DE2348243A1 - Domartiges dach - Google Patents

Description

RCA 66,505
US-Ser.No. 292,092.
filed: September 25,1972

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Domartiges Dach

Die Erfindung betrifft einen dachartigen Bauteil, der insbesondere als Bedachung brauchbar ist.

In neuerer Zeit haben thermoplastische Werkstoffe weitverbreitete Anwendung als Baumaterialien gefunden. Aus diesen Stoffen hergestellte Einzelbauteile haben u.a. die Eigenschaft, daß sie lichtdurchlässig sind und eine gute Wetterbeständigkeit aufweisen. Wenn jedoch derartige Werkstoffe in Gebäuden als Verkleidungs- bzw. Wandteile, insbesondere für die Bedachung oder für die Wandverkleidung benutzt werden, sind wegen der Festigkeitseigenschaften der Stoffe, wenigstens bei grossen Flächen Gerüstkonstruktionen erforderlich, um ein Absacken oder Zusammenbrechen der Dachhaut zu verhindern.

Insbesondere kann man thermoplastische Abdeckungen für Hitzeoder Rauchabzüge in den Dächern großer Gebäude , wie beispielsweise von Fabriken oder dergl. benutzen;üblicherweise erfordern es gesetzliche Verordnungen.oder Vorschriften von Versicherungen, daß das Bedachungssystem einschließlich der Abzüge gewisse Eigenschaften besitzt, und daß für die Baugenehmigung, die Inbetriebnahme und den Feuerversichaungsschutz gewisse Anforderungen erfüllt sein müssen. Aus Festigkeitsgründen erfüllen Verkleidungen bzw. Dächer aus thermopla&ischem Werkstoff im allge-

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meinen diese Forderungen nicht. Als Ergebnis haben schmelzfähige Hitze- und Rauchabzüge aus thermoplastischen Werkstoffen noch keine weite Verwendung gefunden.

Im allgemeinen haben thermoplastische Bauteile,insbesondere Bedachungsteile, gewisse Eigenschaften , die von den bisherigen Konstruktionen unter Verwendung anderer Materialien nicht erfüllt wurden. Ein Gebäudeeinzelteil, insbesondere ein Bedachungsteil, das aus einem thermoplastischen Werkstoff hergestellt worden ist, stellt nicht nur einen wasserdichten Verschluß dar, sondern ermöglicht es auch bei Feuer die heiße Luft und den Rauch vollständig durch die Öffnung, die im Dach durch diese Konstruktion geschaffen wurde, abzuziehen und stellt infolge der Natur seines Ma
Konstruktionselement dar.

folge der Natur seines Materials kein ^zulässiges Risiko als

Ausserdem hat beispielsweise ein Gebäudeteil aus einem thermoplastischen Werkstoff, das gemäss der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, die weitere Fähigkeit, einer wesentlichen Stoß- und Druckbelastung zu widerstehen, wie dies für ein Bedachungsteil erforderlich ist, ohne zusätzliche, stützende Konstruktionsteile notwendig zu machen, wie sie gewöhnlich bei Konstruktionen unter Verwendung thermoplastischen Materials benutzt werden.

Die Erfindung betrifft ein domartiges Dach für ein Gebäude und ist gekennzeichnet durch

eine Dachhaut mit einer in einer Ebene liegenden Umfangslinie;

eine Mehrzahl von Rinnen zwischen (von oben gesehen) sektorförmigen Teilen dieser Dachhaut;

einen gemeinsamen Schnittpunkt dieser Rinnen;

eine Entfernung P des Schnittpunktes von der die Umfangs-

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linie enthaltenden Ebene;

eine schmale Bodenfläche jeder Rinne und einen (von oben gesehen) radialen Verlauf jeder Rinne vom gemeinsamen Schnittpunkt bis zur Umfangslinie;

durch eine (im Grundriß) im wesentlichen dreieckförmige Gestalt des jeweils durch zwei Rinnen und einen Teil der Umfangslinie begrenzten Sektors;

durch eine Aufbauchung jedes Sektors, so daß die Dachhaut von jeder Sektorgrundflache aus gesehen konkav gewölbt ist, sich von oben gesehen also von dem höchsten Punkt (Kuppe) der Aufbauchung zu den Rinnen und dem zugehörigen Teil der Umfangslinie absenkt.

