ОГНЕУПОРНОЕ ОСТЕКЛЕНИЕ
FIRE-RESISTANT GLAZING

Изобретение относится к огнеупорному остеклению, содержащему, по меньшей мере, два огнеупорных стеклопакета, расположенных рядом друг с другом своими краями, с включением узкого уплотняющего соединения, при этом каждый указанный стеклопакет содержит, по меньшей мере, три оконных стекла и, по меньшей мере, два промежуточных слоя, которые утолщаются в случае огня, при этом множество уплотняющих элементов расположено в уплотняющем соединении, при этом указанные уплотняющие элементы содержат уплотняющую ленту, которая расположена внутри уплотняющего соединения и которая утолщается в случае огня.
Огнеупорные остекления, содержащие огнеупорные стеклопакеты и огнеупорные рамы, используются для огнеупорного прозрачного закрывающего средства открытых пространств в стенах, дверях или тому подобном. Огнеупорные остекления должны быть выполнены таким образом, чтобы они могли противостоять воздействию огня в течение заранее определенного периода, например 30, 60 или 90 минут. В частности, они не должны допускать какое-либо проникновение пламени и должны, возможно, в качестве дополнительного требования, также надежно закрывать комнату от дыма. Более того, при конкретных применениях они должны являться хорошими изолирующими средствами от тепла и ограничивать тепловое излучение от очага огня. Критерии требований к огнеупорным закрывающим средствам, в частности к огнеупорным стеклам, регламентируются, например, Европейскими стандартами EN 357, 1363, 1364-1, 1634-1, 13501-2.
Огнеупорные стеклопакеты стандартного типа содержат чередующиеся оконные стекла и промежуточные слои, которые утолщаются в случае огня. Более того, они могут, в зависимости от требования, содержать пластиковые промежуточные слои, выполненные из материалов, таких как PVB или EVA, для того чтобы повысить безопасность, или быть выполнены в виде изолирующих стеклянных элементов с пространством между оконными стеклами, заполненным газом, для увеличения теплоизоляции.
Огнеупорные промежуточные слои, расположенные между соседними оконными стеклами, обычно содержат жидкое стекло, в частности, на основе силиката натрия или силиката калия, также воду и дополнительные добавки, такие как, например, гелеобразующие вещества. При комнатной температуре промежуточные слои, которые утолщаются в случае огня, обычно являются прозрачными, таким образом, они хорошо подходят для использования в прозрачных остеклениях. Однако под действием тепла, которое может быть вызвано, например, огнем, водосодержащие промежуточные слои утолщаются, тем самым образуя затвердевающую силикатную пену, которая значительно снижает теплопроводность и излучение через остекление. Вспенивание и испарение воды, заключенной в промежуточном слое, также вызывают временное охлаждение огнеупорного остекления. В результате, замедляется потрескивание или размягчение стеклопакетов и, в частности, оконных стекол огнеупорного стеклопакета, обращенных в сторону огня.
Огнеупорные стеклопакеты обычно устанавливаются в рамы, предназначенные для огнеупорных целей, такие как, например, стальные рамы, при этом указанные рамы закрывают стеклопакеты со всех сторон по их краям. Такие рамы, которые часто являются выполненными очень массивными, уменьшают беспрепятственную видимость сквозь остекления. Однако часто является желательным, особенно во внутреннем пространстве построек, закрывать непрозрачными объемными элементами рамы области стекла настолько мало, насколько возможно.
Уже предлагалось спроектировать огнеупорные остекления без рамы, по меньшей мере, в области отдельных краев или уменьшить ширину и толщину рамообразных элементов посредством исключения несущих элементов конструкции. Ранее известные огнеупорные остекления имеют общий факт, заключающийся в том, что огнеупорные стеклопакеты, в каждом случае, прилегают друг к другу с включением узкого уплотняющего соединения, которое, по существу, обычно располагается вертикально, при этом были предложены различные меры для закрывания и/или скрытия уплотняющего соединения.
В DE 9106478 U1 раскрыто огнеупорное остекление с вышеупомянутой базовой конструкцией, в которой уплотняющее соединение заполнено, по меньшей мере, частично, герметизирующим материалом. Герметизирующий материал, в частности, может содержать силикон. Для того чтобы закрыть уплотняющее соединение, предлагается установить лентообразные (полые) секции из стали, алюминия или дерева, которые расположены по краевым областям огнеупорных стеклопакетов, прилегающих друг к другу. Устройство уплотняющих лент, которые утолщаются в случае огня, в уплотняющем соединении предполагается исключить. Взамен предполагается, что в случае огня, материал промежуточных слоев огнеупорных стеклопакетов попадет в уплотняющее соединение и плотно закроет последние от проникновения огня и дыма. Недостаток заключается в том, что плотное закрывание уплотняющего соединения имеет место только во время огня и, следовательно, не представляется возможным ожидать, с достаточной уверенностью, что уплотняющее соединение будет плотно и надежно закрыто по всей его длине при нормальных условиях. Также существует опасность того, что секции, которые прикреплены только к поверхности оконного стекла, станут преждевременно изолированными от огнеупорных стеклопакетов и, следовательно, преждевременно откроют уплотняющее соединение.
В EP 0498021 B1 описаны две секции, закрывающие уплотняющее соединение, которые соединены друг с другом только через посредство огнеупорных стеклопакетов таким образом, чтобы исключались тепловые мостики в областях уплотняющего соединения. В частности, эта публикация полностью обходится без размещения уплотнителей, таких как уплотняющие ленты, выполненные из материалов, которые утолщаются в случае огня, в уплотняющем соединении. Следовательно, опасность того, что уплотняющее соединение закроется слишком поздно и/или закроется не полностью в случае огня, дополнительно возрастает.
