DE202010014473U1

DE202010014473U1 - Wandelement, Gebäude mit einem solchen Wandelement

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Publication number: DE202010014473U1
Application number: DE202010014473U
Authority: DE
Original assignee: Vollert Anlagenbau & Co KG GmbH
Current assignee: Vollert Anlagenbau De GmbH
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: DE102010045819A1

Abstract

Wandelement aus Beton als Fertig- oder Halbfertigteil, das als eine im Wesentlichen ebene Platte mit einer Vorder- und einer Rückseite (3a, 3b) sowie Stirnseiten (3c) ausgebildet ist, die ggf. mit einer integrierten Bewehrung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- oder der Rückseite (3a, 3b) wenigstens an zwei einander gegenüberliegenden Kanten oder an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (3c) jeweils ein Randstreifen vorgesehen ist, aus dem in dem Wandelement (3) verankerte Bewehrungselemente (4, 7, 10) zur Anbindung des Wandelements (3) an Stützen (1) und/oder Bindern (2) eines Gebäudes hervorstehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wandelement aus Beton als Fertig- oder Halbfertigteil, das als eine im Wesentlichen ebene Platte mit einer Vorder- und Rückseite sowie Stirnseiten ausgebildet ist. Das Wandelement kann mit einer integrierten Bewehrung, beispielsweise einer Stahlgittermatter oder dergleichen, versehen sein. Weiter betrifft die Erfindung ein Gebäude mit Stützen und/oder Bindern sowie mehreren derartigen Wandelementen.
Im Hausbau ist seit vielen Jahren die sogenannte Skelettbauweise etabliert, bei welcher zunächst ein die wesentlichen Lasten aufnehmendes Tragwerk aus meist monolithischen, das heißt vor Ort gegossenen, Stützen und Bindern erstellt wird, wobei die Zwischenräume zwischen den Stützen und Bindern nachträglich zugemauert und/oder mit vorgefertigten Elementen verschlossen werden. Diese Bauweise ist auch in erdbebengefährdeten Gebieten einsetzbar, da die in Skelettbauweise erstellen Gebäude durch die monolithischen Stützen und Binder eine ausreichende Steifigkeit und Stabilität erhalten. Die Verwendung von Fertigwänden ist in erdbebengefährdeten Gebieten jedoch nur sehr bedingt möglich, da die Gefahr besteht, dass diese aus dem Skelett aus Stützen und Bindern herausfallen und hierbei schwere Beschädigungen verursachen können.
Die Errichtung von Gebäuden in Skelettbauweise ist bewährt und einfach möglich, allerdings ist dieses Herstellungsverfahren unabhängig von dem Ausmauern der Zwischenräume zwischen den Stützen und Bindern zeitaufwendig, da für die Stützen und Binder vor Ort Bewehrungen und Schalungen individuell vorbereitet werden müssen.
Weiter ist es im Hausbau bekannt, für Decken und Wände in Fertigbauweise oder Halbfertigbauweise erstellte Elemente in einem Betonteilwerk herzustellen und vor Ort aufzubauen bzw. fertigzustellen. Derartige Fertigteil- und Halbfertigteilwände werden als selbsttragende Strukturen eingesetzt und werden daher nicht in Gebäuden verwendet, die in Skelettbauweise errichtet werden. Nachteile dieser Wandelemente liegen neben der mangelnden Eignung für erdbebengefährdete Gebieten in dem hohen Eigengewicht der Wandelemente, was die Logistik erschwert und Kostennachteile gegenüber konventionell gemauerten Gebäuden mit sich bringt.
Hierbei unterscheidet man zwischen massiven Wandelemente, die vor Ort nur noch aufgestellt und verankert werden müssen und sogenannten Doppelwand-Systemen, die aus zwei Platten bestehen, welche durch Gitterträger oder dergleichen Bewehrungselemente in einem definierten Abstand parallel zueinander miteinander verbunden sind. Auf der Baustelle werden diese Betonschalen dann mit Ortbeton gefüllt, um hierdurch auch einzelne Doppelwandelemente untereinander zu verbinden. Diesen bekannten Systemen ist gemeinsam, dass diese auf ihrer Forder- und Rückseite, das heißt auf der dem Innenraum zugewandten Seite einer Außenwand und auf der gegebenenfalls später noch zur verkleidenden Fassadenaußenseite zumindest im Wesentlichen glatt sind, das heißt es stehen insbesondere keine Bewehrungselemente oder dergleichen vor. Gleiches gilt auch für die Stirnseiten, mit denen diese Elemente passgenau nebeneinander bzw. auf den vorbereiteten Untergrund gestellt werden.
