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Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung,
bestehend aus Bauelementen zur Wärmedämmung unterschiedlicher
Abmessungen, wobei die Bauelemente zur Wärmedämmung zwischen
zwei Bauteilen, insbesondere zwischen einem getragenen Bauteil und
einem tragenden Bauteil, eingebaut werden und jeweils aus einem
dazwischen anzuordnenden thermisch isolierenden Körper mit
zumindest integrierbaren Querkraft übertragenden Bewehrungselementen
bestehen, die den thermisch isolierenden Körper geneigt
durchqueren, seitlich vorstehen und jeweils an beide Bauteile anschließbar
sind.
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Stand der Technik
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Bauelementsysteme
zur Wärmedämmung sind im einschlägigen
Stand der Technik in vielen verschiedenen Ausführungen
bekannt. Mit ihnen werden zwei Bauteile wärmetechnisch
voneinander entkoppelt, um die Wärme- bzw. Kältebrücke
in diesem Bereich zu reduzieren, aber auch gleichzeitig statisch miteinander
verbunden. Dieses statische Verbinden erfolgt über Bewehrungselemente,
die sich durch einen thermisch isolierenden Körper, allgemein
Dämmstoffkörper, erstrecken und in die angrenzenden
Bauteile einbinden. Die Bewehrungselemente übertragen dabei
die durch das getragene Bauteil auftretenden Belastungen auf das
tragende Bauteil.
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Ein
wesentliches Einsatzgebiet solcher Bauelemente zur Wärmedämmung
besteht beispielsweise bei auskragenden Außenbauteilen,
insbesondere Balkonen, die gegenüber einer wärmegedämmten Gebäudeaußenwand
vorstehen und über die Bewehrungselemente an der sich im
thermisch isolierenden Gebäudeinneren befindenden Deckenplatte
unter Zwischenfügung eines Bauelementes zur Wärmedämmung
angeschlossen sind. Jedoch weisen alle bekannten Ausführungsformen
eines Bauelementes zur Wärmedämmung nur einen
unzureichenden Wärmeschutz auf, der häufig nur
knapp dem Mindestwärmeschutz entspricht und damit lediglich Bauschäden
vorbeugen soll. Dies ist unter anderem auf die geringen Dämmdicken,
daher eine geringe Dicke des thermisch isolierenden Körpers,
der Bauelemente zur Wärmedämmung zurückzuführen,
da es aufgrund dessen nicht möglich ist die Dammdicke der Bauelemente
zur Wärmedämmung auf die heutzutage typischen
Dicken der Dämmung der Gebäudeaußenwand
abzustimmen, weshalb die Bauelemente zur Wärmedämmung
an sich selbst im eingebauten Zustand Wärme- bzw. Kältebrücken
bilden, welche gerade durch die Verwendung der Bauelemente zur Wärmedämmung
im Einsatzbereich auf ein Minimum reduziert werden sollte. Es erfolgt
daher keine ausreichende thermische Trennung zwischen den Außen- und
Innenbauteilen bzw. zwischen den getragenen und den tragenden Bauteilen.
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Die
geringen Dämmdicken der aus dem Stand der Technik bekannten
Bauelementsysteme zur Wärmedämmung sind darauf
zurückzuführen, dass einerseits der Neigungswinkel
der Querkraft übertragenden Bewehrungselemente, allgemein
als Querkraftstäbe bezeichnet, auf die geringste Dicke, daher
die Mindestdicke, des thermisch isolierenden Körpers, welche
lediglich den Mindestwärmeschutz sicherstellt, und die
geringste Höhe des angeschlossenen Bauteils ausgerichtet
ist und andererseits der Neigungswinkel der Querkraftstäbe
bei gleich bleibender Höhe und mit zunehmender Dicke des
thermisch isolierenden Körpers sich nicht verändert.
Um dennoch mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
die Querkraftstäbe sicher in den angrenzenden Bauteilen
verankern zu können, weist dieser daher Ausnehmungen im
Bereich der Querkraftstäbe auf, in die beim Einbau des
Bauelementes zur Wärmedämmung der Beton fließt.
