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Bauwerk aus großformatigen Bauelementen und
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Verfahren zur Herstellung der Bauelemente" Die Erfindung bezieht
sich gattungsgemäß auf ein Bauwerk (insbesondere ein Wohnhaus, ein Bürohaus, eine
Stützwand, ein Brückenwiderlager oder dergleichen oder Teile davon) mit im Verband
angeordneten, großformatigen Bauelementen, die miteinander vereinigt sind. Das meint,
daß die Bauelemente so gestaltet sind, daß je nach Bedarf durch Aussteifungen ein
statisch hoch beanspruchbares, großformatiges Mauerwerk entsteht. Die großformatigen
Bauelemente können gleichzeitig mit nicht tragenden Außen- oder auch Innenschichten
versehen
sein, die der Isolierung gegen Feuchtigkeit, Wärme, Kälte und als Schallschutz dienen.
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Bekannte gattungsgemäße Bauwerke sind mit Bauelementen aufgebaut (vgl.
DE-OS 27 25 156), bei denen die Betonschicht nicht als Platte im Sinne der Baustatik
ausgeführt, sondern gleichsam als Kasten gestaltet ist. Im Kasteninnern befindet
sich eine Dämmschicht, die aus mehreren Lagen besteht. Die Dämmschicht dient der
Schall- und Wärmedämmung. Die Kastenvorderseite ist offen. Die Bauelemente sind
im Bauwerk so angeordnet, daß die offene Vorderseite den einfallenden Schallwellen
(die beispielsweise aus Straßenlärm resultieren) zugewandt ist. Derartige Bauelemente
mögen für die Errichtung einer Schallschutzwand oder dergleichen zweckmäßig sein,
sie eignen sich jedoch kaum für die Errichtung von Wohnhäusern, Bürohäusern, Stützmauern
und dergleichen. Die kastenförmigen Bauelemente selbst sind nur aufwendig zu fertigen.
Sie werden im Mauerwerksverband unter Zwischenschaltung von Mörtel aufeinandergesetzt
und dadurch vereinigt. Besondere Aussteifungen sind nicht vorgesehen. Die Praxis
der Herstellung von Wohnhäusern, Bürohäusern und dergleichen ist durch diese bekannten
Maßnahmen nicht beeinflußt worden.
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In der Praxis werden Wohnhäuser, Bürohäuser, sonstige umbaute Räume,
Trennwände und dergleichen entweder aus Mauerwerk, bestehend aus Bausteinen und
Mörtel, oder aus Beton mit und ohne Bewehrung zwischen eingeschalteten Wänden errichtet.
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Beim Mauerwerk sind die Formate der Bausteine in der Größe, der Form
und im verwendeten Material unterschiedlich. Entscheidend ist im Rahmen dieser bekannten
Maßnahmen jedoch, daß sie von einem Gewicht sind, das es zuläßt, sie von Hand unter
Verwendung von Mörtel zu einem Mauerwerk zusammenzufugen. Die Herstellung von solchem
Mauerwerk ist daher nur
durch Fachleute möglich und folglich besonders
arbeits- und lohnaufwendig. Statisch beanspruchte Wände aus Beton werden zwischen
aufgestellten Schalungen mit und ohne Bewehrung errichtet. Auch diese Arbeit erfordert
handwerkliches Können und ist sehr lohnaufwendig. Der Ersatz dieser in der Praxis
üblichen Herstellungsmethoden durch Verwendung großformatiger Bauelemente erscheint
demgegenüber aus vielfacher Sicht sinnvoll.
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Der Mangel an Baufacharbeitern wird immer größer. Die personalintensive
Bauweise führt zu einer ungesunden Relation zwischen Personalkosten und Gesamtherstellungskosten.
Im Wohnungsbau gewinnen bauphysikalische Gesichtspunkte (insbes.
