DE9007749U1 - Wall element for external building walls - Google Patents
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Description
Anmelder:Applicant:
Wendker Leichtmetall- und Leichtbau GmbHWendker Light Metal and Lightweight Construction GmbH
Schlägel-und-Eisen-Straße 50Mallet-and-Iron-Street 50
45701 Herten i.W.45701 Herten i.W.
Stuttgart, den 22.11.1994 P 552 6 Gm B/HoStuttgart, 22.11.1994 P 552 6 Gm B/Ho
Vertreter:Representative:
Kohler Schmid und Partner Patentanwälte Ruppmannstraße 27 70565 StuttgartKohler Schmid and Partner Patent Attorneys Ruppmannstrasse 27 70565 Stuttgart
Die Erfindung betrifft ein Wandelement für die Verkleidung einer Außenfassade eines Gebäudes, mit einem dünnen, mit einer Trageplatte vollflächig verklebten Außenhautelernent.The invention relates to a wall element for cladding an external facade of a building, with a thin outer skin element fully bonded to a support plate.
Ein derartiges Wandelement ist z.B. aus der DE 31 3 9 053 Al bekannt.Such a wall element is known, for example, from DE 31 3 9 053 Al.
Dabei wird die Deckplatte durch Klebeharz mit der Trägerplatte verbunden. Es dient also ein organischer Kleber als Haftvermittler. Es können auch Polyurethanklebestoffe als Kleber verwendet werden, was ebenfalls organische Klebstoffe sind.The cover plate is connected to the carrier plate using adhesive resin. An organic adhesive is used as an adhesion promoter. Polyurethane adhesives can also be used as adhesives, which are also organic adhesives.
Da es sich beim erfindungsgemäßen Anme1dungsgegenstand um Wandelemente für die Verkleidung von Außenfassaden eines Gebäudes handelt, müssen die Wände oder Wandteile der Bauordnung genügen. Sie müssen also die Anforderungen an die Standsicherheit, Dauerhaftigkeit und den Brandschutz erfüllen. Organische Kleber werfen jedoch hinsichtlich ihrer Brennbarkeit bzw. Feuerfestigkeit Probleme auf. Sie erfüllen weder die Standfestigkeit noch die Dauerhaftigkeit noch den Brandschutz. Bei Hitzeeinwirkung zersetzt sich die Struktur des organischen Klebers, so daß die bei Normaltemperatur unter Umständen hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich der Standsicherheit, und der Dauerhaftigkeit vollständig verloren gehen.Since the subject matter of the application according to the invention is wall elements for cladding the external facades of a building, the walls or wall parts must comply with the building regulations. They must therefore meet the requirements for stability, durability and fire protection. Organic adhesives, however, pose problems with regard to their flammability or fire resistance. They neither meet the requirements for stability nor durability nor fire protection. When exposed to heat, the structure of the organic adhesive decomposes, so that the possibly excellent properties in terms of stability and durability at normal temperatures are completely lost.
Zwar bestehen nach den Bauordnungen der Länder für Bauten bis 8 m Höhe oder bis zu zwei Geschossen keinerlei Einschränkungen auch nicht hinsichtlich des Feuerschutzes. Jedoch bei einer Höhe von 8 m - 22 m dürfen die Materialien der Fassaden nach DIN 4102 nicht brennbar sein oder sie müssen der Feuerwiderstandsklasse W 30 entsprechen. Für Bauten von mehr als 22 m gelten noch strengere Anforderungen, da für diese sogenannten Hochhäuser die Materialien den Vorgaben nach DIN 4102 oder Feuerwiderstandsklasse W 90 entsprechen müssen und daher nicht brennbar sein dürfen.According to the building regulations of the federal states, there are no restrictions for buildings up to 8 m high or up to two floors, not even with regard to fire protection. However, for a height of 8 m - 22 m, the materials of the facades must be non-flammable according to DIN 4102 or they must correspond to fire resistance class W 30. For buildings over 22 m, even stricter requirements apply, as for these so-called high-rise buildings, the materials must correspond to the specifications of DIN 4102 or fire resistance class W 90 and must therefore not be flammable.
Zwar erfüllen Edelstahlbleche, emaillierte Bleche oder dünne Keramikplatten die Anforderungen hinsichtlich des Feuerwiderstands, da sie nicht brennbar sind. Jedoch versagen die Kleb-Although stainless steel sheets, enamelled sheets or thin ceramic plates meet the fire resistance requirements, as they are non-flammable. However, the adhesives fail
Stoffe, mit denen diese nicht brennbaren Außenhautelemente an ihrer Trägerplatte befestigt sind, bereits bei 1500C bis 2000C.Materials with which these non-combustible outer skin elements are attached to their carrier plate already at 150 0 C to 200 0 C.
