DE20319421U1

DE20319421U1 - Nutzbauwerk für Dauerschneegebiete

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Publication number: DE20319421U1
Application number: DE20319421U
Authority: DE
Original assignee: Alfred Wegener Insitut fuer Polar und Meeresforschung
Current assignee: Alfred Wegener Insitut fuer Polar und Meeresforschung
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2013-12-12

Abstract

Nutzbauwerk für Dauerschneegebiete, das auf einer entlang von Stützen eines im Schnee gegründeten Ständeraufbaus höhenverstellbaren Plattform unter Einhaltung eines Mindestabstands zur Schneeoberfläche gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der höhenverstellbaren Plattform (3) in Höhe der Schneeoberfläche (6) eine sich bis über den Bereich der Stützen (4) des Ständeraufbaus (5) hinaus erstreckende, höhenverstellbare flache Abdeckkonstruktion (9) angeordnet und unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion (9) ein Hohlraum (10) mit einer Größe im Bereich der Größe der flachen Abdeckkonstruktion (9) im Schnee ausgebildet ist.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Nutzbauwerk für Dauerschneegebiete, das auf einer entlang von Stützen eines im Schnee gegründeten Ständeraufbaus höhenverstellbaren Plattform unter Einhaltung eines Mindestabstands zur Schneeoberfläche gelagert ist.
Nutzbauwerke für Dauerschneegebiete, beispielsweise der Arktis und Antarktis, können wissenschaftlichen Forschungszwecken dienen und sind besonders extremen Umweltbedingungen ausgesetzt. Insbesondere werden sie durch Schneezutrag aus Niederschlag, Driftschnee auf der Schneeoberfläche und aus Verformungen des Schneeuntergrunds (dabei werden mit der Verwendung des Begriffes „Schnee" alle verschiedenen Schneesorten, beispielsweise Firnschnee, einbezogen) ungünstig belastet. Zur Verringerung dieser Belastungen wurden verschiedene Baukonzepte entwickelt, die sich hauptsächlich in der vertikalen Anordnung des Nutzbauwerks im Schnee unterscheiden. Das Nutzbauwerk, unter dem sowohl begeh- und bewohnbare containerähnliche Gebäude als auch Mess- oder Lagerstationen oder Ähnliches zu verstehen sind, kann vollständig unterhalb der Schneeoberfläche, in einer an diese angrenzenden Grube (vergleiche beispielweise DE 39 24 631 C1 ), direkt auf der Schneeoberfläche oder auf einem Ständeraufbau oberhalb der Schneeoberfläche angeordnet sein. Bei einem derartigen Nutzbauwerk, von dem die vorliegende Neuerung als nächstliegendem Stand der Technik ausgeht, mit einer höhenverstellbaren Plattform, die in einem aus mehreren Stützen bestehenden Ständeraufbau gelagert ist (vergleiche beispielsweise Camp DML 15 aus dem Buch „Eiskalte Entdeckungen", Delius Clasing Verlag 2001, Seite 209 oder Filchner-Station, Beschreibung im Internet abrufbar unter http://www.awi-bremerhaven.de/Polar/filchner-d.html, Stand 02.12.2003 oder Halley-Station, Beschreibung im Internet abrufbar unter http://www.antarctica.ac.uk/Living_and_Working/Stations/Halley/index.php, Stand 02.12.2003) besteht der besondere Vorteil in der Vermeidung von Schneeverwehungen an windbeschatteten Gebäudeseiten aufgrund von Windverwirbelungen. Der Driftschnee auf der Schneeoberfläche wird unter dem Nutzbauwerk hindurchgeblasen. Durch Schneezutrag verringert sich jedoch der erforderliche Mindestabstand des Nutzbauwerks von der Schneeoberfläche und damit die Unempfindlichkeit gegen Driftschnee. Zur Einhaltung des erforderlichen Mindestabstands wird das gesamte Nutzbauwerk deshalb entsprechend an den Stützen höher gesetzt.
