DE8431729U1 - Selbsttragendes Wandelement - Google Patents

Selbsttragendes Wandelement

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Description

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IBP. Planunge- und Entwicklunge- 13. Mai 1987
Gesellschaft für Industrielles Bauen mbH I 4037 Königinstr. 49 7000 Stuttgart 1
Beschreibung N^ Selbsttragendes Wandelement /
Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes Wandelement, insbesondere für den Fertigteilbau.
Es ist seit längerer Zeit üblich, bauliche Anlagen ausschließlich oder unter Zuhilfenahme vorgefertigter Bauelemente zu errichten. Die Verwendung von vorgefertigten Bau elementen ist sowohl im Hochbau als auch im Tiefbau gebräuchlich. Hierbei haben sich verschiedene Systeme von Bauelementen entwickelt.
Zum einen gibt es Fertigteile aus Stahlbeton, die in Fertig teilwerken erstellt werden und anschließend zur Montage auf die Baustelle transportiert werden. Diese Fertigteile erlangen ihre Festigkeit durch eingearbeitete Stahlmatten, Stahlgerippe, Spannstäbe oder dergleichen. Sie haben sich
OQ in hochindustrialisierten Ländern relativ stark durchgesetzt. In Ländern der Dritten Welt sind sie jedoch, wenn überhaupt, dann nur in Ballungszentren anzutreffen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zum einen die Transportwege vom Fer tigtei.i.werk zur Non tagestelle häufig relativ weit
gc sind, und zudem schlechte Straßenverhältnisse aufweisen. Ferner ist häufig in Ländern der Dritten Welt keine ausreichende örtliche Zementfabrikation, Fabriken zur Herstellung von Stahlmatten und sonstigen Amiereisen, sowie zu einer
qualitativ ausreichenden Aufbereitung der Zuschlagstoffe anzutreffen. Dies führt dazu, daß in diesen Ländern meist auf einen Fertigteilbau verzichtet wird und auf konventionelle Bauweisen zurückgegriffen wird.
Ferner haben Betonfertigteile naturgemäß eine schlechte Wärmeisolierwirkung. Aus diesem Grund werden beispielsweise Gebäude durch vorgehängte Fassaden mit dazwischen angeordneten Mineralstoffmatten wärmeisoliert. Ferner gibt es auch Betonfertigteile in Sandwichbauweise und mindestens einer Isolierschicht. Ein weiterer Nachteil ist das hohe Eigengewicht im Vergleich zur tatsächlichen Tragfähigkeit.
Ferner ist es bekannt vorgefertigte Bauelemente insbesondere für den Hochbau aus Stahl- oder Holzrahmen, die durch Gipskarton oder Holzplatten vertäfelt sind und mit einer Wärmeisolierung ausgefüllt sind, zu verwenden. Diese vorgefertigten Bauelemente sind relativ leicht und haben eine gute Wärmeisolierung. Ihre Herstellung ist jedoch relativ aufwendig. Diese Bauelemente erlangen ihre Tragfähigkeit durch den skelettartigen Rahmen.
Ferner ist es bekannt die Hohlräume von Hohlblocksteinen mit einem Isolationsmaterial, zumeist Polystyrol auszuftillen. Hierdurch wird die schlechte Wärmeisolation der Hohlblocksteine verbessert. Die zwischen den Hohlräumen liegenden Stege wirken sich jedoch als Wärmebrücken aus, so daß dies zu keinem befriedigenden Ergebnis führt. Ferner sind auch Bausteine mit einem gegensätzlichen Aufbau bekannt, d.h. der Hohlblock "Stein" besteht aus einem Hartschaum, im Regelfall Polystyrol und die Hohlräume werden zur Erzielung der Festigkeit mit Bewehrungen und mit Beton ausgegossen. Dieses Verfahren erzielt wohl eine gute Wärmeisolierung, hat jedoch den Nachteil, daß das einfache Ausgießen mit Beton zu keiner sicher berechenbaren Festigkeit führt, da der Einsatz von Rüttlern, insbesondere Rüttelbirnen zu einer mechanischen Beschädigung oder gar Zerstörung des Polystyrols führen kann. Bei der Bauausführung
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wird somit lediglich darauf vertraut, daß der eingegossene Beton sämtliche Hohlräume ausfüllt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsttragendes Wandelement zu schaffen, das unter Vermeidung der Unzulänglichkeiten der bekannten Wandelemente einfach herzustellen ist, leicht ist und eine gute Wärme/Kälte-Isolation aufweist.
