DE102006003800C5

DE102006003800C5 - Stützelement für eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung

Info

Publication number: DE102006003800C5
Application number: DE102006003800.2A
Authority: DE
Inventors: Heyung Meyer; Bernd Schröter
Original assignee: Aluform System & Co KG GmbH
Current assignee: ALUFORM SYSTEM GMBH & CO. KG, DE; ALUFORM SYSTEM GMBH & CO.KG, DE
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: DE102006003800A1; DE102006003800B4

Abstract

Stützelement für eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung bei der die Außenhautplatten an einer Unterkonstruktion durch eine Vielzahl dieser Stützelemente beabstandet zueinander befestigt sind und der Raum zwischen der Unterkonstruktion und der Dachaußenhaut mit Dämmmaterial ausgefüllt ist, wobei das Dämmmaterial aus einer unteren Lage aus trittfester Dämmung und einer auf der trittfesten Dämmung aufliegenden komprimierbaren Dämmung gebildet wird, und das Stützelement aus einem die Dachaußenhautplatte tragenden Stützsteg und einem, den Stützsteg aufnehmenden, auf der trittfesten Dämmung ausgelegten Basiselement besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement aus einem in die trittfeste Dämmung (5) einbettbaren Dübel (11) gebildet wird, der aus einem Montageflansch (13) besteht, an dessen zur Dachaußenhautplatte (7) gerichteten Seite Kupplungselemente zum Verbinden des Montageflansches (13) mit dem Stützsteg (12) und an dessen anderer, zur trittfesten Dämmung (5) gerichteten Seite ein mit dem Montageflansch (13) einstückig ausgebildeter, in die Dämmung (5) formschlüssig einsetzbarer Anker (14) vorgesehen ist, wobei die Länge des Ankers (14) der Dicke der Dämmung (5) entspricht und der Anker (14) im Querschnitt kreuzförmig ausgebildet ist, wobei die den Anker (14) nach unten abschließenden Kanten (15) zur Ausbildung von Spitzen von der Außenseite zum Kreuzungsmittelpunkt hin geradlinig schräg nach oben in Richtung des Montageflansches (13) verlaufen, sowie der Dübel (11) mit Mitteln zu seiner Fixierung an der Unterkonstruktion (3) ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stützelement für eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung bei der die Aussenhautplatten an einer Unterkonstruktion durch Stützelemente befestigt sind und der Raum zwischen der Unterkonstruktion und den Aussenhautplatten mit Dämmmaterial ausgefüllt ist.
Gemäß DE 44 18 890 A1 ist eine Unterkonstruktion für zweischalige Dachsysteme bekannt, die in der Form einer Stahltrapezprofil-Unterschale ausgebildet ist. Diese Unterschale trägt eine trittfeste Wärmedämmschicht, auf welcher Aussenhautbleche über ein Stützsystem angebracht sind. Bei der vorliegenden Ausführung besteht das Stützsystem aus parallel beabstandeten U-förmigen Stützschienen, die mittels bolzenförmigen Verbindungselementen mit der Unterschale verschraubt werden, wobei die Stützschiene mit ihren Profilschenkeln in die Wärmedämmung eindringt. Die Aussenhautbleche werden auf den Stützschienen mittels Schrauben fixiert.
Der Hauptmangel dieses Dachsystems besteht darin, dass dieses System den immer höheren Anforderungen an Wärmeschutz und Energieeinsparung nicht gerecht wird, da Wärmedämmschichten mit einer Schichtdicke > 160 mm eingebaut werden müssen. Der Einsatz von trittfesten Wärmedämmschichten im Vergleich zu flexiblen Dämmstoffen, wie z. B. Steinwolledämmfilz, ist in diesen Dickebereichen zu teuer.
Eine weitere Dachkonstruktion, die der Tendenz nach einer größeren Schichtdicke der Dämmung gerecht wird, ist aus DE 20 2004 003 934 U1 bekannt.