Unter der Plattform des aufgeständerten Nutzbauwerks entstehen durch den im eingeengten Querschnitt beschleunigten Wind Auskolkungen (Vertiefungen) im Schnee, die bis an und unter die Stützenfundamente bzw. bis über die tief gegründeten Stützen hinaus reichen und die Tragfunktion der Stützen und damit des gesamten Ständeraufbaus ungünstig beeinflussen können. Weiterhin treten auch direkt an den Stützen Auskolkungen auf, die der Wind verursacht, wenn er durch die Umströmung der Stützen örtlich beschleunigt wird. Die ungünstigen Beeinflussungen bestehen gemeinsam oder einzeln darin, dass Einbindelängen der Stützen im Schnee und damit Tragkräfte verringert werden, dass wirksame Fundamentflächen verkleinert werden und damit größere Setzungen eintreten und dass der Schnee unter der Plattform infolge seiner viskosen Eigenschaften von außen in den geringer belasteten Auskolkungsbereich eindringt und dabei die Stützen nach innen in Richtung der Gebäudeachse drückt. Eine seitliche Belastung der Stützen ist jedoch statisch sehr ungünstig und kann konstruktiv oft nicht ausreichend berücksichtigt werden, sodass betroffene Stützen wegen Verformungs- oder Spannungsüberschreitung ausgebaut und ersetzt bzw. im entspannten Zustand neu eingebaut werden müssen. Insbesondere unter den erschwerten Arbeitsbedingungen in einem Dauerschneegebiet handelt es sich hierbei um äußerst aufwändige Arbeitsprozesse. Außerdem treten an den Stützen oder Fundamenten infolge von Sonneneinstrahlung mit einer daraus resultierenden Erwärmung und Rückstrahlung der Stützen oder Fundamente Schmelzvor gänge auf, die eine feste Einbindung der Stützen oder Fundamente im Schnee behindern oder unmöglich machen. Das Schmelzwasser fließt an den Stützen in tiefere, nicht von der Sonne beeinflusste Bereiche, wo es zu Eis gefriert. Dieses Eis ist sehr hinderlich, wenn Stützen gezogen oder ausgebaut werden müssen. Bei flachen Fundamenten löst das Schmelzwasser Schnee in der Sohlfuge auf und verkleinert die tragende Sohlfläche, wodurch die Fundamente ungünstig belastet werden, sich schief stellen und stärker setzen können.
Im Stand der Technik werden Auskolkungen bei den statischen Berechnungen berücksichtigt und führen zu einem Mehraufwand bei der Gründung. Vorzugsweise werden tiefe Pfahlgründungen eingesetzt, die vom Schneeabtrag an den Stützen infolge Auskolkung und Rückstrahlung weniger betroffen sind und bei denen eine Aushöhlung unter der Fundamentsohlfuge nicht auftreten kann. Das Auffüllen der Auskolkungen mit Schnee hat sich als völlig wirkungslos erwiesen, da die Auskolkungen bei Wind sehr schnell erneut entstehen. Reflektierende Anstriche und wärmedämmende Verkleidungen der Stützen sollen die Folgen der Einstrahlung und der Erwärmung der Stützen abmildern. Diese Lösungsansätze führen in aller Regel jedoch nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Die Verkleidungen haben außer den Mehrkosten zudem den Nachteil, dass sie den freien Querschnitt einengen und damit zur Erhöhung der Windgeschwindigkeit beitragen und dass sie beim Hochsetzen der Plattform unten an den Stützen demontiert und oben neu montiert werden müssen. Die seitlichen Belastungen auf die Stützen aus Schneedruck, die beim Nachdrängen des Schnees in den Auskolkungsbereich entstehen, sollen durch verankerte Zugbänder oder Druckstreben zwischen den Stützen abgemindert werden. Diese Konstruktionen sind jedoch sehr aufwändig und empfindlich gegen Setzungen und Differenzsetzungen der Stützen. Eine Wartung und Überwachung ist nur möglich, wenn die Konstruktionen im Schneeuntergrund begehbar gemacht werden, was weiteren erheblichen Aufwand verursacht. Diese Lösungen können somit nicht befriedigen, wie sich bei entsprechenden Konstruktionen in Grönland gezeigt hat. Weiterhin werden zur Vermeidung von seitlichen Stützenverformungen die Stützen entweder gelenkig oder horizontal verschieblich an der Plattform montiert. Die gelenkige Verbindung erfordert jedoch eine biegesteife Einbindung der Stützen im Untergrund oder eine horizontale Abspannung des Gebäudes. Beide Maßnahmen sind wiederum sehr aufwändig und schaffen neue Probleme in Form von erforderlichen Zusatzmaßnahmen, außerdem beseitigen sie nicht das Problem der Schiefstellung der Stützen. Die horizontale Verschieblichkeit der Stützen am Plattformauflager bedingt einen hohen konstruktiven Aufwand. Sie kann selten in einem ausreichend großen Bereich umgesetzt werden, sodass das aufwändige Austauschen von Stützen dennoch erforderlich wird.
Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein wetterfestes Nutzbauwerk für Dauerschneegebiete der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die Entstehung von Auskolkungen und die daraus resultierenden negativen Folgen unter einer aufgeständerten, höhenverschieblichen Plattform sicher verhindert und die negativen Folgen von Sonneneinstrahlung an den Stützen vermieden werden. Dabei sollen die Maßnahmen zur Gebäudeverbesserung kostengünstig und in Anbetracht der erschwerten Arbeitsbedingungen in einem Dauerschneegebiet möglichst einfach sein.
Die Lösung für diese Aufgabe ist bei der vorliegenden Neuerung dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der höhenverstellbaren Plattform in Höhe der Schneeoberfläche eine sich bis über den Bereich der Stützen des Ständeraufbaus hinaus erstreckende, höhenverstellbare flache Abdeckkonstruktion angeordnet und unterhalb dieser ein Hohlraum mit einer Größe im Bereich der Größe der flachen Abdeckkonstruktion im Schnee ausgebildet ist.
Mit der Neuerung wird eine besonders einfache, aber wirksame Lösung für die beschriebene Problematik bereitgestellt. In Anbetracht der oben erläuterten, teilweise sehr aufwändigen bislang im Stand der Technik ergriffenen Maßnahmen erscheint die einfache neuerungsgemäße Lösung besonders wertvoll. Die Schneeoberfläche unterhalb der Plattform wird auch im Bereich der Stützen mit einer flachen Abdeckkonstruktion abgedeckt, die in einfacher, aber zuverlässiger Weise alle Auskolkungen durch Wind vermeidet. Die Gründung der Stützen erfolgt unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion. Diese weist somit eine Breite auf, die ausreichend weit über die Stützen hinaus nach Luv und Lee reicht, sodass weder Auskolkungen infolge der Luftumströmung der Plattform davor oder dahinter oder an den Stützen selbst entstehen können, weil sie ausreichend von der flachen Abdeckkonstruktion umgeben sind. Dabei kann diese beispielsweise als Balkendecke, Fachwerkkonstruktion oder flacher Bogen ausgebildet sein. Ausschlaggebend ist dabei ihre starre, eigentragfähige Konstruktion zum sicheren Überspannen des darunter liegenden Hohlraums. Zum Zweck des Schmelzwasserablaufs zu Sammelrinnen oder Einläufen hin kann die flache Abdeckkonstruktion gering geneigt oder entsprechend abfallend gestaltet sein.
Zur Vermeidung von Schneeschmelze unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion durch Erwärmung durch Sonneneinstrahlung ist neuerungsgemäß weiterhin ein Hohlraum unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion vorgesehen. Aus diesem Erfordernis heraus versteht es sich, dass der Hohlraum nahezu die gesamte flache Abdeckkonstruktion untergibt. Dabei kann die flache Abdeckkonstruktion bevorzugt starr ausgebildet sein. Die Lagerung der flachen Abdeckkonstruktion kann dabei mit einem eigenen Lageraufbau oder im Ständeraufbau des Nutzbauwerks mit horizontal unverschieblichen und ggfs. biegesteif befestigten Stützen erfolgen, wie weiter unten ausgeführt ist. Zur Vermeidung von Schmelzvorgängen im Schnee unter der flachen Abdeckkonstruktion muss der Hohlraum gerade so hoch sein, dass sich die von der Oberseite eingestrahlte Wärmeenergie auf der Unterseite der flachen Abdeckkonstruktion nicht mehr auswirkt. Eine gewählte größere Höhe ist dabei unter Berücksichtigung der Stabilitätskriterien nicht schädlich, sondern verbessert die Wärmeisolation zur Schneeoberfläche noch. Es bietet sich daher eine vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung an, bei der der Hohlraum im Schnee eine nutzbare Höhe aufweist. Damit erhält die flache Abdeckkonstruktion die Funktion einer Deckenkonstruktion. Der in der Schneegrube gebildete Hohlraum kann somit auf unterschiedlichste Weise, beispielsweise als Lagerraum, genutzt werden. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise bei dieser Ausführungsform eine sehr kompakte, vertikale Anordnung von zwei Bauwerksebenen übereinander, was in den extremen Wetterverhältnissen in einem Dauerschneegebiet von besonderem Vorteil ist.
