DE102015205973A1

DE102015205973A1 - Gebäudeaußenhaut und Verfahren zum Erstellen einer Gebäudeaußenhaut

Info

Publication number: DE102015205973A1
Application number: DE102015205973.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Mehrtens
Original assignee: MAAS PROFILE GmbH
Current assignee: BEMO SYSTEMS GMBH, DE
Priority date: 2015-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-10-06
Also published as: CA2980106A1; BR112017020668A2; WO2016156218A1; CN107709680A; EP3368727A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Gebäudeaußenhaut sowie eine entsprechend erstellte Gebäudeaußenhaut, wobei eine Unterkonstruktion (14) auf oder an dem Gebäude (12) montiert wird und eine aus insbesondere bombierten Profilbahnen (16) in einem vorgegebenen Layout (36) zusammengesetzte Verkleidung (20) auf der Unterkonstruktion (14) über Profilbahnhalter (18) stellenweise abgestützt wird. Hierbei wird vorgeschlagen, dass eine Mehrzahl von unteren Tragschienen (24) auf dem Gebäude (12) verteilt montiert wird, dass die räumliche Lage der unteren Tragschienen (24) vermessen wird, dass Konstruktionsdaten für Stützelemente (28) aus der Relativlage der unteren Tragschienen (24) zu dem Layout (36) rechnerisch ermittelt werden, und dass die Stützelemente (28) entsprechend den Konstruktionsdaten vorgefertigt und zur Abstützung der Profilbahnhalter (18) auf den unteren Tragschienen (24) positioniert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Gebäudeaußenhaut, insbesondere eines Gebäudedachs und/oder einer Gebäudefassade, bei welchem eine Unterkonstruktion auf oder an dem Gebäude montiert wird und eine aus insbesondere bombierten Profilbahnen, insbesondere Stehfalzprofilbahnen in einem vorgegebenen Layout zusammengesetzte Verkleidung auf der Unterkonstruktion über Profilbahnhalter, insbesondere Stehfalzhalter stellenweise abgestützt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine nach einem solchen Verfahren erstellte Gebäudeaußenhaut.
Ein solches Verfahren und eine entsprechend hergestelltes Gebäudedach geht aus der DE-U 20122820 hervor. Dort werden Stehfalzhalter als der Grundform nach T-förmige abgelängte Profilabschnitte vorgeschlagen, die auf einer gebäudeseitigen Unterkonstruktion befestigt werden. Dabei wird eine längsverschiebliche Halterung der Stehfalzprofilbahnen angestrebt, während über die Unterkonstruktion nichts weiter offenbart wird. Besonders bei Freiformflächen, wie sie auch aus architektonischen Gründen für die Gebäudeaußenhaut vermehrt gewünscht werden, lässt sich die erforderliche Montagequalität vor Ort oft nicht einhalten.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den im Stand der Technik bekannten Herstellungs- bzw. Montageverfahren und Außenhautstrukturen zu verbessern und eine auch hinsichtlich Herstellungs- und Montageaufwand und -genauigkeit optimierte Konstruktion anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 13 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, durch exakt vorgefertigte Konstruktionsteile die Arbeit auf der Baustelle zu vereinfachen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine Mehrzahl von unteren Tragschienen als Teil der Unterkonstruktion auf dem Gebäude verteilt montiert wird, dass die räumliche Lage der unteren Tragschienen vermessen wird, dass Konstruktionsdaten für Stützelemente aus der Relativlage der Tragschienen zu dem Layout rechnerisch ermittelt werden, und dass die Stützelemente entsprechend den Konstruktionsdaten individuell vorgefertigt und zur Abstützung der Profilbahnhalter auf den Tragschienen positioniert werden. Damit lassen sich erhebliche Qualitätsvorteile hinsichtlich der gewünschten Konturgenauigkeit und der Montagegeschwindigkeit erreichen. Durch die Vormontage können auch Fehlerquellen eliminiert und der Herstellungsaufwand unter ungünstigen Baustellenbedingungen reduziert werden.