В DE 4312467 A1 раскрыто огнеупорное остекление с общеизвестной базовой конструкцией, в которой уплотняющее соединение плотно закрыто только наполнителем из невоспламеняющегося или самозатухающего материала. В крайнем случае, даже предполагается наличие только предусмотренного тонкого клеевого слоя или предполагается, что огнеупорные стеклопакеты непосредственно прилегают друг к другу. Краевые области соседних огнеупорных стеклопакетов, в любом случае, остаются не закрытыми и в установленном положении открыты. Наполнитель может также представлять собой или материал, который вспенивается (=утолщается) в случае огня, или силиконовый материал. Более того, в DE 4312467 A1 раскрыто использование огнеупорных стеклопакетов с, по меньшей мере, одним особо толстым оконным стеклом. Недостаток таких огнеупорных остеклений заключается в том, что какое-либо отклонение от плоскостности соседних огнеупорных стеклопакетов остается заметным так же, как и поверхность наполнителя, размещенного в уплотняющем соединении, и какие-либо неровности в краевой области огнеупорных стеклопакетов. Также существует опасность того, что огнеупорные стеклопакеты по-разному деформируются в случае огня, таким образом, может открыться зазор в области уплотняющего соединения, через который пламя, горячие газы и дым могут преждевременно проникнуть.
В EP 1194673 B1 раскрыто огнеупорное остекление согласно п.1 ограничительной части формулы изобретения. Известное огнеупорное остекление полностью обходится без элементов рамы, закрывающих краевые области соседних огнеупорных стеклопакетов и уплотняющее соединение. В соответствии с одним вариантом осуществления, в уплотняющем соединении расположено множество уплотняющих элементов, которые содержат уплотняющую ленту, которая расположена внутри уплотняющего соединения и которая утолщается в случае огня, при этом указанная уплотняющая лента, в каждом случае, закрыта снаружи с обеих сторон дополнительным уплотняющим элементом. Дополнительные уплотняющие элементы, расположенные только внутри уплотняющего соединения, могут содержать пластиковый материал, в частности силиконовый материал, или заранее сформированный профиль ленты. Огнеупорные промежуточные слои огнеупорных стеклопакетов известного огнеупорного остекления углублены в краевой области и уплотнитель, например, на основе полисульфида расположен в бороздках, образованных таким образом, при этом указанный уплотнитель предназначен для обеспечения сопротивления старению огнеупорных стеклопакетов. Недостаток известного огнеупорного остекления снова заключается в видимости уплотняющего соединения и краевых областей оконного стекла, но особенно промежуточных слоев, впоследствии тяжело удаляемых на краевой области, и полисульфидного уплотнителя, размещенного в бороздках промежуточных слоев, наряду с этим существует опасность того, что соседние огнеупорные стеклопакеты отделятся друг от друга в случае огня.
Проблема, лежащая в основе изобретения, заключается в усовершенствовании известных огнеупорных остеклений. В частности, уплотняющее соединение и соседние краевые области огнеупорных стеклопакетов должны иметь возможность быть выполненными приятными для глаза. Видимость отклонений от плоскостности соседних огнеупорных стеклопакетов должна быть уменьшена. В случае огня, уплотняющее соединение должно оставаться закрытым настолько полно и настолько долго, насколько возможно, от проникновения дыма и пламени. В частности, уплотнительное устройство, остающееся надежно уплотненным и на длительное время в случае огня, необходимо предложить для огнеупорных стеклопакетов, выполненных с обрамляющими защитными пластинами, или поведение остекления в случае огня и его сопротивление старению необходимо усовершенствовать посредством обеспечения обрамляющих защитных пластин.
Изобретение предлагает в качестве решения то, что уплотняющие элементы, расположенные в области уплотняющего соединения, содержат закрывающие профили, выполненные из упругодеформирующегося материала, которые содержат фланец головки, закрывающий как уплотняющее соединение, так и краевую область обоих огнеупорных стеклопакетов, расположенную рядом с уплотняющим соединением, и которые содержат вставляемую ножку, расположенную в уплотняющем соединении между огнеупорными стеклопакетами.
Фланец головки закрывающего профиля имеет, в частности, ширину, которая является такой, что она закрывает, по меньшей мере, приблизительно 5 мм ширину краевых областей двух огнеупорных стеклопакетов, расположенных рядом с уплотняющим соединением. Ширина фланца головки ограничена сверху, в частности, тем фактом, что в пределах объема изобретения ставится целью как можно меньше ослабить видимость через огнеупорное остекление, по этой причине ширина фланца головки выполняется настолько маленькой, насколько это технически осуществимо. На практике, закрывание краев огнеупорных стеклопакетов, расположенных рядом с уплотняющим соединением, составляющее самое большое, приблизительно, 10-15 мм, как правило, является достаточным.
Для того чтобы выполнить закрывающий профиль как можно менее заметным, выполнение осуществляется в соответствии с изобретением таким образом, чтобы фланец головки имел толщину только приблизительно 1-5 мм.
Особо хорошее сопротивление старению огнеупорного остекления, простое применение закрывающего профиля и усовершенствованное крепление и приклеивание закрывающего профиля к огнеупорным стеклопакетам достигаются, если фланец головки выполнен с клеевым слоем, по меньшей мере, на некоторых участках его обратной стороны, обращенной в сторону огнеупорных стеклопакетов. В качестве альтернативы, выполнение может осуществляться таким образом, что отдельное связывающее вещество обеспечивается между фланцем головки и краевыми областями огнеупорных стеклопакетов, при этом связывающее вещество может, например, наноситься на край оконного стекла перед вдавливанием закрывающего профиля или потом вводиться туда, под фланец головки.
Закрывающий профиль может быть особо эффективно закреплен в уплотняющем соединении, если его вставляемая ножка выполнена с анкерными средствами для механического закрепления закрывающего профиля в уплотняющем соединении. Анкерные средства могут, например, содержать зазубрины или фиксирующие выступы или, если герметизирующий состав обеспечен в уплотняющем соединении, вдавленные отверстия для герметизирующего состава.
