Hohlkammer (H) umgebenden Verbundprofil (35) verbunden sind. Die Hohlkammer (H) ist mit einer Brandschutzisoliermasse (7) zumindest teilweise ausgefüllt. Der besondere brandschutztechnische Vorteil des erfindungsgemäßen Einkammer-Verbundprofils liegt darin, dass durch die große Hohlkammer (H) sehr viel Brandschutzisoliermasse (7) in das Einkammer-Verbundprofil eingefüllt werden kann, die dadurch einen stabilen isolierenden Block bildet, in dem auch die Eckwinkel und Verbindungsmittel eingebettet sein können. Dies ist im erfindungsgemäßen Umfang bei den bekannten Mehrkammer-Verbundprofilen nicht möglich. Es werden auch verschiedene Herstellungsvarianten des Profilbauteils (1) vorgeschlagen, die u.a. die Verwendung einer mörtelartigen aushärtenden Brandschutzisoliermasse (7), die Verwendung vorgefertigter Isoliermasseteile und die Aussparung ungefüllter Teilkammern (37) in der Hohlkammer (H) vorsehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil zur Herstellung von Fenstern, Türen, Wandelementen, Fassaden und dergleichen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen feuerwiderstandsfähigen Profilbauteils.
In der EP 0 717 165 B1 ist ein feuerhemmendes Profilbauteil beschrieben, das als Mehrkammerprofil aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, mit einem den Wärmefluß herabsetzenden Isoliersteg gefertigt wird. Bei diesem Rahmenwerk umgrenzen die Außen- und die Innenschale jeweils eine Hohlkammer Diese beiden Hohlkammern werden mittels eines Isolierstegs und eingelagerten Brückenstegen verbunden, so dass ein Dreikammerprofil gebildet wird. In diese Kammern werden Brandschutzplatten eingeschoben, die mittels Metallfedern fixiert sind. Im Brandfall setzen die Brandschutzplatten Kristallwasser frei, das das Aluminiumprofil kühlt und ein Abschmelzen des dem Feuer zugewandten Aluminiumprofils verhindert. Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass sie nur für Feuerwiderstandszeiten bis zu 30 Minuten geeignet ist. Höhere Feuerwiderstandszeiten von 60, 90 oder 120 Minuten können hiermit nicht erreicht werden.
Aus der EP 0 785 334 B1 ist ferner ein Rahmensystem bekannt, das ebenfalls aus Aluminium-Mehrkammerprofilen gefertigt wird. Bei diesem Rahmensystem wird vorgeschlagen, dass jeweils ein Aluminium-Kernprofil gebildet wird, das die Brandschutzverglasung trägt. Diesem Kernprofil sind Außen- und Innenschalen vorgelagert, so dass auch hier ein Dreikammerprofil gebildet wird. Das tragende Kernprofil bzw. die beiden Außenschalen sind mit einem den Wärmefluß herabsetzenden Isoliersteg verbunden. Die Kammer des Kernprofils bzw. die beiden Hohlkammern der Außenschalen sind mit einer Brandschutzisoliermasse gefüllt, so dass die Außenschalen im Brandfall den tragenden Kern des Aluminiumprofils schützen.
Aus der DE 44 43 762 A1 ist ein Brandschutzelement, insbesondere zum Aufbau eines Rahmenwerkes an einem Gebäude zur Halterung eines einspannbaren Bauteils, wie einer Brandschutzverglasung oder -platte, bekannt, das ein Kernprofil, eine das Kernprofil umgebende wärmedämmende Füllmasse, eine die Füllmasse umschließende Umkleidung und eine äußere Deckleiste zum Einspannen des Bauteils aufweist, wobei das Kernprofil, die Füllmasse und die Umkleidung einen Verbundkörper bilden. Das Rahmenwerk ist derart gestaltet, dass auf der dem Brand zugewandten Seite tragende Leichtmetallprofile eingesetzt werden können, deren Schmelzpunkt niedriger liegt als die im Brandfall zu erwartende, die Metallprofile beaufschlagende Temperatur, wobei ein Abschmelzen dieser tragenden Leichtmetallprofile über eine vorgegebene Sicherheitszeitdauer verhindert werden soll. Zu diesem Zweck sind an den Außenseiten oder/und an den Innenseiten der aus Aluminium gefertigten Metallprofile Platten oder Formkörper aus einem wärmebindenden, hydrophilen Adsorbens mit hohem Wasseranteil befestigt. In bevorzugter Ausführung handelt es sich bei dem Material der Platten oder Formkörper um ein Gemisch aus Gips und Alaun, das bei Wärmeeinwirkung energieverzehrend wirkt. Beim Erreichen einer Ansprechtemperatur setzen die Platten oder Formkörper Kristallwasser frei, durch das die Metallkonstruktion gekühlt wird. Das energieverzehrende Material kann auch in flüssiger Form in die Innenkammer eines Metallprofils eingefüllt werden und bindet dann in der Innenkammer zu einem festen Formkörper ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit verringertem Aufwand herstellbares feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei das Profilbauteil bei einfacher und preiswerter Herstellung geeignet ist, Feuerwiderstandszeiten von 30, 60, 90 und 120 Minuten zu bestehen.
Die Erfindung schlägt hierzu vor, dass das Profilbauteil jeweils eine tragende Innenund Außentragschale besitzt, die mittels eines Isolierstegs, der z. B. aus Polyamid oder PVC besteht, kraft- und formschlüssig verbunden ist, so dass für den normalen Gebrauch, d.h. nicht im Brandfall, ein statisch stabiles Verbundprofil gebildet ist. Dieses Verbundprofil umgibt eine einzige Hohlkammer, welche mit einer Brandschutzisoliermasse zumindest teilweise ausgefüllt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen feuerwiderstandsfähigen Profilbauteil handelt es sich somit um ein vorteilhafterweise thermisch entkoppeltes Einkammer-Verbundprofil.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des feuerwiderstandsfähigen Profilbauteils werden zunächst zwei im wesentlichen U-förmige Profilteile, insbesondere aus stranggepreßtem Aluminium, die eine Innentragschale und eine Außentragschale ausbilden, an ihren freien Schenkelenden mittels thermisch trennender Isolierstege zu einem eine einzige Hohlkammer umgebenden Verbundprofil verbunden und danach wird die Hohlkammer mit einer Brandschutzisoliermasse zumindest teilweise ausgefüllt.
Die Füllung des Profils kann durch Einschieben von vorgefertigten Formteilen oder durch Einfüllen einer mörtelartigen Masse erfolgen.
Die Brandschutzisoliermasse kann z. B. aus einer Matrix von glasfaserverstärkten mineralischen Stoffen bestehen.
Die brandschutztechnische Schutzwirkung des erfindungsgemäßen Profilbauteils entsteht durch das Zusammenwirken der einzelnen Bauelemente. Im Brandfall schmilzt je nach Brandort die äußere oder die innere Aluminium-Tragschale des Verbundprofils ab. Der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei 600-650°C. Bei einer Brandprüfung nach DIN 4102 wird diese Temperatur entsprechend der E-T-K (Einheitstemperaturkurve) bereits nach ca. 10 Minuten erreicht, nach 30 Minuten liegt die Temperatur im Brandofen bei 822°C und nach 90 Minuten bei 986°C. Die Isolierstege, die aus einem mechanisch festen Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, verhindern, dass die Hitze zu der Aluminium-Tragschale auf der feuerabgewandten Seite wandert. Diese Aluminium-Tragschale bildet im Brandfall zusammen mit der Brandschutzisoliermasse den statisch tragenden Querschnitt. Hier ist besonders von Vorteil, dass das Rahmensystem aus einem Einkammerprofil besteht, da die Isoliermasse durch die große Hohlkammer einen stabilen Block zusammen mit der Aluminium-Tragschale auf der feuerabgewandten Seite bilden kann, der dann die statisch tragende Funktion übernimmt.