Vorteilhafterweise wird eine Mehrzahl von Stützelementen auf einer oberen Tragschiene verteilt vormontiert, so dass die mit den Stützelementen bestückte obere Tragschiene auf das Gebäude transportiert und dort mit einer unteren Tragschiene verbunden werden kann. Gegebenenfalls können auch mehrere Tragschienen abschnittsweise miteinander verbunden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die unteren und oberen Tragschienen ein vorzugsweise geradliniges U-Profil aufweisen und im Bereich ihrer seitlichen Stege unter Bildung eines Kastenprofils miteinander verbunden werden. Auf diese Weise stehen auch die Basisflächen für eine einfache Verbindung mit einer Tragschale bzw. den Stützelementen zur Verfügung. Grundsätzlich ist aber auch der Einsatz von flachen Profilschienen möglich.
Um Einmessgenauigkeit und -effizienz zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn die räumliche Lage der unteren Tragschienen mit einem berührungslosen Messverfahren erfasst wird.
Für die exakte räumliche Positionierung der Profilbahnhalter ist es vorteilhaft, wenn die Konstruktionsdaten aus dem Abstand und der Ausrichtung der unteren Tragschienen zu vorgegebenen Profilbahnlinien des Layouts ermittelt werden.
Eine herstellungstechnische Vereinfachung lässt sich dadurch erreichen, dass die Stützelemente aus entsprechend den Konstruktionsdaten individuell zugeschnittenen und abgekanteten Blechstreifen gebildet werden.
In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, wenn die Stützelemente durch jeweils zwei hutförmig verbundene Z-Profilteile gebildet werden.
Vorteilhafterweise werden die Profilbahnhalter in einer durch die Konstruktionsdaten vorgegebenen Ausrichtung relativ zu den Stützelementen befestigt.
Eine weitere Montagevereinfachung kann dadurch erreicht werden, dass die oberen Tragschienen und die Stützelemente sowie die Stützelemente und die Profilbahnhalter mit korrespondierenden Lochungen für Schraubverbindungen versehen werden.
Zur verwechslungsfreien Montage auf den unteren Tragschienen ist es vorteilhaft, wenn die Stützelemente mit geeigneten Positionierkennzeichnungen versehen werden.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, dass das Layout als vorgegebener Datensatz durch Profilbahnlinien festgelegt wird, die entlang von seitlich abstehenden Profilbahnstegen der zu montierenden Profilbahnen verlaufen.
Eine weitere herstellungstechnische Vereinfachung sieht vor, dass identische Gleichteile als Profilbahnhalter eingesetzt werden.
In struktureller Hinsicht wird die eingangs genannte Aufgabe bei einer Gebäudeaußenhaut dadurch gelöst, dass die Unterkonstruktion eine Mehrzahl von quer zum Verlauf der Profilbahnen verteilt angeordnete untere Tragschienen aufweist, und dass Stützelemente zur Abstützung der Profilbahnhalter im Kreuzungsbereich zwischen den unteren Tragschienen und den Profilbahnhaltern angeordnet sind, wobei die Stützelemente entsprechend dem Layout in ihrer Gestalt und Position angepasst sind und die Profilbahnhalter als Gleichteile ausgebildet sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Gebäudeaußenhaut in Form eines Stehfalzdaches in einer ausschnittsweisen perspektivischen Darstellung;
2 eine Tragschienenanordnung als Teil einer Unterkonstruktion des Stehfalzdaches in einer 1 entsprechenden Darstellung;
3 die Unterkonstruktion in Verbindung mit einem vorgegebenen Stehfalz-Layout des Stehfalzdaches;
4 einen vergrößerten Ausschnitt der 3;
5 ein Zuschnittmuster für individuelle Stützelemente der Unterkonstruktion in Draufsicht;
6 ein Stützelementteil in perspektivischer Ansicht.
