PL247392B1 - Ognioodporna fasada budynku - Google Patents

Abstract

Ognioodporna fasada budynku wykonana z kształtowników aluminiowych charakteryzuje się tym, że zawiera słupy i rygle wykonane jako profile z aluminium wytłaczanego, mające przynajmniej jedną komorę, najlepiej zamkniętą, zawierającą ognioodporny prefabrykat izolujący w postaci wkładu perlitobetonowego w osnowie (2) ze stali.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ognioodporna fasada budynku, zbudowana z kształtowników aluminiowych.

Ze stanu techniki znane są systemy przeciwpożarowe, w których do konstruowania przegród ognioodpornych stosuje się materiały wypełniające komory kształtowników aluminiowych wykonane z płyt GK odpowiednio dociętych i uformowanych, lub płyt chłodzących typu Palstop lub pokrewne o właściwościach chłodzących dopasowane do komór wewnętrznych kształtowników aluminiowych. Zasadniczą cechą tych rozwiązań jest uwalnianie podczas pożaru dużych ilości związanej w nich wody i w ten sposób ochładzanie ochranianej konstrukcji. Zjawisko to trwa do momentu uwolnienia związanej wody i czasowo zapobiega wzrostowi temperatury na tych częściach konstrukcji ramy, które znajdują się w ochranianej strefie. Znane są także przykłady prób bezpośredniego zalewania środka kształtownika materiałem o właściwościach jak opisywane powyżej.

Z opisu patentowego PL184499 znany jest ognioodporny element izolacyjny w postaci laminatu z co najmniej jednej warstwy ceramicznego materiału włóknistego i z co najmniej jednej warstwy z termoodpornego włóknistego materiału nieorganicznego, na przykład waty szklanej lub mineralnego materiału włóknistego, który charakteryzuje się tym, że warstwa z materiału ceramicznego jest sklejona z warstwą z termoodpornego materiału nieorganicznego, za pomocą termoodpornej substancji klejącej. Termoodporną substancją klejącą jest szkło wodne, klej krzemianowy lub klej na bazie cementu. Warstwa termoodpornego materiału nieorganicznego ma postać półsztywnej płyty. Warstwa z materiału ceramicznego skierowana w stronę źródła ciepła ma taką grubość, że w warunkach pożarowych określonych w normie A60 temperatura elementu w obszarze warstwy substancji klejącej nie przekracza temperatury topnienia materiału następnej warstwy. Substancja klejąca tworzy sztywną warstwę pośrednią znajdującą się pomiędzy warstwami laminatu.

Z dokumentacji zgłoszeniowej polskiego wynalazku P.351682 znany jest ognioodporny prefabrykowany element konstrukcyjny o względnie małej średniej grubości, zawierający utwardzone podłoże na bazie gipsu, które może być otrzymane poprzez uwodnienie przez wymieszanie przykładowo suchego materiału tworzonego głównie przez przynajmniej jeden możliwy do uwodnienia siarczan wapnia i dodatek mineralny w postaci dyskretnej zawierający materiał gliniasty, znamienny tym, że ów dodatek mineralny zawiera zasadniczo materiał gliniasty, gdzie ilość krzemionki krystalicznej stanowi w przybliżeniu 15% masy dodatku mineralnego, a także obojętne uzupełnienie mineralne, które jest zgodne z materiałem gliniastym i możliwe do rozprowadzenia w utwardzonym podłożu gipsowym.

W opisie EP0717165B1 przedstawiony jest ognioodporny profilowy element konstrukcyjny, który jest wytworzony jako profil wielokomorowy z metalu lekkiego, korzystnie z aluminium, posiadający żebro izolacyjne, zmniejszające przepływ ciepła. W tej konstrukcji ramowej, zewnętrzna i wewnętrzna ścianka ogranicza pustą komorę. Obie puste komory połączone są za pomocą żebra izolacyjnego i żeber mostkowych, dzięki czemu utworzony jest profil trójkomorowy. W te komory wsunięte są płytki ognioodporne, które są ustalone za pomocą sprężyn metalowych. W przypadku pożaru, płytki ognioodporne uwalniają wodę krystalizacyjną, która chłodzi profil aluminiowy i uniemożliwia stopienie profilu aluminiowego, zwróconego do ognia. Konstrukcja ta ma tę niedogodność, że jest przeznaczona jedynie dla okresów ognioodporności do 30 minut. Konstrukcji tej nie można stosować do dłuższych okresów ognioodporności, wynoszących 60, 90 lub 120 minut.

Z opisu EP0785334B1 znany jest system ramowy, który jest również wytworzony z wielokomorowych profili aluminiowych. W tym systemie ramowym zaproponowano utworzenie aluminiowego profilu rdzeniowego, który zawiera oszklenie ognioochronne. Przed profilem rdzeniowym są usytuowane ścianki zewnętrzne i wewnętrzne, dzięki czemu utworzony jest również profil trójkomorowy. Nośny profil rdzeniowy lub obie ścianki zewnętrzne są połączone z żebrem izolacyjnym, zmniejszającym przepływ ciepła. Komora profilu rdzeniowego lub obie puste komory ścianek zewnętrznych są wypełnione przeciwogniową masą izolacyjną, dzięki czemu w przypadku pożaru ścianki zewnętrzne chronią nośny rdzeń profilowy.