Длина (под прямыми углами к фланцу головки и к плоскости оконного стекла) вставляемой ножки, предпочтительно, задана такими размерами, что после ее вставки в уплотняющее соединение, она упирается в уплотняющую ленту, которая утолщается в случае огня. Ее толщина (параллельная плоскости оконного стекла и расположенная под прямыми углами к продольному направлению закрывающего профиля и уплотняющему соединению), предпочтительно, задана такими размерами, что после проталкивания в уплотняющее соединение, она вступает в контакт краями двух соседних огнеупорных стеклопакетов с упругим натяжением.
Уплотняющая лента, которая утолщается в случае огня, обычно расположена, по существу, по центру, внутри уплотняющего соединения. Было доказано, что является предпочтительным, если уплотняющая лента имеет ширину, приблизительно, 5-15 мм. «Ширина» здесь обозначает размер уплотняющей ленты под прямыми углами относительно плоскости огнеупорных стеклопакетов. Является очевидным, что ширина уплотняющей ленты, в любом случае, должна быть выполнена существенно меньшей, чем толщина огнеупорных стеклопакетов, таким образом, чтобы часть уплотняющего соединения, которое является достаточно глубоким для вставки и закрепления вставляемой ножки закрывающего профиля, оставалась доступной с обеих сторон уплотняющей ленты.
Особо высокая степень герметизации уплотняющего соединения от проникновения дыма, пламени и горячих газов, уже при возникновении огня, может быть достигнута, если толщина уплотняющей ленты, которая утолщается в случае огня, задана такими размерами, что она контактирует с краями обоих огнеупорных стеклопакетов после их установки, таким образом, уплотняющее соединение уже является закрытым посредством уплотняющей ленты. Здесь является допустимым, если на некоторых участках остаются маленькие зазоры между уплотняющими лентами и краями стекла, например, при учете допусков на установку, поскольку доминирующая часть уплотняющего соединения, в любом случае, полностью закрыта уплотняющей лентой. Обычная ширина уплотняющего соединения для огнеупорных остеклений, в соответствии с изобретением, составляет, приблизительно, 2-5 мм, таким образом, следовательно, уплотняющие ленты с общей толщиной, приблизительно, 2-5 мм подходят для закрывания уплотняющего соединения.
В пределах объема изобретения лежит использование, вместо одной уплотняющей ленты, двух или, возможно, более слоев уплотняющих лент, которые объединены не позднее чем во время сборки огнеупорного остекления для образования уплотняющей ленты, в соответствии с изобретением. Это может осуществляться, например, посредством закрепления, перед сборкой остекления, уплотняющих лент на каждом из двух противоположных краев соседних огнеупорных стеклопакетов, при этом две уплотняющие ленты входят в контакт после сборки и образуют общую уплотняющую ленту, расположенную между двумя краями стекла.
Уплотняющие ленты, которые утолщаются в случае огня, могут быть выполнены из материала, который приклеивается к краям оконного стекла. Однако они также могут быть предусмотрены, по меньшей мере, на некоторых участках с отдельным связывающим веществом, если сам материал уплотняющей ленты недостаточно липкий. Уплотняющие ленты, предпочтительно, содержат заранее изготовленный лентообразный профиль, но они также могут быть экструдированы, непосредственно, на края оконного стекла.
В принципе, различные упругодеформирующиеся материалы могут использоваться для закрывающего профиля. Поразительно, было установлено, что является достаточным, если закрывающий профиль выполнен из нормально воспламеняющегося материала, несмотря на то что не является недостатком использовать плохо воспламеняющийся или даже негорючий материал для закрывающего профиля (в соответствии с DIN 4102). Закрывающий профиль, предпочтительно, выполняется из нормально или плохо воспламеняющегося силиконового материала, в качестве альтернативы он может содержать EPDM, резину или подобные упругодеформирующиеся материалы. Твердость материала должна быть, соответственно, установленной таким образом, чтобы закрывающий профиль мог без труда использоваться и не деформироваться слишком легко или слишком тяжело и мог устанавливаться в уплотняющее соединение. Материал закрывающего профиля с твердостью по Шору приблизительно 60 - 70 был успешно проверен и испытан на практике.
Особо прочное огнеупорное остекление можно получить, если уплотняющие элементы содержат, в дополнение к уплотняющей ленте, которая утолщается в случае огня, и закрывающему профилю, герметизирующие составы, введенные в уплотняющее соединение с обеих сторон уплотняющей ленты, при этом указанные герметизирующие составы, предпочтительно, содержат силиконовый материал (силиконовый клей). Основные функции указанных герметизирующих составов заключаются в дополнительном уплотнении уплотняющего соединения и в дополнительном закреплении закрывающего профиля в уплотняющем соединении посредством связывающего вещества, а именно в уплотняющей ленте, которая утолщается в случае огня, и в краях огнеупорных стеклопакетов или в их обрамляющих защитных пластинах. Герметизирующие составы также должны быть, по меньшей мере, нормально воспламеняющимися, предпочтительно, плохо воспламеняющимися или даже негорючими (DIN 4102). Обычно они не выполняются из материала, который утолщается в случае огня.
Для того чтобы избежать загрязнения видимых поверхностей оконного стекла, количество герметизирующих составов дозируется таким образом, чтобы, при изготовлении огнеупорного остекления, указанные герметизирующие составы, вместе с вставляемой ножкой и уплотняющей лентой, которая утолщается в случае огня, самое большее, заполняли уплотняющее соединение, и, предпочтительно, дозируется немного меньше.
