EP0256977B1 - Schwer brennbares Flächenelement für den Schiffsbau - Google Patents

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EP0256977B1
EP0256977B1 EP87810417A EP87810417A EP0256977B1 EP 0256977 B1 EP0256977 B1 EP 0256977B1 EP 87810417 A EP87810417 A EP 87810417A EP 87810417 A EP87810417 A EP 87810417A EP 0256977 B1 EP0256977 B1 EP 0256977B1
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EP
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chambers
integrally formed
plate
section
panel according
Prior art date
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EP87810417A
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EP0256977A1 (de
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Martin Kramm
Erich Herz
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3A Composites International AG
Original Assignee
Alusuisse Lonza Services Ltd
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/74—Removable non-load-bearing partitions; Partitions with a free upper edge
    • E04B2/7407—Removable non-load-bearing partitions; Partitions with a free upper edge assembled using frames with infill panels or coverings only; made-up of panels and a support structure incorporating posts
    • E04B2/7409—Removable non-load-bearing partitions; Partitions with a free upper edge assembled using frames with infill panels or coverings only; made-up of panels and a support structure incorporating posts special measures for sound or thermal insulation, including fire protection
    • E04B2/7411—Details for fire protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts
    • B63B3/68—Panellings; Linings, e.g. for insulating purposes

Definitions

  • the invention relates to a flame-retardant surface element for shipbuilding, in particular a ceiling or wall element for ships or artificial islands for offshore extraction technology, according to the preamble of claim 1.
  • a surface element of this type is known from GB-A-1 190 033.
  • a surface element is known from US-A-2 063 115, in which a sheet metal profiled to form lined up, cross-sectionally triangular chambers is covered with wall panels on both sides.
  • the chambers are filled with refractory material.
  • Shipbuilding walls are generally the supporting structures of the ship. They consist of sheets with regular stiffeners that are welded on or designed as beads. All exterior walls are insulated against heat and cold in shipbuilding.
  • a ship's wall on the market consists of a steel plate with welded-on L-profiles as stiffeners. Both the L-shaped profiles and the steel plate itself are covered with fire protection mats; the fire protection mats are held by thin fastening pins.
  • the mineral wool applied in this way must then be provided with tarpaulins, decorative walls or similar protective surfaces.
  • the entire structure, with its easily damaged outside, has proven to be disadvantageous.
  • the mounting pins form undesirable thermal bridges.
  • the inventor has set himself the goal of designing a flame-retardant surface element of the type mentioned at the outset in such a way that it forms a compact and yet very light component which does not have the disadvantageous thermal bridges.
  • a dowel profile made of flame-retardant material can thus be inserted into the chambers of the surface element according to the invention, such dowel profiles being inserted only into individual chambers required for assembly and connected with associated pins or screws for the non-combustible wall panels.
  • the other chambers can be filled with fire protection mats.
  • the dowel profiles serve as anchors for non-flammable wall panels running on both sides of the light metal profile. These are connected to the dowel profiles by metal pins, nails or screws without thermal bridges being able to form here.
  • the surface elements according to the invention are considerably lighter than the surface elements according to the prior art. They can also be assembled very quickly, which leads to a reduction in labor costs. Another advantage is that smooth and level exterior surfaces are created when the non-combustible wall panels are applied.
  • Such surface elements can easily be used for structures and residential modules of drilling rigs, but also for ship installations.
  • the safety regulations are very strict, especially for drilling rigs.
  • a wall with an outside temperature of 1150 ° C must take over the full static load for one hour and must not measure more than 140 ° C on the metal core on the side facing away from the fire.
  • 970 ° C in the opposite direction applies for 60 minutes.
  • the surface element according to the invention meets these requirements and also offers the advantages already described.
  • the metal core or the light metal profile is provided with two oppositely opening chambers, which are adjacent to one another and are delimited by three webs molded onto the profile plate, two of which at their end remote from the profile plate by means of alignments which are aligned with one another offer an L-shaped cross section.