Weitere Verbesserungen der Erfindung gehen aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Dachverkleidung;

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf das Dach mit Höhenlinien;

Fig. 3, Fig. 4 bzw. 5 sind Schnittansichten längs der Linien 3-3, 4-4 bzw. 5-5 in Fig.2;

Fig. 6 ist ein Seitenschnitt im Aufriß der Dachplatte und des Trägers der Platte;

Fig. 7 und Fig.8 sind Ansichten anderer Ausführungsformen der Erfindung.

Die Verkleidungsplatte 8 in Fig. 1 bis Fig. 5 ist aus einer Platte eines steifen Materials hergestellt und hat eine dom-

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artige Form mit kugeligen konvexen Wölbungen 10. Das Material der Platte ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise/ ein thermoplastisches Material, so daß die Verkleidungsplatte auf verschiedenartigen Wegen, von denen einige nachstehend beschrieben werden, derart hergestellt werden kann, daß die resultierende Verkleidungsplatte als Hitze- oder Rauchabzug benutzt werden kann.

Die gekrümmten, abgerundeten äußeren Oberflächen der Wölbungen 10 neigen sich nach unten zueinander, wobei jede Wölbung in einem im Grundriß dreieckigen Sektor der Platte annähernd zentral angeordnet ist, wie dies in den Figuren gezeigt Wird. Die gekrümmten Oberflächen der Wölbungen 10 neigen sich zueinander derart, daß zwischen ihnen Rinnen 12 entstehen, welche sich in der Mittelachse des eingeschlossenen Gebietes, gebildet durch den Plattenumfang, d.h. den Rand 18, treffen. In der ebenen Aufsicht erscheinen die Rinnen 12 als Speichen, die von der Achse 20 ausgehen und als Diagonale des Plattenumfanges erscheinen. Jede Wölbung 10 wird von zwei Rinnen 12 und einem Teil des Bördelrandes 18 umschlossen, so daß die Sektoren in Fig.2 Dreieckform erhalten. Die äußeren abgerundeten Oberflächen 16 jeder der Wölbungen 10 neigen sich nach unten und weg von der entsprechenden Wölbung gegen die benachbarte Sektorenkante. Die Breiten einer jeden der Rinnen 12 sind entlang ihrer Längen gleichmäßig, sie sind annähernd "V"-förmig und haben zwischen den verschiedenen Wölbungen im wesentlichen die gleiche Form. Die Rinnen können auch andere, annähernden "V"-Konturen besitzen, wie beispielsweise eine abgerundete oder abgeflachte Form.

Der Bördelrand 18 erstreckt sich entlang einer jeden der Aus-

der senkanten der dreieckigen Sektoren und liegt in/und begrenzt die Ebene 21 normal zur Achse 20. Der höchste Punkt der Wölbungen 10 oberhalb der Ebene 21 hat die Höhe H (Fig.3). Die vier Wölbungen IO haben vorzugsweise die gleiche Höhe H. Die

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maximale Höhe P der Sohlen der Rinnen 12 über der Ebene 21 ist stets geringer als die maximale Höhe H der Wölbungen 10, wobei die Materialdicke vernachläßigt ist. Es wurde gefunden, daß eine verbesserte strukturelle Steifigkeit der gemäss der Erfindung geschaffenen Platte erreicht wird, wenn man das Verhältnis H/P derart macht, daß der Wert von H stets grosser als der Wert von P ist. Es wurde gefunden, daß eine maximale strukturelle Steifigkeit erzielt wird, wenn das Verhältnis H/P der Platte einen Wert zwischen 1,3 und 1,7 aufweist.

Die Rinnen 12 und die abgerundeten Oberflächen um die Kuppen 10 herum erhöhen die Steifigkeit der Platte derart, daß eine zusätzliche Trägerstruktur bei der Achse 20 entlang den zentralen Bereichen der Platte nicht erforderlich ist. Der ebene Bördelrand 18 erlaubt vorteilhafterweise die Verkleidung von einfachen oder multiplanaren Gebäudebereichen und kann leicht an derzeit übliche Konstruktionstechniken angepaßt werden.