Три уплотняющих элемента: уплотняющая лента, герметизирующий состав и закрывающий профиль, предпочтительно, заданы размерами, расположены и скомпонованы таким образом, чтобы после затвердевания герметизирующих составов они, в целом, представляли непрерывное, сплошное Н-образное поперечное сечение. Фланцы головки закрывающих профилей, в этом случае, соединяются посредством связывающего вещества, с помощью их вставляемых ножек и герметизирующих составов с уплотняющими лентами, таким образом, чтобы образовалось указанное Н-образное поперечное сечение. Такое образованное на месте Н-образное сечение имеет значительные преимущества в обращении над заранее изготовленными Н-образными профилями, известными из предшествующего уровня техники.
Особо жесткое и, в случае огня, не изменяющее размеры огнеупорное остекление может стать доступным благодаря факту, заключающемуся в том, что огнеупорные стеклопакеты содержат, по меньшей мере, одно оконное стекло с толщиной, по меньшей мере, приблизительно 4 мм, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 6 мм, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 8 мм, при этом это толстое оконное стекло в наибольшей степени применяется для центрального оконного стекла. Для долговременного сопротивления огнеупорного остекления, в случае огня, также является предпочтительным для двух внешних оконных стекол огнеупорного стеклопакета каждому иметь толщину, по меньшей мере, приблизительно 4 мм.
Огнеупорное остекление, которое не только соответствует требованиям огнеупорного класса EI 30 с хорошим запасом надежности, но также является устойчивым к механическому воздействию, в частности к ударным испытаниям маятниковым копром с начальной высоты 900 мм, в соответствии с EN 12600, и которое не имеет чрезмерно большую толщину, может стать доступным благодаря факту, заключающемуся в том, что огнеупорные стеклопакеты содержат, по меньшей мере, пять оконных стекол, при этом центральное оконное стекло имеет толщину, по меньшей мере, 8 мм, а остальные оконные стекла - толщину не более чем 4 мм. В качестве альтернативы или в добавление к этому, выполнение может осуществляться для этой цели, чтобы обеспечить в виде одного элемента огнеупорного стеклопакета, по меньшей мере, один элемент из многослойного безопасного стекла с, по меньшей мере, одним промежуточным слоем, выполненным из такого материала, как PVB или EVA. Такой элемент из многослойного безопасного стекла может заменить монолитное оконное стекло, в частности указанное центральное оконное стекло, для того, чтобы придать остеклению свойства повышенной безопасности.
Во время изготовления, хранения, использования и установки огнеупорных стеклопакетов, должно быть гарантировано, что последние обладают и сохраняют высокую степень плоскостности, для того чтобы поддерживать несовпадение поверхностей внешних стекол настолько маленьким, насколько возможно, в области уплотняющего соединения между соседними огнеупорными стеклопакетами после их установки.
Устройство уплотняющих элементов по изобретению является особенно хорошо подходящим, но не таким исключительным, для огнеупорных стеклопакетов, края которых выполнены с обрамляющей защитной пластиной. Такая обрамляющая защитная пластина может использоваться для одной или более из следующих целей:
- защита краев оконного стекла от механического повреждения, в частности, во время транспортировки и во время установки;
- защита огнеупорных промежуточных слоев, которые являются чувствительными к воздействиям окружающей среды, в частности влажности и диффузии газов;
- временное перекрытие и удерживание материала огнеупорных промежуточных слоев огнеупорных стеклопакетов, при этом такой материал утолщается в случае огня и попадает на края оконного стекла.
Обрамляющие защитные пластины для огнеупорных стеклопакетов, такие как использовались заявителем на практике многие годы, обычно содержат для этих целей тонкую алюминиевую фольгу, в качестве диффузионного барьера и в качестве механической защитной пленки, при этом алюминиевая фольга приклеена посредством подходящего связывающего вещества, по меньшей мере, к краям (=узким сторонам) стеклопакетов. Тонкая алюминиевая фольга может быть защищена снаружи от механических воздействий дополнительным тонким слоем (пленкой), например, на основе полиэфира или других полимеров, таких как полиуретан. Другие обрамляющие защитные пластины обходятся без металлического слоя. Обрамляющие защитные пластины могут быть заранее изготовлены и размещены на крае оконного стекла, но они также могут быть изготовлены непосредственно на крае оконного стекла, например, посредством напыления и последующего затвердевания уплотняющего, препятствующего диффузии материала. Примеры обрамляющих защитных пластин раскрываются, например, в WO 2005-070666 A1 и WO 2006-133896 A1, при этом изобретение не ограничивается на материалах, раскрытых там. Толщина обрамляющих защитных пластин, соответственно, поддерживается как можно меньшей, обычно составляя меньше миллиметра (приблизительно, 50-500 мкм).
Особо хорошая и долговременная защита огнеупорных стеклопакетов достигается, если обрамляющие защитные пластины расположены по краям крайних оконных стекол и, отчасти, на поверхностях этих оконных стекол.
В этом случае, предпочтительно, беспокоиться следует о том, чтобы обеспечить то, чтобы фланец головки закрывающего профиля, вставленного в уплотняющее соединение, был выполнен с такой шириной, что она полностью закрывает обрамляющие защитные пластины.
Если обратная сторона фланца головки выполнена с клеевым слоем и обрамляющая защитная пластина проходит по поверхностям внешних оконных стекол, фланец головки должен иметь ширину, которая является такой, что, по меньшей мере, часть ее клеевого слоя вступает в контакт с поверхностью внешних оконных стекол без обрамляющей защитной пластины, расположенной между ними, для того чтобы добиться наилучшего возможного связывающего соединения закрывающего профиля с поверхностью стекла и, таким образом, герметизации уплотняющего соединения относительно наружной части и полного закрывания обрамляющей защитной пластины.