Gemäß weiterer Neuerungsfortführungen können alternativ die Stützen des Ständeraufbaus unter Bildung einer festen, aber lösbaren Verbindung durch die flache Abdeckkonstruktion hindurchgeführt und am Boden des Hohlraums gegründet sein oder es kann jede Stütze in eine obere, mit der Oberseite der ebenen Platte und eine untere, mit der Unterseite der ebenen Platte fest verbundene Teilstütze aufgeteilt sein, wobei die unteren Teilstützen am Boden des Hohlraums gegründet sind. Dabei können die unteren Teilstützen vorteilhaft auch als Pendelstützen ausgebildet sein. Bei der erstgenannten Ausbildungsform können die Plattform und die flache Abdeckkonstruktion konstruktiv unabhängig voneinander aufgebaut sein und angehoben werden. Die flache Abdeckkonstruktion ist entlang der durchgehenden Stützen vertikal verschieblich. Allerdings sind bei der Gründung der Stützen, die vorteilhaft flach mittels Fundamentplatten oder tief mittels Pfahlstützen ausgeführt sein kann, bei großen Hohlraumhöhen relativ lange Stützen zu verwenden. Im anderen Fall, wenn die Plattform und die flache Abdeckkonstruktion konstruktiv mit einem festen Abstand zueinander miteinander verbunden sind, können kürzere, zweigeteilte Stützen verwendet werden. Dabei besteht die Stütze aus oberen Teilstützen für die Plattform, die sich auf der flachen Abdeckkonstruktion abstützen, und davon unterhalb angeordneten unteren Teilstützen zur lastenabtragenden Gründung. Der Anschluss der unteren Teilstützen an die flache Abdeckkonstruktion kann horizontal unverschieblich entweder gelenkig oder biegesteif erfolgen.
Zur Aufnahme der beispielsweise durch Wind auftretenden Horizontalkräfte können gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausführungsform der Neuerung die Plattform und/oder die flache Abdeckkonstruktion mit den Stützen des Ständeraufbaus zu einer biegesteifen Rahmenkonstruktion ausgebildet sein. Dabei kann vorteilhaft die jeweilige Rahmenkonstruktion durch Arretierungsmittel an den Stützen unterstützt werden. Weiterhin kann gemäß einer nächsten Neuerungsfortführung vorgesehen sein, dass die Ränder der flachen Abdeckkonstruktion in den Schnee einbinden und über Pressfugen Horizontallasten abtragen können. Desweiteren kann eine Versteifung der gesamten Konstruktion auch über Seilverankerungen oder Verstrebungen erfolgen. Alle Methoden sind auch in Kombinationen denkbar. Beim Hubvorgang, der immer nur bei Windstille ausgeführt wird, genügen in der Regel – sofern überhaupt erforderlich – einfache Sicherungen wie die Abspannung mit Spanngurten zur horizontalen Stabilisierung des Nutzbauwerks.