Das in 1 gezeigte Stehfalzdach 10 umfasst eine auf einem Gebäude 12 montierte Unterkonstruktion 14 und eine aus unterschiedlich gekrümmten Stehfalzprofilbahnen 16 zusammengesetzte, über Stehfalzhalter 18 stellenweise auf der Unterkonstruktion abgestützte Verkleidung bzw. Dachhaut 20, die entsprechend einem vorgegebenen Stehfalz-Layout als sogenannte Freiformfläche eine räumlich gekrümmte Fläche aufspannt.
Die Unterkonstruktion 14 ist auf einer Tragschale 22 des Gebäudes 12 gelagert, die eine einfachere Kontur als die Freiformfläche der Dachhaut 20 aufweist. Durch die Unterkonstruktion 14 wird eine Kontur- bzw. Abstandsanpassung der Abstützung erreicht und ggf. ein Zwischenraum für eine nicht gezeigte Dämmung geschaffen. Zweckmäßig umfasst die Unterkonstruktion 14 mehrere auf der Tragschale 22 verteilte untere U-förmige Tragschienen 24, die mit oberen U-förmigen Tragschienen 26 unter Bildung eines Kastenprofils verbunden sind, sowie eine Vielzahl von Stützelementen 28 zur Abstützung jeweils eine Stehfalzhalters 18. Die Stützelemente 28 sind dabei entsprechend dem Stehfalz-Layout in Form und Orientierung angepasst, während die Stehfalzhalter 18 als Gleichteile zueinander baugleich bzw. identisch ausgebildet sind.
Die Stehfalzprofilbahnen 16 sind durch walzgeformte Metall gebildet und entlang ihren Längsseiten mit nach oben abgekanteten Profilbahnstegen 30 versehen, die unter Einschluss der Halterköpfe 32 der Stehfalzhalter 18 paarweise verfalzt sind, wobei in an sich bekannter Weise ein kleines Falzauge und ein großes Falzauge sich gemeinsam umschließend verpresst werden. Dieses Verpressen erfolgt vor Ort mit Hilfe einer Bördelmaschine, die längs der Falze geführt wird. Weitere Details einer Stehfalzverbindung gehen beispielsweise aus der DE-U 20122820 hervor, auf die in diesem Zusammenhang ausdrücklich Bezug genommen wird. Grundsätzlich sind auch andere Verbindungskonstruktionen denkbar, beispielsweise Clipsverbindungen für vorgeformte Profilbahnstege.
Wie in 2 veranschaulicht, werden zur Erstellung und Montage des Stehfalzdaches 10 zunächst die unteren Tragschienen 24 im seitlichen Abstand voneinander auf der Tragschale 22 befestigt. Dies kann dadurch erfolgen, dass die untere Schienenbasis durchverschraubt wird, wobei eine exakte Positionierung nicht erforderlich ist.
Sodann wird in einem weiteren Schritt die räumliche Lage der unteren Tragschienen 24 genau vermessen. Hierfür kann ein berührungsloses Messverfahren zum Einsatz kommen, beispielsweise indem die Punkt-Koordinaten der Eckpunkte 34 mittels eines ortsfest aufgestellten Tachymeters ermittelt und gespeichert werden. Durch die Punkt-Koordinaten in Verbindung mit der bekannten U-Profilform der unteren Tragschienen 24 ist deren räumliche Lage genau definiert. Grundsätzlich sind auch andere Aufmaßverfahren denkbar, z. B. komplette 3D-Scans oder auch nur ein handwerkliches Kontrollaufmaß mittels Maßstab.
Die gewonnenen Lagedaten der unteren Tragschienen 24 werden in einem elektronischen Datenverarbeitungssystem, beispielsweise in einem CAD-System in Beziehung zu einem planerischen Gebäudeentwurf gesetzt, um Konstruktionsdaten für die Stützelemente 18 zu berechnen.
