EP0878588A1 - Building with up to four storeys, particularly for residential purpose, and process for its erection - Google Patents
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- EP0878588A1 EP0878588A1 EP98108888A EP98108888A EP0878588A1 EP 0878588 A1 EP0878588 A1 EP 0878588A1 EP 98108888 A EP98108888 A EP 98108888A EP 98108888 A EP98108888 A EP 98108888A EP 0878588 A1 EP0878588 A1 EP 0878588A1
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- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
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- E04B1/348—Structures composed of units comprising at least considerable parts of two sides of a room, e.g. box-like or cell-like units closed or in skeleton form
- E04B1/34869—Elements for special technical purposes, e.g. with a sanitary equipment
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- E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
- E04B2001/249—Structures with a sloping roof
Definitions
- the invention relates to buildings with up to four floors, in particular for residential purposes, based on a load-bearing section steel construction, as well as a suitable one Procedure for the construction of the buildings.
- a prefabricated house is also known (DE 94 10 139.6 U 1), which consists of a foundation module, base storey module, upper storey module and roof storey module, with all modules being ready to live.
- the outer shells of the modules consist of aluminum or steel plates that are stiffened by pipes in which a liquid circulates.
- the house is centered with a central pipe through which the supply and disposal lines run.
- a building consisting of modules of prefabricated building cells is described in EP 0 639 677 A1. Each module consists of a frame construction welded into a steel skeleton, a rectangular base frame, a rectangular cover frame and four vertical supports. The outer surfaces are covered with lightweight building boards.
- a modular construction house (DE 44 11 004 A1) consists of four modules with different basic shapes, a ground floor module, a mezzanine module, an attic module and a module for the roof top. The modules are removed for assembly and delivered raw plastered.
- the individual modules consist of load-bearing steel structures, which together form the metallic supporting structure. The outer and inner walls have no supporting function.
- the individual modules are arranged on top of each other on site and connected to each other. Then the joints of the individual modules are closed, the roof covering is put on and a fine plaster is applied.
- a disadvantage is the complex transportation of the modules, since each of the modules forms a floor and therefore requires a relatively large transport space.
- the individual modules do not allow for great variability in the exterior design of the houses. Since the modules have already been fully expanded, individual customer requests cannot be sufficiently taken into account.
- the well-known buildings on the basis of load-bearing steel structures only partially meet the existing requirements.
- Container-like buildings and prefabricated houses have a limited lifespan. They cannot always meet the high requirements for thermal insulation as well as noise and tape protection. As a result of the low heat storage capacity, a high level of energy expenditure must be used for heating.
- Another major disadvantage is that the known houses listed do not allow for subsequent additions or further additions, or this is only possible with a very high outlay.
- credit institutions prefer a construction method as a solid construction that is stable in terms of value and performance in order to finance residential buildings.
- the invention was based on the object of buildings with up to four floors, especially for residential purposes, to create a substantial shortening of the Construction time allow a low installation effort for the house technology on site require and where the house technology after a short construction time, before completion of the interior, can be put into operation, a high variability in the enable structural design and have the quality of solid buildings. It is also an object of the invention to provide a suitable method for establishing the Creating buildings.
- a portal structure is built from one or more prefabricated structural units, the prefabricated structural units already being complete with the necessary technical supply and disposal lines and, if necessary, with necessary building services, such as a heating system, are equipped.
- the box-shaped structural units consist of a section steel welded construction and are screwed together.
- the height of the individual structural units corresponds to the height of the respective floor.
- the free end of the horizontally arranged structure units which are located directly under the future roof, is intercepted by means of a support.
- the supporting structure skeleton which forms the outer frame including the roof structure and consists of profiled steel elements, is set up and connected to the portal structure. This provides the structural skeleton with additional stability.
- the individual structural units of the portal structure can be inexpensively manufactured at a central location and preassembled with the necessary technical equipment, whereby only a number of 3 types of structural units are required.
- a type G structural unit which is intended for the respective floors, whereby the structural units for the ground floor and the subsequent upper floors are identical.
