DE9316092U1

DE9316092U1 - Roof construction

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Publication number: DE9316092U1
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Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2003-10-06

Description

DIPL.-ING. HORST ROSE DIPPING. PETER KOSEL DIFL^NG. PETER SOBISCHDIPL.-ING. HORST ROSE DIPPING. PETER KOSEL DIFL^NG. PETER SOBISCH

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2149/437 20. Oktober 19932149/437 20 October 1993

Karl Heinz VahlbraukKarl-Heinz Vahlbrauk

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Roof construction

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dachkonstruktion entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roof construction according to the preamble of claim 1.

Traditionelle Dachkonstruktionen - von diversen Flachdächern abgesehen - bestehen im Regelfall aus einem durch eine hölzerne Balkenanordnung gebildeten Dachstuhl, der - gegebenenfalls unter Einbindung einer Wärmedämmung Dachziegel trägt. Dieser Dachstuhl ist häufig auf einem herkömmlichen Mauerwerk aufgelagert. Wesensmerkmal dieser Bauweise ist somit ein Nebeneinander unterschiedlichster Werkstoffe, die nicht nur ein unterschiedliches Alterungs- und Verschleißverhalten aufweisen, sondern sich darüber hinaus auch in zahlreichen sonstigen bauphysikalischen Eigenschaften erheblich unterscheiden. Dies kommt beispielsweise in den unterschiedlichen Elastizitäten von Holz, Dachziegeln, Mauerwerk und metallischen Teilen zum Ausdruck, wobei insbesondereTraditional roof constructions - apart from various flat roofs - usually consist of a roof truss formed by a wooden beam arrangement, which - if necessary with the inclusion of thermal insulation - supports roof tiles. This roof truss is often supported on conventional masonry. The essential feature of this type of construction is therefore the juxtaposition of very different materials, which not only exhibit different aging and wear behavior, but also differ considerably in numerous other building physics properties. This is expressed, for example, in the different elasticities of wood, roof tiles, masonry and metal parts, with particular emphasis on

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Bankkonto: NORD. LB, NL Bad Gandersheim (BLZ 250 500OQ). K.o.-Nr. 22 1'8 37C - PoctgiroHonto: Postgiroamt Hannover (BLZ 250 100 30), Kto.-Nr. 667 15-307Bank account: NORD. LB, NL Bad Gandersheim (bank code 250 500OQ). Account no. 22 1'8 37C - PostgiroHonto: Postgiroamt Hannover (bank code 250 100 30), account no. 667 15-307

Ol metallische Teile gegenüber den erstgenannten Baustoffen durch ein erhebliches Maß an Wärmedehnung charakterisiert sind. Metallische Teile finden beispielsweise bei der Ausführung von Dachrinnen, jedoch auch als Armierungselemente in Betonwerkstoffen Anwendung. Auch ist diese traditionelle Bauweise durch ein erhebliches Ausmaß manueller Tätigkeiten gekennzeichnet, welche zwecks Kostendämpfung den Einsatz industriell vorgefertigter Bauteile begünstigen.Ol metallic parts are characterized by a significant degree of thermal expansion compared to the first-mentioned building materials. Metallic parts are used, for example, in the construction of gutters, but also as reinforcing elements in concrete materials. This traditional construction method is also characterized by a significant amount of manual work, which favors the use of industrially prefabricated components in order to reduce costs.

Einer industriellen Vorfertigung sind jedoch mit Hinblick auf eine bauseitige Flexibilität Grenzen gesetzt.However, there are limits to industrial prefabrication with regard to on-site flexibility.

Bei den, im Bauwesen üblicherweise eingesetzten Baustoffen handelt es sich in vielen Fällen um gießfähige, im Ausgangszustand oder unter Wärmeeinwirkung plastisch verformbare Massen. So werden beispielsweise anorganische Massen auf Zementbasis oder eines sonstigen hydraulischen Bindemittels oder auch keramische Massen eingesetzt .The building materials commonly used in construction are in many cases castable masses that can be plastically deformed in their initial state or when exposed to heat. For example, inorganic masses based on cement or another hydraulic binding agent or even ceramic masses are used.

Ein besonders vorteilhafter, im Bauwesen einsetzbarer Werkstoff wird in der Gruppe der Geopolymer-Werkstoffe gesehen, welche in zahlreichen Modifikationen, z.B. geschäumt und ungeschäumt einsetzbar sind und insbesondere im ungeschäumten Zustand im wesentlichen in die Eigenschaften keramischer Werkstoffe aufweisen, wobei jedoch der für letztgenannte Werkstoffgruppe charakteristische anlagen- und energieintensive Brennprozeß entfällt, da diese Werkstoffe in einer Form bei Temperaturen unter 100° C aushärten.A particularly advantageous material that can be used in construction is seen in the group of geopolymer materials, which can be used in numerous modifications, e.g. foamed and unfoamed, and in particular in the unfoamed state essentially have the properties of ceramic materials, whereby the plant- and energy-intensive firing process characteristic of the latter group of materials is omitted, since these materials harden in a mold at temperatures below 100° C.

