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Die vorliegende Darstellung befasst sich mit einem Befestigungssystem für Gebäude mit einer Tragwerksstruktur zum Halten von wenigstens einem oder mehreren Vorhängeelementen an zumindest einem äußeren Teil der Tragwerksstruktur, wie z.B. einem Dach, einer Dachkonstruktion oder eine Außenbauwerkswand.
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Werden Altbauten saniert, aber auch beim Bau bei Neubauten, werden diese Gebäude unter anderem mit einer Wärmeschutzfassade bzw. Vorhangelement versehen. Die hierbei verwendeten Wärmeschutzfassadenelemente werden mit einer Verankerung am Außenmauerwerk befestigt. Typischerweise kommt für die Verankerung ein reines Verkleben und/oder ein Setzen von Dübeln zum Einsatz.
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Bevor bei einem Altbau das bestehende Tragwerk mit einer vorgehängten Fassade versehen werden kann, bedarf es grundlegender Vorabuntersuchungen zur statischen Tragfähigkeit des Befestigungsuntergrunds, anhand derer eine oder die Auswahl des Befestigungsmittels erfolgt. Dies beinhaltet in der Regel auch die Entwicklung geeigneter Ankerwinkel und/oder Befestigungsschienen.
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Problematisch beim Sanieren alter Gebäude ist in der Regel, dass keine oder nur noch wenige statische Angaben aus der Bauzeit zum Tragwerk, insbesondere zum Außenmauerwerk, existieren. Dabei können die Untergründe selbst an einem Objekt von einer Fassadenseite zur anderen hin abweichen, ohne dass dies im Vorfeld erkennbar wäre, denn bei Altbauten sind die z.B. durch Anbauten geänderten Tragstrukturen heute vielfach nicht mehr erkennbar.
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Eine Befestigung neuer, energetisch hochwertiger Elemente am Altbau ist deshalb erst nach einer intensiven und individuell-statischen Begutachtung und vielfach selbst dann nicht ohne Risiko möglich, da die für die Praxis einzubeziehenden Montageungenauigkeiten, Montagefehler oder mögliche, nicht vorhersehbare Untergrundabweichungen nicht ausgeschlossen werden können, woran im Ergebnis eine geplante Sanierung durchaus nicht selten scheitert.
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Im besten Fall können geeignete Befestigungsmittel identifiziert werden und es kann zur Objektsanierung kommen, wobei abhängig von der Qualität des Untergrunds der Aufwand und damit die Kosten zur Montage des Befestigungsmittels erheblich sein können, d. h. es können gegebenenfalls keine Standard-Befestigungsmittel, die auch unter normalen Umständen schon kostentreibend sein können, verwendet werden und es bedarf gegebenenfalls einer kostenintensiven dauerhaften Begleitung durch einen Statiker sowie einer geeigneten Schulung der Mitarbeiter des Montageunternehmens, wobei zu beachten ist, dass die eingesetzten Mitarbeiter vielfach aus unterschiedlichsten Ländern stammen und ganz unterschiedliche Ausbildungshintergründe haben.
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Davon abgesehen, sind auch am Markt verfügbare Befestigungssysteme sowieso nicht pauschal für ein Objekt einsetzbar, denn schon nach der Gebäudehöhe ändert sich die Dübellast, die Dübelanzahl sowie gegebenenfalls auch die Dübelart.
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Im bereits bezeichneten schlimmsten Fall verbietet sich aus statischen Gründen sogar ein Anbringen der gewünschten/erforderlichen Außendämmung, z.B. mit einem Wärmedämmverbundsystem.
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Blickt man insoweit in den Bereich der Erstellung von Neubauten, so stellt sich hier weniger die Problematik des mangelhaften Untergrunds für das Anbringen von Fassadenelementen, wobei dies im Leichtbau durchaus auch von Bedeutung sein kann, sondern es geht insbesondere darum, Fassadenelemente im Rahmen einer Element- oder Teilelementbauweise auf einfache/schnelle und kostengünstige sowie sichere Art und Weise an eine vorgegebene Tragstruktur anbringen zu können.
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Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer einfachen, flexiblen, auf unterschiedlichste Außenmauerwerke bzw. Maueruntergründe anwendbaren Befestigungsmöglichkeit von, insbesondere Fassadenelementen bzw. Vorhängeelementen, insbesondere zur energetischen Außendämmung von Alt- oder Neubauten, die auch industrielle vorgefertigt vorgehalten werden können.
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Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann daher darin gesehen werden, ein Befestigungssystem für Gebäude mit einer Tragwerksstruktur zum Halten von einem oder mehreren Vorhängeelementen bereitzustellen, welches einfach und flexibel geeignet ist, Vorhängeelemente an bzw. vor Fassaden von Alt- oder Neubauten anbringen zu können.