Derartige Wandelemente erfüllen daher nicht die Vorschriften der Bauordnungen der Länder und dürfen nicht für Bauten mit einer Bauhöhe von mehr als 8 m oder mehr als zwei Geschossen verwendet werden.Such wall elements therefore do not comply with the requirements of the federal states’ building regulations and may not be used for buildings with a construction height of more than 8 m or more than two storeys.
Die Befestigung der Außenhaut von Fassaden durch Aufkleben ist bei mehrschichtigen Fassadenelementen dann von entscheidender Bedeutung, wenn die äußerste Fassadenschicht des Elementes, die sogenannte Außenhaut, nicht verformbar ist, wie das z.B. bei emaillierten Stahlblechplatten, Keramikplatten und Glasplatten der Fall ist. Zur Zeit müssen derartige Außenschichten mit sichtbaren Haltebefestigungen versehen werden, was aus ästhetischen Gesichtspunkten architektonisch unerwünscht ist.The fastening of the outer skin of facades by means of adhesives is of crucial importance for multi-layer facade elements when the outermost facade layer of the element, the so-called outer skin, is not deformable, as is the case with enamelled sheet steel panels, ceramic panels and glass panels. At present, such outer layers must be provided with visible fastenings, which is architecturally undesirable from an aesthetic point of view.
Aus der DE-OS 3 6 26 194 ist zwar eine Fassadenverkleidung bekannt, die aus mehreren, aus Isolierglasscheiben bestehenden Fassadenelementen gebildet ist, die durch Klebstoffe mit dem jeweils zugeordneten Halteteil verbunden sind. Jedoch ist bei dieser Fassadenverkleidung nur eine umlaufende homogene Klebeschicht an den Randbereichen der Isolierglasscheiben vorgesehen. Bei einer einschichtigen Klebung mit genügend flexiblem organischen Klebstoff ist zwar ein Ausgleich für die unterschiedlichen Wärmedehnungen der miteinander zu verbindenden Fassadenmaterialien möglich, aber die Wärmebeständigkeit der Verbindung bei hohen Temperaturen bleibt weit hinter der Wärmebeständigkeit der zu verbindenden Materialien zurück. Bei Verwendung einschichtig verarbeiteter anorganischer Klebstoffe kann andererseits zwar ausreichende Wärmebeständigkeit garantiert .werden, und die Festigkeit der Klebeverbindung ist in der Regel bedeu-DE-OS 3 6 26 194 discloses a facade cladding that is made up of several facade elements made of insulating glass panes that are connected to the respective holding part by means of adhesives. However, this facade cladding only has a circumferential, homogeneous adhesive layer on the edge areas of the insulating glass panes. With a single-layer bond using a sufficiently flexible organic adhesive, it is possible to compensate for the different thermal expansions of the facade materials to be connected, but the heat resistance of the connection at high temperatures remains far behind the heat resistance of the materials to be connected. On the other hand, when using single-layer inorganic adhesives, sufficient heat resistance can be guaranteed, and the strength of the adhesive connection is usually significant.
tend höher als bei organischen Klebstoffen, jedoch erfolgt gerade wegen der Härte der anorganischen Klebeschicht kein Dehnungsausgleich zwischen den verklebten Teilen. Dadurch ist es bei Anwendung der bekannten einschichtigen Klebetechnik bei Hochbauten über 8 m Höhe, insbesondere beim Bau von Hochhausfassaden, erforderlich, zusätzliche, von außen sichtbare mechanische Befestigungsmittel zu verwenden, um die bei diesen Hochbauten geforderte höhere Belastbarkeit der Fassadenelemente zu garantieren.tends to be higher than with organic adhesives, but precisely because of the hardness of the inorganic adhesive layer, there is no expansion compensation between the bonded parts. As a result, when using the well-known single-layer adhesive technology for high-rise buildings over 8 m high, especially when building high-rise facades, it is necessary to use additional mechanical fastening elements that are visible from the outside in order to guarantee the higher load-bearing capacity of the facade elements required for these high-rise buildings.
Eine weitere bekannte Möglichkeit der Befestigung der geklebten Außenschale auf einer Trägerplatte besteht darin, daß die Außenschale so verformt wird, daß sie zusammen mit der Trägerplatte unsichtbar in der Fuge auf eine Haltekonstruktion an der Gebäudeaußenwand aufgeschraubt werden kann.Another known possibility for attaching the bonded outer shell to a carrier plate is that the outer shell is deformed in such a way that it can be screwed together with the carrier plate invisibly in the joint onto a support structure on the building's outer wall.
Aus der DE-GM 88 12 587 ist eine Plattenkonstruktion zur Verbindung mit einer Trägerkonstruktion für die Bildung einer Fassade bekannt. Dabei wird die Klebeverbindung durch zusätzliche mechanische Halterungen gesichert.DE-GM 88 12 587 describes a panel construction for connecting to a support structure to form a facade. The adhesive connection is secured by additional mechanical brackets.
