DE2317545B2

DE2317545B2 - Vorrichtung zur Abschwächung von Windsogkräften auf flachen Dächern

Info

Publication number: DE2317545B2
Application number: DE2317545A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 5210 Troisdorf Haage; Carl Dr. 5100 Aachen Kramer
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: KRAMER, CARL, PROF. DR., 5100 AACHEN, DE
Priority date: 1973-04-07
Filing date: 1973-04-07
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2317545A1; DE2317545C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Veränderung der Windströmungsverhältnisse auf gefällelosen oder leicht geneigten Dächern, insbesondere Flachdächern, mit über die normale Dachbegrenzung hinausragenden als Störelemente ausgebildeten Bauelementen.

Aus der US 35 83 113 ist eine Vorrichtung zum Schutz der Dachfläche eines Wohnwagens gegen durch Fahrtwind erzeugten Lärm und zum Schutz gegen das Abheben des Daches bekannt. Hierbei soll zum Schutz gegen das Abheben des Daches die laminare Windströmung in eine turbulente Windströmung umgewandelt werden, diese Aufgabe wird durch Anordnen von Störelementen verteilt in Abständen über die ganze Dachfläche erreicht.

Bei der Erstellung von Flachdächern ist es nach DIN I 055 erforderlich, daß die Windlast berücksichtigt werden muß. Dabei ist besonders im Randbereich durch Wirbelbildung mit erheblichen Sogkräften zu rechnen.

Bei Windanströmung in Richtung der Dachecken löst sich diese im Bereich der Dachecken ab, so daß hier keine laminare Strömung entsteht, sondern sich entlang der Dachkanten schultütenartige Wirbel ausbilden, die als unerwünschte Sogkräfte z. B. auf die lose verlegten Dachhäute wirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese vorangehend beschriebene Wirbelbildung abzuschwächen, um die dadurch bedingten Windsogkräfte zu verringern.

Solche Windsogkräfte erreichen insbesondere bei Flachdächern und wenig geneigten Dächern mit Neigungswinkel kleiner als 30°, sowie bei gefällelosen Dächern beträchtliche Stärken. Üblicherweise werden diese an der Dachhaut angreifenden Kräfte durch konstruktive Maßnahmen, wie besondere Verankerungsbauteile für die Dachhaut bzw. Klebung derselben oder durch Auflasten aufgenommen.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, daß zur Verringerung bzw. Verhinderung von Windsogkräften die Siörelemente im Bereich der Dachecken angeordnet sind. Die Erfindung geht also davon aus, den Windstroin an geeigneter Stelle derartig zu stören bzw. abzulenken, nämlich an der Dachecke, daß an diesem Ort das

ίο Entstehen von Wirbeln unterbunden wird und dadurch die windbedingten Sogkräfte erst gar nicht auftreten bzw. sich wesentlich verringern lassen. Damit erstreckt sich die Wirkung der nur im Dacheckenbereich angeordneten Störelemente dennoch auf die ganze Dachfläche. Bei Anwendung der Erfindung wird der Aufwand von Konstruktionen zur Befestigung der Dachhaut von flachen Dächern begrenzt, so daß wirtschaftlichere Konstruktionen ermöglicht werden und zugleich die Sicherheit gegen Abheben des Daches durch Windsogkräftc bzw. Beschädigungen erhöht wird. • Je nach den örtlichen Windverhältnissen können die Störelemente im Bereich einer oder mehrerer Dachekken angeordnet sein, wobei im Bereich einer Dachecke ein, zwei oder mehr einzelne Störelemente aufgebaut sein können. Als Störelemente werden bevorzugt Störgitter oder geeignete Windleitelemente eingesetzt, durch die die Windströmung im Rar?d- und insbesondere Eckbereich des Daches teilweise umgelenkt wird, so daß der entstehende definiert gerichtete Windstrahl ähnlich wie ein Strahlspoiler wirkend, die über das Dach streichende Windströmung und die dabei sich bildenden Wirbel, in gleicher Weise wie ein festes Störgitter im erfindungsgemäßen Sinne beeinflußt. Hierbei weisen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Störelemente derart ausgebildete Winddurchlaßöffnungen auf, daß dadurch eine Richtungsänderung der Luftströmung bewirkt wird. Die Störelemente können dabei von unterschiedlicher Form und Beschaffenheit sein; sie können insbesondere so ausgebildet sein, daß das Verhältnis von offener zu geschlossener Fläche einen für die erfindungsgemäße Wirkung optimalen Wert hat. In Weiterbildung der Erfindung ist das Störelemevit siebartig ausgebildet, wodurch es eine verdrängende Wirkung auf die Windströmung ausübt und außerdem der durch das Störelement hindurchtretenden Luft eine Richtungsänderung erteilt, so daß die Wirksamkeit des Störelementes weiter verstärkt wird. Die optimale Anordnung des Störelementes auf dem Dach richtet sich nach den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten. In Weiterbildung der Erfindung ist beispielsweise vorgesehen, daß als Störelemente senkrecht stehende Störgitter in rechtwinkliger Anordnung zur Winkelhalbierenden der Gebäudeecke vorgesehen sind. Eine weitere Möglichkeit der Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Störelemente parallel zu der Dachebene vor dem Dachrand angeordnet und gegebenenfalls die Sonnenblende, Dachumrandung, Attika od. dgl. mitverwendet sind, wobei beispielsweise die Dachfläche ganz oder

bo teilweise von einer Attika umgeben ist, die jedoch im Gegensatz zur üblichen Ausführungsweise an entspiechend geeigneten Stellen eine entsprechende Durchlässigkeit aufweist, durch die ein Teil der Windströmung hindurchtreten kann, so daß ebenfalls die angestrebte

ti5 Störung von Windwirbeln bewirkt wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Ausführungsbeispielen dargestellt und wird anhand dieser nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 bis 5 verschiedene senkrecht zur Dachfläche angeordnete Störelemente,