Z opisu DE4443762A1 znany jest element przeciwogniowy, zwłaszcza do budowy konstrukcji ramowej na budynku, do ustalenia mocowanego elementu konstrukcyjnego, przykładowo oszklenia przeciwogniowego lub płyty przeciwogniowej, który posiada profil rdzeniowy, termoizolacyjny kit uszczelniający, otaczający profil rdzeniowy, okładzinę otaczającą kit uszczelniający i zewnętrzną listwę kryjącą, służącą do mocowania elementu konstrukcyjnego, przy czym profil rdzeniowy, kit uszczelniający i okładzina tworzą razem element wielowarstwowy. Konstrukcja ramowa jest ukształtowana w ten sposób, że na powierzchni zwróconej do pożaru mogą być osadzone nośne profile z metalu lekkiego, których temperatura topnienia jest niższa od temperatury, powstającej w przypadku pożaru, oddziaływującej na profile metalowe, przy czym powinno być zapewnione uniemożliwienie stapiania nośnych profili z metalu lekkiego we wstępnie zadanym okresie ognioodporności. W tym celu, na powierzchniach zewnętrznych i/lub na powierzchniach wewnętrznych profili aluminiowych zamocowane są płyty lub kształtki z wiążącego ciepło hydrofilowego adsorbentu o dużej zawartości wody. W korzystnej postaci wykonania, w przypadku materiału na płyty lub kształtki chodzi o mieszaninę, składającą się z gipsu i ałunu, który podczas oddziaływania ciepła pochłania energię. Przy osiągnięciu temperatury zadziałania płyty lub kształtki uwalniają wodę krystalizacyjną, która chłodzi konstrukcję metalową. Materiał pochłaniający energię cieplną może być wprowadzony do komory wewnętrznej profilu metalowego również w postaci płynnej i wówczas utwardza się w komorze wewnętrznej do postaci stałej kształtki.

Z opisu patentowego PL203004 znany jest ognioodporny profilowy element konstrukcyjny i sposób jego wytwarzania oraz okno albo drzwi wykonane z ognioodpornego profilowego elementu konstrukcyjnego i sposób jego wytwarzania. Ognioodporny profilowy element konstrukcyjny do wytwarzania okien, drzwi, elementów ściany, elewacji i tym podobnych elementów, zawierający dwie części profilowe, w zasadzie w postaci litery U, korzystnie z wytłaczanego aluminium, które tworzą wewnętrzną ściankę nośną i zewnętrzną ściankę nośną, a na swoich wolnych końcach ramion są połączone za pomocą termicznie rozdzielających żeber izolacyjnych, w profil zespolony, otaczający pustą komorę, charakteryzuje się tym, że pomiędzy wewnętrzną ścianką nośną a zewnętrzną ścianką nośną, profil zespolony jest ukształtowany jako profil jednokomorowy, w którym pusta komora tworzy pojedynczą komorę, która w obszarze rdzeniowym co najmniej częściowo jest wypełniona przeciwogniową masą izolacyjną, w której obszarze środkowym jest umieszczona izolacja cieplna. Izolacja cieplna posiada ścianki, które są wykonane z mat z włókna szklanego, umieszczonych w masie izolacyjnej. Izolacja cieplna jest wykonana co najmniej częściowo z wełny mineralnej. Masa izolacyjna jest wzmocniona zbrojeniem. Wewnętrzna ścianka nośna i zewnętrzna ścianka nośna posiada wolne końce ramion z podciętym rowkiem, w których są osadzone z zamknięciem kształtowym żebra izolacyjne, tworzące statycznie nośny profil zespolony i, zwłaszcza wolne końce ramion w komorze są całkowicie otoczone przeciwogniową masą izolacyjną. Masa izolacyjna jest połączona z profilem zespolonym połączeniem zamkniętym kształtowo i/lub siłowo. Masa izolacyjna jest utworzona na bazie mineralnej. Masa izolacyjna zawiera krystalicznie związaną wodę. Masa izolacyjna jest wzmocniona za pomocą metalowej tkaniny drucianej. Masa izolacyjna jest utworzona z cementu, korzystnie na bazie tlenochlorku magnezowego, tlenosiarczanu magnezowego, względnie składa się całkowicie z cementu na bazie tlenochlorku magnezowego albo cementu na bazie tlenosiarczanu magnezowego. Cement na bazie tlenochlorku magnezowego zawiera MgCl2/Mg(OH)2/H2O w stosunku molowym, wynoszącym 1 : (2,5 - 5) : (8 - 12), a cement na bazie tlenosiarczanu magnezowego zawiera MgSO4/Mg(OH)2/H2O w stosunku molowym, wynoszącym 1 : (2,5 - 3,5) : (6 - 10). Masa izolacyjna jest utworzona z cementów zawierających chlorek magnezowy i siarczan magnezowy. Masa izolacyjna jest utworzona z cementu na bazie tlenochlorku magnezowego - tlenosiarczanu magnezowego, zawierającego w przeważającej mierze chlorek magnezowy. Masa izolacyjna jest utworzona z cementu na bazie tlenosiarczanu magnezowego - tlenochlorku magnezowego, zawierającego w przeważającej mierze siarczan magnezowy. Cement na bazie tlenochlorku magnezowego - tlenosiarczanu magnezowego składa się w stosunku molowym z MgCl2/MgSO4, wynoszącym 1 : (0,02 -1,9). Cement na bazie tlenosiarczanu magnezowego - chlorku magnezowego składa się z MgSO4/MgCl2 w stosunku molowym, wynoszącym 1 : (0,02 - 1,9). Masa izolacyjna zawiera szkło wodne, korzystnie sodowe szkło wodne. Sodowe szkło wodne składa się z Na2O/SiO2 o średnim stosunku molowym wynoszącym 1 : (1,5 - 4,0). Cement posiada średni stosunek molowy soli (MgCl2 i/lub MgSO4) do sodowego szkła wodnego wynoszący 1 : (0,02 - 0,35). Masa izolacyjna zawiera kwas krzemowy, korzystnie w postaci żelu. Masa izolacyjna jest utworzona z co najmniej jednej, umieszczonej w pustej komorze, kształtki, mającej przekrój poprzeczny, odpowiadający co najmniej częściowo przekrojowi poprzecznemu komory. Masa izolacyjna jest masą utwardzającą się. Masa izolacyjna całkowicie wypełnia komorę. Komora posiada części komorowe nie wypełnione masą izolacyjną. Część komory wypełniona masą izolacyjną jest zamknięta od części komorowej, nie wypełnionej masą izolacyjną, za pomocą taśmy klejącej. Taśma klejąca jest przyklejona do dwóch ramion wewnętrznej i zewnętrznej ścianki nośnej, umieszczonych w komorze i leżących naprzeciw siebie w odstępie, przy czym taśma klejąca przylega korzystnie odpowiednio do ścianek bocznych ramion, które są zwrócone do części komory, napełnionej przeciwogniową masą izolacyjną. Część komory wypełniona masa izolacyjna jest od strony części komorowej, nie wypełnionej masą izolacyjną, zamknięta przez kształtkę z tworzywa sztucznego. Kształtka jest nasunięta na dwa ramiona wewnętrznej i zewnętrznej ścianki nośnej, umieszczone w komorze i leżące naprzeciw siebie w odstępie, przy czym kształtka posiada rowek, w którym są osadzone wolne końce ramion. Zewnętrzna ścianka nośna na swojej powierzchni zewnętrznej, odwróconej od komory, posiada rowek do ustalania uszczelki dla oszklenia. Wewnętrzna ścianka nośna i zewnętrzna ścianka nośna posiada rowki do ustalania uszczelek, wykonanych z materiału spieniającego się pod wpływem oddziaływania ciepła. Na powierzchni zewnętrznej wewnętrznej ścianki nośnej i zewnętrznej ścianki nośnej, zwróconej do komory, jest umieszczona listwa szklana. Wewnętrzna ścianka nośna i zewnętrzna ścianka nośna na swojej powierzchni zewnętrznej, zwróconej do komory, posiada wystające ramię oporowe z uformowanym w nim rowkiem, w którym jest osadzana uszczelka zderzakowa.

