DE2815268B1

DE2815268B1 - Dachkonstruktion fuer Gebaeude

Info

Publication number: DE2815268B1
Application number: DE2815268A
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Mengeringhausen Max Dipl-Ing Dr- Ing 8700 Wuerzburg
Current assignee: Mero Raumstruktur GmbH and Co
Priority date: 1978-04-08
Filing date: 1978-04-08
Publication date: 1979-09-06
Also published as: JPS6340907B2; US4380996A; DE2815268C2; JPS5513389A

Description

und unmittelbar an diesen Diagonalstab-Scharen Sonnen-Kollektoren angeordnet sind. Aufgrund dieser Integrierung der Sonnen-Kollektoren in das Raumfachwerk können in vorteilhafter Weise zusätzliche Ständerkonstruktionen entfallen. Ferner können die Sonnen-Kollektoren unmittelbar in die Dachhaut integriert werden, ohne daß eine wesentliche Überhöhung über die Obergurt-Ebene entsteht. Das erfindungsgemäße Raumfachwerk ist unabhängig von der Lage des Gebäudes so angeordnet, daß die Sonnen-Kollektoren stets eine optimale Lage in Bezug auf die Sonnen-Haupteinstrahlrichtung aufweisen. Dadurch, sowie auch aufgrund der Tatsache, daß jegliche zusätzliche Tragkonstruktion für die Sonnen-Kollektoren vermieden ist, liefert der erfindungsgemäße Vorschlag eine universell, d. h. bei beliebiger Gebäude-Lage anwendbare Lehre zur Schaffung einer wirtschaftlich arbeitenden Dach-Solar-Anlage.

Bei der praktischen Anwendung von Raumfachwerken war es bisher üblich, im Grundriß mindestens eine der tragenden Hauptachsen des Raumfachwerks so anzuordnen, daß die gesamte Raumfachwerk-Konstruktion symmetrisch auf dem Gebäude plaziert war (z. B. verlaufen bisher bei einem Quadrat-Raster des Raumfachwerks die Rasterachsen parallel zu den Seiten oder Symmetrieachsen eines rechteckigen Gebäudes). Die Erfindung weicht von diesem Anordnungsprinzip ab und liefert gemäß Anspruch 6 eine Lehre für die Ausrichtung des Raumfachwerks auf die Sonne für beliebige Gebäudelagen, also auch für Gebäude, die nicht eine Nord-Südlage aufweisen, und zwar derart, daß eine besonders wirtschaftliche Lösung erreicht wird.

Dabei kommt man immer durch Deformierung eines regelmäßigen Raumfachwerks mit einer minimalen Zahl von unterschiedlichen Stablängen für ein solches Raumfachwerk aus, so daß praktisch stets die bei regelmäßigen Raumfachwerken vorhandene große Wirtschaftlichkeit voll erhalten bleibt (möglichst wenig unterschiedliche Stablängen und Knotenstücke mit verschiedenen Lagen der Anschluß-Gewindebohrungen).

Weitere Vorteile bei der Integrierung von Sonnen-Kollektoren in ein Raumfachwerk gemäß der Erfindung ergeben sich dann, wenn gemäß Anspruch 9 innerhalb des vom Raumfachwerk begrenzten Raumes mit den Sonnen-Kollektoren verbundene Geräte zur Nutzung der Solar-Energie angeordnet sind und ferner durch die auf das Erfindungsprinzip abgestimmte spezielle Anordnung der raumabschließenden Elemente gemäß den Ansprüchen 7 und 8.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf ein Gebäude mit einer Dachkonstruktion aus einem Raumfachwerk, das sich im wesentlichen aus parallel verlaufenden, in Abstand voneinander angeordneten Dreiecksbindern zusammensetzt, teilweise mit Dachhaut und Sonnen-Kollektoren;

Fi g. la und Ib je eine Ansicht des Gebäudes mit der Dachkonstruktion in Pfeilrichtung a bzw. b der F i g. 1;

Fig.Ic Draufsichten der Elementarkörper in Form eines Halb-Oktaeders und Tetraeders, aus denen sich die Dreiecksbinder in F i g. 1 zusammensetzen;