Diese Ausnehmungen sind notwendig, um den Übergangsbogen zwischen
dem in der Vertikalen geneigten Abschnitt des Querkraftstabes und
dem in den angrenzenden Bauteilen verankerten Abschnitt des Querkraftstabes im
Beton der angrenzenden Bauteile abzustützen. Die Ausnehmungen
sind in ihren Abmessungen jedoch nur begrenzt ausführbar,
weshalb die aus dem Stand der Technik bekannten Bauelemente zur
Wärmedämmung, deren Querkraftstäbe bevorzugt
einen Neigungswinkel von 45° aufweisen, lediglich eine Dammdicke
von bis zu 12 cm ermöglichen. Im Gegensatz dazu betragen
bei Niedrigstenergiehäusern die typischen Dicken der Dämmung
der Gebäudeaußenwand bis zu 30 cm. Aufgrund der
geringen Abmessungen des thermisch isolierenden Körpers
bilden die aus dem Stand der Technik bekannten Bauelemente zur Wärmedämmung
daher im eingebauten Zustand eine Wärmebrücke.
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Ferner
ist aus der
DE
10 2005 039 025 A1 ein Bauelement zur Wärmedämmung
bekannt, welches zur Reduzierung der Wärmebrückenwirkung etwa
20 cm dick ausgeführt ist, wobei das Bauelement auf der
Seite des tragenden Bauteils erhebliche Aussparungen für
die Querkraftstäbe aufweist, welche sich bis zur Oberseite
des thermisch isolierenden Körpers erstrecken. Durch die
großen Aussparungen kann einerseits der Neigungswinkel
der Querkraftstäbe von 45° beibehalten werden
und andererseits wird das einwandfreie Befüllen der Aussparungen
mit Ortbeton gewährleistet. Diese Aussparungen bilden jedoch
selbst wieder erhebliche Wärme- bzw. Kältebrücken
in dem Bauelement zur Wärmedämmung, so dass sich
lediglich ein Bauelement zur Wärmedämmung ergibt,
welches geringfügig verbesserte Wärmedämmeigenschaften
aufweist.
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Da
Wärmebrücken in der Energiebilanz eines Bauwerks,
speziell bei Niedrigstenergiehäusern, erfasst werden, müssen
die dadurch entstehenden Energieverluste durch Mehrdämmung
anderer Bauwerksteile kompensiert werden. Der dadurch entstehende
Mehraufwand erhöht die Baukosten und verschlechtert die
Wirtschaftlichkeit des Bauwerks, weshalb gerade beim Bau von Niedrigstenergiehäusern, insbesondere
Passivhäusern, welche sehr hohe Dämmdicken der
Gebäudeaußenwanddämmung aufweisen, Bauelemente
zur Wärmedämmung fast keine Anwendung finden.
Zudem resultieren aus der unzureichenden thermischen Trennung erhöhte
Energieverluste, was zum einen erhöhte Heizkosten und zum
anderen einen erhöhten klimaschädigenden Kohlendioxidausstoß zur
Folge hat.
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Aufgabe der Erfindung
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Hiervon
ausgehend liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung vorzuschlagen, dessen
Bauelemente zur Wärmedämmung optimal auf die heutzutage
typischen Dicken der Gebäudedämmung abstimmbar
sind und die sich durch sehr gute Wärmedämmeigenschaften
auszeichnen, so dass sich das Bauelementsystem für verschiedenste Anwendungen,
insbesondere für den Einsatz bei Passivhäusern,
eignet. Trotz dessen soll die Anzahl der einzelnen Bestandteile
des Bauelementsystems gering gehalten werden, um so eine wirtschaftliche Herstellung
des Bauelementsystems zu gewährleisten.
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Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Darstellung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Bauelementsystem zur Wärmedämmung
kommt beispielsweise zum Einsatz, um ein Bauteil aus Stahlbeton
oder eine Holz- oder Stahlbaukonstruktion an ein Bauteil aus Stahlbeton
anzuschließen. Im nachfolgenden wird ein Bauelementsystem
zur Wärmedämmung beschrieben, welches dazu eingesetzt
wird, um zwei zu betonierende Bauteile, daher zwei Bauteile aus
Stahlbeton, insbesondere eine Balkonplatte an eine Deckenplatte,
miteinander zu verbinden.
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Das
erfindungsgemäße Bauelementsystem zur Wärmedämmung
besteht aus Bauelementen zur Wärmedämmung, die
unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Das jeweilige Bauelement
zur Wärmedämmung verbindet zwei Bauteile miteinander und
besteht im Wesentlichen aus einem thermisch isolierenden Körper
sowie aus Bewehrungselementen, welche die auftretenden Belastungen,
insbesondere Zug-, Druck- oder Querkräfte sowie eine Kombination
dieser Belastungen, die durch das getragene Bauteil verursacht werden,
auf das tragende Bauteil übertragen. Die Belastungen sowie
die für die Übertragung der Belastungen notwendigen
Bewehrungselemente variieren dabei je nach Ausführungsform des
getragenen Bauteils. Während die Bewehrungselemente beispielsweise
bei einem getragenen Bauteil, dass keiner weiteren Abstützung
bedarf, Zug-, Druck- und Querkräfte übertragen,
so sind es bei einem getragen Bauteil, dass zusätzlich
an seinem Ende abgestützt wird, lediglich die Druck- und
Querkräfte, die durch die Bewehrungselemente übertragen
werden müssen, so dass bei Letzterem auf Zugkraft übertragende
Bewehrungselemente verzichtet werden kann. Die Belastungskomponente
Querkraft wird dabei durch die in das Bauelement zur Wärmedämmung
integrierten Querkraft übertragenden Bewehrungselemente,
allgemein als Querkraftstäbe bezeichnet, übertragen.
