(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2010/14 EP B1 (13) T3 (51) Int. Cl. A62C2/06 E04B1/94 E06B5/16 ( ) ( ) ( ) (54) Tytuł wynalazku: Element zamknięcia ogniowego i sposób wytwarzania tego elementu (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2006/37 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 10/2010 (73) Uprawniony z patentu: HÖRMANN KG Freisen, Freisen, DE PL/EP T3 (72) Twórca (y) wynalazku: Schwarz Patrick, Neuhütten, DE (74) Pełnomocnik: Kancelaria Patentowa rzecz. pat. Kamiński Zbigniew Warszawa Al. Jerozolimskie 101/18 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 EP B1 U-3466n/10 Element zamknięcia ogniowego i sposób wytwarzania tego elementu Opis [0001] Przedmiotem wynalazku jest zamknięcie ogniowe według części przedznamiennych zastrzeżeń 1 i 7, znane z opisu patentowego DE Przedmiotem wynalazku jest również sposób wykonania takiego zamknięcia. [0002] Zamknięcia ogniowe są zdefiniowane w normie DIN 4102 część 2 oraz w odpowiednich normach europejskich. Nazwa element zamknięcia ogniowego oznacza samodzielną część, przykładowo skrzydło, ościeżnicę albo dźwigar ościeżnicy drzwi przeciwpożarowych albo skrzydło lub ościeżnicę bramy przeciwpożarowej lub ramę albo dźwigar ramy szklanej przegrody. Norma DIN 4102 zawiera wymagania dotyczące zamknięć ogniowych. Zamknięcie ogniowe powinno przez określony czas, przykładowo 30, 60 albo 90 minut zapobiegać przedostaniu się ognia na drugą stronę tego zamknięcia. W większości państw zamknięcia ogniowe wymagają uzyskania odpowiednich dopuszczeń do stosowania w budownictwie. W celu uzyskania takiego dopuszczenia wykonuje się badania ogniowe, przykładowo według normy DIN W opisie szczegółowym znajdą się odpowiednie odniesienia do tej normy. [0003] W normie DIN 18082, wydanie z sierpnia 1991, jest opisana konstrukcja drzwi, wykonanych już zgodnie z wymaganiami normy DIN Norma DIN opisuje i przedstawia płytę skrzydła stanowiącą element konstrukcji drzwi, wyposażoną w płaszcz osłaniający przestrzeń wewnętrzną i 1

3 materiał izolacyjny wypełniający tę przestrzeń, tłumiący przepływ energii cieplnej albo chłodzący płaszcz. Opisana w normie płyta skrzydła jest wyposażona w płaszcz wykonany z blachy stalowej. Dwa elementy płaszcza z blachy stalowej połączone ze sobą tworzą zamkniętą ze wszystkich stron płytę skrzydła wykonaną w postaci skrzynki. Blachy płaszcza zamykają przestrzeń wypełnioną materiałem termoizolacyjnym wykonanym z płyty z włókna mineralnego według DIN [0004] Jako materiał izolacyjny w zamknięciach ogniowych tego rodzaju stosuje się powszechnie płyty wykonane przykładowo z wełny mineralnej lub wełny szklanej. Płyty takie są dostępne na rynku i mogą być dostarczone do producenta drzwi jako elementy docięte na żądany wymiar. Płyty izolacyjne dostępne na rynku zawierają dodatkowo środek chłodzący, przeważnie wodorotlenek aluminium, wodorotlenek magnezu albo inny podobny materiał, który po podgrzaniu wydziela wilgoć. Ta odparowywana wilgoć przyczynia się w dużym stopniu do uzyskania skutecznego chłodzenia elementu zamknięcia ogniowego i powoduje, że nie jest przekraczana wymagana przez normę DIN 4102 wartość temperatury mierzonej po stronie przeciwnej do ognia, unika się również niedogodności wynikających z ogrzania do zbyt wysokiej temperatury. Ze względu na technologię produkcji drzwi, płyty z włókna mineralnego powinny wykazywać równomierną gęstość materiału izolacyjnego i chłodzącego. Jeżeli konieczne jest uzyskanie większej odporności ogniowej, dobiera się płyty o odpowiednio większej gęstości objętościowej albo większej gęstości objętościowej materiału chłodzącego, znacznie trudniejsze do wykonania, a przez to znacznie droższe. [0005] Z niemieckiego opisu patentowego DE są znane drzwi 2