Die Verkleidungsplatte gemäss der Erfindung wird vorzugsweise

aus
aus einer Platte/einem thermoplastischen Stoff gepreßt, der als Polyvinylchlorid bekannt ist und ein spritzbares thermoplastisches Material darstellt, welches erweicht und sich deformiert, wenn es hohen Temperaturen unterworfen wird, und welches nicht brennbar ist. Gleichzeitig hat dieses Material gute Wetterbeständigkeit, ist durchscheinend und dient vorteilhafterweise sowohl als Deckenoberlicht bei Gebäuden, als auch für Hitze- und Rauchabzüge. Durch die Neigung der Rinnen 12 nach unten und nach außen vom Mittelpunkt der Plattenachse 20 weg und durch Schaffung von kugeligen geformten Oberflächen an den Wölbungen 10, fließt der Regen und schmelzendes Eis oder Schnee in den Rinnen zu dem Bördelrand 18 ab und kann von hier aus ohne weiteres eine Dachrinne erreichen.

Die Platte gemäss der Erfindung kann durch irgendeine geeignete Technik hergestellt werden, sie wird jedoch, falls sie aus einem Thermoplast besteht,vorzugsweise wie folgt erzeugt. Die

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Platte aus dem Thermoplasten wird in einem geeigneten Ofen bei einer Temperatur und während einer geeigneten Zeitdauer vorgewärmt, so daß das Material erweicht und dehnbar oder streckbar wird. Die heiße Platte wird dann in ein kanalartiges Gestell plaziert , welches den Bördelrand 18 aufnimmt. Die Platte und das Gestell werden dann auf einer ebenen Oberfläche plaziert, wie sie durch eine Tafel oder dergl. gebildet wird, die eine darin angeordnete, unter Druck stehende Gaszuführung aufweist. Die Gaszuführung wird zentral innerhalb einer gasdichten, durch einen Bügel verbundenen, an der Tafelpberflache befestigten Einspannvorrichtung angeordnet und so angepasst, daß das k.analartige Gestell und die darin enthaltene heiße Platte an der Tafel befestigt, wodurch eine gasdichte Kammer zwischen der Platte, dem Gestell, der Einspannvorrichtung und der Tafeloberfläche gebildet wird. Zwei Leinen, Kabel, Stäbe, Rohre, Streifen oder andere geeignete längliche Teile werden längs oder eng parallel zu der Diagonalen der Platte montiert. Ein geeignetes Gas, wie beispielsweise Luft von Raumtemperatur, wird dann unter Druck der Eingangsöffnung zugeführt und zwangsweise in die gasdichte Kammer eingeführt. Der Druck dehnt die Platte und bewirkt durch "Blasen" derselben ihre Deformation. Die entlang den Diagonalen der Kammer angeordneten Teile dehnen sich ebenfalls und formen die Rinnen 12 der Verkleidungsplatte, wenn die Platte "aufgeblasen" wird. Der Betrag der Spannung in den ebenfalls gedehnten Teilen bestimmt die Höhe P. Je langer diese Teile sind, desto grosser ist die Höhe P. Wenn Kabel oder Leinen verwendet worden sind, überlappen die Kabel bei der Achse 20 derart, daß die Rinnen 12 von sich schneidenden Diagonalen in leicht verschiedenen Höhen P oberhalb der Ebene des Bördeis 18 liegen. Dieser Unterschied in der Höhe ist aber von vernachlässigbarer Wirkung für die Eigenschaften der gemäß der Erfindung ausgebildeten Platte.

Als Alternative können anstelle von nachgiebigen Kabeln auch vier starre Verstrebungsteile verwendet und über der Druck-

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kammeröffnung in pyramidenartxger Anordnung aufgebaut werden. In diesem Fall wird jede Verstrebung die entsprechenden Rinnen in der Platte im wesentlichen geradlinig ausbilden und so Rinnen erzeugen/ welche geradlinige Sohlen aufweisen, statt gekrümmter Sohlen, wie sie durch die Kabel gebildet werden.