  • An inner wall 10 shown in FIG. 1 of a ship or an oil rig not shown further has a core of light metal profiles 11 on both sides - a respective cross-sectional length a of here 600 mm and a cross-sectional width b of 45 mm - fire-retardant wall panels 12 with a thickness e of 12 mm made of fiber silicate or the like. Material with a weight of about 10.5 kg per panel square meter.
  • a joint between two wall panels 15 can be seen at 14, which requires the use of a pair of screws 31.
  • a weld seam between a channel edge 36 of a light metal profile 11 and the chamfered longitudinal edge 37 of the abutting light metal profile 11 can be seen.
  • Non-combustible mineral wool mats 40 are inserted into the wall cavities remaining after insertion of the dowel profiles 30.
  • the slot 16 of the profile plate 15 adjacent webs 17a, 18 a cross-sectionally mutually stepped and form two abutment shoulders 42, and a rear wall 43 offset therefrom; here too the cross-sectional central axis M i or M 2 is the axis of symmetry of the chamber cross-section.
  • Chamber 25a - adjacent chamber 26 a is of a T-shaped extension portion 45 of the web 18a on the one hand as well as a lateral conformation 46 on the web 18 a limited; beyond the axis of symmetry M 2, this projection 46 forms the other wall 26 a , the rear wall 43 a of which is at a distance t of 16 mm from the profile plate 15.
  • the head part 47 of the T-like extension section 45 forms an abutment surface with an aligned part 48 of the molding 46 at a distance from the profile plate 15 corresponding to the profile width b.
  • the distances si and s 2 of the profile ends 36 and 37 from the nearest central axes M 2 and M 1 are unequal, namely approximately 50 mm and 110 mm.
  • Each light metal profile 11 has a cross-section of a profile plate 15 with - here three - longitudinal slots 16 of width i (for example 30 mm) and on both sides of that longitudinal slot 16 rectangularly shaped webs 17, 18, which are determined by determining the cross-sectional width b by a parallel to the profile plate 15 extending transverse wall 20 are connected.
  • the latter protrudes beyond one web 18 and is aligned with one leg 22 of a third web 19; Leg 22 and the free edge 21 of the transverse wall 20 in turn limit a slot 23 of width i.
  • the widths of the slots 16 and 23 are dimensioned the same here, but can also differ.
  • the webs 17 to 19 delimit two adjacent chambers 25, 26 with mutually opposite access openings in the form of the slots 16 and 23.
  • the distance h between the cross-sectional central axes M 1 and M 2 of adjacent chambers 25, 26 measures 56 mm
  • the distance f between the cross-sectional central axes M 1 and M 2 rectified chambers 25 and 26 measure 200 mm.
  • the clear chamber width m is about 52 mm
  • q 1 for example 6 mm
  • the cross section of the one chamber 25 b at the slot 16 of the profile plate 15 in FIG. 5 corresponds approximately to the chamber 25 a of FIG. 4, the chamber rear wall 43 e here being a semicircular cross section.
  • the distance h 1 between the central cross-sectional axes M 1 and M 2 is so large - here: 100 mm - that the counter-opening chamber 26 b cannot be formed by boundary walls of the other chamber 25 b ; Rather, a channel profile 50 is provided here as a chamber boundary, which is formed on the inner surface of the profile plate 15 by a stem 51 falling into the central cross-sectional axis M 2 .
  • the contour of the chamber 26 b corresponds to that of the chamber 25 b , here also molded parts 47, 48 are aligned with one another and delimit the slot 23.
  • the profile width b here is 70 mm with different thicknesses e or e 1 of the wall panels 12.
  • the chamber 26 b receives a plate-like clamping piece 53 parallelogram-like outline, the width c of which is less than the width i of the slot 23 and which, thanks to this provision, can be inserted into the chamber 26 b and rotated therein until the end position shown in FIG. 7 is reached, in which a screw 54 can be tightened to fix a steel connection 60 to the light metal profile 11 bb .