4 przeciwpożarowe składające się z zewnętrznej powłoki i izolacji wypełniającej przestrzeń wewnętrzną tych drzwi. Izolacja składa się z płyt wykonanych z granulitu, ułożonych jedna nad drugą. Powód, dla którego wypełnienia składa się z wielu płyt, nie jest podany w opisie. [0006] Z opisu patentowego WO 99/58804 jest znany sposób wytwarzania drzwi przeciwpożarowych oraz drzwi wykonane za pomocą tego sposobu. Należy tutaj wspomnieć, że stosowane wcześniej wypełnienia drzwi przeciwpożarowych tego rodzaju, zwłaszcza na bazie włókien szklanych, nie są wystarczająco elastyczne, aby uzyskać miejscowe zwiększenie funkcji ognioodporności. Jako rozwiązanie zaproponowano naniesienie na blaszaną powłokę drzwi przeciwpożarowych zawiesiny silikatowej zawierającej utwardzacz, na której umieszcza się wełnę mineralną. Następnie odczekuje się, aż zawiesina stwardnieje. W celu spełnienia wymagania podwyższonej odporności ogniowej, zmienia się w zależności od potrzeb ilość nakładanej zawiesiny silikatowej. [0007] Z niemieckiego opisu patentowego DE U1 są znane drzwi przeciwogniowe wyposażone w blaszane powłoki tworzące płaszcz wypełniony materiałem izolacyjnym wykonanym na bazie włókien mineralnych. W celu skutecznego ustabilizowania położenia materiału wypełniającego względem blaszanej powłoki zaproponowano, aby w poszczególnych obszarach powierzchni główny kierunek ustawienia włókien był skierowany nie jak zwykle, równolegle do płaszczyzny skrzydła, ale w kierunku grubości. Ustawienie włókien w kierunku prostopadłym do płaszczyzny skrzydła zwiększa stabilność położenia wełny mineralnej, usztywniając jednocześnie blachy powłoki. Okazało się jednak, że wypełnienie materiałem z włóknami 3

5 ustawionymi w kierunku grubości jest bardziej skomplikowane i kosztowne w produkcji, zmniejsza się również oporność przewodzenia ciepła. Z tego powodu wypełnienia tego rodzaju stosuje się tylko w niektórych obszarach, zaś w pozostałym obszarze, zwłaszcza przy krawędzi drzwi, stosuje się izolację, której włókna są ułożone równolegle do płaszczyzny skrzydła. [0008] Z niemieckiego opisu patentowego DE są znane drzwi przeciwpożarowe wyposażone w wypełnienie wykonane na bazie włókien mineralnych. Wypełnienie to jest umieszczone w pewnym odstępie od krawędzi skrzydła drzwi. Pozostałą szczelinę między krawędzią skrzydła i wypełnieniem uzupełnia się granulatem skał węglanowych tworząc strefę ogniochronną. Dzięki temu rozwiązaniu obszar przy krawędzi skrzydła charakteryzuje się podwyższoną odpornością ogniową. Jednak podczas produkcji drzwi konieczne jest wprowadzenie granulatu i utwardzenie tego granulatu środkiem wiążącym. [0009] Z wspomnianego już opisu patentowego DE A1 jest znany element zamknięcia ogniowego, zwłaszcza drzwi przeciwpożarowych, w którym dwie powłoki tworzą płaszcz otaczający przestrzeń wewnętrzną wypełnioną płytą gipsową. Obszary przy krawędziach skrzydła lewej, prawej, górnej i dolnej są obszarami o wymaganej zwiększonej odporności na wysoką temperaturę, zaś obszar środkowy jest wypełniony płytą gipsową o mniejszej odporności na temperaturę. Stwierdzono, ze przy krawędziach wewnętrznej przestrzeni, ze względu na metalowy płaszcz przewodnictwo cieplne jest większe, co wymaga zwiększenia odporności tego obszaru na ogień. [0010] Z opisu patentowego DE A1 znany jest również element zamknięcia ogniowego o właściwościach przedstawionych w części przedznamiennej zastrzeżeń 1 i 7. 4