- Another type D structural unit is intended for horizontal arrangement.
- Several of these type D structural units can be connected to each other in a row and are located directly under the roof after attachment to the upper vertical structural unit.
- a complete heating system including an oil tank, can be preassembled in these type D structural units.
- These structural units are then dimensioned and equipped so that they are accessible to operating personnel.
- the corresponding arrangement of the respective structural units depends on the type of building to be erected and the type of heating envisaged. For example, if it is a two-storey detached house that is to be equipped with natural gas heating, only three supporting structure units, one of type K and two of type G, need to be installed.
- the combination heater for heating and hot water supply can then be attached to the type K structural unit.
- the structural units of type K and type G which are arranged vertically, also have corresponding supports for fastening ceiling beams, which are attached to the structural skeleton with the other free end. Since the necessary supply and disposal lines for the building services are already pre-assembled in the structural units, the installation effort on site can be significantly reduced. It is particularly advantageous, however, that the building services supply facilities can be put into operation after a relatively short construction time, after completion of the portal structure. After the outer walls and the roof have been erected, the shell is ready to be heated. This results in better drying out of the building and the necessary interior work can also be carried out without problems at low outside temperatures.
- the erected portal structure also plays an important role from a structural point of view, since it essentially absorbs all loads from the structure.
- the exterior wall design can therefore be made as desired, but it is expedient to use solid wall elements.
- the outer and inner walls of the building have no supporting function.
- the portal structure has no disadvantages on the individual spatial design of the buildings. It represents a new system solution that can be used for different buildings, especially in residential and community buildings. However, due to the structural requirements to be met, it is limited to buildings with up to four floors. Initial calculations have shown that with this new construction cost savings in the order of 20 to 30% can be achieved compared to the conventional construction. Since the portal structure can be expanded later, extensions or conversions of existing buildings of this type can be carried out inexpensively at a later date.
- the base plate 1 with the erected structure skeleton 2 is shown for a family home without a basement.
- the entire structure skeleton 2 consists of vertically and horizontally arranged section steel elements 3, 11, preferably double T elements, and two round horizontal elements 4 as longitudinal connectors for the roof section elements 17.
- the section steel elements are galvanized and connected to one another by screw connections.
- a shaft 5 in which all the building supply connections are located, such as power connection cable, water connection, sewage line connection, telephone and cable TV connection and, if appropriate, the natural gas line connection.
- a stable frame 6 is concreted in, which has screw bolts pointing vertically upwards, which serve to connect the structural unit 8 to be retrofitted for the ground floor.
- the portal structure 7 consists of a structure unit 8 of type G for the ground floor, a further structure structure 8 'of type G for the upper floor and four horizontally connected structure units 9, 9', 9 '', 9 '''of type D, which extend directly under the roof of the house over the entire length of the house from gable side to gable side.
- the structural unit 9 is fixedly mounted on the upper structural unit 8 '.
- the last horizontal structural unit 9 ''' is supported by a vertical support 10, for example a U-profile, which is connected to the horizontal profile element 11 on the adjacent gable side (FIG. 3).
- the portal structure can also be arranged as a T-shape on the basis of the spatial division desired by the client.
- the individual structural units are prefabricated assemblies that are already equipped with the building services and disposal lines and / or facilities. This considerably reduces the assembly work on site.
- the media-carrying lines 12, 12 'of the neighboring structural units 8, 8' can be connected to one another in a media-tight manner by means of flexible lines or by plug connections.
- the individual structural units form a combinable system for different variants, depending on the structure of the building, the room arrangement and the selected type of heating and hot water supply.
- the structural units of type K and G have essentially the same construction and differ only in height depending on the height of the basement and the other floors.
- the individual lines for hot and cold water, for waste water and for heating are pre-installed in these structural units.
- the lines 12 for waste water and the lines 12 'for cold water are shown in the drawing.
- the vertical structural units 8, 8 ' there are also ventilation pipes, empty pipes for laying the power cable and for telephone and TV cables.
