DE3707255A1

DE3707255A1 - Brandschutzvorrichtung fuer kabeltrassen sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3707255A1
Application number: DE19873707255
Authority: DE
Inventors: Ralf Brueck
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH; G&H Montage GmbH
Current assignee: Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH; G&H Montage GmbH
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1988-09-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Brandschutzvorrichtung für Kabeltrassen mit Plattenelementen, die zumindest teilweise zur Bildung eines geschlossenen Kanals um die zu schützen den Kabel herum angeordnet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer brandgeschützten Kabeltrasse.

Brandschäden durch abbrennende Kabelisolierungen stellen den größten Einzelposten in Brandschadenstatistiken dar. In zunehmendem Maße wird deshalb dem Brandschutz an Elek trokabeln besondere Aufmerksamkeit entgegengebracht. Je nach der Aufgabenstellung des Brandschutzes wurden bereits Lösungen verwirklicht.

Soll beispielsweise die Umgebung vor Schäden durch bren nende Kabel geschützt werden, so kann dies durch eine Ver kleidung der Kabel erreicht werden. In DIN 4102, Teil 11, sind die Prüfrichtlinien fixiert, nach denen solche soge nannte "Installationskanäle" auf ihre brandschutztechni sche Eignung hin überprüft werden. Bei der Anbringung ei nes solchen Installationskanals wird es zugelassen, daß die in diesem Kanal befindlichen Elektrokabel auf ihrer gesamten Länge abbrennen. Die hierbei in großen Mengen entstehenden Brandgase, die sowohl toxisch wie auch kor rosiv sein können, müssen entsprechend in geeigneter Weise abgeführt werden, um große Schäden zu vermeiden. Es ist leicht einzusehen, daß derartige Kanäle leicht als "Brand verteilungsanlage" dienen können, wenn nicht sämtliche zu gehörigen Kabelschottungen hundertprozentig dicht sind und während des Brandes auch bleiben.

Es ist auch eine andere Problemstellung bekannt, bei der die Brandschutzaufgabe darin besteht, die Kabel gegen eine Brandbeanspruchung zu schützen. Hierbei müssen zwei Ziel richtungen unterschieden werden, zum einen, daß das Haupt bestreben darin besteht, die Funktion des Kabels im Brand fall zu erhalten und zum anderen, den Abbrand des Kabel mantelmaterials zu verhindern. Eine einheitliche Prüfnorm zu diesem Problemkreis existiert noch nicht. Die Frage des Funktionserhaltes von Elektrokabeln wird in DIN 4102, Teil 12, (in Vorbereitung) behandelt werden.

Zur Lösung des Brandschutzproblems, die Funktion der Kabel während des Brandes zu erhalten, sind im wesentlichen zwei Lösungen bekanntgeworden. Gemäß einer ersten Lösung wird ein sogenannter Funktionskanal montiert, d.h. es wird ein äußerer Mantel um die Kabeltrasse gebildet. Ein derartiger Funktionskanal ist jedoch nur dann wirksam, wenn der Brand außerhalb des Kanals entsteht. Eine sehr häufige Brandur sache sind aber Kurzschlüsse an den Kabeln und Elektroan schlüssen selbst. In einem solchen Fall brennt auch hier das gesamte zur Verfügung stehende Kabelmaterial ab und vergrößert noch den Schaden. Darüber hinaus ist ein soge nannter Funktionskanal aus technischen Gründen noch auf wendiger als ein entsprechender Installationskanal. Insbe sondere erfordert er bei gleichem Material und gleicher Widerstandszeit erheblich höhere Ummantelungsdicken.

In einem anderen Lösungversuch, die Funktion der Kabel bei einem Brand zu erhalten, wurden die Kabel auch bereits mit einem branddämmenden Material beschichtet. Wird eine ent sprechende Kabelbeschichtung auf die Kabel aufgebracht, so wird der Abbrand von Kabelisolierungen bei Kurzschlüssen und Entstehungsbränden weitestgehend verhindert. Sogar ge gen vollentwickelte Brände können - bei entsprechenden Be schichtungsdicken - Widerstandszeiten im Sinne des Funk tionserhaltes der Kabel von über 30 min. erreicht werden.