6 [0011] Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji zamknięcia ogniowego według części przedznamiennej zastrzeżenia 1, w której przy zachowaniu, a nawet zwiększeniu odporności ogniowej, uzyska się zmniejszenie kosztów wytwarzania i zwiększy przyjazność procesu produkcji dla środowiska naturalnego. [0012] Cel wynalazku zrealizowano w zamknięciu ogniowym według zastrzeżenia 1 oraz w sposobie według zastrzeżenia 7. [0013] Korzystne rozwiązania konstrukcji według wynalazku są przedstawione w kolejnych zastrzeżeniach zależnych. [0014] W rozwiązaniu według wynalazku zaproponowano optymalne rozmieszczenie izolacji wykonanej z korzystnie z włókna mineralnego albo szklanego. Podstawą rozwiązania jest wiedza, że rozkład temperatury podczas pożaru albo podczas badań symulujących warunki pożaru nie jest jednolity. Temperatura, jaką przyjmuje się ogólnie dobierając element zamknięcia ogniowego, jest wyższa, niż rzeczywista temperatura narażająca dolny obszar tego elementu. W rozwiązaniu według wynalazku poszczególne obszary elementu zamknięcia ogniowego są wyposażone w zależności od temperatury narażania, której wartość zmienia się z wysokością. Jak zauważono, najbardziej obciążone termicznie są górne narożniki. Odpowiednio ten sam element zamknięcia ogniowego jest wyposażony w izolacje wykonane z różnych materiałów, których właściwości izolacyjne dobiera się w zależności od położenia w kierunku wysokości. Obszary, w których podczas badań ogniowych stwierdzono wyższą temperaturę narażenia, są wypełnione izolacją droższą produkcji, obszary mniej obciążone są wypełnione izolacją tańszą. Dzięki takiemu rozwiązaniu w procesie produkcji oszczędza się zauważalne 5

7 ilości materiału izolacyjnego i chłodzącego bez zmniejszania odporności ogniowej całego elementu. Można także przy mniejszym nakładzie kosztów uzyskać element zamknięcia ogniowego o większej odporności ogniowej. Ponieważ wełna mineralna jest szkodliwa dla zdrowia, jej zaoszczędzenie jest korzystne również ze względu na ochronę środowiska naturalnego. [0015] Zróżnicowanie materiałów izolacyjnych i zawartości środków chłodzących oraz pozostałych właściwości materiału izolacyjnego w zależności od obszaru elementu zamknięcia ogniowego można uzyskać w różny sposób. Możliwe jest rozwiązanie, w którym materiał izolacyjny już na etapie produkcji będzie wyposażony w zróżnicowane właściwości zależne od obszaru, w którym będzie umieszczony. Jednak prostsze jest rozwiązanie według wynalazku, w którym z dostępnych na rynku materiałów wykonuje się segmenty rozmieszczanie następnie w zależności od obciążenia ogniowego. Materiał izolacyjny dopasowuje się w takim przypadku na zasadzie docinania na wymiar odpowiednich elementów. Poszczególne segmenty układane w różnych miejscach są wykonane z materiałów izolacyjnych o jednorodnych właściwościach, przykładowo przygotowanych w postaci pasów, jednak właściwości poszczególnych segmentów są różne. Przykładowo górny obszar skrzydła albo podobnego elementu zamknięcia ogniowego jest wyposażony w pas z maty szklanej albo z włókna mineralnego o dużej odporności ogniowej, w obszarze środkowym graniczącym z najwyżej położonym pasem umieszcza się drugi pas z maty z włókien szklanych albo mineralnych o niższej odporności ogniowej, wreszcie w trzecim, dolnym obszarze, umieszcza się bez pozostawiania szczelin ani luzów trzeci pas, graniczący z pasem drugim i wykonany z maty z włókna szklanego albo mineralnego o najniższej 6