Изобретение будет подробно описано ниже с помощью чертежей и примера варианта осуществления. На чертежах:
на фиг.1 показан общий схематичный вид иллюстративного огнеупорного остекления;
на фиг.2 показано поперечное сечение через огнеупорное остекление, в соответствии с изобретением, как обозначено на фиг.1, в области уплотняющего соединения между двумя соседними огнеупорными стеклопакетами непосредственно перед вставкой закрывающих профилей в уплотняющее соединение;
на фиг.3 показано поперечное сечение, аналогичное фиг.2, дополнительного варианта осуществления изобретения.
Фиг.1-3 являются схематичными и выполнены не в масштабе.
На фиг.1 показано иллюстративное огнеупорное остекление, которое содержит четыре огнеупорных стеклопакета 1, расположенных рядом друг с другом, при этом их вертикальные размеры (высота) гораздо больше, чем их горизонтальные размеры (ширина). Огнеупорные стеклопакеты 1 закрыты и закреплены на своих верхних и нижних краях посредством внешней рамы 2, подходящей для огнеупорных применений и имеющей стандартную конструкцию, которая не нуждается в дальнейшем описании здесь. Внешняя рама 2 также предусмотрена вдоль вертикальных внешних краев двух крайних огнеупорных стеклопакетов 1.
В центральной, обеспечивающей возможность смотреть насквозь области огнеупорного остекления расположены рядом друг с другом четыре огнеупорных стеклопакета 1 с включением трех узких, вертикальных, уплотняющих соединений без несущей конструкции по принципу внешней рамы 2, предусмотренной здесь. Подробности иллюстративных уплотнительных устройств, в соответствии с изобретением, в области уплотняющих соединений показаны на фиг.2 и 3 с помощью поперечного сечения, указанного на фиг.1, при этом одинаковые числовые обозначения используются для одинаковых элементов.
Огнеупорные стеклопакеты 1 каждый содержит множество оконных стекол 3 (пять оконных стекол 3 на фиг.2 и три оконных стекла 3 на фиг.3), а также множество промежуточных слоев 4 (четыре промежуточных слоя 4 на фиг.2 и два промежуточных слоя 4 на фиг.3), которые утолщаются в случае огня.
Оконные стекла 3 могут быть выполнены из разных стеклянных материалов, в частности из стандартного листового стекла на основе натриевого-кальциевого-силикатного стекла, а также из боросиликатного стекла, стеклокерамики или подобных материалов, известных специалисту в области огнеупорных остеклений. Отдельные или все оконные стекла 3, в зависимости от необходимости, могут быть покрашены или особо сильно пропускать свет, в частности, иметь низкое содержание оксида железа, быть выполнены с такими покрытиями, как, например, теплоотражающие покрытия, или быть выполнены со структурированной стеклянной поверхностью. В дополнение к оконным стеклам 3 и промежуточным слоям 4, которые утолщаются в случае огня, элементы из многослойного безопасного стекла, не показанные на фигурах, могут быть предусмотрены, например, с промежуточными слоями из PVB или EVA, в частности, для того, чтобы добиться соответствующей безопасности при несчастном случае, в соответствии с подходящими стандартами, устанавливающими правила техники безопасности. Огнеупорные стеклопакеты 1 могут быть также выполнены в виде блоков из изоляционного стекла с пространством между оконными стеклами, заполненным газом. Толщина оконных стекол 3 обычно составляет приблизительно 1,5-10 мм, при этом изобретение не ограничивается эти толщинами.
2
2
2
Промежуточные слои 4, которые утолщаются в случае огня, обычно содержат водосодержащее жидкое стекло с весовым отношением SiO к NaO 2,7-3,5, предпочтительно около 3,3. Они предпочтительно имеют содержание глицерина 5-15% от веса, предпочтительно 8-14% от веса. Их внутренняя влажность (содержание воды в % от веса) может быть меньше чем 28%, предпочтительно около 25%. Другие промежуточные слои 4, которые утолщаются в случае огня и которые являются подходящими в пределах объема изобретения, могут иметь другие соотношения, в частности более высокие содержания воды, включать в себя другие жидкие стекла, в частности силикаты калия или лития, иметь другие отношения SiOк жидкому стеклу или содержать дополнительные или другие добавки.
Огнеупорные стеклопакеты 1 и их изготовление объясняются и описываются в большом числе публикаций, о которых следует упомянуть, в дополнение к документам, приведенным во вступительной части описания, и только в качестве примера, DE 1900054 A1, WO 2004-014813 A2, EP 1322465 B1, EP 1274569 B1, EP 1206349 B1, EP 1044801 A2, DE 3214852 A1, DE 3231975 C2, WO 2006-114421 A1, WO 2006-092426 A1, WO 2005-115746 A1.
Края огнеупорных стеклопакетов 1 защищены механически и от воздействий окружающей среды посредством обрамляющих защитных пластин 5. Обрамляющие защитные пластины 5 на фиг.2 располагаются по краям двух крайних оконных стекол 3 и проходят в краевой области их внешних поверхностей, в то время как обрамляющие защитные пластины 5 на фиг.3 ограничиваются действительной краевой областью (= узкими сторонами огнеупорных стеклопакетов 1). Для варианта осуществления, в соответствии с фиг.2, получают пользу от, например, заранее изготовленной обрамляющей защитной пластины, использующейся многие годы заявителем, имеющей структуру: клеевой слой/алюминиевая фольга/клеевой слой/полиэфирный верхний слой с общей толщиной приблизительно 260 мкм, в то время как для обрамляющих защитных пластин на фиг.3, рассмотрение дается, например, для затвердевающего на месте материала, в соответствии с WO 2006-133896 А1. Однако изобретение не ограничивается конкретными обрамляющими защитными пластинами 5, пока последние выполняют одну или более из их вышеупомянутых функций.
