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Die
Erfindung betrifft ein Betonkerntemperierungsmodul nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Außerdem
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Betonkerntemperierungsmoduls nach
dem Oberbegriff des Anspruches 5.
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Ein
Betonkerntemperierungsmodul (= BKT-Modul) oder eine Elementdecke
mit integriertem BKT-Modul wird beispielsweise zum Aufbau einer
im Bereich von Einfamilien-, Büro-
oder Verwaltungsgebäuden
zum Einsatz kommenden Betondecke verwendet. Verglichen mit einer
Standard-Elementdecke beinhaltet ein derartiges BKT-Modul zusätzlich eine
Verrohrung, mittels derer die Element- oder Betondecke später entweder
beheizt oder gekühlt
werden kann.
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Ein
BKT-Modul sowie dessen Herstellung sind aus der
DE 198 48 561 A1 bekannt.
Das beschriebene BKT-Modul hat eine zwischen zwei gitterförmigen Bewehrungsmatten
angeordnete Verrohrung. Aufgrund der beiden Bewehrungsmatten und eines
zusätzlichen
Abstandshalters resultiert eine relativ große Gesamthöhe von etwa 80 mm, sodass die auf
eine maximale Höhe
von etwa 70 mm ausgelegten Standard-Produktionspaletten für Elementdecken
nicht verwendet werden können.
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Ein
anderes BKT-Modul wird in der
DE 200 17 369 U1 beschrieben. Es beinhaltet
eine mäanderförmige Verrohrung
aus Rohrleitungen, deren Verlegeabstand an den Gitterabstand der
Bewehrungsmatte angepasst ist. Um alle Anwendungsfälle bedienen
zu können,
ist eine Bevorratung vieler verschiedener Bewehrungsmatten erforderlich,
wenn nicht mit über- oder unterdimensionierten
Bewehrungsmatten gearbeitet wird. Letzteres hat aber einen zu hohen
Stahlanteil bzw. eine Nachrüstung
mit zusätzlichen
Stabstählen
zur Folge.
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Weiterhin
ist mit der
DE 100
33 792 C1 eine komplette Betonplatte mit einer zwischen
zwei Bewehrungen angeordneten selbsttragenden Verrohrung offenbart.
Letztere beinhaltet sich kreuzende Rohrabschnitte, die zu einem
höheren
Gesamtaufbau führen,
sodass Standard-Produktionspaletten beim
Einsatz dieses Verrohrungs-Prinzips ungeeignet sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betonkerntemperierungsmodul
der gattungsgemäßen Art
so anzugeben, dass es sich wirtschaftlich herstellen lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Betonkerntemperierungsmodul entsprechend den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Indem als Bewehrung keine Gittermatte, sondern ein Gitter aus Einzel-Stabstählen verwendet
wird, erübrigt
sich eine wirtschaftlich unrentable Lagerhaltung vieler verschiedener
Gittermatten. Die Auslegung der Bewehrung richtet sich ausschließlich nach
den statischen Anforderungen. Im Unterschied zu einem vergleichsweise
unwirtschaftlichem BKT-Modul mit über- oder unterdimensionierten
Bewehrungsmatten enthält
das erfindungsgemäße BKT-Modul
genau die Menge an Stabstahl, die aus statischen Gründen erforderlich ist.
Die Bewehrung aus Einzel-Stabstählen
kann entweder manuell oder insbesondere auch vollautomatisch in
industriellem Maßstab
erfolgen. Letzteres ist besonders kostengünstig. Dank der Einzel-Stabstähle entfällt außerdem die
beim Einsatz von Gittermatten in den Produktionspaletten notwendige
rechenförmige
seitliche Abschalung, die in der Handhabung, insbesondere in der
Reinigung, relativ aufwendig ist. Einzel-Stabstähle können demgegenüber im Randbereich
problemlos gekröpft
und auf eine durchgehende seitliche Abschalung aufgelegt werden.