Die Plattform und die flache Abdeckkonstruktion können getrennt voneinander angehoben werden. Dabei ist die flache Abdeckkonstruktion höhenverschieblich an den Stützen montiert. Beim Anheben der Plattform, wofür die Hubelemente an der Plattform selbst oder am Fußende der Stützen angeordnet sein können, wird die flache Abdeckkonstruktion zunächst in ihrer Ausgangshöhe gehalten. Erst wenn die Plattform in der neuen Höhe festgesetzt ist, wird die flache Abdeckkonstruktion nachgeholt. Dazu ist gemäß einer nächsten Neuerungsfortführung die flache Abdeckkonstruktion mit zwischen sich und der Plattform oder dem Ständeraufbau vorgesehenen Hubelementen höhenverstellbar. Die Hubelemente für die flache Abdeckkonstruktion können an dieser selbst oder an der Plattform angeordnet sein. Durch dieses Vorgehen wird ein zweifacher Arbeitsgang zur Höhenverstellung erforderlich. Vorteilhaft ist dabei aber, dass die flache Abdeckkonstruktion erforderlichenfalls häufiger angehoben werden kann als die Plattform. Während die flache Abdeckkonstruktion möglichst immer in der Schneeoberfläche liegen soll, kann die Plattform einen Abstand dazu aufweisen, der erheblich größer als der erforderliche Mindestabstand ist, sodass sie seltener verstellt werden muss. Dabei ist von Vorteil, dass sich die flache Abdeckkonstruktion erheblich einfacher verstellen lässt als die in der Regel schwer belastete Plattform. Alternativ können auch die Plattform und die flache Abdeckkonstruktion gemeinsam verstellt werden, wobei der Abstand zwischen beiden konstant bleibt. Zum Anheben kann dabei vorteilhaft vorgesehen sein, dass an den Stützen oder unteren Teilstützen unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion Hubelemente angeordnet sind, wobei die flache Abdeckkonstruktion mit der Plattform fest verbunden ist. Vorteilhaft ist hier der einmalige Verstellvorgang.
Die Höhenverschieblichkeit von Plattform und flacher Abdeckkonstruktion zum Ausgleich der Schneezuträge kann mit konventionellen Hubelementen umgesetzt werden. Dabei kann das einzelne Hubelement beispielsweise als Seil- oder Kettenzug oder als Hydraulik-, Spindelhub- oder Zahnstangenhubeinrichtung ausgebildet sein. Die jeweils angewendete Hubmethode soll vorzugsweise neben dem Anheben des gesamten Nutzbauwerks um einen bestimmten Betrag – der bevorzugt dem jährlichen Schneezutrag entspricht, aber auch größer oder kleiner sein kann – die Möglichkeit vorsehen, einzelne Stützen mit oder ohne ihre Fundamente einzeln anzuheben, um sie (z.B. mit Schnee) unterfüttern zu können. Vorteilhaft können deshalb die Stützen, unteren Teilstützen und/oder Fundamentplatten höhenverschieblich im Schnee angeordnet sein. Somit besteht bei allen Varianten mittels der Hubelemente die Möglichkeit, die Stützen einzeln mit oder ohne Fundamente vom Untergrund zu lösen und anzuheben, um eine Unterfütterung mit einem geeigneten Material, in der Regel Schnee, vornehmen zu können, und die Stützen anschließend wieder auf Last zu bringen. Damit werden keine Verlängerungsstücke für die Stützen benötigt, obwohl das Nutzbauwerk angehoben wird.
Ausbildungsformen der Neuerung werden nachfolgend anhand der schematischen Figuren zum weiteren Verständnis der Neuerung näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine Seitenansicht eines Nutzbauwerks nach der Neuerung mit starren Stützen,
2 eine Seitenansicht eines Nutzbauwerks nach der Neuerung mit gelenkig gelagerten unteren Teilstützen und
3 eine Seitenansicht eines Nutzbauwerks nach der Neuerung mit einer vertikal verschieblichen flachen Deckenkonstruktion.
Die 1 zeigt ein wetterfestes Nutzbauwerk 1 nach der Neuerung, das in einem Dauerschneegebiet errichtet ist. Dabei sind dem jeweiligen Anwendungsfall angepasste Nutzeinrichtungen 2, beispielsweise ein Container, ein aus Paneelen gefertigter Raum, ein Forschungsgerät oder eine Messeinrichtung, auf einer Plattform 3 gelagert, die entlang von Stützen 4 höhenverstellbar angeordnet ist. Plattform 3 und Stützen 4 bilden gemeinsam einen Ständeraufbau 5. In diesem ist die Plattform 3 mit einem Mindestabstand d zur Schneeoberfläche 6 angeordnet, um eine Winddurchströmung unterhalb der Plattform 3 zu ermöglichen und Schneeverwehungen zu verhindern. In der ungeschützten Schneeoberfläche 6 entstehen durch den Wind, der durch das Nutzbauwerk 1 zusätzlich beschleunigt wird, Auskolkungen 7, die in der 1 gestrichelt dargestellt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Nutzcontainer 2 und die Plattform 3 mit einer aerodynamisch gestalteten Schutzhülle 8 umgeben, die vor Witterungseinflüssen schützt, Windgeräusche mildert und die Windumströmung aerodynamisch optimiert.