Ferner betrifft die Vorrichtung dieser Druckschrift eine Plattenkonstruktion zur Bildung einer Fassade. Es müssen zur Wandausbildung die tragenden Konstruktion, die Wärme- und gegebenenfalls die Schallisolierung und die Innenwandplatte am Bau noch montiert werden.Furthermore, the device in this publication relates to a panel construction for forming a facade. To form the wall, the load-bearing structure, the thermal and, if necessary, the sound insulation and the interior wall panel still have to be installed on the building.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Wandelement der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Standsicherheit, Dauerhaftigkeit und Temperaturbeständigkeit so ausgelegt ist, daß es für Bauten mit einer Bauhöhe von mehr als 8 m oder von mehr als zwei Geschossen verwendet werden kann.The invention is therefore based on the object of creating a wall element of the type mentioned at the outset, the stability, durability and temperature resistance of which are designed in such a way that it can be used for buildings with a construction height of more than 8 m or of more than two storeys.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trageplatte an einem, mit der Außenfassade des Gebäudes verbundenen Tragerahmen befestigbar ist, daß die Verklebung von Außenhautelement und Trageplatte durch mindestens zwei nacheinander aufgetragene Schichten zweier verschiedener anorganischer, bis 10000C hitzebeständiger Klebstoffe aufgebaut ist, wobei die beiden Klebstoffe derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie Kräfte aus inneren Spannungen und unterschiedlicher Wärmedehnungen von Außenhautelement und Trageplatte aufnehmen, und daß die Unterkante des Außenhautelements auf einer horizontalen Fläche einer am Tragerahmen und/oder der Trageplatte befestigbaren Trageschiene aufsitzt.This object is achieved according to the invention in that the support plate can be fastened to a support frame connected to the outer facade of the building, that the bond between the outer skin element and the support plate is constructed by at least two successively applied layers of two different inorganic adhesives heat-resistant up to 1000 0 C, wherein the two adhesives are coordinated with one another in such a way that they absorb forces from internal stresses and different thermal expansions of the outer skin element and the support plate, and that the lower edge of the outer skin element sits on a horizontal surface of a support rail that can be fastened to the support frame and/or the support plate.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden eventuell durch das Gewicht der Außenhaut bedingte Scherkräfte, die auf die Klebung einwirken würden, dadurch vermieden, daß der größte Teil der Gewichtskraft des Außenhautelementes von der Trageschiene aufgenommen wird, auf der das Außenhautelement mit seiner Unterkante aufsitzt. Durch die vollflächige Aufklebungsweise ist eine bedeutend höhere Flächenbelastung der Klebung möglich, als dies bei dem oben genannten Stand der Technik der Fall ist. Scherkräfte, die durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Außenhautelement und Trageplatte in der Klebung entstehen, werden ohne Beeinträchtigung der Festigkeit der Klebung von einer Klebeschicht aufgenommen, die aus zwei nacheinander aufgetragenen Teilschichten zweier unterschiedlicher, aufeinander abgestimmter anorganischer Klebstoffe aufgebaut ist, und deren Haftfähigkeit die am Wandelement angreifenden Druck- und Sogkräfte, die durch den Einfluß von Wind sowie aus inneren Spannungen entstehen, übertreffen.In the arrangement according to the invention, any shear forces caused by the weight of the outer skin that would act on the bond are avoided in that the majority of the weight of the outer skin element is absorbed by the support rail on which the outer skin element rests with its lower edge. The full-surface bonding method enables a significantly higher surface load on the bond than is the case with the above-mentioned prior art. Shear forces that arise in the bond due to different thermal expansion coefficients of the outer skin element and the support plate are absorbed by an adhesive layer without affecting the strength of the bond. The adhesive layer is made up of two partial layers of two different, coordinated inorganic adhesives applied one after the other, and whose adhesive strength exceeds the pressure and suction forces acting on the wall element that arise from the influence of wind and from internal tensions.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wandelementes besteht die Trageplatte aus Faserzement, der billig herzustellen ist und eine ausreichende mechanische und thermische Belastbarkeit aufweist.In a preferred embodiment of the wall element according to the invention, the support plate consists of fiber cement, which is inexpensive to produce and has sufficient mechanical and thermal load-bearing capacity.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Außenhautelement aus Keramikplatten, die einerseits eine zusätzliche Wärmedämmung bewirken, andererseits durch beispielsweise mosaikartigen Aufbau ein ästhetisches Aussehen des mit den erfindungsgemäßen Wandelementen verkleideten Gebäudes bewirken. Bei anderen Ausführungsformen besteht das Außenhautelement aus Blech, insbesondere aus Kupfer- oder Stahlblech. Als Korrosionsschutz und zur Erhöhung der ästhetischen Wirkung kann das Außenhautelement auf seiner der Außenfassade abgewandten Fläche emailliert, eloxiert oder lackiert sein.In one embodiment of the invention, the outer skin element consists of ceramic panels, which on the one hand provide additional thermal insulation, and on the other hand, through a mosaic-like structure, for example, provide an aesthetic appearance to the building clad with the wall elements according to the invention. In other embodiments, the outer skin element consists of sheet metal, in particular copper or steel sheet. As corrosion protection and to increase the aesthetic effect, the outer skin element can be enameled, anodized or painted on its surface facing away from the outer facade.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Trageschiene des Wandelements aus einem Aluminium-Strangpreßprofil. Gegenüber einer gleichwirkenden Stahlkonstruktion bietet diese Lösung den Vorteil einer Gewichtsersparnis bei ausreichender Festigkeit aufgrund der Profilgestaltung mit hohem Flächenträgheitsmoment. Dadurch werden sowohl die Befestigungsmittel, mit denen das Wandelement an der Rahmenkonstruktion befestigt ist, als auch die Rahmenkonstruktion selbst einer geringeren Belastung ausgesetzt .In a preferred embodiment, the support rail of the wall element consists of an extruded aluminum profile. Compared to a steel construction with the same effect, this solution offers the advantage of weight savings while maintaining sufficient strength due to the profile design with a high area moment of inertia. As a result, both the fastening means with which the wall element is attached to the frame construction and the frame construction itself are subjected to less stress.