Bekannt sind diese Geopolymer-Werkstoffe beispielsweise aus der DE 32 29 339 C2, der DE 33 03 409 C2 oder aus "Ceramic Matrix for Composites" (Ceram. Eng. Sei Proc.,These geopolymer materials are known, for example, from DE 32 29 339 C2, DE 33 03 409 C2 or from "Ceramic Matrix for Composites" (Ceram. Eng. Sci Proc.,

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Ol Seiten 853 bis 841). Diese bestehen in der Ausgangsmischung aus einem Feststoffgemisch aus Oxiden mit Gehalten von amorphem SiOp und Aluminiumoxid in Verbindung mit einer wasserhaltigen amorphen, dispers-pulverförmigen Kieselsäure sowie Füllstoffen, wie z.B. Schwerspat, Zirkonsand, Glimmer, Abfällen aus Bauxitschmelze, Basaltmehl, Quarz, Feldspat, Granitbruch usw. sowie einer wässrigen kalialkalischen Kaliumsilikatlösung. Die aus diesen Komponenten bestehende Masse kann in eine Form eingebracht werden und in dieser aushärten. Unter Einsatz eines Schäumungsmittels kann das auf diese Weise hergestellte Teil auch als Schaumstoffbauteil ausgebildet werden. Ein besonderer Vorteil dieser Werkstoffgruppe besteht auch darin, daß diese mittels üblicher zerspanender Verfahren wie z.B. Bohren, Sägen, Fräsen usw. auch nachträglich beliebig gestaltbar sind, so daß spätere Änderungen in einfacher Weise durchführbar sind. Es können Bauteile aus diesen Werkstoffen ferner durch stofflich homogene Verklebung, d.h. wiederum unter Verwendung eines Geopolymer-Werkstoffs als Klebstoff zu größeren, werkstofflich völlig homogenen Baugruppen zusammengefügt werden.Ol pages 853 to 841). These consist in the initial mixture of a solid mixture of oxides containing amorphous SiOp and aluminum oxide in combination with a water-containing amorphous, dispersed-powdered silica and fillers such as barite, zircon sand, mica, waste from bauxite melt, basalt powder, quartz, feldspar, granite rubble, etc., as well as an aqueous potassium-alkaline potassium silicate solution. The mass consisting of these components can be placed in a mold and hardened in it. Using a foaming agent, the part produced in this way can also be designed as a foam component. A particular advantage of this group of materials is that they can be subsequently shaped as desired using conventional machining processes such as drilling, sawing, milling, etc., so that later changes can be carried out easily. Components made of these materials can also be joined together to form larger, completely homogeneous assemblies by means of homogeneous bonding, i.e. again using a geopolymer material as an adhesive.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Dachkonstruktion der eingangs bezeichneten Art bei einfachem Aufbau, insbesondere auch einer einfachen Montagemöglichkeit mit Hinblick auf die eingesetzten Bauteile dahingehend auszugestalten, daß eine weitgehende Zusammenfassung von an eine Dachkonstruktion zu stellenden bauphysikalischen Anforderungen gegeben ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Dachkonstruktion durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.It is the object of the invention to design a roof construction of the type described at the beginning with a simple structure, in particular with a simple assembly option with regard to the components used, in such a way that a broad summary of the building physics requirements to be placed on a roof construction is provided. This object is achieved in such a roof construction by the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungswesentlich ist hiernach, daß das aus Platten zusammengesetzte Dach auf werkstoffgleichen Stützbautei-What is essential to the invention is that the roof, which is made up of panels, is supported on supporting components made of the same material.

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Ol len aufgelagert ist, deren Oberseiten unter einem solchen Winkel zur Horizontalebene verlaufen, welche dem Neigungswinkel der Dachfläche entspricht. Die Platten sind zur Bildung einer geschlossenen Dachfläche dichtend miteinander verklebt und es bilden die Platten in Verbindung mit den Stützbauteilen eine werkstoffliche Einheit. Dies bedeutet zunächst einmal, daß im Rahmen der Dachkonstruktion keine organischen, brennbaren Bestandteile Verwendung finden. Die bedeutet auch, daß die Dachkonstruktion werkstofflich homogen ausgebildet ist, so daß Probleme, die ansonsten aus dem Nebeneinander unterschiedlicher Werkstoffe bestehen, vermieden werden .Ol len, the tops of which run at an angle to the horizontal plane that corresponds to the angle of inclination of the roof surface. The panels are glued together to form a sealed roof surface and the panels form a material unit in conjunction with the supporting components. This means, first of all, that no organic, combustible components are used in the roof construction. This also means that the roof construction is made of a homogeneous material, so that problems that would otherwise arise from the juxtaposition of different materials are avoided.

Die Dachplatten und die Stützbauteile bestehen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 aus einem Geopolymer-Werkstoff und sind stofflich homogen miteinander verklebt. Letzteres bedeutet, daß als Klebstoff ein geschäumter oder ungeschäumter Geopolymer-Werkstoff benutzt wird. Im Rahmen der Dachplatten und der Stützbauteile kann dieser Werkstoff entsprechend den jeweils bestehenden statischen Anforderungen geschäumt oder auch ungeschäumt eingesetzt werden, wobei im Falle der geschäumten Verwendung zusätzliche Maßnahmen zur Wärmedämmung entfallen. Die Stützbauteile sind entsprechend den, über die Platten bzw. Plattenanordnung aufgrund deren statischer Tragfähigkeit erreichbaren Stützweiten plaziert und können gleichzeitig unter architektonischen Gesichtspunkten ausgebildet sein.The roof panels and the support components consist of a geopolymer material according to the features of claim 2 and are homogeneously bonded together. The latter means that a foamed or unfoamed geopolymer material is used as an adhesive. In the context of the roof panels and the support components, this material can be used foamed or unfoamed according to the respective existing static requirements, whereby in the case of foamed use, additional measures for thermal insulation are not required. The support components are placed according to the spans that can be achieved via the panels or panel arrangement due to their static load-bearing capacity and can also be designed from an architectural point of view.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind auf eine weitere Ausgestaltung der Dachkonstruktion insoweit gerichtet, als Dachrinnenelemente ebenfalls stoffgleich mit den Dachplatten sowie den Stützbauteilen ausgebildet sind. Diese Dachrinnenelemente können somit ebenfalls ausThe features of claims 3 and 4 are directed to a further design of the roof construction insofar as gutter elements are also made of the same material as the roof panels and the supporting components. These gutter elements can therefore also be made of

