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Bezeichnung: Bauelement zur Herstellung von Gebäudewän-
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den und/oder Gebäudedecken bzw. Dächern Beschreibung: Die Erfindung
betrifft ein Bauelement zur Herstellung von Gebäudewänden und/oder Gebäudedecken
bzw. Dächern mit einem randseitig umlaufenden Rahmen aus Blechprof ii, wenigstens
einer zwei Rahmenseiten verbindenden Strebe aus Blechprofil sowie einer auf wenigstens
einer durch den Rahmen definierten Ebene an diesem befestigten Abdeckung.
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Ein derartiges Bauelement läßt sich in einfacher Weise aus vorgefertigten
Einzelteilen auf einem Bauhof oder aber bei größeren Bauvorhaben auch auf der Baustelle
zusammensetzen. Durch die Verwendung von Blechprofilen läßt sich das fertig zusammengesetzte
Bauelement mit den an der Baustelle üblichen Hebezeugen ohne weiteres handhaben.
Die Höhe eines Bauelementes entspricht hierbei der gewünschten Geschoßhöhe, während
die Länge ggf. der gesamten Gebäudelänge entsprechen kann, wenn die Abdeckung, in
der Regel die Außenhaut, auf der Baustelle beispielsweise durch Betonieren aufgebracht
wird. Bei vollständig vorgefertigten Bauelementen wird die Länge einem entsprechend
vorgegebenen
Rastermaß angepaßt, wobei hier auch das Gesamtgewicht des Bauelementes zu berücksichtigen
ist. Die Zahl der verwendeten Streben richtet sich wiederum nach der Länge des Bauelementes.
Die Streben können hierbei beispielsweise so vorgesehen sein, daß Sie gleichzeitig
die gewünschten Tür- und/oder Fensteröffnungen seitlich begrenzen.
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Obwohl Rahmen und Streben aus dünnwandigen Blechprofilen hergestellt
sind, ergeben sich gleichwohl aufgrund der Wärmeleitung fühlbare Wärmeverluste.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der eingangs bezeichneten
Art hinsichtlich der thermischen Eigenschaften zu verbessern und darüber hinaus
durch Abwandlungen der Grundkonstruktion diese für unterschiedliche Einsatzfälle
einfacher anpassen zu können, sei es durch Änderung der äußeren Abdeckung, sei es
durch Abwandlungen für den Einsatz als Geschoßdecke bzw. als Dachabdeckung.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rahmen und
die Strebe jeweils durch zwei parallel laufende Blechprofile gebildet werden, die
mit Abstand zueinander verbunden sind und daß der durch die Rahmendicke definierte
Raum wenigstens über einen Teil der Rahmendicke mit einem Isoliermaterial, vorzugsweise
einem geschäumten Kunststoff ausgefüllt ist. Der Vorteil besteht darin, daß sich
für das Bauelement in bezug auf die Rahmenkonstruktion praktisch eine zweischalige
Bauweise ergibt, so daß die Außenfläche gegenüber der Innenfläche thermisch entkoppelt
ist. Für die Fertigteilbauweise kann hierbei das Bauelement fabrikmäßig vorbereitet
werden, wobei zunächst die rahmen vollständig zusammengesetzt und mit der Abdeckung
der einen Seite zusammengefügt werden. Anschließend wird der Innenraum des Rahmens
mit Isoliermaterial ausgefüllt, so daß dann die andere Abdeckung aufgebracht werden
kann.
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Der Aufbau der jeweiligen Abdeckung richtet sich danach, ob das betreffende
Bauelement als Außenwand oder als Innenwand Verwendung findet. Besonders vorteilhaft
ist jedoch
der Einsatz des erfindungsgemäßen Bauelementes für Außenwände,
da hier die günstigen thermischen Eigenschaften ebenso wie die besonderen herstellungstechnischen
Vorteile zur Geltung kommen.
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Für Außenwandelemente ist in einer Ausführungsform vorgesehen, daß
auf der die Außenebene bildenden Rahmenseite unmittelbar auf dem Rahmen eine Baustahlmatte
als Armierung und darauf ein aus Streckmetallbahnen gebildetes Metallgitter angeordnet
sind und daß sowohl die Baustahlmatte als auch das Metallgitter in eine Spritzbetonschicht
eingebettet sind. Die Spritzbetonschicht bildet zusammen mit Rahmen und Streben
einen tragenden Teil des Bauelementes.