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Weiterhin
resultiert aufgrund des im Wesentlichen unmittelbaren Anliegens
der Verrohrung und des mindestens einen Gitterträgers an der Bewehrung eine
niedrige Aufbauhöhe,
sodass eine Standard-Produktionspalette zum Einsatz kommen kann. Hierbei
ist es unerheblich, dass beispielsweise wegen der sich kreuzenden
Einzel-Stabstähle
oder der zum Aufbau der Verrohrung eingesetzten Abstandselemente
an manchen Stellen kein unmittelbarer Kontakt zwischen der Verrohrung
und dem mindestens einen Gitterträger einerseits und der Bewehrung
andererseits besteht.
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Das
kreuzungsfreie und (eigen-)formstabile Rohrregister ermöglicht zum
einen eine niedrige Aufbauhöhe
und zum anderen einen Transport des vorgefertigten Rohrregisters über eine
gewisse Distanz. Letzteres ist insbesondere dann von Interesse,
wenn das Rohrregister an einem anderen Ort als der Fertigungsstätte des
BKT-Moduls vorgefertigt wird. Insbesondere kann diese Vorfertigung
auch durch einen spezialisierten Zulieferer erfolgen.
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Insgesamt
ermöglicht
das erfindungsgemäße, insbesondere
für eine
Elementdecke bestimmte BKT-Modul also eine besonders wirtschaftliche
Produktionsweise.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungsmoduls
ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen.
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Die
Varianten gemäß der Ansprüche 2 bis
4 führen
zu einer besonders hohen (Eigen-)Formstabilität des Rohrregisters.
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Weiterhin
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art
so anzugeben, dass es sich besonders wirtschaftlich durchführen lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch
5 gelöst.
In Ergänzung
zu den im Zusammenhang mit dem BKT-Modul bereits beschriebenen Vorteilen zeichnet
sich das Verfahren zusätzlich
durch die Verwendung der Mehrwegträgermatte aus. Aufgrund der Fixierung
an dieser Mehrwegträgermatte
kann das vorgefertigte Rohrregister im Prinzip über eine beliebige Entfernung
bis zum Fertigungsort des BKT-Moduls transportiert werden, ohne
dass dadurch Form und Eigenschaften des vorgefertigten Rohrregisters in
Mitleidenschaft gezogen werden. Denkbar ist ein Transport auf dem
gleichen Firmengelände,
aber auch ein Transport von einem lokalen entfernt angesiedelten
Zulieferer.
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Mittels
der Mehrwegträgermatte
lässt sich das
vorgefertigten Rohrregister leicht und insbesondere automatisiert
in seiner Endposition bezüglich der
Bewehrung platzieren. Dies gilt insbesondere für die beiden seitlichen Richtungen.
Nach Entfernen der Mehrwegträgermatte
sind allenfalls noch geringfügige
seitliche Positionskorrekturen des Rohrregisters erforderlich. Die
Verwendung der Mehrwegträgermatte
ermöglicht
eine weitgehend automatisierte Fertigung des BKT-Moduls. Vor dem
Vergießen
mit dem Beton wird die Mehrwegträgermatte
entfernt und steht zur Herstellung eines weiteren Rohrregisters
zur Verfügung.
Insgesamt zeichnet sich also auch das erfindungsgemäße Verfahren
durch eine besondere Wirtschaftlichkeit aus.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus den von Anspruch 5 abhängigen
Unteransprüchen.
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Gemäß den Varianten
nach Anspruch 6 und 7 kann das Einbringen des zumindest einen Gitterträgers und
der Verrohrung in beliebiger Reihenfolge erfolgen.
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Die
Auswahl der im jeweiligen Einzelfall günstigeren Reihenfolge kann
anhand der Vorgaben des übrigen
Herstellungsprozesses erfolgen. Beide Alternativen lassen sich mit
einem manuellen oder auch einem automatisierten Fertigungsverfahren
in Einklang bringen.
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Die
Varianten gemäß den Ansprüchen 8 und 9
führen
zu einem besonders formstabilen Rohrregister.
