DE10241865A1 - Method for including frost protection in buildings has a vertical insulating layer surrounding the foundation plate and with an outer vertical support layer topped by a reinforced concrete surround to accommodate horizontal forces - Google Patents
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine multifunktionelle Frostschürze im statisch nicht belasteten Außenbereich von Gebäudefundamenten, die dem Zweck der Schalung, der Dämmung im vertikalen Randbereich der Bodenplatte und der Frostschürze, dem wärmebrückenfreien Anschluß an eine horizontale Dämmung unter der Bodenplatte und zur Aufnahme von abzutragenden Lasten für eine Vormauerschale wie z.B. Klinkermauerwerk dient. Durch seine Beschaffenheit ist es ebenfalls geeignet horizontal auf Gebäude wirkende Kräfte abzuleiten, was insbesondere bei lastabtragenden, biegesteifen Gründungsbodenplatten, also solchen ohne Streifenfundamente, zur Anwendung kommen muß. Aufgrund der vergleichbar geringen Abmessung werden Eingriffe in den natürlich gewachsenen Bereich des Erdreiches in Form von Tiefbauarbeiten minimiert.The present invention relates to a multifunctional frost apron in statically unloaded outdoor areas of building foundations, the purpose of formwork, insulation in the vertical edge area the base plate and the frost apron, the thermal bridges Connection to horizontal insulation under the base plate and to take loads to be removed for one Facing shell such as Clinker masonry is used. By its nature it is also suitable to derive forces acting horizontally on buildings, which is particularly important for load-bearing, rigid foundation slabs, so those without strip foundations must be used. Due to the Interventions in the naturally grown are of comparable small dimensions Area of the earth minimized in the form of civil engineering work.
Gebäudefundamente bilden den Übergang zwischen Gebäuden und dem angrenzenden Erdreich auf welchen die Gebäude errichtet werden. In Zeiten wachsender Ansprüche an die Energieeinsparung und Verminderung des CO2 Ausstoßes an die Umwelt entsteht ein wachsender Kostendruck im Bauwesen. Den erhöhten Anforderungen an die Dämmung; zur ordnungsgemäßen Auslegung eines Gebäudefundamentes, kommt wachsende Bedeutung zu. Es muß zum einen vermieden werden, daß Frost unter die Bodenplatte gerät und diese anhebt, zum anderen sind Wärmebrücken an Bauteilen zu vermeiden. Wärmebrücken entstehen durch unzulängliche Dämmung in Teilbereichen eines Bauteiles, was dazu führt, daß Wärme aus dem Gebäude abströmen kann. Zudem sammelt sich auf der Innenseite des Gebäudes im Bereich einer Wärmebrücke Tauwasser, was zu Schimmelpilzbildung und somit zu erheblichen Bauschäden führen kann.Building foundations form the transition between buildings and the adjacent soil on which the buildings are built. In times of increasing demands on energy saving and reduction of CO 2 emissions to the environment, there is growing cost pressure in the construction industry. The increased requirements for insulation; for the correct design of a building foundation, growing importance is becoming. On the one hand it must be avoided that frost gets under the floor slab and lifts it, on the other hand thermal bridges on components must be avoided. Thermal bridges are caused by insufficient insulation in parts of a component, which means that heat can flow out of the building. In addition, condensation accumulates on the inside of the building in the area of a thermal bridge, which can lead to the formation of mold and thus considerable structural damage.
