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Die Erfindung betrifft ein Bauwerk mit einer Außenhülle, die einen Raum in dem Bauwerk vor einer Witterung außerhalb des Bauwerks schützt, mindestens einer Druckschleuse zum Austauschen von Material und Personen zwischen einem Inneren des Bauwerks und dem Raum und einer Belüftungseinrichtung zum Zuführen von Zuluft in den Raum derart, dass der Raum gegenüber dem Inneren des Bauwerks einen Überdruck aufweist, wobei der Raum auf einem Boden des Bauwerks eine von einer Tragkonstruktion des Bauwerks unabhängig selbsttragende, den Raum oberhalb des Bodens druckdicht umschließende Hülle aufweist mit einer den Raum seitlich begrenzenden Wand, die eine Mehrzahl von plattenförmigen Segmenten aufweist und mit einer den Raum nach oben schließenden Decke, und wobei ein Grundriss des Raums mindestens einen rechten Winkel aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Raums.
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Räume der vorgenannten Art werden insbesondere als Reinraum (auch: „Reinstraum“) auch nachträglich in vorhandenen Bauwerken gebaut. Die von der Tragkonstruktion des Bauwerks unabhängig selbsttragende Hülle, vermeidet zusätzliche Flächenlasten durch den Überdruck auf Boden, Wände und Decken des Bauwerks. Die Druckschleuse vermeidet übermäßigen Druckverlust beim Zu- oder Abgang von Material und Personen zwischen dem Raum und dem Inneren des Bauwerks.
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Ein solcher Raum in einem Bauwerk und ein Verfahren der vorgenannten Art sind beispielsweise bekannt aus
DE 10 2015 111 477 A1 : Vorgeschlagen wird dort ein Baukastensystem zur Herstellung eines Reinraums in einem vorhandenen Gebäude. Die Konstruktion aus plattenförmigen Segmenten beschränkt die frei tragende Breite der Decke eines solchen Raumes.
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In Hintergrund der Erfindung ist das Produkt „sphairlab“ der (gleichnamigen) Anmelderin bekannt, ein Reinraum aus einem Polyurethan-beschichteten Gewebe und PVC-Folie, der sich erst unter dem für den Betrieb als Reinraum erforderlichen Überdruck aufrichtet und seine Form erhält. Der unter dem Überdruck gewölbte Reinraum füllt quaderförmig begrenzte Innenräume in einem quaderförmigen Bauwerk nur unvollständig aus, der zu den Wänden des Bauwerks verbleibende konkave Zwischenraum ist nicht als Reinraum nutzbar.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.
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Lösung
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Ausgehend von dem bekannten Bauwerk wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Decke mindestens überwiegend derart flexibel ist, dass der Überdruck die Decke in die Form des Raums bringt und in der Form des Raums hält. Die Decke benötigt bei größeren Breiten des Raums keine Abstützung, der Raum kann gleichwohl die Grundfläche eines quaderförmig begrenzten Inneren des Bauwerks nahezu vollständig ausfüllen und dessen Nutzung als Reinraum ermöglichen.
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Die Wand des Raums kann vollständig aus plattenförmigen Segmenten aufgebaut sein. Alternativ können nur einzelne plattenförmige Segmente die Wand stabilisieren. Die Decke des Raums besteht vorzugsweise aus einem dichten, insbesondere beschichteten Gewebe, einer Folie oder aus einer Kombination der vorgenannten Materialien und kann aus dem Zeltbau bekannte stabförmige Stabilisierungselemente aufweisen, insbesondere aus Aluminium, Fiberglas oder Karbon.
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Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Bauwerk der Grundriss in Rechtecke zerlegbar. Der Raum kann dann Innenräume in einem quaderförmigen Bauwerk weitgehend vollständig ausfüllen.
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Alternativ können nur in Ecken des Raums benachbarte Segmente einen rechten Winkel einschließen, wobei die Wand zwischen anderen Segmenten einen anderen Aufbau aufweist. Beispielsweise kann die Wand dort zwischen zwei plattenförmigen Segmenten aus einem flexiblen Material aufgespannt sein, oder dort angeordnete plattenförmige Segmente können einen anderen als rechten Winkel mit benachbarten Segmenten einschließen.
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Vorzugsweise bestehen in einem erfindungsgemäßen Bauwerk die Segmente überwiegend aus einem flexiblen Material. Das flexible Material ist weiter vorzugsweise dasselbe Material, aus dem auch die Decke überwiegend besteht. Alternativ können nur einzelne oder keines der Segmente überwiegend aus dem flexiblen Material bestehen. Andere Segmente können starr sein, und beispielsweise aus Mauerwerk oder aus Trocken- oder Messebauelementen bestehen.