Anders verhält es sich bei in Halbfertigbauweise erstellen Elementdecken, die ebenfalls in einem Betonwerk vorgefertigt und auf der Baustelle montiert werden können. Hierbei wird nachträglich eine Ortbetonschicht auf die Elementdecken aufgebracht. Zur Verbindung zwischen der Elementdecke und der Ortbetonschicht ragen über die gesamte Oberfläche verteilt Bewehrungselemente hervor, die in den Ortbeton eingegossen werden. Auch aus den Stirnseiten können Bewehrungselemente vorstehen, um eine Verbindung benachbarter Platten zu erleichtern. Ein derartiger Aufbau ist jedoch nicht im Wandbereich bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorteile der Skelettbauweise und der Bauweise mit vorgefertigten Wandelementen miteinander zu kombinieren und dabei den Herstellungsaufwand sowie die Erdbebensicherheit von Gebäuden zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen mit einem Wandelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass auf der Vorder- oder Rückseite des Wandelements wenigstens an zwei einander gegenüberliegenden Kanten oder an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils ein Randstreifen vorgesehen ist, aus dem in dem Wandelement verankerte Bewehrungselemente zur Anbindung an Stützen und/oder Bindern eines Gebäudes hervorstehen. Mit anderen Worten werden die aus den Stirnseiten und/oder dem Rand der Vorder- bzw. Rückseite vorstehenden Bewehrungselemente als Anschlusselemente für Stützen bzw. Binder eines in Skelettbauweise erstellten Gebäudes vorgesehen.
Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, vorgefertigte Wandelemente aus Beton für Gebäude zu verwenden, bei denen die statischen Belastungen im Wesentlichen über ein Tragwerk aus Stützen und Bindern aufgenommen werden. Die Wandelemente selbst müssen daher nicht mittragen, können dies jedoch bei entsprechender Auslegung. Das Vorsehen der Bewehrungselemente in den Randstreifen bzw. Stirnseiten ermöglicht es, die Reihenfolge eines Gebäudebaus in vorteilhafter Weise zu verändern. So lassen sich die erfindungsgemäßen Wandelemente unmittelbar bei der Erstellung von Stützen und Bindern mittels der Bewehrungselemente mit diesen verbinden. Die Wandelemente müssen somit nicht nachträglich in einem in Skelettbauweise erstellten Tragwerk verankert werden, sondern werden noch vor der Fertigung der Stützen und Binder aufgestellt und können so direkt mit diesen vergossen werden.
Das erfindungsgemäße Wandelement hat den Vorteil, dass der Fertigungsaufwand dadurch minimiert wird, dass das Ausmauern der Zwischenräume von in Skelettbauweise erstellten Gebäuden im Wesentlichen entfällt. Zudem ist ein mit den erfindungsgemäßen Wandelementen erstelltes Gebäude durch die feste Verankerung der Wandelemente in den Stützen bzw. Bindern erheblich widerstandsfähiger gegen Belastungen, wie sie beispielsweise bei Erdbeben auftreten. Die Erdbebensicherheit wird auch dadurch weiter gesteigert, dass die Wandelemente nicht wie bei anderen in Skelettbauweisen erstellten Gebäuden aus dem Tragwerk aus Stützen und Bindern herausfallen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auf der Vorder- oder der Rückseite bzw. an Stirnseiten des Wandelements an drei Kanten jeweils Randstreifen vorgesehen, aus den in dem Wandelement verankerte Bewehrungselemente zur Anbindung des Wandelements an Stützen und Bindern eines Gebäudes hervorstehen. Hierdurch lassen sich die Wandelemente seitlich und oben bzw. unten fest mit dem Tragwerk aus Stützen und Bindern verbinden.