Unterhalb der höhenverstellbaren Plattform 3 ist in der Höhe der umgebenden Schneeoberfläche 6 eine flache Abdeckkonstruktion 9 waagerecht oder sehr gering geneigt angeordnet, die sich bis über den Bereich der Stützen 4 des Ständeraufbaus 5 hinaus erstreckt. Unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion 9 ist ein Hohlraum 10 ausgebildet, der im Wesentlichen die Größe der flachen Abdeckkonstruktion 9 aufweist. Diese wird durch den Hohlraum 10 von unten im Wesentlichen nicht von Schnee berührt, sodass hier durch Erwärmung der flachen Abdeckkonstruktion 9 keine Lagerungsinstabilitäten insbesondere im bereich der Stützen 4 durch Schneeschmelze auftreten können. Durch die flache Abdeckkonstruktion 9 wird die angedeutete Auskolkung 7 sicher verhindert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stützen einteilig (1 links) oder zweiteilig mit biegesteifen, zug- und druckfesten Verbindungen zur ebenen Platte 9 (1 rechts) ausgebildet. Die flache Abdeckkonstruktion 9 ist mit ihren Rändern 11 nicht auf der Schneeoberfläche 6 gelagert, sondern an den Stützen 4 kraftschlüssig befestigt, sodass diese alle auftretenden Lasten in den Untergrund abtragen können. In diesem Fall dienen die Ränder 11 der flachen Abdeckkonstruktion 9 der Abdichtung des Hohlraums 10, sodass kein Schnee eindringen kann. Die Ränder 11 können aber auch so in die Schneeoberfläche eingebunden sein, dass über horizontal und vertikal gebildete Pressfugen 12 Horizontallasten, beispielsweise durch Wind, abgetragen werden können. Bei einer ausreichenden Höhe der flachen Abdeckkonstruktion 9 kann eine Randüberdeckung auch entfallen (vergleiche 2), sodass lediglich eine vertikal oder leicht schräg verlaufende Fuge zwischen der flachen Abdeckkonstruktion 9 und der Schneeoberfläche 6 verbleibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die wesentlichen Tragwerksteile, Plattform 3, Stützen 4 und flache Abdeckkonstruktion 9, eine biegesteife Rahmenkonstruktion 13 aus. Diese kann auftretende Horizontalkräfte aufnehmen, sodass eine Abstützung über die Ränder 11 der flachen Abdeckkonstruktion 9 entfallen kann.
Die Stützen 4 sind auf Fundamentplatten 14 gegründet, über die alle auftretenden Lasten in den Schneeuntergrund abgetragen werden. Oberhalb der Fundamentplatten 14 sind Hubelemente 15 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird durch eine Betätigung der Hubelemente 15 das gesamte Nutzbauwerk 1 (mit Ausnahme der Fundamentplatten 14) angehoben, beispielsweise, wenn der Schneezutrag 16 zu groß geworden ist. Dabei gleitet die flache Abdeckkonstruktion 9 mit ihren Rändern 11 am anstehenden Schnee entlang, falls dieser nicht zuvor örtlich abgetragen worden ist. Zu einem späteren Zeitpunkt, in jedem Fall aber unabhängig vom Hubvorgang für das gesamte Nutzbauwerk 1, werden nacheinander die Fundamentplatten 14 höhergesetzt. Dafür muss die jeweilige Stütze 4 entlastet und unter Umständen durch eine vorübergehende Hilfsabstützung ersetzt werden. Die Rahmenkonstruktion 13 kann aber auch derart steif ausgeführt sein, dass bei Entlastung einer einzelnen Stütze 4 solche Hilfsmaßnahmen nicht benötigt werden. Sobald alle Fundamentplatten 14 höher gesetzt und mit Schnee unterfüllt sind, wird bedarfsweise der Boden 17 des Hohlraums 10 mit Schnee aufgefüllt, sodass dessen ursprüngliche Höhe H wieder hergestellt ist.