Sposób wytwarzania ognioodpornego profilowego elementu konstrukcyjnego do wytwarzania okien, drzwi, elementów ściany, elewacji i tym podobnych elementów, w którym najpierw dwie części profilu, w zasadzie w postaci litery U, korzystnie z wytłaczanego aluminium, które tworzą wewnętrzną ściankę nośną i zewnętrzną ściankę nośną, na ich wolnych końcach ramion łączy się za pomocą termicznie rozdzielających żeber izolacyjnych, tworząc profil zespolony, otaczający pustą komorę, charakteryzuje się tym, że pustą komorę w obszarze rdzenia co najmniej częściowo wypełnia się przeciwogniową masą izolacyjną, a w środku utworzonego profilu zespolonego umieszcza się izolację cieplną. Żebra izolacyjne wtłacza się w rowki, znajdujące się na wolnych końcach ramion wewnętrznej i zewnętrznej ścianki nośnej. Jako przeciwogniową masę izolacyjną stosuje się utwardzającą przeciwogniową masę izolacyjną, wypełniającą pustą komorę. Masę izolacyjną wytwarza się z mieszaniny, składającej się z tlenku magnezowego i stężonego, korzystnie nasyconego albo przesyconego wodnego roztworu chlorku magnezowego i/lub roztworu siarczanu magnezowego. Masę izolacyjną wytwarza się z dodatkiem szkła wodnego, korzystnie sodowego szkła wodnego, który w postaci płynnej wprowadza się do przeciwogniowej masy izolacyjnej, aż do uzyskania korzystnie gęstości wynoszącej 1,32 - 1,55 g/cm³. Masę izolacyjną wytwarza się z dodatkiem chlorku metalu, przykładowo chlorku wapnia, którego kation tworzy w masie izolacyjnej trudno rozpuszczalne siarczany, korzystnie siarczan wapnia. Stosuje się masę izolacyjną zawierającą kwas krzemowy. Kwas krzemowy wytwarza się przez strącanie za pomocą soli metalu i/lub kwasu ze szkła wodnego, zawartego początkowo w masie izolacyjnej. Przeciwogniową masę izolacyjną wytwarza się z mieszaniny, składającej się z 35 ± 25% wagowych MgCl2, 13 ± 12% wagowych MgSO4, 35 ± 25% wagowych MgO i 5,1 ± 5,0% wagowych wodnego roztworu sodowego szkła wodnego, z dodatkiem wody, przy czym mieszanina ta może także zawierać kwas mineralny i/lub organiczny. Masę izolacyjną wytwarza się z mieszaniny, składającej się z 13 ± 12% wagowych MgCl2, 31 ± 30% wagowych MgSO4, 31 ± 30% wagowych MgO i 5,1 ± 5,0% wagowych szkła wodnego, z dodatkiem wody, i zawierającej 1 - 30% objętościowych wydrążonych mikrokulek jako napełniacza. Przed połączeniem wewnętrznej ścianki nośnej i zewnętrznej ścianki nośnej, jak również przed napełnieniem wydrążonej komory przeciwogniową masą izolacyjną, nie napełnianą część komorową zamyka się za pomocą taśmy klejącej, przy czym taśmę klejącą, po utwardzeniu masy izolacyjnej pozostawia się w wydrążonej komorze. Taśmę klejącą skleja się z dwoma ramionami wewnętrznej i zewnętrznej ścianki nośnej, wchodzącymi do komory i leżącymi w odstępie. Dla utworzenia co najmniej jednej części komorowej, nie wypełnionej masą izolacyjną, przed napełnieniem komory masą izolacyjną, nie napełnianą część komorową zamyka się za pomocą kształtki z tworzywa sztucznego, którą po utwardzeniu masy izolacyjnej pozostawia się w komorze. Kształtkę nasuwa się korzystnie z zamknięciem kształtowym na dwa ramiona wewnętrznej i zewnętrznej ścianki nośnej, wchodzące do komory i leżące naprzeciw w odstępie. Dla utworzenia co najmniej jednej części komory, nie wypełnionej masą izolacyjną, przed napełnieniem komory masą izolacyjną, do komory wprowadza się co najmniej jedną kształtkę, którą po napełnieniu i utwardzeniu masy izolacyjnej wyjmuje się z profilowego elementu konstrukcyjnego. Okno albo drzwi, zawierające co najmniej jedną ramę, składającą się z odcinków ognioodpornych profilowych elementów konstrukcyjnych oraz oszklenie ze szkła przeciwogniowego, zamocowane wewnątrz ramy, charakteryzuje się tym, że oszklenie w swoim obszarze krawędziowym jest zaopatrzone w metalowe kształtki w postaci litery U, które w obszarze ramion bocznych są połączone śrubami z wewnętrzną ścianką nośną i zewnętrzną ścianką nośną profilowych elementów konstrukcyjnych, tworzących skrzydło lub ościeżnicę. Między oszkleniem a ramą jest umieszczona uszczelka, spieniająca się pod wpływem oddziaływania ciepła. Między oszkleniem a ramą jest umieszczona metalowa listwa mocująca w postaci litery U, otaczająca i przytrzymująca oszklenie od strony krawędzi, z ramionami bocznymi i łączącym je ramieniem dolnym, przy czym ramiona boczne są wykonane jako puste, a ramię dolne jest połączone śrubami z wewnętrzna ścianka nośna i zewnętrzna ścianka nośna ramy w obszaJ I ς ii ii ii i i J rze ramion bocznych. Przytrzymująca oszklenie rama, utworzona jako skrzydło okienne, jest zamocowana ruchomo do ościeżnicy, składającej się z odcinków profilowych elementów konstrukcyjnych, tworzących obwodową komorę wręgową, przy czym zamek jest zamocowany na zwróconej do komory wręgowej powierzchni skrzydła okiennego, a blacha osłonowa zamka jest zamocowana na zwróconej do komory wręgowej, powierzchni ościeżnicy, odpowiednio z pośrednim włączeniem łącznika, a łączniki są zamocowane za pomocą śrub na ramionach zewnętrznej ścianki nośnej i wewnętrznej ścianki nośnej ościeżnicy lub ramy skrzydła. Na ościeżnicy, na powierzchni odwróconej od komory wręgowej, jest nasadzona część kotwiąca i zamocowana za pomocą śrub do ramion bocznych wewnętrznej ścianki nośnej i zewnętrznej ścianki nośnej ościeżnicy. Ościeżnica posiada w słupku rurę prowadzącą do ustalania pręta ryglowego w przeciwogniowej masie izolacyjnej. Na powierzchni ościeżnicy, zwróconej do komory wręgowej, w obszarze bocznego ramienia zewnętrznej ścianki nośnej, wykonany jest rowek ustalający, w którym jest osadzona wystająca do komory wręgowej uszczelka, a w obszarze ramy skrzydła, leżącym naprzeciw rowka ustalającego i zwróconym do komory wręgowej, na bocznym ramieniu jego zewnętrznej ścianki nośnej, ukształtowana jest krawędź zderzakowa dla uszczelki środkowego żebra.