8 odporności ogniowej. [0016] Rozwiązanie według wynalazku jest przeznaczone zwłaszcza do skrzydeł drzwi o konstrukcji skrzynkowej według DIN 18082, przy czym może, ale nie musi spełniać pozostałe wymagania tej normy (za wyjątkiem jednorodnych właściwości izolacyjnych). Wynalazek może być stosowany również w innych elementach zamknięć ogniowych, takich jak ramy do przeszklonych ścianek ognioodpornych, czy skrzydła i ościeżnice do drzwi i bram. [0017] Rozwiązanie według wynalazku może być stosowane również w drzwiach przymykowych prawych lub lewych otwieranych na zawiasach o pionowej osi obrotu do kąta 180. W takim przypadku przy dolnej i górnej krawędzi umieszcza się materiał izolacyjny o odporności ogniowej większej, niż materiał izolacyjny w środkowej części skrzydła. [0018] Przykładowe rozwiązanie według wynalazku jest przedstawione w dalszej części opisu na podstawie załączonego rysunku, na którym: Fig.1 przedstawia zamknięcie ogniowe w postaci drzwi skrzynkowych wyposażonych w płaszcz wykonany z blachy, w widoku z przodu; Fig.2 drzwi według fig.1 w przekroju wzdłuż linii II-II; Fig.3 materiał izolacyjny umieszczony w przestrzeni wewnętrznej skrzydła drzwi, w widoku z przodu; oraz Fig.4 inny element zamknięcia ogniowego w postaci skrzydła ramowego z wypełnieniem szklanym, na którym są zaznaczone granice między elementami izolacji wewnętrznej wykonanymi z materiałów o różnych właściwościach. [0019] Fig.1 przedstawia drzwi 1 tworzące zamknięcie ogniowe, wyposażone w ościeżnicę 2, w której jest osadzone obrotowo skrzydło 3. 7

9 [0020] W przekroju przez drzwi 1 przedstawionym na fig.2 skrzydło 2 jest wykonane w postaci stalowej skrzynki 4, na której jest osadzona blaszana pokrywa 5 zamykająca przestrzeń wewnętrzną 6 wypełnioną izolacją 7. Sama izolacja 7 jest przedstawiona w widoku na fig.3. [0021] W rozwiązaniu przedstawionym na fig.2 i 3 izolacja 7 dzieli się na trzy obszary 8, 9 i 10 o różnych właściwościach izolujących i chłodzących, rozmieszczone wzdłuż wysokości h. Górny obszar 8, dobierany odpowiednio do przeznaczenia drzwi, musi być odporny na temperatury wyższe niż obszar środkowy 9, który z kolei musi charakteryzować się większą odpornością ogniową niż obszar dolny 10. Obszary 8, 9 10 są w opisywanym przypadku wykonane jako maty z różnych rodzajów włókna szklanego albo mineralnego. Dolny obszar 10 tworzy pas 13 o najmniejszej gęstości objętościowej ρ, przykładowo wynoszącej ρ 13 =290 kg/m 3 +/- 20 kg/m 3 i najmniejszej zawartości wodorotlenku aluminium albo magnezu. Obszar środkowy 9 tworzy pas 12 o średniej gęstości objętościowej ρ, przykładowo wynoszącej ρ 12 =340 kg/m 3 +/- 20 kg/m 3 i średniej zawartości wodorotlenku aluminium albo magnezu. Obszar górny 8 tworzy pas 11 o największej gęstości objętościowej ρ, przykładowo wynoszącej ρ 11 =390 kg/m 3 +/- 20 kg/m 3 i największej zawartości wodorotlenku aluminium albo magnezu. Ogólnie przyjmuje się, że gęstość materiału i zawartość środka chłodzącego wydzielającego wilgoci pod wpływem temperatury są funkcją wysokości h i korzystnie zwiększają się wraz z tą wysokością. [0022] Zamiast podziału na trzy części przedstawionego na fig.1-3, izolacja może być podzielona na większa ilość obszarów, tak jak jest to przykładowo pokazane na fig.4. Fig.4 przedstawia element zamknięcia przeciwpożarowego 8