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Ol einem Geopolymer-Werkstoff bestehen und beinhalten einen Strömungskanal, der ein in Richtung auf einen vertikalen Ablauf hin integriertes Gefalle aufweist. Die Dachrinnenelemente können somit horizontal verlegt werden, wobei ein zur Ableitung von Niederschlagswasser hinreichendes Gefalle trotzdem sichergestellt ist. Die Verklebung der Dachrinnenelemente erfolgt zweckmäßigerweise in einer vertikalen Ebene, und zwar zumindest mit den zugekehrten vertikalen Seiten bzw. vertikal angeformten Seiten der Dachplatten. Zur Erzielung einer größeren Klebefläche kann die Verklebung jedoch gleichzeitig auch mit zugekehrten Seiten der Stützbauteile erfolgen. Im Ergebnis steht somit eine Dachfläche zur Verfügung, die einschließlich der Dachrinnen eine werkstoffliche Einheit bildet.Ol consist of a geopolymer material and contain a flow channel that has an integrated gradient towards a vertical drain. The gutter elements can therefore be laid horizontally, whereby a gradient sufficient to drain rainwater is still ensured. The gutter elements are best bonded in a vertical plane, at least with the facing vertical sides or vertically formed sides of the roof panels. To achieve a larger bonding surface, however, the bonding can also take place at the same time with the facing sides of the supporting components. The result is a roof surface that forms a material unit including the gutters.

Die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 sind auf die weitere Auflagerung der Stützbauteile und damit der Dachkonstruktion gerichtet. Diese sind hiernach auf einer Decke aufgelagert, welche einen Teil des jeweiligen Gebäudes bildet, wobei die Decke ihrerseits in üblicher Weise ausgebildet sein kann, d.h. aus Beton oder einer Holzkonstruktion ausgebildet ist. Sie kann jedoch auch aus einem Geopolymer-Werkstoff, und zwar in armierter oder in unarmierter, geschäumter oder ungeschäumter Form bestehen. Es kann ferner die Außenwand des Gebäudes in üblicher Weise aus einem Mauerwerk bestehen - es kann dieses Mauerwerk jedoch zumindest in seiner oberen, der Dachkonstruktion zugewandten Bereich jedoch auch aus einem Geopolymer-Werkstoff bestehen, welcher hier besonders einfache architektonische Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet. Es kann ferner ein herkömmliches Mauerwerk außenseitig zwecks Verbesserung dessen Wärmedämmeigenschaften mit einer Beschichtung aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff überzogen sein, der im Bereich derThe features of claims 5 and 6 are directed to the further support of the supporting components and thus of the roof structure. These are then supported on a ceiling, which forms part of the respective building, whereby the ceiling itself can be designed in the usual way, i.e. made of concrete or a wooden structure. However, it can also consist of a geopolymer material, namely in reinforced or unreinforced, foamed or unfoamed form. The outer wall of the building can also consist of masonry in the usual way - however, this masonry can also consist of a geopolymer material, at least in its upper area facing the roof structure, which opens up particularly simple architectural design options here. Conventional masonry can also be coated on the outside with a coating of a geopolymer foam material in order to improve its thermal insulation properties, which in the area of the

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Ol Dachkonstruktion stoffhomogen mit dessen Teilen verklebt sein kann.Ol roof construction material homogeneous with its parts can be glued.

Die Merkmale des Anspruchs 7 sind auf die Einbindung der Dachkonstruktion in die Struktur des Gebäudes insoweit gerichtet, als die auf der Decke aufliegende, stofflich vorzugsweise homogen mit den Stützbauteilen verklebte, aus Geopolymer-Werkstoff bestehende Beschichtung eine Fortsetzung der Wärmedämmeigenschaften der Dachplatten bildet, welches insbesondere im Bereich des Dachüber-Standes von Vorteil ist.The features of claim 7 are directed at the integration of the roof construction into the structure of the building insofar as the coating made of geopolymer material resting on the ceiling, preferably bonded homogeneously to the supporting components, forms a continuation of the thermal insulation properties of the roof panels, which is particularly advantageous in the area of the roof overhang.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf unterschiedliche Varianten der äußeren Gestaltung der Dachplattenanordnung gerichtet. Im Ergebnis weist ein, in diesem Sinne ausgestaltetes Dach das Erscheinungsbild eines herkömmlichen, mit klassischen Dachziegeln gedeckten Daches auf, welches gleichzeitig durch entsprechende Einfärbung entweder der äußeren Schichten der aus einem Geopolymer-Werkstoff bestehenden Dachplatten oder über die mit diesen verklebten Dachziegel erreicht werden kann.The features of claims 8 and 9 are directed at different variants of the external design of the roof panel arrangement. As a result, a roof designed in this way has the appearance of a conventional roof covered with classic roof tiles, which can be achieved at the same time by appropriately coloring either the outer layers of the roof panels made of a geopolymer material or the roof tiles glued to them.