Sposób wytwarzania ram do okien albo drzwi, z ognioodpornych profilowych elementów konstrukcyjnych, charakteryzuje się tym, że profil zespolony, utworzony z wewnętrznej ścianki nośnej, zewnętrznej ścianki nośnej i żeber izolacyjnych, przycina się na długość odcinków i w obszarach narożników łączy się do postaci ramy, a następnie wykonuje się otwór, prowadzący do komory, otoczonej przez profil zespolony, po czym do komory przez otwór wprowadza się przeciwogniową masę izolacyjną i otwór zamyka się.

Znany jest także sposób wytwarzania drzwi i/lub okien w konstrukcji ognioodpornej, gdzie kształtowniki futryny okiennej, drzwiowej i/lub skrzydła drzwiowego są cięte na określony wymiar. Do pociętych kształtowników wsuwa się wkłady ognioodporne, po czym się je przycina. Pocięte kształtowniki łączy się w ramy za pomocą kształtek aluminiowych metodą kołkowania, skręcania lub zagniatania. Następnie docina się do ramy taśmy ognioodporne, które się przykleja i przykręca. Do ramy obklejoną taśmą mocuje się blachy. Po czym do ramy docina się listwy przyszybowe. Po spasowaniu listw przyszybowych, listwy poddawane są obróbce wykrawania materiału przeszkadzającego w miejscach zamocowania blach. Tak przygotowana rama transportowana jest na budowę. Na budowie wymontowuje się listwy przy szybowe i montuje się szybę za pomocą dokręcenia blachy stabilizującej oszklenie. Następnie montowane są listwy przyszybowe i uszczelki.

Z opisu wynalazku PL230498 znany jest sposób wytwarzania drzwi i/lub okien w konstrukcji ognioodpornej według wynalazku który polega na tym, że do surowych kształtowników o pełnej długości wsuwa się wkłady ognioodporne i taśmy ognioodporne. Po czym tak zazbrojone kształtowniki tnie się na konkretne wymiary. Pocięte kształtowniki łączy się w ramy za pomocą kształtek aluminiowych metodą kołkowania, skręcania lub zagniatania. Do utworzonej ramy mocuje się blachy. Korzystnie wkłady ognioodporne stabilizuje się zestawami mocującymi wkład poprzez elementy stabilizujące. Po czym do ramy docina się listwy przyszybowe. Tak przygotowana rama z listwami przyszybowymi transportowana jest na budowę. Na budowie osadza się szybę za pomocą wcześniej zamontowanej blachy poprzez dogięcie ścianki bocznej tej blachy. Następnie mocuje się listwy przyszybowe i uszczelki.