10 wykonanego w postaci skrzydła ramowego 20 z wypełnieniem szklanym składającego się z ramy 21 i osadzonego w tej ramie szkła przeciwpożarowego 22. Wykonana z metalu rama 22 jest wypełniona izolacją 7. Izolacja 7 dzieli się na pięć warstw umieszczonych jedna nad drugą, przy czym gęstości warstw materiału izolacyjnego oraz ilości środka chłodzącego zwiększają się w kierunku do góry. [0023] Skrzydło 3 według fig.1 wytwarza się w procesie składającym się z następujących etapów: najpierw przygotowuje się skrzynkę 4 tworzącą pierwszą część płaszcza zamykającego przestrzeń wewnętrzną 6, przy czym przykładowo kształtuje się na zimno arkusz stalowej blachy. W utworzonej przez odpowiednie wygięcia blachy przestrzeni wewnętrznej skrzynki 4 umieszcza się izolację 7. W tym celu przycina się trzy pasy 11, 12, 13 wykonane z różnych rodzajów maty z włókna mineralnego o różnych opornościach ogniowych, które następnie układa się na styk w przestrzeni wewnętrznej 6. Tak przygotowaną skrzynkę 4 zamyka się wcześniej przygotowaną pokrywą 5, zwłaszcza za pomocą spawania. [0024] W opisie rysunku jest przedstawiony element zamknięcia ogniowego (3, 2, 20) wyposażony w płaszcz składający się z elementów (4, 5) zamykający wewnętrzną przestrzeń (6) wypełnioną izolacją (7) tłumiącą przepływ ciepła albo chłodzącą płaszcz (4, 5) w przypadku pożaru. W celu obniżenia kosztów wytwarzania elementu zamknięcia ogniowego (3,2,20) i uzyskania procesu produkcji bardziej przyjaznego dla środowiska bez zmniejszania odporności ogniowej zaproponowano, aby izolację (7) wykonać z różnych rodzajów materiału dopasowanych różnej temperatury narażenia do zmieniającej się wzdłuż wysokości (h) i szerokości (b) zamknięcia ogniowego (1). Dzięki 9

11 takiemu rozwiązaniu uzyskuje się zmniejszenie kosztów produkcji zamknięcia ogniowego (3,2,20). Wykaz oznaczeń: [0025] 1 drzwi 2 ościeżnica 3 skrzydło 4 skrzynka 5 pokrywa skrzynki 6 przestrzeń wewnętrzna skrzynki 7 izolacja 8 górny obszar 9 średni obszar 10 dolny obszar 11 segment albo pas wykonany z maty z wełny mineralnej pierwszego rodzaju 12 segment albo pas wykonany z maty z wełny mineralnej drugiego rodzaju 13 segment albo pas wykonany z maty z wełny mineralnej trzeciego rodzaju 20 skrzydło ramowe z wypełnieniem szklanym 21 rama skrzydła 22 szkło przeciwpożarowe obszary wykonane z różnych materiałów izolacyjnych h b d wysokość szerokość grubość 10