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Nach einem Aspekt betrifft eine solche Ausführungsform gemäß einem möglichen erfindungsgemäßen Kerngedanken ein Befestigungssystem zum Halten von einem oder mehreren Vorhängeelementen an zumindest einer Außenseite einer Tragwerksstruktur, wie z.B. einem Dach, einer Dachkonstruktion oder eine Außenbauwerkswand eines Gebäudes,
- • wobei das Halten ein Abfangen einer schwerkraftbedingten Kraftwirkung des Vorhängeelements auf die Tragwerksstruktur und/oder ein Fixieren des Vorhängeelements an der Außenseite der Tragwerksstruktur beinhaltet;
- • wobei zum Halten des Vorhängeelements zwischen Außenseite und Vorhängeelement Haltemittel vorgesehen sind;
- • wobei die Haltemittel eine Mehrzahl an korrespondierenden Ankerpaaren aus Haken- und Hackenaufnahmeelementen beinhalten;
- • wobei die Haken- und Hackenaufnahmeelemente so korrespondierend ausgebildet sind, dass ohne Einsatz weiterer Verbindungsmittel zwischen
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Vorhängeelement und Außenseite eine ein- und aushängbare hakende Verbindung ausbildbar ist;
- • wobei zum Abfangen der schwerkraftbedingten Kraftwirkung des Vorhängeelements die Ankerpaare entlang einer Befestigungslinie vorgesehen sind, welche Befestigungslinie sowohl parallel zur Außenseite als auch parallel zur in der Außenseite der Tragwerksstruktur erzeugten schwerkraftbedingt Kraftwirkung verläuft;
- • wobei die Hakenelemente und/oder die Hakenaufnahmeelemente entlang der Befestigungslinie über einen Strukturträger in Verbindung stehen.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich vorteilhafterweise insbesondere dadurch aus, dass unter anderem mit der erfindungsgemäßen Hakenverbindung ein einfaches und reversibles Vorortanbinden des oder der Vorhängeelemente an der Tragwerksstruktur über eine Vielzahl oder zumindest eine Mehrzahl von Ankerpaaren möglich wird.
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Die Last wird erfindungsgemäß aber nicht über eine beliebige Anordnung von Ankerpaaren abgetragen, sondern der Abtrag findet entlang einer oder mehreren Befestigungslinien statt, die senkrecht zur Gebäudebreite verlaufen und dabei sowohl parallel zur Außenseite als auch parallel zur in der Außenseite der Tragwerksstruktur erzeugten schwerkraftbedingt Kraftwirkung. Diese linienförmige Anordnung der Ankerpaare führt zusammen mit der Mehrzahl oder gar Vielzahl an Ankerpaaren vorteilhafterweise dazu, dass ein Lastausgleich zwischen insbesondere benachbarten Ankerpaaren erfolgen kann. Dies im Vergleich zu einer stochastischen oder bei einer horizontalen Anordnung von Befestigungsankern.
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Darüber hinaus findet erfindungsgemäß vorteilhafterweise ein zusätzlicher Lastenausgleich auch noch dadurch statt, dass die Hakenelemente und/oder die Hackenaufnahmeelemente über einen Strukturträger verbunden sind. Der Strukturträger kann dabei eine formschlussartige Verbindung zwischen den Hakenelementen und/oder den Hackenaufnahmeelementen erzeugen, wodurch gleichsam ein Kraft- und Lastausgleich, insbesondere entlang der Befestigungslinie an der Außenseite und/oder am Vorhängeelement, zwischen den Hakenelementen und/oder den Hackenaufnahmeelementen bewirkbar und in der Folge ein verbesserter Lastabtrag an der Tragwerksstruktur und/oder am Vorhängeelement und/oder im Ankerpaar zwischen dem Hakenelement und dem Hackenaufnahmeelement erzielbar ist.
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Dabei kann darüber hinaus mit dem Strukturträger sichergestellt werden, dass, die Hakenelemente zu den Hackenaufnahmeelementen entlang der Befestigungslinie und auf der Befestigungslinie zueinander optimal ausgerichtet sind und befestigt werden können, was die Montage erleichtert.
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Hierzu kann der Strukturträger so ausgebildet werden, dass die Hakenelemente und/oder die Hackenaufnahmeelemente vom Strukturträger getragen werden und die Hakenelemente und/oder die Hackenaufnahmeelemente vermittels des Strukturträgers mit der Außenseite oder dem Vorhängeelement verbunden bzw. befestigt sind
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden erfindungsgemäß die Hakenelemente und die Hackenaufnahmeelemente durch eine Verwendung von Schienenelementen, die einerseits ausgebildet sind, um an dem Vorhängeelement als Befestigungsschiene und andererseits an der Tragwerksstruktur als Zuglastschiene befestigt zu werden, realisiert.