Два соседних огнеупорных стеклопакета 1 каждый расположен заподлицо и с расстоянием между краями в интервале нескольких миллиметров с включением узкого уплотняющего соединения. Внутри уплотняющего соединения, более конкретно, по существу, в его центре, в качестве первого уплотняющего элемента размещена уплотняющая лента 10, выполненная из материала, который утолщается в случае огня. Такие уплотняющие ленты 10 являются известными для специалиста в области огнеупорных остеклений или других огнеупорных конструкций. Такие уплотняющие ленты доступны для приобретения на рынке, например, под торговыми марками Kerafix™ Flexpan или Kerafix™ Blähpapier (утолщающаяся бумага). Уплотняющая лента 10 имеет ширину (под прямыми углами к плоскости оконного стекла), которая значительно меньше, чем толщина огнеупорных стеклопакетов 1. Она обычно составляет приблизительно 5-15 мм, в частности приблизительно 6 мм. Общая толщина уплотняющей ленты 10, либо однослойной, либо многослойной, соответствует, в представленном случае, расстоянию между краями огнеупорных стеклопакетов 1 таким образом, что уплотняющая лента 10, по существу, полностью закрывает уплотняющее соединение.
На фиг.2, как и на фиг.3, имеется нанесенный на две свободные поверхности уплотняющей ленты 10 герметизирующий состав 11, который был размещен каплями в уплотняющем соединении, после сборки огнеупорных стеклопакетов. Герметизирующий состав 11 содержит уплотнитель, предпочтительно, выполненный из силиконового материала, затвердевающего на воздухе, который, во всех случаях, во время нанесения приклеивается к оконным стеклам 3 и уплотняющей ленте 10. По меньшей мере, эти нормально воспламеняющиеся уплотнители и, в частности, нормально воспламеняющиеся или плохо воспламеняющиеся силиконовые уплотнители, которые обычно используются для целей остекления, в принципе, являются подходящими для герметизирующего состава 11. Не является крайне необходимым, но достаточно вероятным использовать плохо воспламеняющиеся или огнезадерживающие специальные материалы для герметизирующего состава 11. Количество герметизирующего состава 11, имеющегося в уплотняющем соединении, дозируется таким образом, чтобы по-прежнему оставалось достаточное пространство для обеспечения возможности вставки закрывающему профилю 20, описанному ниже, в уплотняющее соединение, при этом герметизирующий состав 11 не выталкивается из уплотняющего соединения при нормальных условиях, что привело бы к загрязнению поверхностей оконного стекла.
После размещения герметизирующего состава 11 и, предпочтительно, до его затвердевания, закрывающий профиль 20 вставляется в уплотняющее соединение с обеих сторон огнеупорных стеклопакетов 1. Закрывающий профиль 20 приблизительно выполнен с Т-образной формой в поперечном сечении. Он включает в себя фланец 21 головки, закрывающий уплотняющее соединение и соседние краевые области огнеупорных стеклопакетов 1, а также вставляемую ножку 22, которая может быть вставлена в уплотняющее соединение. На фиг.2 показано положение закрывающего профиля 20 непосредственно до вставки в уплотняющее соединение, в то время как на фиг.3 показан закрывающий профиль 20, уже закрепленный в уплотняющем соединении.
Фланец 21 головки закрывающего профиля 20 перед вставкой, предпочтительно, имеет плоскую форму в виде арки (см. фиг.2), которая может становиться сплющенной, когда закрывающий профиль 20 проталкивается в уплотняющее соединение (см. фиг.3). Его ширина задана размерами таким образом, что, как в случае на фиг.2, она полностью перекрывает концы обрамляющих защитных пластин 5 и, дополнительно, краевую область внешних стеклянных поверхностей, расположенных рядом с ними. Для того чтобы облегчить применение закрывающего профиля 20 и защитить область уплотняющего соединения, в частности, от попадания влаги, обратная сторона фланца 21 головки, обращенная в сторону стеклопакетов, предпочтительно, предусмотрена на некоторых участках, как показано на фиг.2, с клеевым слоем 24. В качестве материала для клеевого слоя 24 могут рассматриваться все связывающие вещества с долговременной устойчивостью, которые хорошо клеятся - возможно, после предварительной обработки, например, с грунтовочным средством - к поверхности стекла и к материалу фланца 21 головки, например двухсторонние клейкие прозрачные полоски ленты на основе акрилата.
Длина вставляемой ножки 22, предпочтительно, задана размерами таким образом, что она доходит до уплотняющей ленты 10, после того как закрывающий профиль 20 протолкнулся в уплотняющее соединение, но она также может быть выполнена более маленькой, при этом длина, однако, должна быть достаточно большой для осуществления достаточно надежного крепления закрывающего профиля 20 в уплотняющем соединении. Она предпочтительно (как на фиг.2 и 3), по меньшей мере, должна иметь размер таким образом, что конец вставляемой ножки 22, когда он проталкивается в уплотняющее соединение, по меньшей мере, достигает плоскости крайних промежуточных слоев 4 соседних огнеупорных стеклопакетов 1 таким образом, что в случае огня будет иметь место зажимание вставляемой ножки 22 посредством утолщающегося материала соответствующих промежуточных слоев 4 и, таким образом, дополнительная фиксация закрывающего профиля 20 в уплотняющем соединении.
Вставляемая ножка 22, предпочтительно, выполнена с анкерными средствами 23, например с зазубринами, размещенными на краях огнеупорных стеклопакетов 1 (фиг.2), или в форме упругодеформирующихся удерживающих выступов, или с вдавленными отверстиями для герметизирующего состава 11 во вставляемой ножке 22 (не показаны), с которыми закрывающий профиль 20 может быть закреплен в уплотняющем соединении от непреднамеренного извлечения или выпадения. Когда герметизирующий состав 11 обеспечен в уплотняющем соединении, вставляемая ножка 22, предпочтительно, вдавливается в герметизирующий состав 11 таким образом, что герметизирующий состав 11 растекается вокруг анкерных средств 23 и, следовательно (после затвердевания герметизирующего состава 11), обеспечивается дополнительное закрепление закрывающего профиля 20 в уплотняющем соединении посредством принудительной блокировки и/или склеивания. В случае небольших допусков на установку, возможно обойтись без упругодеформирующихся анкерных средств 23, и может быть достаточным задать толщину упругодеформирующейся вставляемой ножке 22, по существу, имеющей форму прямоугольника в поперечном сечении, таким образом, чтобы последняя имела небольшие габаритные размеры и, при вдавливании в уплотняющее соединение, удерживалась посредством усилия зажима краев огнеупорных стеклопакетов 1, как схематично показано на фиг.3.