12 Zastrzeżenia patentowe 1. Element zamknięcia ogniowego (3,2,20) składający się z przestrzeni wewnętrznej (6) zamkniętej płaszczem wyposażonym w skrzynkę i pokrywę (4,5) i z izolacji (7) tłumiącej przepływ ciepła i chłodzącej płaszcz (4,5) w przypadku pożaru, umieszczonej w przestrzeni wewnętrznej (6), przy czym izolacja (7) jest wykonana z różnych rodzajów materiału dopasowanych do różnej temperatury narażenia zmieniającej się wzdłuż wysokości (h) elementu zamknięcia ogniowego (3,2,20), znamienny tym, że w kierunku szerokości (b) elementu zamknięcia ogniowego (3,2,20) izolacja (7) tworzy segmenty (11,12,13) umieszczone jeden nad drugim w przestrzeni wewnętrznej (6), wykonane z mat z włókna szklanego albo mineralnego o różnych właściwościach. 2. Element zamknięcia ogniowego według zastrz.1 znamienny tym, że tłumienie przepływu ciepła i skuteczność chłodzenia dla materiału izolacji (7) umieszczonego w górnym obszarze (8) dobranym odpowiednio do zakresu stosowania elementu zamknięcia ogniowego jest wyższa niż w obszarze średnim (9) oraz w dolnym (10). 3. Element zamknięcia ogniowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń znamienny tym, że gęstości poszczególnych segmentów (11, 12, 13) są różne, przez co gęstość (ρ, ρ 11 ρ 12 ρ 13 ) izolacji (7) jest zmienna wzdłuż wysokości (h) przestrzeni wewnętrznej (6). 4. Element zamknięcia ogniowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń znamienny tym, że poszczególne segmenty (11, 12, 13) 11

13 zawierają różne ilości środka chłodzącego, przez co zawartość środka chłodzącego, zwłaszcza wydzielającego wilgoć przy wzroście temperatury, zmienia się z wysokością. 5. Element zamknięcia ogniowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń znamienny tym, że skrzydło (3,20) drzwi przeciwpożarowych (1) jest wyposażone w płaszcz (4,5) wykonany z blachy metalowej. 6. Element zamknięcia ogniowego według jednego z poprzednich zastrzeżeń znamienny tym, że izolacja (7) składa się z pasów (11,12,13) wykonanych z płyt z wełny szklanej albo mineralnej o różnych gęstościach objętościowych i różnych zawartościach środka chłodzącego, przy czym pasy (11,12,13) są rozmieszczone przestrzeni wewnętrznej (6) jeden nad drugim. 7. Sposób wytwarzania elementu zamknięcia ogniowego (3,2,20) według jednego z poprzednich zastrzeżeń składający się z etapów: a) przygotowanie skrzynki (4) płaszcza, b) umieszczenie izolacji (7) w pierwszej części (4) płaszcza, c) zamknięcie izolacji (7) za pomocą połączenia drugiej części (5) płaszcza z pierwszą częścią (4) tego płaszcza znamienny tym, że w kroku b): b1a) przygotowuje się określoną ilość segmentów (11,12,13) wykonanych z różnych rodzajów maty z włókna szklanego albo mineralnego; b2a) rozmieszcza się poszczególne segmenty (11,12,13) w różnych miejscach w zależności od temperatury narażenia, przy czym w górnym obszarze elementu zamknięcia ogniowego (3,2,20) umieszcza się 12

14 segment (11) wykonany z maty z włókna szklanego albo mineralnego o najwyższym współczynniku izolacyjności cieplnej, w dolnym obszarze umieszcza się segment (13) wykonany z maty z włókna szklanego albo mineralnego o niższym współczynniku izolacyjności cieplnej, przy czym segmenty (11,12,13) umieszczone w przestrzeni wewnętrznej (6) stykają się ze sobą. 13

15 EP B1 8

16 EP B1 9

17 EP B1 10

18 EP B1 11