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Nach dem Aushärten des aufgetragenen Betons wird von der Innenseite
her das Isoliermaterial auf die Betonschicht aufgetragen, beispielsweise in Form
eines geschäumten Kunststofffes, insbesondere eines geschäumten Polyurethan.
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Nach dem Aushärten des Kunststoffes wird auf der noch offenen Rahmenebene,
die nunmehr die Gebäudeinnenwandung bildet, wiederum ein Metallgitter aufgebracht,
auf das von außen eine dünne Spritzbetonschicht oder eine ttlörtelschicht aufgetragen
wird und zwar so dick, daß auch die Außenseite des Metallgitters vollständig überdeckt
ist.
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Sowohl bei der Fertigteilbauweise als auch bei dem Zusammensetzen
der einzelnen Bauelemente vor Ort wird dieser Schritt zweckmäßigerweise nach dem
Aufrichten vorgenommen, so daß sich eine fugenlose Innenschicht für das Gebäude
bzw. den durch die Bauelemente begrenzten Raum ergibt.
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Für den Einsatz des Bauelementes als Außenwandelement ist in einer
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Abdeckung der Außenebene durch eine
Klinkerverblendung gebildet wird, die formschlüssig mit dem Isoliermaterial von
der Innenseite her verbunden ist. Hierzu werden bei der Herstellung die Klinker
in eine aus der Fertigteilbauweise bekannte flachliegende Schablone hochkant eingesetzt
und anschließend der fertige, mit Streben versehene
Rahmen aufgelegt.
Nunmehr wird der durch den Rahmen definierte Innenraum mit dem Isoliermaterial ausgeschäumt,
wobei das Isoliermaterial gleichzeitig auch die Zwischenräume zwischen den Klinkern
ausfüllt und so zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen Klinkern und Isoliermaterial
führt. Nach dem Aushärten des Isoliermaterials kann das Bauelement aufgerichtet
werden, so daß die Fugen der KlinkerverblEndung anschließend. verfugt werden können.
Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn jeweils wenigstens an der untenliegenden
Rahmenstirnseite Halteelemente zur Verbindung mit der Gebäudekonstruktion angeordnet
sind.
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Diese Halteelemente können durch Flacheisen gebildet werden, die an
der Außenfläche der Rahmenstirnseiten angeschweißt sind und sich sowohl bis unter
die Klinkerverblendung erstrecken und diese somit nach unten abstützen, als auch
die innenliegende Außenebene des Rahmens überragen, so daß hier eine Verbindung
mit der Gebäudekonstruktion möglich ist. Bei einem Stahlskelettbau können die Bauelemente
über die Halteelemente an den Trägern des Stahlskelettes festgelegt werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Blechprofile des Rahmens einen U-förmigen Querschnitt und die Blechprofile der Streben
einen C-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Weite eines U-Profils ist hierbei so
bemessen, daß jeweils das C-Profil in das U-Profil eingesetzt werden kann. Die Anordnung
von zwei parallel laufenden Blechprofilen mit C-förmigem Querschnitt für die Streben,
die in der Regel im Bauelement vertikal ausgerichtet sind, hat den Vorteil einer
höheren Belastbarkeit, da zwei kleine" C-Profile nebeneinander eine höhere Belastbarkeit
aufweisen, als ein einzelnes C-Profil mit der doppelten Steghöhe.
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Während es grundsätzlich möglich ist, zwei lose Einzelrahmen zu erstellen
und diese auf der Baustelle nebeneinander freistehend aufzurichten, ist in einer
bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die jeweils
parallel laufenden Profile lösbar miteinander zu verbinden und, vorzugsweise im
Verbindungsbereich, zwischen den Blechprofilen Abstandhalter anzuordnen. Hierdurch
ergeben sich für die Erstellung und für die Aufrichtung der Bauelemente starre,
in sich geschlossene Rahmenteile, die paßgenau aufgestellt und ausgerichtet werden
können. Nach dem Aufstellen der Rahmen, wobei die einzelnen Rahmen dann miteinander
fest verbunden werden, können die Verbindungen zwischen den jeweils parallel laufenden
Blechprofilen wenigstens zum Teil wieder gelöst werden, um so den Wärmedurchgang
auf ein Minimum zu reduzieren. Als Verbindungselemente kommen hier Schraubenbolzen
in Betracht, und als Abstandhalter entsprechende Hülsen, die zwischen den beiden
Rahmenteilen auf den jeweiligen Schraubenbolzen auf geschoben sind. Sofern die Abstandhalter
aus einem wärmeisolierenden Werkstoff hergestellt sind und durch entsprechende Zwischenlagen
aus wärmeisolierendem Werkstoff ein unmittelbarer Kontakt zwischen den Schraubenbolzen
und dem Rahmen unterbunden ist, können die Schraubenbolzen auch im Rahmen verbleiben
und mit eingeschäumt werden.