Die Querkraftstäbe sind im eingebauten Zustand an den angrenzenden
Bauteilen angeschlossen und stehen mit deren integrierter Bewehrung
in Wirkverbindung. Der Neigungswinkel der Querkraftstäbe
richtet sich dabei nach den Anschlusspunkten mit der in den angrenzenden
Bauteilen integrierten Bewehrung sowie der Dicke und der Höhe
des zwischen den beiden Bauteilen eingebauten thermisch isolierenden
Körpers des Bauelementes, wobei sich die Höhe
des thermisch isolierenden Körpers wiederum nach der Höhe
eines der angrenzenden Bauteile richtet. Um eine optimale Abstimmung
der Querkraftstäbe zu erreichen, ist es notwendig, dass
sich der Neigungswinkel der Querkraftstäbe bei gleich bleibender
Höhe und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden
Körpers verkleinert. Der Neigungswinkel variiert dabei
vorzugsweise zwischen 15° und 60°, insbesondere
kleiner gleich 45°.
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Um
Wärmebrücken im Anschlussbereich von Bauelementen
zur Wärmedämmung auf ein Mindestmaß zu
reduzieren, ist es notwendig, dass der thermisch isolierenden Körper
des jeweiligen Bauelementes zur Wärmedämmung im
Wesentlichen der Dicke der Dämmung der Gebäudeaußenwand
entspricht. Die thermisch isolierenden Körper, die Bestandteil
eines jeden Bauelementsystems zur Wärmedämmung
sind, sind daher nicht nur in ihrer Höhe und ihrer Länge
variabel sondern auch in ihrer Breite bzw. Dicke, so dass sie einerseits
optimal an den gegeben geometrischen Einbaubedingungen anpassbar
sind und andererseits so ausgeführt werden können,
dass sie im Wesentlichen der Dicke der Dämmung der Gebäudeaußenwand
entsprechen. Die Wärmebrücke ist dabei umso geringer,
je mehr die Dicke des thermisch isolierenden Körpers des
Bauelementes zur Wärmedämmung sich der Dicke der Dämmung
der Gebäudeaußenwand angleicht. Das Bauelementsystem
zur Wärmedämmung weist daher Bauelemente zur Wärmedämmung
auf, deren thermisch isolierende Körper im Wesentlichen
den heutzutage typischen Dicken der Gebäudedämmung
entsprechen, daher vorzugsweise zwischen 8 bis 30 Zentimeter, wobei
die Abstufung der Dicke der thermisch isolierenden Körper
etwa zwischen 2 bis 6 Zentimeter, insbesondere ca. 2 Zentimeter,
betragen kann.
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Da
sich der Neigungswinkel der Querkraftstäbe bei gleich bleibender
Höhe und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden
Körpers verkleinert, kann das Bauelementsystem zur Wärmedämmung
auch Bauelemente zur Wärmedämmung aufweisen, deren
thermisch isolierender Körper im Vertikalschnitt in etwa
zum einen genauso breit bzw. dick ist wie hoch und zum anderen breiter
bzw. dicker ist wie hoch, wobei der Neigungswinkel der Querkraftstäbe
bei diesen Bauelementen zur Wärmedämmung unter
45° betragen kann.
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Was
die Form und die Materialwahl der Querkraft übertragenden
Bewehrungselemente betrifft, so empfiehlt es sich, diese wie die
aus dem Stand der Technik bekannten Querkraftstäbe auszuführen.
Die Bewehrungselemente können daher aus Edelstahl, Bau/-Betonstahl,
faserverstärktem Kunststoff oder einem ähnlichen
Material sowie aus Teilstücken verschiedener Materialien
bestehen, die miteinander durch beispielsweise Schweiß-,
Schraub- oder Muffenverbindungen verbunden sind, wobei die Bewehrungselemente
einen runden, rechteckigen oder sonstigen zweckmäßigen
Querschnitt besitzen können.