Это подпадает под объем изобретения, если необходимо обойтись без внедрения герметизирующего состава 11 в уплотняющее соединение, если достаточно надежное крепление закрывающего профиля 20 в уплотняющем соединении может быть достигнуто другим способом, например с помощью механического закрепления или посредством клеевого соединения с помощью связывающего вещества, наносящегося на сторону стекла или на сторону профиля, а уплотняющая лента 10 вместе с закрывающим профилем 20 закрывают уплотняющее соединение достаточно хорошо и с долговременной устойчивостью.
Закрывающий профиль 20 может быть выполнен из разнообразных упругодеформирующихся материалов, которые, однако, должны, по меньшей мере, являться нормально воспламеняющимися и, предпочтительно, плохо воспламеняющимися (DIN 4102). Закрывающие профили 20, выполненные из силиконового материала с твердостью по Шору приблизительно 60-70, были успешно проверены и испытаны на практике. Закрывающий профиль 20, в зависимости от необходимости, может быть покрашен и, таким образом, способствовать эстетическому дизайну огнеупорного остекления. Более того, фланец 21 головки может быть покрыт на своей верхней стороне, обращенной в сторону от огнеупорных стеклопакетов 1, например, цветным лаком или грязеотталкивающим покрытием.
После вставки закрывающих профилей 20 в уплотняющие соединения огнеупорного остекления и после какого-либо требуемого затвердевания герметизирующих составов 11 и каких-либо связывающих веществ, которые могут использоваться, огнеупорное остекление, в соответствии с изобретением, является подходящим в качестве надежного средства для огнеупорных целей. Желательная огнеупорная способность, например огнестойкость класса EI 30 или EI 60 соответствующих Европейских стандартов, может корректироваться с помощью применяющейся конструкции огнеупорных стеклопакетов 1 и внешней рамы 2.
На фиг.2 и особенно очевидно на фиг.3 уплотнительное устройство, содержащее соединенные посредством склеивания закрывающие профили 20, герметизирующие составы 11 и уплотняющую ленту 10, имеет, по существу, в поперечном сечении механически стабилизирующую Н-образную форму с поперечной перемычкой, проходящей через уплотняющее соединение, и с внешними перемычками, закрывающими краевые области огнеупорных стеклопакетов 1.
В случае огня (сымитированного посредством типового испытания на огнестойкость), огнеупорное остекление, в соответствии с изобретением, приблизительно ведет себя следующим образом:
После того как вспыхнул огонь, огнеупорные промежуточные слои 4 последовательно утолщаются от стороны огня в сторону, обращенную от огня, и таким образом образуют изолирующие слои, которые изолируют от теплопроводности и излучения, при этом указанные изолирующие слои защищают от огня оконные стекла 3 и промежуточные слои 4, обращенные в сторону от огня, и временно охлаждают последние с помощью испарения воды, заключенной в соответствующих промежуточных слоях 4. Оконные стекла 3 трескаются, или размягчаются, или плавятся спустя определенное время, но одновременно промежуточные слои 4 тогда уже затвердеют с достаточной устойчивостью для того, чтобы взять на себя несущую функцию оконных стекол 3.
Вспенивание промежуточных слоев 4 приводит не только к увеличению толщины огнеупорных стеклопакетов 1, но они также набухают в уплотняющих соединениях до тех пор, пока какие-нибудь оставшиеся или заново возникающие щели в уплотняющих соединениях не будут заполнены. Более того, уплотняющая лента 10, расположенная у начала в уплотняющем соединении, утолщается после того, как вспыхнул огонь, и распространяется в уплотняющем соединении. Силикатная структура образуется в уплотняющем соединении от вспенивания как уплотняющей ленты 10, так и материала промежуточных слоев 4, появляющегося в уплотняющем соединении, так что соседние огнеупорные стеклопакеты 1 полностью механически соединяются друг с другом и стабилизируются один относительно другого посредством вспененного материала.
Если края огнеупорных стеклопакетов 1 выполнены с обрамляющей защитной пластиной 5, вспененный материал промежуточных слоев 4 остается, по меньшей мере, на определенное время, закрытым обрамляющими защитными пластинами 5. Однако обрамляющие защитные пластины 5 деформируются в направлении края соседнего огнеупорного стеклопакета 1, до тех пор пока обрамляющие защитные пластины 5, изначально расположенные на расстоянии друг от друга, не войдут в контакт. Следовательно, при наличии огнезащитных пластин 5, спустя определенное время, также возникает механическое соединение огнеупорных стеклопакетов 1, изначально расположенных рядом друг с другом, с включением уплотняющего соединения, и стабилизация и герметизация огнеупорного остекления в области уплотняющего соединения.