Zusätzlich ist hier von Vorteil, dass die Brandschutzisoliermasse aufgrund ihrer Zusammensetzung eine isolierende Wirkung hat, wobei vorteilhaft diese Isoliermasse unter Hitzeeinwirkung kristallin gebundenes Wasser freisetzt, wodurch das gesamte erfindungsgemäße Profilbauteil gekühlt und somit die Feuerwiderstandszeit positiv beeinflußt wird.
Eine weitere Möglichkeit, die Feuerwiderstandszeiten zu steuern, wird dadurch erreicht, dass die Tiefe der Isolierstege und damit der Abstand zwischen den Aluminium-Außen- und Innenschalen vergrößert oder verkleinert wird.
Eine weitere Möglichkeit ist, die Tiefe der Innen- bzw. Außenschalen zu verändern. Da man im Brandfalle nicht vorhersagen kann, von welcher Seite das Feuer auf das Profilbauteil trifft und das Profilbauteil mit allen Verankerungen, Beschlägen, Glasund Paneelhalterungen den Raumabschluß gewährleisten muß, sind alle diese Teile jeweils an der Außen- und Innentragschale des Aluminium-Verbundprofils befestigt.
Der besondere wirtschaftliche Vorteil des erfindungsgemäßen Einkammer-Verbundprofils liegt darin, dass die offenen, U-förmigen Aluminium-Innen- und Außentragschalen preiswerter zu fertigen sind als Aluminium-Hohlprofile, und dass die Möglichkeit besteht, mittels metallischen Eckwinkeln die Einkammer-Verbundprofile wie normale wärmegedämmte Aluminiumprofile zu Rahmen zu verarbeiten und die Brandschutzisoliermasse nachträglich durch die große Hohlkammer in den vorgefertigten Rahmen einzufüllen.
Der besondere brandschutztechnische Vorteil des erfindungsgemäßen Einkammer-Verbundprofils liegt darin, dass durch die große Hohlkammer sehr viel Brandschutzisoliermasse in das Einkammer-Verbundprofil eingefüllt werden kann, die einen stabilen isolierenden Block bildet, in dem die Eckwinkel und Verbindungsmittel eingebettet sein können. Dies ist in diesem Maße bei Mehrkammer-Verbundprofilen nicht möglich.
Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, wenn das erfindungsgemäße feuerwiderstandsfähige Bauteil mit einer Brandschutzisoliermasse ausgefüllt ist, die Magnesiumoxychlorid-Zement enthält oder vollständig aus Magnesiumoxychlorid-Zement besteht.
Magnesiumoxychlorid-Zement geht auf ein Patent zurück, das im Jahre 1865 beim K. u. K. Privilegienarchiv angemeldet wurde, und wird nach seinem Erfinder als Sorelzement oder auch als Magnesiazement bezeichnet. Mischungen von Magnesiumoxid (gebrannte Magnesia) und konzentrierter Magnesiumchloridlösung erhärten steinartig unter Bildung basischer Chloride, deren Struktur sich von der des Magnesiumhydroxids ableitet, und wurden beispielsweise unter Zumischung neutraler Füllstoffe und Farben zur Herstellung künstlicher Steine und fugenloser Fußböden (vgl. DIN 272 - Magnesiaestriche) sowie auch von künstlichem Elfenbein (Billardkugeln) verwendet (siehe Holleman-Wiberg, Lehrbuch der anorganischen Chemie, 81.-90. Auflage, S. 685-686).
Aufgrund der langen Bekanntheit des Sorelzementes gibt es dazu eine umfangreiche, allerdings in einigen Fragen kontroverse Literatur. So ist es bekannt, dass Magnesiumoxychlorid-Zement wärme- und schallisolierende Eigenschaften besitzt. Der Zement besitzt eine hohe Rohdichte, was u.a. zu Bestrebungen geführt hat, im Sinne einer Leichtbauweise darin Poren zu erzeugen. Außerdem ist aber der Zement je nach seiner Zusammensetzung auch nur bedingt wasserbeständig, so dass er trotz seiner brandhemmenden Eigenschaften nur eingeschränkt, d.h. z.B. als feuerhemmendes Tränkungsmittel, nicht als massives Bauelement, Verwendung gefunden hat. Dabei spielte auch die hohe Korrosivität des Materials eine Rolle. So besteht beispielsweise für Magnesiaestriche (auch Magnesitestriche genannt) die Forderung, dass diese nicht mit Stahlteilen von Bauwerken in Berührung kommen dürfen. Träger, Zargen und Rohre müssen daher vor einer Estrichverlegung mit Bitumenpapier oder einem anderen Sperrmaterial umkleidet werden.
Da das erfindungsgemäße Profilbauteil ein Verbundkörper ist, der auch eine tragende Funktion erfüllen kann, wirkt sich eine hohe Rohdichte des Zementes vorteilhaft aus. Bedarfsweise kann jedoch auch mit Vorteil eine Dichteverringerung für insbesondere nichttragend eingesetzte erfindungsgemäße Profilbauteile erzielt werden. Der Korrosivität kann entgegengewirkt werden, indem z.B. ein Schutzanstrich auf den Innenwänden der Hohlkammer aufgebracht oder diese aus Aluminium gefertigt wird. Eine eventuell weniger hohe Wasserbeständigkeit als die von herkömmlich eingesetztem Material fällt aufgrund der vorhandenen Umkleidung der Masse nur unbedeutend ins Gewicht.
Die Masse kommt im Brandfall zunächst nicht in Berührung mit dem Feuer, da sie von der Hohlkammerwand umgeben ist, so dass die Feuerbeständigkeit zunächst nicht - wie bei Bauteilen mit einer Beschichtung oder Tränkung mit Magnesiumoxychlorid-Zement - unmittelbar wirksam wird, sondern erst nach einem eventuellen Abschmelzen der Umkleidung. Dennoch hat es sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße feuerwiderstandsfähige Profilbauteil überraschenderweise einen erhöhten Feuerwiderstand aufweist. Dies läßt sich dadurch erklären, dass bei der Herstellung eines Magnesiumoxychlorid-Zementes unter anderem folgende Reaktionen ablaufen können: 3 MgO + MgCl2 + 11 H2O ---> MgCl2 * 3 Mg(OH)2 * 8 H2O 5 MgO + MgCl2 + 13 H2O ---> MgCl2 * 5 Mg(OH)2 * 8 H2O 5 MgO + MgCl2 + 17 H2O ---> MgCl2 * 5 Mg(OH)2 * 12 H2O.
Daraus geht hervor, dass im ausgehärteten Zement in hohem Maße Kristallwasser in einer Matrix von Magnesiumchlorid und Magnesiumhydroxid gebunden ist, so dass aufgrund des Vorliegens von Hydroxiden und Oxidhydraten von einigen Autoren die Bezeichnung Magnesiumoxychlorid-Zement vollständig abgelehnt wird, während aber andere Autoren diese Bezeichnung verteidigen. Eine genaue Aufklärung der Struktur ist nur schwer möglich und ergibt sich auch in unterschiedlicher Weise aus der Zusammensetzung bzw. den Anteilen der zur Herstellung eingesetzten Rohstoffe. In jedem Fall wird jedoch offensichtlich wie - und noch stärker als - bei der eingangs erwähnten bekannten Füllmasse aus Gips und Alaun bei indirekter Wärmeeinwirkung (Wärmeleitung durch die Wand der Umkleidung) Wasser freigesetzt bzw. verdampft, was mit einer endothermen Reaktion bzw. mit der Aufnahme eines hohen Betrages an latenter Wärme verbunden ist und kühlend auf die Umkleidung wirkt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit eines Aluminiumwerkstoffes wirkt sich hierbei synergistisch aus.
Hinsichtlich eines optimierten Eigenschaftsbildes hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Magnesiumoxychlorid-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCl2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5): (8 bis 12) aufweist.