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Segmente, die überwiegend aus flexiblem Material bestehen, sind vorzugsweise zwischen an dem Bauwerk angebrachten Befestigungselementen aufgespannt. Alternativ können die Segmente einen Spannrahmen aufweisen. Durch das Aufspannen zwischen den Befestigungselementen oder in dem Spannrahmen nehmen solche Segmente die Plattenform ein. Die Befestigungselemente können am Boden, den Innenwänden oder der Deckenkonstruktion des den Raum umgebenden Bauwerks angebracht sein.
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Insbesondere können die Befestigungselemente säulenförmig ausgebildet sein. Zwischen solchen Befestigungselementen kann eine überwiegend aus flexiblem Material bestehende Wand materialschonend aufgespannt werden.
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Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Bauwerk die Wand abschnittsweise transparent. Ein solcher Raum ermöglicht den darin arbeitenden Personen durch die transparenten Abschnitte der Wand hindurch eine optische Verbindung in das Gebäude außerhalb des Raums. Alternativ oder zusätzlich können nicht-transparente Abschnitte der Wand als Projektionsfläche beispielsweise zur indirekten Beleuchtung und grafischen Gestaltung des Raums, für bedarfsweise wechselnde technische Informationen oder auch für bewegte Bilder, beispielsweise für die Übertragung einer Videokonferenz genutzt werden. Weiter alternativ kann die Wand vollständig transparent sein.
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Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Bauwerk die Wand abschnittsweise ein Gewebe auf. Gewebe weisen bei gleichem Material gegenüber Folien eine höhere Zugfestigkeit auf und können insbesondere hochbeanspruchte Abschnitte der Wand stabilisieren. Das flexible Material eines Segments kann auch ein beschichtetes Gewebe sein. Weiter alternativ kann die Wand vollständig aus dem Gewebe bestehen.
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Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Bauwerk die Decke gewölbt. Die gewölbte Form stellt sich besonders einfach ohne weitere Abstützung durch die Beaufschlagung der Decke mit dem Überdruck ein.
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Vorzugsweise ist in einem erfindungsgemäßen Bauwerk der Raum ein Reinraum. Einem Reinraum (auch: „Reinstraum“) wird gereinigte Luft von außen mit Überdruck zugeführt, um eine Kontamination mit in der Atmosphäre vorliegenden Partikeln und Keimen zu vermeiden. In solchen Räumen werden häufig im Bau und Betrieb regelmäßige Partikelmessungen durchgeführt, die eine Klassifizierung, insbesondere nach ISO 14644 ermöglichen.
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Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Decke mindestens überwiegend derart flexibel ist, dass der Überdruck die Decke in die Form des Raums bringt und in der Form des Raums hält. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Raum und zeichnet sich gleichermaßen durch die dort aufgeführten Vorteile aus.
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Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Decke an dem Bauwerk aufgehängt. Bei Ausfall des Überdrucks fällt die Decke dann nicht auf in dem Raum befindliches Material und sich dort aufhaltende Personen. Insbesondere kann in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren die Decke an im Boden des Bauwerks verankerten Befestigungselemente aufgehängt werden. Eine Belastung der Deckenkonstruktion des Bauwerks wird so vermieden. Weiter vorzugsweise wird die Decke vor Verbinden mit der Wand an dem Bauwerk aufgehängt. Alternativ kann in einem solchen Verfahren die Decke an einer tragfähigen Deckenkonstruktion des Bauwerks aufgehängt werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
- 1 einen Zwischenschritt der Herstellung eines Raums in einem erfindungsgemäßen Verfahren,
- 2 ein Detail einer Druckschleuse des Raums,
- 3 eine Belüftungseinrichtung des Raums,
- 4 einen Grundriss des Raums und
- 5 eine perspektivische Ansicht des fertiggestellten Raums.
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Der in den Zeichnungsfiguren gezeigte im Wesentlichen quaderförmige Raum 1 ist ein Reinraum im Inneren 2 eines nur angedeutet dargestellten Bauwerks 3, dessen Außenhülle 4 den Raum 1 vor Witterungseinflüssen (Temperatur, Luftströmung, Feuchtigkeit) außerhalb des Bauwerks 3 schützt. Das Bauwerk 3 ist eine Gewerbehalle mit einer Tragkonstruktion aus geschweißten Stahlprofilen und weist eine Länge 5 von 14 m, einer Breite 6 von 10 m und einer Höhe 7 von 6 m, einen gegossenen Boden 8, eine Wand 9 aus standardisierten Leichtbau-Fertigteilen, eine freitragende Decke und ein zweiflügeliges Tor 10 auf.