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energiesparende Maßnahmen und Maßnahmen gegen Schallschutz) immer
größere Bedeutung. In der bisherigen Praxis ist eine ausreichende Isolierung von
Bauvorhaben nur durch zusätzliche, zumeist nachträglich aufgebrachte Dämmschichten
aus Schaumstoff oder dergleichen möglich (vgl. DE-OS 23 50 594), die darüber hinaus
noch der besonderen Auskleidung bedürfen.
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Im übrigen ist es grundsätzlich bekannt, zur Herstellung von Bauwerken
Bauteile durch Kleben miteinander zu verbinden (vgl. DE-PS 11 96 840). Durch diese
bekannten Maßnahmen ist jedoch bisher die Herstellung von gattungsgemäßen Bauwerken
ebenfalls nicht beeinflußt worden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bauwerk
zu schaffen, welches aus größeren Bauelementen als üblichen Bausteinen herstellbar
ist und sowohl in statischer als auch in bauphysikalischer Hinsicht allen Anforderungen
genügt und bei der Errichtung nur einen verhältnismäßig geringen Arbeits- und Lohnaufwand
erfordert.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen charakterisiert.
Wesentlich ist, daß die Bauelemente nicht mehr als übliche Bausteine, sondern als
Betonplatten ausgeführt sind und daß die Betonplatten nicht nur miteinander vereinigt,
sondern im Bereich der Fugen mit zusätzlichen Aussteifungen versehen sind, die zusammen
mit den Betonplatten das den statischen Anforderungen des betreffenden Bauwerkes
genügende "Mauerwerk" bilden. Die Betonplatten können, wie bereits erwähnt, zusätzliche
Außen- und/oder Innenschichten tragen.
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Im einfachsten Falle sind die Aussteifungen Kleberschichten.
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Der Kleber ist entsprechend ausgewählt. Die Aussteifungen können aber
auch aus Bewehrungen und vorgespannten Bewehrungen bestehen, die im Bereich der
Fugen, wie beansprucht, angeordnet sind. Endlich kann man beide Aussteifungsmaßnahmen
auch kombinieren.
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Im allgemeinen sind die Betonplatten als Stahlbetonplatten, z. B.
mit Bewehrung aus einer oder aus mehreren Baustahlmatten, ausgeführt. Man kann aber
grundsätzlich auch mit Betonplatten arbeiten, die eine solche Bewehrung nicht aufweisen,
jedoch durch geeignete Zuschlagstoffe eine ausreichende Festigkeit besitzen. Regelmäßig
sind bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk die Betonplatten, ebenso wie die Dämmschichten,
mit geraden und ebenen oder auch wellenförmig ausgebildeten Fugen aufeinandergesetzt.
Die Dämmschichten können innen- und/oder außenseitig angeordnet sein. Im Rahmen
der Erfindung liegt es, im Bereich der Stoßfugen auch Formschlußelemente vorzusehen.
Die Dämmschichten der Bauelemente bestehen im allgemeinen aus Schaumkunststoff,
Perlitebeton oder ähnlichen Dämmstoffen. Sie können ohne weiteres so ausgelegt werden,
daß sie sowohl schalldämmend als auch wärmedämmend funktionieren. Als Kleber empfehlen
sich
Kunststoffkleber, wie sie grundsätzlich bekannt, bei gattungsgemäßen Bauwerken aber
bisher nicht eingesetzt worden sind. Um mit möglichst geringem Facharbeiteranteil
ein erfindungsgemäßes Bauwerk errichten zu können, geht ein Vorschlag der Erfindung
bezüglich der Bemessung der Bauelemente dahin, daß diese eine Höhe aufweisen, die
einem Drittel bis der Hälfte einer üblichen Geschoßhöhe entspricht, und daß die
horizontale Länge der Bauelemente bis zum einem Drittel größer ist als ihre Höhe.
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Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Bauwerkes impliziert, daß die großflächigen
Bauelemente hinreichend maßgenau gefertigt sind, so daß die Vereinigung der Bauelemente
zu einem tragenden Mauerwerk auch mit Hilfe eines Klebers ohne weiteres möglich
ist. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei entsprechender Einrichtung
der Bauelemente die aufwendigen Arbeiten wegfallen können, die bei Herstellung von
Mauerwerk mit Mörtel bisher in Kauf genommen werden mußten.