Die Dachplatten sind entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 10 streifenartig ausgebildet und können aufgrund der vergleichsweise geringen Dichte des eingesetzten Geopolymer-Werkstoffs relativ lang ausgebildet sein. Dies bringt eine Verkürzung der Montagezeiten mit sich.The roof panels are designed in strip form according to the features of claim 10 and can be relatively long due to the comparatively low density of the geopolymer material used. This results in a reduction in assembly times.

Weitere Ausgestaltungen der Dachkonstruktion bestehen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 11 dahingehend, daß in die Substanz der Dachplatten, jedoch auch der Decke und gegebenenfalls der Außenwandung ein Leitungsnetz eingeformt sein kann, welches der Führung eines Wärmeträgermediums dient, über welches entweder eineFurther embodiments of the roof construction exist according to the features of claim 11 in that a pipe network can be formed into the substance of the roof panels, but also the ceiling and possibly the outer wall, which serves to guide a heat transfer medium, via which either a

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Ol Wärmeaufnähme, beispielsweise von auftreffender Sonnenstrahlung bzw. Umgebungswärme oder eine Wärmeabgabe stattfindet. Bezogen auf das einzelne Bauteil bedeutet dies, daß eine Wärmeübertragung lediglich in einer Richtung stattfindet, in Gegenrichtung jedoch unterbunden wird. Erreichen läßt sich dies dadurch, daß das jeweilige Bauteil auf seiner, das Netzwerk beinhaltenden Seite ungeschäumt eingestellt ist, somit eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist, auf seiner, dem Netzwerk abgekehrten Seite hingegen geschäumt eingestellt ist und hier somit eine dementsprechend verminderte Leitfähigkeit aufweist. Diese, teils geschäumte und teils ungeschäumte Einstellung läßt sich in vielfältiger Weise praktisch realisieren indem entweder entsprechend unterschiedliche Schichten zu einem Bauteil vereinigt werden oder indem der Schäumungsprozeß entsprechend gesteuert wird.Oil heat absorption, for example from incident solar radiation or ambient heat, or heat emission takes place. In relation to the individual component, this means that heat transfer only takes place in one direction, but is prevented in the opposite direction. This can be achieved by setting the respective component unfoamed on the side containing the network, thus having increased thermal conductivity, while setting it foamed on the side facing away from the network, thus having correspondingly reduced conductivity. This partly foamed and partly unfoamed setting can be practically implemented in a variety of ways by either combining different layers to form a component or by controlling the foaming process accordingly.

Eine in diesem Sinne ausgebildete Dachkonstruktion erfüllt neben klassischen Funktionen eines Daches gleichzeitig diejenige der Wärmedämmung und kann darüber hinaus einen Beitrag zur Raumklimatisierung leisten, welches in vielfältigster Weise möglich ist, beispielsweise indem auftreffende Sonnenstrahlung in einer Wärmepumpenanlage umgesetzt wird.A roof construction designed in this way not only fulfils the classic functions of a roof, but also provides thermal insulation and can also contribute to room air conditioning, which is possible in a variety of ways, for example by converting incident solar radiation into a heat pump system.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahem auf das in den Zeichnungen schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown schematically in the drawings. They show:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung von Wandung und Dach eines Gebäudes;Fig. 1 is a perspective, partially sectioned view of the walls and roof of a building;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Eckbereich einer Dachrinne; Fig. 2 is a plan view of the corner area of a gutter;

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Ol Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Dachrinne entsprechend einer Ebene III-III der Fig. 2;Ol Fig. 3 a sectional view of the gutter corresponding to a plane III-III of Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Dachrinne entsprechend den Schnittebenen IV-IV der Fig. 2.Fig. 4 is a sectional view of the gutter according to the section planes IV-IV of Fig. 2.

Mit 1 ist in Fig. 1 die Decke des Gebäudes bezeichnet, die auf einer Außenwand 2 aufgelagert ist. Die Decke kann herkömmlicher Art sein, d.h. als Holz- oder auch Betonkonstruktion ausgebildet sein, wohingegen gemäß der zeichnerischen Darstellung der dieser zugekehrte Teil der Außenwand 2 aus einem Geopolymer-Werkstoff besteht. Die Außenwand 2 ist an ihrem oberen Ende querschnittsmäßig verbreitert und weist ein, zur Außenseite 3 hin herausragendes Teil 4 auf, welches die Auflagefläche für die Decke 1 bildet. Die Außenwand 2 besteht in diesem Fall aus einem kompakten, d.h. ungeschäumt eingestellten Geopolymer-Schaumerkstoff.In Fig. 1, 1 designates the ceiling of the building, which is supported on an outer wall 2. The ceiling can be of a conventional type, i.e. it can be made of wood or concrete, whereas according to the drawing, the part of the outer wall 2 facing it consists of a geopolymer material. The outer wall 2 is widened in cross-section at its upper end and has a part 4 protruding towards the outside 3, which forms the support surface for the ceiling 1. The outer wall 2 in this case consists of a compact, i.e. unfoamed, geopolymer foam material.