Z dokumentacji zgłoszeniowej wynalazku P.299146 znane są drzwi posiadające ramę z ceowników stalowych, a powierzchnie boczne z blach stalowych. Obrzeża i boki drzwi pokryte są blachami mosiężnymi. Zamek ryglowy i zawiasy czopowe wykonane są także z mosiądzu. Drzwi połączone są ze stalową ościeżnicą pokrytą blachą mosiężną przy pomocy elastycznego miedzianego kabla. Wnętrze drzwi wypełnione jest materiałem izolacyjnym. Na obrzeżach drzwi znajduje się uszczelka z materiału pęczniejącego pod wpływem temperatury.

Z opisu polskiego wynalazku PL191666 znany jest ognioodporny zestaw do szklenia zawierający płyty szklane, przekładkę, zawierającą wodę warstwę pośrednią i materiał uszczelniający, charakteryzuje się tym, że składa się z przynajmniej dwóch płyt szklanych, przekładki łączącej dwie płyty szklane wzdłuż ich krawędzi, przy czym przekładka adhezyjnie związana z dwoma płytami szklanymi stanowi wyprofilowaną kostkę wykonaną z gumy silikonowej, zawierającej wodę warstwy pośredniej wypełniającej przejściową przestrzeń pomiędzy płytami szklanymi, adhezyjnego materiału uszczelniającego, który uszczelnia peryferyjny obszar pomiędzy przekładką i peryferyjnymi obszarami dwóch płyt szklanych. Ognioodporny zestaw w korzystnym wykonaniu obejmuje przekładkę wykonaną z sieciowalnej w wysokiej temperaturze gumy silikonowej wykazującej twardość w skali Shore'a A od 40 do 60 jedno stek, przy czym guma silikonowa wykazuje temperaturę rozkładu powyżej 400°C. W kolejnym korzystnym wykonaniu wynalazku ognioodporny zestaw obejmuje przekładkę wykonaną z sieciowalnego w wysokiej temperaturze polidimetylosiloksanu. Korzystniej przekładka jest adhezyjnie związana z płytami szklanymi adhezyjną warstwą. Ognioodporny zestaw według wynalazku obejmuje zawierającą wodę warstwę pośrednią korzystnie wytworzoną z utwardzonego polikrzemianu metalu alkalicznego, korzystnie zawierającego od 30 do 55% wagowych dwutlenku krzemu, co najwyżej 16% wagowych tlenku metalu alkalicznego i do 60% wagowych wody. W innym korzystnym wykonaniu wynalazku ognioodporny zestaw zawiera jako materiał adhezyjny służący za materiał uszczelniający, klej na bazie polisiarczków.

Ognioodporny zestaw w innym wykonaniu charakteryzuje się tym, że pomiędzy przekładką i materiałem uszczelniającym posiada kostkę składającą się z aktywowanego termicznie materiału piankowego. Kostka składająca się z aktywowanego termicznie materiału piankowego korzystnie zawiera organiczne i/lub nieorganiczne substancje, szczególnie sole lub tlenki, które podczas ogrzewania uwalniają gazy, takie jak szczególnie para wodna, amoniak lub dwutlenek siarki i/lub kwas borowy.

Ognioodporny zestaw zawierający płyty szklane w korzystnym wykonaniu charakteryzuje się tym, że przynajmniej jedna z płyt szklanych jest wykonana z hartowanego szkła. Korzystniej płyty szklane są wygięte do zasadniczo cylindrycznego lub kulistego kształtu.

Z dokumentacji zgłoszeniowej wynalazku P.354632 znany jest zestaw kształtowników i elementów ściany ogniotrwałej, przeznaczonej zarówno jako ściana elewacyjna jak i działowa budynku. Zestaw kształtowników i elementów ściany ognioodpornej składa się z identycznych skorupowych rozmieszczonych symetrycznie do siebie: kształtownika zewnętrznego i wewnętrznego, spiętych kształtowymi przekładkami termicznymi, a w przestrzeni utworzonej pomiędzy kształtownikami umieszczone są symetrycznie do siebie ochładzające elementy. Wewnątrz kształtowników znajdują się elementy ochładzające. W wybraniu pomiędzy wewnętrznymi występami przekładek termicznych osadzono rozszerzające się elementy pod wpływem ciepła i dociskające ochładzające elementy do ścian kształtowników. Od zewnątrz kształtownik zewnętrzny z wewnętrznym spięte jest nakładką profilową. Od strony wewnętrznej kształtownik wewnętrzny z zewnętrznym połączony jest ścianką spinającą poprzez nit i śrubę. W przestrzeni między kątownikami i płytkami ceramicznymi osadzono szybę ognioodporną, unieruchomioną dwiema listwami przy szybowymi z uszczelkami. Pomiędzy szybą ognioodporną, a ścianką spinającą kształtowniki od wewnątrz, umieszczono element rozszerzający się pod wpływem ciepła i zamykający przestrzeń pomiędzy szybą ognioodporną i ścianką spinającą. Kształtowniki, nakładka profilowa, ścianka spinająca i kątowniki i wykonane są z materiału trudnotopliwego.