F i g. 2 die Draufsicht auf eine etwa je zur Hälfte mit einer Dachhaut und Sonnen-Kollektoren verkleidete Dachkonstruktion für ein Gebäude, das nicht auf die Nord-Südrichtung ausgerichtet ist;

Fig.2a, 2b Ansichten des Gebäudes mit der Dachkonstruktion der F i g. 2 in Pfeilrichtung a bzw. b der F i g. 2c;

F i g. 2c die Draufsicht auf die Dachkonstruktion der F i g. 2 ohne Dachhaut und Sonnen-Kollektoren, um das deformierte Raumfachwerk zu veranschaulichen;

Fig.2d Ansichten der Elementarkörper in Form eines deformierten Halb-Oktaeders und eines Tetraeders, aus welchen sich die parallel laufenden, aneinander grenzender Dreiecksbinder des Raumfachwerks der F i g. 2c jeweils in Achsrichtung zusammensetzen;

Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Draufsicht auf ein Gebäude, das keine Nord-Südlage aufweist;

F i g. 3a und 3b je eine Ansicht in Pfeilrichtung a bzw. oder F ig. 3c;

F i g. 3c die Draufsicht auf die Dachkonstruktion des Gebäudes der Fig.3, jedoch ohne Dachhaut und Sonnen-Kollektoren, um das deformierte Raumfachwerk dieser weiteren Ausführungsform der Erfindung besser zu veranschaulichen;

F i g. 3d Ansichten der Elementarkörper ähnlich wie inFig.2d;

F i g. 4 eine Teilansicht der Dachkonstruktion gemäß Fig. la in vergrößertem Maßstab mit einachsig gespannten Dreiecksbindern, die »auf Lücke« gesetzt, d. h. mit Abstand angeordnet sind;

F i g. 5 eine Teilansicht der Dachkonstruktion z. B. nach F i g. 2a oder 3a im vergrößerten Maßstab;

Fig.6 eine der Fig.5 ähnliche Teilansicht einer Dachkonstruktion, die sich jedoch aus Dreiecksbindern mit asymmetrischem Querschnitt zusammensetzt;

Fig.7 eine der Fig.5 ähnliche Teilansicht einer Dachkonstruktion mit einem zweiachsig gespannten Raumfachwerk sowie einer Dachhaut-Anordnung unterhalb des Raumfachwerks;

Fig.8 eine Frontansicht eines Gebäudes mit einer stufenförmigen oder terrassenförmigen Dachkonstruktion, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt und auf den nach Süden gerichteten Schrägflächen Sonnen-Kollektoren trägt;

F i g. 9 die Draufsicht auf die Dachkonstruktion der Fig.8, teilweise aufgeschnitten, um das deformierte Raumfachwerk zu zeigen;

F i g. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-Xder Fig.9und

Fig. 11 eine Teilansicht von Elementarkörpern, aus welchen sich das Raumfachwerk der Dachkonstruktion nach den F i g. 8,9 und 10 zusammensetzt und die durch Deformation von Elementarkörpern der regelmäßigen Cubus-Bauart entstanden sind.

Das in F i g. 1 gezeigte Gebäude 5 mit rechteckigem Grundriß ist genau in Nord-Südrichtung angeordnet und weist ein Dach auf, dessen tragende Konstruktion aus einem Raumfachwerk in Form von parallel laufenden und einachsig gespannten Dreiecksbindern 10 besteht, die in der Untergurt-Ebene Um Nord-Südrichtung einen gegenseitigen Abstand L_a aufweisen, der bei diesem Ausführungsbeispiel dem Rastermaß L_a der Dreiecksbinder 10 entspricht. Die Dreiecksbinder 10 setzen sich im einzelnen aus Elementarkörpern 11 und 12 (Fig. Ic) zusammen, wobei der Elementarkörper 11 einen Halb-Oktaeder und der Elementarkörper 12 einen Tetraeder darstellt. Der Elementarkörper 11 besteht im einzelnen aus vier Stäben 13, die an ihren Enden durch Knotenstücke 14 verbunden sind, an welchen außerdem