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Um
die Anzahl der Querkraftstäbe mit unterschiedlichen Neigungswinkeln
gering zu halten, besteht eine zweckmäßige Weiterbildung
des Bauelementsystems darin, dass die unterschiedlich dicken thermisch
isolierenden Körper in Gruppen zu jeweils zwei thermisch
isolierenden Körpern zusammengefasst sind und dass innerhalb
jeder Gruppe der zweite thermisch isolierende Körper Ausnehmungen
an den Ein- oder Austrittspunkten der Querkraftstäbe mit
dem thermisch isolierenden Körper aufweist, so dass jeweils
zwei thermisch isolierende Körper unterschiedlicher Dicke,
daher ein thermisch isolierender Körper ohne Ausnehmungen
und ein dickerer thermisch isolierender Körper mit Ausnehmungen,
Querkraftstäbe mit gleichem Neigungswinkel aufweisen. Da
das Bauelementsystem aus mehrere Gruppe besteht die wiederum unterschiedlich
dicke thermisch isolierende Körper aufweisen, ändert
sich bei gleich bleibender Höhe und mit zunehmender Dicke
der thermisch isolierenden Körper sowie mit der Gruppe der
Neigungswinkel der Querkraftstäbe. Die Form der Ausnehmungen
kann dabei gemäß dem Stand der Technik ausgeführt
werden.
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Eine
besonders zweckmäßige Weiterbildung des Bauelementsystems
besteht darin, dass die unterschiedlich dicken thermisch isolierenden
Körper in Gruppen zu jeweils drei thermisch isolierenden
Körpern zusammengefasst sind und dass innerhalb jeder Gruppe
der zweite thermisch isolierende Körper Ausnehmungen an
den Ein- oder Austrittspunkten der Querkraftstäbe mit dem
thermisch isolierenden Körper aufweist und dass der dritte
thermisch isolierende Körper Ausnehmungen an den Ein- und
Austrittspunkten der Querkraftstäbe mit dem thermisch isolierenden
Körper aufweist, so dass jeweils drei thermisch isolierende
Körper unterschiedlicher Dicke, daher ein thermisch isolierender
Körper ohne Ausnehmungen, ein dickerer thermisch isolierender Körper
mit Ausnehmungen an einer Seite des thermisch isolierenden Körpers
und ein nochmals dickerer thermisch isolierender Körper
mit Ausnehmungen an beiden Seiten des thermisch isolierenden Körpers,
Querkraftstäbe mit gleichem Neigungswinkel aufweisen. Da
das Bauelementsystem aus mehrere Gruppen besteht die wiederum unterschiedlich
dicke thermisch isolierende Körper aufweisen, ändert
sich bei gleich bleibender Höhe und mit zunehmender Dicke
der thermisch isolierenden Körper sowie mit der Gruppe
der Neigungswinkel der Querkraftstäbe. Die Form der Ausnehmungen
kann dabei ebenfalls gemäß dem Stand der Technik
ausgeführt werden.
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Durch
die vorangegangene Beschreibung der Gruppenbildung mehrerer Bauelemente
reduziert sich nicht nur die Anzahl der Querkraftstäbe,
sondern auch die Anzahl der zu bemessenden Stabwerke, wodurch sich
die Bemessungstabellen, nach denen beispielsweise der Statiker das
Bauelement zur Wärmedämmung ermittelt, vereinfachen.
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Das
Bauelementsystem zur Wärmedämmung kann, wie im
vorhergehenden Text bereits beschrieben, auch Zugkraft und/oder
Druckkraft übertragene Bewehrungselemente aufweisen.
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Was
die Form und die Materialwahl der Zugkraft übertragenden
Bewehrungselemente betrifft, so empfiehlt es sich, diese wie die
aus dem Stand der Technik bekannten Zugstäbe auszuführen.
Die Bewehrungselemente können daher aus Edelstahl, Bau/-Betonstahl,
faserverstärktem Kunststoff oder einem ähnlichen
Material sowie aus Teilstücken verschiedener Materialien
bestehen, die miteinander durch beispielsweise Schweiß-,
Schraub- oder Muffenverbindungen verbunden sind, wobei die Bewehrungselemente
einen runden, rechteckigen oder sonstigen zweckmäßigen
Querschnitt besitzen können.
