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Stahlträger für hochisolierende, feuerbeständige Stahl-
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trägerde cken Die Erfindung betrifft Stahlträger für hochisolierende,
feuerbeständige Stahlträgerdecken.
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Im Bauwesen sind Stahlträgerdecken sowohl im Wohnungsbau wie im Industriebau
seit langem bekannt, wobei zwei Ausführungen bevorzugt zur Anwendung kommen. Bei
der einen werden die Betonplatten zwischen den Stahlträgern angeordnet, bei der
anderen verlaufen sie über den Stahlträgern als durchlaufende Plattenbalken. Die
Vorteile der letztgenannten Konstruktion sind insbesondere die großen Spannweioten
bei sehr geringen Dimensionen der Betonplatten und unter anderem der große Deckenhohlraum
zwischen den Trägern, wo sich Installationen leicht unterbringen lassen. So reichen
schon mit einer Stahlmatte armierte Platten von nur ca. 5 cm
Stärke
aus, um die statischen Anforderungen zu erfüllen. Demgegenüber liegen die Plattenstärken
beispielsweise bei Massivdecken von gleicher Spannweite etwa um das vier- bis fünffache
höher. Nachteilig sind jedoch der geringe Feuerwiderstand der Stahlträger, die unter
Belastung schon wenige Minuten nach einer Feuereinwirkung einstürzen, sowie deren
Korrosionsanfälligkeit. Auch ist die Schall- und Wärmedämmung von Stahlträgerdecken
unzureichend. Aus diesem Grunde müssen aufwendige Maßnahmen zum Schutz der Träger
gegen Feuer und Korrosion ergriffen werden. Die Schall- und Wärmedämmung der Decken
muß durch zusätzlich angebrachte Unterdecken und schwimmende Estrich erhöht werden.
Die Träger selbst werden zum Schutz gegen Feuer und Korrosion unter Zuhilfenahme
spezieller Schalungen an Ort mit Beton ummantelt, die Herstellung solcher sogenannter"gestelzter"
Decken ist jedoch sehr arbeitsaufwendig. Außerdem stellt die Stelzung wegen der
hohen Wärmeleitfähigkeit von Beton eine Kältebrücke im System dar. Diese Nachteile
der Stahlträgerdecken haben dazu geführt, daß im Wohnungsbau anderen Deckenkonstruktionen
mehr und mehr der Vorzug gegeben wurde.
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Für die Zukunft zeichnet sich für die Stahlträgerdecken jedoch wieder
eine gute Chance ab, da in den Deckenhohlräumen die für eine höhere Wärmedämmfähigkeit
erforderlichen starken Isolierschichten untergebracht werden können, ohne daß sich
die Abmessungen der Decken verändern müssen.
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Infolge der ständig steigenden Energiepreise und der zu erwartenden
weiteren Verknappung an Energie werden an die Wärmedämmfähigkeit
von
Wohnungsdecken zunehmend höhere Anforderungen gestellt. Von Fachleuten werden nunmehr
Wärmedämmwerte gefordert, die etwa beim acht- bis zehnfachen Wert der Mindestanforderungen
nach DIN 4108 betragen. Solche Wärmedämmwerte können mit den meisten Betondeckensystemen
nicht erreicht werden, da deren Querschnitte aus schlecht wärmedämmenden Beton statisch
bedingt sind und nicht zugunsten einer Anordnung von Wärmedämmschichten schwächer
dimensioniert werden können. Die nunmehr geforderten Wärmedämmwerte liegen bei etwa
4 bis 5 m2h°/kcal und können beim derzeitigen Stand der Technik nur mit Hilfe hochisolierender
organischer Schäume, wie etwa Polystyrol oder Polyurethanen, welche Wärmeleitzahlen
von etwa 0,02 bis 0,03 kcal/mh° aufweisen, wirtschaftlich erreicht werden. Aber
selbst bei diesen niedrigen Wärmeleitzahlen bedarf es noch Schichtdicken von 10
bis 15 cm, um die nunmehr geforderten Wärmedämmwerte zu erreichen.