Es ist bekannt Fundamente im umlaufenden Bodenplattenbereich vorzusehen, welche tiefer ins Erdreich hinabführen und als sogenannte Frostschürzen bezeichnet werden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden Schalelemente mit wannenförmigem Querschnitt aus Material mit wärmedämmenden Eigenschaften einzusetzen, welche die Funktion der Dämmung und Schalung von Frostschürzen und Bodenplatten dienen und Wärmebrücken vermeiden. Sie schützen im umschürzten Bereich vor einer thermischen Abkühlung unter der Bodenplatte. Diese Frostschürzen sind jedoch grundsätzlich als Fundament mit lastabtragenden Eigenschaften auszuführen, da sie im Bereich unter den Außenwänden eines Gebäudes angeordnet sind und deren statische Last auf den tragenden Boden ableiten müssen. Aus diesem Grund sind Mindestanforderungen an die Abmessungen dieser Frostschürzen einzuhalten. Die Mindestbreite des zu betonierenden Anteils einer solchen Frostschürze beträgt 30 cm und sie ist auf eine Tiefe von mindestens 80 cm unter Oberkante Gelände herunterzuführen. Soll die aufliegende Bodenplatte nunmehr als biegesteife, lastabtragende Gründungsbodenplatte ausgeführt werden, das heißt ohne weitere Streifenfundamente unter deren Fläche bzw. tragenden Innenwänden, so entstehen im Übergangsbereich zwischen der vertikal aufstehenden Frostschürze und der liegenden Bodenplatte, auf der Innenseite der Frostschürze statische Abscherkräfte was dazu führt, daß die Bodenplatte im Randbereich mit zusätzlicher Bewehrung auszuführen ist. Der Mehraufwand an Beton- und Bewehrungsarbeiten reduziert hierbei die gewünschte Wirtschaftlichkeit einer lastabtragenden, biegesteifen Gründungsbodenplatte. Zudem ist der Aufwand an Dämmung dieser Frostschürze aufgrund seiner Dimensionierung entsprechend hoch. Diese Frostschürzen müssen, um eine wärmebrückenfreie Dämmung zu erreichen, auf der Innen- und Außen- und Unterseite gedämmt werden, da sie vollständig unter der Bodenplatte und somit unter dem Gebäude angeordnet sind. Für eine Wärmebrückenfreiheit ist hierbei auch unter der Frostschürze eine Dämmung erforderlich, da eine thermische Verbindung von der Außenwand über den Beton der Bodenplatte und der darunter befindlichen Frostschürze zum Erdreich hin besteht. Dieses wäre technisch nur mit sehr wenigen Dämmstoffen, wie z.B. Foamglass möglich, die jedoch für diesen Einsatz keine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung haben und somit nur gegen statischen Nachweis und einer Zustimmung im Einzelfall eingesetzt werden können. Dieses ist zum einen mit erheblichen Kosten verbunden und zum anderen sehr zeitaufwendig, so daß zugunsten der Wirtschaftlichkeit auf die geforderte Wärmebrückenfreiheit überwiegend verzichtet werden muß. Aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht ist darüber hinaus von Nachteil, daß für den Einbau der Frostschürzen mit diesen Abmessungen entsprechend groß dimensionierte Erdarbeiten erforderlich sind.It is known foundations in the surrounding floor slab area to provide, which lead deeper into the ground and referred to as so-called frost aprons become. It has also been proposed using formwork elements tub- Cross section of material with thermal insulation properties use, which the function of the insulation and formwork of frost aprons and Base plates serve and avoid thermal bridges. she protect in the shorthand Area before thermal cooling under the floor slab. These frost aprons are fundamental, however to be carried out as a foundation with load-bearing properties, because they are arranged in the area under the outer walls of a building are and have to transfer their static load to the load-bearing floor. Out for this reason there are minimum requirements for the dimensions of these Frost Aprons observed. The minimum width of the portion to be concreted such a frost apron is 30 cm and it is at a depth of at least 80 cm below the top edge terrain shut out. If the overlying floor slab is now to be rigid, load-bearing Foundation base plate accomplished become, that is without further strip foundations under their surface or load-bearing inner walls, see above arise in the transition area between the vertical frost apron and the lying base plate, on the inside of the frost apron static shear what leads to that the Base plate in the edge area with additional reinforcement. The additional effort for concrete and reinforcement work is reduced the desired Profitability of a load-bearing, rigid base plate. In addition, the expense of insulation this frost apron correspondingly high due to its dimensions. These frost aprons need to be one thermal bridges insulation to be insulated on the inside and outside and bottom, since they are complete are arranged under the floor slab and thus under the building. For freedom from thermal bridges insulation is also required under the frost apron, as thermal Connection from the outer wall via the Concrete of the base plate and the frost apron underneath Soil exists. That would be technically only with very few insulation materials, such as e.g. Foamglass possible, which however for this use does not have a general building inspectorate approval and thus only against static proof and approval in the Can be used in individual cases. This is associated with considerable costs on the one hand and on the other hand very time consuming, so in favor the economy to the required freedom from thermal bridges predominantly must be waived. From an economic and ecological point of view is about it further disadvantage that for installation the frost aprons with these dimensions correspondingly large earthworks required are.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereit zu stellen.The object of the present invention is new for to provide the commercial application.