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Die
Druckkraft übertragene Bewehrungselemente sind jedoch vorzugsweise
so auszuführen, dass sie quer zur Längserstreckung
des thermisch isolierenden Körpers eine größere
Erstreckung aufweisen als in der Längserstreckung des thermisch isolierenden
Körpers. Dadurch können die Druckkraft übertragene
Bewehrungselemente einerseits auf die unterschiedlichen Dicken der
thermisch isolierenden Körper angepasst werden und anderseits
ist damit eine optimale Abstimmung bzw. Elementierung auf die anderen
Bewehrungselemente möglich. Was die genaue Ausführungsform
der Druckkraft übertragene Bewehrungselemente betrifft,
so sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die am gleichen Tag
eingereichte Patentanmeldung „Druckelement eines Bauelementes
zur Wärmedämmung" des gleichen Anmelders verwiesen,
auf die komplett inhaltlich Bezug genommen wird.
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Da
sich zudem der Neigungswinkel der Querkraftstäbe bei gleich
bleibender Höhe und mit zunehmender Dicke des thermisch
isolierenden Körpers verkleinert, kann das Bauelementsystem
zur Wärmedämmung daher auch Bauelemente zur Wärmedämmung
aufweisen, deren Druckelemente quer zur Längserstreckung
des thermisch isolierenden Körpers eine größere
Erstreckung aufweisen als in der Längserstreckung des thermisch
isolierenden Körpers, wobei der Neigungswinkel der Querkraftstäbe
bei diesen Bauelementen zur Wärmedämmung unter
45° betragen kann.
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Um
die durch das getragene Bauteil auftretenden Belastungen sicher
in das tragenden Bauteil übertragen zu können,
müssen sich die durch den thermisch isolierenden Körper
erstreckenden Bewehrungselemente sich den veränderten Abmessungen
des thermisch isolierenden Körpers anpassen. Da sich der
Neigungswinkel der Querkraftstäbe bei gleich bleibender
Höhe und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden
Körpers verkleinert, erhöht sich, bei gleich bleibender
Belastung durch das getragene Bauteil, die auf die Bewehrungselemente wirkende
Belastung. Es ist daher zweckmäßig, dass bei im
Wesentlich gleich bleibender zulässiger Belastbarkeit der
unterschiedlich dicken Bauelemente zur Wärmedämmung,
mit kleiner werdendem Neigungswinkel der Querkraftstäbe
und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
sich die Anzahl bzw. der Anteil der Bewehrungselemente, welche den
jeweiligen thermisch isolierenden Körper durchsetzen, erhöht.
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Zudem
ist es zweckmäßig, die Bewehrungselemente des
Bauelementsystem zur Wärmedämmung so aufeinander
abzustimmen, daher zu elementieren, und die Bewehrungselemente so
zu bemessen, dass die unerwünschte Verformung des durch
die Bewehrungselemente gebildeten Stabwerks, welches aus zumindest
zwei Bewehrungselementen gebildet wird, mit kleiner werdendem Neigungswinkel
der Querkraftstäbe und mit zunehmender Dicke des thermisch
isolierenden Körpers im Wesentlichen gleich bleibt bzw.
sich nur leicht erhöht.
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Da
bei gleich bleibender Höhe und mit zunehmender Dicke des
thermisch isolierenden Körpers sich die Länge
des durch den thermisch isolierenden Körpers verlaufenden
Abschnittes der Querkraftstäbe erhöht, empfehlt
es sich daher, die Querkraftstäbe so zu bemessen, dass
mit kleiner werdendem Neigungswinkel der Querkraftstäbe
und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
sich die Beanspruchung der Querkraftstäbe reduziert. Dadurch
wird eine zu starke Dehnung und damit Längenänderung
des durch den thermisch isolierenden Körper verlaufenden
Abschnittes der Querkraftstäbe verhindert.
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Zu
dem gleichen Zweck empfiehlt es sich auch, die Zugkraft übertragenden
Bewehrungselemente, allgemein als Zugstäbe bezeichnet,
so zu bemessen, dass mit kleiner werdendem Neigungswinkel der Querkraftstäbe
und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
sich die Beanspruchung der Zugstäbe reduziert.
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Da
sich mit der Reduzierung der Beanspruchung der Zugstäbe
auch die notwendige Einbindelänge der Zugstäbe
in die angrenzenden Bauteile verringert, besteht eine zweckmäßige
Weiterbildung des Bauelementsystems darin, dass mit kleiner werdendem
Neigungswinkel der Querkraftstäbe und mit zunehmender Dicke
des thermisch isolierenden Körpers die Länge der
Zugstäbe gleichen Durchmessers im Wesentlichen gleich bleibt.