Wie in 3 und 4 gezeigt, wird das Stehfalz-Layout planerisch durch Profilbahnlinien 36, 36' definiert, die den gewünschten Verlauf der Profilbahnstege 30 entsprechen. Die Profilbahnlinien 36, 36' verlaufen quer bzw. windschief zu den unteren Tragschienen 24 und den passgenau darauf aufsetzbaren oberen Tragschienen 26. Mit diesen Lagedaten 34, 36, 36' ist es möglich, prozessorgestützt die Konstruktionsdaten der Stützelemente 28 zu ermitteln. Hierbei wird deren erforderliche Höhe, Winkelstellung, Neigung und Schienenlängsposition individuell bestimmt, so dass die Stehfalzhalter 18 in der gewünschten Montageposition ausgerichtet sind. Um dies sicherzustellen, werden auch Positionen von Schraublöchern 38 in den oberen Tragschienen 26 zur Verbindung der Basisschenkel der hutförmigen Stützelemente 28 und von Schraublöchern 40 auf der Oberseite der Stützelemente 28 zur Verbindung der Stehfalzhalter 18 ermittelt. Die Stützelemente 28 werden durch jeweils zwei miteinander verbundene Z-Profilteile 42, 44 aus Blechzuschnitten gebildet, wie es nachstehend erläutert wird.
5 und 6 veranschaulichen eine zweckmäßige Vorgehensweise zur einfachen Herstellung individuell angepasster Stützelemente 28. Entsprechend den gewonnenen Konstruktionsdaten werden für alle erforderlichen Stützelemente 28 die Konturen von Blechzuschnitten 42' ermittelt, die als kompletter Satz aus einer Blechtafel oder einem Blechstreifen ausgeschnitten und mit den erforderlichen Schraublöchern 38, 40 versehen (5). Zusätzlich werden Positionierkennzeichen 46 in Form von zweireihigen Lochmustern eingebracht. Dabei kennzeichnet die Lochanzahl der einen Lochreihe die zugehörige Tragschiene 26 und der andere Lochreiche die Position auf der betreffenden Tragschiene, so dass eine verwechslungsfreie Montage erleichtert wird.
Die solchermaßen CNC-gesteuert vorgefertigten Zuschnitte 42' werden sodann durch Abkanten an berechneten Kantenpositionen in die in 6 gezeigte Z-Form gebracht. Durch eine unterschiedliche Schenkelhöhe des zugeordneten Z-Profilteils 44 kann auch eine Neigungsstellung der oberen Stützfläche 48 im zusammengebauten Zustand erreicht werden. Die Winkelstellung der Stehfalzhalter 18 relativ zur Längsachse der Tragschiene 26 kann durch die Anordnung der Schraublöcher 40 bestimmt werden. Damit lassen sich alle notwendigen Freiheitsgrade für die gewünschte Positionierung der Stehfalzhalter 18 realisieren. Die oberen Tragschienen 26 werden ebenfalls über CNC-Werkzeugmaschinen mit den erforderlichen Schraublöchern 38 für die Stützelemente 28 versehen.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden die oberen Tragschienen 26 mit den Stützelementen 28 bestückt, wobei auch dies in einer industriellen Fertigungsumgebung unabhängig von dem Gebäude 12 mit hoher Präzision und Effizienz erfolgen kann. Danach werden die bestückten oberen Tragschienen 26 auf das Gebäude 12 verbracht und dort in der in 1 gezeigten Anordnung mit den unteren Tragschienen 24 verbunden, beispielsweise indem die seitlichen U-Stege an korrespondierenden Schraubkanälen miteinander verschraubt werden. Auf die solchermaßen installierte Unterkonstruktion 14 lassen sich die Stehfalzbahnen 16 konturgenau aufsetzen, ohne dass hochtechnisierte Arbeitsschritte auf der Baustelle erforderlich wären. Grundsätzlich ist diese Verfahrensweise auch für die Errichtung von Gebäudefassaden anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20122820 [0002]
DE 20122820 U [0027]

Claims