- the complete connections for the toilet, toilet cistern, shower and / or bathtub can already be integrated in the relevant structural units 8, 8 '.
- the horizontally arranged structure units 9, 9 ', 9''and9''' are dimensioned differently from the vertical structure units 8, 8 '.
- FIG. 2 shows, a plurality of structural units 9, 9 ', 9'',9''' can be connected to one another to form a complex or a series.
- an oil burner 13 and the associated hot water tank 14 can be arranged in the structural unit 9.
- the oil tanks 15 are arranged in the last two structural units 9 ′′ and 9 ′′ ′′.
- a structural unit 9 ' which has a floor hatch with an extendable staircase so that the horizontal structural units can be accessed from the upper floor. If necessary, certain lines can be routed along the horizontal structural units, which are guided downward within the U-shaped support.
- the support 10 there is also a supply line for the oil to the oil tanks 15. The oil tanks can then be filled from the gable outside of the house.
- the structure of the vertical structural unit 8 is shown enlarged in FIG.
- the structural unit 8 consists of a stable frame 25 with cross struts 26 and side walls 27, 28 on the narrow sides.
- connecting flanges 29 are arranged, in which holes are arranged. These connecting flanges 29 serve as contact surfaces for the structural units 8, 8 'arranged directly one above the other.
- the structural units are attached to each other using screws that are inserted through the congruent holes and screwed with nuts.
- supports 16 for ceiling beams at floor level which are not shown in the drawing.
- the ceiling girders can consist, for example, of appropriately suitable trapezoidal sheets which are attached to the supports 15 and supports on the section steel elements of the supporting structure skeleton 2.
- the trapezoidal sheets are poured with concrete in a manner known per se.
- the outer walls of the house can be made of different materials. However, it is expedient to use aerated concrete elements as outer wall elements. It is also possible to use prefabricated clinker wall elements as outer wall elements.
- the outer walls have no load-bearing function and are attached to the outside of the section steel elements 3, 11 of the structural skeleton 2.
- the further interior of the house can be done in the usual dry construction.
- a single-family house with a living space of 120 m 2 can be built in shell construction within 20 days, with the most necessary building services, such as heating, warm, within this short construction time due to the piping and supply facilities integrated in the portal structure - and cold water supply, waste water discharge, power supply are ready for operation.
- the client can carry out the interior work at his own request. Due to the possible heating of the house, which is finished as a shell, the interior can be carried out without any problems even at low outside temperatures.
- the outer walls are made of concrete elements, a solid house can be built in a much shorter time compared to the previously known construction methods.
- the construction time for a single family house is, for example, only 2 months.
- Another advantage is that due to the production of the necessary structures made of galvanized steel, it has a very long service life and the use of wood as a building material can be almost completely dispensed with.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Gebäude mit bis zu vier Geschossen, insbesondere für Wohnzwecke, auf der Basis einer tragenden Profilstahlkonstruktion, sowie ein geeignetes Verfahren zur Errichtung der Gebäude.The invention relates to buildings with up to four floors, in particular for residential purposes, based on a load-bearing section steel construction, as well as a suitable one Procedure for the construction of the buildings.
Die Errichtung von Gebäuden unter Verwendung von Profilstahlkonstruktionen ist
bereits seit langem bekannt.
In der DE 30 45 177 A1 ist ein Verfahren zur Erstellung einer Hausanlage beschrieben.
An einer inneren oder äußeren, die Versorgungsanlagen aufnehmenden Tragwerkseinrichtung,
werden transportable Wohn- und Arbeitseinheiten so angebracht, daß
diese jeweils nur durch eine verhältnismäßig schmale passagen- oder podestartige
Konstruktion über Stand- oder Hängekonsolen mit der Tragwerkskonstruktion
verbunden sind. Die innere Tragwerkskonstruktion besteht dabei aus einem Zentralturm,
in dem Fahrstühle, Treppen sowie die Ver- und Entsorgungseinrichtungen
unterbracht sind. An sternförmig angeordneten Hängekonsolen sind dann die Wohneinheiten
befestigt.