Vorzugsweise ist bei einer Ausführungsform eine Profilleiste vorgesehen, die an dem Tragerahmen und/oder der Trageplatte befestigbar ist und eine horizontale nach unten zeigende Fläche aufweist, welche auf einer Oberkante des Außenhautelementes aufsitzt. Die Profile dieser Profilleiste und der Trageschiene sind bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform so gestal-Preferably, in one embodiment, a profile strip is provided which can be attached to the support frame and/or the support plate and has a horizontal downward-facing surface which rests on an upper edge of the outer skin element. In a particularly preferred embodiment, the profiles of this profile strip and the support rail are designed in such a way that
tet, daß sie im Fugenbereich zweier übereinander angeordneter Wandelemente eine optisch dichte Sperre gegen von außen in das Wandelement eindringendes Wasser, z. B. Regen- oder Spritz wasser, sowie eine Wasserführung bilden, und eine Hinterlüftung der Fassade ermöglichen. Dadurch wird erreicht, daß Wasser von außen auf direktem Wege nicht in den Zwischenraum zwischen dem Wandelement und der Gebäudeaußenfassade dringen kann. Wasser, das dennoch durch die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit hineingelangt und auskondensiert, kann durch die Möglichkeit der Hinterlüftung wieder verdunsten. Dadurch werden die schädlichen Auswirkungen der Feuchtigkeit von den Innenteilen der Fassadenverteilung weitgehend abgehalten. Außerdem vermeidet eine solche Hinterlüftung der Fassade einen schädlichen Hitzestau.that in the joint area between two wall elements arranged one above the other they form a visually tight barrier against water penetrating the wall element from the outside, e.g. rain or splash water, as well as a water channel and enable ventilation of the facade. This ensures that water from the outside cannot penetrate directly into the space between the wall element and the building's external facade. Water that nevertheless gets in through the moisture contained in the air and condenses can evaporate again thanks to the possibility of ventilation. This largely keeps the harmful effects of moisture away from the interior parts of the facade distribution. In addition, this type of ventilation of the facade prevents harmful heat build-up.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden für das Außenhautelement und die Trageplatte Materialien verwendet, deren Dehnungskoeffizienten sich um nicht mehr als einen Faktor 2 voneinander unterscheiden. Dadurch wird die Ausbildung von Querspannungen in der Klebeschicht zwischen Außenhautelement und Trageplatte aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung der Teile bei thermischer Belastung vermieden oder zumindest weitgehend vermindert. Dies hat eine erhöhte Festigkeit und Dauerhaltbarkeit des Klebeverbandes des Wandelements zur Folge.In a preferred embodiment, materials are used for the outer skin element and the support plate whose expansion coefficients differ from one another by no more than a factor of 2. This avoids or at least largely reduces the formation of transverse stresses in the adhesive layer between the outer skin element and the support plate due to different expansion of the parts under thermal stress. This results in increased strength and durability of the adhesive bond of the wall element.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind zur Befestigung des Wandelementes an dem Tragerahmen Hülsenschrauben mit Anker vorgesehen, die von außen nicht sichtbar sind, und daher nicht störend in Erscheinung treten.In a further embodiment, sleeve screws with anchors are provided for fastening the wall element to the support frame; these are not visible from the outside and therefore do not cause any interference.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des Wandelementes sind die mindestens zwei anorganischen Klebstoffe nicht brennbar und überstehen dauernde Temperaturwechsel zwischen -15° C und +In preferred embodiments of the wall element, the at least two inorganic adhesives are non-flammable and can withstand constant temperature changes between -15° C and +
80° C ohne Einbuße ihrer Klebewirkung. Vorteilhaft ist bei weiteren Ausführungsformen die Beständigkeit der Klebstoffe gegen negative Umwelteinflüsse wie den chemischen Angriff durch Säuren {mit Ausnahme von Fluorwasserstoffsäuren), Öl und Wasser.80° C without any loss of adhesive effect. Another advantage of other embodiments is the resistance of the adhesives to negative environmental influences such as chemical attack by acids (with the exception of hydrofluoric acids), oil and water.