Die Füllmasse des Magnesiumoxychlorid-Zementes kann auch unter Zumischung von Magnesiumsulfat hergestellt werden, wodurch sie aus einer Matrix bestehen kann, in der Mg(OH)2-, MgCl2-, MgSO4-, MgxOCl-, MgyOSO4- und MgzCISO4-Moleküle bzw. - lonen enthalten sind, was sich vorteilhaft auf eine erhöhte Kristallwasserbindung und auf die Wasserbeständigkeit des Zementes auswirken kann. (Die Indizes x, y, z können dabei ganzzahlige oder nicht-ganzzahlige Werte annehmen.) Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der durch Zumischung von Magnesiumsulfat gebildete Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCl2 / MgSO4 von 1 : (0,02 bis 1,9) aufweist.
Weitere Eigenschaftsverbesserungen des erfindungsgemäßen feuerwiderstandsfähigen Profilbauteiles sind auch dadurch zu erzielen, dass die Brandschutzisoliermasse Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, und/oder Kieselsäure, insbesondere in Gelform, enthält, wobei letztere in besonders vorteilhafter Weise durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Füllmasse anfänglich (in wäßriger Lösung) enthaltenem Wasserglas erzeugt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:
Figur 1
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil mit einer Brandschutz-Festverglasung,
Figur 2
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Bauteil zur Bildung einer einflügeligen Türe im Bereich der Tür-Schloß-Seite,
Figur 2a
einen Ausschnitt durch den Türfalzbereich entsprechend der Figur 2,
Figur 3
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Bauteil im Bereich des Tür-Mittelstulps einer zweiflügeligen Tür,
Figur 4
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Bauteil im Aufbau entsprechend der Figur 2, jedoch als öffenbares Fenster in einer Außenfassade ausgebildet,
Figur 5
einen Schnitt durch eine alternative Glashalterung,
Figur 6
eine Ansicht eines mit den erfindungsgemäßen Profilbauteilen gebildeten Rahmens,
Figur 7
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil mit einer Brandschutz-Festverglasung in einer Abwandlung gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Bauteil,
Figur 9
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges Bauteil zur Bildung einer einflügeligen Türe im Bereich der Tür-Schloß-Seite, in einer Abwandlung gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten Bauteil,
Figur 10
einen Schnitt durch ein feuerwiderstandsfähiges (Flügelprofil) zur Veranschaulichung zweier verschiedener Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen sind gleiche bzw. sich funktionell entsprechende Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass nachfolgend auf eine mehrfache Beschreibung bei den einzelnen Ausführungen weitestgehend verzichtet wird.
In Figur 1 ist beispielhaft ein Querschnitt durch eine Festverglasung aus feuerwiderstandsfähigen Profilbauteilen 1 dargestellt, wobei I die Innenseite und A die Außenseite bezeichnet. Die Festverglasung besteht aus zu einem Rahmen R (vgl. Fig. 6) zusammengefügten Abschnitten der Profilbauteile 1 und einer Brandschutzverglasung 2. Das Profilbauteil 1 besteht aus einer im wesentlichen U-förmigen Innentragschale 3 und einer ebenfalls im wesentlichen U-förmigen Außentragschale 4, die beispielsweise aus stranggepreßtem Aluminium hergestellt sind. Die Innenund Außentragschale 3, 4 sind mit ihren Seitenschenkeln 5 einander zugewandt und weisen in Richtung der Innenseite I bzw. Außenseite A. In den quer zur Fensterebene X-X verlaufenden Seitenschenkeln 5 der Innen- und Außentragschalen 3, 4 sind hinterschnittene Nuten 302, 402 im Bereich der freien Enden 300, 301, 400, 401 der Seitenschenkel 5 angebracht, die thermisch trennende Isolierstege 6 durch Einrollen kraft- und formschlüssig aufnehmen. Die Isolierstege 6 haben die Eigenschaft, dass sie schlecht wärmeleitend sind und unter Hitzeeinwirkung schmelzen. Das Profilbauteil 1, das mit der Innentragschale 3 und Außentragschale 4 sowie den Isolierstegen 6 ein Einkammer-Aluminium-Verbundprofil 35 bildet, umschließt eine einzige Hohlkammer H, die mit einer Brandschutzisoliermasse 7 gefüllt ist. Die Brandschutzisoliermasse 7 ist mit der Innentragschale 3 und Außentragschale 4 formschlüssig oder form- und kraftschlüssig verbunden. Die Isolierstege 6 und die Seitenschenkel 5 der Innen- und Außentragschale 3, 4 können in der Tiefe quer zur X-X Achse unterschiedlich tief ausgeführt werden; hierdurch läßt sich die Feuerwiderstandsdauer steuern.
Die Brandschutzisoliermasse 7 besteht aus einem Material, das bei Abschmelzen einer Tragschale 3 oder 4 die gegenüberliegende Tragschale 3 oder 4 vor der Überschreitung der Temperaturen, die laut den Normen vorgegeben sind, schützt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Isoliermasse 7 als isolierender Block vor der feuerabgewandten inneren bzw. äußeren Tragschale 3 oder 4 liegt und die Brandschutzisoliermasse 7 unter Hitzeeinwirkung kristallines Wasser freisetzt, so dass das gesamte Tragprofil 3 oder 4 zusammen mit der Brandschutzisoliermasse 7 gekühlt wird. Außerdem kann zur Verbesserung der Tragfähigkeit ein metallisches Drahtgewebe 8 in die Brandschutzisoliermasse 7 als Monierung eingelegt werden.
Die Halterung der aus Brandschutzglas gebildeten Verglasung 2 erfolgt für den Normalfall (nicht den Brandfall) in bekannter Weise dadurch, dass das gebildete Profilbauteil 1 einen etwa L-förmigen Querschnitt mit einem Glaswiderlager 9 parallel zur X-X Achse aufweist, in das eine Nut 405 zur Aufnahme der äußeren Glasdichtung 10 eingeformt ist. Auf der Innenseite I des Profilbauteils 1 wird das Brandschutzglas 2 durch eine Glasleiste 11 gehalten, die in eine Nut, die in einem Seitenschenkel 5 der Innentragschale 3 vorgesehen ist, eingeschoben und durch eine innere Glasdichtung 12 fixiert wird. Die Halterung des Brandschutzglases 2 erfolgt im Brandfall jedoch durch metallische Formteile 13, die als Stücke vorzugsweise aus Edelstahl eingesetzt werden. Da man im Voraus nicht bestimmen kann, ob das Feuer auf die Innen- oder Außentragschale 3 bzw. 4 trifft, muß das metallische Formteil 13 jeweils an die Innentragschale 3 und der Außentragschale 4 mittels Schrauben befestigt werden (die Schrauben sind hier nicht dargestellt). Die metallischen Formteile 13 können eine Breite von 2 bis 5 cm haben. Der Abstand der Formteile kann zwischen 20 bis 100 cm liegen. Je höher die Feuerwiderstandsdauer ist, desto geringer wird der Abstand. Die Dicke des Formteils 13 liegt zwischen 0,5 und 2 mm.
Um den Durchtritt von heißen Brandgasen zwischen der Stirnseite des Brandschutzglases 2 und der Innentragschale 3 sowie der Außentragschale 4 zu verhindern, wird in den Glasfalz eine unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Dichtung 14 eingelegt.
Die zuvor beschriebenen grundsätzlichen konstruktiven Merkmale eines erfindungsgemäßen feuerhemmenden bzw. feuerwiderstandsfähigen Profilbauteils 1 zur Ausbildung von Rahmen sind allen in den Figuren 1 bis 6 gezeigten erfindungsgemäßen Profilbauteilen gemeinsam, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Hierbei besitzen jedoch die einzelnen erfindungsgemäßen Profilbauteile der Figuren 1 bis 5 aufgrund ihrer weiteren Funktionen als Festverglasungs-Rahmenprofil, Tür-Blendrahmenprofil, Tür-Flügelrahmenprofil, Fenster-Blendrahmenprofil, Fenster-Flügelrahmenprofil oder aufgrund besonderer Erfordernisse im Spaltbereich zwischen Tür-Blendrahmenprofil und dem Tür-Flügelrahmenprofil oder zwischen zwei Tür-Flügelrahmenprofilen sowie Fenster-Blendrahmenprofil und Fenster-Flügelrahmenprofil spezielle Ausgestaltungen.