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein schwer brennbares Flächenelement für den Schiffbau, insbesondere Decken- oder Wandelement für Schiffe oder künstliche Inseln für die Offshore-Gewinnungstechnik, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Flächenelement dieser Art ist aus GB-A-1 190 033 bekannt.
  • Des weiteren ist aus US-A-2 063 115 ein Flächenelement bekannt, bei dem ein unter Bildung aneinander gereihter, querschnittlich dreieckiger Kammern profiliertes Blech beidseits mit Wandplatten beplankt ist. Die Kammern sind hierbei mit feuerfestem Material gefüllt.
  • Schiffbauliche Wände sind im allgemeinen tragende Verbände des Schiffes. Sie bestehen aus Blechen mit regelmässigen Versteifungen, die aufgeschweisst oder als Sicken ausgebildet sind. Alle aussenliegenden Wände werden im Schiffsbau gegen Wärme und Kälte isoliert. So besteht beispielsweise eine auf dem Markt befindliche Schiffswand aus einer Stahlplatte mit daran angeschweissten L-Profilen als Versteifungen. Sowohl die L-förmigen Profile als auch die Stahlplatte selbst sind durch Brandschutzmatten belegt; die Brandschutzmatten sind durch dünne Befestigungsstifte gehalten. Die so aufgebrachte Mineralwolle muss dann noch mit Planen, Dekorwänden od. dgl. Schutzflächen versehen werden. Als nachteilig hat sich der gesamte Aufbau mit seiner leicht zu beschädigenden Aussenseite erwiesen. Ausserdem bilden die Befestigungsstifte unerwünschte Wärmebrücken.
  • Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein schwer brennbares Flächenelement der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass es ein kompaktes und dennoch sehr leichtes Bauelement bildet, dem die nachteiligen Wärmebrücken fehlen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemässen Flächenelement durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • In die Kammern des Flächenelementes nach der Erfindung ist also ein Dübelprofil aus schwer brennbarem Werkstoff einschiebbar, wobei solche Dübelprofile nur in einzelne, für den Zusammenbau nötige Kammern eingeschoben und mit zugehörigen Stiften oder Schrauben für die nicht brennbaren Wandplatten verbunden sind. Die übrigen Kammern können mit Brandschutzmatten ausgefüllt werden. Die Dübelprofile dienen als Anker für beidseits des Leichtmetallprofile verlaufende, nicht brennbare Wandplatten. Diese sind mit den Dübelprofilen durch Metallstifte, Nägel oder Schrauben verbunden, ohne dass sich hier Wärmebrücken bilden könnten.
  • Dank dieser Massgaben entstehen schiffbauliche Wände, die gegen Feuer isoliert sind und erheblich kleinere Bauhöhen haben als vergleichbare Wände bekannter Art mit gleichen Festigkeitswerten - dies führt zu einem erheblichen Raumgewinn. Darüber hinaus sind die erfindungsgemässen Flächenelemente erheblich leichter als die Flächenelemente nach dem Stande der Technik. Sie lassen sich auch sehr schnell montieren, was zu einer Reduzierung der Lohnkosten führt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, dass schon beim Aufbringen der nicht brennbaren Wandplatten glatte und ebene Aussenflächen entstehen.
  • Derartige Flächenelemente können problemlos für Aufbauten und Wohnmodule von Bohrinseln verwendet werden, aber auch für Schiffseinbauten. Insbesondere bei Bohrinseln sind die Sicherheitsvorschriften sehr streng. Beispielsweise muß eine Wand bei einer Außentemperatur von 1150° C eine Stunde die volle statische Last übernehmen und darf auf der dem Feuer abgewandten Seite nicht mehr als 140° C am Metallkern messen. Da aber auch Feuer auf der Innenseite in den Räumen entstehen kann, gelten in der umgekehrten Richtung 970° C für 60 Minuten. Diesen Vorgaben wird das erfindungsgemäße Flächenelement gerecht und bietet darüber hinaus die bereits beschriebenen Vorzüge an..