Alternativ hierzu kann die Außenwand 2 auch in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, d.h. aus üblichem Mauerwerk bestehen, welches außenseitig eine Beschichtung aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff trägt, der an seinem oberen Endbereich entsprechend dem mit der Bezugsziffer 2 bezeichneten Außenwandungsteil ausgestaltet ist. Diese Beschichtung kann ausschließlich Wärmedämmzwecken dienen - aufgrund der einfachen Gestaltbarkeit von Bauelementen aus Geopolymer-Schaumwerkstoff kann diese Beschichtung jedoch gleichzeitig auch rein architektonischen Zwecken dienen.Alternatively, the outer wall 2 can also be designed in a conventional manner, i.e. consist of conventional masonry, which has a coating made of a geopolymer foam material on the outside, which is designed at its upper end area in accordance with the outer wall part designated with the reference number 2. This coating can only serve thermal insulation purposes - due to the simple design of building elements made of geopolymer foam material, however, this coating can also serve purely architectural purposes at the same time.

Die Decke 1 trägt ihrerseits eine Beschichtung 6 aus einem Geopolymer-Werkstoff, der vorzugsweise geschäumt eingestellt ist. Ein, sich über die gesamte Länge derThe cover 1 in turn has a coating 6 made of a geopolymer material, which is preferably foamed. A covering 6 extending over the entire length of the

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Ol Decke 1 - in Richtung der Pfeile 7 gesehen - erstreckendes Stützbauteil 8, ist auf der Decke 1 aufgelagert.The supporting component 8 extending from the ceiling 1 - seen in the direction of the arrows 7 - is supported on the ceiling 1.

Das Stützbauteil 8 weist eine ebene, zur Auflage auf der Decke 1 bestimmte Unterseite 9, zwei, zueinander parallele, sich senkrecht zu der Decke 1 erstreckende Seiten 10, 11 und eine, sich unter einem Winkel 12 zur horizontalen Ebene bzw. zur Ebene der Decke 1 erstreckende Oberseite 13 auf. Das Stützbauteil 8 besteht wiederum aus einem Geopolymer-Werkstoff, der geschäumt oder auch ungeschäumt eingestellt sein kann.The support component 8 has a flat underside 9 intended to rest on the ceiling 1, two sides 10, 11 that are parallel to one another and extend perpendicularly to the ceiling 1, and an upper side 13 that extends at an angle 12 to the horizontal plane or to the plane of the ceiling 1. The support component 8 in turn consists of a geopolymer material that can be foamed or unfoamed.

Der Winkel 12 entspricht dem Neigungswinkel einer Dachfläche 14, die ihrerseits aus Platten 15 aus einem Geopolymer-Werkstoff zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Platten 15 stoffhomogen zur Bildung einer zusammenhängenden Dachfläche miteinander verklebt sind. Das in der Zeichung nicht dargestellte obere Ende der Platten 15 bzw. der Dachfläche 14 ist im Firstbereich in geeigneter Weise abgestützt. Es ist die Plattendicke derart gewählt, daß diese eine hinreichende Eigensteifigkeit aufweisen und im allgemeinen keiner weiteren Unterstützung bedürfen. In bestimmten Fällen können die Platten 15 jedoch zur weiteren Verbesserung der Steifigkeit mit geeigneten Armierungselementen aus Metall, z.B. einem Drahtgeflecht, Eisenschienen oder auch aus Glasfasern versehen sein. Geflechtartige Armierungselemente können insbesondere in die oberflächennahen Schichten der Platten 15 eingesetzt sein.The angle 12 corresponds to the angle of inclination of a roof surface 14, which in turn is composed of panels 15 made of a geopolymer material, whereby the individual panels 15 are bonded together in a homogeneous manner to form a continuous roof surface. The upper end of the panels 15 or the roof surface 14, not shown in the drawing, is supported in a suitable manner in the ridge area. The panel thickness is selected such that it has sufficient inherent rigidity and generally does not require any further support. In certain cases, however, the panels 15 can be provided with suitable reinforcing elements made of metal, e.g. a wire mesh, iron rails or even glass fibers, to further improve rigidity. Mesh-like reinforcing elements can be inserted in particular into the layers of the panels 15 close to the surface.

Die Verbindung der Platten 15 mit dem Stützbauteil 8 erfolgt wiederum durch Verklebung, so daß die Beschichtung 6, das Stützbauteil 8 und die Dachplatten 15 und damit dds gesamte Dach ein werkstofflich völlig homogenes System bilden. Die Oberseite 16 der Platten 15 kannThe connection of the panels 15 with the support component 8 is again made by gluing, so that the coating 6, the support component 8 and the roof panels 15 and thus the entire roof form a completely homogeneous material system. The top side 16 of the panels 15 can

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dekorativ dahingehend beispielsweise ausgestaltet werden, daß diese das Aussehen eines mit üblichen Dachziegeln oder sonstigen Dachbedeckungselementen abgedeckten Daches erhält. Gleichzeitig mit dieser Oberflächengestaltung kann auch eine entsprechende Farbgebung einhergehen. Es ist alternativ hierzu auch möglich, in der Außenseite 16 der Platten 15 eine Anordung üblicher Dachziegel unmittelbar vorzunehmen, die während der Herstellung der Platten 15 mit diesen verklebt werden.be designed decoratively, for example, so that it has the appearance of a roof covered with standard roof tiles or other roof covering elements. At the same time, this surface design can also be accompanied by a corresponding color. Alternatively, it is also possible to arrange standard roof tiles directly on the outside 16 of the panels 15, which are glued to the panels 15 during their manufacture.