In Figur 2 ist ein Blendrahmen 15 zusammen mit einem Flügelrahmen 16 auf der Schloßseite einer einflügeligen Tür dargestellt, zwischen denen eine umlaufende Falzkammer F ausgebildet ist. Das Türschloß 17 im Flügelrahmen 16 ist mit einer Verbindungslasche 18 mittels Schrauben an der Innen- und Außentragschale 3, 4 befestigt. Ebenso ist das Schließblech 19 am Blendrahmen 15 mit einer Verbindungslasche 18 an der Innen- und Außentragschale 3, 4 befestigt. Das Ankerteil 20 ist am Blendrahmen 15 jeweils genauso mittels Schrauben an der Innen- und Außentragschale 3, 4 befestigt.
Grundsätzlich werden erfindungsgemäß alle Beschlagteile, die für die Verriegelung der Tür erforderlich sind, sowie auch alle Befestigungs- und Ankerteile immer an den Innen- und Außentragschalen 3 und 4 befestigt, um unabhängig von der Feuerseite den Verschluß und die statisch einwandfreie Befestigung des Profilbauteiles, aus dem der Blendrahmen 15 und Flügelrahmen 16 gefertigt ist, zu gewährleisten.
In Figur 2a ist nochmals der Falzbereich zwischen dem Flügelrahmen 16 und dem Blendrahmen 15 mit der Falzkammer F dargestellt. Hier verläuft der Schnitt nicht durch den Schloßbereich der Türe, sondern oberhalb bzw. unterhalb des Türschlosses 17. In den Seitenschenkeln 5 der Innen- und Außentragschalen 3 und 4 des Blendrahmens 15 und des Flügelrahmens 16 sind Nuten 303, 304, 403, 404 angeformt, die vorteilhafterweise eine unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Dichtung 14 aufnehmen, um den Durchtritt von heißen Brandgasen zu verhindern. Außerdem ist an dem Blendrahmen 15 an der Innentragschale 3 und an dem Flügelrahmen 16 an der Außentragschale 4 jeweils parallel zur X-X Achse ein Anschlagschenkel 21 angeformt. Der Anschlagschenkel 21 weist eine eingeformte Nut 21a zur Aufnahme einer Anschlagdichtung 22 auf, die für die Winddichtigkeit der Türe sorgt.
In Figur 3 ist der Bereich eines Mittelstulps einer zweiflügeligen Türe mit zwei nebeneinander liegenden Pfosten von Flügelrahmen 16 und 23 dargestellt. Der Flügelrahmen 16 mit dem Türschloß 17 entspricht der Ausführung nach Figur 2, der Pfosten des Flügelrahmens bzw. Stulpflügels 23 enthält in der Brandschutzisoliermasse 7 mittig liegend ein aus Kunststoff bzw. Metall bestehendes Führungsrohr 24 zur Aufnahme einer Riegelstange 25. Die Riegelstange 25 dient in Verbindung mit dem Treibriegelschloß 26 zur Verriegelung des Flügelrahmens 23. Vorteilhafterweise liegt das Führungsrohr 24 mittig in der Brandschutzisoliermasse 7 und damit in etwa in der neutralen Biegezone, so dass bei starker Durchbiegung des Flügelrahmens 23, die im Brandfalle entsteht, die Brandschutzisoliermasse 7 nicht zusätzlich mit Spannungen belastet wird, die zum Bersten des Blockes aus der Brandschutzisoliermasse 7 führen können. Sinngemäß kann das Führungsrohr 24 mit der Riegelstange 25 auch im Flügelrahmen 16 zur zusätzlichen Verriegelung, z.B. eines Tür-Gangflügels eingesetzt werden.
In Figur 4 ist ein Rahmenwerk dargestellt, das im Aufbau der Figur 2 entspricht. Jedoch ist die Profilausbildung vorteilhafterweise so gestaltet, dass das Rahmenwerk als öffenbares Fenster der Brandschutzklasse F30, F60 und F90 in einer Außenfassade eingesetzt werden kann. Da an Fensterkonstruktionen im Außenbereich hohe Anforderungen an die Wind- und Regendichtigkeit gestellt werden, ist die Profilausbildung vorteilhafterweise so gestaltet, dass der Falzraum zwischen dem Fenster-Blendrahmen 27 und dem Fenster-Flügelrahmen 28 im Bereich der jeweiligen Außentragschale 4 vergrößert ist, so dass in eine Aufnahmenut 29a im Seitenschenkel der Außentragschale 4 des Fenster-Blendrahmens 27 eine Mittelstegdichtung 29 eingeklemmt werden kann, die mit ihrer oberen Lippe an eine Anschlagkante der Außentragschale 4 des Fenster-Flügelrahmens 28 anliegt und damit für die Wind- und Regendichtigkeit sorgt. Bei Wassereintritt in die Entwässerungskammer 31 wird das Wasser durch die Entwässerungsbohrung 32 wieder nach außen geleitet. Die Entwässerungsbohrung 32 ist in bekannter Weise mit einer Regenkappe 30 abgedeckt. Der Beschlageinbau, die Glashalterung und die Verankerungen werden wie in Figur 2 beschrieben ausgeführt.
In Figur 5 ist eine alternative Halterung für das Brandschutzglas 2 dargestellt. Hier wird der Glasrand des Brandschutzglases 2 nach dem Abschmelzen der Außentragschale 4 bzw. der inneren Glasleiste 11 nochmals zusätzlich durch eine durchlaufende metallische Halteleiste 33 geschützt. Die metallische Halteleiste weist eine U-förmige Querschnittsgestaltung mit zwei Seitenschenkeln 33a und einem diese verbindenden Bodenschenkel 33b auf. Die Seitenschenkel 33a sind mit einer durchgängigen Hohlkammer ausgebildet, z. B. aus entsprechenden Stahlrohren hergestellt. Die Seitenschenkel 33a sind mittels Schrauben (hier nicht dargestellt) an dem Bodenschenkel 33b befestigt. Der Bodenschenkel 33b ist ca. 2 bis 5 cm breit und wird im Abstand von ca. 20 bis 100 cm angebracht. Die Dicke des Bodenschenkels 33b beträgt ca. 2 bis 5 mm. Der Abstand und die Anzahl der Bodenschenkel 33b richten sich nach der Feuerwiderstandsdauer. Die Bodenschenkel 33b sind jeweils durch Schrauben an den Seitenschenkeln 5 der Aluminium-Innen- und Außentragschalen 3, 4 befestigt. Erfindungsgemäß wird durch diese Glashalterung erreicht, dass unabhängig von der Brandrichtung die zusätzliche Glashalterung immer an einer vom Feuer abgewandten Tragschale 3 bzw. 4 befestigt ist.