Hier ist ein kombinierter Einsatz trittfester Dämmplatten und flexiblen Dämmmaterials dargestellt. Die hier beschriebene Dachkonstruktion ruht auf Dachbindern, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Dachkonstruktion umfasst eine Unterkonstruktion in Form einer Stahltrapez-Unterschale, die durch eine dünne Dampfsperre abgedeckt ist. Auf der Dampfsperre ist eine trittfeste Wärmedämmung ausgelegt, auf der eine Mehrzahl parallel verlaufender Stützschienen des Stützsystems verlegt sind, wobei die Stützschienen mittels Schrauben, die die Wärmedämmung und die Dampfsperre durchdringen, an der Unterschale fixiert sind. In die Stützschienen werden Stützelemente eingeschoben, die die Aussenhautplatten tragen.
Der zwischen der Dämmplatte und der Aussenhaut durch die Länge der Stützelemente definierte Raum wird durch komprimierbare Mineralfasern ausgefüllt, wodurch eine zweite Dämmschicht und insgesamt eine verbesserte Wärmedämmung erzielt wird.
Die in der beschriebenen Dachkonstruktion eingesetzte Stützkonstruktion erfordert das parallele Verlegen von Stützschienen über die gesamte Dachfläche. Die Stützelemente, die in die Stützschiene eingeschoben und beabstandet in der Stützschiene fixiert werden, benötigen somit nur einen Teilbereich der Stützschiene für die Stützfunktion, während die zwischen den beabstandeten Stützelementen liegenden Bereiche der Stützschiene keine Wirkungsbedeutung haben.
Ein Nachteil besteht demnach darin, dass die Lösung einen hohen Materialaufwand erfordert, zeitaufwändige Verlegearbeiten nach sich zieht und damit ein erheblicher Kostenfaktor verbunden ist.
Ein Nachteil besteht bei der Betrachtung des Temperaturverlaufes durch das Dachpaket. Die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außentemperatur wird maßgebend in der Wärmedämmung abgebaut. Da es sich hierbei um eine homogene Schicht mit gleich bleibendem Wärmedurchgangskoeffizienten handelt, wird diese Differenz linear abgebaut. Die Stützschienen und Stützelemente liegen auf ca. 100 mm trittfester Dämmung auf. Die Umgebungstemperatur der Wärmedämmung in diesem Bereich liegt im noch positiven Bereich. Mehr als die Hälfte der Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenschalen wird durch den hervorragenden Wärmeleiter Aluminium nach außen transportiert.
Ein weiterer Nachteil bei diesem System ist, dass die Stützschienen nicht in die trittfeste Wärmedämmung eingreifen. Es findet keine Übertragung der Schubkräfte statt, welche aufgrund von temperaturbedingten Längenänderungen und Montagefehlern aber häufig auftauchen.
Ein weiterer Nachteil besteht in der mangelnden Flexibilität des Stützsystems. Die verwendeten Aussenhautplatten weisen an ihren beiden Längsrändern Haltestege auf, die das Stützprofil des Stützelements umgreifen und durch geeignete Werkzeuge formschlüssig angedrückt werden. Im Falle der fehlerhaften Ausrichtung der Stützelemente zu den Haltestegen kommt es bei der Fixierung der Aussenhautplatten auf dem Stützsystem zu quer zum Stützelement wirkenden Kräften, die die Haltefunktion des Stützelements, insbesondere bei witterungsbedingten Belastungen der Dachkonstruktion, beeinträchtigen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein punktuell zwischen der Unterschale und der Aussenhaut der Dachkonstruktion wirkendes, wärmebrückenfreies und statisch bestimmtes Stützelement bereitzustellen, das in einer trittfesten Wärmedämmung verankert wird und als Stützelement die aufbauende komprimierbare Wärmedämmung überbrückt.
Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die dazugehörigen Unteransprüche schließen weitere Modifikationen und Variationen des Erfindungsgegenstandes in den Schutzumfang ein.