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Derart dicke Schichten von Schaumstoffen können jedoch nur begrenzt
eingesetzt werden. Sie sind sehr weich und brennen leicht bzw. schmelzen und tropfen
schon bei sehr niedrigen Temperaturen ab, was zu schweren Verbrennungen im Brandfall
oder bei Temperaturerhöhungen führen kann. Aus diesem Grunde dürfen brennbare Schaumstoffe
nur in Verbindung mit geeigneten unbrennbaren Abdeckungen im Wohnungsbau verwendet
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stahlträgerdecken brandschutzrechnisch,
wärmetechnisch und im Hinblick auf den
Korrosionsschutz so zu verbessern,
daß sie den nunmehr gestellten wesentlich erhöhten Anforderungen an den Wärmeschutz
entsprechen. Im einzelnen soll das statisch tragende Element, nämlich der Stahlträger(bzw.
die Träger) so ausgerüstet werden, daß die leicht brennbaren ca. 10 bis 15 cm starken
Schaumstoffe im Deckenhohlraum zwischen den Deckenträgern ohne Beeinträchtigung
der Feuerbeständigkeit des Deckensystems und ohne Verlust an Raumhöhe untergebracht
werden können. Weiter sollen die Stahlträger so ummantelt werden, daß sie gegen
Korrosion geschützt sind und daß keine Kältebrücken im Deckensystem entstehen. Die
Herstellung der raumabschließenden Ortbetondecken, welche über den Trägern liegen,
soll durch einfaches, schnelles Anbringen und Befestigen von Schalungsplatten unter
den Stahlträgern ermöglicht werden. Allenfalls erforderliche Unterdecken sollen
nach Entfernen der Schalungsplatten an den gleichen Elementen befestigt werden können,
die für die Befestigung der Schalungsplatten verwendet wurden. Die Schalungsplatten
sollen zusammen mit den Trägern während der Montage eine geschlossene Scheibe und
Nontageplattform bilden.
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Das Einbringen der Isolierschichten und des Betons soll also ohne
zusätzliche Abstützungsmaßnahmen möglich sein. Dabei solle sich die Träger beim
Betonieren weder verdrehen noch ausknicken Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch
gelöst, daß die vorzugsweise die Form eines Doppel-T aufweisenden Stahlträger am
unteren Flansch und einem Teil des sich daran anschließenden Stegs fabrikatorisch
mit einer hochisolierenden, feuerbeständigen Schicht bzw. Ummantelung aus anorganischem
Material
ummantelt sind, wobei am unteren flansch Kopfbolzendübel
angebracht sind, die die Isolierschicht bzw. Ummantelung nach unten durchdringen
und über diese hinausragen.
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Als Träger werden handelsübliche Profilstahlträger, vorzugsweise in
porm von Doppcl-T-Trägern mit mittelbreiten Flanschen und normaler Steighöhe verwendet.
Der untere Flansch des Trägers und ein Teil des Steges werden fabrikatorisch, also
in einer Fabrik, mit einer hochisolierenden, feuerbeständigen, korrosions schützenden
leichten Schicht aus Perlite- oder dergl. Beton ummantelt.
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Am unteren Flansch werden - ebenfalls fabrikatorisch - Kopfbolzendübel
oder Gewindestifte angebracht, die die Isolierschicht nach unten durchdringen und
über diese hinausragen, sodaß die Bolzen als Befestigungselement zunächst für Schalungsplatten
und nach deren Beseitigung zur Befestigung allenfalls erforderlicher dekorativer
Unterdecken dienen können.
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Der Abstand zwischen den Kopfbolzendübeln beträgt je nach Abstand
zwischen den einzelnen Deckenträgern ca. 30 bis 100 cm.
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Der obere Flansch und ein kleiner Teil des Steges, welche keine Ummantelung
aufweisen, dienen zur Verankerung der Betonplatte mit dem Träger, was nach Aufschütten
des Beton und dessen Erhärtung erreicht wird. Danach ist der Träger vollständig
mit Leichtbeton bzw. Schwerbeton umhüllt, so daß er gegen Korrosion und Feuer wirksam
geschützt ist und das Stelzen der
Träger beim Betonieren mit den
umständlichen arbeitsaufwendigen Schalungsarbeiten entfallen kann. Die an den Kopfbolzendübeln
befestigten Schalungsplatten fixieren die Träger während der Montage und bilden
gleichzeitig während des Einbringens der Isolier- und Betonschichten der Decke eine
Nontageplattform. Du ph die Verwendungsmöglichkeit der Kopfbolzendübel auch für
die Befestigung von Unterdecken aller Art kann das Anschießen von Bolzen an die
Betondecke nach Entschalung unterbleiben. In die Isolierschicht des Trägers können
vorteilhaft ilotzleisten einbetoniert werden, etwa für das Annageln von Latten etwa
für die Anbringung von Putzträgern od. dgl. Die zwischen die Träger eingebrachten
Dämmschichten werden nach unten mit feuerbeständigen IIatcrialien abgedeckt, was
ebenfalls fabrikatorisch geschehen kann. Nach oben werden die Dämmschichten durch
die aufgeschüttete Betonplatte zuverlässig gegen Feuer geschützt.