Bevorzugt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wandelements ist ein Verfahren, bei dem zunächst ein erster Klebstoff auf die Seite des Außenhautelementes aufgetragen und ausgehärtet wird, sodann ein zweiter Klebstoff auf die dem Außenhautelement zugewandte Fläche der Trageplatte aufgetragen wird und gleich anschließend auf die noch nicht ausgehärtete zweite Klebstoffschicht die Seite des Außenhautelementes mit der bereits ausgehärteten ersten Klebstoffschicht aufgedrückt wird und die beiden Klebstoffschichten einer gemeinsamen Nachhärtung unterworfen werden.A preferred method for producing the wall element according to the invention is one in which a first adhesive is first applied to the side of the outer skin element and cured, then a second adhesive is applied to the surface of the support plate facing the outer skin element and immediately afterwards the side of the outer skin element with the already cured first adhesive layer is pressed onto the not yet cured second adhesive layer and the two adhesive layers are subjected to a joint post-curing.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert . Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen:The invention is described and explained in more detail below using the embodiments shown in the drawing. The features shown in the description and the drawing can be used in other embodiments of the invention, either individually or in combination. They show:
Fig.l eine schematisierte Schnittansicht einer Außenfassade eines Gebäudes mit zwei erfindungsgemäßen Wandelementen; Fig.l a schematic sectional view of an external facade of a building with two wall elements according to the invention;
Fig. 2 eine Schnittansicht wie Fig. 1, jedoch mit anderer Profilgestaltung von Tragschiene und Profilleiste.Fig. 2 is a sectional view like Fig. 1, but with a different profile design of the support rail and profile strip.
Das Außenhautelement 1 in den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht einer aus einer dünnen Platte, die auf ihrer einerThe outer skin element 1 in the embodiments shown consists of a thin plate which is on one side
Außenfassade 10 eines Gebäude zugewandten Seite 2 mit Hilfe einer aus mindestens zwei Schichten zweier verschiedener anorganischer Klebstoffe bestehenden Klebeschicht 3 vollflächig mit einer Trageplatte 4 verklebt ist, die von einer ca. 1 bis 3 cm dicken Faserzementplatte gebildet sein kann. Typischerweise besitzt das Außenhautelement eine Fläche von ca. 1,20 m &khgr; 3.00 m und eine Dicke von ca. 5 mm. Die Trageplatte 4 ist ihrerseits durch Hülsenschrauben 5, 5' mit einem Tragerahmen 6 verbunden, der seinerseits mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln an der Außenfassade 10 befestigt ist, und aus zum Zwecke des Korrosionsschutzes verzinkten, eventuell auch zusätzlich lackiertem Stahlblech bestehen kann. In dem Zwischenraum zwischen der gebäudeseitigen Rückenfläche der Trageplatte 4 und der Außenfläche der Außenfassade 10 kann sich Dämm-Material 11 befinden, z.B. eine Mineralwolle-Absorberplatte, die eine Wärme- und Schallisolierung bewirkt. In der Zeichnung ist außerdem ein Dämmstreifen 12 gezeigt, der ebenfalls aus Mineralwolle bestehen kann, und den Zwischenraum zwischen zwei Tragerahmen 6 ausfüllt. Falls die Außenfassade 10 aus einer Anzahl von Fertigwandteilen 13, z. B. Faserzementplatten besteht, wobei an der Ober- und Unterseite eines jeden Fertigwandteiles 13 bündig mit der Oberbzw. Unterkante ein Tragerahmen 6, wie in der Zeichnung gezeigt, angebracht ist, kann sich der Dämmstreifen 12 auch in den Zwischenraum zwischen den einander gegenüberstehenden Kanten zweier Fertigwandteile 13, die übereinander angeordnet sind, erstrecken. Zwischen der Trageplatte 4 und dem Dämm-Material 11 ist ein Hinterlüftungsraum 14 vorgesehen.The side 2 facing the outer facade 10 of a building is fully bonded to a support plate 4 with the aid of an adhesive layer 3 consisting of at least two layers of two different inorganic adhesives. The support plate 4 can be made from a fiber cement plate approximately 1 to 3 cm thick. The outer skin element typically has an area of approximately 1.20 m x 3.00 m and a thickness of approximately 5 mm. The support plate 4 is in turn connected by sleeve screws 5, 5' to a support frame 6 , which in turn is fastened to the outer facade 10 with fastening means not shown, and can consist of galvanized and possibly additionally painted sheet steel for the purpose of corrosion protection. Insulating material 11, e.g. a mineral wool absorber plate, which provides heat and sound insulation, can be located in the space between the back surface of the support plate 4 on the building side and the outer surface of the outer facade 10. The drawing also shows an insulation strip 12, which can also be made of mineral wool, and fills the gap between two support frames 6. If the external facade 10 consists of a number of prefabricated wall parts 13, e.g. fiber cement panels, with a support frame 6 attached to the top and bottom of each prefabricated wall part 13 flush with the top or bottom edge, as shown in the drawing, the insulation strip 12 can also extend into the gap between the opposing edges of two prefabricated wall parts 13 that are arranged one above the other. A rear ventilation space 14 is provided between the support plate 4 and the insulation material 11.