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Diese Umsetzung erfolgt mit Bezug auf die Hakenelemente vorzugsweise über die erfindungsgemäße Verbindungsschiene und in Bezug auf die Hackenaufnahmeelemente vorzugsweise über die erfindungsgemäße Zuglastschiene. Die Umkehrung ist erfindungsgemäß natürlich gleichsam möglich und ggf. zweckmäßig. Die Zuglastschiene wird insoweit an der Außenseite angebracht und die Verbindungsschiene am Vorhängeelement.
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Bevorzugt sind dabei die Schienenelemente als erfindungsgemäßer Strukturträger als einstückige Elemente ausgebildet, die sich über z.B. die gesamte Außenbauwerkswand erstrecken können, so dass eine einstückige kraft- und formschlüssige Struktureinheit zwischen den Hakenelementen und den Hackenaufnahmeelementen entsteht.
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Vorzugsweise verläuft dabei die Verbindungsschiene mit einer bestimmten Länge entlang des Vorhängeelements. Die Zuglastschiene kann sich dann an der Länge der Verbindungsschiene ausrichten. Insoweit kann die Länge der Zuglastschiene zumindest die Länge aufweisen, die ein verhakendes Verbinden mit der Verbindungsschiene ermöglicht bzw. benötigt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Schienenelement die Zuglastschiene und/oder die Verbindungsschiene eine U-Schiene. Die Hakenelemente sind dabei an den freien Schenkeln des U vorzugsweise integral, d. h. in Form von vorzugsweise spiegelbildlich einander gegenüberliegenden Hakenaussparungen ausgebildet, so dass ein Hakenaussparungspaar entsteht, welches ein Hakenelement bildet.
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Die Hakenaussparungspaare bzw. die Hakenelemente sind dabei komplementär zu den Haltebolzen ausgebildet, so dass ein verbindungsmittelfreies Ein- und Aushängen der Haltebolzen in Bezug auf die Hakenelemente möglich ist.
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Die Haltebolzen verlaufen zwischen den freien Schenkeln vom U des Schienenelements der, wobei die in den U-Schenkeln gelagerten freien Enden der Haltebolzen verdrehbar oder nicht-verdrehbar gehalten/gelagert sein können.
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Damit das Hakenelement mit den Haltebolzen eine gute Verbindung eingehen kann, sind die Halteschenkel an denen die Hakenaussparungen ausgebildet sind zu denen zwischen denen die Haltebolzen verlaufen derart voneinander beabstandet, dass die Halteschenkel mit den Hakenaussparungen zwischen den Halteschenkeln für die Haltebolzen verlaufen können, so dass das Hakenelement im U-Zwischenraum, in dem der Haltebolzen verläuft, mit dem Haltebolzen eine hakende Verbindung eingehen kann.
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Dabei kann es auch von Vorteil sein, wenn die Halteschenkel mit den Hakenaussparungen entlang der Halteschenkel für den Haltebolzen anliegend bzw. bündig verläuft. Wobei bündig verlaufend auch spannend bündig verlaufend bedeuten kann. Der bündige Verlauf dient zur besseren Führung und damit zur Verbindung der Befestigungsschiene mit der Zuglastschiene.
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Selbstverständlich besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit für den Strukturträger bzw. für das Schienenelement, anstatt einer U-Schiene z.B. ein Flachstahlelement, an und in dem die Hakenelementen oder die Hackenaufnahmeelemente ausgebildet werden.
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Das Schienenelement, die Zuglastschiene oder die Verbindungsschiene weisen als U-Schienen zwischen den Halteschenkeln einen Befestigungsschenkel auf, mit der die Zuglastschiene an der Tragwerksstruktur und die Verbindungsschiene am Vorhängeelement befestigt werden kann. An definierten Halte- oder Fixierpunkten kann die Zuglastschiene dabei entlang der Tragwerksstruktur gezielt, d. h. in Abhängigkeit von der Untergrundbeschaffenheit an der Tragwerksstruktur oder gleichmäßig über die Zugentlastungsschiene hinweg entlang der Befestigungslinie befestigt werden. Letzteres gilt selbstverständlich unabhängig davon, ob Hackenaufnahmeelemente mit oder auf Grundlage einer Schiene oder einem anderen Strukturelement vorgesehen werden.
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Dabei kann eine Weiterbildung auch darin bestehen, wenn zusätzlich zum erfindungsgemäßen Strukturelement, z.B. dem bereits beschriebenen Schienenelement, als Teil der erfindungsgemäßen Haltemittel eine Flanschbasis vorgesehen wird, an der bzw. vermittels derer das Strukturelement an das Vorhängeelement und/oder die Tragwerksstruktur angebracht bzw. befestigt wird. Die Flanschbasis kann z.B. als Stahlträgerleiste ausgebildet sein, welche entlang der Befestigungslinie(n) am Vorhängeelement und/oder der Tragwerksstruktur vorgesehen wird.