Z opisu polskiego wynalazku PL208873 znany jest zestaw kształtowników oraz elementów ościeżnicy i skrzydła w konstrukcji ognioodpornej według wynalazku, składający się z dwóch rodzajów skorupowych kształtowników osadzonych na przemian po jednym kształtowniku tego samego kształtu w ościeżnicy i skrzydle. Różne w kształcie kształtowniki ościeżnicy spięte są przekładkami termicznym i od zewnątrz nakładką profilową poprzez nity, natomiast drugostronnie na przekładce termicznej i kształtownikach ościeżnicy osadzonym rozszerzającym się pod wpływem ciepła elementem. W przestrzeni pomiędzy kształtownikami osadzono elementy ochładzające je. W wybraniach pomiędzy wewnętrznymi występami przekładek termicznych osadzono rozszerzające się pod wpływem ciepła elementy dociskające ochładzające elementy do ścian kształtowników. Skrzydło składa się z różnych w kształcie kształtowników spiętych przekładkami termicznymi, gdzie na zewnętrznej powierzchni osadzono rozszerzający się pod wpływem ciepła element, a od strony wewnętrznej kształtowniki połączone są ze ścianką spinającą poprzez nit i śrubę. W przestrzeni między kształtownikami i płytkami ceramicznymi osadzono szybę ognioodporną, unieruchomioną listwami przyszybowymi z uszczelkami. Pomiędzy szybą ognioodporną a ścianką spinającą kształtowniki od wewnątrz umieszczono rozszerzający się pod wpływem ciepła element, a w wybrankach w kształcie litery C na końcach kształtowników osadzono uszczelki, zaś w kształtownikach osadzono ochładzające elementy. Kształtowniki, nakładka profilowa, ścianka spinająca kątowniki i przekładki termiczne, połączone są ze sobą trwale, a pozostałe elementy osadzono luźno w przestrzeni, w której się znajdują. Nakładka profilowa, ścianka spinająca i kątowniki wykonane są z materiału trudnotopliwego.

Znane są także opisy wynalazków US6141923A, PL178256B1, DE19525329A1, PL/EP2807130T3.

Z rozwiązania US6141923A znana jest ognioodporna fasada budynku wykonana z kształtowników aluminiowych, która zawiera słupy i rygle wykonane jako profile z aluminium, mające komorę zamkniętą, zawierającą ognioodporny prefabrykat izolujący w postaci wkładu absorbującego, który za wiera wodę. Komora kształtownika ma elementy sprężyste mocujące wkład. Podczas pożaru wkład absorbujący przejmuje ciepło, uwalnia wodę i w ten sposób osłania konstrukcję. Po wyczerpaniu zapasu związanej wody konstrukcja ulega pełnej degradacji.

Z rozwiązaniu PL178256B1 mowa jest o ramie z kształtowników metalowych w przeciwpożarowym wykonaniu okien, drzwi, elewacji lub przeszklonych dachów, znamienne tym, że na zewnętrznych i/lub wewnętrznych powierzchniach wykonanych z aluminium profili metalowych zamocowane są osłaniające je płyty lub inne kształtki z pochłaniającego ciepło, hydrofilowego absorbentu o wysokiej zawartości wody lub płyty lub inne kształtki, zawierające pochłaniający ciepło, hydrofilowy absorbent o wysokiej zawartości wody. Rozwiązanie wpisuje się w przedstawiony stan techniki, w którym do aluminiowych konstrukcji przeciwpożarowych wprowadza się osłaniające płyty, które podczas pożaru przejmują ciepło, uwalniają wodę i w ten sposób osłaniają konstrukcję. Po wyczerpaniu zapasu związanej wody konstrukcja ulega pełnej degradacji.

Z opisu DE19525329A1 znany jest materiał termoizolacyjny, odporny na wysoką temperaturę, preferowany do wykonywania pokryć lub elementów izolacyjnych części konstrukcyjnych lub funkcjonalnych np. płyty ścienne i sufitowe, izolacji rdzeniowej ognioodpornych drzwi i klap, elementów izolacyjnych sklepień, szybów wind, okładzin elewacyjnych i tym podobnych, który stanowi mieszankę 2560% wagowych ekspandowanego perlitu, 10-40% wagowych krzemianu glinu i 10-25% wagowych proszku krzemianu magnezowo-glinowego. Znana jest również metoda wytwarzania tego materiału i elementy z niego wytworzone.

Z opisu patentowego PL/EP2807130T3 znana jest też zaprawa przeciwpożarowa w postaci mieszaniny perlitu spęcznionego, spoiw, dodatków i wody, w której spoiwo stanowi cement żaroodporny z żużlu wielkopiecowego. Kompozycja według niniejszego wynalazku jest mieszaniną proszkową, która po zmieszaniu z wodą tworzy zaprawę przeciwpożarową. Operacja przygotowania materiału odbywa się w warunkach budowy. Materiał może być używany jako zabezpieczenie w formie natryskiwanej lub wylewanej zaprawy przeciwpożarowej. Mieszanina ta zawiera dodatki innych kruszy w jak: 8 do 20% wagowych kalcytu, 8 do 20% wagowych miki, 0 do 5% wagowych ksonotlitu.

Niedogodnością rozwiązań znanych ze stanu techniki jest między innymi to, że w każdym przypadku mowa jest o ochładzaniu konstrukcji poprzez wbudowanie wkładów chłodzących, które podczas pożaru uwalniają duże ilości związanej w nich wody. Podczas prób ogniowych (pożaru) wydobywają się z tych konstrukcji znaczne ilości dymu i pary wodnej, utrudniając ewakuację. Dodatkowo są to materiały, które często chronią niejednorodnie tzn. w niektórych obszarach lepiej w innych gorzej. Związane jest to często z ich kruchością i poprzez to błędami produkcyjnymi oraz niekontrolowanym wypływaniem wilgoci (wody) na zewnątrz zamiast pozostawać wewnątrz spalanej konstrukcji. Woda uwalnia się z całego przekroju wkładu chłodzącego. Niedogodnością części z tych rozwiązań jest także to, że mają postać płyt osłaniających, obciążających elementy konstrukcyjne.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania pozwalającego na wyeliminowanie niedogodności rozwiązań znanych ze stanu techniki, w szczególności takich jak: niekorzystne obciążanie elementów konstrukcyjnych, nazbyt szybkie uwalnianie wody, niekontrolowany wypływ wilgoci (wody) na zewnątrz, degradacja i uzyskanie odporności ogniowej aluminiowej fasady budynku w klasach od EI30 do EI120.