IQ Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Wandelement gem. dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Verwendung von Hartschaum können in einfacher Ig Weise selbsttragende Wandelement hergestellt werden, die bei modul ar em Aufbau sich zu baulichen Anlagen verschiedenster Art (insbesondere zum Bau von Gebäuden) zusammensetzen lassen. Ein m3 Hartschaum wiegt in diesem Fall vorzugsweise 28 kg. Dem gegenüber wiegt ein m Stahlbeton 2,2 t. Die starke Reduzierung des Eigengewichts führt dazu, daß die gesamte bauliche Anlage in erster Linie bezüglich der Umgebungsbelastung (z.B. Wind- und Schneelasten) und nicht bezüglich der Tragung des Eigengewichts konstruiert werden muß. Durch die Aufbringung einer Beschichtung, insbesondere 2g aus faserverstärkten Materialien, erhält der Hartschaum eine panzerartige Oberfläche, die ihn vor mechanischen Beanspruchungen und Beschädigungen durch Umwelteinflüsse (z.B. UV-Bestrahlung) .Derartige selbsttragende Wandelemente weisen somit die Vorzüge auf, daß sie
- eine für geringe Spannweiten ausreichende Tragfähigkeit
besitzen,
- durch stabilisierende Zusatzteile in Sonderfällen ergänzbar sind,
gc - eine große Isolierfähigkeit gegen Wärme/Kälte besitzen,
- eine harte Oberfläche aufweisen,
- leicht und einfach zu baulichen Anlagen, insbesondere Hauseinheiten montiertbar sind,
- Erdbebenfestigkeit besitzen,
- und mit geringen Anlagekosten,
- vom LKW aus in Feldfabriken in kurzen Zeittakten herstellbarsind und
- durch nachträgliche Eigenleistung der Bewohner zu verbessern sind.
Grundsätzlich sind sämtliche bekannten Hartschäume, insbesondere aus expandierbarem Polystyrol, Polyurethan, PoIy- ethylen zur Herstellung derartiger selbsttragender Bauelemente geeignet. Expandierbares Polystyrol (EPS) hat sich jedoch für die hier gestellten Forderungen als am besten geeignet erwiesen. Expandierbares Polystyrol weist im einzelnen insbesondere folgende, für den hier vorliegenden Anwendungsbereich vorteilhafte Eigenschaften auf:
- die physiologische Verträglichkeit ist bei entsprechend gewählten Ausdaropfzeiten gewährleistet.
- Die bauphysikalischen Trenn-Werte entsprechen den raaximalen Anforderungen.
- Die Einstellbarkeit des Produktgewichtes ermöglicht unterschiedliche Dichten zur Erzielung größerer Druckfestigkeiten.
- Die Formbarkeit des Materials ist in Werkzeugen gegeben, die in mobilen Anlagen einsetzbar sind.
- Die fertigen Formteile nehmen nur noch kleinste Mengen Wasser auf.
- Die inzwischen erfolgte Entwicklung von Flammschutzausrüstungen kann erforderlicherweise Schwerentflammbarkeit
QQ nach DIN 4102 Klasse Bl verleihen.
- Das Langzeitverhalten von Produkten aus expandierbaren Polystyrol weist vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere ein Memmorieeffekt auf.
- Die dauerhafte feste Verbindung von Teilen aus expandiergg baren Polystyrol ist durch Kleber oder Klammern leicht möglich.