Fig.6 ein in der Dachflächenebene angeordnetes Störgitter,

Fig.7 ein Isobarenbild einer Flachda-;hecke ohne Störelement,

Fig.8 ein Isobarenbild der Flachdachecke nach F i g. 7 mit aufgestellten Störelementen nach F i g. 2.

Die ei findungsgemäßen Störelemente zum Anbringen auf Flachdächern oder flach geneigten Dächern ι ο können beispielsweise wie in den F i g. 1 bis 5 gezeigt als rechteckige Störelemente ausgebildet sein Die Störelemente 1 sind dabei auf der Dachfläche 2 aufgestellt und befestigt. Die Störelemente können senkrecht zur Dachfläche, je nach den Wind- und Konstruktionsdaten aber auch geneigt zur Dachfläche angeordnet sein. Die Störelemente 1 können mit waagerecht (s. F i g. 1) oder senkrecht (s. Fig.3) verlaufenden Gitterstäben 11 ausgebildet sein, wobei ein solches Gitter auch der hindurchtretenden Luft eine Richtungsänderung auf- 2<j zwingen kann. Daneben sind auch gelochte StöreJemente denkbar, wobei die Lochung 12 in versetzten Reihen (s. F i g. 2) oder in gleichen Reihen (s. F i g. 4) angeordnet sein kann. Neben glatten Umrandungen der Störelemente sind auch unregelmäßig verlaufende Ränder 13 (s. F i g. 5) einsetzbar. Je nach Größe des auszurüstenden Daches und der örtlichen Windverhältnisse kann ein Störelement oder auch zwei oder mehr Störelenente in einer Linie oder hintereinander versetzt vorgesehen werden.

In F i g. 6 ist die Anordnung von Störelementen 1 in der Dachflächenebene 2 vor der Gebäudekante im Bereich der F.cke dargestellt. Solche Störelemente können gegebenenfalls zugleich andere Funktionen, wie Sonnenschutz, mitübernehmen.

In den F i g. 7 und 3 sind die Windverhältnisse ausgehend von einer im Bereich der Ecke eines Flachdaches einfallenden Windströmung auf dem Flachdach anhand der Isobarenwerte dargestellt, wobei F i g. 7 ein normales Flachdach zeigt, während bei F i g. 8 gemäß der Erfindung zwei Störelemente 1 gemäß F i g. 2 nebeneinander im Bereich der Ecke rechtwinklig zur Dachdiagonalen und senkrecht zur Dachoberfläche aufgestellt sind. Die eingetragenen Zahlen sind die an der betreffenden Stelle errechnten Druckbeiwerte Cp= ΐ£(Δρ= lokale Druckdifferenz, η=γ&ν* Windstaudruck mit ρ = Luftdichte, ν = Bezugsgeschwindigkeit). Nach F i g. 8 ergibt sich eine besonders günstige Anordnung der Störelemente im Bereich der Dachecke, wobei die Richtung der senkrechten Gitterfläche rechtwinklig zur Winkelhalbierenden der Gebäudeecke liegt. Der Abstand von der Dachecke liegt bei einer

Größenordnung von ca. 2m>j<4ni, wobei b =

Dachbreite ist Ohne diese Störgitter entstehen Sogkräfte, die mehr als das Dreifache des Windstaudruckes betragen. Bei Anordnung der erfindungsgemäßen Störgitter verringern sich diese Werte auf ca. 50%. wie den eingetragenen Werten entnommen werden kann.

Als Material für die Störelemente können bei biegesteifen Konstruktionen Metallbleche, Holz oder Kunststoffe eingesetzt werden, wobei auch auf die Witterungsstabilität zu achten ist.

Die Befestigung an der Gebäudekonstruktion bzw. am Dachrand erfolgt vorwiegend mit Metallbolzen. Der Anschluß an die Dachabdichtung ist ebenso wie bei anderen Durchführungen dicht auszubilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Veränderung der Windströmungsverhältnisse auf gefällelosen oder leicht geneigten Dächern, insbesondere Flachdächern, mit über die normale Dachbegrenzung hinausragenden als Störelemente ausgebildeten Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung bzw. Verhinderung von Windsogkräften die Störelemente im Bereich der Dachecken angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störelemente siebartig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störelemente derart ausgebildete Winddurchlaßöffnungen aufweisen, daß dadurch eine Richtungsänderung der Luftströmung bewirkt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Störelemente senkrecht stehende Störgitter in rechtwinkliger Anordnung zur Winkelhalbierenden der Gebäudeecke vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Störelemente parallel zur Dachebene vor dem Dachrand angeordnet und gegebenenfalls als Sonnenblende, Dachumrandung, Attika od. dgl. mitverwendet sind.