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Der in dem Bauwerk 3 errichtete Raum 1 ist oberhalb des Bodens 8 von einer von der Tragkonstruktion des Bauwerks 3 unabhängig selbsttragenden Hülle 11 druckdicht umschlossen und weist eine Länge 12 von 12 m, eine Breite 13 von 6 m, eine Höhe 14 von 3,5 m und eine nutzbare Grundfläche von ca. 65 qm auf. Die Hülle 11 weist eine den Raum 1 seitlich begrenzende Wand 15 und eine den Raum 1 nach oben schließende Decke 16 auf. An einer Schmalseite 17 des Raums 1 befindet sich eine Belüftungseinrichtung 18 zur Zufuhr von Druckluft in den Raum 1.
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Die Wand 15 des Raums 1 weist vier plattenförmige Segmente 19 auf, die im rechten Winkel zueinander zwischen je zwei von vier säulenartigen Befestigungselementen 20 aufgespannt sind. Die Segmente 19 bestehen aus mehreren Feldern eines Polyurethan-beschichteten Gewebes, die durch Reißverschlüsse verbunden sind, um Lagerung, Transport und Auf- und Abbau des Raums 1 zu vereinfachen. Um eine Sichtverbindung zwischen dem Raum 1 und dem umgebenden Inneren 2 des Gebäudes zu schaffen, sind einzelne Abschnitte der Wand 15 aus einer klaren PVC-Folie mit einer Dicke von 0,5 mm als Fenster ausgebildet. Die Felder, Reißverschlüsse und Fenster sind nicht dargestellt.
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Die Befestigungselemente 20 bestehen aus Aluminium-Stabwerk mit dreieckiger Grundfläche (Produktbezeichnung „LiteTruss“ der LTT Group GmbH, Bottrop) und sind am Boden 8 des Bauwerks 3 fest verschraubt. Die Wand 15 ist von einer Druckschleuse 21 zum Austauschen von Material und Personen zwischen dem Inneren 2 des Bauwerks 3 und dem Raum 1 durchbrochen. Die Druckschleuse 21 weist eine Außentür 22 und eine Fluchttür 23 in das Innere 2 des Bauwerks 3 sowie eine Innentür 24 zum Raum 1 auf. Zwischen der Außentür 22 und der Innentür 24 befindet sich eine Sitzbank 25, auf der Personen bei Betreten des Raums 1 Straßenkleidung gegen reinraumgerechte Kleidung wechseln oder entsprechende Schutzkleidung überziehen und umgekehrt beim Verlassen des Raums 1 ablegen können. Die Druckschleuse 21 weist eine Tragkonstruktion 26 aus Stahlprofilen auf.
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Zur Herstellung des Raums 1 werden zunächst die Befestigungselemente 20 fest am Boden 8 des Bauwerks 3 verschraubt. Dann werden die Segmente 19 der Wand 15 miteinander verbunden und wie in 1 dargestellt mit an den Ecken 27 des Raums 1 ausgebildeten Laschen 28 über die Befestigungselemente 20 geschoben und so zwischen den Befestigungselementen 20 aufgespannt.
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Anschließend wird die Decke 16 des Raums 1 an nicht dargestellten Seilen zwischen den Befestigungselementen 20 aufgehängt und wiederum mittels Reißverschlüssen mit der Wand 15 verbunden. Gleichzeitig können bereits die Druckschleuse 21 und die Belüftungseinrichtung 18 aufgebaut und an den Raum 1 angeschlossen werden.
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Zur Inbetriebnahme als Reinraum führt die Belüftungseinrichtung 18 dem Raum 1 Zuluft unter einem Überdruck zu, der die Decke 16 nach oben wölbt und damit erst in die Form des Raums 1 bringt. Die Abluft dringt durch die Reißverschlüsse, die Bodenanschlüsse und durch Abluftklappen 29 an der Druckschleuse 21 aus dem Raum 1 in das Innere 2 des Bauwerks 3.
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In den Figuren sind
- 1
- Raum
- 2
- Inneres
- 3
- Bauwerk
- 4
- Außenhülle
- 5
- Länge
- 6
- Breite
- 7
- Höhe
- 8
- Boden
- 9
- Wand
- 10
- Tor
- 11
- Hülle
- 12
- Länge
- 13
- Breite
- 14
- Höhe
- 15
- Wand
- 16
- Decke
- 17
- Schmalseite
- 18
- Belüftungseinrichtung
- 19
- Segment
- 20
- Befestigungselement
- 21
- Druckschleuse
- 22
- Außentür
- 23
- Fluchttür
- 24
- Innentür
- 25
- Sitzbank
- 26
- Tragkonstruktion
- 27
- Ecke
- 28
- Lasche
- 29
- Abluftklappe