Zudem ergibt sich daraus der Vorteil, dass für die unterschiedlich
dicken Bauelemente zur Wärmedämmung lediglich
Zugstäbe gleichen Durchmessers mit einer Länge
benötigt und bevorratet werden müssen. Dadurch
verringert sich einerseits die Anzahl der Teile des gesamten Bauelementsystems
zur Wärmedämmung und andererseits können
beim Zusammenbau des Bauelementes zur Wärmedämmung
weniger Fehler auftreten.
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Weiterhin
empfiehlt es sich, die Druckkraft übertragenden Bewehrungselemente,
allgemein als Druckelemente bezeichnet, so zu bemessen, dass mit
kleiner werdendem Neigungswinkel der Querkraftstäbe und
mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
die Verformung der Druckelemente im Wesentlichen gleich bleibt.
Die Druckelemente sind daher so biegesteif auszuführen,
dass mit kleiner werdendem Neigungswinkel der Querkraftstäbe
und mit zunehmender Dicke des thermisch isolierenden Körpers
lediglich ihre Länge zunimmt. Die hohe Biegesteifigkeit
der Druckelemente ist notwendig, um den Drehwinkel des Stabwerks,
der sich aus der Dehnung der einzelnen Bewehrungselemente und dessen
elastisch und plastischen Verformungen ergibt, möglichst
gering zu halten. Die biegesteifen länglichen Druckelemente
ermöglichen einerseits die optimale Abstimmung der Druckelemente
auf die Zug- und/oder Querkraftstäbe und andererseits wird die
Anzahl der Teile des gesamten Bauelementsystems zur Wärmedämmung
gering gehalten.
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Wie
bereits im vorhergehenden Text beschrieben können die durch
das getragene Bauteil hervorgerufenen Belastungen sowie die für
die Übertragung der Belastungen notwendigen Bewehrungselemente
in den Bauelementen zur Wärmedämmung je nach Ausführungsform
des getragenen Bauteils variieren. Für ein Bauelementsystem
zur Wärmedämmung, welches zwischen zwei Bauteilen
aus Stahlbeton zum Einsatz kommt und Bewehrungselemente zur Übertragung
von Zug-, Druck- und Querkräften aufweist, ergibt sich
eine besonders vorteilhafte Elementierung der Bewehrungselemente
in den Bauelementen zur Wärmedämmung, wenn der Anteil
der Zugstäbe des jeweiligen Bauelementes zur Wärmedämmung
so ausgelegt und elementiert ist, dass der Bemessungswert der aufnehmbaren
Zugkraft der Zugstäbe um das Maß der in das angrenzende
tragende Bauteil einleitbaren Zugkraft, die sich aus dem Bemessungswert
der aufnehmbaren Zugkraft zumindest eines Querkraftstabes und dessen Neigungswinkel
ergibt, kleiner ist als der Bemessungswert der maximal einwirkenden
Druckkraft auf die Druckelemente, der sich aus den aufnehmbaren Belastungen
des Bauelementes zur Wärmedämmung ergibt. Zur
Vermeidung von Wiederholungen wird hierzu auf die am gleichen Tag
eingereichte Patentanmeldung „Elementierung eines Bauelementsystems
zur Wärmedämmung° des gleichen Anmelders
verwiesen, auf die komplett inhaltlich Bezug genommen wird.
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Wird
an Stelle eines getragenen Bauteils aus Stahlbeton eine Holz- oder
Stahlbaukonstruktion an ein tragendes Bauteil aus Stahlbeton angeschlossen, so
kann für die dabei verwendeten Bauelementsysteme zur Wärmedämmung
die im vorangegangenem Text beschriebene Gruppenbildung mehrerer
Bauelemente nur für jeweils zwei thermisch isolierende Körper
erfolgen, da bei diesen Bauelementsystemen lediglich das tragende
Bauteil aus Stahlbeton ist. Was die Form und die Materialwahl der
Bewehrungselemente betrifft, so empfiehlt es sich, diese wie die aus
dem Stand der Technik bekannten Bewehrungselemente auszuführen.
Weiterhin empfiehlt es sich, dass zumindest einige der Bewehrungselemente
an der dem getragenen Bauteil zugewandten Seite des thermisch isolierenden
Körpers eine Befestigungsvorrichtung tragen. An diese Befestigungsvorrichtung können
dann unter Zwischenschaltung eines auf die Befestigungsvorrichtung
passenden Anschlusselementes die getragenen Holz- oder Stahlbauteile montiert
werden. Die Verbindung der Bewehrungselemente mit der Befestigungsvorrichtung
oder dem Anschlusselement erfolgt je nach Einsatzzweck der Bewehrungselemente
als Zugstäbe, Querkraftstäbe oder Druckstäbe
durch verschrauben oder verschweißen.