In der 2 (hier nicht erwähnte oder erläuterte Bezugszeichen sind der 1 zu entnehmen) ist eine alternative Ausführungsform des Nutzbauwerks 1 nach der Neuerung gezeigt, bei der der Hohlraum 10 eine nutzbare Höhe H aufweist. Somit dient die flache Abdeckkonstruktion 9 mit einer ausreichend steifen Konstruktion in diesem Fall nicht nur als Schutzkonstruktion gegen Auskolkungen sondern auch als Deckenkonstruktion für einen unter der Schneeoberfläche 6 liegenden Nutzraum 18, wie er beispielsweise aus der anfangs erwähnten DE 39 24 631 C1 bekannt ist. Die Wände 19 und der Boden 17 des Hohlraums 10 bestehen aus Schnee, können bedarfsweise aber auch verkleidet werden. Dabei kann der Nutzraum 18 in unterschiedlicher Weise, z.B. als Lagerraum, verwendet werden. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere die kompakte Anordnung aller Gebäudeteile, die eine gute Gebäudeversorgung und geringe Wege ermöglicht. Ausgeführte Gebäude, z.B. Stationen in der Antarktis, benötigen dagegen in der Regel Tunnelsysteme oder längere Zuwegungen im Gelände für die Verbindung zwischen oberirdischen Gebäuden und Räumlichkeiten unter der Schneedecke.
Alternativ ist in 2 auch die flache Abdeckkonstruktion 9 ausgeführt, deren Ränder 11 keine Überdeckung mit der Schneeoberfläche 6 aufweisen. Die Horizontalkräfte aus äußeren Lasten werden über vertikale Pressfugen 12 abgetragen. Weiterhin sind die Stützen 4 zweiteilig ausgeführt, wobei obere Teilstützen 20 und untere Teilstützen 21 gebildet sind. Die unteren Teilstützen 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel im Verbund mit den Hubelelementen 15 als Pendelstützen 22 ausgeführt, die Neigungen der Fundamentplatten 14 kompensieren können. Die Verbindung der Pendelstützen 22 mit der flachen Abdeckkonstruktion 9 erfolgt über Gelenke 23. Diese Bauweise ist unempfindlich gegen horizontale Stützenverschiebungen am Boden 17 des Hohlraums 10 und gegen Schiefstellungen der Fundamentplatten 14.
In der 3 (hier nicht erwähnte oder erläuterte Bezugszeichen sind den 1 und 2 zu entnehmen) werden links und rechts weitere Ausführungsformen des wetterfesten Nutzbauwerks 1 nach der Neuerung gezeigt, die in Teilen untereinander austausch- und kombinierbar sind. Gemeinsam ist diesen alternativen Ausführungsformen, dass die Stützen 4 durch Aussparungen 24 in der flachen Abdeckkonstruktion 9 geführt sind, sodass eine vertikale Verschieblichkeit zwischen den Stützen 4 und der flachen Abdeckkonstruktion 9 ermöglicht wird, wenn kraftschlüssige Arretierungsmittel 25, beispielsweise Klemm- oder Schraubkonstruktionen, die auch biegesteife Verbindungen herstellen können, gelöst werden. Damit kann das Anheben des Nutzbauwerks 1 in zwei, auch zeitlich getrennte Hubvorgänge aufgeteilt werden, was zu leichteren und kostengünstigeren Hubelementen 15 und zu einfacheren Montagearbeiten beitragen kann. Dazu sind entweder zwischen der Plattform 3 und der ebenen Platte 9 Seil- oder Kettenzüge 26 als Hubelelemente 15 angeordnet (3 links) oder es werden an den Stützen 4 befestigte Hubelelemente 27 an der Unterseite oder innerhalb der flachen Abdeckkonstruktion 9 vorgesehen (3 rechts).
Alternativ ist in der 3 rechts eine Gründung der Stützen 4 als Pfahlstützen 28 dargestellt, die in den Schneeuntergrund einbinden. Hubelemente 29 für die Plattform 3 sind dabei an oder auf der Plattform 3 angeordnet. Sie dienen auch dazu, die Stützen 4 nach dem Anheben des gesamten Nutzbauwerks 1 einzeln ziehen, nach Verfüllung des Stützenloches mit Schnee wieder absetzen und auf Kraft bringen zu können. Die Stützen 4 werden an der Plattform 3 durch Aussparungen 24 oder Führungen 30 geleitet, damit sich die Plattform 3 vertikal zu den Stützen 4 bewegen kann. Die Kraftübertragung von den Stützen 4 auf die Plattform 3 erfolgt über Hubelelemente 29. Zur Entlastung dieser Hubelelemente 29 außerhalb der Hubvorgänge und um eine Austauschmöglichkeit zu schaffen, werden Arretierungen 31 zwischen der Plattform 3 und den Stützen 4 vorgesehen, die auch biegesteife Anschlüsse der Pfahlstützen 28 an die Plattform 3 ermöglichen. Um eine ausreichend vertikale Bewegungsfreiheit für die Pfahlstützen 28 zu gewährleisten, können verschließbare Öffnungen in der Schutzhülle 8 vorgesehen werden, durch die die Köpfe 32 der Stützen 4 hindurchgeführt werden.