Über diese Zeitspanne hinaus wird zumeist erreicht, daß vorhandene Brandlasten sehr langsam abbrennen. Ein wesent licher Nachteil derartiger Kabelbeschichtungen besteht je doch in der starken Verschmutzung der Umgebung bei dem Aufbringen derartiger Beschichtungen. Weiterhin als nach teilig ist die Tatsache anzusehen, daß solche Kabelbe schichtungen, wie sie bekanntgeworden sind, nur für einen Funktionserhalt bis zu 30 min. eingesetzt werden können. Wollte man einen längeren Funktionserhalt erreichen, so müßten zu große Materialmengen für die Beschichtung ver wandt werden, was wirtschaftlich und räumlich nicht mehr tragbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Brandschutzvorrichtung sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das einen größtmöglichen Brandschutz sowohl in bezug auf eine verringerte Verschmutzung der Umgebung bei der Montage wie auch einen verlängerten Funktionserhalt der Kabel auf wirtschaftlich günstigere Weise ermöglicht.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung einer brandgeschützten Kabeltrasse, bei dem die Kabel mit Hilfe von Plattenelementen derart ummantelt werden, daß ein geschlossener Kanal um die Kabel herum gebildet wird, erreicht, das sich dadurch auszeichnet, daß die Kabel nach dem Einlegen in und vor dem Verschließen des durch die Plattenelemente gebildeten Kanals mit einem branddämmenden Material beschichtet werden. Das bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß eine ausreichende Beschichtung mit dem branddämmenden Material schon bei verhältnismäßig geringen Schichtdicken erreicht werden kann. Ein Schutz der Kabel wird trotzdem sowohl bei einer Entstehung des Brandes außerhalb des Kanals wie auch bei einer Brandentstehung im Kanal selbst erreicht. Selbst bei einer Entstehung des Brandes im Kabel selbst können wesentlich längere Widerstandszeiten erreicht werden, als sie mit den bisher bekannten direkten Kabelbeschichtungen erzielt wurden. Die Beschichtung selbst kann wesentlich einfacher und ohne Verschmutzung der Umgebung durchgeführt werden. Da praktisch lediglich eine Beschichtung von oben oberflächlich auf die Kabel aufgebracht werden muß, können die Kabel zunächst in den bereits vorbereiteten, rinnenförmig ausgebildeten Teil des Kabelkanals gelegt werden und bei dem Aufbringen der Beschichtung aus dem branddämmenden Material, was vorzugsweise durch Aufsprühen erfolgt, kann sozusagen der rinnenförmige Abschnitt des Kanals aus den Plattenelementen als eine Art nach außen hin abschirmende Behandlungskammer dienen.

Der Brandschutz kann noch verbessert werden, wenn die In nenwandung des durch die Plattenelemente gebildeten Kanals vor dem Einlegen der Kabel mit einem branddämmenden Mate rial beschichtet wird.

Wird für die Beschichtung mit dem branddämmenden Material ein Dämmschichtbildnermaterial wie etwa PYROCOLL D ver wandt, so hat sich eine Schichtdicke von etwa 600 g/m² als ausreichend erwiesen.

Für die Herstellung des die Kabel umschließenden Kanals können beispielsweise Kalziumsilicatplatten, Mineralfaserplatten mit Zementbeschichtung, Mineralfaserplatten mit anorganischen Laminaten oder mit anorganischem Stützgewebe, Gasbetonplatten mit oder ohne Zementbeschichtung oder auch Gipskartonplatten oder Gipsfaserplatten verwandt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wurden als Plat tenelemente für die Bildung des Kanals Mineralfaserplatten verwandt, die auf beiden Seiten mit Faserzement beschich tet sind und eine Gesamtstärke von 25 mm aufweisen.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.

In der einzigen Zeichnung ist ein Querschnitt durch eine Kabeltrasse gezeigt. Wie aus der Figur zu ersehen ist, ist ein rundum geschlossener Kanal 1 zu sehen, der aus vier Plattenelementen 2, 3, 4 und 5 gebildet ist. Die Platten elemente 2, 3 und 4 werden vorzugsweise bereits in der Fa brik zu der in der Figur gezeigten U-förmigen Rinne zusam mengefügt, die in diesem vormontierten Zustand an die Bau stelle transportiert wird. Durch Aufsetzen des Plattenele mentes 5 auf diese Rinne wird sodann der im Querschnitt rundum abgeschlossene Kanal oder die Umkleidung wie bei einem Installationskanal gebildet. Die Plattenelemente be stehen vorzugsweise aus besonders brandwiderstandsfähigen Materialien. Bevorzugt werden hierfür verwandt:
Kalziumsilicat-Platten,
Mineralfaserplatten mit Zementbeschichtung,
Mineralfaserplatten mit anorganischen Laminaten,
Mineralfaserplatten mit anorganischen Stütz geweben,
Gasbetonplatten, ggf. auch mit einer Zement beschichtung,
Gipskartonplatten oder
Gipsfaserplatten.