In der Figur 6 ist schematisch die Herstellung eines Rahmens R, wie er beispielsweise für die Ausbildung der in den vorangehend erläuterten Figuren verwendeten Blendrahmen und/oder Flügelrahmen zur Ausbildung von Fenstern, Türen, Wandelementen, Fassaden und dergleichen verwendet werden kann, dargestellt. Zu diesem Zweck werden Profilbauteile mit dem vorangehend erläuterten Aufbau aus im wesentlichen U-förmigen Profilteilen aus stranggepreßtem Aluminium, die jeweils eine Innentragschale 3 und eine Außentragschale 4 ausbilden und an ihren freien Schenkelenden mittels thermisch trennender Isolierstege 6 zu einem eine einzige Hohlkammer H umgebenden Verbundprofil 35 vorgefertigt und zu einzelnen Rahmenabschnitten, die in der Figur 6 mit Bezugsziffer R1, R2, R3 und R4 gekennzeichnet sind, abgelängt. Sodann werden diese, gegebenenfalls auf Gehrung zugeschnittenen Rahmenabschnitte R1 bis R4 zu den in der Figur 6 dargestellten Rahmen R zusammengefügt, wobei hier gegebenenfalls in den Eckbereichen zwischen den einzelnen Abschnitten R1 bis R4 Eckverbinder in an sich bekannten Ausführungsformen zum Einsatz kommen können. Nunmehr wird mindestens eine, vorteilhaft aber zwei mit den Bezugsziffern B, E im Rahmenabschnitt R4 stellvertretend gekennzeichnete, Bohrung(en) in den solchermaßen gebildeten Rahmen R eingebracht, die bis in die vom Verbundprofil 35 umgebene Hohlkammer H, siehe Figur 1, reich(t)/(en). Nunmehr ist es möglich, eine flüssige oder plastische Brandschutzisoliermasse 7 gemäß Pfeil P1 durch die Bohrung B in die Hohlkammer H einzufüllen, wobei die in der Hohlkammer H enthaltene Luft über die zweite Bohrung E gemäß Pfeil P2 entweichen kann. Wenn die Hohlkammer H vollständig mit der Brandschutzisoliermasse 7 gefüllt ist, werden die Bohrungen B, E mittels geeigneter Verschlußelemente verschlossen und die Brandschutzisoliermasse 7 härtet innerhalb des Rahmens R aus. Alternativ ist es, wie bereits erwähnt, möglich, dass die Brandschutzisoliermasse 7, zumindest teilweise, als ein oder mehrere dem gesamten oder einem Teil-Querschnitt der Hohlkammer H angepaßte Formteil(e) eingebracht wird, was in der Zeichnung mittels des Bezugszeichens 36 veranschaulicht ist.
Für den Fall, dass der Rahmen aus den Rahmenabschnitten R1 bis R4 in der Weise zusammengesetzt wird, dass die in den jeweiligen Rahmenabschnitten R1 bis R4 vom Verbundprofil 35 umgebene Hohlkammer H umlaufend und fortsetzend durch den gesamten Rahmen R geführt ist, reicht ein einmaliges Einbringen einer Bohrung B bzw. von zwei Bohrungen B, E in den Rahmen R aus, um die gesamte umlaufende Hohlkammer H mit Brandschutzisoliermasse 7 befüllen zu können.
Falls jedoch, was aus Gründen der Stabilität bevorzugt ist, Eckverbinder in den Übergangsbereichen zwischen benachbarten Rahmenabschnitten R1, R2, R3, R4 zum Einsatz kommen, wird für jeden Rahmenabschnitt R1 bis R4 jeweils eine Bohrung B zum Einfüllen der Brandschutzisoliermasse 7 und jeweils eine Bohrung E zum Entweichen der enthaltenen Luft eingebracht und somit jeder Rahmenabschnitt R1 bis R4 des Rahmens R separat mit der Brandschutzisoliermasse 7 angefüllt.
Ein wesentlicher Vorteil des vorangehend beschriebenen Verfahrens ist es, dass das Ablängen der Profilabschnitte vor dem Befüllen mit der Brandschutzisoliermasse 7 erfolgt. Da in diesem Falle nur Aluminium (der Außen- und Innentragschale 3, 4) und Kunststoff (der Isolierstege 6) durchtrennt werden muß, läßt sich dies auf herkömmlichen Sägevorrichtungen ohne großen Aufwand und Verschleiß durchführen. Eine zu diesem Zeitpunkt bereits vollzogene Befüllung mit Brandschutzisoliermasse 7 hingegen bedingt durch die zusätzlich zu durchtrennende Brandschutzisoliermasse 7 einen sehr hohen Sägeverschleiß, der erfindungsgemäß vermieden wird.
Die Figur 7 entspricht im wesentlichen Figur 1. Hier wird aber vor dem Befüllen der Profile mit Brandschutzisoliermasse 7 in die Aluminiumtragschalen 3, 4 mindestens ein (nicht dargestelltes) Formteil eingelegt, das nach dem Füllen und dem Aushärten der Brandschutzisoliermasse 7 wieder aus dem Profilbauteil 1 herausgezogen werden kann, so dass in der einzigen Hohlkammer H mindestens eine (im dargestellten Fall zwei) nicht mit Brandschutzisoliermasse 7 ausgefüllte Teilkammer(n) 37 verbleiben. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Profile am Stab gefüllt werden können und die unbefüllten Teilkammern 37 für die Verbindung der Profile mit einem Eckwinkel (Eckverbinder) genutzt werden können.
Die Figur 8 entspricht im wesentlichen Figur 2. Hier ist ebenfalls in der einzigen Hohlkammer H mindestens eine (im dargestellten Fall wiederum jeweils zwei) nicht mit Brandschutzisoliermasse 7 ausgefüllte Teilkammer(n) 37 vorgesehen. Zusätzlich ist in der Mitte des Profilbauteils 1 eine, z.B. aus Mineralwolle bestehende, Wärmedämmung 38 eingesetzt. Diese Wärmedämmung 38 erfüllt den Zweck, dass bei Einsatz der Profilbauteile 1 in einem Außenbereich neben der Brandbeständigkeit auch eine gute wärmeisolierende Wirkung des Profilbauteils erzielt werden kann. Wahlweise kann die Brandschutzisoliermasse 7 - wie dargestellt - auch mit einer Armierung 39 verstärkt werden. Eine Wärmedämmung 38 und/oder Armierung 39 können selbstverständlich auch unabhängig vom Vorhandensein nicht ausgefüllter Teilkammern 37 vorgesehen werden. Auch bei dieser Ausführung kommen die vorgenannten fertigungstechnischen Vorteile zum Tragen.
Figur 9 veranschaulicht, zwei weitere Möglichkeiten, um zu erreichen, dass in der einzigen Hohlkammer H nicht mit Brandschutzisoliermasse 7 ausgefüllte Teilkammer(n) 37 verbleiben. Im oberen Teil der Figur 9 ist dabei ein Klebeband 40 in das Profilbauteil 1 eingeklebt. Das Klebeband 40 schließt den befüllten Teil der Hohlkammer H gegen die nicht ausgefüllte Teilkammer 37 ab. Das Einkleben des Klebebandes 40 wird vor dem Verbinden der Innentragschale 3 und der Außentragschale 4 durch die Isolierstege 6 und vor dem Befüllen des Profilbauteils 1 mit Brandschutzisoliermasse 7 vorgenommen. Das Klebeband 40 verhindert eine Füllung der Teilkammer 37 mit Brandschutzisoliermasse 7. Nach dem Befüllen verbleibt das Klebeband 40 im Profil. Das Klebeband 40 ist dabei bevorzugt mit zwei in die Hohlkammer H hineinragenden, sich in einem Abstand L gegenüberstehenden Schenkeln 41, 42 der Innentragschale 3 verklebt und überbrückt den Abstand L zwischen den Schenkeln 41, 42. Insbesondere liegt das Klebeband 40 jeweils an Seitenwänden der Schenkel 41, 42 an, die dem mit Brandschutzisoliermasse 7 befüllten bzw. zunächst zu befüllenden Teil der Hohlkammer H zugewandt sind. Dadurch kann es sich unter dem Druck der Brandschutzisoliermasse 7 beim Befüllen nicht lösen, sondern wird noch fester angedrückt. Ein Klebeband 40 könnte selbstverständlich auch analog an der Außentragschale 4 vorgesehen sein.