Die Breite des Randstreifens des erfindungsgemäßen Wandelements, das heißt der Bereich, in welchem die Bewehrungselemente aus der Vorder- oder Rückseite hervorstehen, beträgt vorzugsweise weniger als 10% der Breite beziehungsweise Höhe der Wandelement-Platte. Besonders bevorzugt wird es, wenn der Randstreifen eine Breite von etwa 1% bis etwa 5% der Breite beziehungsweise Höhe des Wandelements beträgt. Aus Logistikgründen ist die Größe von derartigen Wandelementen meist auf etwa 9 m × 3 m zu beschränken. Die Breite des Randstreifens kann hierbei beispielsweise etwa 10 cm bis etwa 20 cm betragen. Der Randstreifen erstreckt sich dabei vorzugsweise über im Wesentlichen die gesamte Länge einer Kante, wobei im Eckbereich gegebenenfalls zum Anschluss anderer Bauteile keine Bewehrung vorgesehen sein muss.
Um den Arbeitsaufwand auf einer Baustelle zu minimieren kann es vorteilhaft sein, dass auf der Vorder- und/oder der Rückseite des erfindungsgemäßen Wandelements bereits werkseitig eine Isolierschicht aufgebracht beziehungsweise befestigt ist. Hierbei wird es bevorzugt, wenn die mit den Bewehrungselementen versehenen Randstreifen zur Ausbildung eines Schalungsbereichs für Stützen beziehungsweise Binder eines Gebäudes nicht oder nicht vollständig mit der Isolierschicht versehen sind. Mit anderen Worten kann die Isolierschicht derart gestaltet werden, dass das Wandelement sowie eine Stirnseite der Isolierschicht als verlorene Schalungsformen bei der Erstellung von Stützen und Bindern dienen.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, auf der Vorder- und/oder Rückseite der erfindungsgemäßen Platte eine Verkleidung zu befestigen, beispielsweise aus Klinkersteinen oder Fließen. Unabhängig davon kann die Wandoberfläche des erfindungsgemäßen Wandelements roh oder geglättet sein, gegebenenfalls auch beidseitig.
Um die späteren Installationsarbeiten zu erleichtern können in den erfindungsgemäßen Wandelementen bereits Leerrohre, Kabelkanäle oder dergleichen integriert sein. In diese können später Ver- und Entsorgungsleitungen eingezogen werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu können in den erfindungsgemäßen Wandelementen auch Fenster- und/oder Türöffnungen integriert sein. Auch der werkseitige Einbau von Fenstern oder Türen ist bei den erfindungsgemäßen Wandelementen möglich.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiter durch ein Gebäude mit monolithischen Stützen und/oder Bindern gelöst, welches wenigstens ein im Wesentlichen vertikal ausgerichtetes Wandelement der oben genannten Art aufweist. Die in den Randstreifen bzw. Stirnseiten des Wandelements vorgesehenen Bewehrungselemente sind hierbei erfindungsgemäß mit Ortbeton in die monolithischen Stützen beziehungsweise Binder eingegossen. Bei Bedarf können für die Stützen und Binder selbst zusätzlich Bewehrungselemente vorgesehen werden. Unter einer vertikalen Ausrichtung eines erfindungsgemäßen Wandelements wird dabei eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung zum Untergrund verstanden, also beispielsweise keine Verwendung als Decken und/oder Fußböden, die im Wesentlichen parallel zum Untergrund ausgerichtet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von der Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen schematisch:
1 in Perspektivansicht ein Tragwerk eines Gebäudes aus Stützen und Bindern,
2a ein horizontaler Schnitt durch eine Außenwand entlang der Linie B-B in 1,
2b ein horizontaler Schnitt durch eine Außenwand entsprechend 2a nach einer weiteren Ausführungsform,
2c ein vertikaler Schnitt durch eine Außenwand entlang der Linie A-A in 1,
3a ein Detail eines horizontalen Schnitts durch eine Außenwand,
3b ein Detail eines horizontalen Schnitts durch eine Außenwand nach einer weiteren Ausführungsform,
3c ein Detail eines vertikalen Schnitts durch eine Außenwand, und
3d ein Detail eines horizontalen Schnitts durch eine Außenwand nach einer weiteren Ausführungsform.