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Bei Bauelementen der erfindungsgemäßen Art, die für die Erstellung
von Dächern oder Geschoßdecken vorgesehen sind, ist in Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen, daß die Streben ein I-Profil aufweisen und daß die Abstandhalter durch
eine sich über die ganze Rahmenfläche erstreckende Platte aus einem Werkstoff geringerer
Wärmeleitfähigkeit als Metall gebildet werden. Die wärmeisolierende Platte kann
beispielsweise aus einer wasserfesten Spanplatte bestehen. Entsprechend der vorgesehenen
Belastbarkeit, insbesondere aber bei Bauelementen für Geschoßdecken werden die als
Streben dienenden Profile im Rahmen kreuzweise angeordnet.
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Da durch die Platte aus wärmeisolierendem Werkstoff der Innenraum
eines jeden Rahmens in zwei gegeneinander
abgeschlossene Hälften
geteilt ist, ergibt sich hier die Möglichkeit, nur eine Raumhälfte mit dem Isoliermaterial
auszufüllen, beispielsweise auszuschäumen,und die andere Hälfte freizulassen, so
daß sich hier ein belüftbarer Zwischenraum ergibt, wenn auf die Außenebene die Abdekkung,
beispielsweise der Boden, oder aber auch die Dachhaut aufgebracht ist. Hierfür ist
es in Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn die Stege der I-Profile teilweise
mit Ventilationsöffnungen versehen sind.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Rahmens für ein Bauelement mit Fensteröffnungen,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine fertiggestellte Gebäudewand einschließlich
der zugehörigen Geschoßdecke, Iq'. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Gebäudewand
im Eckenbereich, Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine Geschoßdecke mit Dachkonstruktion,
Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine mehrgeschossige Gebäudewand in Stahlskelettbauweise,
Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch ein Bauelement der Ausführungsform gemäß Fig.
5 mit Klinkerverblendung.
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In Fig. 1 ist in einer schematischen Ansicht die Anordnung der Blechprofile
für ein Bauelement dargestellt. Dieses weist einen umlaufenden Rahmen 1 auf, der
so dimensioniert ist, daß seine Höhe h der Geschoßhöhe entspricht, während
seine
Länge 1 dem vorgegebenen Rastermaß entspricht. Der Rahmen 1 ist in Längsrichtung
gesehen durch mehrere Streben 2 unterteilt, wobei jeweils im Endbereich Streben
2' diagonal verlaufen und eine entsprechende Eckenaussteifung bringen. Die Streben
2 sind hierbei im Abstand so zueinander angeordnet, daß sie gleichzeitig Fensteröffnungen
4 jeweils seitlich begrenzen. Die obere und untere Begrenzung der Fensteröffnung
wird durch horizontal verlaufende Wechselstreben 3, 5 begrenzt, die jeweils mit
den die öffnung begrenzenden Streben 2 fest verbunden sind. Mit Ausnahme der Fensteröffnungen
4 wird die gesamte durch den Rahmen 1 begrenzte Fläche später mit einer Abdeckung
versehen, deren Aufbau sich nach dem Verwendungszweck für das jeweilige Bauelement
richtet, der nachstehend noch näher beschrieben werden wird.
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Der Aufbau einer Gebäudeaußenwand mit Hilfe des anhand von Fig. 1
beschriebenen Elementes ist aus dem Vertikalschnitt 7S ::- 3 Fig. 2 ersichtlich.
Das Ausführungsbeispiel wird für Hine Ausführung in Ortbeton näher erläutert.