Появление материала промежуточных слоев 4 в уплотняющем соединении имеет желательный результат того, что вставляемые ножки 22 закрывающих профилей 20, таким образом, дополнительно фиксируются в уплотняющем соединении, так что они могут покрыть и закрыть уплотняющее соединение на более долгое время. Является очевидным, что закрывающий профиль 20 на стороне, обращенной к огню, будет размягчаться, плавиться и становиться выжженным, спустя некоторое время, и раскроет уплотняющее соединение со стороны огня. Однако к тому времени уплотняющая лента 10 вспенится и материал промежуточных слоев 4 попадет в уплотняющее соединение, возможно, с разбуханием наружу от обрамляющих защитных пластин 5, таким образом, что остается присутствовать достаточная плотность уплотняющего соединения от прохождения пламени, горячих газов и дыма, несмотря на удаление закрывающего профиля 20 со стороны огня. Также здесь вспомогательным средством является закрывающий профиль 20, обращенный в сторону от огня, который защищен и закреплен посредством вспененной уплотняющий ленты 10 и материала промежуточных слоев 4 и который только размягчается намного позднее, чем закрывающий профиль 20 со стороны огня, но ни плавится, ни становится выжженным с уплотняющем соединением, которое все еще закрыто.
Пример варианта осуществления
Четыре огнеупорных стеклопакета с высотой 3 м и шириной от 70 см до 1,30 м были собраны для образования огнеупорного остекления с общей шириной приблизительно 4 м. Внешние края огнеупорных стеклопакетов дополнительно были установлены в огнеупорную внешнюю раму стандартной конструкции. Уплотняющие соединения с шириной в каждом случае приблизительно 5 мм находились между тремя вертикальными краями соседних огнеупорных стеклопакетов.
Огнеупорные стеклопакеты каждый имел следующую конструкцию:
G4/WG 1,4/G 2,6/WG 1,4/G 8/WG 1,4/G 2,6/WG 1,4/G 4.
2
2
“G” обозначает стандартное листовое оконное стекло из натриевого-кальциевого-силикатного типа стекла и “WG” - огнеупорный промежуточный слой на основе жидкого стекла (жидкое стекло на основе силиката натрия, молярное отношение SiO/NaO приблизительно 3,3, содержание воды 25% от веса, содержание глицерина приблизительно 10% от веса), в то время как цифровые данные передают толщины соответствующих слоев в мм. Общая толщина огнеупорных стеклопакетов составляла приблизительно 27 мм. Края огнеупорных стеклопакетов были обеспечены по периферии с обрамляющей защитной пластиной, содержащей алюминиевую фольгу, которая проходила приблизительно до 5 мм, на поверхности внешних стеклопакетов.
Огнеупорные стеклопакеты были выполнены таким образом, что они выдерживали испытание на удар на маятниковом копре с высоты 900 мм, в соответствии с EN 12600.
Уплотняющие ленты шириной приблизительно 6 мм и толщиной приблизительно 5 мм, из материала, который утолщается в случае огня (изготовлены из двух слоев уплотняющих лент толщиной 2,5 мм, которые утолщаются в случае огня, доступных для приобретения под торговыми марками Kerafix™ Flexpan), были закреплены, в каждом случае, по всей высоте в центре трех вертикальных уплотняющих соединений, при этом огнеупорные стеклопакеты были установлены с таким расстоянием между краями, чтобы уплотняющие ленты, по существу, закрывали уплотняющее соединение.
После сборки, герметизирующий состав из связывающего силикона на основе ацетата для стеклянных конструкций, затвердевающий на воздухе, был нанесен в виде капель на открытые поверхности уплотняющих лент посредством распыляющего картриджа (см. фиг.2).
До того как герметизирующий состав затвердел, закрывающие профили, с поперечным сечением в соответствии с фиг.2, были вставлены с обеих сторон в уплотняющие соединения таким образом, чтобы вставляемые ножки закрывающих профилей касались уплотняющих лент. Закрывающие профили были выполнены из силиконового материала с твердостью по Шору приблизительно 60. Обратная сторона фланца головки закрывающих профилей была предварительно обработана на некоторых участках с грунтовочным средством таким образом, чтобы двухсторонняя клейкая лента на основе акрилата могла быть прикреплена там посредством склеивания. Закрывающие профили были соединены с огнеупорными стеклопакетами и закреплены в уплотняющем соединении многочисленными способами:
- посредством механического крепления их вставляемых ножек у краев огнеупорных стеклопакетов с помощью анкерных средств, похожих на зазубрины,
- посредством соединения склеиванием вставляемых ножек с герметизирующим составом,
- посредством соединения склеиванием обратных сторон их фланцев головки посредством двухсторонней клейкой ленты со стеклянными поверхностями (как непосредственно, так и косвенно через посредство концов обрамляющих защитных пластин).
Огнеупорное остекление, выполненное таким образом, было испытано на огнестойкость, в соответствии с EN 1363 и 1364. Спустя 30 минут, некоторые из стеклопакетов потрескались, но огнеупорные стеклопакеты, в целом, по-прежнему исполняли свою функцию в качестве закрывающего помещение средства, и температура на стороне, обращенной от огня, в среднем, не превышала 140°С. Все уплотняющие соединения по-прежнему были закрыты вспененным материалом уплотняющих лент, вытесненным материалом промежуточных слоев, материалом обрамляющих защитных пластин и/или закрывающими профилями, обращенными в сторону от огня, таким образом, требования к остеклению EI 30 были выполнены. Температура поверхности закрывающих профилей не превышала 130°С в любой точке, по истечении 30 минут.
Во время испытания на огнестойкость, огнеупорный стеклопакет с шириной 1,3 м, свободностоящий на обоих вертикальных краях, стал явно более деформированным, как и ожидалось, чем соседний огнеупорный стеклопакет с шириной только 70 см, прикрепленный на вертикальном крае к внешней раме. Однако два соседних огнеупорных стеклопакета заклинивались друг с другом на их краях вследствие вспенивания промежуточных слоев и связанного удлинения обрамляющих защитных пластин в уплотняющем соединении и вследствие вспенивания уплотняющих лент, таким образом, было исключено появление зазора между двумя оконными стеклами, через который пламя, горячие газы или дым могли бы проникнуть. Во время всего испытания на огнестойкость, уплотняющее соединение оставалось покрытым закрывающим профилем, обращенным в сторону от огня.