- Die Montage durch Zusammenfügen von Bauelementen ist unkompliziert und durch leichtes Teilgewiclit begünstigt.
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- Die Ergänzungskombination mit statiech geforderten Spezial teilen (z.B. Ringanker) kann vorgesehen werden.
- Formvielfalt und Formeigenschaft sind durch Entwicklung additionsfähiger Elemente erreichbar.
- Eine Nachbehandlung der fertigbaulichen Anlagen und eine nachträgliche Verbesserung des Ausbaue sind möglich.
- Sekundärelemente (Fenster, Türen) können leicht eingebaut werden.
Durch eine faseramierte Hartbeschichtung wird die Wandfla- |
ehe gegen Schlageinwirkung, Insekten, Mäusen, Ratten und |
Feuer geschützt. Für die Faseramierung eignen sich sowohl |
natürliche Faserprodukte wie Kokusfasern, Sisalfasern, Jute ; oder dergleichen, als auch industriell gefertigte Produkte
wie Glasfasern, Kunststoffasern oder dergleichen. Insbeson- '
dere bei Bauelementen, die Dachfunktionen erfüllen müssen, J
kann die Hartbeschichtung eine glattharte Oberfläche mit -schmutz- und wasserabweisender Qualität aufweisen.
Die Beschichtung kann eingelegte Fasern oder Fasermatten
bzw. -bänder aufweisen. Ferner können die Wandelemente auch a einen Kunststoffputz oder dgl. aufweisen. \
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der -vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Herstellungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig.l und 2 eine Feldfarbik
Fig. 3
einen vertikalen Querschnitt durch ein Gebäude
Fig. 4
einen horizontalen Querschnitt durch ein Gebäude
I 4037
Fig. 5
eine Vorderansicht eines Torbogens
Fig. 6 und 7
einen horizontalen Querschnitt auf eine Kombination verschiedener Gebäude.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Feldfabrik. Diese Feldfabrik besteht aus einem ersten LKW 1 und einem zweiten LKW 2. Auf dem ersten LKW 1 sind sämtliche zur Produktion der Bauelemente erforderlichen Aggregate aufgebaut; bei der Verwendung von expandierbarem Polystyrol wird das Material vorteilhaft bis auf eine Volumen von 96 % des Endvolumens vorgeschäumt, in die Formen eingefüllt und anschließend voll ausgeschäumt. Auf dem zweiten LKW sind sämtliche zur Oberflächenbeschichtung erforderlichen Aggregate aufgebaut. Beide LKWs sind durch eine einfache Zeltkonstruktion 3 miteinander verbunden. Auf dem ersten LKW werden die Bauelemente gefertigt und nach einer Ausdampfzeit mittels der Aggregate des zweiten LKWs einer Oberflächenbehandlung unterzogen. Die Bauelemente aus Hartschaum sind so leicht, daß sie entweder von einer oder zwei Personen durch Hand getragen werden können oder zumindest über eine einfache Laufkatzenkonstruktion 4 transpor- tiert werden können. Insbesondere kann auf die bei den Betonfertigteilen sonst erforderlichen schweren Mobilkräne verzichtet werden. Wenn die LKW die erforderliche Geländegängigkeit besitzen, können entsprechende Feldfabriken auch in unzugänglichen Gegenden eingesetzt werden. Das zur FeId fabrik zu transportierende Auegangsmaterial hat nur ein Volumen von 2,5 % (ein Vierzigstel) des fertigen Bauelemente .
Ferner ist noch eine Energieversorgung erforderlieh (nicht dargestellt). Diese Energieversorgungsanlage umfaßt inbesondere:
- eine Stromversorgung
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- eine Dampferzeugung
- eine Wasseraufbereitung
- eine Drucklufterzeugung und
- eine Kühlwasserrückkühlung
Hierzu kann ein dritter LKW (nicht dargestellt) als Versorgungsfahrzeug mit den erforderlichen Aggregaten versehen werden. (Bei stationären Anlagen können diese Versorgungseinheiten soweit vorhanden auch dem Fabriknetz entnommen werden).