Wesentlich ist, daß das untere Ende der Platten 15, die Seiten 11 des Stützbauteils 8 und die Stirnseiten der Decke 1 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene 17 liegen, welche eine Klebefläche bildet, an der Dachrinnenelemente 18 angesetzt sind. Die im folgenden noch näher zu beschreibenden Dachrinnenelemente 18 sind global kastenartig ausgebildet und bestehen ihrerseits aus einem Geopolymer-Werkstoff, der geschäumt oder auch ungeschäumt eingestellt sein kann, wobei die eine Seitenfläche 19 dieser Dachrinnenelemente als Klebefläche benutzt wird, über welche in der Ebene 17 eine Verklebung mit den Dachplatten 15, dem Stützbauteil 8 und der Decke 1 gegeben ist. Diese Verklebung erfolgt wiederum stoffhomogen, d.h. unter Verwendung eines Geopolymer-Werkstof fs .It is important that the lower end of the panels 15, the sides 11 of the support component 8 and the front sides of the ceiling 1 lie in a common vertical plane 17, which forms an adhesive surface to which gutter elements 18 are attached. The gutter elements 18, which will be described in more detail below, are generally box-shaped and are made of a geopolymer material that can be foamed or unfoamed, with one side surface 19 of these gutter elements being used as an adhesive surface, via which a bond is made to the roof panels 15, the support component 8 and the ceiling 1 in plane 17. This bonding is again carried out in a material-homogeneous manner, i.e. using a geopolymer material.

Man erkennt, daß die gesamte Dachkonstruktion einschließlich Dachrinne ein werkstofflich homogenes System bildet, welches aufgrund der speziellen Eigenschaften des Geopolymer-Werkstoffs als außerordentlich widerstandsfähig gegenüber Umgebungseinflüssen anzusehen ist und sowohl baustatische als auch Wärmedämmfunktionen gleichermaßen erfüllt.It can be seen that the entire roof construction, including the gutter, forms a materially homogeneous system, which, due to the special properties of the geopolymer material, is considered to be extremely resistant to environmental influences and fulfils both structural and thermal insulation functions equally.

Die Dachrinnenelemente 18 weisen einen, sich zum Boden-The gutter elements 18 have a

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Ol bereich breitenmäßig verjüngenden Strömungskanal 20 auf, der oberflächenseitig gegebenenfalls beschichtet sein kann, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen weiter zu verbessern, jedoch auch um glatte, die Bildung von Ablagerungen verhindernde Oberflächen zu erzielen. Der Strömungskanal 20 weist ein integriertes Gefälle auf, so daß trotz horizontaler Verklebung der Dachrinnenelemente 18 der Strömungskanal ein ausreichendes Gefälle in Richtung auf ein Fallrohr hin aufweist.The gutter has a flow channel 20 that tapers in width in the oil area and that can be coated on the surface if necessary to further improve resistance to environmental influences, but also to achieve smooth surfaces that prevent the formation of deposits. The flow channel 20 has an integrated gradient so that despite the horizontal bonding of the gutter elements 18, the flow channel has a sufficient gradient in the direction of a downpipe.

Es wird im folgenden ergänzend auf die zeichnerischen Darstellungen der Fig. 2 bis 4 Bezug genommen, in denen Funktionselemente, die mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen, entsprechend beziffert sind.In the following, reference is made to the drawings in Fig. 2 to 4, in which functional elements that correspond to those in Fig. 1 are numbered accordingly.

Zur Beschleunigung der Abführung von Niederschlagswasser ist der, durch die Dachrinnenelemente gebildete Dachrinnenzug mit mehreren, d.h. wenigstens zwei vertikalen Abläufen oder Fallrohren ausgerüstet, wobei der Strömungskanal 20 derart beschaffen ist, daß sich in Richtung auf jeden der Abläufe hin trotz horizontaler Verlegung der Dachrinnenelemente 18 ein integriertes Gefälle ergibt. Dies bedeutet, daß - entsprechend der Zahl der Abläufe - in jedem Dachrinnenzug wenigstens eine Trennebene 21 vorgesehen ist, zu deren beiden Seiten das Gefälle des Strömungskanals 20 in unterschiedlichen Richtungen orientiert ist. Grundsätzlich kann hierbei der, in der Trennebene 21 gelegene Anfangspunkt 22 eines Gefälles in einem, der Oberseite 23 eines Dachrinnenelements 18 unmittelbar benachbarten Bereich angeordnet sein. Das Gefälle kann einen linearen, jedoch auch einen progressiven bzw. degressiven Verlauf aufweisen.To accelerate the drainage of rainwater, the gutter line formed by the gutter elements is equipped with several, i.e. at least two vertical drains or downpipes, whereby the flow channel 20 is designed in such a way that an integrated gradient is created in the direction of each of the drains despite the horizontal laying of the gutter elements 18. This means that - depending on the number of drains - at least one dividing plane 21 is provided in each gutter line, on both sides of which the gradient of the flow channel 20 is oriented in different directions. In principle, the starting point 22 of a gradient located in the dividing plane 21 can be arranged in an area immediately adjacent to the top 23 of a gutter element 18. The gradient can have a linear, but also a progressive or degressive course.