vier Diagonalstäbe 15 angeschlossen sind, die an ihren oberen Enden durch ein Knotenstück 16 verbunden sind. Die Stäbe 13 bilden ein Quadratraster mit dem Rastermaß L_a. Die zwischen benachbarten Elementarkörpern 11 liegenden fiktiven Elementarkörper 12 setzen sich zusammen aus zwei Knotenstücken 14, Stäben 13 und Diagonalstäben 15 sowie Knotenstücken 16 benachbarter Elementarkörper 11, wobei zwischen den Knotenstücken 16 Stäbe 17 in West-Ostrichtung verlaufen. Die Stäbe 13 liegen folglich in der Untergurtebene U, während die Stäbe 17 in der Obergurtebene O verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß die Länge Lb derStäbe 17 gleich ist der Länge der Stäbe 13 in der Untergurtebene U. Auch die Diagonalstäbe 15 können eine entsprechende Länge aufweisen, so daß man mit einer Stablänge bei dem gesamten Raumfachwerk auskommt.

Aus der obigen Anordnung und Ausbildung der Dreiecksbinder 10 ergibt sich, daß die Diagonalstäbe 15 gruppenweise in Form von Stab-Scharen in parallelen Ebenen verlaufen, die mit dem Winkel « (Fig.4) zur Horizontalen geneigt und zur Hälfte auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) ausgerichtet sind. Über diesen nach Süden zeigenden Scharen von Diagonalstäben 15 sind Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet, wie auch F i g. 4 zeigt. Die Sonnen-Kollektoren 18 sind gemäß dieser Figur an den Knotenstücken 16 in der Obergurtebene O und an den Knotenstücken 14 in der Untergurtebene Uangeschraubt. Fig.4 zeigt ferner, daß die Dreiecksbinder 10 auch quer zu ihren Hauptachsen durch Stäbe 20 untereinander verbunden sein können. Die Abstände zwischen den parallel laufenden Dreiecksbindern 10 sind in jedem Fall so bemessen, daß auch bei niedrigstem Sonnenstand eine Schattenbildung durch benachbarte Sonnen-Kollektoren 18 vermieden oder mindestens unbedeutend ist. F i g. 4 zeigt auch, daß bei einem solchen Raumfachwerk die Dachhaut 21 mit einem tragenden Trapezblech 22 sowie einer darunterliegenden Wärmedämmschicht 23 unterhalb der statisch wirksamen Dreiecksbinder 10 aufgehängt sein kann. Alternativ können die nach Norden, Westen und Osten gerichteten Scharen von Diagonalstäben 15 sowie die Räume zwischen den Dreiecksbindern 10 mit einer Dachhaut 210 versehen sein (F ig. 1).

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 handelt es sich um ein zweiachsig gespanntes Raumfachwerk mit Obergurtstäben 19. Hier sind in Abweichung vom vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Dreiecksbinder unmittelbar aneinandergereiht, derart, daß die Diagonalstäbe 15 benachbarter Dreiecksbinder unten an gemeinsamen Knotenstücken 14 angeschlossen sind. Um hier eine Schattenbildung auf den Sonnen-Kollektoren 18 zu vermeiden oder auf ein Minimum zu reduzieren, sind diese gegenüber der Ausführungsform nach Fig.4 unten verkürzt. Ferner ist bei dieser Variante der Erfindung in Fig.5 eine Dachhaut 24 dargestellt, die oberhalb der Scharen von Diagonalstäben 15 derart angeordnet ist, daß zwischen den einzelnen Dreiecksbindern jeweils eine begehbare Regenrinne entsteht und oberhalb dieser Regenrinnen, jedoch unterhalb der oberen Begrenzung der Dachhaut 24 die Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet sind, und zwar derart, daß sie den günstigsten Winkel zur Sonnen-Haupteinstrahlrichtung aufweisen. In diesem Fall sind also die Sonnen-Kollektoren 18 in die Dachhaut 24 eingebaut, während die Wärmedämmschicht 23, z. B. aus Plattenelementen, ähnlich wie in F i g. 4, an den Dreiecksbindern aufgehängt ist.