Im unteren Teil der Figur 9 ist über zwei sich in einem Abstand L gegenüberstehende Schenkeln 43, 44 der Außentragschale 4 ein Kunststoffformkörper 45 geschoben. Der Kunststoffformkörper 45 schließt den befüllten Teil der Hohlkammer H gegen die nicht ausgefüllte Teilkammer 37 ab. Das Aufschieben des Kunststoffformkörpers 45 wird vor oder nach dem Verbinden der Innentragschale 3 und der Außentragschale 4 durch die Isolierstege 6, aber in jedem Fall vor dem Befüllen des Profilbauteils 1 mit Brandschutzisoliermasse 7 vorgenommen, wodurch der Abstand L zwischen den Schenkeln 43, 44 überbrückt wird. Der Kunststoffformkörper 45 verhindert eine Füllung der Teilkammer 37 mit Brandschutzisoliermasse 7. Nach dem Befüllen verbleibt er im Profil. Damit sich der Kunststoffformkörper 45 unter dem Druck der Brandschutzisoliermasse 7 beim Befüllen nicht lösen kann, umfaßt er formschlüssig die freien Enden der Schenkel 43, 44. Hierfür ist an den beiden Längsseiten des Formkörpers 45 jeweils eine Nut 406 vorgesehen. Ein Kunststoffformkörper 45 könnte selbstverständlich auch analog an der Innentragschale 3 vorgesehen sein.
Bei der Brandschutzisoliermasse 7 kann es sich, wie bereits erläutert wurde, bevorzugt ganz oder teilweise um einen Magnesiumoxychlorid-Zement handeln, der gegebenenfalls zusätzlich auch Magnesiumsulfat enthält. Diesem Merkmal sowie den oben angegebenen Zusammensetzungen, die sich von der Stöchiometrie der beim Abbinden ablaufenden Reaktionen herleiten, wird - wie bereits erwähnt - ebenfalls erfinderische Bedeutung beigemessen.
Zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften ist es dabei notwendig, dass die angegebene Mindestmenge von Magnesiumchlorid in den Verhältnissen MgCl2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5): (8 bis 12) und MgCl2 / MgSO4 von 1: (0,02 bis 1,9) nicht unterschritten wird, da es gegenteiligenfalls zu einem erheblichen Abfall der Feuerfestigkeit gegenüber dem erfindungsgemäß maximal erzielbaren Wert kommen kann.
Im Falle der Herstellung Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement kann allerdings ein Teil des zur Fertigung der Brandschutzisoliermasse 7 eingesetzten Magnesiumchlorids durch ein Metallchlorid, wie Kalziumchlorid, ersetzt werden, dessen Kation schwerlösliche Sulfate bildet. Dabei läuft bei der Herstellung der Isoliermasse 7 eine Sedimentierungsreaktion gemäß der Gleichung CaCl2 + MgSO4 ---> MgCl2 + CaSO4 ↓ ab, bei der das Magnesiumchlorid im Herstellungsprozeß selbst aus dem anderen Metallchlorid gebildet wird. Das ausgefällte schwerlösliche Metallsulfat, im dargestellten Fall Gips, kann in der ausgehärteten Isoliermasse 7 im Sinne eines Füllers wirken, aber auch zu einer weiteren Eigenschaftsverbesserung beitragen.
Wenn die Brandschutzisoliermasse 7 Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, enthält, resultiert dies in einer größeren Festigkeit und Wasserbeständigkeit sowie in einem erhöhten Feuerwiderstand der Masse. Insbesondere hat es sich dabei als günstig erwiesen, wenn das Natronwasserglas eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis Na2O / SiO2 von 1 : (1,5 bis 4,0) aufweist und wenn das Natronwasserglas in anfänglich flüssiger Form in die Isoliermasse 7 eingebracht wird, wobei es eine Dichte von etwa 1,32 bis 1,55 g/cm3 aufweisen sollte. Die in die Isoliermasse 7 eingebrachte Menge des Wasserglases sollte so gewählt werden, dass der Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis von MgCl2 zu Natronwasserglas von etwa 1 : (0,02 bis 0,35) aufweist.
Es wurde auch schon ausgeführt, dass es von Vorteil ist, wenn die Isoliermasse 7 Kieselsäure enthält. Diese kann z.B. als amorphes Pulver beigemischt werden. Die Präsenz von Kieselsäure in der Isoliermasse 7 bewirkt ähnliche Eigenschaftsverbesserungen wie die des Wasserglases, wobei sie dessen Wirkung jedoch noch verstärkt.
Bekanntermaßen ist Kieselsäure eine Sammelbezeichnung für Verbindungen, die Siliciumdioxid und unterschiedliche Anteile an Wasser enthalten können. So unterscheidet man Orthokieselsäure, verschiedene Arten von Polykieselsäuren und Metakieselsäuren und schließlich die sogenannte Phyllodikieselsäure, wobei sich die genannten Kieselsäuren durch einen in der angegebenen Reihenfolge zunehmenden Kondensationsgrad und abnehmenden Wassergehalt auszeichnen und im Endstadium der unter Bildung von Kettenmolekülen ablaufenden Kondensation nahezu wasserfreies Siliciumdioxid entsteht.
Kieselsäure kann durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus Wasserglas erzeugt werden, wobei sie bei niedrigem Kondensationsgrad zunächst als (flüssiges) Hydrosol vorliegt und bei einer entsprechenden Temperatur (beginnend schon bei Raumtemperatur oder wenig darüber) sowie bei einem entsprechenden pH-Wert (größer oder kleiner als etwa 3,1 - 3,3) eine Umhüllung der kolloiddispersen Kieselsäureteilchen einsetzt, die bis zu einer Gelbildung führen kann. In einem solchen (erstarrten) Gel ist die Kieselsäure in einer netz- und/oder wabenartigen Struktur hoher spezifischer Oberfläche und Porosität im Wasser angeordnet. Der Umstand der Sol-Gel-Reaktion kann erfindungsgemäß ausgenutzt werden, indem die Kieselsäure durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Isoliermasse 7 anfänglich enthaltenem Wasserglas erzeugt wird. Vorteilhafterweise ergibt sich daraus einerseits eine Erhöhung von Festigkeit und Feuerwiderstand, und andererseits wird auch der Schrumpfungsbetrag der aushärtenden Isoliermasse 7 vermindert.
Die Brandschutzisoliermasse 7 wird - wie ausgeführt - im fließfähigen Zustand in die Hohlkammer H eingebracht. Bevorzugt wird dabei zur Herstellung eines Magnesiumoxychlorid-Zementes eine Brandschutzisoliermasse 7 verwendet, die aus einer Mischung von Magnesiumoxid (reaktionsfähig gebrannte Magnesia) und konzentrierter, insbesondere gesättigter oder übersättigter, wäßriger Magnesiumchloridlösung hergestellt wird und auch unter Zusatz von Magnesiumsulfat hergestellt werden kann. Im letzteren Fall kann auch der Zusatz eines Metallchlorides, wie Kalziumchlorid, erfolgen, dessen Kation schwerlösliche Sulfate, wie Kalziumsulfat, bildet.
Die Isoliermasse 7 kann des weiteren unter Zusatz von Wasserglas, insbesondere von Natriumwasserglas in flüssiger Lösung, hergestellt werden, wobei bevorzugt zwei Teilmischungen, eine aus den genannten Ausgangsstoffen für den Magnesiumoxychlorid-Zement und eine weitere aus dem Wasserglas, gegebenenfalls vermischt mit Magnesiumsulfat, zu einer hochviskosen Suspension verrührt werden.
Die Isoliermasse 7 kann auch Kieselsäure enthalten, die bevorzugt im Herstellungsprozeß der Isoliermasse 7 durch Fällung mittels Säure oder Salz aus Wasserglas erzeugt wird. Dabei können zur Einstellung eines geeigneten pH-Wertes mineralische und/oder organische Säuren eingesetzt werden. Bewährt hat sich insbesondere eine Isoliermasse 7, die aus einer Mischung von 35 ± 25 Masseprozent MgCl2, 13 ± 12 Masseprozent MgSO4, 35 ± 25 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent Wasserglas hergestellt ist, wobei in dem Anteil der wäßrigen Wasserglaslösung gegebenenfalls die zur Reaktion mit dem Wasserglas eingesetzte Säure enthalten sein kann.