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Durch
das hier beschriebene Bauelementsystem zur Wärmedämmung
ist es möglich, Bauelemente zur Wärmedämmung
auf die heutzutage typischen Dicken der Dämmung einer Gebäudeaußenwand
abzustimmen, um damit Wärmebrücken soweit zu reduzieren,
dass es wirtschaftlich möglich ist, beispielsweise Balkonkonstruktionen
in dem Wachstumsmarkt der Niedrigstenergiehäuser (Häuser
in 3 Liter-Haus-Bauweise, Passivhäuser) direkt an das Gebäude
anzuschließen und nicht wie bisher die Balkonkonstruktion
mit Stützen vor das Bauwerk zu setzen. Dies führt
zu einer Reduzierung der Kosten für die Balkonkonstruktion
und verbessert die planerische Freiheit des Architekten. Selbstverständlich können
mit dem Bauelementsystem zur Wärmedämmung, wenn
es dem Einsatzzweck angepasst ist, auch beispielsweise Attiken,
Brüstungen, Vordächer, Kragbalken und/oder Wandscheiben
an Deckenplatten und/oder Wandscheiben, angeschlossen werden.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiele
sowie weitere Merkmale der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgendem näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1:
ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung in einem
schematischen Vertikalschnitt;
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2:
ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung in einem
schematischen Vertikalschnitt, wobei sich der Neigungswinkel der
Querkraftstäbe lediglich bei jeder zweiten Abstufung der
Dicke der thermisch isolierenden Körper ändert;
und
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3:
ein Bauelementsystem zur Wärmedämmung in einem
schematischen Vertikalschnitt wobei sich der Neigungswinkel der
Querkraftstäbe lediglich bei jeder dritten Abstufung der
Dicke der thermisch isolierenden Körper ändert.
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Es
sei angemerkt, dass das Bauelementsystem zur Wärmedämmung
in den abgebildeten Figuren nur schematisch dargestellt wird. Das
Bauelementsystem zur Wärmedämmung wird daher nicht mit
all seinen Einzelteilen, wie z. B. Abdeckung oder eventuellem Brandschutzelement,
sowie mit all seinen aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen,
was die unterschiedliche Gestaltung der Bewehrungselemente sowie
deren Anordnung und Kombinationen im thermisch isolierenden Körper betrifft,
abgebildet, da diese mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun
haben und Stand der Technik sind. Weiterhin wurde darauf verzicht,
die Bauelemente zur Wärmedämmung in all ihren
ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannten Höhen abzubilden sowie
die an den thermisch isolierenden Körper angrenzenden Betonbauteile,
welche sich in der Regel höhengleich vom thermisch isolierenden
Körper ausgehend nach rechts bzw. nach links (bezogen auf
die 1 bis 3) erstrecken, darzustellen,
da dies für die Darstellung der vorliegenden Erfindung
nicht notwendig ist.
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1 zeigt
das Bauelementsystem 1 zur Wärmedämmung,
welches aus Bauelementen zur Wärmedämmung unterschiedlicher
Abmessungen besteht, im schematischen Vertikalschnitt. Die Bauelemente
zur Wärmedämmung bestehen im Wesentlichen aus
einem thermisch isolierenden Körper 2a–2l sowie
aus Bewehrungselementen in Form von Zug- 3a–3l und
Querkraftstäben 4a–4l sowie
Druckelementen 5a–5l. Die Zugstäbe 3a–3l und
die Druckelemente 5a–5l durchdringen
die thermisch isolierenden Körper 2a–2l im
Wesentlichen horizontal. Die Querkraftstäbe 4a–4l durchdringen
die thermisch isolierenden Körper 2a–2l jeweils
schräg, daher in der Vertikalen geneigt. Die thermisch
isolierenden Körper 2a–2l weisen
in etwa ebene Seitenkanten 6a–6l und 7a–7l auf.
Der Neigungswinkel αa–αl der Querkraftstäbe 4a–4l verkleinert
sich mit zunehmender Dicke der thermisch isolierenden Körper 2a–2l.
Jeder thermisch isolierende Körper 2a–2l weist
daher Querkraftstäbe auf, deren Neigung an die jeweilige
Dicke des thermisch isolierenden Körpers angepasst ist und
die sich durch ihren jeweiligen Neigungswinkel αa–αl unterscheiden.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform des Bauelementsystems
zur Wärmedämmung mit den Querkraftstäben 14ab, 14cd, 14ef, 14gh, 14ij, 14kl.