Cel ten realizuje ognioodporna fasada budynku wykonana z kształtowników aluminiowych zawierająca słupy i rygle wykonane jako profile z aluminium wytłaczanego, mające przynajmniej jedną komorę, najlepiej zamkniętą, w której jest ognioodporny prefabrykat izolujący w postaci wkładu perlitobetonowego w osłonie ze stali, gdzie wkład perlitobetonowy to mieszanina wypełniająca zawierająca perlit ekspandowany, w tym perlit granulowany, spoiwa w nich: cement i cement żaroodporny, dodatki w nich: opóźniacz wiązania i upłynniacz, oraz wodę, której istotą jest to, że osłona wykonana jest z blachy stalowej giętej i ma kształt dopasowany do kształtu komory, w której jest umieszczona, i to, że w mieszaninie wypełniającej:

- stosunek wagowy spoiwo/perlit wynosi 1:6,

- stosunek masa wody/masa spoiw wynosi od 2,4 do 2,9,

- perlit ma granulację do 1,5 mm,

- wśród spoiw: cement i cement żaroodporny występują w stosunku wagowym 1:1 i występuje także gips półwodny, w ilości od 1/5 do 1/3 całkowitej masy spoiw,

- w dodatkach: opóźniacz wiązania to opóźniacz do mas betonowych w ilości od 0,5% do 1% całkowitej masy spoiw, a upłynniacz to upłynniacz wiązania do mas betonowych w ilości od 1% do 2% całkowitej masy spoiw.

Korzystnie, osłona na otwartych końcach ma zaczepy utrzymujące mieszaninę wypełniającą, najlepiej w postaci podgięć materiału osłony.

Zaletą wynalazku jest to, że podczas pożaru, wkład stanowi doskonałą przegrodę przed ogniem oraz doskonałą izolacyjność przed wysoką temperaturą oraz zapewnia stabilność ochranianej konstrukcji fasady. Zaletą wynalazku jest to, że pozwala wyeliminować rozwiązania, w których konieczne jest stosowanie płyt osłaniających, obciążających elementy konstrukcyjne. Wkład perlitobetonowy w osłonie ze stali, w postaci giętej blachy stalowej, wprowadzony zostaje do komory aluminiowego kształtownika słupa i rygla. Wkład izolujący zamocowany do konstrukcji budynku za pomocą marek i śrub spinających oraz przymocowany śrubami do wypełnień przeciwpożarowych, w początkowej fazie pożaru umieszczony jest wewnątrz kształtownika aluminiowego słupa i/lub rygla znajdującego się w obszarze działania wysokich temperatur. Gdy kształtownik aluminiowy ulega degradacji (stopieniu), wówczas wkład perlitobetonowy w osłonie ze stali, w postaci giętej blachy stalowej, przejmuje funkcję izolującą oraz przytrzymuje konstrukcję i nie pozwala na utratę jej stateczności. Wkład perlitobetonowy nie ulega degradacji nawet po dwóch godzinach narażenia na wysoką temperaturę, natomiast osłona z blachy stalowej posiada odpowiednie parametry wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie, zapewniając dodatkowo stabilność konstrukcji. Degradacji ulega jedynie niewielka ilość (grubość) materiału, mająca bezpośredni kontakt z wysoką temperaturą. Nawet warstwa grubości 10 mm perlitobetonu stanowi skuteczną izolację w ogniu. Zaczepy, które stanowią zagięte końcówki osłony, wykonane z blachy stalowej, skutecznie przytrzymują umieszczony wewnątrz niej perlitobeton, który poddany wysokiej temperaturze może mieć tendencję do skurczu i niewielkiego zmniejszenia swojej objętości. Zaletą wynalazku jest zatem to, że pozwala wyeliminować niedogodności rozwiązań znanych ze stanu techniki, jak: niekorzystne obciążanie elementów konstrukcyjnych, nazbyt szybkie uwalnianie wody, niekontrolowany wypływ wilgoci (wody) na zewnątrz, degradacja (zazwyczaj całkowita). Zaletą wynalazku jest zatem to, że nie ma w nim niekorzystnego obciążania elementów konstrukcyjnych, jest efekt chłodzący ale także brak degradacji, zapewniający przedłużenie, a nawet zachowanie trwałości konstrukcyjnej, w stopniu nie występującym w rozwiązaniach należących do stanu techniki. Rozwiązanie według wynalazku, podnosi walory przeciwpożarowości konstrukcji i poprawia parametry statyczne całej konstrukcji fasady aluminiowej.

Wprowadzenie do elementów fasady - kształtowników słupów i rygli, wkładu perlitobetonowego w osnowie ze stali, najlepiej z blachy stalowej, pozwoliło na uzyskanie odporności ogniowej konstrukcji aluminiowej w klasach od EI30 do EI120.

Przedmiot wynalazku ukazano w przykładach realizacji oraz na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia ognioodporny prefabrykat izolujący w ujęciu aksonometrycznym, fig. 2 przedstawia ognioodporny prefabrykat izolujący w widoku od strony krótszego boku, fig. 3 przedstawia węzeł połączenia słup-rygiel, fig. 4 przedstawia rozłożony węzeł połączenia słup-rygiel, fig. 5 - rozłożony kształtownik aluminiowy z ognioodpornym prefabrykatem izolującym, fig. 6 - fragment fasady w przekroju.

Ognioodporna fasada budynku składa się z odpowiedniej liczby połączonych ze sobą kształtowników aluminiowych, elementów tworzywowych i uszczelek, na które składają się: kształtowniki 1 słupów i rygli zawierające ognioodporne prefabrykaty izolujące, które stanowią osłony w postaci osnowy 2, wypełnione wkładem perliotobetonowym w postaci mieszanki wypełniającej 3, łączniki aluminiowe 4 i stalowe 5 (Fig. 3, Fig. 4).