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Bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk kann das Mauerwerk praktisch von
Hilfskräften errichtet werden. Zur Durchführung der Montage werden beim Einbau der
großformatigen Elemente Hilfsmittel eingesetzt, die einen exakten Einbau der bis
zu 1 to schweren Teile ermöglichen.
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Mit der Errichtung des Mauerwerkes sind gleichzeitig auch in bezug
auf Schalldämmung und Wärmedämmung alle Forderungen erfüllt, wenn die Betonplatten
mit entsprechenden Schichten oder Auflagen versehen sind. Jedenfalls sind die großformatigen
Bauelemente so gestaltet, daß durch sie das gesamte tragende Mauerwerk eines Gebäudes
ersetzt wird. Wird ein entsprechendes Rastersystem eingeführt und bei der Planung
der Gebäude berücksichtigt, so kann das Bauwerk selbst beliebige Gestalt aufweisen
und folglich beliebige Funktionen
erfüllen. Es läßt sich ohne weiteres
eingeschossig als auch mehrgeschossig ausführen. Dabei kann aber selbst bei der
Errichtung von Bauwerken, die nicht nach dem einzuführenden Rastersystem geplant
sind, mit den beschriebenen Bauelementen gearbeitet werden, wozu jedoch ggf. zusätzliche
Paßsteine eingesetzt oder Bauelemente zerschnitten werden müssen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk besitzen die Bauelemente eine
Größe, die es erlaubt, sie mit einem leichten Kran ohne weiteres zu versetzen. Dann
bestehen auch keinerlei Transportprobleme.
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Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten
der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Damit die Bauelemente beim Errichten eines
erfindungsgemäßen Bauwerkes gleichsam selbst die Lehre bilden, die zur maßgenauen
Errichtung der Wände erforderlich ist, weisen die Betonplatten zumindest im Bereich
ihrer horizontalen Stoßfugen einander zugeordnete, im Mauerwerksverband vertikale
Verbundausnehmungen auf, in welche fugenüberbrückende Verbundbolzen eingesetzt sind.
Im übrigen können die Betonplatten im Bereich ihrer vertikalen und horizontalen
Stoßfugen Vergußhalbkanäle besitzen, in die ein Vergußbeton oder Vergußmörtel, ggf.
mit Bewehrung, eingebracht wird. Diese vertikalen und horizontalen Ausnehmungen
können zur Einbringung von Vorspannstählen verwendet werden. Die so hergestellten
Mauern können auf diese Weise auch höchsten statischen Beanspruchungen Rechnung
tragen. Die Vorspannungseinrichtungen sind durch die vertikalen und horizontalen
Ausnehmungen ohne großen Kostenaufwand anzubringen. Das ist besonders bei der Verwendung
großformatiger Steine für Stützmauern, Widerlager, Pfeiler und dergl. von Bedeutung.
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Bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk werden auch die Decken
zweckmäßigerweise
aus Fertigteilen aufgebaut. Dazu sind die im Mauerwerksverband deckenhoch angeordneten
Bauelemente am oberen Rand ihrer Betonplatte mit einer längslaufenden Auswinklung
versehen, auf die Deckenplatten aufgelegt sind.
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Auch im Bereich dieser Auswinklungen können Verbundausnehmungen angeordnet
sein, denen Verbundausnehmungen in den Deckenplatten zugeordnet sind, wobei auch
in diese einander zugeordneten Verbundausnehmungen fugenüberdeckende Verbundbolzen
eingesetzt sind. Aus Stabilitätsgründen wird man im allgemeinen im Bereich von Grußrißecken
im Grundriß winkelförmige Bauelemente mit ebenfalls winkelförmigen, monolithischen
Betonplatten, vorzugsweise Stahlbetonplatten, anordnen.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, im Bereich von Grundrißecken
mit geteilten Bauelementen des eingangs beschriebenen Aufbaus zu arbeiten, die dann,
wie im Mauerwerksverband üblich, miteinander in Verbund gebracht sind.