Am unteren Ende der Trageplatte 4 ist zwischen der Trageplatte 4 und dem Tragerahmen 6 eine Distanzplatte 7, die z. B. aus Faserzement bestehen kann, sowie eine Trageschiene 8, 8' montiert, die eine horizontale Fläche aufweist, auf welcher die UnterkanteAt the lower end of the support plate 4, between the support plate 4 and the support frame 6 , a spacer plate 7, which can be made of fiber cement, for example, and a support rail 8, 8' are mounted, which has a horizontal surface on which the lower edge
des Außenhautelementes 1 aufsitzt. Auf diese Weise wird die Gewichtskraft des Außenhautelementes 1, die andernfalls eine Scherspannung in der Klebeschicht 3 hervorrufen würde, von der Trageschiene 8, 8' aufgenommen. Daher wirken auf die Klebeschicht 3 im wesentlichen nur noch die horizontalen Druck- und Sogkräfte aus Windlasten sowie Scherkräfte, die von thermischen Dehnungen des Außenhautelementes 1 bzw. der Trageplatte 4 herrühren, ein. Ist das Außenhautelement 1 dünn genug, reicht aufgrund der vollflächigen Verklebung mit den vorgesehenen anorganischen Klebstoffen die Klebewirkung aus, um das Außenhautelement 1 ohne weitere mechanische Befestigungsmittel mit der Trageplatte 4 dauerhaft zu verbinden. Beispielsweise kann das Außenhautelement aus 2,5 mm dicken Keramikplatten bestehen, die eine Masse pro Flächeneinheit von 5,0 kg/m2 aufweisen. Bei anderen Ausführungsformen besteht das Außenhautelement 1 aus einem Blech, z.B. Kupfer- oder Stahlblech, das auf seiner dem Gebäude abgewandten Fläche emailliert, eloxiert oder lackiert sein kann. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Außenhautelement 1 eine emaillierte Stahlblechplatte mit einer Dicke von 0,63 mm und einer Masse pro Flächeneinheit von 5,0 kg/m2.of the outer skin element 1. In this way, the weight of the outer skin element 1, which would otherwise cause a shear stress in the adhesive layer 3, is absorbed by the support rail 8, 8'. Therefore, the adhesive layer 3 is essentially only affected by the horizontal pressure and suction forces from wind loads and shear forces resulting from thermal expansion of the outer skin element 1 or the support plate 4. If the outer skin element 1 is thin enough, the adhesive effect is sufficient due to the full-surface bonding with the inorganic adhesives provided to permanently connect the outer skin element 1 to the support plate 4 without any further mechanical fastening means. For example, the outer skin element can consist of 2.5 mm thick ceramic plates that have a mass per unit area of 5.0 kg/m 2. In other embodiments, the outer skin element 1 consists of a sheet metal, e.g. copper or steel sheet, which can be enameled, anodized or painted on the surface facing away from the building. In one embodiment of the invention, the outer skin element 1 is an enamelled sheet steel plate with a thickness of 0.63 mm and a mass per unit area of 5.0 kg/m 2 .
Die Hauptproblematik bei der bloßen Verklebung des Außenhautelementes 1 mit der Trageplatte 4 liegt in den Auswirkungen der thermischen Dehnungen. Da im allgemeinen die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Außenhautelement 1 und Trageplatte 4 verschieden groß sind, treten bei thermischer Dehnung der beiden Teile in der Klebeschicht 3 Scherspannungen auf. Damit die Klebeschicht 3 diese Spannungen ohne Verlust der Klebefestigkeit aufnehmen kann, wird bei dem erfindungsgemäßen Wandelement die Klebeschicht 3 aus mindestens zwei nacheinander aufgetragenen Schichten zweier verschiedener hochtemperaturbeständiger anor-The main problem with simply gluing the outer skin element 1 to the support plate 4 lies in the effects of thermal expansion. Since the thermal expansion coefficients of the outer skin element 1 and the support plate 4 are generally different, shear stresses occur in the adhesive layer 3 when the two parts are thermally expanded. So that the adhesive layer 3 can absorb these stresses without losing its adhesive strength, the adhesive layer 3 in the wall element according to the invention is made of at least two layers of two different high-temperature-resistant anoraks applied one after the other.