In Figur 6 ist eine im ganzen mit 24 bezeichnete Konstruktion dargestellt, welche die Anordnung und die Befestigung einer Dachhaut 8 auf einem Dach 25 eines Gebäudes veranschaulicht. Die dargestellte Konstruktion bezieht sich auf die Abdeckung eines Rauchkanals oder eines Kanals zur Wärmeabführung, dessen Mittellinie sich rechts von der Figur 6 befinden möge, wie es durch die strichpunktierte senkrechte Linie M angedeutet ist. Die Figur 6 zeigt zunächst einen Querschnitt (von links unten nach rechts oben schraffiert) durch ein Profil aus gezogenem Aluminium, das im ganzen mit 26 bezeichnet ist. Dieses Profil enthält einen waagrechten Schenkel 32, an dessen linkes Ende sich ein Schenkel 34 von relativ niedriger Höhe anschließt. Auf der Oberseite des Schenkels 32 befinden sich zwei Erhöhungen 30, auf denen der weiter oben erwähnte Bördelrand 18 der Aufbauchung 56 bzw. der Dachhaut 8 gleiten kann und zwar in der Richtung X, wie weiter unten nach vollständiger Erläuterung der Figur 6 noch dargelegt werden wird. An den Schenkel 32 des Profils 26 schließt sich rechts ein senkrechter Schenkel 36 an, welcher in einen horizontal verlaufenden Schenkel 38 einmündet. Am rechten Ende des Schenkels 38 findet sich wieder ein kurzer senkrecht verlaufender Schenkel , von dessen oberem Ende wieder zwei kurze Schenkel abzweigen, nämlich zunächst ein schräg nach rechts unten verlaufender kurzer Schenkel (ohne Bezugszeichen) und ausserdem ein schräg nach rechts oben verlaufender kurzer Schenkel 44, der an seinem oberen Ende 46 nach unten abgebogen ist. Das linke Ende des Schenkels 38 mündet in einen senkrechten Schenkel 40 ein, dessen oberes Ende so geformt ist, daß in ihn Schraubenbolzen in der Richtung des Pfeiles P₁ eingeschraubt werden können. Der gesamte Querschnitt dieses ersten

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— R—

Bestandteils 26 der Konstruktion 24 setzt sich also zusammen aus einem kurzen senkrechten Schenkel 34, einem horizontal verlaufenden Schenkel 32 mit zwei Ansätzen 3O, einem senkrecht verlaufenden Schenkel 36, einem horizontal verlaufenden Schenkel 38 mit den beschriebenen Ansätzen 44 und 46 und einem senkrecht verlaufenden Schenkel 40, dessen oberes Ende 42 zur Aufnahme eines Schraubenbolzens ausgebildet ist.

In Figur 6 ist ferner ein aus gezogenem Aluminium bestehender

Teil 28 dargestellt, der im Querschnitt von links oben nach rechts unten schraffiert ist. Dieser Querschnitt hat die Form eines liegenden L und ist mittels des bereits oben erwähnten Schraubenbolzens an dem ersterwähnten Profil 26 und zwar an dessen Teil 42 seines Schenkels 4O befestigt.

Schließlich enthält die Figur 6 noch den Querschnitt eines dritten aus gezogenem Aluminium bestehenden Profils, das die Form eines liegenden ü aufweist. Der Mittelschenkel 31 dieses Ü-Profils verläuft in Figur 6 in senkrechter Richtung und an diesen Mittelschenkel 31 setzt der rechte Seitenschenkel 50 des U-Profils oben an, während der linke Seitenschenkel 27 des Ü-Profils am unteren Ende des MittelschenkeIs 31 ansetzt und auf dem Dach 25 aufliegt. Dieses dritte und letzte Profil innerhalb der im ganzen mit 24 bezeichneten Konstruktion ist von links oben nach rechts unten schraffiert und ist ausschließlich mit dem ersten Profil 26 und mit dem Dach 25 in Berührung. Der senkrechte Mittelschenkel 31 des erwähnten U-Profils trägt ausserdem eine Platte 52 aus Wärmeisolierstoff oder dgl.

Regen oder Schmelzwasser , welches auf die Dachhaut 8 bzw. 56 auffällt, kann in Figur 6 nach links ablaufen und erreicht über den Bördelrand 18 einen Kanal 48, so daß es über eine in dem Schenkel 38 noch vorhandene, jedoch nicht gezeichnete Öffnung zum Dach 25 ablaufen kann.

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Mittels des L-förmigen Profils 28, das seinerseits mit dem oberen Ende 42 des Schenkels 40 verschraubt ist, wird das domartige Dach 8 auf den Erhöhungen 30 des Schenkels 32 lose befestigt. Der in Figur 6 waagerecht verlaufende Schenkel des L-Profils 28 stützt sich dabei am oberen Ende des Schenkels 34 ab.