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Die Teilung eines Bauelementes, welches für ein erfindungsgemäßes
Bauwerk bestimmt ist, mit Hilfe einer modernen Steinsäge oder dergl. bereitet keinerlei
Schwierigkeiten.
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Bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk sind die tragenden Wände im allgemeinen
zusätzlich mit einer Putzschicht oder auch mit einer Verklinkerung oder Verkachelung
versehen.
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Bei Kellermauerwerk wird die Isolierung gegen Feuchtigkeit in herkömmlicher
Bauweise nach Aufbringung eines Putzes zusätzlich aufgebracht. In diesen Zusammenhang
gehört auch, daß beim Kellermauerwerk die äußere Isolierung gegen Feuchtigkeit bei
der Produktion aufgebracht wird.
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Die Anordnung von Zusatzschichten läßt sich auf einfache Weise verwirklichen.
So können die Dämmschichten eine zugleich als Putzträger ausgebildete oder eine
mit einem solchen versehene Oberflächenschicht aufweisen, wobei darauf
eine
Putzschicht aufgebracht ist. Die Dämmschichten können aber auch eine Verbundoberfläche
aufweisen und - unter Zwischenschaltung eines sog. Dünnschichtmörtels oder Klebers
- eine Verklinkerung oder Verkachelung tragen. Ein anderer Vorschlag der Erfindung
geht dahin, die Anordnung so zu treffen, daß die Betonplatten eine Verbundoberfläche
aufweisen, an die unter Zwischenschaltung eines Dünnschichtmörtels oder Klebers
eine Verklinkerung oder Verkachelung angeschlossen ist. Bei dieser Gestaltung können
ohne weiteres auch Hilfspersonen Verklinkerungen und Verkachelungen anbringen. Jedenfalls
besteht die Möglichkeit, mit den Betonplatten unter Zwischenschaltung der Dämmschicht
eine statisch nicht oder nicht wesentlich tragende Vorsatzschale zu verankern. Grundsätzlich
kann bei einem erfindungsgemäßen Bauwerk, wie bereits angedeutet, die Dämmschicht
auf der Innenseite der tragenden Wände, auf deren Außenseite oder auch auf beiden
Seiten angeordnet sein. Stets ist die Herstellung der großformatigen Bauelemente
einfach. Die Aufbringung einer Feuchtigkeitsisolierung bei der Herstellung ist durch
die Einlegung einer Feuchtigkeitsisoliermatte (Dachpappe oder dergl.) ohne zusätzlichen
Kostenaufwand möglich.
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Ein Verfahren zur Herstellung der großformatigen Bauelemente mit Dämmschicht
geht aus von einer dem Bauelement entsprechenden Form im Fertigungsautomaten, in
dem die im Mauerwerksverband vertikal angeordneten Bauelemente liegend gefertigt
werden, die Bewehrung eingelegt und danach der Beton eingebracht wird. Hier empfiehlt
die Erfindung, daß in die Schalung zuerst die Dämmschicht, gleichsam als verlorene
Schalung, eingelegt und darauf die Bewehrung auf gelegt sowie der Beton aufgebracht
wird. Handelt es sich um ein Bauelement mit beidseitiger Dämmschicht, so wird auf
den
Beton eine weitere Dämmschicht aufgebracht. Selbstverständlich kann dabei mit Verbundankern
gearbeitet werden.