1: Nutzbauwerk
2: Nutzeinrichtung
3: Plattform
4: Stütze
5: Ständeraufbau
6: Schneeoberfläche
7: Auskolkung
8: Schutzhülle
9: flache Abdeckkonstruktion
10: Hohlraum
11: Rand
12: Pressfuge
13: Rahmenkonstruktion
14: Fundamentplatte
15: Hubelement
16: Schneezutrag
17: Boden
18: Nutzraum
19: Wand
20: obere Teilstütze
21: untere Teilstütze
22: Pendelstütze
23: Gelenk
24: Aussparung
25: Arretierungsmittel
26: Seil- oder Kettenzug
27: Hubelelement
28: Pfahlstütze
29: Hubelelement
30: Führung
31: Arretierung
32: Kopf
d: Mindestabstand
H: Höhe

Claims

Nutzbauwerk für Dauerschneegebiete, das auf einer entlang von Stützen eines im Schnee gegründeten Ständeraufbaus höhenverstellbaren Plattform unter Einhaltung eines Mindestabstands zur Schneeoberfläche gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der höhenverstellbaren Plattform (3) in Höhe der Schneeoberfläche (6) eine sich bis über den Bereich der Stützen (4) des Ständeraufbaus (5) hinaus erstreckende, höhenverstellbare flache Abdeckkonstruktion (9) angeordnet und unterhalb der flachen Abdeckkonstruktion (9) ein Hohlraum (10) mit einer Größe im Bereich der Größe der flachen Abdeckkonstruktion (9) im Schnee ausgebildet ist.
Nutzbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (10) im Schnee eine nutzbare Höhe (H) aufweist.
Nutzbauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (4) des Ständeraufbaus (5) unter Bildung einer festen, aber lösbaren Verbindung durch die flache Abdeckkonstruktion (9) hindurchgeführt und am Boden (17) des Hohlraums (10) gegründet sind.
Nutzbauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stütze (4) in eine obere, mit der Oberseite der flachen Abdeckkonstruktion (9) und eine untere, mit der Unterseite der flachen Abdeckkonstruktion (9) fest verbundene Teilstütze (20, 21) aufgeteilt ist.
Nutzbauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Teilstützen (21) als Pendelstützen (22) ausgebildet sind.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gründung der Stützen (4) oder unteren Teilstützen (21) flach mittels Fundamentplatten (14) oder tief Pfahlstützen (28) ausgeführt ist.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Plattform (1) und/oder die flache Abdeckkonstruktion (9) mit den Stützen (4) des Ständeraufbaus (5) eine biegesteife Rahmenkonstruktion (13) ausbilden.
Nutzbauwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die biegesteife Rahmenkonstruktion (13) durch Arretierungsmittel (25) an den Stützen (4) herbeigeführt ist.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (11) der flachen Abdeckkonstruktion (9) in den Schnee einbinden und über Pressfugen (12) Horizontallasten abtragen können.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die flache Abdeckkonstruktion (9) mit zwischen sich und der Plattform (3) oder dem Ständeraufbau (5) und der flachen Abdeckkonstruktion (9) vorgesehenen Hubelementen (15) höhenverstellbar ist.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stützen (4) oder unteren Teilstützen (21) unterhalb der ebenen Platte (9) Hubelemente (27) angeordnet sind, wobei die flache Abdeckkonstruktion (9) mit der Plattform (3) fest verbunden ist.
Nutzbauwerk nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement (15,27,29) als Seil- oder Kettenzug (26) oder als Hydraulik-, Spindelhub- oder Zahnstangenhubeinrichtung ausgebildet ist.
Nutzbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (4), unteren Teilstützen (20,21) und/oder Fundamentplatten (14) höhenverschieblich im Schnee angeordnet sind.