Der Wesentliche Unterschied zwischen dem Bauelementsystem 1 zur
Wärmedämmung und dem Bauelementsystem 11 zur
Wärmedämmung ist, dass die unterschiedlich dicken
thermisch isolierenden Körpern 12a–12l in
Gruppen zu jeweils zwei thermisch isolierenden Körpern 12a, 12b; 12c, 12d; 12e, 12f; 12g, 12h; 12i, 12j, 12k, 12l zusammengefasst sind
und dass innerhalb jeder Gruppe der zweite thermisch isolierende
Körper, daher die thermisch isolierenden Körper 12b, 12d, 12f, 12h, 12j, 12l,
in etwa ebene Seitenkanten 16b, 16d, 16f, 16h, 16j, 16l und
Seitenkanten 17b, 17d, 17f, 17h, 17j, 17l aufweist,
in der sich Ausnehmungen 18b, 18d, 18f, 18h, 18j, 18l an
den Ein- bzw. Austrittspunkten der Querkraftstäbe 14ab, 14cd, 14ef, 14gh, 14ij, 14kl mit
den thermisch isolierenden Körpern 12b, 12d, 12f, 12h, 12j, 12l befinden,
in die beim Einbau des jeweiligen Bauelementes zur Wärmedämmung
der Beton fließt. Es weisen daher immer zwei thermisch
isolierende Körper, daher 12a und 12b, 12c und 12d, 12e und 12f, 12g und 12h, 12i und 12j, 12k und 12l,
die selben Querkraftstäbe, daher 14ab, 14cd, 14ef, 14gh, 14ij und 14kl,
mit ihren dazugehörigen Neigungswinkeln αab, αcd, αef, αgh, αij, αkl auf.
Die Querkraftstäbe 14ab, 14cd, 14ef, 14gh, 14ij, 14kl unterscheiden sich
durch ihren Neigungswinkel αab, αcd, αef, αgh, αij, αkl, der mit zunehmender Dicke der thermisch
isolierenden Körper 12a bis 12l abnimmt,
daher ist αab < αcd < αef < αgh < αij < αkl.
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3 zeigt
eine alternative Ausführungsform des Bauelementsystems
zur Wärmedämmung mit den Querkraftstäben 24abc, 24def, 24ghi, 24jkl. Der
Wesentliche Unterschied zwischen dem Bauelementsystem 1 zur
Wärmedämmung und dem Bauelementsystem 21 zur
Wärmedämmung ist, dass die unterschiedlich dicken
thermisch isolierenden Körpern 22a–22l in
Gruppen zu jeweils drei thermisch isolierenden Körpern 22a, 22b, 22c; 22d, 22e, 22f; 22g, 22h, 22i; 22j, 22k, 22l zusammengefasst
sind und dass innerhalb jeder Gruppe der zweite thermisch isolierende
Körper, daher die thermisch isolierenden Körper 22b, 22e, 22h, 22k,
in etwa ebene Seitenkanten 26b, 26e, 26h, 26k,
und Seitenkanten 27b, 27e, 27h, 27k aufweist,
in der sich Ausnehmungen 28b, 28e, 28h, 28k an
den Ein- bzw. Austrittspunkten der Querkraftstäbe 24abc, 24def, 24ghi, 24jkl mit
den thermisch isolierenden Körpern 22b, 22e, 22h, 22k,
befinden und dass der dritte thermisch isolierende Körper,
daher die thermisch isolierenden Körper 22c, 22f, 22i, 22l,
Seitenkanten 26c, 27c; 26f, 27f; 26i, 27i; 26l, 27l aufweist,
in der sich Ausnehmungen 28c, 29c; 28f, 29f; 28i, 29i; 28l, 29l an
den Ein- und Austrittspunkten der Querkraftstäbe 24abc, 24def, 24ghi, 24jkl mit
den thermisch isolierenden Körpern 22c, 22f, 22i, 22l befinden.
Es weisen daher immer drei thermisch isolierende Körper,
daher 22a, 22b, 22c; 22d, 22e, 22f; 22g, 22h, 22i;
und 22j, 22k, 12l, die selben Querkraftstäbe,
daher 24abc, 24def, 24ghi und 24jkl,
mit ihren dazugehörigen Neigungswinkeln αabc, αdef, αghi, αjkl auf.
Die Querkraftstäbe 24abc, 24def, 24ghi, 24jkl unterscheiden
sich durch ihren Neigungswinkel αabc, αdef, αghi, αjkl, der mit zunehmender Dicke der thermisch
isolierenden Körper 22a bis 22l abnimmt,
daher ist αabc < αdef < αghi < αjkl.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005039025
A1 [0005]