Bei dem Einsatz entsprechender Bauelemente für den Häuserbau muß der Baugrund eben sein und soll einen Flächenaushub vom 20 bis 30 cm Tiefe in einem Randbereich von 120 cm Breite ermöglichen.
Fig. 3 zeigt einen Aufbau eines aus erfindungsgemäßen Bauelementen erstellten igluartigen Gebäudes dar. In dem Aushub werden Sock^lteile 5 eingesetzt und miteinander verklebt. Nach dem Versetzen und Verkleben der Sockelteile wird der Aushub wieder eingefüllt und planiert. Das Erdgewicht mit ca. 400 kg/nr beschwert den Randstreifen der Sockelteile in einem gewöhnlich ausreichendem Maß. Gleichzeitig verhindert das unter dem Boden gezogene Bauelement das Eindringen von Wärme oder Kälte aus dem Außenbereich. Mit zusätzlichen Erdankern (nicht dargestellt) kann eine Sturmfestigkeit erzielt werden. Die Dachformteile 6 sind so ausgebildet/ daß je zwei Teile auf den Außenwänden abgesetzt, eich gegenseitig abstützen oder bei Kuppelformen auf
go einem ausgespannten leichten Formgerüst abgestützt sind. Die Teile werden untereinander verklebt und/oder verklammert.
Eine Wandstärke von 14 bis 20 cm hat sich für die Sockeige teile 5 als besonders vorteilhaft erwiesen. Zum einen ermöglicht diese Wandstärke ein optimales Arbeiten in der Form, zum anderen weisen derartige Teile eine optimale Wärme/Kälte-Isolation und günstige Tragfestigkeiten auf.
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Eine Reduzierung der Formteile auf dreieckige oder rechteckige Formen ermöglicht eine größtmögliche Kombination gleichartiger Bauelemente zu verschiedensten baulichen
5 Anlagen.
Aus Fig. 4 ist deutlich zu sehen, daß in diesen Ausführungsbeispielen das Gebäude aus im wesentlichen dreieckigen
&ngr; Dachelementen 6 oder trapezförmige Dachelemente mit Schluß-
i 10 stein und rechteckigen Sockelelementen 5 zusammengesetzt,
f d.h. verklebt und/oder verklammert ist. Eine nachträgliche
I Fugendeckung oder eine Gesamtbeschichtung am fertigen Bau
i ist möglich. Anstrichfarben sind nicht erforderlich, sie
können jedoch nachträglich auf die Wandflächen aufgebracht ,■ i5 werden. Ein nachträglicher Bodenbelag kann nach den ortIi- ·' chen Gegebenheiten gewählt werden. Bei entsprechender Vor-' Planung des Installationsbedarfs lassen sich in die Form-
; teile Leer-Rohre einlegen oder Schlitze aussparen. Reparaturen der Wände bei späteren gewaltsamen Beschädigungen 2o sind mit Reparaturmörtel einfach auszuführen.
f! Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht eines Torbogens. Der Torbo-
;; gen besteht aus Sockeln 7 und einem Bogen 8. Die Sockel 7 I können auch aus konventionellen Baustoffen, beispielsweise
I 25 Ziegeln oder Beton hergestellt werden. Der Torbogen 8 wird
einstückig oder aus mehreren Teilen entsprechend der vortj liegenden Erfindung gefertigt. Hierdurch können in vorteil-
% hafter Weise Ornamente 9 eingearbeitet werden, so daß der { Torbogen optisch wie eine Steinmetzarbeit erscheint. Mögli-
\ QQ ehe mechanische Beschädigungen, !freispielsweise durch ein i Anfahren eines Fahrzeugs werden durch die Sockel 7 aufge-
j: nommen. Der eigentliche Torbogen 8 dient somit lediglich
;; dem optischen Eindruck.