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Metallkern bzw. das Leichtmetallprofil mit jeweils zwei gegenläufig sich öffnenden Kammern versehen, die einander benachbart sind und von drei an die Profilplatte angeformten Stegen begrenzt sind, von denen zwei an ihren der Profilplatte fernen Ende durch miteinander fluchtende Anformungen einen L-förmigen Querschnitt anbieten. Es entsteht so ein äußerst stabiler Metallkern, welcher den Abstand der Feuerschutzplatten fixiert und als Leichtmetall-Strangprofil auch in einfacher Weise herzustellen ist.
  • Weitere Ausgestaltungen des Leichtmetallprofiles sind in den Unteransprüchen beschrieben und haben gemeinsam, daß Einschubbahnen für schwer entflammbare Dübelprofile entstehen, die von beiden Profilseiten zugänglich sind und Nägel, Schrauben oder entsprechende Verbindungselemente aufnehmen können, ohne daß dadurch Temperaturbrücken entstehen würden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Fig. 1: den Längsschnitt durch eine mehrschichtige Innenwand eines Schiffes oder einer Bohrinsel;
    • Fig. 2: eine von einem Leichtmetallprofil gebildete Schicht aus Fig. 1;
    • Fig. 3: das Leichtmetallprofil der Fig. 2 in Schrägsicht;
    • Fig. 4: ein anderes Leichtmetallprofil in schematischem Querschnitt;
    • Fig. 5: einen gegenüber den Fig. 1 bis 4 vergrößerten Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Wand;
    • Fig. 6: den gegenüber Fig. 5 verkleinerten Schnitt gemäß deren Linie VI - VI;
    • Fig. 7: den gegenüber Fig. 5 verkleinerten Schnitt entsprechend deren Linie VII - VII.
  • Eine in Fig. 1 wiedergegebene Innenwand 10 eines nicht weiter dargestellten Schiffes oder einer Bohrinsel weist beidseits eines Kernes aus Leichtmetallprofilen 11 -- einer jeweiligen Querschnittslänge a von hier 600 mm und einer Querschnittsbreite b von 45 mm -- feuerhemmende Wandplatten 12 einer Dicke e von 12 mm aus Fibersilikat od. dgl. Werkstoff mit einem Gewicht von etwa 10,5 kg je Plattenquadratmeter auf.
  • In Fig. 1 ist bei 14 ein Stoß zwischen zwei Wandplatten 15 zu erkennen, der die Verwendung eines Schraubenpaares 31 erforderlich werden läßt. Bei 35 ist eine Schweißnaht zwischen einer Rinnenkante 36 eines Leichtmetallprofiles 11 und der angefasten Längskante 37 des anstoßenden Leichtmetallprofiles 11 ersichtlich.
  • In die nach Einschub der Dübelprofile 30 verbleibenden Wandhohlräume sind nichtbrennbare Mineralwollmatten 40 eingesetzt.
  • Beim Leichtmetallprofil 1 la der Fig. 4 sind die dem Schlitz 16 der Profilplatte 15 benachbarten Stege 17a, 18a querschnittlich zueinander gestuft und bilden zwei Anlageschultern 42 sowie eine dazu versetzte Rückwand 43; auch hier ist die Querschnittsmittelachse Mi bzw. M2 Symmetrieachse des Kammerquerschnitts.
  • Die -- der sich an der Profilplatte 15 öffnenden Kammer 25a -- benachbarte Kammer 26a wird von einem T-förmigen Verlängerungsabschnitt 45 des Steges 18a einerseits sowie einer seitlichen Anformung 46 an den Steg 18a begrenzt; diese Anformung 46 bildet jenseits der Symmetrieachse M2 die andere Wand 26a, deren Rückwand 43a zur Profilplatte 15 in einem Abstand t von 16 mm steht. Dabei bildet der Kopfteil 47 des T-artigen Verlängerungsabschnittes 45 mit einem fluchtenden Teil 48 der Anformung 46 eine Anlagefläche in einem der Profilbreite b entsprechenden Abstand zur Profilplatte 15.