Die Ausführungsform nach Fig.5 enthält Dreiecksbinder mit symmetrischem Querschnitt wobei die den Sonnen-Kollektoren 18 gegenüberliegende Dachhaut

24 lichtundurchlässig ausgebildet sein kann.

In F i g. 6 sind im Gegensatz dazu die Dreiecksbinder im Schnitt asymmetrisch ausgebildet, wie dies z. B. auch bei Sheddächern üblich ist. Die Sonnen-Kollektoren 18

to sind auf den Scharen von Diagonalstäben 15 angeordnet, die in Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) ausgerichtet sind und eine kleinere Länge aufweisen als die benachbarten Scharen von Diagonalstäben 15, oberhalb welcher lichtdurchlässige Dachplatten 25, gegebenenfalls mit einem wärmedämmenden Aufbau, angeordnet sind, so daß der Raum unterhalb des Raumfachwerks ohne unerwünschte Blendung und direkte Einstrahlung von Sonnenwärme ein diffuses Tageslicht erhält. Die Dachplatten 25 und Sonnen-Kollektoren 18 sind an ihren unteren Rändern durch Regenrinnen 26 verbunden, während an den oberen Rändern der Sonnen-Kollektoren 18 Bleche 27 vorgesehen sein können, welche die Dachplatten 25 übergreifen. Es sei noch bemerkt, daß die Verbindungs-Stäbe 19 zwischen den Dreiecksbindern die gleiche Länge wie die Stäbe 13 in der Untergurtebene U aufweisen. Schließlich können die Sonnen-Kollektoren 18, die Dachplatten

25 und die Regenrinnen 26 mit oder ohne Wärme-Dämmung ausgeführt werden, wie dies die Eigenart des Gebäudes erfordert.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 entspricht hinsichtlich der Ausbildung der Dachhaut 21 im wesentlichen demjenigen der Fig.4, mit dem Unterschied, daß hier Dreiecksbinder unmittelbar und durch Obergurtstäbe 19 aneinandergereiht sind, und daß unten verkürzte Sonnen-Kollektoren 18 oberhalb der Scharen von Diagonalstäben 15 angeordnet sind, die in Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) zeigen Es handelt sich hier also um ein zweiachsig gespanntes Raumfachwerk.

Innerhalb des Raumfachwerks bzw. der Dreiecksbinder können auch mit den Sonnen-Kollektoren 18 zusammenwirkende Geräte 28 eingebaut werden, wie dies schematisch in den F i g. 5 und 6 angedeutet ist. Die Verwertung der von den Sonnen-Kollektoren 18 aufgenommenen Sonnenenergie kann in diesen Geräten 28 für die Raumheizung genutzt werden, wenn die Geräte beispielsweise Raumluft von unten ansaugen, erwärmen und dann wieder nach unten abgeben.

Umgekehrt kann aber die von den Sonnen-Kollektoren 18 gelieferte Energie auch, z.B. in Verbindung mit Absorberanlagen dazu benutzt werden, um die Raumluft unterhalb des Raumfachwerks zu kühlen. Die Kombination von Geräten 28 innerhalb des Raumfachwerks mit den Sonnen-Kollektoren 18 ist deswegen auch besonders vorteilhaft, weil nur kurze Verbindungen zwischen den Sonnen-Kollektoren einerseits und diesen Geräten andererseits erforderlich sind. Infolgedessen kann eine besonders wirtschaftliche Ausführung bei einem wirtschaftlichen Betrieb der Gesamtanlage erfolgen. Ferner ist es ohne weiteres möglich, derartige Gerätekombinationen auch noch nachträglich einzubauen, wie die F i g. 5 und 6 erkennen lassen.
Während bei der Ausführungsform nach F i g. 1 im Gebäude 5 eine Nord-Südlage aufweist und das Raumfachwerk symmetrisch auf diesem so angeordnet ist, daß die eine Hälfte der Scharen von Diagonalstäben 15, oberhalb der die Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet

sind, einwandfrei nach Süden zeigt, liegen die Verhältnisse bei den in den Fig.2 und 3 abgebildeten Gebäuden 30 und 31 anders, denn diese sind, z. B. entsprechend einem Straßenverlauf, schiefwinklig zur Nord-Südlage angeordnet