An der Baustelle wird der aus den Kabeln 6, 7, 8 und 9 bestehende Kabelstrang in die aus den Plattenelementen 2- 4 vorgefertigte Rinne gelegt. Die Kabel bestehen jeweils aus einem Leiterkern oder einer Seele 10 sowie einer Um mantelung, wie es anhand des Kabels 6 gezeigt ist.

Nach dem Einlegen der Kabel in die U-förmige Rinne werden die Kabel sodann oberflächenmäßig mit einem branddämmenden Material beschichtet, so daß sich eine verhältnismäßig gleichmäßige Schicht 15 auf der Oberseite der Kabel abla gert. Die Beschichtungsstoffe können auf Dispersionsbasis oder lösungsmittelhaltig aufgebaut sein, so daß sie leicht aufgespritzt werden können. Bei diesem Aufspritzvorgang dienen die Innenwandungen der U-förmigen Rinne als eine Art Schutzkäfig, wodurch verhindert wird, daß sich das aufgespritzte Material auch in der übrigen Umgebung abla gert. Der Beschichtungsvorgang ist damit praktisch auf die Oberfläche der Kabel beschränkt.

Nachdem die branddämmende Schicht 15 aufgebracht worden ist, wird die U-förmige Rinne durch Aufsetzen des Deckel- Plattenelementes 5 verschlossen.

Selbstverständlich können eine, zwei oder auch drei Seiten des Kanals durch bauseits bereits vorgesehene Wände gebil det werden. In diesem Fall würden nur noch drei, zwei oder ein Plattenelement zur Vervollständigung des Kanals bzw. zum vollständigen umfangsmäßigen Einschließen der Kabel benötigt.

Als branddämmendes Material, mit dem die Oberseite der Kabel beschichtet wird, können dämmschichtbildende Materialien, wie z.B. das von der G + H Montage eingesetzte PYROCOLL D,
ablativ wirkende Materialien, oder keramisierende Materialien verwandt werden.

Dämmschichtbildner sind organische Substanzen, die bei Temperaturen von ca. 200°C unter Abspaltung von Gasen eine Kohlenstoffschicht bilden und hierbei ihr Volumen vergrößern. Bestandteile sind z.B.
Polyammoniumphosphat, das sich unter Temperatur einfluß zu Phosphorsäure und Ammoniak zersetzt;
Pentaeretrit, das als Kohlenstofflieferant fungiert;
Melamin, das als Kunstharz einen Film über dem Kohlenstoffgerüst bildet, so die entstehenden Gase einschließt und zu einem Aufbläheffekt führt.

Die Freisetzung von Ammoniak (NH₃) bei Erhitzung hat den Vorteil, daß hierdurch die bei der Erhitzung von Kabelummantelungen häufig entstehenden toxischen und korrosiven Gase, wie etwa Chlorgas, neutralisiert werden können.

Ablativ wirkende Materialien sind organische Substanzen mit hohem anorganischem Bestandteil, die durch Wasserab spaltung, das etwa in Form von Kristallwasser eingelagert ist, und Wasserverdampfung energieverzehrende Schichten bilden. Zu dieser Art von Materialien zählt etwa auch das von der BASF hergestellte "PALUSOL", das sich jedoch unter Erhitzung zusätzlich noch aufbläht, so daß es auch als dämmschichtbildendes Material bezeichnet wird. Zu den ab lativ wirkenden Materialien gehören auch anorganische Be schichtungen, wie z.B. die sogenannten Brandschutzputze.

Keramisierende Materialien sind solche Stoffe, die unter Beflammung eine glasartige Oberfläche bilden.

Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel bestanden die Plattenelemente 2-5 aus einer 20 mm starken Mineral faserplatte, die beidseitig mit einer 2,5 mm starken Fa serzementschicht versehen war. Insgesamt hatten die Plat ten also eine Gesamtstärke von 25 mm. Als branddämmendes Beschichtungsmaterial wurde PYROCOLL D verwandt. Mit die sem Material wurden die Kabel nur auf der Oberseite derart besprüht, daß sich ein Überzug mit einer Schichtstärke von ca. 600 g/Km² ergab. Diese Anordnung hatte überraschender weise die Eigenschaft, daß sie eine 90minütige Feuerwider standsdauer (I 90 nach DIN 4102, Teil 11) und eine 90mi nütige Funktionserhaltszeit (nach DIN 4102, Teil 12) auf weist.

Diese bereits hervorragenden Eigenschaften können ggf. noch dadurch verbessert werden, daß der Boden oder ggf. die Innenwand der U-förmigen Rinne aus den Plattenelementen 2-4 vor dem Einlegen des Kabelstrangs mit einer Beschichtung aus PYROCOLL D versehen wird. Die Schichtdicke kann hierbei ebenfalls etwa 600 g/m² betragen. Die Beschichtung kann bereits in der Fabrik vorgenommen werden.