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Zur Erstellung beispielsweise eines eingeschossigen Gebäudes werden
mehrere Bauelemente entsprechend Fig. 1, deren außenliegende Ebene durch eine sogenannte
Baustahlmatte 6 und darüber liegend durch ein Metallgitter 7 aus Streckmetall abgedeckt
sind, auf ein vorbereitetes Fundament 8 aufgestellt und ausgerichtet. Wie aus dem
Schnitt in Fig. 2 ersichtlich, sind jeweils für den Rahmen 1 U-förmig abgekantete
Blechprofile 9 vorgesehen, die parallel zueinander verlaufen und die mit Abstand
zueinander verbunden sind.
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Das Metallgitter 7, das aus Streckmetallbahnen mit einer Wandstärke
von 0,8 mm und öffnungen mit etwa 5 mm Breite und 10 mm Länge besteht, wird nun
zusammen mit der Baustahlmatte 6 von beiden Seiten in eine Schicht 10 aus Spritzbeton
vollständig eingebettet. Die öffnungen des Metallgitters 7 müssen hierbei so bemessen
sein, daß sie den Auftrag des Spritzbetons an der vertikal ausgerichteten Metallgitterfläche
gestatten. Die auf der Außenseite liegende Spritz-
betonschicht
ist dicker als die auf der Innenseite liegende Spritzbetonschicht, wobei für die
Außenseite beispielsweise eine Schichtdicke von etwa 3 cm vorgesehen werden kann.
Auf die Spritzbetonschicht 10 kann nun eine Feinputzschicht 11 aufgetragen werden
oder aber, wie schematisch angedeutet, eine Klinkerverblendung 12 vorgemauert werden.
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Von der Innenseite I her wird nun der durch den Rahmen begrenzte Innenraum
vollständig mit einem Isoliermaterial 13, beispielsweise einem geschäumten Polyurethan
ausgefüllt.
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Die durch den Flansch 14 des innenliegenden U-Profils 9 definierte
Ebene wird nunmehr zunächst mit einer starken Kunststoffolie 15, dann mit einem
Streckmetallgitter 16 und schließlich mit einer Putzschicht 17 abgedeckt.
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Der IIorizontalschnitt gemäß Fig. 3 läßt erkennen, daß die Streben
2, aber auch die vertikal verlaufenden Teile des =ns 1 aus C-förmig abgekanteten
Blechprofilen bestehen, di wiederum nebeneinander parallel laufen und mit Abstand
Inander angeordnet sind. Der Horizontalschnitt in Fig. 3 zeigt eine Eckverbindung,
aus der zu ersehen ist, daß nach dem Aufrichten der Rahmenteile diese beispielsweise
mit Hilfe von selbstschneidenden Blechschrauben 18 im Berührungsbereich fest miteinander
verbunden sind. Anstelle der Schraubverbindung kann selbstverständlich auch eine
Verbindung durch Schweißen, Spannklammern oder dgl. eingesetzt werden.
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Aus dem Vertikalschnitt in Fig. 2 ist ferner der Aufbau eines Flachdachs
zu ersehen. Hierbei sind in einem breiten U-Profil 19, das den umlaufenden Abschluß
bildet, gitterartig zueinander jeweils parallel laufende I-förmige Blechprofile
20 angeordnet. Diese 1Profile sind durch eine wasserfeste, die ganze Fläche überdeckende
Spanplatte 21 im Abstand zueinander gehalten. Der von der Spanplatte 21 definierte
untere Innenraum ist wiederum mit einem Isoliermaterial 22, beispielsweise Steinwolle
oder einem geschäumten Kunststoff ausgefüllt und zur Innenseite I mit einer
Deckenverschalung
23 abgedeckt. Die Außenfläche des Daches ist zunächst wiederum mit einer wasserfesten
Spanplatte 24 und darüber mit einer Dachhaut 25 abgedeckt. Der Zwischenraum zwischen
der Spanplatte 21 und der Spanplatte 24 bleibt frei. Durch die Anordnung von Ventilationsöffnungen
26 in den Stegen der Profile 20 und im U-Profil des Rahmens ergibt sich so die gewünschte
Ventilierung der Dachkonstruktion.
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In Fig. 4 ist in einem Vertikalschnitt eine andere Ausführungsform
dargestellt, die die Ausbildung einer Geschoßdecke zeigt. Aus dieser Zeichnung ist
ferner ersichtlich, daß mit derartigen Bauelementen neben Flachdächern auch geneigte
Dachkonstruktionen erstellt werden können. Fig. 4 zeigt die Konstruktion im Traufbereich.