In 1 ist ein Tragwerkskelett eines einstöckigen Gebäudes dargestellt, welches aus mehreren vertikal verlaufenden Stützen 1 und mehreren horizontal verlaufenden Bindern 2 aufgebaut ist. Das Tragwerk ist monolithisch ausgebildet, das heißt vor Ort auf der Baustelle aus Beton vergossen. Weitere Stockwerke sowie die bei dem Gebäude zwischen den Stützen 1 und den Bindern 2 vorgesehenen Wände 3 sind in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise weggelassen.
Die 2a und 2b zeigen zwei Alternativen der Anordnung von Wänden 3 und Stützen 1 eines Gebäudes, wobei die Wände 3 in 2a auf der Rückseite 3b (in dem Beispiel nach 2a die Innenseite) bündig mit den Stützen 1 verlaufen, während nach 2b die Wände 3 auf der Vorderseite 3a (in dem Beispiel nach 2a die Außenseite) bündig mit den Stützen 1 verlaufen. In 2c ist ein vertikaler Schnitt durch eine Außenwand eines zweistöckigen Gebäudes dargestellt. Die Außenwand wird durch Wandelemente 3 gebildet, die mit den Stützen 1 und Bindern 2 fest verbunden sind. Die Wandelemente werden als Betonhalbfertigteile in einem Betonwerk als im Wesentlichen ebene Platten vorgefertigt, die eine Vorderseite 3a und eine Rückseite 3b aufweisen. Weiter ist das im Wesentlichen rechteckige Wandelement 3 oben, unten und an beiden Seiten mit vier Stirnseiten 3c versehen, die teilweise in den 3a bis 3d dargestellt sind. Im Inneren des Wandelements 3 kann in an sich bekannter Weise eine Bewehrung beispielsweise eine Gittermatte oder dergleichen Armierung vorgesehen sein.
Zur Verbindung mit den Stützen 1 und Bindern 2 sind die Wandelemente 3 mit Bewehrungselementen versehen, welche in den Wandelementen verankert sind und aus diesen herausragen. In der Ausführungsform nach 3c ist in einem oberen Randstreifen des unteren Wandelementes 3 als Bewehrungselement ein Gitterkorb 4 vorgesehen, der teilweise in das Wandelement 3 eingegossen ist und teilweise in Richtung der Vorderseite 3a und der oberen Stirnseite aus dem Wandelement 3 hervorsteht. Zusammen mit einem im Querschnitt etwa L-förmigen Schalungselement (nicht gezeigt) kann mit dem Wandelement 3 vor Ort ein Binder 2 aus Beton gegossen werden, so dass der Binder 2 fest mit dem Wandelment 3 verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform der 3c ist der Binder 2 zusätzlich mit einem Deckenelement 6 verbunden, welches ebenfalls ein Betonfertigkeit oder ein Betonhalbfertigteil sein kann. Zusätzliche Bewehrungselemente 9 des Deckenelements 6 erlauben eine steife Verbindung zwischen der in 3c unteren Wand 3 und dem Binder 2.
Wie aus der horizontalen Schnittansicht der 3a, 3b und 3d ersichtlich ist, können die Wandelemente 3 in ähnlicher Weise auch mit den Stützen 1 verbunden werden. Hierzu sind die Wandelemente 3 auch in zwei zueinander parallelen in Einbaulage vertikal verlaufenden Randstreifen mit weiteren Bewehrungselementen 7 versehen, welche in der dargestellten Ausführungsform aus der Vorderwand 3a (3a und 3d) bzw. aus der Rückwand 3b (3b) hervorstehen und teilweise in das Wandelement 3 eingegossen sind. Ähnlich wie in Bezug auf 3c erläutert, lassen sich zwei Wandelemente 3 unter gleichzeitiger Ausbildung einer Stütze 1 miteinander verbinden, indem die beiden Wandelemente nebeneinander aufgestellt und mit einem z. B. U-förmigen Schalungselement 8 versehen werden, so dass in den Zwischenraum zwischen dem Schalungselement 8 und den Wandelementen 3 Ortbeton eingefüllt werden kann. Das Schalungselement 8 ist dabei derart gestaltet, das es die aus den Wandelementen herausragenden Bewehrungselemente 7 einschließt. Gegebenenfalls können weitere Bewehrungselemente 9 zur Herstellung der Stütze 1 in das Schalungselement 8 eingebracht werden. In gleicher Weise können an den Ecken eines Gebäudes können zwei Wände z. B. mittels eines im Querschnitt etwa L-förmigen Schalungselements 5 miteinander und mit einer Stütze 1 verbunden werden.
In 3d ist als eine Alternative zu der Verwendung von separaten Schalungselementen 5 bzw. 8 eine Isolierschicht 10 auf die Wandelemente 3 aufgebracht. In dieser Isolierschicht 10 sind an den für die Stützen 1 bzw. Binder 2 vorgesehene Stellen Aussparungen vorgesehen, die es erlauben, die Isolierschicht 10 gleichzeitig als Schalung zu nutzen. Diese Isolier- und Schalungsschicht 10 kann bereits werksseitig auf den Wandelementen 3 vorgesehen sein, so dass auf der Baustelle lediglich die Aussparungen, in welchen auch die Bewehrungselemente 7 liegen, ausgegossen werden müssen.
Durch das Eingießen der Bewehrungselemente der vorgefertigten Wandelemente 3 in Stützen bzw. Binder entsteht insgesamt ein monolithisches Bauwerk aus Wänden, Stützen und Bindern.
Bezugszeichenliste

1: Stütze
2: Binder
3: Wandelement
3a: Vorderseite
3b: Rückseite
3c: Stirnseite
4: Bewehrungselement
5: Schalungselement
6: Deckenplatte
7: Bewehrungselement
8: Schalungselement
9: Bewehrungselement
10: Isolierschicht

Claims

Wandelement aus Beton als Fertig- oder Halbfertigteil, das als eine im Wesentlichen ebene Platte mit einer Vorder- und einer Rückseite (3a, 3b) sowie Stirnseiten (3c) ausgebildet ist, die ggf. mit einer integrierten Bewehrung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- oder der Rückseite (3a, 3b) wenigstens an zwei einander gegenüberliegenden Kanten oder an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten (3c) jeweils ein Randstreifen vorgesehen ist, aus dem in dem Wandelement (3) verankerte Bewehrungselemente (4, 7, 10) zur Anbindung des Wandelements (3) an Stützen (1) und/oder Bindern (2) eines Gebäudes hervorstehen.
Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- oder der Rückseite (3a, 3b) und/oder an Stirnseiten (3c) an drei Kanten jeweils ein Randstreifen vorgesehen ist, aus dem in dem Wandelement (3) verankerte Bewehrungselemente (4, 7, 9) zur Anbindung des Wandelements (3) an Stützen (1) und Bindern (2) eines Gebäudes hervorstehen.
Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Randstreifens weniger als 10% der Breite oder Höhe des Wandelements (3) beträgt.
Wandelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- und/oder Rückseite (3a, 3b) eine Isolierschicht (10) befestigt ist.
Wandelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Bewehrungselementen (4, 7, 9) versehenen Randstreifen zur Ausbildung eines Schalungsbereichs für Stützen (1) und/oder Binder (2) eines Gebäudes nicht oder nicht vollständig mit der Isolierschicht (10) versehen sind.
Wandelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- und/oder Rückseite (3a, 3b) eine Verkleidung, insbesondere aus Klinkersteinen oder Fliesen, befestigt ist.
Wandelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Wandelement (3) wenigstens ein Leerrohr, ein Kabelkanal, eine Fenster- und/oder eine Türöffnung integriert ist.
Gebäude mit monolithischen Stützen und/oder Bindern und mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Wandelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Randstreifen des Wandelements (3) vorgesehenen Bewehrungselemente (4, 7), ggf. zusammen mit weiteren Bewehrungselementen (9), mit Ortbeton in die monolithischen Stützen (1) und/oder Binder (2) eingegossen sind.