Die in Figur 6 dargestellte Konstruktion arbeitet in folgender Weise: Wenn aus dem Hitze- bzw. Rauchabzugkanal eine starke Wärmestrahlung auf die Unterseite 56 der Dachhaut 8 auftrifft, so schrumpft das thermoplastische Material sehr stark und der Bördelrand 18 bewegt sich in der Richtung des Pfeils X in Figur 6, so daß schliesslich die Dachhaut an der umgebogenen Kante 46 abgleiten und in den Kanal mit der Mittellinie M hineinfallen kann.

Als Beispiel sei genannt, daß eine Dachplatte aus Polyvinylchlorid mit einer Dicke von etwa 1,6 mm (0,063 Zoll) und mit einer Abmessung H von etwa 25,4 cm (10,5 Zoll) sowie mit einer Höhe P von etwa 20 cm (8 Zoll) in einem Rahmen von quadratischer Form und einer Seitenlänge von etwa 18,5 cm (53 Zoll ) ausgeführt werden kann. Gemäss den angestellten Versuchen kann eine solche Platte mindestens etwa 20 kg (40 engl. Pfund) je Quadratfuß als verteilte Last tragen und hat eine Lebensdauer von wenigstens 5 Jahren.

Die Lichtdurchlässigkeit einer solchen Platte ist etwa 35%.

In Figur 7 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher zwei Platten von je ähnlicher Ausführung wie in Figur und 2 längs einer Kante 60 zusammenhängend geformt sind. Jede der Platten 8', 8" entspricht also der Platte 8 in Figur 1 und Durch Aneinanderreihung solcher rechteckiger Platten kann man also leicht auch eine grössere Dachfläche abdecken.

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Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 8 dargestellt, in welcher eine sechseckige Platte 70 veranschaulicht ist. Das Verhältnis H/P für die Platte 70 ist das gleiche wie für die Platte 8 in Figur 2. Die Platte 70 ist in eine Reihe von dreieckigen kugelförmigen Abschnitten 72 unterteilt, welche in ähnlicher Weise hergestellt werden wie die .dreieckigen Sektoren in Figur 1 und 2. Am Rande ist auch die sechseckige Platte nach Figur 8 mit einem Bördelrand versehen, der ebenso ausgebildet werden kann wie der Bördelrand 18 der Platte 8 in Figur 1 und 2.

Eine maximale Festigkeit wird offenbar erreicht, wenn man der Platte die Form eines regelmässigen Polygons gibt. Bei einer rechteckigen Ausführung soll das Verhältnis von Länge zu Breite nicht grosser als 2 gewählt werden, um keine zu große Festigkeitseinbuße zu erhalten.

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Claims (6)

1. -11-

   Pa.tentansprüche

   .^ Domartiges Dach für ein Gebäude/

   gekennzeichnet durch

   eine Dachhaut mit einer in einer Ebene liegenden Umfangslinie;

   eine Mehrzahl von Rinnen zwischen (von oben gesehen) sektorförmigen Teilen dieser Dachhaut;

   einen gemeinsamen Schnittpunkt dieser Rinnen;

   eine Entfernung P des Schnittpunktes von der die Umfangslinie enthaltenden Ebene;

   eine schmale Bodenfläche jeder Rinne und einen {von oben gesehen) radialen Verlauf jeder Rinne vom gemeinsamen Schnittpunkt bis zur Omfangslinie;

   durch eine {im Grundriß) im wesentlichen dreieckförmige Gestalt des jeweils durch zwei Rinnen und einen Teil der Umfangslinie begrenzten Sektors;

   durch eine Aufbauchung jedes Sektors, so daß die Dachhaut von jeder Sektorgrundfläche aus gesehen konkav gewölbt ist, sich von oben gesehen also von dem höchsten Punkt {Kuppe) der Aufbauchung zu den Rinnen und dem zugehörigen Teil der Ümfangslinie absenkt.
2. 2.) Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet t daß der Abstand {H) der Kuppe von der die Umfangslinie enthaltenden Ebene grosser ist als der Abstand P.
3. 3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet t daß das Verhältnis H/P zwischen 1,3 und 1,7

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4. 4.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachhaut aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht.
5. 5.) Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslinie der Dachhaut rechteckig ist, vier Rinnen vorhanden sind und jede Rinne in einer Ecke des Rechtecks endet.
6. 6.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Umfangslinie der Dachhaut sechseckig ist und jede Rinne in einem seiner Eckpunkte en'det.

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