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Die Anzahl der Ankerpaare entlang der Befestigungslinie bestimmt sich insbesondere nach der Breite des Abstands zwischen benachbarten Ankerpaaren entlang der Befestigungslinie und der Breite der Ankerpaare senkrecht zur Befestigungslinie. Hierbei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand zwischen zwei Ankerpaaren bzw. der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Ankerpaaren bei unterhalb von 15 cm oder unterhalb von 10 cm oder 8 cm oder sogar darunter bzw. im Durchschnitt bei unterhalb von 15 cm oder im Durchschnitt unterhalb von 10 cm oder im Durchschnitt unterhalb von 8 cm liegt.
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Es hat sich nämlich gezeigt, dass wenn der Abstand und damit die Anzahl an Ankerpaaren so einheitlich oder durchschnittlich einheitlich festgelegt wird, eine besonders gute Lastverteilung über die Befestigungslinie hinweg erzielbar ist.
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Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Weiterbildung besteht auch darin, dass dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem eine Hängekonstruktion zugeordnet wird, mit welcher die durch das Vorhängen des Vorhängeelements schwerkraftbedingte Kraftwirkung auf die Tragwerksstruktur sowie auf die Haltemittel abgefangen werden kann.
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Der Vorteil einer erfindungsgemäßen Hängekonstruktion besteht insbesondere darin, dass die Haltemittel unabhängig von ihrer strukturellen oder baulichen Ausbildung im Wesentlichen nur noch dazu dienen, die Vorhängeelemente in ihrer Lage/örtlich an der Tragwerksstruktur zu fixieren. Wobei die auf die äußere Tragwerksstruktur ansonsten wirkenden schwerkraftbedingten Kräfte des oder der Vorhängeelemente von der Hängekonstruktion aufgefangen werden.
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Auch wenn die erfindungsgemäße Hängekonstruktion grundsätzlich unabhängig von den verwendeten Haltemitteln ist, so bietet die Kombination mit den erfindungsgemäßen Haltemitteln und der erfindungsgemäßen Hängekonstruktion doch wesentliche Vorteile. Diese Vorteile bestehen insbesondere in der Anbindung der Hängekonstruktion an die Haltemittel.
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Dabei macht sich die erfindungsgemäße Hängekonstruktion zu Nutze, dass üblicherweise, d. h. auch bei alten oder älteren Gebäuden die Außenbauwerkswände eine lastverstärkte Wandkopfseite aufweisen (z.B. durch einen Ringanker), über die insbesondere Vertikallasten des Gebäudes ans Fundament abgeleitet werden.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Hängekonstruktion sieht daher einen Hängeanker an der Außenbauwerkswand vor, wobei die Außenbauwerkswand eine Wandkopfseite aufweist und der Hängeanker im Bereich der Wandkopfseite derart angeordnet ist, dass die auf die Hängekonstruktion wirkende Kraft ausgehend von der Wandkopfseite zumindest überwiegend vertikal in die Außenbauwerkswand einleitbar ist. Die auf die Hängekonstruktion wirkende Kraft kann auf diese Weise gleichsam ans Fundament des Gebäudes abgeführt werden.
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Zum Anbinden des Hängeankers an das Vorhängeelement bzw. die Kraftwirkung des Vorhängeelements kann der Hängeanker einen Ankerflansch aufweisen, welcher so ausgebildet sein kann, dass er ein kraftaufnehmendes Anbinden der Zuglastschiene derart ermöglicht, dass über die Hängekonstruktion die Kraftwirkung des Vorhängeelements vertikal in die Außenbauwerkswand einleitbar ist.
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Besonders vorteilhaft kann das konstruktive Anbinden der Zuglastschiene insbesondere deshalb sein, weil die erfindungsgemäße Zuglastschiene so vorteilhaft ausgebildet werden kann, dass sie entlang der gesamte Tragwerksstruktur verlaufen kann und insbesondere über den Teil der Tragwerksstruktur, z.B. der Dachkonstruktion oder der Außenbauwerkswand, welcher mit einem oder mehreren Vorhängeelementen versehen werden soll, so dass sie mit einem ihrer Enden, und zwar dem, welches in seinem Verlauf dem Hängeanker gegenüberliegt und/oder auf den Hängeanker stößt und dabei an den Hängeanker angeflanscht ist, die volle oder zumindest nahezu die volle Kraftwirkung des Vorhängeelements entlang der Tragwerksstruktur auf den Hängeanker überführen kann.