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ganischer Klebstoffe aufgebaut, die in einem Mehrstufenverfahren gehärtet werden, und die so aufeinander abgestimmt sind, daß sie die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Außenhautelement 1 und Trageplatte 4 ausgleichen.organic adhesives which are cured in a multi-stage process and which are coordinated with one another in such a way that they compensate for the different expansion coefficients of the outer skin element 1 and the support plate 4.
Beim Aufbringen der mindestens zwei die Klebeschicht 3 bildenden Klebstoffschichten kommt es zwangsläufig zu 'teilweisen Diffusionen zwischen den beiden Teilschichten. Im Extremfall einer vollständigen Vermischung der beiden Teilschichten würde eine homogene Klebeschicht 3 entstehen, die den Effekt des Ausgleichs der unterschiedlichen Dehnungen von Trageplatte 4 und Außenhautelement 1 nicht mehr aufweisen würde. Dies wird dadurch verhindert, daß der erste Klebstoff auf die Seite 2 des Außenhautelementes 1 aufgetragen und ausgehärtet wird. Danach wird der zweite Klebstoff auf die dem Außenhautelement 1 zugewandte Fläche der Trageplatte 4 aufgetragen und auf die noch nicht ausgehärtete Klebstoffschicht die Seite 2 des Außenhautelements 1 mit der bereits ausgehärteten ersten Klebstoffschicht mit einem Anpreßdruck von ca. 3N/cm^ kurze Zeit bis zum Erreichen konstanter Spaltdicken aufgedrückt und anschließend das gesamte Wandelement nachgehärtet. Dadurch wird verhindert, daß über eine totale Diffusion von erstem und zweitem Klebstoff deren spezifische Eigenschaften verfälscht werden. Durch den Kontakt des noch plastischen zweiten Klebstoffs mit dem bereits ausgehärteten ersten Klebstoff wird die optimale Haftung über Randzonen-Diffusion erreicht.When applying the at least two adhesive layers forming the adhesive layer 3, partial diffusion inevitably occurs between the two partial layers. In the extreme case of complete mixing of the two partial layers, a homogeneous adhesive layer 3 would be created which would no longer have the effect of compensating for the different expansions of the support plate 4 and the outer skin element 1. This is prevented by applying the first adhesive to side 2 of the outer skin element 1 and curing it. The second adhesive is then applied to the surface of the support plate 4 facing the outer skin element 1 and side 2 of the outer skin element 1 with the already cured first adhesive layer is pressed onto the not yet cured adhesive layer with a contact pressure of approx. 3N/cm^ for a short time until constant gap thicknesses are reached and then the entire wall element is post-cured. This prevents the specific properties of the first and second adhesives from being distorted by total diffusion. The contact of the still plastic second adhesive with the already cured first adhesive achieves optimal adhesion via edge zone diffusion.
Je nach Verarbeitungstechnik beträgt die Auftragsdicke der einzelnen Klebstoffschichten jeweils ca. 1 bis 3 mm.Depending on the processing technique, the application thickness of the individual adhesive layers is approx. 1 to 3 mm.
Die verwendeten anorganischen Klebstoffe sind bis über 1000 Grad Celsius hitzebeständig und sind absolut beständig gegenThe inorganic adhesives used are heat-resistant up to over 1000 degrees Celsius and are absolutely resistant to
die meisten Säuren (mit Ausnahme von Fluorwasserstoffsäuren) sowie gegen Öl und Wasser.most acids (except hydrofluoric acids) as well as oil and water.
Bei Versuchen wurde als erster Klebstoff ein anorganischer, chemisch abbindender Klebstoff mit der Handelsbezeichnung "Thermoguß TG 2000" und als zweiter Klebstoff ein anorganischer, chemisch abbindender Klebstoff auf der Basis von Alkalisilikaten mit der Handelsbezeichnung "Cerastil C3" verwendet.In tests, an inorganic, chemically setting adhesive with the trade name "Thermoguß TG 2000" was used as the first adhesive and an inorganic, chemically setting adhesive based on alkali silicates with the trade name "Cerastil C3" was used as the second adhesive.
Um die Scherkräfte kleinzuhalten, ist es günstig, Außenhautelemente 1 und Trageplatten 4 zu verwenden, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten möglichst nahe zusammenliegen. Bei einer Trageplatte 4 aus Faserzement beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient 10 x 10-^, während der Wärmeausdehnungskoffezient einer emaillierten Stahlblechplatte, die, wie oben beschrieben, als Außenhautelement 1 dienen kann, 12 x 10~s beträgt.In order to keep the shear forces small, it is advantageous to use outer skin elements 1 and support plates 4 whose thermal expansion coefficients are as close to each other as possible. In the case of a support plate 4 made of fiber cement, the thermal expansion coefficient is 10 x 10-^, while the thermal expansion coefficient of an enameled sheet steel plate, which, as described above, can serve as outer skin element 1, is 12 x 10~ s .