Zusammenfassend kann man die Vorteile der erfindungsge mäßen Brandschutzvorrichtung etwa wie folgt zusammenfas sen:

1. Ein elektrischer Kurzschluß in den Kabeln hat nur Schädigungen der Kabelummantelung auf sehr begrenztem Raum zur Folge.

2. Das Kabelmantelmaterial widersteht Entstehungsbränden.

3. Das Kabelmantelmaterial steht auch unter ungünstigsten

Bedingungen nur sehr verzögert und nach und nach als Brandlast zur Verfügung.

4. Das Entstehen toxischer und korrosiver Gase wird wei testgehend verhindert.

5. Der Funktionserhalt bei einer äußeren Beflammung der Kabeltrasse wird sicher gewährleistet. So erhöht sich etwa die Funktionserhaltdauer von 30 min., wie sie allein durch die Ummantelung mit Hilfe der Plattenele mente 2-5 erreicht wird, auf eine Funktionserhalts dauer von etwa 90 min., wenn zusätzlich die erfin dungsgemäße Beschichtung aus dem branddämmenden Mate rial verwandt wird.

6. Auch ein Schaden an der Verkleidung oder zugehörigen Einrichtungen , d.h. den den Kanal bildenden Plattenelementen, führt im Brandfall nicht dazu, daß die Kabelmäntel abbrennen.

7. Auch eine Nachinstallation von zusätzlichen Kabeln ist ohne eine Nachbeschichtung möglich, ohne daß die Wirk samkeit des Gesamtsystems nennenswert verschlechtert wird.

8. Die Gesamtkonstruktion der Brandschutzvorrichtung hat ein deutlich niedrigeres Gewicht als solche Konstruk tionen, die auch nur in Teilbereichen vergleichbare Wirkungen zeigen. Die Gewichtsersparnis liegt bei ca. 60%.

9. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich ungewollte Verschmutzungen der Umgebung aufgrund der Kabelbeschichtung vermeiden. Gleichzeitig wird dadurch eine erhebliche Materialeinsparung erreicht, da bei dem Aufbringen der Beschichtung praktisch kein Be schichtungsmaterial verlorengeht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer brandgeschützten Ka beltrasse, bei dem die Kabel mit Hilfe von Plattenelemen ten derart ummantelt werden, daß ein geschlossener Kanal um die Kabel herum gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel nach dem Einlegen in und vor dem Verschließen des durch die Plattenelemente gebildeten Kanals mit einem branddämmenden Material beschichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des durch die Plattenelemente gebildeten Kanals vor dem Einlegen der Kabel zumindest teilweise mit einem branddämmenden Material beschichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem Spritzputz material besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus gespritzten Mineral fasern besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem dämmschicht bildenden Material besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem eine keramisie rende Beschichtung bildenden Material besteht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem ablativ wirkenden Material besteht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion oder Lösung eines Dämmschichtbild nermaterials als branddämmendes Material aufgespritzt und/oder aufgestrichen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmschichtbildnermaterial aus PYROCOLL D besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmschichtbildnermaterial in einer Schichtdicke von etwa 600 g/m² aufgebracht wird.

11. Brandschutzvorrichtung für Kabeltrassen mit Platten elementen, die zumindest teilweise zur Bildung eines ge schlossenen Kanals um die zu schützenden Kabel herum an geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf das oder die in den Kanal (1) eingebrachten Kabel (6-9) vor dem Verschließen des Kanals eine Beschichtung (15) aus einem branddämmenden Material aufgebracht ist.

12. Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich des Kanals (1) mit einem branddämmen den Material beschichtet ist.

13. Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem ablativ wirken den Material besteht.

14. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem keramisierenden Material besteht.

15. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem Dämmschichtbild nermaterial besteht.

16. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente (2-5) aus Kalziumsilikatplatten oder Mineralfaserplatten mit Zementbeschichtung oder Mi neralfaserplatten mit anorganischen Laminaten oder Mine ralfaserplatten mit anorganischem Stützgewebe oder Gasbetonplatten mit oder ohne Zementbeschichtung oder Gipskartonplatten oder Gipsfaserplatten bestehen.

17. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das branddämmende Material aus einem Dämmschicht bildnermaterial besteht, das bei Erhitzung Ammoniak frei setzt.

18. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämmschichtbildnermaterial PYROCOLL D verwandt wird und daß dieses eine Beschichtungsmenge von etwa 600 g/m² aufweist.

19. Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kanal bildenden Plattenelemente (2 bis 5) aus auf beiden Seiten mit Faserzementschichten beschichteten Mineralfaserplatten mit einer Gesamtstärke von 25 mm be stehen.