Gemäß der Theorie der Raumfachwerke bilden die sogenannten »regelmäßigen Raumfachwerke« (z. B. mit einem quadratischen Grundraster) die Grundlage aller derartigen Konstruktionen. Es ist auch bekannt, aus den »regelmäßigen Raumfachwerken« sogenannte »abge- ι ο leitete Raumfachwerke« dadurch zu konstruieren, daß man beispielsweise die Höhe des Raumfachwerks verändert oder aus einem quadratischen Grundraster durch Transformation einer Achsrichtung ein Rechteckraster bildet. Diese Maßnahmen führen jedoch bei einer Gebäude-Lage gemäß den F i g. 2 und 3 noch nicht ohne weiteres zu einer optimalen Lösung. Um einerseits wieder eine Gruppe von in parallelen Ebenen verlaufenden Scharen von Diagonalstäben auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) auszurichten, an denen dann die Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet werden können, und um andererseits mit einer minimalen Zahl von unterschiedlich langen Stäben und Knotenstücken mit unterschiedlich plazierten Anschlußbohrungen auszukommen, damit die Wirtschaftlichkeit des Raumfachwerks als tragende Dachkonstruktion erhalten bleibt, wird für die oben angedeuteten Fälle ein regelmäßiges Raumfachwerk gemäß der Erfindung in besonderer Weise deformiert.

Für das im Grundriß rechteckige Gebäude 30 der F i g. 2 ist in F i g. 2c ein Raumfachwerk 33 als tragende Dachkonstruktion gezeigt, das in besonderer Weise so deformiert ist, daß ein Teil der in parallelen Scharen verlaufenden Diagonalstäbe 15 auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) ausgerichtet ist. Daraus ergibt sich auch eine parallele Ausrichtung der Stäbe 17 in den Obergurtachsen, die von Westen nach Osten verlaufen. Die Knotenstücke 14 und 16 bilden ein Raster mit zu den Gebäuderändern parallelen äußeren Netzlinien 34 und gleichen Abständen in jeder Achse. Dabei sind jedoch hier die Abstände in der Längsachse zu denjenigen in der Querachse unterschiedlich. Im einzelnen setzt sich auch das Raumfachwerk 33 aus parallel zueinander verlaufenden Dreiecksbindern 10 (Fig.2a) zusammen, die jedoch unmittelbar aneinandergrenzen. Die Elementarkörper 11a und 12a jedes Dreieckbinders 10 weisen ebenfalls vier Stäbe 13 in der Untergurtebene t/auf, die durch Knoten 14 untereinander sowie mit Diagonalstäben 15 verbunden sind, die jeweils an einem Knoten 16 in der Obergurtebene O so angeschlossen sind. Die Stäbe 17 in der Obergurtebene O verbinden wiederum die Knotenstücke 16 benachbarter Elementarkörper 11a. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach F i g. 1 sind jedoch die Elementarkörper 11a und 12a deformiert, so daß die Elamentarflächekörper 11a nicht eine quadratische, sondern eine rhombische Grundfläche aufweisen Sämtliche Knotenstücke des Raumfachwerks 33 liegen jedoch, wie bereits oben erwähnt, auf einem Raster mit zu den Rändern des Gebäudes 30 parallelen äußeren Netzlinien 34. Die Rasterabstände L_a sind in der Hauptachse des Raumfachwerks gleich, mit Ausnahme von Endabständen L/ und auch der Rasterabstand Lb entlang der Querachse des Raumfachwerks ist einheitlich jedoch verschieden zum Rasterabstand L₃. Aufgrund dieser Rasterabstände zwischen den Knotenstücken 14 und 16 in der Untergurtebene bzw. in der Obergurtebene kann das Raumfachwerk. 33 trotz der oben geschilderten Deformierung mit einem Minimum an verschiedenen Stablängen und Knotenstücken mit unterschiedlich plazierten Anschlußbohrungen ausgeführt werden. Oberhalb der einwandfrei nach Süden ausgerichteten Scharen von Diagonalstäben 15 können in optimaler Plazierung die Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet werden. Die Dachhaut kann z.B, wie in Fig.7 dargestellt, an dem Raumfachwerk 33 aufgehängt werden.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 bis 3d entspricht im wesentlichen demjenigen der F i g. 2 bis 2d. Das Raumfachwerk 35, das die tragende Konstruktion für das Dach des Gebäudes 31 bildet, setzt sich auch hier aus parallel zueinander verlaufenden, einandergrenzenden Dreiecksbindern 10 zusammen, wobei auch in diesem Fall das Raumfachwerk so deformiert ist, daß die Stäbe 13 der Elementarkörper 116, 126 nicht ein Quadrat, sondern ein Parallelogramm begrenzen. Die Knotenstücke 14 und 16 bilden ein Raster mit zu den Rändern des Gebäudes 31 parallel laufenden äußeren Netzlinien 34, wobei in Querrichtung des Gebäudes 31 gleiche Raster-Abstände L_a und in Längsrichtung des Gebäudes gleiche Raster-Abstände Lb vorhanden sind, und zwar jeweils über die gesamte Gebäudefront. Dadurch erreicht man auch bei diesem Beispiel, daß man mit einer minimalen Zahl unterschiedlich langer Stäbe und unterschiedlicher Knotenstücke mit verschieden plazierten Anschlußbohrungen auskommt. Oberhalb der nach Süden ausgerichteten parallel laufenden Scharen von Diagonalstäben 15 sind die Sonnen-Kollektorer 18 vorgesehen. Wie beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel haben die in der Obergurtebene O parallel verlaufenden Stäbe 17 die gleiche Länge wie die in der Untergurtebene {/angeordneten Stäbe 13. Die Anordnung einer Dachhaut kann z. B. wie in F i g. 7 erfolgen.