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Dabei wird erfindungsgemäß unter „zugentlastend“ eine Zugentlastung insbesondere in Bezug auf die Tragwerksstruktur verstanden. Je nachdem, ob es sich bei dem Teil der Tragwerksstruktur um eine Außenbauwerkswand oder um eine Dachkonstruktion handelt, kann dies in Bezug auf den Hängeanker entweder zu einer überwiegenden Zugbelastung führen (im Falle der Außenbauwerkswand) oder zu einer überwiegenden Druckbelastungen (im Falle der Dachkonstruktion).
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Dabei kann eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Hängekonstruktion ferner insbesondere darin gesehen werden, dass bei Gebäuden mit einander gegenüberliegenden oder zumindest hängekraftwirkend koppelbare Außenbauwerkswänden, an denen Vorhängeelemente angebracht und gehalten werden sollen, und zwar vorzugsweise mit erfindungsgemäßen Haltemitteln und besonders bevorzugt mit Ankerpaaren, die erfindungsgemäß Hakenelemente und Hakenaufnahmeelemente integriert in Halteschienen beinhalten, wobei den gegenüberliegenden Außenbauwerkswänden jeweils ein mit der Wandkopfseite baulich verbundener Hängeanker zugeordnet ist, wobei zwischen den zugeordneten Hängeankern Lastausgleichsmittel derart vorgesehen werden, dass es zu einem vollständigen oder zumindest teilweisen oder überwiegenden Kraft- bzw. Lastausgleich zwischen den zugeordneten Hängeankern kommt.
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Dabei kann eine vorteilhafte Weiterbildung darin bestehen, dass die Hängeanker auch gleichzeitig die Lastausgleichsmittel bilden, indem nämlich der Hängeanker gebäudeumlaufend vorgesehen wird. Der Hängeanker kann dabei aus mehreren Teilen bestehen, die z.B. miteinander verschweißt und/oder verschraubt werden.
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Hierzu kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Hängeanker aus einem Quadrat- oder Rechteckrohr aus Stahl bzw. Baustahl bestehen.
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Ferner besteht eine vorteilhafte Weiterbildung auch darin, wenn die Dachkonstruktion Teil der oder das Lastausgleichsmittel ist. Dies kann insbesondere dann angebracht sein, wenn eine Instandsetzung der Dachkonstruktion oder ein Neubau der Dachkonstruktion mit durchgeführt wird und/oder wenn der Hängeanker über die Wandkopfseite keine ausreichende Stabilität für die Kraftaufnahme oder eine vollständige Kraftaufnahme aus dem Vorhängeelement oder den Vorhängeelementen, wie unter Umständen bei Holzhäusern möglich, aufweist. In diesem Fall kann im erfindungsgemäßen Sinne als Hängeanker auch die Fußpfette zum Einsatz kommen.
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Hierbei können im Lastenausgleich auch Vorhängeelemente teilnehmen, die entlang der Dachkonstruktion mit oder ohne erfindungsgemäße Haltemittel angebracht sind. Die Dachkonstruktion wird dabei über den Hängeanker und dessen Ankerflansch mit den Vorhängeelementen, die der Außenbauwerkswand bzw. den Außenbauwerkswänden zugeordnet sind, kraft- bzw. zugaufnehmend verbunden. Die vertikale Kraftableitung aller dabei entstehender Belastungen kann über die Außenbauwerkswand sowie und soweit erforderlich über die wandkopfseitige Deckenkonstruktion erfolgen oder ergänzend erfolgen. Zu diesem Zweck kann die Dachkonstruktion z.B. über eine oder mehrere Hängesäulen mit der Deckenkonstruktion verbunden werden.
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Die Hängekonstruktion sowie die Haltemittel können vorteilhafterweise erfindungsgemäß auf vollflächige Vorhängefassadenelemente als auch auf Vorhängeelemente in Form von Elementmodulen zum Einsatz kommen, wobei im Falle der Elementmodule die Module mit Verbindungsankern vor dem Anbringen oder auch danach miteinander verbunden werden können.
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Die Vorhängeelemente können dabei als spezifische Isolationselemente, insbesondere als Wärmeschutzelemente ausgebildet sein und dabei gleichsam oder unabhängig davon ein oder mehrere Funktionselemente beinhalten. Die Funktionselemente können sich dabei z.B. auf Fensteröffnungen, Türöffnungen, Installationen, Fotovoltaikanlage, Solarthermieanlage und dergleichen beziehen. Die Vorhängeelemente können sich aber auch nur auf die architektonische Auswirkung, z.B. als Glasfassade, beziehen. Eine Kombination ist natürlich gleichsam denkbar.