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Diese Formteile sollen über Automaten hergestellt werden, die eine
Maßgenauigkeit + 1 bis 2 mm gewährleisten. Das ist abhängig von einer geeigneten
Rezeptur, die gewährleistet, daß die Steine beim Ausstoß aus dem Automaten formbeständig
bleiben. Soweit gewünscht wird, daß die großformatigen Formsteine Profilierungen
in den Fugen aufweisen, ist die automatische Herstellung der Steine nur durch eine
zusätzliche Einrichtung möglich. Dies geschieht entweder durch eine in die Form
des Automaten einzulegende Schalung, die der beabsichtigten Fugengestaltung entspricht,
oder durch das Einschieben einer Formleiste in alle vier Seiten der Form. Im ersteren
Falle wird der Stein mit der Schalung aus dem Automaten gehoben und die Schalung
nach Erreichen der Standfestigkeit des Betons entfernt. Im letzteren Falle müssen
die Leisten vor der Ausbringung des Steines aus der Form seitlich herausgezogen
werden. Durch Verwendung entsprechender Matrizen ist es auch ohne weiteres möglich,
den großflächigen Seiten der Elemente eine gewünschte Struktuierung zu geben. Das
geschieht durch Einlegen einer der gewünschten Gestaltung entsprechenden Matrize
in die Form.
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Auf diese Weise ist es möglich, einen Baustein herzustellen, der allen
Erfordernissen in wärmetechnischer, schalltechnischer Hinsicht genügt und außerdem
feuchtigkeitsundurchlässig ist. Ein solcher Stein würde nach seiner Montage weiterer
Bearbeitung weder an der Außenhaut noch an der Innenhaut bedürfen. Die Maßgenauigkeit
der Formsteine kann einen Innenputz erübrigen. In solchem Falle ist die Verwendung
einer Porontapete als zusätzliches wärme- und schalldämmendes Element auf der Innenseite
vorteilhaft.
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Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß ein
erfindungsgemäßes Bauwerk mit wesentlich geringerem Aufwand errichtet werden kann.
Die Herstellkosten reduzieren sich um 20 % und mehr. Darüber hinaus wird eine Qualitätsverbesserung
erreicht, weil wegen der Aussteifungen gleichsam ein monolithisches Bauwerk entsteht.
Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß mit der Errichtung eines Bauwerkes
gleichzeitig auch die erforderliche Isolierung in bezug auf Feuchtigkeit, Schalldämmung
und Wärmedämmung erreicht wird. Das reduziert den hierfür erforderlichen herkömmlichen
Aufwand auf ein Viertel und weniger.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 ausschnittsweise eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Bauwerkes, Fig. 2 in
gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab ein einzelnes Bauelement aus
dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 die Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 5 entsprechend
der Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Bauelementes aus einem erfindungsgemäßen
Bauwerk, Fig. 6 entsprechend der Fig. 3 ein Bauelement für ein erfindungsgemäßes
Bauwerk
in Form eines Eckteils, Fig. 7 entsprechend der Fig. 1 eine andere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Bauwerkes, Fig. 8 einen Schnitt B-B durch den Gegenstand
der Fig. 7 und Fig. 9 den vergrößerten Ausschnitt C aus dem Gegenstand der Fig.
8.
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Das in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Bauwerk 1 mag einem Wohnhaus
oder Bürohaus angehören. Es besteht aus im Bauwerksverband angeordneten großformatigen
Bauelementen 2. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 4 bzw. 5 entnimmt
man, daß die großformatigen Bauelemente 2 eine Betonschicht 3 und eine Dämmschicht
4 aufweisen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Betonschicht 3 der einzelnen
Bauelemente 2 als im Mauerwerksverband aufrecht stehende Betonplatte 3 ausgeführt
ist, an der die ebenfalls plattenförmige Dämmschicht 4 befestigt ist. Im Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 sind die Betonplatten 3 der Bauelemente 2 im Verband mit Hilfe eines
Klebers 5 zu einem statisch tragenden Mauerwerk vereinigt. Der Kleber 5 funktioniert
dabei als Aussteifung. Eine ausgesprochene Mörtelfuge ist nicht mehr vorhanden,
die Bauelemente sind vielmehr gleichsam flächig stoßend mit ebenen Stoßflächen 6
aufeinandergesetzt.
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Die Betonplatten 3 mögen im Ausführungsbeispiel aus Stahlbetonplatten
mit einer Bewehrung aus Baustahlmatten ausgeführt sein, - was nicht gezeichnet wurde.