  • Im übrigen sind die Abstände si bzw. s2 der Profilenden 36 bzw. 37 von den nächstliegenden Mittelachsen M2 bzw. M1 ungleich, nämlich etwa 50 mm bzw. 110 mm.
  • Jedes Leichtmetallprofil 11 besteht querschnittlich aus einer Profilplatte 15 mit --hier drei -- Längsschlitzen 16 der Breite i (beispielsweise 30 mm) und beidseits jenes Längsschlitzes 16 rechtwinklig angeformten Stegen 17,18, die unter Bestimmung jener Querschnittsbreite b durch eine parallel zur Profilplatte 15 verlaufende Querwand 20 verbunden sind. Letztere kragt über den einen Steg 18 hinaus und fluchtet mit einem Schenkel 22 eines dritten Steges 19; Schenkel 22 und die freie Kante 21 der Querwand 20 begrenzen ihrerseits einen Schlitz 23 der Breite i. Die Breiten der Schlitze 16 und 23 sind hier gleich bemessen, können jedoch auch differieren.
  • Die Stege 17 bis 19 begrenzen zwei einander benachbarte Kammern 25,26 mit zueinander gegenläufigen Zugangsöffnungen in Form der Schlitze 16 und 23. Der Abstand h der Querschnittsmittelachsen M1 und M2 benachbarter Kammern 25,26 mißt 56 mm, der Abstand f zwischen den Querschnittsmittelachsen M1 bzw. M2 gleichgerichteter Kammern 25 bzw. 26 mißt 200 mm. Die lichte Kammerbreite m beträgt hier etwa 52 mm, die Kammertiefe n 37 mm.
  • In den lichten Kammerquerschnitt ragen von jedem angrenzenden Steg 17 und 18 bzw. 18 und 19 in Abstand q1 (beispielsweise 6 mm) von der jeweiligen Kammerrückwand 20 bzw. 15 miteinander fluchtende Rippen 28 ab, die mit der Kammerfrontwand 15 bzw. 20, 22 (Abstand q2 = 27 mm) ihrer Kammer 26 bzw. 27 eine Einschubbahn für ein Dübelprofil 30 aus Fibersilikat begrenzen; letzteres ist von Schrauben 31 durchsetzt, welche durch die Wandplatte 12 sowie die Schlitze 16, 23 greifen. Die Enden 32 der Schraube 31 ragen in einen durch jene Rippen 28 bestimmten Endraum ein.
  • Die eine Kammer 25b am Schlitz 16 der Profilplatte 15 in Fig. 5 entspricht in ihrem Querschnitt etwa der Kammer 25a der Fig. 4, wobei die Kammerrückwand 43e hier halbkreisförmigen Querschnittes ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand h1 zwischen den Querschnittsmittelachsen M1 und M2 so groß -- hier: 100 mm --, daß die gegenläufig sich öffnende Kammer 26b nicht von Begrenzungswänden der anderen Kammer 25b gebildet werden kann; vielmehr ist hier ein Rinnenprofil 50 als Kammerbegrenzung vorgesehen, welches durch einen in die Querschnittsmittelachse M2 fallenden Stiel 51 an die Innenfläche der Profilplatte 15 angeformt ist. Die Kontur der Kammer 26b enspricht jener der Kammer 25b, wobei auch hier angeformte Teile 47, 48 miteinander fluchten und den Schlitz 23 begrenzen. Die Profilbreite b beträgt hier 70 mm bei unterschiedlicher Dicke e bzw. e1 der Wandplatten 12.