Mit der Erfindung kann, wie sie vorstehend bereits erwähnt, eine Feuerwiderstandsklasse von bis zu F120 erreicht werden. Die Erfindung beschränkt sich dabei nicht auf die verschiedenen dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern umfaßt auch alle gleichwirkenden Ausführungen. So kann der Fachmann z.B. ergänzend weitere vorteilhafte Maßnahmen vorsehen, wie beispielsweise die Beimengung von Füllstoffen oder Pigmenten zur Brandschutzisoliermasse 7, wobei dafür insbesondere Zinkoxid, Titanoxid und Aluminiumoxid eine besondere Eignung aufweisen. Auch eine Einbettung armierend wirkender Teile oder Stoffe, wie Glasfasern oder eines Gewebes aus Kunststoff, Draht, Glasfasern oder dergleichen, in die Brandschutzisoliermasse 7 kann als die Vorteile der Erfindung noch verstärkende Maßnahme vorgesehen sein.

Claims (51)

  1. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil zur Herstellung von Fenstern, Türen, Wandelementen, Fassaden und dergleichen, umfassend zwei im wesentlichen U-förmige Profilteile, insbesondere aus stranggepreßtem Aluminium, die eine Innentragschale (3) und eine Außentragschale (4) ausbilden und an ihren freien Schenkelenden (300, 301 bzw. 400, 401) der Schenkel (5) mittels thermisch trennender Isolierstege (6) zu einem eine einzige Hohlkammer (H) umgebenden Verbundprofil (35) verbunden sind und die Hohlkammer (H) mit einer Brandschutzisoliermasse (7) zumindest teilweise ausgefüllt ist.
  2. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die freien Schenkelenden (300, 301, 400, 401) der Innentragschale (3) und Außentragschale (4) jeweils eine hinterschnittene Nut (302, 402) aufweisen, in die die Isolierstege (6) formschlüssig unter Ausbildung eines statisch tragenden Verbundprofiles (35) einsetzbar sind.
  3. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Abschmelzen der Innentragschale (3) oder Außentragschale (4) mittels der verbleibenden Innenoder Außentragschale (3, 4) und der Brandschutzisoliermasse (7) ein statisch tragendes Profil ausbildbar ist.
  4. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Verbundprofil (35) verbunden ist.
  5. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) auf Mineralbasis ausgebildet ist.
  6. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) kristallin gebundenes Wasser enthält, welches bei Hitzeeinwirkung freisetzbar ist.
  7. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) mit einem metallischen Drahtgewebe (8) verstärkt ist.
  8. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil mit einer in eine Hohlkammer (H) einfüllbaren Brandschutzisoliermasse (7), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) Magnesiumoxychlorid-Zement enthält oder vollständig aus Magnesiumoxychlorid-Zement besteht.
  9. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Magnesiumoxychlorid-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCl2 / Mg(OH)2 / H2O von 1 : (2,5 bis 5): (8 bis 12) aufweist.
  10. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) Magnesiumsulfat enthält, wodurch ein Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement gebildet ist.
  11. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem molaren Verhältnis MgCl2 / MgSO4 von 1 : (0,02 bis 1,9) aufweist.
  12. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, enthält.
  13. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Natronwasserglas eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis Na2O / SiO2 von 1 : (1,5 bis 4,0) aufweist.
  14. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Magnesiumoxychlorid-Zement oder Magnesiumoxychlorid-Magnesiumoxysulfat-Zement eine Zusammensetzung mit einem mittleren molaren Verhältnis von MgCl2 zu Natronwasserglas von 1 : (0,02 bis 0,35) aufweist.
  15. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) Kieselsäure, insbesondere in Gelform, enthält.
  16. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein aus der Brandschutzisoliermasse (7) vorgefertigtes Formteil (36) mit einem dem gesamten oder einem Teil-Querschnitt der Hohlkammer (H) entsprechenden Querschnitt in der Hohlkammer (H) angeordnet ist.
  17. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Hohlkammer (H) einfüllbare aushärtende Brandschutzisoliermasse (7) vorgesehen ist.
  18. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (H) vollständig mit der Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllt ist.
  19. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (H) nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllte Teilkammern (37) umfaßt.
  20. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Brandschutzisoliermasse (7) befüllter Teil der Hohlkammer (H) durch ein Klebeband (40) von einer nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllten Teilkammer (37) abgeschlossen ist.
  21. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband(40)mit zwei in die Hohlkammer (H) hineinragenden, sich in einem Abstand (L) gegenüberstehenden Schenkeln (41, 42, 43, 44) der Innen- und/oder Außentragschale (3, 4) verklebt ist und den Abstand (L) zwischen den Schenkeln (41, 42, 42, 43) überbrückt, wobei das Klebeband (40) insbesondere jeweils an Seitenwänden der Schenkel (41, 42, 43, 44) anliegt, die dem mit Brandschutzisoliermasse (7) befüllten befüllten Teil der Hohlkammer (H) zugewandt sind.
  22. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Brandschutzisoliermasse (7) befüllter Teil der Hohlkammer (H) durch einen Kunststoffformkörper (45) von einer nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllten Teilkammer (37) abgeschlossen ist.
  23. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffformkörper (45) auf zwei in die Hohlkammer (H) hineinragenden, sich in einem Abstand (L) gegenüberstehenden Schenkeln (41, 42, 43, 44) der Innen- und/oder Außentragschale (3, 4) aufgeschoben ist und den Abstand (L) zwischen den Schenkeln (41, 42, 42, 43) überbrückt, wobei das Kunststoffformteil (45) insbesondere die freien Enden der Schenkel (41, 42, 43, 44) umfaßt, die in einer Nut (406) des Kunststoffformteils (45) liegen.
  24. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Außentragschale (4) auf ihrer der Hohlkammer (H) abgewandten Außenseite eine Nut (405) zur Aufnahme einer Dichtung (10) für eine Verglasung (2) aufweist.
  25. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Innentragschale (3) und/oder Außentragschale (4) Nuten (303, 304, 403, 404) zur Aufnahme von unter Hitzeeinwirkung aufschäumenden Dichtungen (14) aufweisen.
  26. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Glasleiste (11) an der der Hohlkammer (H) abgewandten Außenseite der Innentragschale (3) und/ oder Außentragschale (4) anbringbar ist.
  27. Feuerwiderstandsfähiges Profilbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Innentragschale (3) und/oder Außentragschale (4) auf ihrer der Hohlkammer (H) abgewandten Außenseite einen vorstehenden Anschlagschenkel (21) mit einer darin eingeformten Nut aufweisen, in die eine Anschlagdichtung (22) einsetzbar ist.
  28. Fenster oder Tür, enthaltend mindestens einen Rahmen (R) aus Abschnitten der feuerwiderstandsfähigen Profilbauteile gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 und eine innerhalb des Rahmens (R) gehalterte Verglasung (2) aus einem Brandschutzglas.
  29. Fenster oder Tür nach Anspruch 28,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verglasung (2) in ihrem Randbereich mit U-förmigen, auf die Verglasung (2) aufgesteckten metallischen Formteilen (13) versehen ist und die Formteile (13) mit der Innentragschale (3) und der Außentragschale (4) der Profilbauteile im Bereich der Seitenschenkel (5) verschraubt sind.
  30. Fenster oder Tür nach Anspruch 28 oder 29,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischenderVerglasung(2) und dem Rahmen (R) eine unter Hitzeeinwirkung aufschäumende Dichtung (14) angeordnet ist.
  31. Fenster oder Tür nach einem der Ansprüche 28 bis 30,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verglasung (2) und dem Rahmen (R) eine die Verglasung (2) randseitig umgreifende und halternde U-förmige metallische Halteleiste (33) mit Seitenschenkeln (33a) und einem diese verbindenden Bodenschenkel (33b) vorgesehen ist, wobei die Seitenschenkel (33a) hohl ausgebildet sind und der Bodenschenkel (33b) mit der Innentragschale (3) und der Außentragschale (4) des Rahmens (R) im Bereich der Seitenschenkel (5) verschraubt ist.