Der Aufbau der Geschoßdecke 27 entspricht prinzipiell dem Aufbau der anhand von
Fig. 2 beschriebenen Flachdachkonstruktion, so daß hier darauf verwiesen werden
kann. Gleiche Teile sind durch übereinstimmende Bezugszeichen gekennzeichnet. Wie
aus der Zeichnung ersichtlich, ist auf der Seite des oberen Innenraums I auf die
abschließende Spanplatte 24 ein Rohrnetz 28 einer Fußbodenheizung aufgebracht, die
dann in üblicher Weise in einen Estrich 29 eingebettet ist. Auch hier ist der Zwischenraum
zwischen der mittleren Spanplatte 21 und der oberen Spanplatte 24 im Bereich der
Innenräume I frei.
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Lediglich im Bereich der Auflage auf die Gebäudewand 30 sind beide
Zwischenräume vollständig mit Isoliermaterial ausgefüllt.
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Die Dachfläche 31 besteht ebenfalls aus entsprechenden Bauelementen,
die sich in ihrem Aufbau von dem Aufbau gemäß Fig. 2 nur dadurch unterscheiden,
daß die Profile nicht gitterartig angeordnet sind, sondern nur in Richtung der Dachneigung
verlaufend nebeneinander liegen. Zum besseren Verständnis ist auch hier das Querschnittsprofil
gestrichelt angedeutet. Die Spanplatte 24 ist dann in üblicher Weise mit einer hier
nicht näher dargestellten Dachhaut abgedeckt.
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Fig. 5 zeigt schematisch den Einsatz der Bauelemente für ein mehrstöckiges
Bauwerk in Stahlskelettbauweise. Hierbei werden an die Träger 32 des Stahlskelettes
jeweils geschoßhoch vorgefertigte Bauelemente 33 mit dem Stahlskelett verbunden.
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Die Bauelemente 33 sind in ihrer Länge entsprechend dem vorgesehenen
Gebäuderaster bemessen und, wie anhand von Fig. 2 und 3 beschrieben, ausgeführt.
Die Außenabdeckung 34 kann hierbei sowohl eine Klinkerverblendung, eine mit einer
Feinputzschicht versehene Spritzbetonschicht oder aber auch eine Wandverkleidung
aus Metal oder Kunststofftafeln sein. Bei der Verwendung von Metall oder Kunststofftafeln
werden diese entweder auf eine Spritzbetonschicht 10 (Fig. 2) anstelle der Feinputzschicht
aufgebracht oder zur er auch unmittelbar auf die durch die Außenflansche 14 rc Rahmens
definierte Außenebene, so daß die Wand im we-~etlichen durch die Isolierstoffüllung
13 sowie die Blechprofile der Rahmen und Streben gebildet wird. Hierdurch er-,2ben
sich Wandelemente von verhältnismäßig geringem Geweicht.
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le Verbindung der Einzelelemente 33 mit dem Stahlskelett erfolat über
Halteelemente 35. Die Halteelemente 35 können hierbei als Flacheisen ausgebildet
sein, die nach beiden Seiten hin die parallel laufenden Profile 2 des Rahmens überragen
und auf der Innenseite mit den Trägern 32 des Stahlskelettes durch Schweißen oder
Schrauben fest verbunden sind und auf der Außenseite das Gewicht der Abdeckung 34
aufnehmen.
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In Fig. 6 ist in einem Vertikalschnitt eine Ausführungsform durch
ein Wandelement in der Bauweise gemäß Fig. 5 dargestellt, bei dem die Abdeckung
34 durch eine Klinkerverblendung gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform werden
die Wandelemente 33 in der Weise vorgefertigt, daß zunächst die einzelnen Klinker
36 in eine flachliegende Schablone hochkant stehendund mit Abstand zueinander eingesetzt
werden, wie dies aus der herkömmlichen Fertigteilbauweise
bekannt
ist. Anschließend wird auf die Klinkerlage der Rahmen aufgelegt und dann der Innenraum
des Rahmens beispielsweise mit Polyurethan ausgeschäumt, wobei der Polyurethanschaum
in die Fugen zwischen den einzelnen Klinkern 36 eintritt. Nach dem Aushärten des
Isoliermaterials werden die Klinker von der Außenseite her verfugt.
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Die Abstandhalter 37 sind in Fig. 2 angedeutet.