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Die
Maßnahme
gemäß Anspruch
10 verhindert ein Aufschwimmen des Rohrregisters während oder
nach dem Eingießen
mit Beton. Bevorzugt erfolgt die Fixierung in Umlenkbereichen, da
sich an dieser Stelle andere Sicherungsmaßnahmen, wie z. B. die im Bereich
gerader Rohrleitungen eingesetzten Abstandshalterclips, nicht ohne
Weiteres verwenden lassen.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen eines BKT-Moduls
und seiner Herstellung anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch ein noch in einer Produktionspalette befindliches
Betonkerntemperierungsmodul,
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2 eine
in dem Betonkerntemperierungsmodul gemäß 1 eingesetzte
Verrohrung,
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3 einen
zur Sicherung des Verlegeabstands der Verrohrung gemäß 2 eingesetzten Abstandshalterclip,
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4 eine
vereinfachte Draufsicht des Betonkerntemperierungsmoduls gemäß 1,
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5 einen
Längsschnitt
durch einen im Betonkerntemperierungsmodul gemäß 1 eingesetzten
Gitterträger
und
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6 eine
vorgefertigte, auf einer Mehrwegträgermatte fixierte Verrohrung.
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Einander
entsprechende Teile sind in den 1 bis 6 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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Anhand
der 1 bis 5 wird ein Ausführungsbeispiel
eines Betonkerntemperierungsmoduls (= BKT-Modul) 1 für eine Elementdecke
veranschaulicht. In 1 ist das BKT-Modul 1 in
einer Querschnittsdarstellung abgebildet. Es befindet sich noch in
einer Standard-Produktionspalette 2, die eine üblicherweise
für die
Fertigung von Elementdecken vorgesehene Tiefe von etwa 70 mm aufweist.
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Das
BKT-Modul 1 beinhaltet eine Bewehrung 3, die sich
aus Einzel-Stabstählen 4 zusammensetzt. Ein
Teil der Einzel-Stabstähle 4 bildet
eine Querbewehrung 5, der andere Teil eine Längsbewehrung 6, sodass
die Bewehrung 3 insgesamt die Gestalt eines Gitters annimmt.
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Zwischen
der inneren Bodenwand der Produktionspalette 2 und der
Bewehrung 3 befinden sich Abstandshalter 7, auf
die die Bewehrung 3 während des
Fertigungsvorgangs aufgelegt wird, und mittels derer die Bewehrung 3 vor
dem Umgießen
mit Beton in einem gewissen Abstand, der in der Regel mindestens
20 mm beträgt,
von der inneren Bodenwand der Produktionspalette 2 gehalten
wird. Bevorzugt sind die Abstandshalter 7 an der Querbewehrung 5 vorkonfektioniert.
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Auf
der den Abstandshaltern 7 abgewandten Seite der Bewehrung 3 liegen
mehrere, einen dreieckigen Querschnitt aufweisende Gitterträger 8 auf der
Querbewehrung 5 auf. Auf der gleichen Seite ist auch eine
Verrohrung 9 mit Rohrleitungen 10 und Abstandshalterclips 11 und 12 angeordnet,
wobei zwischen benachbarten Rohrleitungen 10 zur Sicherung des
Verlegeabstands die Abstandshalterclips 11 und 12 vorgesehen
sind. Die Gitterträger 8 befinden
sich im Wesentlichen in unmittelbarem Kontakt mit der Querbewehrung 5.
Die Verrohrung 9 befindet sich an mehreren Stellen in unmittelbarem
Kontakt mit der Längsbewehrung 6.
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In
die Produktionspalette 2 ist bis zu einer mittels der gestrichelten
Linie angedeuteten Höhe Beton
eingegossen, sodass sich eine Betonschicht 13 bildet. Die
Bewehrung 3 und auch die Verrohrung 9 sind praktisch
vollständig
von der Betonschicht 13 umschlossen.
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Ausnahmen
bilden die aus der Querschnittsdarstellung gemäß 1 nicht
hervorgehenden Überstände bzw.