Das erfindungsgemäße Stützelement besteht aus einem die Dachaussenhautplatte tragenden Stützsteg und einem, den Stützsteg aufnehmenden und in der trittfesten Dämmung verankerten Basiselement, beides aus einem Material mit geringer Leitfähigkeit. Das Basiselement wird aus einem in die trittfeste Dämmung einbettbaren Dübel gebildet, der aus einem Montageflansch besteht, an dessen zur Dachaussenhautplatte gerichteten Seite sich Kupplungselemente zum Verbinden des Montageflansches mit dem Stützsteg befinden. An der anderen, zur trittfesten Dämmung gerichteten Seite des Montageflansches ist ein mit dem Montageflansch einstückig ausgebildeter, in die Dämmung formschlüssig einsetzbarer Anker vorgesehen. Die Länge des Ankers entspricht der Dicke der Dämmung und der Dübel ist mit Mitteln zu seiner Fixierung an der Unterkonstruktion ausgestattet ist. Der Dübel besteht aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, um die Bildung von Wärmebrücken zwischen der Unterkonstruktion und der Dachaussenhaut zu unterbinden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
1 die Ausführung einer erfindungsgemäßen Dachkonstruktion in räumlicher Darstellung, wobei Teile der Dachkonstruktion weggebrochen sind, um die Anordnung der einzelnen Elemente der Dachkonstruktion besser darzustellen,
2 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Stützelements.
In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dachkonstruktion beschrieben, die generell mit 1 bezeichnet ist. Diese Dachkonstruktion 1 wird von Bindern 2 getragen, die auf den Seitenwänden des Gebäudes in definierten Abständen ausgelegt sind.
Die Dachkonstruktion 1 errichtet sich auf einer Tragschale 3, die vorzugsweise wegen der damit verbundenen hohen Tragfähigkeit als Trapezprofil ausgebildet ist und die auf den Bindern 2 ausgelegt ist. Die Tragschale 3 ist mit einer Dampfsperre 4 bedeckt, auf der eine trittfeste Dämmung 5 ausgelegt ist.
Um den geltenden Erfordernissen bezüglich Wärmeschutz und Energieeinsparung zu genügen, ist eine entsprechende Dicke des Dämmmaterials erforderlich. Der Verwendung von ausschließlich trittfester Dämmung steht deren Gewicht und deren Kosten entgegen. Aus diesem Grund hat sich als Dämmung mit entsprechender Dicke eine Kombination aus trittfester Dämmung und komprimierbarer Dämmung, z. B. Mineralwolle bewährt.
Die komprimierbare Wärmedämmung 6 wird auf der trittfesten Dämmung 5 in entsprechender Dicke ausgelegt. Darüber befindet sich die Dachaussenhaut 7, die aus Platten gebildet wird, die untereinander durch Sicken und Falzen mit der notwendigen Festigkeit und wasserdicht verbunden werden.
Da die Dachaussenhaut 7 mit der komprimierbaren Wärmedämmung 6 nicht zu einem tragfähigen Verbund zusammengefügt werden kann, ist ein Stützsystem erforderlich, das aus einer Vielzahl von Stützelementen 10 gebildet wird, und das einen belastbaren Verbund zwischen der Tragschale 3 einerseits und der Dachaussenhaut 7 andererseits mit den dazwischen liegenden Funktionsschichten gewährleistet.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nachstehend das erfindungsgemäße Stützelement 10 näher beschrieben. Das Stützelement 10 wird aus einem Dübel 11 und einem darauf montierten Stützsteg 12 gebildet. Der Dübel 11 besteht aus einem Montageflansch 13, an dessen Unterseite sich ein im Querschnitt kreuzförmig ausgebildeter, in der Dübelachse verlaufender Anker 14 erstreckt, dessen Länge an die Dicke der trittfesten Dämmung 5 angepasst ist.
Die den Anker 14 nach unten abschliessenden Kanten 15 verlaufen von der Aussenseite zum Kreuzungsmittelpunkt hin geradlinig schräg nach oben in Richtung des Montageflansches 13. Die Kanten 15 sind darüber hinaus mit einer Abschrägung 16 versehen, um so eine Schneidkante auszubilden. Das so ausgebildete untere Ende des Ankers 14 erleichtert das Einsetzen des Dübels 11 in die trittfeste Dämmung 5.