  32. Fenster oder Tür nach einem der Ansprüche 28 bis 31,
    dadurch gekennzeichnet, dass der die Verglasung (2) halternde Rahmen (R) als Flügelrahmen (16) beweglich an einem Blendrahmen (15) aus Abschnitten der Profilbauteile unter Ausbildung einer umlaufenden Falzkammer (F) gehaltert ist, und ein Schloß (17) auf der der Falzkammer (F) zugewandten Seite des Flügelrahmens (16) und ein mit dem Schloß in Eingriff bringbares Schließblech (19) auf der der Falzkammer (F) zugewandten Seite des Blendrahmens (15) jeweils unter Zwischenlage einer Verbindungslasche (18) befestigt sind und die Verbindungslaschen (18) mittels Schrauben an den Schenkeln (5) von Außentragschale (4) und Innentragschale (3) des Blendrahmens (15) bzw. Flügelrahmens (16) befestigt sind.
  33. Fenster oder Tür nach Anspruch 32,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Blendrahmen (15)auf der der Falzkammer (F) abgewandten Seite ein Ankerteil (20) aufgebracht und mittels Schrauben an den Seitenschenkeln (5) der Innentragschale (3) und Außentragschale (4) des Blendrahmens (15) befestigt ist.
  34. Fenster oder Tür nach Anspruch 32 oder 33,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einem Pfosten (23) des Blendrahmens (15) ein Führungsrohr (24) zur Aufnahme einer Riegelstange (25) in der Brandschutzisoliermasse (7) angeordnet ist.
  35. Fenster oder Tür nach einem der Ansprüche 32 bis 34,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Falzkammer (F) zugewandten Seite des Blendrahmens (15) im Bereich des Seitenschenkels (5) der Außentragschale (4) eine Aufnahmenut (29a) ausgebildet ist, in die eine in die Falzkammer (F) hineinragende Mittelstegdichtung (29) einsetzbar ist und im der Aufnahmenut (29a) gegenüberliegenden und der Falzkammer (F) zugewandten Bereich des Flügelrahmens (16) am Seitenschenkel (5) der Außentragschale (4) desselben eine Anschlagkante (29b) für die Mittelstegdichtung (29) ausgebildet ist.
  36. Verfahren zur Herstellung eines feuerwiderstandsfähigen Profilbauteils (1) für die Fertigung von Fenstern, Türen, Wandelementen, Fassaden und dergleichen, insbesondere eines Profilbauteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei zunächst zwei im wesentlichen U-förmige Profilteile, insbesondere aus stranggepreßtem Aluminium, die eine Innentragschale (3) und eine Außentragschale (4) ausbilden, an ihren freien Schenkelenden (300, 301 bzw. 400, 401) der Schenkel (5) des U-Profils mittels thermisch trennender Isolierstege (6) zu einem eine einzige Hohlkammer (H) umgebenden Verbundprofil (35) verbunden werden und danach die Hohlkammer (H) mit einer Brandschutzisoliermasse (7) zumindest teilweise ausgefüllt wird.
  37. Verfahren nach Anspruch 36,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierstege (6) in an den freien Schenkelenden (300, 301 bzw. 400, 401) der Innen- und Außentragschale (3, 4) befindliche Nuten (302, 402) eingerollt werden.
  38. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Brandschutzisoliermasse (7) eine in die Hohlkammer (H) einfüllbare aushärtende Brandschutzisoliermasse (7) verwendet wird.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) aus einer Mischung von Magnesiumoxid (gebrannte Magnesia) und konzentrierter, insbesondere gesättigter oder übersättigter, wäßriger Magnesiumchloridlösung hergestellt wird.
  40. Verfahren nach Anspruch 39,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) unter Zusatz von Magnesiumsulfat hergestellt wird.
  41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) unter Zusatz von Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, hergestellt wird, welches in flüssiger Form in die Brandschutzisoliermasse (7) eingebracht wird, wobei es insbesondere eine Dichte von 1,32 bis 1,55 g/cm3 aufweist.
  42. Verfahren nach 40 oder 41,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) unter Zusatz eines Metallchlorides, wie Kalziumchlorid, hergestellt wird, dessen Kation in der Brandschutzisoliermasse (7) schwerlösliche Sulfate, wie Kalziumsulfat, bildet.
  43. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Brandschutzisoliermasse (7) verwendet wird, die Kieselsäure enthält.
  44. Verfahren il nach Anspruch 43,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kieselsäure durch Fällung mittels Metallsalz und/oder Säure aus in der Brandschutzisoliermasse (7) anfänglich enthaltenem Wasserglas erzeugt wird.
  45. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 44,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzisoliermasse (7) aus einer Mischung von 35 ± 25 Masseprozent MgCl2, 13 ± 12 Masseprozent MgSO4, 35 ± 25 Masseprozent MgO und 5,1 ± 5,0 Masseprozent einer wäßrigen Lösung von Natronwasserglas hergestellt ist, wobei diese Lösung eine mineralische und/oder organische Säure enthalten kann.
  46. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 oder 45,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung mindestens einer nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllten Teilkammer (37) vor dem Verbinden der Innentragschale (3) und der Außentragschale (4) sowie vor dem Befüllen der Hohlkammer (H) mit Brandschutzisoliermasse (7) die nicht zu befüllende Teilkammer (37) mittels eines Klebebandes (40) verschlossen wird, wobei das Klebeband (40) nach dem Aushärten der Brandschutzisoliermasse (7) in der Hohlkammer (H) verbleibt.
  47. Verfahren nach Anspruch 46,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (40) mit zwei in die Hohlkammer (H) hineinragenden, sich in einem Abstand (L) gegenüberstehenden Schenkeln (41, 42, 43, 44) der Innen- und/oder Außentragschale (3, 4) verklebt wird.
  48. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 47,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung mindestens einer nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllten Teilkammer (37) vor dem Befüllen der Hohlkammer (H) mit Brandschutzisoliermasse (7) die nicht zu befüllende Teilkammer (37) mittels eines Kunststoffformkörpers (45) verschlossen wird, wobei der Kunststoffformkörper (45) nach dem Aushärten der Brandschutzisoliermasse (7) in der Hohlkammer (H) verbleibt.
  49. Verfahren nach Anspruch 48,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kunstststoffformkörper (45) auf zwei in die Hohlkammer (H) hineinragende, sich in einem Abstand (L) gegenüberstehenden Schenkel (41, 42, 43, 44) der Innen- und/oder Außentragschale (3, 4) aufgeschoben wird, wobei der Kunststoffformkörper (45) insbesondere formschlüssig die freien Enden der Schenkel (41, 42, 43, 44) umfaßt.
  50. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 49,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung mindestens einer nicht mit Brandschutzisoliermasse (7) ausgefüllten Teilkammer (37) in der Hohlkammer (H) vor dem Befüllen der Hohlkammer (H) mit Brandschutzisoliermasse (7) in die Hohlkammer (H) mindestens ein Formteil eingelegt wird, welches nach dem Befüllen und dem Aushärten der Brandschutzisoliermasse (7) wieder aus dem Profilbauteil (1) herausgezogen wird.
  51. Verfahren nach einem der Ansprüche 38 bis 49, insbesondere zur Herstellung von Rahmen (R) für Fenster oder Türen gemäß den Ansprüchen 28 bis 35,
    dadurch gekennzeichnet, dass das aus Innentragschale (3), Außentragschale (4) und Isolierstegen (6) gebildete Verbundprofil (35) zu Abschnitten (R1, R2, R3, R4) abgelängt und in den Eckbereichen zu einem Rahmen (R) verbunden werden, nachfolgend mindestens eine in die vom Verbundprofil (35) umgebene Hohlkammer (H) führende Bohrung (B) in den Rahmen (R) eingebracht wird, dann die aushärtende Brandschutzisoliermasse (7) über die Bohrung (B) in die Hohlkammer (H) eingeführt wird und nachfolgend die Bohrung (B) wieder verschlossen wird.
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