Zuführungen
im Randbereich. Dagegen ragen die Gitterträger 8 teilweise aus
der Betonschicht 13 heraus.
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Die
Verrohrung 9 liegt, wie aus der Darstellung nach 2 ersichtlich,
in Gestalt eines doppelmäanderförmigen Rohrregisters 14 vor.
Grundsätzlich
ist aber auch eine andere Ausgestaltung, beispielsweise als Einfachmäander, möglich. Das
Rohrregister 14 ist mit einem Vorlauf 15 und einem
Rücklauf 16 versehen.
Innerhalb jedes Einzelmäanders
ist jeweils ein an einer Längsseite
angeordneter Umlenkbereich 17 mit einer 180°-Richtungsumkehr
vorgesehen. Die Einzelmäander
des für
Hin- und Rückrichtung
jeweils vorgesehenen Teils des Rohrregisters 14 haben abwechselnd
einen ein- bzw. dreifachen Verlegeabstand. Die in Hin- und Rückrichtung vorgesehenen
Einzelmäander
greifen ineinander, sodass sich zwischen den in Längsrichtung
verlaufenden Rohrleitungen 10 jeweils ein einfacher Verlegeabstand
ergibt. Dessen Einhaltung wird durch die Abstandshalterclips 11 gewährleistet,
die zwischen benachbarten Rohrleitungen 10, von denen eine
zum hinführenden
Teil und eine zum zurückführenden
Teil des Rohrregisters 14 gehört, angeordnet sind.
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Das
Rohrregister 14 ist mit einem formstabilen Rohrmaterial
aufgebaut, sodass es auch insgesamt in seiner Mäanderform eine Eigenformstabilität aufweist.
Als Rohrmaterial kommt beispielsweise ein Metall-Kunststoff-Verbundrohr
zum Einsatz. Das Rohrregister 14 kann entweder komplett
aus diesem vorteilhaften Rohrmaterial bestehen oder nur in den hinsichtlich
der Formstabilität
besonders bedeutsamen Umlenkbereichen 17. Alternativ kann
auch ein durchgehendes flexibles Rohr, beispielsweise aus Kunststoff,
verwendet werden, das mittels zusätzlich vorgesehener und insbesondere
aufgeclipster (Kunststoff-) Formelemente, beispielsweise als stabilisierende
Längsstücke oder
als 90°-
oder 180°-Bogenstücke, in
der gewünschten
Position gehalten wird.
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Die
Formstabilität
wird durch die Abstandshalterclips 11 und 12 erhöht. Gemäß 3 beinhalten
die Abstandshalterclips 11 und 12 jeweils zwei
offene Klemmringe 18 und 19, die mittels eines
den Verlegeabstand bestimmenden Verbindungsstegs 20 miteinander
verbunden sind. Der an den Öffnungen der
Klemmringe 18 und 19 angelenkte Verbindungssteg 20 ist
außermittig
angeordnet, sodass die aus 1 ersichtliche
unmittelbare Positionierung der Verrohrung 9 auf der Bewehrung 3 gewährleistet
ist.
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Aus
der vereinfachten Draufsicht gemäß 4 ist
die relative Positionierung der Verrohrung 9 und der Gitterträger 8 zueinander
zu entnehmen. Zur besseren Übersichtlichkeit
fehlen in 4 die Betonschicht 13 und
die Bewehrung 3. Das Rohrregister 14 der Verrohrung 9 ist
so um die Gitterträger 8 herum verlegt,
dass jeweils ein Gitterträger 8 in
einen Einzelmäander
des Rohrregisters 14 von dessen Öffnungsseite her eingreift
und innerhalb dieses Einzelmäanders
bis zu dessen Umlenkbereich 17 heranreicht. Wie aus den
Darstellungen gemäß 1 und 4 ersichtlich
ist, greifen die Abstandshalterclips 12 durch die Gitterträger 8 hindurch.