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Hervorzuheben ist ferner, dass neben dem Befestigungssystem ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt auch in einem Gebäude bzw. in einer Tragwerksstruktur besteht, in dem oder bei dem Vorhängeelemente mit dem erfindungsgemäßen Befestigungssystem gehalten werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile, Wirkungen und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf eine oder mehrerer Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Dabei zeigen schematisch:
- 1a ein Gebäude mit Vorhängeelementen an Wänden;
- 1b die Rückseite eines Vorhängeelements;
- 1c die Vorderseite bzw. Fassadenseite des Vorhängeelements nach 1b;
- 2a eine mögliche Konstellation für ein Anbindung eines Vorhängeelements an den Außenwänden;
- 2b die an der Außenbauwerkswand angebrachte Zuglastschiene in Gegenüberstellung zur am Vorhängeelement angebrachten Verbindungsschiene im Vertikalschnitt;
- 2c ein Detail zu den erfindungsgemäßen Haltemitteln im Horizontalschnitt;
- 3a eine erfindungsgemäße Hängekonstruktion unter Einbeziehung des Dachs;
- 3b ein Befestigungsdetail zur Hängekonstruktion nach 3a.
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Aus 1a geht schematisch die Situation hervor, in der ein Gebäude (Altbau) 100 mit unklarem Untergrund eine neue Fassade 201 erhalten soll. Hierzu sollen am Gebäude 100 Vorhängeelemente 200 und 200' an die einander gegenüberliegenden Außenbauwerkswände 102, 102' angebracht werden.
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Zum Anbringen der Vorhängeelemente 200 und 200' werden im Bereich der Decke 103 des dritten, d. h. der obersten Obergeschosses erfindungsgemäße Hängeanker 301 und 301 ` vorgesehen. Die Hängeanker 301 und 301 ` stehen über ein Lastausgleichsmittel 302 in Verbindung. Der Hängeanker 301 ist mit dem Vorhängeelement 200 verbunden und der Hängeanker 301' ist mit dem Vorhängeelement 200' verbunden.
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Die Verbindung zwischen den Hängeankern 301 und 301' und den Vorhängeelementen 200 und 200' ist dabei dergestalt, dass die schwerkraftbedingte Last F und F' der Vorhängeelemente 200 und 200' an den jeweiligen Hängeankern 301 und 301' lastmäßig angebunden ist. Die dabei auf die Hängeanker 301 und 301' wirkende Last wird von diesen durch geeignete bautechnische Anbindung an die Außenbauwerkswände 102 und 102' vertikal in die Außenbauwerkswände 102 und 102' und folglich an das Fundament des Gebäudes 100 abgeführt/abgeleitet. Da die Lastkraft F und F' der Vorhängeelemente 200' und 200 von den Hängeankern 301' und 301 aufgenommen wird, können die Vorhängeelemente 200' und 200 in vertikaler Richtung lastfrei oder zumindest überwiegend lastfrei den Außenbauwerkswänden 102 und 102' vorgehängt werden, so dass die Anforderungen an die vertikale Tragfähigkeit der Außenbauwerkswände 102 und 102' minimiert werden. Entsprechendes gilt für die Haltemittel, z.B. entsprechende Tragwerksanker 310 (siehe 2a), mit denen die Vorhängeelemente 200' und 200 an den Außenbauwerkswänden 102' und 102 befestigt werden. Die Haltemittel dienen insoweit nur noch im Wesentlichen der örtlichen Lagefixierung der Vorhängeelemente 200' und 200 bzw. der Zuglastschienen 304 (siehe 2a) in Bezug auf die Fassaden 201' und 201.
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Dass aus 1a zu entnehmende Lastausgleichsmittel 302 wiederum dient erfindungsgemäß dazu, die Lastwirkung auf die Hängeanker 301' und 301 und damit zusätzlichen den Lasteintrag in die Außenbauwerkswände 102' und 102 zu minimieren, wenn nicht gar zu kompensieren, denn mit der durch die Lastausgleichsmittel 302 bewirkte Kraftkopplung zwischen den Hängeankern 301' und 301 sowie die durch die Hängeanker 301' und 301 bautechnisch bewirkte Kraftumlenkung der Kraftwirkung F' und F der Vorhängeelemente 200' und 200, können sich die auf die Hängeanker 301' und 301 wirkenden vertikalen Kräfte im Sinne der erfindungsgemäßen Hängekonstruktion gegeneinander aufheben.
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1b zeigt insbesondere die Rückseite 202 eines Vorhängeelements 200 bzw. 200' wie bereits zu 1a erwähnt. Ferner ist aus 1b eine Hängeanker 301 zu entnehmen, der dort z.B. in Form eines Quadratrohr 301 ausgeführt sein kann. Das Quadratrohr 301 verläuft entlang der Oberseite des Vorhängeelements 200 in der obersten Geschoss Deckenshöhe.