Die seitlichen parallelen Kanten 17 des Ankers 14 sind mit Führungsbuchsen 18 versehen, deren Bohrungen 19 von der Unterseite des Ankes 14 zur Oberseite des Montageflansches 13 verlaufen.
Unter Bezugnahme auf 1 wird nachstehend die Montage der Dachkonstruktion unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stützelements 10 beschrieben.
Nachdem die Tragschale 3 auf den Bindern 2 ausgelegt ist, erfolgt das Auslegen der Dampfsperre 4, deren Funktion nicht im erfindungsgemäßen Zusammenhang steht, und auf die deshalb nicht näher eingegangen werden muss. Die Dampfsperre 4 wird mit trittfester Dämmung 5 belegt, deren Dicke entsprechend der Vorgaben durch den Wärmeschutz ausgewählt wird.
Nach dem Auslegen der trittfesten Dämmung 5 erfolgt die Montage des einzelnen Stützelemente 10, die untereinander nach einem vorgegebenen, durch die Abmessungen der zu verarbeitenden Dachaussenhautplatten 7 bestimmten Raster beabstandet angeordnet sind.
Dabei wird in einem ersten Schritt der Dübel 11 an der festgelegten Position auf die Dämmung 5 aufgesetzt und mit dem Anker 14 in die Dämmung 5 eingedrückt, bis der Montageflansch 13 mit seiner Unterseite an der Oberfläche der Dämmung 5 anliegt. Da die Länge des Ankers 13 der Dicke der Dämmung 5 entsprechend gewählt ist, sitzt der Anker 13 auf der Dampfsperre 4 auf.
Die Schrägstellung der Kanten 15 und deren Ausbildung 15 als Schneidkante erleichtert das Eindrücken des Dübels 11 in die Dämmung 5. Eine Fixierung des Dübels 11 in der Tragschale 3 erfolgt durch Blechschrauben, die über den Montageflansch 13 in die Führungsbuchsen 18 eingesetzt werden und sich durch die Dampfsperre 4 in die Tragschale 3 einschneiden.
Durch den kreuzförmigen Querschnitt des Ankers 14 ist ein lagestabiler Verbund zwischen dem Dübel 11 und der Dämmung 5 gewährleistet, der eine Verschiebung der beiden Elemente der erfindungsgemäßen Dachkonstruktion gegeneinander unterbindet.
Nachdem die Dübel 11 auf der ausgelegten Dämmung 5 in der beschriebenen Weise angeordnet sind, werden die Stützstege 12 auf den Dübeln 11 montiert, wobei eine genaue Ausrichtung des Stützkopfes 20 zum Falz 21 der Aussenhautplatten 7 notwendig ist. Die Verbindung zwischen dem Dübel 11 und dem Stützsteg 12 wird durch herkömmliche, sich ergänzende Kupplungsmittel gewährleistet, die nicht zum Erfindungsgegenstand gehören und daher keiner weitergehenden Erläuterung bedürfen.
Nach der Montage der Stützstege 12 wird auf der trittfesten Dämmung 5 die komprimierbare Dämmung 6 in einer Dicke ausgelegt, die im Wesentlichen der Höhe Stützstege 12 entspricht und aus deren Oberseite die Stützköpfe 20 der Stützstege 12 hervorstehen. Auf den Stützstegen 12 werden die Aussenhautplatten 7 ausgelegt, wobei die seitlichen Falze 21 mit den Stützköpfen 20 der Stützstege 12 in Wirkbeziehung treten und mit an sich bekannter Technik formschlüssig verbunden werden.
Die Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Stützelements 10 hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen, die sich im Wesentlichen aus dem Dübel 11 ergeben.
Der Dübel 11 besitzt durch seine formstabile Einbettung in der trittfesten Dämmung 5 ausgezeichnete Eigenschaften zur Aufnahme von auf die Dachkonstruktion wirkenden Quer- und Längskräfte.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein punktueller Einsatz von Stützelementen gewährleistet, was gegenüber dem bekannten Stand der Technik zu erheblichen Materialeinsparungen führt.