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine Profilleiste 9, 91 vorgesehen, die an dem Tragerähmen 6 einerseits und an der Trageplatte 4 andererseits mit Hilfe einer Hülsenschraube 5, 5' befestigt ist, wobei zwischen der Profilleiste 9, 9' und der Trageplatte 4, eine Distanzplatte 7 vorgesehen ist. Die Profilleiste 9, 9' weist eine horizontale nach unten zeigende Fläche auf, welche auf einer Oberkante des Außenhautelements 1 aufsitzt. Die Profile der Profilleiste 9, 9' und der Trageschiene 8, 8' sind so gestaltet, daß sie im Fugenbereich zweier übereinander angeordneter Wandelemente eine optische dichte Sperre gegen von außen in Richtung der Gebäudefassade vordringendes Wasser sowie eine Wasserführung bilden, und eine Hinterlüftung der Fassade ermöglichen. Die Hinterlüftung wird dadurch bewirkt, daß die beiden in die Fuge ragenden Schenkel von Trageschiene 8, 8' und Profilleiste 9,In the embodiments shown in the drawing, a profile strip 9, 9 ' is provided which is attached to the support frame 6 on the one hand and to the support plate 4 on the other hand with the aid of a sleeve screw 5, 5', with a spacer plate 7 being provided between the profile strip 9, 9' and the support plate 4. The profile strip 9, 9' has a horizontal downward-facing surface which rests on an upper edge of the outer skin element 1. The profiles of the profile strip 9, 9' and the support rail 8, 8' are designed in such a way that in the joint area of two wall elements arranged one above the other they form an optically tight barrier against water penetrating from the outside towards the building facade, as well as a water guide, and enable rear ventilation of the facade. The rear ventilation is achieved by the two legs of the support rail 8, 8' and the profile strip 9,
9' so gestaltet sind, daß sie sich nicht berühren, sondern einen im unteren Teil vertikalen, im oberen Teil horizontalen Luftspalt nach Art einer Labyrinthdichtung definieren. Durch die Hinterlüftung des Sandwich-Elementes aus Außenhautelement 1 und Trägerplatte 4 wird das Auftreten eines Hitzestaues, d.h. die Erhöhung des Aufwärmewertes vermieden. Diese Wirkung kann auch durch eine andere als die in der Zeichnung dargestellte Formgebung von Profilleiste 9, 9' und Trageschiene 8, 8' erzielt werden.9' are designed in such a way that they do not touch each other, but define an air gap that is vertical in the lower part and horizontal in the upper part, like a labyrinth seal. The rear ventilation of the sandwich element made up of the outer skin element 1 and the carrier plate 4 prevents the occurrence of heat build-up, i.e. an increase in the heating value. This effect can also be achieved by a different shape of the profile strip 9, 9' and the carrier rail 8, 8' than that shown in the drawing.
Das erfindungsgemäße Wandelement findet sowohl bei Fertig-Leichtbauwänden als auch bei Gebäuden mit normalem Mauerwerk bzw. Betonwänden und geeigneten Einhängkonstruktionen Verwendung. Im ersteren Fall können die Wandelemente als komplette Wandaufbauten ausgeführt sein. Insbesondere eignen sich Wandelemente gemäß der Erfindung zum Aufbau von sogenannten Vorhangfassaden. Im Gegensatz zu bisherigen Wandelementen mit geklebter Außenhaut können aufgrund der besonderen Festigkeit und Dauerhaltbarkeit der erfindungsgemäßen Klebung die erfindungsgemäßen Wandelemente auch bei Fassaden mit mehr als 8 m Höhe über Grund verwendet werden.The wall element according to the invention is used both in prefabricated lightweight walls and in buildings with normal masonry or concrete walls and suitable hanging structures. In the former case, the wall elements can be designed as complete wall structures. Wall elements according to the invention are particularly suitable for the construction of so-called curtain facades. In contrast to previous wall elements with glued outer skin, the wall elements according to the invention can also be used in facades with a height of more than 8 m above ground due to the special strength and durability of the adhesive according to the invention.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9007749U DE9007749U1 (en) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Wall element for external building walls |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4004103A DE4004103C2 (en) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Wall element for external building walls and method for producing a wall element |
| DE9007749U DE9007749U1 (en) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Wall element for external building walls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9007749U1 true DE9007749U1 (en) | 1995-02-23 |
Family
ID=25889963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9007749U Expired - Lifetime DE9007749U1 (en) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Wall element for external building walls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9007749U1 (en) |
-
1990
- 1990-02-10 DE DE9007749U patent/DE9007749U1/en not_active Expired - Lifetime
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