Die einzelnen Dachrinnenelemente eines Dachrinnenzuges werden industriell in vorgegebenen Längen hergestelltThe individual gutter elements of a gutter system are manufactured industrially in predetermined lengths

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Ol und bauseitig auf die benötigten Längen zugeschnitten, wobei durch stirnseitiges stoffhomogenes Verkleben ein einheitlicher Dachrinnenzug entsteht. Die Trennebene 21 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar in den Eckenbereich eines Dachrinnenzuges gelegt und erstreckt sich unter einem Winkel 24 von 45 zu den Längsachsen 25 der Dachrinnenelemente 18. Grundsätzlich kann die Trennebene 21 jedoch an jede beliebige Stelle eines Dachrinnenzuges gelegt werden. Im Falle einer, um einen Eckenbereich herum verlegten Dachrinne ist hingegen die Plazierung der Trennebene 21 in den Eckenbereich in der in Fig. 2 gezeigten Weise mit Hinblick auf geringstmögliche Strömungswiderstände des abströmenden Niederschlagswassers zweckmäßig. Auch wird hierdurch der Bildung von Ablagerungen aufgrund ungünstiger Strömungsverhältnisse entgegengewirkt. Ol and cut to the required lengths on site, whereby a uniform gutter line is created by bonding the material homogeneously on the front side. In the embodiment shown, the separating plane 21 is placed directly in the corner area of a gutter line and extends at an angle 24 of 45 to the longitudinal axes 25 of the gutter elements 18. In principle, however, the separating plane 21 can be placed at any point on a gutter line. In the case of a gutter laid around a corner area, however, the placement of the separating plane 21 in the corner area in the manner shown in Fig. 2 is expedient with a view to the lowest possible flow resistance of the rainwater flowing away. This also counteracts the formation of deposits due to unfavorable flow conditions.

Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Konzept einer Dachausführung kann in vielfältiger Weise bei Wahrung der grundlegenden Merkmale modifiziert werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, die an der Außenseite des Hauses aufsteigende Wärme im Bereich des Dachüberstandes aufzunehmen und beispielsweise in einer Wärmepumpenanlage umzusetzen. Zu diesem Zweck ist die Decke aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff ausgebildet und unterseitig mit Rippen versehen, welche eine zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche vergrößern, wobei in die Rippen bzw. in die Decke Kanäle eingeformt sind, die der Führung eines Wärmeträgermediums dienen. Die Kanäle überdecken netzwerkartig die gesamte Unterseite des Dachüberstandes und es ist die Decke 1 derart ausgebildet, daß ihre Außenseite, welche die zur Führung des Wärmeträgermediums dienenden Kanäle beinhaltet, aus kompaktem Geopolymer-Werkstoff ausgebildet ist, die der Außenseite abgekehrte Rückseite hingegen aus geschäumtemThe concept of a roof design shown in Figs. 1 to 4 can be modified in many ways while maintaining the basic features. For example, it is possible to absorb the heat rising on the outside of the house in the area of the roof overhang and, for example, to use it in a heat pump system. For this purpose, the ceiling is made of a geopolymer foam material and is provided with ribs on the underside, which increase the area available for heat transfer, with channels formed in the ribs or in the ceiling, which serve to guide a heat transfer medium. The channels cover the entire underside of the roof overhang in a network-like manner and the ceiling 1 is designed in such a way that its outside, which contains the channels used to guide the heat transfer medium, is made of compact geopolymer material, while the back facing away from the outside is made of foamed

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Ol Geopolymer ausgebildet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß die über die Außenseite aufgenommene Wärme unter Ausnutzung der günstigen Wärmeleitungsverhältnisse des kompakten Geopolymer-Werkstoffs in Richtung auf die Kanäle und damit das in diesen strömende Wärmeträgermedium übertragen wird, nicht hingegen die Decke 1 durchdringt, da deren geschäumt eingestellter Abschnitt wärmedämmend wirkt. In gleicher Weise können auch die Außenwand des Gebäudes und die Dachfläche ausgerüstet sein, d.h. diese sind auf ihren Außenseiten aus kompaktem Geopolymer-Werkstoff ausgebildet, wobei in die äußeren Schichten ein Rohrleitungsnetzwerk oder flächenhaft verteilt Kanäle zur Führung eines Wärmeträgermediums eingeformt bzw. eingebunden sind und wobei diese Bauteile auf ihrer Innenseite hingegen aus geschäumtem Geopolymer-Werkstoff ausgebildet sind, so daß über die Außenseiten augenommene Wärme im wesentlichen nur über das Wärmeträgermedium abgeführt werden kann.Ol geopolymer. In this way, the heat absorbed via the outside is transferred using the favorable heat conduction conditions of the compact geopolymer material in the direction of the channels and thus the heat transfer medium flowing in them, but does not penetrate the ceiling 1, since the foamed section of the ceiling has a heat-insulating effect. The outside wall of the building and the roof surface can also be equipped in the same way, i.e. they are made of compact geopolymer material on their outside, with a pipe network or channels distributed over the surface for guiding a heat transfer medium being formed or integrated into the outer layers and these components being made of foamed geopolymer material on their inside, so that heat absorbed via the outside can essentially only be dissipated via the heat transfer medium.

Sowohl in die Außenwand des Gebäudes als auch in die Dachkonstruktion können Lüftungsschlitze bzw. Lüftungsausnehmungen eingeformt sein. Die oben dargelegten, zur Wärmeaufnahme dienende Ausgestaltung von Dach, Dachüberstand und Außenwand befindet sich auf der Südseite eines Gebäudes. Auf der Nordseite hingegen wird ein solcher Schichtenaufbau eingesetzt, wonach außenseitig sich wärmedämmende, d.h. aus geschäumtem Geopolymer-Werkstoff ausgebildete Schichten befinden und innenseitig solche, die zur Wärmeübertragung, d.h. aus einem ungeschäumten kompakten Geopolymer-Werkstoff ausgebildet sind, wobei innenseitig zur Vergrößerung der wärmeübertragenden Fläche Rippen oder sonstige Oberflächenstrukturelemente vorgesehen sein können. Man erkennt aus obigen Ausführungen, daß die erfindungsgemäße Dachkonstruktion in vielfältiger Weise statische, wärmedämmende, lüftungs-Ventilation slots or ventilation recesses can be formed in both the outer wall of the building and the roof structure. The design of the roof, roof overhang and outer wall described above, which serves to absorb heat, is located on the south side of a building. On the north side, however, a layer structure is used, whereby on the outside there are heat-insulating layers, i.e. made of foamed geopolymer material, and on the inside there are layers that are designed for heat transfer, i.e. made of an unfoamed, compact geopolymer material, whereby ribs or other surface structure elements can be provided on the inside to increase the heat-transferring surface. It can be seen from the above that the roof structure according to the invention can be used in a variety of ways to provide static, heat-insulating, ventilating and