gg Es liegt auf der Hand, daß nach diesem erfindungsgeieäßen Verfahren nicht nur Torbögen, sondern auch andere größere oder kleinere bauliche Anlagen, beispielsweise Grabsteine, Denkmalor oder dgl. gefertigt werden können. Die Verwendung
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der erfindungsgemäßen Bauteile hierfür hat den Vorteil, daß keine aufwendigen Fundamente errichtet werden müssen, da das Eigengewicht des Bauelements so gering ist, daß es, beispielsweise im Gegensatz zu Granitgrabsteinen nicht in
& das Erdreich einseitig einsinken und somit eine Schräglage erreichen kann. Grabbeechriftungen oder dgl. können in einfacher Weise auf den erfindungsgemäßen Bauelementen angebracht werden.
Fig. 6 zeigt einen horizontalen Querschnitt aus einem Gebäude, das aus zwei Gebäuden entsprechend der in den Fig. und 4 beschriebenen Art zusammengesetzt ist.
Fig. 7 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch ein Gebäude, das aus drei Gebäudeteilen entsprechend der in Fig. 3 und 4 dargestellten Art zusammengestellt ist. In diesem Aueführungebeispiel ist das Gebäude als Bauarbeitarunterkunft, bestehend aus zwei Schlafzellen 10 und 10' und einer Wohnzelle 11 konzipiert. Derartige Bauarbeiterunterkünfte eignen sich beispielsweise auch für Großbaustellen in kälteren Regionen (Stauwehrbau im Hochgebirge, Erdölfelder in Tundren etc.).
Die Anwendungsmöglichkeit ist keinesfalls auf die beschriebenen Fälle und Länder der Dritten Welt beschränkt, z. B. als Sofortmaßnahmen nach Erdbebenkatastophen. Insbesondere können mit derartigen Bauelementen auch über stationäre Fabriken Wochenendhäuser, Kioske und andere Bauten errichtet werden. Ferner eignet sich das beschriebene System auch zur Herstellung von Bauelementen, die optisch einen wuchtigen Eindruck machen sollen, jedoch nur geringe Festigkeitsaufgaben zu übernehmen haben. So können beispielsweise nach diesem Verfahren auch Film-Bauten, Gartenmauern etc. erstellt werden. Bei letzteren ist auch eine Kombination mit herkömmlichen Bauweisen (Beton- oder Ziegelbau) möglich. So kann beispielsweise der Sockel im konventionellen Ziegelbau errichtet werden und lediglich die Mauer ein erfindungsgemäßes Bauelement sein.
I 4037
1 Ferner können die erfindungsgemäßen Bauelemente auch individuelle Oberflächenstrukturen aufweisen, so daß eine optische Anpassung an einen bestimmten Baustiel möglich ist.
I 4037

Claims (10)

IBP Planungs- und Entwicklungs- I 4037 Al/Kn/spo gesellschaft für industrielles Bauen mbH Königinstraße 49 Stuttgart 1 Schutzansprüche
1. Selbsttragendes Wandelement für Fertigbauten, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Hartschaum besteht.
2. Selbsttragendes Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaum ein expandierbares Polystyrol ist.
3. Selbsttragendes Wandelement nach Anspruch 1, dadurch ge-
kennzeichnet, daß der Hartschaum ein Polyurethanschaum ist.
4. Selbsttragendes Wandelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine faserverstärkte harte Oberflachenbeschichtung aufweist.
5. Selbsttragendes Wandelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung Kokosfasern, Sisalfasern, Jute, Seide, Glasfasern oder Kunststoffasern auf-
weist.
6. Selbsttragendes Wandelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es am unteren
Ende einen Sockel aufweist.
35
7. Selbsttragendes Wandelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, d*nß es kuppeiförmig ausgebildet ist.
I 4037
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8. Selbsttragendes Wandelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es trapezförmig ausgebildet ist.
9. Selbsttragendes Wandelement nach mindestens einem der Anspruchs 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es dreieckförmig ausgebildet ist.
10. Selbsttragendes Wandelement nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke im Bereich von 14 bis 20 cm liegt.
I 4037
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