Verfahren zum Erstellen einer Gebäudeaußenhaut, insbesondere eines Gebäudedachs und/oder einer Gebäudefassade, bei welchem eine Unterkonstruktion (14) auf oder an dem Gebäude (12) montiert wird und eine aus insbesondere bombierten Profilbahnen (16), insbesondere Stehfalzprofilbahnen in einem vorgegebenen Layout (36) zusammengesetzte Verkleidung (20) auf der Unterkonstruktion (14) über Profilbahnhalter (18), insbesondere Stehfalzhalter stellenweise abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von unteren Tragschienen (24) als Teil der Unterkonstruktion (14) auf dem Gebäude (12) verteilt montiert wird, dass die räumliche Lage der unteren Tragschienen (24) vermessen wird, dass Konstruktionsdaten für Stützelemente (28) aus der Relativlage der unteren Tragschienen (24) zu dem Layout (36) rechnerisch ermittelt werden, und dass die Stützelemente (28) entsprechend den Konstruktionsdaten individuell vorgefertigt und zur Abstützung der Profilbahnhalter (18) auf den unteren Tragschienen (24) positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Stützelementen (28) auf einer oberen Tragschiene (26) verteilt vormontiert werden, und dass die mit den Stützelementen (28) bestückte obere Tragschiene (26) auf das Gebäude (12) transportiert und dort mit mindestens einer unteren Tragschiene (24) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren und oberen Tragschienen (24, 26) ein vorzugsweise geradliniges U-Profil aufweisen und im Bereich ihrer seitlichen Stege unter Bildung eines Kastenprofils miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Lage der unteren Tragschienen (24) mit einem berührungslosen Messverfahren erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionsdaten aus dem Abstand und der Ausrichtung der unteren Tragschienen (24) zu vorgegebenen Profilbahnlinien des Layouts (36) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (28) aus entsprechend den Konstruktionsdaten individuell zugeschnittenen und abgekanteten Blechstreifen gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (28) durch jeweils zwei hutförmig verbundene Z-Profilteile (42, 44) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbahnhalter (18) in einer durch die Konstruktionsdaten vorgegebenen Ausrichtung relativ zu den Stützelementen (28) befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Tragschienen (26) und die Stützelemente (28) sowie die Stützelemente (28) und die Profilbahnhalter (18) mit korrespondierenden Lochungen (38, 40) für Schraubverbindungen versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (28) mit Positionierkennzeichnungen (46) zur verwechslungsfreien Montage auf den unteren Tragschienen (24) versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Layout (36) als vorgegebener Datensatz durch Profilbahnlinien festgelegt wird, die entlang von seitlich abstehenden Profilbahnstegen (30) der zu montierenden Profilbahnen (16) verlaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass identische Gleichteile als Profilbahnhalter (18) eingesetzt werden.
Gebäudeaußenhaut, insbesondere Gebäudedach und/oder Gebäudefassade mit einer auf einem Gebäude (12) montierten Unterkonstruktion (14) und einer darauf oder daran über Profilbahnhalter (18) abgestützten Verkleidung (20), die aus insbesondere räumlich gekrümmten Profilbahnen (16) in einem vorgegebenen Layout (36) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (14) eine Mehrzahl von quer zum Verlauf der Profilbahnen (16) verteilt angeordnete untere Tragschienen (24) aufweist, und dass Stützelemente (28) zur Abstützung der Profilbahnhalter (18) im Kreuzungsbereich zwischen den unteren Tragschienen (24) und den Profilbahnhaltern (18) angeordnet sind, wobei die Stützelemente (28) entsprechend dem Layout (36) in ihrer Gestalt und Position angepasst sind und die Profilbahnhalter (18) als Gleichteile ausgebildet sind.