Es wird vorgeschlagen die geforderte Frostschürze mit Bauteilen zu erstellen, die gleichzeitig
- – der vertikalen Dämmung der Frostschürze und der Bodenplatte
- – der Randschalung der Bodenplatte
- – der Abtragung horizontaler und vertikaler statischer Kräfte
- – dem wärmebrückenfreien Anschluß an die horizontale Dämmung unter der Bodenplatte
- - the vertical insulation of the frost apron and the base plate
- - the edge formwork of the floor slab
- - the transfer of horizontal and vertical static forces
- - The thermal bridge-free connection to the horizontal insulation under the floor slab
Gemäß einem ersten Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird ein senkrecht aufstehendes Schalelement mit wärmedämmenden Eigenschaften mit einer Gesamthöhe von Oberkante Beton Bodenplatte bis in frostfreie Tiefe auf der, der Bodenplatte zugewandten Seite in einen Frostschürzengraben eingebaut. Auf der, der Bodenplatte abgewandten Seite des wärmedämmenden Schalelementes ist ein zur Lastabtragung geeigneter Baustoff mit dem Schalelement verbunden. Dieser kann mineralisch sein und erfüllt den Zweck das Schalelement in seiner Ausrichtung zu stabilisieren, indem er als Auflager auf dem Erdreich mit entsprechend tief liegendem Schwerpunkt dient. Auf dessen Außenseite ist ein weiteres Schalelement mit dem Auflager verbunden, das vom Erdreich bis in eine Höhe reicht die ausreichend ist die Bodenplatte ganz oder teilweise zu umschließen. Die Höhe des Auflagers entspricht nur einem Teil der Höhe der Außenschalung, so daß es möglich ist, in dem hergestellten Hohlraum oberhalb des Auflagers, einen die Bodenplatte umschließenden Ringanker aus Beton herzustellen.According to a first basic idea of the present invention, a vertically standing formwork element with heat-insulating properties with a total height of the upper edge is made of concrete Base plate installed in a frost apron trench to the frost-free depth on the side facing the base plate. On the side of the heat-insulating formwork element facing away from the base plate, a building material suitable for load transfer is connected to the formwork element. This can be mineral and serves the purpose of stabilizing the alignment of the formwork element by serving as a support on the ground with a correspondingly low center of gravity. On the outside, another formwork element is connected to the support, which extends from the ground to a height sufficient to completely or partially enclose the base plate. The height of the support corresponds only to a part of the height of the outer formwork, so that it is possible to produce a ring anchor made of concrete enclosing the base plate in the cavity produced above the support.
Diesem Grundgedanken ist wesentlich, daß die herzustellende Bodenplatte in den Ringanker und die, bis in frostfreie Tiefe wärmedämmende Randschalung eingebettet ist. So ist es möglich die horizontale, erdberührte Perimeterdämmung unter der Bodenplatte mit der senkrecht aufstehenden Dämmung wärmebrückenfrei zu verbinden und gleichzeitig horizontal wirkende statische Kräfte über den außen liegenden Ringanker abzuleiten. Da der Ringanker vor Ausführung der Flächendämmung und der Betonbodenplatte erstellt werden kann, ist es möglich im Innenbereich der Bodenplatte eventuell einzubringende Baustoffe nach Vorschrift zu verdichten, ohne die umlaufende Frostschürze zu verschieben oder zu beschädigen.This basic idea is essential that the base plate to be produced in the ring anchor and the, until in frost-free Deep insulating edge formwork is embedded. So it is possible the horizontal, earth-touching perimeter insulation under the floor slab with the vertical insulation free of thermal bridges to connect and at the same time horizontally acting static forces over the Outside to derive lying ring anchors. Since the ring anchor before executing the Surface insulation and the concrete floor slab can be created, it is possible in Any interior materials that may have to be inserted inside the base plate compress according to regulations without moving the surrounding frost apron or to damage.
Die Stärke des Ringankers und des darunter befindlichen Auflagers kann erheblich geringer ausgelegt werden als eine vergleichbares Frostschürzenfundament, dessen Betonstärke mindestens 30 cm betragen muß. Es kann davon ausgegangen werden, daß eine Stärke von 10 cm bereits ausreichend ist. Des weiteren kann auf eine Dämmung auf der Außenseite der Frostschürze verzichtet werden, so daß die erforderlichen Erdarbeiten und somit der Eingriff in den natürlich gewachsenen Bereich der Erde, erheblich reduziert werden kann.The strength of the ring anchor and the underlying support can be designed much smaller are considered a comparable frost apron foundation, the concrete strength of which is at least Must be 30 cm. It can be assumed that a thickness of 10 cm is already sufficient. Furthermore, insulation can be used on the outside the frost apron to be dispensed with, so that necessary earthworks and thus the intervention in the naturally grown Area of the earth, can be significantly reduced.
In einem Unteranspruch wird der Ringanker mit dem Auflager als Aufnahme für eine Vorsatzschale wie z.B. einem Klinkermauerwerk genutzt.In a subclaim, the ring anchor is included the support as a seat for a facing such as a brick masonry used.