Im Unterschied zu den deformierten Raumfachwerken 33 und 35 auf den Gebäuden 30 bzw. 31 der F i g. 2 und 3, die von Elementarkörpern in Halboktaeder- und Tetraederform abgeleitet sind, ist das räumlich deformierte Raumfachwerk 36 des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 8 bis 11 von kubischen Elementarkörpern lic bzw. Hd und Kubus-Diagonalsegmenten He abgeleitet. Die Abstützung auf den Gebäudewänden 37 für das Raumfachwerk 36 erfolgt durch die Elementarkörper He in Form der Kubus-Diagonalsegmente. Lediglich im First befindet sich ein Dreiecksbinder 38. Um auch in diesem Fall eine wirksame Solar-Anlage zu schaffen, kommt es darauf an, einen möglichst großen Teil der Dachfläche in eine günstige Lage zur Sonne zu bringen. Ferner soll das Raumfachwerk 36 die tragende Konstruktion nicht nur für die Sonnen-Kollektoren 18, sondern auch für eine Dachhaut 39 bilden. Man erreicht die optimale Lage der Sonnen-Kollektoren 18 durch eine solche Ausbildung des Raumfachwerks 36, daß in parallelen Ebenen verlaufende Scharen von außen liegenden Diagonalstäben 150 auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes (nach Süden) ausgerichtet sind. Oberhalb dieser außenliegenden Diagonalstäbe 150 sind die Sonnen-Kollektoren 18 angeordnet Wie F i g. 10 zeigt, sind ferner die Scharen von außen liegenden Diagonalstäben 150 durch horizontal verlaufende Stäbe 17 miteinander verbunden, so daß eine Stufenfolge von Stab-Scharen gebildet ist Zwischen den Sonnen-Kollektoren 18 können auf den horizontal verlaufenden Stab-Scharen begehbare Platten oder Dachelemente angeordnet sein. Auf diese Weise können die Sonnen-Kollektoren 18 auch leicht für eine Überwachung

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zugänglich gemacht werden.