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In 5 ist
ein Längsschnitt
durch einen Gitterträger 8 dargestellt.
Der Gitterträger 8 verfügt über einen
oberen Längsstab 21 und
zwei untere Längsstäbe 22.
Jeder untere Längsstab 22 ist
mit dem oberen Längsstab 21 mittels
eines Zickzack-förmigen Seitenelements 23 verbunden.
Aufgrund der Zick-Zack-Form ergeben sich in den Seitenelementen 23 Zwischenräume 24,
durch die die Abstandshalterclips 12 hindurchgeführt sind.
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Im
Folgenden wird die Herstellung des BKT-Moduls 1 näher erläutert.
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Das
formstabile Rohrregister 14 wird gesondert hergestellt.
Zur Sicherung des Verlegeabstands werden auch die Abstandshalterclips 11 bereits
im Zuge dieser Vorfertigung angebracht. Das Rohrregister 14 wird
an einer aus 6 ersichtlichen Mehrwegträgermatte 25,
die beispielsweise aus Baustahl besteht, fixiert. In 6 ist
ein Rohrregister 14a, das verglichen mit dem in den 2 und 4 gezeigten Rohrregister 14 geringfügig andere
Umlenkbereiche 17a aufweist, nach seiner Fixierung auf
der Mehrwegträgermatte 25 dargestellt.
Der Gitterabstand der Mehrwegträgermatte 25 muss
nicht notwendigerweise mit dem Verlegeabstand zwischen den Rohrleitungen 10 übereinstimmen.
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Die
beispielsweise. mittels Matten- oder Kabelbindern ausgebildete Fixierung
des Rohrregisters 14a auf der Mehrwegträgermatte 25 ermöglicht einen Transport
des vorgefertigten Rohrregisters 14a zur Fertigungsstätte des
BKT-Moduls 1. Aufgrund der stabilisierenden Mehrwegträgermatte 25 ist
das Rohrregister 14a während
des Transports vor einer Beschädigung
geschützt.
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An
der Fertigungsstelle des BKT-Moduls 1 wird insbesondere
die statische Bewehrung 3 aus den Einzel-Stabstählen 4 entsprechend
den statischen Anforderungen erstellt. Dies kann manuell oder insbesondere
auch vollautomatisiert erfolgen.
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Je
nach Bedarf können
die Einzel-Stabstähle 4 auch
miteinander verschweißt
werden. Die Wahl der Stärke
der Einzel-Stabstähle 4 und
der Gitterabstände
der Bewehrung 3 erfolgt dabei ausschließlich entsprechend den statischen
Anforderungen. Das Rohrregister 14 oder 14a bleibt
hierbei unberücksichtigt,
sodass die Bewehrung 3 im Allgemeinen Gitterabstände aufweist,
die sich vom Verlegeabstand des Rohrregisters 14 oder 14a unterscheiden.
Diese Unabhängigkeit
ermöglicht
eine einfache und flexible Anpassung des BKT-Moduls 1 sowohl an die unterschiedlichsten
statischen Anforderungen als auch an die Anforderungen der Temperierung.
Insbesondere wird auch eine unwirtschaftliche Über- oder Unterdimensionierung
der Bewehrung 3 aufgrund von Anforderungen, die durch das
Rohrregister 14 oder 14a begründet sind, vermieden.
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Anschließend werden
die Gitterträger 8 auf die
Querbewehrung 5 aufgestellt. Hierbei wird der Abstand zwischen
den Gitterträgern 8 an
den Verlegeabstand des Rohrregisters 14 oder 14a angepasst. Auch
das Einbringen der Gitterträger 8 kann
entweder manuell oder vollautomatisch erfolgen.
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Die
Mehrwegträgermatte 25,
an der das Rohrregister 14a fixiert ist, wird dann mit
unten liegendem Rohrregister 14a auf die Gitterträger 8 gelegt.