Bei erhöhtem Anspruch an die Außendämmung des Gebäudes, z.B. bei sogenannten Drei-Liter-Häusern (heute KfW 60- Häusern) oder Passivhäusern, kann die Außendämmung der Fassaden auch problemlos auf der Außenseite der Perimeter-Frostschürze, bis in frostfreie Tiefe, zusätzlich heruntergeführt werden.With increased demands on the external insulation of the building e.g. in so-called three-liter houses (today KfW 60 houses) or Passive houses, can the external insulation of the Facades also easily on the outside of the perimeter frost apron, up in frost-free depth, in addition shut out become.
Des weiteren ist diesem Grundgedanken wesentlich, daß die Perimeter-Frostschürze industriell vorgefertigt werden kann, wodurch weitere Kosten eingespart werden können. Es wird davon ausgegangen, daß, anders als nach Erlass der aktuellen Energie-Einsparverordnung (EnEv 2002) erwartet, die Baukosten aufgrund des Mehraufwandes im Bereich der Dämmung steigen, sondern sogar reduziert werden. Hierbei wird das vertikale Schalelement bevorzugt aus Isoliermaterial hergestellt insbesondere bevorzugt aus Hartschaumplatten, die eine hinreichende Isolierung bewirken und in variabler Stärke Verwendung finden kann. Das Auflager auf der Außenseite des Schalelementes wird bevorzugt aus mineralischen Planblöcken hergestellt und mit dem Schalelement verbunden. Die äußere Schalung wird bevorzugt aus hartfaser- oder zementgebundenen Platten hergestellt und mit dem Auflager verbunden. In einer anderen bevorzugten Herstellungsweise wird die äußere Schalung ebenfalls aus Hartschaumplatten hergestellt um erhöhten Anforderungen an den Wärmeschutz gerecht zu werden. Die Einzelelemente der vorliegenden Erfindung werden bei industrieller Herstellung bevorzugt zur Aneinanderreihung gebildet, daß heißt, es werden viele Einzelelemente zur Bildung einer Perimeter-Frostschürze nebeneinander gesetzt und sind so hergestellt, daß Sie nach dem Prinzip Nut und Feder ineinander greifen. Die Längen der einzelnen Elemente sind dabei unter anderem davon abhängig in welcher Größe die einzelnen Baustoffe verfügbar sind, den Maßen, die einen preiswerten Transport ermöglichen, dem Gewicht, um die Elemente leicht handhaben und einbauen zu können und so weiter.Furthermore, this is the basic idea essential that the Perimeter ice wall can be industrially prefabricated, which saves further costs can be. It’s assumed that contrary to what was expected after the current Energy Saving Ordinance (EnEv 2002), the construction costs increase due to the additional effort in the area of insulation, but even be reduced. Here, the vertical formwork element preferably made of insulating material, particularly preferably made of rigid foam panels that provide sufficient insulation and use in variable strength Can be found. The support on the outside of the formwork element is preferably made from mineral facing blocks and with the Formwork element connected. The outer formwork is preferably made from hardboard or cement-bound boards and connected to the support. In another preferred mode of manufacture becomes the outer formwork also made of rigid foam panels to meet increased requirements to thermal insulation to meet. The individual elements of the present invention are preferred for stringing together in industrial production formed, that is, it will be many individual elements to form a perimeter frost apron side by side and are manufactured in such a way that they are groove-based and spring interlock. The lengths of the individual elements depend among other things on the size of the individual Building materials available are, the dimensions, that allow inexpensive transportation, the weight to the Easy to handle and install elements and so on.
Die Ringanker der zusammengesetzten Einzelelemente werden bevorzugt vor der Erstellung der Bodenplatte in der Fläche bewehrt und ausbetoniert um eventuell anzufüllende Baustoffe in der Fläche fachgerecht verdichten zu können, ohne die umschließende Frostschürze zu verschieben oder anderweitig in ihrer vorgesehenen Position zu verändern.The ring anchors of the composite Individual elements are preferred before creating the base plate in the area reinforced and concreted in order to professionally fill any building materials to be filled to be able to condense without the enclosing one ice wall to move or otherwise in their intended position change.
Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:The invention is only in the following described for example with reference to the drawing. In this shows:
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN104846851A (en) * | 2015-05-26 | 2015-08-19 | 中国化学工程第三建设有限公司 | Construction method of foundation-side non-frost-heaving layer |
CN110067265A (en) * | 2018-09-18 | 2019-07-30 | 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院 | A kind of Deep Foundation Structure of the anti-freeze thawing disease in Permafrost Area |
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2002
- 2002-09-09 DE DE2002141865 patent/DE10241865A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110067265B (en) * | 2018-09-18 | 2024-03-26 | 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院 | Deep foundation structure for preventing freeze thawing diseases in permafrost region |
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