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Die Dämmstoffschichten können durch konische Ausbildung der Isolierschichten
des Deckenträgers gehalten werden. Auch können die feuerbeständigen Abdeckungen
der Kunststofrschäume mit Streckmetall oder dergl Putzträger armiert werden, wobei
man di Armierung etwas überstehen läßt und mit der Betondecke verbindet. Möglich
ist auch eine Verbindung dergestalt, daß ausgehend von den Armierungen Stifte durch
die Isolierschichten hindurch in den Beton hineinragen, wodurch eine zuverlässige
Verbindung hergestellt wird.
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Bei einer sehr praktischen und vorteilhaften Mlsführung weist die
Ummantelung die Querschnittsform eines Balkens auf, der
breiter
ist als der Flansch des Doppel-T-Trägers (bzw. Profilträgers), und in den der Träger
eingesetzt bzw. eingegossen ist, wobei der Doppel-T-Träger mit seinem oberen Flansch
und dem oberen Teil seines Steges aus der Ummantelung herausragt und die Unterseite
der Ummantelung unterhalb des unteren Flansches, aber oberhalb des unteren Endes
der Kopfbolzendübel 3 liegt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen
Zeichnungen beschrieben: Fig. 1 zeigt den Stahltrager im Schnitt und Fig. 1 a von
der Seite gesehen.
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Fig. 2 zeigt eine Deckenkonstruktion in schematischer Darstellung
im Schnitt.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.
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In der schematischen Zeichnung der Figur 1 ist der mit 1 bezeichnete
Doppel-T-Träger mit einer hochisolierenden, feuerbeständigen Schicht 2 ummantelt.
Am unteren Flansch 5 sind Kopfbolzendäbel 3 angebracllt, die die Isolierschicht
durchdringen und über diese hinausragen. Zur Armierung der Ummantelung kann ein
Putz träger 4 aus Streckmetall oder dergl. verwendet werden.
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In der schematischen Zeichnung der Figur 2 ist ein Deckenausschnitt
dargestellt, wobei mit 1 der Deckenträger, mit 2 die erfindungsgemäße hochisolierende,
feuerbeständige Ummantelung
bezeichnet wird. Am Kopfbolzendübel
3 ist die Schalungsplatte 10 fixiert. Die Armierung der Isolierschicht ragt in die
Betonschicht 6 hinein, welche ihrerseits durch eine Baustahlmatte 7 armiert ist.
Die Schaumstoffkörper sind mit 8 bezeichnet und deren Ummantelung mit 9. Statt der
Betonschalungsplatten kann nach deren Entfernung an den Kopfbolzendübeln 3 eine
Unterdecke befestigt werden.
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Figur 3 zeigt in schematischer Darstcllung eine Decke, die mit den
erfindungsgemäßen Profilstahlträgern hergestellt ist. Es bezeichnen: 1 den oberen
Flansch, 5 den unteren Flansch, 3 die unteren Kopfbolzendübel, 14 die oberen Kopfbolzendübel,
2 die Isolierschicht, 4 die Armierung hierfür. Mit 6 ist die Betondecke bezeichnet,
mit 7 die Armierung hierfür. 8 und 9 bezeichnen die Isolierkörper, welche zwischen
den Deckenträgern eingelegt sind. 11 zeigt die in die Isolierschicht der Deckenträger
einbetonierten Iiolzdübel. 12 bezeichnet die angenagelten Latten. 13 bezeichnet
die Unterdecke aus Mineralfaserpiatten, Paneelen oder dergl. Statt der mit 13 bezeichneten
Unterdecke können bei Verwendung von Streckmetall auch Deckenputzschichten aufgebracht
werden.
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In allen Fällen bildet die Ummantelung 2 zusammen mit den zwischengefügten
Isolierkörpern 8, 9 eine durchgehende Isolierschicht.
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L e e r s e i t e