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Ferner schematisch sind auf der Rückseite 202 des Vorhängeelements 200 Trägerleisten 303 zu erkennen, an denen z.B. erfindungsgemäße Verbindungsschienen 306 befestigbar sind. In 1b sind insgesamt vier Trägerleisten 303 dargestellt, die parallel zueinander verlaufen. Die Trägerleisten 303 sind auf der Rückseite 202 vertikal angeordnet. Sie bestehen vorzugsweise aus Stahl bzw. aus einem in das Vorhängeelement 200, 200' integrierten Flachstahl und dienen als Flanschbasis für die Zuglastschiene(n) 304.
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Das in 1b dargestellte Vorhängeelement 200 oder 200' umfasst auch Funktionselemente 203 und 204, und zwar in Form einer Tür 203 und von Fenstern 204. 1c zeigt die Vorderseite bzw. Fassadenseite 201 mit den Funktionselementen für eine Tür 203 und Fenster 204.
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2a zeigt eine mögliche Konstellation für ein Anbindung eines Vorhängeelements 200 an die Außenbauwerkswand 102 eines Gebäudes 100. Auf der äußeren Seite der Außenbauwerkswand 102 ist dazu eine erfindungsgemäße Zuglastschiene 304 vorgesehen. Die Zuglastschiene 304 ist über Tragwerksanker 310 an der Außenbauwerkswand 102 befestigt. Die Befestigung dient vorwiegend der Lagesicherung der Zuglastschiene 304, da im Übrigen die auf die Zuglastschiene 304 wirkende Lastkraft von der erfindungsgemäßen Hängekonstruktion abgefangen wird. Hierzu weist die Hängekonstruktion einen zwischen dem oberen Ende der Zuglastschiene 304 und dem Quadratrohr 301 vorgesehen Ankerflansch 309 auf. Das Quadratrohr 301 bildet insoweit nach der vorliegenden Ausführungsform den erfindungsgemäßen Hängeanker 301. Das Quadratrohr 301 ist mit der Wandkopfseite 110 der Außenbauwerkswand 102 baulich konstruktiv verbunden. Das Quadratrohr 301 kann durch diese Verbindung die über die Zuglastschiene 304 aufgenommene Anhängelast F im Wesentlichen vertikal in die Außenbauwerkswand 102 und damit ins Fundament (nicht dargestellt) des Gebäudes 100 ableiten. Zum Lastausgleich bezüglich des Quadratrohrs 301 kann zwischen Boden 105 und Holz- oder Betondecke 107 ein mit dem Quadratrohr 301 gekoppelter und versteift vorgehaltenes Lastausgleichsmittel 302 in Form z.B. eines Stahlträgers oder eines als Stahlträger fungierendes weiteren Quadratrohrs aus Stahl oder Flachstahl vorgesehen sein, der spiegelbildlich eine Lastkraftkopplung zum in 2a nicht zu sehenden Ankerflansch bzw. Hängeanker 301' zur gegenüberliegenden Außenbauwerkswand 102' bzw. dem dort vorzusehenden Vorhängeelement 200' herstellt.
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Zur baulichen Umsetzung des erfindungsgemäßen Befestigungssystems wird die Fußpfette 104 zusammen mit dem Sparren 101 verlegt, nämlich insbesondere höher gesetzt, und zwar ausgehend von der ursprünglichen Dachlage 111. Ferner kann es dabei notwendig sein, die Hängesäule 108 der Dachkonstruktion zur z.B. Firstpfette mit einem neuen Profilflansch 109 zur Lastkopplung an die Decke 107 zu erneuern.
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Aus 2b kann die an der Außenbauwerkswand 102 angebrachte Zuglastschiene 304 in Gegenüberstellung zur am Vorhängeelement 200 angebrachten Verbindungsschiene 306 im Detail entnommen werden. Die Verbindungsschiene 306 weist die Hakenelemente 307 respektive die Hakenaussparungen 308 auf. Die Zuglastschiene 304 umfasst die Haltebolzen 305. Zwischen der Verbindungsschiene 306 und dem Vorhängeelement 200 befindet sich die Stahlträgerleiste 303. 2b zeigt die Zuglastschiene 304 und die Verbindungsschiene 306 in Gegenüberstellung, d.h. im noch nicht ver- oder eingehakten Zustand.
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Aus 2c ist ein weiteres Detail zu den erfindungsgemäßen Haltemitteln zu entnehmen. Demnach wird ein Ankerpaar dargestellt, und zwar im horizontalen Schnitt senkrecht zur Zuglast F, wobei die Verbindungsschiene 306 als U-Schiene mit der Zuglastschiene 304 als U-Schiene verhakt ist. Die Darstellung zeigt die Verbindungsschiene 306 am Vorhängeelement 200 Die Befestigung erfolgt über die Elementbefestigung 311. Sowohl die Verbindungsschiene 306 als auch die Zuglastschiene 304 weisen Halteschenkel 312 sowie Befestigungsschenkel 313 auf.