Die Dämmschicht 4 möge innenseitig oder außenseitig angebracht sein. Sie besteht
aus Schaumkunststoff, Perlitebeton oder dergleichen. Im Ausführungsbeispiel besitzen
die Bauelemente eine Höhe H, die
einem Drittel einer üblichen Geschoßhöhe
des Bauwerkes entspricht. Die horizontale Länge L der Bauelemente ist um ein Drittel
größer als ihre Höhe H.
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Insbesondere aus Fig. 1 entnimmt man, daß die Betonplatten 3 im Bereich
ihrer horizontalen Stoßfugen 7 einander zugeordnete, im Mauerwerksverband vertikale
Verbundausnehmungen 8 aufweisen können, in die fugenüberbrückende Verbundbolzen
9 eingesetzt sind. Die Fig. 2, 4 und 5 zeigen diese Verbundausnehmungen 8 im einzelnen.
Im Ausführungsbeispiel besitzen die Betonplatten 3 aber außerdem im Bereich ihrer
vertikalen Stoßfugen 10 Vergußhalbkanäle 11, in die ein Vergußbeton oder Vergußmörtel
eingießbar ist. In Fig. 4 wurde strichpunktiert angedeutet, daß im Mauerwerksverband
deckenhoch angeordnete Bauelemente 2 am oberen Rand 12 ihrer Betonplatte 3 eine
längslaufende Auswinkelung 13 aufweisen, auf die Deckenplatten 14 aufgelegt sind.
Das wurde in Fig. 4 ebenfalls angedeutet. Auch im Bereich der Auswinkelung 13 erkennt
man Verbundausnehmungen 8, denen Verbundausnehmungen 8 in den Deckenplatten 14 zugeordnet
sind, wobei auch in diesen Verbundbolzen 9 angeordnet sind.
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Fig. 6 macht deutlich, daß aus Stabilitätsgründen im Bereich von Grundrißecken
zweckmäßigerweise mit im Grundriß winkelförmigen Bauelementen 2 mit ebenfalls winkelförmigen,
monolithischen Betonplatten 3 gearbeitet wird, die als Stahlbetonplatten ausgeführt
sein mögen.
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In Fig. 4 erkennt man, daß die Dämmschicht 4 eine Putzschicht 15 trägt.
Dazu besitzen die Dämmschichten 4 eine zugleich als Putz träger ausgebildete oder
eine mit einem solchen versehene Oberflächenschicht 16. Sie könnten aber auch eine
Verbundoberfläche
aufweisen, so daß unter Zwischenschaltung eines Dünnschichtmörtels oder eines Klebers
eine Verklinkerung oder Verkachelung anschließbar ist. Auch das kann dann von Hilfskräften
ausgeführt werden, weil das mit den Bauelementen 2 erstellte Mauerwerk eines erfindungsgemäßen
Bauwerkes 1 ohne weiteres entsprechend maßgenau ist und bei Anbringung einer Verklinkerung
oder Verkachelung einer ausgleichenden Mörtelschicht nicht mehr bedarf. Umgekehrt
könnte man auch die Betonplatten 3 mit einer Verbundoberfläche versehen, um eine
Verklinkerung oder Verkachelung auszuschließen.
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Fig. 5 macht deutlich, daß mit den Betonplatten 3 unter Zwischenschaltung
der Dämmschichten 4 eine statisch nicht oder nicht wesentlich tragende Vorsatzschale
17 verankert sein kann.
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Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform nach den Fig. 7 bis
9. Man erkennt, daß hier die Aussteifungen als Bewehrungseisen 18 ausgeführt sind,
die im Bereich der Fugen angeordnet sind. Sie verlaufen im Ausführungsbeispiel in
Halbkanälen 11, die den schon erwähnten Vergußkanälen entsprechen. Sie können vergossen
sein. Im Ausführungsbeispiel sind diese Bewehrungseisen auch vorgespannt, und zwar
mit Hilfe der Vorspanneinrichtung 19. Zusätzlich wirkt der Kleber als Aussteifung.