Die Fixierung zwischen der Mehrwegträgermatte 25 und dem
Rohrregister 14a wird gelöst, sodass das Rohrregister 14a auf
die Bewehrung 3 herunterfällt. Aufgrund der (Eigen-)Formstabilität behält das Rohrregister 14a auch
nach dem Lösen
von der Mehrwegträgermatte 25 seine
mäanderförmige Gestalt
bei. Die Mehrwegträgermatte 25 wird
entfernt und kann für
die Fertigung und den Transport eines weiteren Rohrregisters 14 oder 14a verwendet
werden.
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Die
Abstandshalterclips 12, die durch die Zwischenräume 24 der
Gitterträger 8 hindurchgreifen,
werden anschließend
angebracht. Im Unterschied zu den Abstandshalterclips 11,
die bereits im Zuge der Vorfertigung des Rohrregisters 14 oder 14a angebracht
werden können,
erfolgt die Montage der Abstandshalterclips 12 also erst,
nachdem die Gitterträger 8 und
das Rohrregister 14 oder 14a auf der Bewehrung 3 positioniert
worden sind. Außerdem
wird das Rohrregister 14 oder 14a beispielsweise
mittels eines einfachen Rohrbinders punktuell an der Bewehrung 3 fixiert,
um ein Aufschwimmen im flüssigen Beton
zu verhindern.
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Danach
erfolgt das Vergießen
mit Beton. Nach Abschluss der Betonaushärtung ist das BKT-Modul 1 fertiggestellt.
Vorteilhaft ist, dass die komplette Bewehrung 3 mit Beton
umschlossen ist. Dadurch wird insbesondere ein hoher Korrosionsschutz
erreicht.
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Es
kann dann zu einer Baustelle transportiert und als Deckenelement
montiert werden. Auf der Baustelle wird eine auf den Gitterträgern 8 aufliegende
obere Bewehrung erstellt. Abschließend wird das gesamte Element
nochmals mit Beton vergossen. Alternativ kann das fertiggestellte
BKT-Modul 1 auch unmittelbar als Kühl-/Heizpaneel verwendet werden. Hierzu
braucht es beispielsweise nur unter eine bestehende Decke gehängt zu werden.
Außer
einem Anschluss des Verlaufs 15 und des Rücklaufs 16 sind keine
weiteren wesentlichen Arbeiten erforderlich, insbesondere kein Anbringen
einer oberen Bewehrung und kein zweites Vergießen mit Beton.
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Die
Verwendung der Mehrwegträgermatte 25 kommt
einer weitgehend automatisierten und damit besonders wirtschaftlichen
Fertigung des BKT-Moduls 1 besonders entgegen. Die statische Bewehrung 3 und
das Rohrregister 14 bzw. 14a lassen sich weitgehend
unabhängig
voneinander und insbesondere auch nur entsprechend der jeweiligen maßgeblichen
statischen bzw. thermischen Anforderungen dimensionieren und herstellen.
Eine planerische Abstimmung ist nur hinsichtlich der Positionierung
der Gitterträger 8 erforderlich.
Dieser Aufwand ist jedoch überschaubar.
Die Gitterträger 8 können unter
Berücksichtigung
von Vorgaben, die sich aufgrund des jeweils eingesetzten Rohrregisters 14 oder 14a ergeben,
dennoch vollautomatisiert auf der Bewehrung 3 platziert
werden.
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Die
Reihenfolge, in der das Rohrregister 14 oder 14a und
die Gitterträger 8 auf
der Bewehrung 3 positioniert werden, ist beliebig. Im Unterschied
zu der vorstehend beschriebenen Fertigungsabfolge ist es also auch
möglich,
zunächst
das Rohrregister 14a auf der statischen Bewehrung 3 zu
platzieren, die Mehrwegträgermatte 25 zu
entfernen, und erst danach die Gitterträger 8 einzubringen.
Auch in dieser Abfolge bleiben die Vorteile des Herstellungsverfahrens,
die im Wesentlichen auf der Verwendung einer formstabilen Verrohrung 9 und
der Mehrwegträgermatte 25 beruhen,
erhalten.