Durch die Verwendung eines Materials mit geringer Wärmeleitfähigkeit für das Stützelement wird eine wärmebrückenfreie tragfähige Verbindung zwischen der Dachaussenhaut und der Tragkonstruktion erreicht, was sich auf die Wärmedämmung der Dachkonstruktion vorteilhaft auswirkt.
Wenn auch die Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführung beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt wurde, ist es von Fachleuten so zu verstehen, dass zahlreiche Veränderungen ausgeführt werden und Äquivalente für Elemente zur Anwendung kommen, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.
Weiterhin können viele Modifikationen erfolgen, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Merkmale der Erfindung anzupassen, ohne im Wesentlichen von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle, durch die Zeichnungen dargestellte und in der Beschreibung als beste Ausführungsart der Erfindung beschriebene Ausführung beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungen einschließt, die von den nachfolgenden Patentansprüchen erfasst werden.
Bezugszeichenliste

1: Dachkonstruktion,
2: Binder,
3: Tragschale,
4: Dampfsperre,
5: Trittfeste Dämmung,
6: Komprimierbare Wärmedämmung,
7: Dachaussenhaut;
10: Stützelement,
11: Dübel,
12: Stützsteg,
13: Montageflansch,
14: Anker,
15: Untere Kante,
16: Abschrägung,
17: Seitliche Kante,
18: Führungsbuchse,
19: Bohrung;
20: Stützkopf,
21: Falz.

Claims

Stützelement für eine Dachkonstruktion in Metall-Leichtbauausführung bei der die Außenhautplatten an einer Unterkonstruktion durch eine Vielzahl dieser Stützelemente beabstandet zueinander befestigt sind und der Raum zwischen der Unterkonstruktion und der Dachaußenhaut mit Dämmmaterial ausgefüllt ist, wobei das Dämmmaterial aus einer unteren Lage aus trittfester Dämmung und einer auf der trittfesten Dämmung aufliegenden komprimierbaren Dämmung gebildet wird, und das Stützelement aus einem die Dachaußenhautplatte tragenden Stützsteg und einem, den Stützsteg aufnehmenden, auf der trittfesten Dämmung ausgelegten Basiselement besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement aus einem in die trittfeste Dämmung (5) einbettbaren Dübel (11) gebildet wird, der aus einem Montageflansch (13) besteht, an dessen zur Dachaußenhautplatte (7) gerichteten Seite Kupplungselemente zum Verbinden des Montageflansches (13) mit dem Stützsteg (12) und an dessen anderer, zur trittfesten Dämmung (5) gerichteten Seite ein mit dem Montageflansch (13) einstückig ausgebildeter, in die Dämmung (5) formschlüssig einsetzbarer Anker (14) vorgesehen ist, wobei die Länge des Ankers (14) der Dicke der Dämmung (5) entspricht und der Anker (14) im Querschnitt kreuzförmig ausgebildet ist, wobei die den Anker (14) nach unten abschließenden Kanten (15) zur Ausbildung von Spitzen von der Außenseite zum Kreuzungsmittelpunkt hin geradlinig schräg nach oben in Richtung des Montageflansches (13) verlaufen, sowie der Dübel (11) mit Mitteln zu seiner Fixierung an der Unterkonstruktion (3) ausgestattet ist.
Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (15) mit einer Abschrägung (16) zur Ausbildung einer Schneidkante versehen ist.
Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Kanten (17) des Ankers (14) als Führungsbuchsen (18) ausgebildet sind, deren Bohrungen (19) einerseits an der Unterseite des Ankers (14) enden und andererseits durch den Montageflansch (13) hindurchtreten, wobei die Fixierung des Dübels (11) auf der Unterkonstruktion (3) mittels von oben durch den Montageflansch (13) und die Bohrungen (19) geführter Blechschrauben erfolgt.
Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dübel (11) und der Stützsteg (12) zur Vermeidung von Wärmebrücken aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen.