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Die Erfindung betrifft eine multifunktionale, mehrgeschossige Gebäudekonstruktion mit senkrechten Tragstützen und freitragenden Deckenträgern, wobei die Tragstützen entlang der Außenwände mit Abstand voneinander angeordnet sind gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
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Aus der
DE 103 57 052 A1 ist ein Stahl-Systemhaus sowie ein Verfahren zur Errichtung eines derartigen Systemhauses vorbekannt.
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Bei dem vorbekannten Systemhaus mit zwei Stockwerken sind senkrechte Tragstützen und freitragende Deckenträger vorhanden, wobei die Tragstützen entlang einer der Außenwände mit Abstand voneinander angeordnet sind und die Deckenträger den Grundriss ohne weitere Stützelemente überspannen. Eine Stützenfreiheit des Grundrisses und große überspannbare Distanzen bei hohen Vorfertigungsmöglichkeiten werden dadurch gewährleistet, dass weitere Außenwanddeckenträger senkrecht zu den Tragstützen angeordnet werden, wobei die Außenwanddeckenträger jeweils zwischen benachbarten, entlang derselben Außenwand verlaufenden, Tragstützen angeordnet sind. Die Tragstützen werden mit den Deckenträgern und den Außenwanddeckenträgern über biegesteife Eckverbindungen zu einem biegesteifen Rahmen verbunden, so dass ein Raum-Fachwerk entsteht.
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Eine derartige Lösung ist für kleinere Gebäude, insbesondere Einfamilienhäuser, durchaus kostengünstig umsetzbar, jedoch für größere Gebäude, insbesondere Gebäude mit mehr als zwei Stockwerken, problematisch. Darüber hinaus sind bei einer derartigen Fachwerkkonstruktion besondere Maßnahmen zur akustischen aber auch thermischen Dämmung und Entkopplung vorzusehen.
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Bei dem Gebäude mit rechteckigem Grundriss nach
WO 2009/108973 A1 wird die Aufgabe gelöst, wenigstens einen großen Raum sowie eine Mehrzahl kleinerer Räume zu bilden, ohne dass ein übermäßiger Bauaufwand erforderlich wird. Diesbezüglich wird auf eine Konstruktion zurückgegriffen, die nach Art eines Skelettbaus ausgeführt wird. Das dort vorgestellte Gebäude kann ein- oder mehrgeschossig realisiert werden. Die vorgestellte Bauform ergibt die Möglichkeit, dass auf einer Seite des Gebäudes eine nach der gewünschten Raumaufteilung gewählte Zimmereinteilung möglich ist und auf der gegenüberliegenden Seite größere Räume unterschiedlicher Art vorgesehen werden können. Das offenbarte Gebäude kann sowohl als Bürogebäude aber auch als Wohngebäude ausgeführt werden. Schmalseitige Außenwände sollen im Bereich der Räume als tragende Wände ausgebildet werden, wobei Außenwände des Gebäudes im Bereich durchgehende Räume nicht tragende Wände sind. Zwischen den Räumen soll ein Gang ausgebildet werden, wobei die Deckenriegel des großen Raumes bis über den vorerwähnten Gang reichen.
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Die Lehre nach der
WO 2009/108973 A1 schafft die Möglichkeit, kostengünstig Räume unterschiedlicher Größe in einem Gebäude zusammenzufassen, wobei jedoch Aspekte des Schallschutzes und der Dämmung und damit energetische Gesichtspunkte keine ausreichende Berücksichtigung finden.
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Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte multifunktionale, mehrgeschossige Gebäudekonstruktion mit senkrechten Tragstützen und freitragenden Deckenträgern anzugeben, welche mit möglichst wenig tragenden Elementen auskommt und die Möglichkeit schafft, ausgehend von einer Basiskonstruktion je nach Anforderungen und auch bei geänderten Nutzungsbedingungen reagieren zu können, ohne dass aufwändige Eingriffe in den Baukörper erforderlich werden. Darüber hinaus soll in besonders vorteilhafter Weise für die notwendige akustische Entkopplung gesorgt werden, so dass die einzelnen Bereiche oder Räumlichkeiten für ganz unterschiedliche Nutzungszwecke zur Verfügung stehen.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
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Demnach wird von einer multifunktionalen, mehrgeschossigen Gebäudekonstruktion mit senkrechten Tragstützen und freitragenden Deckenträgern ausgegangen, wobei die Tragstützen entlang der Außenwände und mit Abstand voneinander in an sich bekannter Weise angeordnet sind.
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Unter mehrgeschossiger Gebäudekonstruktion wird hier eine Ausführung verstanden, die zwei und mehr Geschosse umfasst.
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Erfindungsgemäß umfasst der Gebäudegrundriss allseitig umschlossen einen zentralen Luftraum.
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Alle Zuwegungen, das heißt Flure, Gänge oder dergleichen zu den an den Luftraum anschließenden bzw. angrenzenden Gebäudeteilen und Räumen verlaufen zum Luftraum parallel.
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Die Zuwegungen oder Räume sind dabei frei von tragenden Zwischenwänden, wobei die jeweiligen, zum Luftraum und zur Gebäudeaußenseite weisenden Wände Tragstützen aufweisen, welche eine Überspannung für eine Dachkonstruktion aufnehmen.
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Dies erfolgt derart, dass sowohl der Luftraum als auch die Gebäudeteile und Räume dachseitig geschlossen sind.
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Weiterhin ist in dem derart umschlossenen Luftraum über mehrere Geschosse eine Nutzungsoption abweichend von derjenigen Nutzungsoption der anschließenden Gebäudeteile oder Räume geschaffen.
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Über die Zuwegungen nebst einzubringenden Trockenbauwänden wird eine akustische aber letztendlich auch thermische Abschottung zwischen dem Luftraum und den übrigen Gebäudeteilen und Räumen realisiert.
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Die Zuwegungen bilden quasi eine akustische Pufferzone zwischen dem Geschehen innerhalb des Luftraumes und demjenigen innerhalb der übrigen Räume.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Überspannung für die Dachkonstruktion mindestens im Luftraum freitragend ausgebildet.
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Ausgestaltend besteht die Möglichkeit, an den zum Luftraum weisenden Wänden begehbare Konsolen bzw. einen umlaufenden, in den Luftraum hineinreichenden offenen Gang auszubilden.
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Die Dachkonstruktion weist Mittel zur solarthermischen und/oder photovoltaischen Energieerzeugung auf.
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Die Gebäudekonstruktion ist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform ein Schulgebäude. Der Luftraum umfasst hier eine Funktionshalle, insbesondere eine Sporthalle.
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Die die Funktionshalle umschließenden Räume, welche durch die Zuwegungen akustisch entkoppelt sind, werden bevorzugt als Klassenräume, Lehrerzimmer, Büros oder dergleichen ausgebildet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Gebäudekonstruktion ein gewerbliches Gebäude. Der Luftraum nimmt hier Produktions-, Lager- oder Montageflächen, insbesondere eine derartige Halle auf.
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Die die Halle umschließenden Räume sind bevorzugt als Büros ausgebildet. Auch hier bilden die Zuwegungen eine akustische Entkopplung.
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Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Gebäudekonstruktion als Wohnkomplex auszubilden. Der Luftraum kann hier ein Atrium, eine Gemeinschaftsfläche, einen Wintergarten oder dergleichen aufnehmen. Die übrigen Gebäude, wiederum durch die Zuwegungen abgegrenzt, umfassen Wohn- und die notwendigen Nutzflächen wie Bad, Küche usw.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Dachkonstruktion Mittel zum gesteuerten Öffnen von mindestens Dachabschnitten aufweisen. Eine solche Dachöffnung schafft je nach den klimatischen- und Witterungsbedingungen besonders attraktive Möglichkeiten zur Nutzung des ansonsten seitlich umschlossenen Luftraumes.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
- 1 einen Grundriss des Erdgeschosses einer beispielhaften multifunktionalen Gebäudekonstruktion;
- 2 einen Grundriss des ersten Obergeschosses einer derartigen Gebä udekonstruktion;
- 3 einen Grundriss des zweiten Obergeschosses einer beispielhaften Gebäudekonstruktion; und
- 4 einen Querschnitt durch die Gebäudekonstruktion, welche beispielhaft anhand der 1 bis 3 illustriert ist.
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Aus den Figuren ist zunächst ersichtlich, dass gemäß den Grundrissen nach 1 bis 3 ein zentraler Luftraum 1 vorhanden ist.
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Dieser zentrale Luftraum 1 ist allseitig umschlossen. Alle gestrichelt dargestellten Zuwegungen 2 zu den an den Luftraum 1 anschließenden Gebäudeteilen und Räumen 3 verlaufen im Wesentlichen parallel zum Luftraum 1.
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Zum Verständnis sei darauf hingewiesen, dass in den 1 bis 4 Trockenbau-Zwischenwände zur Abgrenzung einzelner Räumlichkeiten nicht dargestellt sind.
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Die Zuwegungen 2 oder Räume 3 sind wie ersichtlich frei von tragenden Zwischenwänden.
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Die jeweiligen zum Luftraum 1 und zur Gebäudeaußenseite 4 weisenden Wände 5 besitzen Tragstützen 6.
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Diese Tragstützen nehmen eine Überspannung für eine Dachkonstruktion 7 (siehe 4) auf, derart, dass sowohl der Luftraum 1 als auch die Gebäudeteile und Räume 3 dachseitig geschlossen sind.
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Ein derart allseits umschlossener Luftraum 1, der sich gemäß der Darstellung nach 4 über mehrere Geschosse erstreckt, kann eine völlig abweichende Nutzungsoption bezogen auf die anschließenden Gebäudeteile oder Räume 3 aufweisen.
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Über die Zuwegungen 2 und die in den Figuren nicht dargestellten Trockenbauwände entsteht eine ausreichende akustische Abschottung zwischen Luftraum 1 und den Gebäudeteilen und Räumen 3.
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Wie aus der 4 ersichtlich, ist die Überspannung für die Dachkonstruktion 7 mindestens in bzw. über dem Luftraum 1 freitragend ausgebildet.
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Auf der Dachkonstruktion 7 können nicht dargestellte Mittel zur solarthermischen und/oder photovoltaischen Energieerzeugung angeordnet werden, so dass die energetische Bilanz bei der Nutzung des Gebäudes im Sinne eines Eigenverbrauches von bereitgestellter Energie (Warmwasser und/oder Elektroenergie) verbessert ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gebäudekonstruktion ein Schulgebäude. Der Luftraum bildet hier eine Funktionshalle, insbesondere eine Sporthalle.
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Durch die Möglichkeit, dass sich der Luftraum über mehrere Geschosse erstreckt, ist die notwendige Höhe zum Ausüben entsprechender sportlicher Aktivitäten gegeben.
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Die Zuwegungen und der damit gegebene Abstand zwischen der Sporthalle und den Räumen 3, die hier insbesondere Klassenräume sind, schafft die notwendige akustische Trennung.
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Es ergibt sich also in diesem Falle eine allseitig durch Funktionsräume wie Klassenräume oder Büros oder dergleichen umschlossene Sporthalle über zwei oder drei Geschosse.
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Obwohl in der Schnittdarstellung nach 4 nicht dargestellt, besteht die Möglichkeit, unter dem Erdgeschoss eine Tiefgarage anzuordnen.
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Eine Besonderheit der vorgestellten Konstruktion in Verbindung mit der multifunktionalen Nutzung liegt darin, dass in den Zuwegungen, das heißt in den Verkehrswegen aber auch in den sonstigen Nutzräumen keine tragenden Bauteile befindlich sind. Ausschließlich in den Außenwänden mit kompletter Überspannung der Decken bis zur Sporthallenwand sind tragende Elemente vorhanden. Trockenbauwände dienen je als Ausfachungen zum Flächenverschluss.
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Aufgrund dieser Maßnahmen können in allen Geschossen jegliche der Räume mit Wänden aus Trockenbau und nach individuellen Bedürfnissen oder Notwendigkeiten freigestaltet errichtet werden, ohne in das Tragwerk eingreifen zu müssen. Auch eine spätere Nutzungsänderung kann ohne großen Aufwand erfolgen.
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In einem Beispiel werden die äußeren Flächen des Gehäuses nahezu vollständig mit bodentiefen Fensterelementen zwischen den vertikalen Stahlbetonstützen versehen, so dass so viel wie möglich natürliche Belichtung zu den Räumlichkeiten, insbesondere Klassenräumen, gelangt.
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Wie bereits erläutert, sind die Zuwegungen zu den Klassen oder Funktionsräumen parallel zur Sporthalle angeordnet, so dass die Sporthalle vollständig umschlossen wird.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindungslehre besteht darin, dass die Sporthallenwand sowie die gegenüberliegende Wand zu den Klassenräumen, welche die Flure zu den Klassen- und Funktionsräumen darstellen, den erwähnten Schalltrennbereich zwischen dem eigentlichen Sport- und Freizeitsowie dem Schulbereich ergeben.
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Die Trennwände der Sporthalle und der Klassen sowie der Funktionsräume werden ebenfalls im Trockenbauverfahren ohne Installationen oder dergleichen An- oder Einbauteile ausgeführt und sind damit jederzeit demontierbar, so dass eine Veränderung im Sinne einer anderen Nutzungsart problemlos ohne Eingriff in die Statik des Gebäudes möglich ist.
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Optional können an den innenliegenden Wänden der Sporthalle, zum Beispiel ab einer Höhe von ca. 3 m, begehbare Konsolen für Besucher oder Zuschauer montiert werden, so dass die Möglichkeit besteht, sportliche Aktivitäten oder sonstige Veranstaltungen zu beobachten.
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Bei weiteren Geschossen, insbesondere ab dem vierten Geschoss, besteht die Möglichkeit der Erschließung des Daches durch eine überspannende Decke mit darüber liegender weiterer Nutzungsoption, zum Beispiel als Bewegungsfläche oder Erholungsbereich im Sinne eines offenen Bereiches oder ebenfalls zusätzlich mit Funktionsräumen nebst Überdachung.
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Innenliegende Wandelemente 5 sind so ausgeführt, dass eine statische nicht relevante Demontage mit geringem Aufwand erfolgen kann.
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Dadurch können diese innenliegenden Wandseiten für eine geänderte Nutzung entfernt werden.
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Insbesondere in dem Falle der Nutzung des Gebäudes als Schulgebäude mit innenliegender Sporthalle sowie dem Umschließen dieser Sporthalle allseitig durch Funktionsräume ergibt sich eine erhebliche Reduzierung energetischer, insbesondere thermischer Aufwendungen. Ein solches Schulgebäude kann quasi energieautark mit der erwähnten Nutzung der Dachfläche, einer Regenwassernutzung über Speichersystem und einer Warmwasserbereitstellung auf solarthermischer Basis betrieben werden. Über ein Blockheizkraftwerk erfolgt eine Beheizung und Warmwasserbereitstellung in der kalten Jahreszeit.
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Durch eine Umwandlung von Wärmeenergie in Kälte kann eine Klimatisierung der Funktionsräume erfolgen. Eine Zwangsbelüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung verbessert weiterhin die energetische Bilanz. Vorgesehen ist ergänzend das Anbringen von Sensoren in den Klassenräumen, um einen ausreichenden Luftaustausch mit Frischluftzufuhr zu gewährleisten.
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Eine alternative Möglichkeit der Gebäudenutzung besteht in einer Kombination Produktions- und Bürogebäude.
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Hier können im Luftraum Maschinen untergebracht aber auch Hallenkräne montiert werden, da die Stützen der innenliegenden Hallenkonstruktion bereits als Auflager ausführbar sind. Durch die allseitige Umschließung einer im Luftraum befindlichen Fertigungs- oder Produktionshalle und den in der Umschließung ausgebildeten zum Beispiel Büro-, Konstruktions- oder Entwicklungsräumlichkeiten sind sehr kurze Wege zwischen der Fertigung einerseits und der Entwicklung bzw. zu den Verwaltungsräumlichkeiten andererseits geschaffen.
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Letztendlich ist mit dem multifunktionalen Gebäude auf der Basis der vorgestellten Konstruktion auch eine Nutzung zu wohnwirtschaftlichen Zwecken möglich. Hier können die Sporthallenumfassungswände entfernt und Fenster und Türen sowie entsprechende Zugänge geschaffen werden.
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Im Innenbereich kann ein Atrium entstehen, das zum Beispiel die Zuwegung zu den Wohneinheiten in einem überdachten und geschützten Bereich ermöglicht. Auch können quasi im Atrium Gartenflächen, insbesondere ein Wintergarten, realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10357052 A1 [0002]
- WO 2009/108973 A1 [0005, 0006]