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Ol und heizungstechnische Funktionen verwirklicht, wobei gleichzeitig die Dachentwässerung mit eingebunden ist. Das Dach kann aus wenigen, industriell vorgefertigten, jedoch bauseitig auf individuell benötigte Abmessungen, Schrägen usw. zuschneidbaren Bauteilen aufgebaut sein, die einerseits durch stofflich homogene Verklebung zu größeren Einheiten verbindbar sind, die jedoch andererseits aufgrund der leichten zerspanenden Bearbeitbarkeit auch nachträgliche Änderungsmöglichkeiten in einfacher Weise ermöglichen. Schließlich können aufgrund der einfachen Gestaltungsmöglichkeiten von Geopolymer-Werkstoffen auch rein architektonische Gesichtspunkte in veilfältiger Weise Berücksichtigung finden.Oil and heating functions are implemented, with roof drainage being integrated at the same time. The roof can be constructed from a few industrially prefabricated components that can be cut to size on site to suit individual requirements, slopes, etc., which can be connected to form larger units by bonding them together using homogeneous materials, but which can also be easily modified later due to the fact that they are easy to machine. Finally, due to the simple design options of geopolymer materials, purely architectural aspects can also be taken into account in a variety of ways.

Claims

DIPPING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL DIPPING. PETER SOBISCHDIPPING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL DIPPING. PETER SOBISCH

Patent Attorneys Rose, Kosel & Sobisch · Odastrasse 4a

Odastrasse4a, D-37581 Bad Gandersheim D-37581 Bad Gandersheim

Germany

Telephone (05382)4038 Telex957422siedpd Fax (05382)4030

Your reference/Your ref. Our reference/Our ref. Date/Date

2149/437 20 October 1993

Karl-Heinz Vahlbrauk

EXPECTATIONS

1. Roof construction, consisting of at least one roof surface (14) inclined at an angle (12) to the horizontal plane and composed of a plurality of roof panels (15) made of an inorganic material, characterized in that

- that the panels (15) are laterally glued together in a sealing manner to form a closed roof surface (14), that the panels (15) are supported on supporting components (8) whose upper sides (13) designed as a support surface are inclined at the angle (12) to the horizontal plane,

- that the plates (15) are glued to the support components (8) and

- that the support components (8) are made of the same material as the plates (15).

-2-PS/N

Bank account: NORD/LB, NL Bad Gandersheim (bank code 250 500 00), account no. ZZ ' 18 97C · Postgiro account: Postgiroamt Hannover (bank code 250100 30), account no. 667 15-307

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Oil

2. Roof construction according to claim 1, characterized in that the roof panels (15) and the supporting components (8) consist of a geopolymer material and are homogeneously bonded to one another.

3 _# Roof construction according to claim 1 or 2, characterized in

- that gutter elements (18) are arranged along the lower edge,

- that the gutter elements (18) are made of the same material as the roof panels (15) and

- that the gutter elements (18) are glued at least to the facing sides of the roof panels (15).

4. Roof construction according to claim 3, characterized in

- that the gutter elements (18) are glued in a substantially vertical plane (17) to the facing sides of at least the roof panels (15).

5. Roof construction according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in

- that the supporting components (8) are supported on a ceiling (1),

- that the ceiling (1) extends over the outer wall (2) of the building in a manner forming a roof overhang (26)

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Ol way protrudes and

- that the free end of the ceiling (1), one side (11) of the support component(s) (8) and the lower end of the roof panel arrangement are in a common plane

(17) are located.

6. Roof construction according to claim 5, characterized in that

- that the ceiling (1) consists of concrete, a wooden structure or a geopolymer material and

- that the outer wall (2) consists of masonry, optionally coated or of a geopolymer material.

7. Roof construction according to claim 5 or 6, characterized in that

- that a coating (6) made of a geopolymer material is applied to the cover (1) and

- that the coating (6) is bonded at least to the supporting components (8).

8. Roof construction according to one of the previous

Claims 1 to 7, characterized in that a structure similar to conventional roof tiles is formed into the outside of the roof panels (15).

9. Roof construction according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that conventional roof tiles are adhesively bonded to the outside of the roof panels (15).

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-A--A-

Oil

10. Roof construction according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the roof panels (15) are designed in strip-like fashion.

11. Roof construction according to one of the preceding claims 5 to 10, characterized in that

- that channels for guiding a heat transfer medium are formed in the ceiling (1) and/or the roof panels (15) and/or the outer wall (2),

- that these channels form a comprehensive network of pipes intended for the absorption or release of heat over a large area and

- that the components containing the channels consist of a compact, i.e. unfoamed geopolymer material on their side intended for heat emission or heat absorption and of a foamed geopolymer material on the side opposite the latter.