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Der Befestigungsschenkel 313 der Zuglastschiene 304 ist über Tragwerksanker 310 mit der Außenbauwerkswand 102 verbunden bzw. lagegesichert. Zwischen den Halteschenkeln 312 der Zuglastschiene 306 verläuft der Haltebolzen 305.
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Aus 3a ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform zu entnehmen, wobei die erfindungsgemäße Hängekonstruktion das Dach 101 bzw. die Dachkonstruktion des Gebäudes 100 einbezieht, wobei gleichsam Vorhängeelemente 200, 200' auch auf der Dachaußenseite angebracht sind.
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Dargestellt sind schematisch die Vorhängeelemente 200 bzw. 200', die sowohl entlang der Außenbauwerkswände 102 bzw. 102' als auch entlang des Dachs 101 bzw. 101' verlaufen. Der mit dem Kreis ausgezeichnete Bereiche entspricht dem zu 3b beschriebenen Detail.
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Aus 3b ist das in 3a gekennzeichnete Detail zu entnehmen. Im Unterschied zur oben beschriebenen Variante umfasst bei dieser Ausführungsform die Zuglastschiene 304 Hakenelemente 307' und umgekehrt die Verbindungsschiene 306 Haltebolzen 305' (dort 2 Bolzen exemplarisch mit 305' gekennzeichnet). Die Verbindungsschiene ist über die Elementbefestigung 311 mit dem Vorhängeelement 200' verbunden und liegt insoweit zwischen dem Vorhängeelement 200' und der Zuglastschiene 304. Am Fußende des mit dem Vorhängeelement 200' zu überdeckenden Dachs 101', an dem die Zuglastschiene 304 befestigt ist, ist das Quadratrohr 301 in Art und Funktion einer Fußpfette und als Bindeglied zwischen dem Vorhängeelement 200', der Dachkonstruktion 101' und der Außenbauwerkswand 102' und dem dortigen Vorhängeelement 200' angeordnet. Am Quadratrohr 301 befindet sich zu diesem Zweck ein Ankerflansch 309, der insbesondere eine Verbindung zur Zuglastschiene 304 herstellen kann. Das Quadratrohr 301 ist dabei über die Fixierung 314 mit dem Ringankerbereich 110 verbunden. Von konstruktivem Vorteil kann es dabei sein und ist insoweit auch bevorzugt, im Dachbereich 101' die ursprünglich vorhandenen Sparren durch die Zuglastschiene 304 zu ersetzen
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Für die gesamte Beschreibung und die Ansprüche gilt, dass der Ausdruck „ein“ als unbestimmter Artikel benutzt wird und die Anzahl von Teilen nicht auf ein einziges beschränkt. Sollte „ein“ die Bedeutung von „nur ein“ haben, so ist dies für den Fachmann aus dem Kontext zu verstehen oder wird durch die Verwendung geeigneter Ausdrücke wie zum Beispiel „ein einziger“ eineindeutig offenbart.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Gebäude
- 101
- Dach/Sparrendach
- 101'
- Dach/Sparrendach
- 102
- Außenbauwerkswand
- 102'
- Außenbauwerkswand
- 103
- Decke
- 104
- Fußpfette
- 105
- Boden
- 106
- Bodenunterbau/Dämmplatte (nicht in Text erwähnt)
- 107
- Holzdecke
- 108
- Hängesäule
- 109
- Profilflansch
- 110
- Wandkopfseite
- 111
- ursprüngliche Dachlage
- 200
- Vorhängeelement
- 200'
- Vorhängeelement
- 201
- Fassade (Vorderseite)
- 201'
- Fassade (Vorderseite)
- 202
- Fassade (Rückseite)
- 203
- Funktionselement Tür
- 204
- Funktionselement Fenster
- 301
- Hängeanker/Quadratrohr
- 301'
- Hängeanker/Quadratrohr
- 302
- Lastausgleichsmittel
- 303
- Trägerleiste
- 304
- Zuglastschiene
- 305
- Haltebolzen an der Zuglastschiene
- 305'
- Haltebolzen an der Verbindungsschiene
- 306
- Verbindungsschiene
- 307
- Hakenelement an der Verbindungsschiene
- 307'
- Hakenelemente an der Zuglastschiene
- 308
- Hakenaussparung
- 309
- Flansch/Ankerflansch
- 310
- Tragwerksanker/Fixierung/Befestigung
- 311
- Elementbefestigung
- 312
- Halteschenkel
- 313
- Befestigungsschenkel
- 314
- Fixierung
- F
- Last/Aufhängelast/Kraftwirkung
- F'
- Last/Aufhängelast/Kraftwirkung