  • Die Kammer 26b nimmt ein plattenartiges Klemmstück 53 parallelogrammartigen Umrisses auf, dessen Breite c geringer ist als die Breite i des Schlitzes 23 und das dank dieser Maßgabe in die Kammer 26b eingeführt und darin gedreht werden kann, bis die in Fig. 7 dargestellte Endlage erreicht ist, in welcher eine Schraube 54 festgezogen werden kann, um einen Stahlanschluß 60 am Leichtmetallprofil 11b b festzulegen.

Claims (8)

1. Schwer brennbares Flächenelement für den Schiffbau, insbesondere Decken- oder Wandelemente für Schiffe oder künstliche Inseln für die Offshore-Gewinnungstechnik, bestehend aus Leichtmetallprofilen (11,11 a, 11 b) mit Kammern (25, 25a, 25b) in Form hinterschnittener Nuten sowie nahe jeder Kammer (25, 25a, 25b) wenigstens einer sich zur Gegenseite hin öffnenden weiteren hinterschnittenen Kammer (26, 26a, 26b), wobei das Leichtmetallprofil (11, 11 a, 11 b) mit einer nicht brennbaren Wandplatte (12) beplankt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kammern (25, 26, 25a, 26a; 25b, 26b) Dübelprofile (30) eingeschoben sind die durch wenigstens einen Stift (31) oder eine Schraube mit der am Leichtmetallprofil (11, 11 a, 11b) anliegenden, nicht brennbaren Wandplatte (12) über die offene Seite der Kammern verbunden sind.
2. Flächenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei gegenläufig sich öffnende Kammern (25, 26) benachbart sind und von drei an eine Platte (15) angeformten Stegen (17, 18, 19) begrenzt sind, von denen zwei (18, 19) an ihrem der Platte (15) fernen Ende durch miteinander fluchtende Anformungen (21, 22) einen L-förmigen Querschnitt aufweisen und einen Schlitz (23) bilden, während Überstände 15a) der Platte (15) die Hinterschneidung der zur Platte (15) offenen Kammern (25) bilden.
3. Flächenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stege (17, 18, 19) Rippen (28) angeformt sind, die in den Kammern (25, 26) mit deren Rückwänden (20, 20a) und/oder mit deren Überständen (15a) bzw. Anformungen (21, 22) Einschubbahnen bilden.
4. Flächenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei gegenläufig sich öffnende Kammern (25a, 26a) benachbart sind und von drei Stegen (17a, 18a, 19a) begrenzt sind, von denen zwei Stege (17a, 18a) an eine Platte (15) angeformt sind und einen Steg (19a) von einem der beiden anderen Stege abragt.
5. Flächenelement nach Anspruch 4, dadurch ge- .kennzeichnet, daß die beiden an die Platte (15) angeformten Stege (17a, 18a) unter Bildung von Anlageschultern (42) der Kammern (25a, 26a) verbunden sowie mit einem querschnittlich T-förmigen Verlängerungsabschnitt (45) versehen sind, dem eine seinerseits T-förmige seitliche Anformung (46) des dritten Steges (19a), der ebenfalls eine Anlageschulter (42) bildet, gegenübersteht.
6. Flächenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich von einer Platte (15) weg öffnenden Kammern (26b) von an die Platte (15) gesondert angeformten Rinnenprofilen (50) gebildet und über Stiele (51) an diese angefügt sind.
7. Flächenelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückwände der Kammern (25a, 26a; 25b, 26b) eine (43, 43a, 43b) eingeformt ist.
8. Flächenelement nach einem Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammern (25, 26; 26a; 25b, 26b) oder der Querschnitt der durch den Abstand (qi, q2) der Rippen (28) von den Rückwänden (20, 20a) bzw. den Uberständen (15a) oder den Anformungen (21, 22) bestimmten Einschubbahn vom Dübelprofil (30), das insbesondere aus Fibersilikat besteht, ausgefüllt ist.
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