Ognioodporny prefabrykat izolujący składa się z osłony w postaci osnowy 2 wypełnionej wkładem perliotobetonowym w postaci mieszanki wypełniającej 3 (Fig. 1, Fig. 2).

O słona w postaci osnowy 2, wykonana jest ze stali, najlepiej ze stalowej blachy. Kształt osnowy 2 dopasowany jest do kształtu komory wewnętrznej kształtownika 1 słupa i rygla, do której osnowa 2 jest wprowadzana (Fig. 4, Fig. 5).

Osnowa 2 wykona jest w procesie gięcia blachy stalowej i ma otwory służące do napełniania jej mieszaniną wypełniającą 3. Na otwartych końcach osnowy 2 znajdują się zaczepy, które mają na celu ustabilizowanie mieszaniny wypełniającej 3 i zabezpieczenie przed jej oddzielaniem się od osnowy 2. Podczas dojrzewania a także w wysokiej temperaturze, mieszanka wypełniająca 3 zawierająca perlitobeton kurczy się. Zaczepy mogą przybrać postać podgięć materiału osnowy 2 i mają na celu wyeliminowanie możliwości wypadnięcia wkładu perlitobetonowego i scalają cały prefabrykat.

Mieszaninę wypełniającą 3 stanowi perlitobeton na bazie perlitu oraz różnych dodatków i spoiw. W perlitobetonie perlit, czyli spopkornizowany kwarc, przejmuje funkcję wypełniacza (kruszywa), który jest związany odpowiednio dobraną mieszanką spoiw i dodatków.

Mieszaninę wypełniającą 3 stanowi perlit ekspandowany, mieszanina spoiw i dodatki gwarantujące potrzebne własności fizykochemiczne. Spoiwem wiążącym jest mieszanina cementów - zwykłego i żaroodpornego oraz gipsu półwodnego. Objętość perlitu ekspandowanego jest 6-ciokrotnie większa niż masa spoiwa i dodatki upłynniające w procesie tworzenia tego wkładu stanowią od 0,5 do 2,0% masy spoiw.

Przy tym:

- perlit stanowi perlit granulowany o granulacji do 1,5 mm;

- spoiwo stanowią: cement zwykły bez dodatków, cement żaroodporny we wzajemnej relacji wagowej 1:1, gips półwodny. Zawartość gipsu półwodnego w mieszance spoiw to od 1/5 do 1/3 całkowitej masy spoiw, w zależności od zastosowanego perlitu i ilości wody;

- dodatki gwarantujące potrzebne własności fizykochemiczne stanowią - w stosunku do masy spoiwa:

- dowolny opóźniacz wiązania do mas betonowych - 0,5 + 1,0%;

- dowolny upłynniacz wiązania do mas betonowych - 1,0 + 2,0%.

Stosunek masa wody/masa spoiw wynosi od 2,4 do 2,9, w zależności od zastosowanego perlitu.

Sposób wytwarzania ognioodpornego prefabrykatu izolującego sprowadza się do wprowadzenia przygotowanej wcześniej mieszanki wypełniającej 3 wykonanej według receptury opisanej powyżej do osnowy 2, zagęszczeniu poprzez wibrację na specjalnym stole wibracyjnym a następnie wyrównaniu górnej powierzchni poprzez mechaniczne lub ręczne uzupełnienie niedoborów lub usunięcie naddatków perlitobetonu.

Po procesie napełniana mieszaniną wypełniającą 3, prefabrykat zostaje odłożony do leżakowania, by w procesie dojrzewania odparował z niego nadmiar wody. Leżakowanie musi trwać minimum 10 dni w temperaturze minimum 10°C.

Gotowy ognioodporny prefabrykat izolujący jest następnie wsuwany w odpowiednią komorę wewnętrzną kształtownika 1 aluminiowego słupa i rygla.

Ognioodporne wypełnienie szklane fasady jest łączone z ognioodpornym wkładem izolacyjnym przy pomocy wkrętów i podkładek stalowych w odstępie maksimum 600 mm (Fig. 6).

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Ognioodporna fasada budynku wykonana z kształtowników aluminiowych zawierająca słupy i rygle wykonane jako profile z aluminium wytłaczanego, mające przynajmniej jedną komorę, najlepiej zamkniętą, w której jest ognioodporny prefabrykat izolujący w postaci wkładu perlitobetonowego w osłonie ze stali, gdzie wkład perlitobetonowy to mieszanina wypełniająca zawierająca perlit ekspandowany, w tym perlit granulowany, spoiwa w nich: cement i cement żaroodporny, dodatki w nich: opóźniacz wiązania i upłynniacz, oraz wodę, znamienna tym, że osłona jest wykonana z blachy stalowej giętej i ma kształt dopasowany do kształtu komory, w której jest umieszczona, i tym, że w mieszaninie wypełniającej (3):

- stosunek wagowy spoiwo/perlit wynosi 1:6,

- stosunek masa wody/masa spoiw wynosi od 2,4 do 2,9,

- perlit ma granulację do 1,5 mm,

- wśród spoiw: cement i cement żaroodporny występują w stosunku wagowym 1:1 i występuje także gips półwodny, w ilości od 1/5 do 1/3 całkowitej masy spoiw,

- w dodatkach: opóźniacz wiązania to opóźniacz do mas betonowych w ilości od 0,5% do 1% całkowitej masy spoiw, a upłynniacz to upłynniacz wiązania do mas betonowych w ilości od 1% do 2% całkowitej masy spoiw.

2. Ognioodporna fasada budynku według zastrz. 1, znamienna tym, że osłona na otwartych końcach ma zaczepy utrzymujące mieszaninę wypełniającą (3), najlepiej w postaci podgięć materiału osłony.