Der Grundriß der Fig.9 läßt erkennen, daß auch in diesem Fall das Gebäude 41 mit rechteckigem Grundriß schiefwinklig zur Nord-Südachse liegt. Das Raumfachwerk muß deshalb asymmetrisch auf dem Gebäude angeordnet und gleichzeitig ausgehend von einem regelmäßigen kubischen Raumfachwerk deformiert werden, um einerseits ein Teil der außenliegenden Scharen von Diagonalstäben 150 nach Süden auszurichten, bei parallelen Obergurtachsen, und andererseits die Knotenstücke 14 und 16 auf einem Raster anzuordnen, dessen äußere Netzlinien 34 parallel zu den Gebäuderändern verlaufen und dessen Raster-Abstände L_a bzw. Lb für jede der beiden Gebäudeachsen gleich sind. Ein Teil der Stäbe 17 im Obergurt verläuft folglich etwa in West-Ostrichtung, während die übrigen Stäbe 17 schräg dazu und in Nord-Südrichtung angeordnet sind. Die

Elementarkörper lic und 11 rf sowie die Elementarkörper He weisen eine rhombische Grundfläche auf (Fig.9). Im Schnitt der Fig. 10 betrachtet sind die Stäbe 13 bzw. Diagonalstäbe 150 im Untergurt durch Vertikal-Stäbe 40 mit den Stäben 17 bzw. den Diagonalstäben 150 im Obergurt verbunden.

Es sei bemerkt, daß ein solches treppenförmiges Raumfachwerk in Abweichung vom Ausführungsbeispiel modifiziert und auch über seine gesamte nach Süden ausgerichtete Seite mit Sonnen-Kollektoren versehen werden kann. In einem solchen Fall braucht man lediglich die Scharen von Diagonalstäben 150 aneinander anzuschließen.

Alle hier behandelten Erfindungs-Prinzipien gelten ferner nicht nur für zweilagige Raumfachwerke, sondern auch für Konstruktionen mit mehreren Lagen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dachkonstruktion für Gebäude, insbesondere Zweckbauten großer Spannweite, bestehend aus einem durch Stäbe und Knotenstücke gebildeten Raumfachwerk mit Ober- und Untergurten und diese verbindenden Diagonalstäben, bei dem die Diagonalstäbe in Scharen in mehreren, sich gegenseitig schneidenden Ebenen angeordnet sind und diese die Diagonalstab-Scharen enthaltenden Ebenen gruppenweise parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Diagonalstab-Scharen des Raumfachwerks (33, 35, 36) enthaltenden Ebenen unabhängig von der Lage des Gebäudes (5, 30, 31, 41) auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes ausgerichtet ist und unmittelbar an diesen Diagonalstab-Scharen Sonnen-Kollektoren (18) angeordnet sind.

2. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem plattenförmigen Raumfachwerk sowohl die raumabschließenden Dachelemente (21, 24, 25, 26) als auch die Sonnen-Kollektoren (18) an Scharen von Diagonal-Stäben (15) angeordnet sind.

3. Dachkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sonnen-Kollektoren (18) aufweisenden Diagonalstab-Scharen in solchen horizontalen Abständen voneinander angeordnet sind, daß eine Schattenbildung verhindert ist.

4. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sonnen-Kollektoren (18) tragenden Diagonalstab-Scharen an jeweils einer Seite von parallel zueinander angeordneten Dreiecksbindern (10) des Raumfachwerks vorgesehen sind.

5. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Sonnen-Kollektoren (18) tragenden Diagonalstab-Scharen in verschiedenen Höhenlagen angeordnet und mit Stäben (17) in horizontalen Ebenen so verbunden sind, daß eine Stufenfolge von Stab-Scharen gebildet ist.

6. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gebäuden (30, 31, 41), die nicht eine Nord-Südlage aufweisen, ein regelmäßiges Raumfachwerk (33, 35, 36) derart deformiert ist, daß die Knotenstücke (14) des Untergurts ein Raster mit im wesentlichen gleichen Abständen (L_a, Lb) in jeder Achse bilden.

7. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle raumabschließenden Elemente (21,22,23), mindestens aber die das Klima unterhalb der Dachkonstruktion bestimmende Wärme-Dämmschicht (23), unterhalb des tragenden Raumfachwerks angeordnet sind.

8. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnen-Kollektoren (18) einen Teil der raumabschließenden Dachhaut (24) bilden.

9. Dachkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des vom Raumfachwerk (33, 35, 36) begrenzten Raums mit den Sonnen-Kollektoren (18) verbundene Geräte (28) zur Nutzung der Solar-Energie angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dachkonstruktion für Gebäude, insbesondere Zweckbauten großer Spannweite, bestehend aus einem durch Stäbe und Knotenstücke gebildeten Raumfachwerk mit Ober- und Untergurten und diese verbindenden Diagonalstäben, bei dem die Diagonalstäbe in Scharen in mehreren, sich gegenseitig schneidenden Ebenen angeordnet sind und diese die Diagonalstab-Scharen enthaltenden Ebenen gruppenweise parallel zueinander verlaufen.

ίο Derartige Raumfachwerke sind in großem Umfang als plattenförmige Konstruktionen (d.h. Raumfachwerkscheiben) bekannt, in wachsendem Umfang aber auch in Form von Kuppeln oder in Sattelform oder in individuellen Formen, die sich in mehreren Ebenen erstrecken. Sie dienten bisher als tragende Konstruktionen für raumabschließende Dachelemente beliebiger Art.

Die vorliegende Erfindung dient der Nutzung von Sonnenenergie durch Raumfachwerke der vorstehend gekennzeichneten Art. Da die Sonnenwärme selbst ohne Kosten zur Verfügung steht, hängt die Wirtschaftlichkeit ihrer Nutzbarmachung praktisch nur von der Höhe der Investitionskosten der Solar-Anlagen ab. Daher kommt es darauf an, die Anlagekosten der Sonnen-Kollektoren selbst, aber ebenso die Kosten für den Einbau mit allem Zubehör auf das Äußerste zu beschränken.

Es ist zwar bekannt, Sonnen-Kollektoren für Solar-Anlagen auf der Oberfläche geneigter Dächer (Sattel- oder Pult-Dächer) mit herkömmlicher tragender Holzkonstruktion anzuordnen und in die Dachhaut über der tragenden Konstruktion zu integrieren. Steile Satteldächer mit einer für die Sonnen-Einstrahlung günstigen Neigung sind aber für weitgespannte Hallen (wie Sporthallen, Fabriken usw.) nicht zweckmäßig. Daher werden bei solchen weitgespannten Hallen fast ausschließlich Flachdächer oder wenigstens flache Kuppeln oder Tonnen geringer Bauhöhe angewandt. Bei Flachdächern ist es bisher aber nur möglich, Sonnen-Kollektoren oberhalb der Dachhaut mittels besonderer Haltekonstruktionen derart schräg aufzustellen, daß die Kollektorfläche ein Maximum an Wärmestrahlung von der Sonne aufnehmen kann. In diesem Fall wird also eine hohe Kosten verursachende Haltekonstruktion für die Sonnen-Kollektoren der tragenden Dachkonstruktion und der vollständigen Dachhaut hinzugefügt. Sofern das Gebäude im Grundriß nicht auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes (auf der nördlichen Halbkugel der Erde nach Süden) ausgerichtet ist, müssen diese Haltekonstruktionen relativ zu den Gebäude-Achsen so verdreht werden, daß die Sonnen-Kollektoren die für die Energieaufnahme günstigste Lage erhalten. Dies ist zwar theoretisch sehr einfach, in der Praxis aber kostenmäßig sehr ungünstig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Dachkonstruktion der eingangs genannten Art Sonnen-Kollektoren in die Tragkonstruktion ohne besondere bzw. zusätzliche Ständeroder Haltekonstruktionen derart einzubeziehen, daß sie bei beliebiger Gebäudelage zur Nord-Südrichtung eine günstige Lage zur Sonnen-Haupteinstrahlungsrichtung aufweisen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Dachkonstruktion der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß eine Gruppe von Diagonalstab-Scharen des Raumfachwerks enthaltenden Ebenen unabhängig von der Lage des Gebäudes auf die Richtung des höchsten Sonnenstandes ausgerichtet ist