Derartige Hausanlagen sind Hochbauten, die nur eine geringe Grundfläche benötigen,
um eine große Anzahl an Bewohnern unterzubringen. Diese siloartigen Hausanlagen
entsprechen nicht den Bedürfnissen der Menschen nach einem möglichst individuellen
Wohnkomfort. Außerdem sind derartige Wohnanlagen in ihrer Instandhaltung sehr
aufwendig.The construction of buildings using profiled steel structures has been known for a long time.
DE 30 45 177 A1 describes a method for creating a house system. Transportable living and working units are attached to an internal or external supporting structure that accommodates the supply systems in such a way that they are only connected to the supporting structure by a relatively narrow passage or pedestal-like construction via stand or hanging consoles. The inner structure consists of a central tower, in which elevators, stairs and the supply and disposal facilities are housed. The residential units are then attached to star-shaped hanging consoles.
Such house systems are high-rise buildings that require only a small footprint to accommodate a large number of residents. These silo-like house systems do not meet people's needs for individual living comfort. In addition, such residential complexes are very expensive to maintain.
Bekannt ist auch ein Verfahren zur Errichtung einer industriellen Anlage nach dem
Baukastenprinzip aus Modulbausteinen (DE 32 29 881 A1). Die Module werden in
entsprechend vorgefertigte Gestelle eingeschoben, die komplett vorgefertigt sind und
bereits die erforderlichen Ver- und Entsorgungsleitungen enthalten.
Derartige Gebäude stellen Containeraufbauten dar, die in ihrem optischen
Erscheinungsbild städtebaulichen Ansprüchen nicht genügen und zumindest für Wohnzwecke
mit einem individuellen Komfort ungeeignet sind. Also known is a method for the construction of an industrial plant based on the modular principle of module components (DE 32 29 881 A1). The modules are inserted into suitably prefabricated frames that are completely prefabricated and already contain the necessary supply and disposal lines.
Buildings of this type represent container structures which do not meet the requirements of urban planning in terms of their visual appearance and which are at least unsuitable for residential purposes with individual comfort.
Gebäude aus vorgefertigten Raumzellen in Leichtbauweise, die jeweils ein Skelett-Tragwerk
aufweisen, das die Außenwand bildend zweischalig verkleidet ist, sind aus der
DE 40 24 497 A1 bekannt. Das Tragwerk ist aus doppelflanschigen Trägern gebildet,
wobei in dem durch den Flanschabstand der Träger bestimmten Wandhohlraurn die
notwendigen Leitungen für die Ver- und Entsorgung enthalten sind. Die einzelnen
Raumzellen sind durch Quergänge zu Raumgruppen miteinander verbunden.
Die Montage der einzelnen Raumzellen erfordert spezielle hebetechnische
Ausrüstungen.
Aus der DE 43 02 871 A1 ist ein aus Fertigbauelementen errichtetes Haus bekannt, das
wiederverwertbar abzubauen ist. Die Trägerelemente und/oder Einlegeteile dieses
Hauses sind hohl ausgebildet, um sämtliche Installationen für das Haus innerhalb
dieser Hohlräume beliebig verlegen zu können. Zur Stabilisierung des Hauses können
innerhalb der hohlen Trägerelemente Spannseile oder Spannstäbe gespannt werden.
Bekannt ist auch ein Fertighaus (DE 94 10 139.6 U 1), das aus Fundamentmodul, Grundstockwerkmodul,
Oberstockwerkmodul und Dachstockwerkmodul besteht, wobei
sämtliche Module wohnfertig ausgebaut sind. Die Außenhüllen der Module bestehen
aus Aluminium- oder Stahlplatten, die durch Rohre versteift sind, in denen eine Flüssigkeit
zirkuliert. Das Haus ist mit einem Zentralrohr zentriert, durch das die Ver- und
Entsorgungsleitungen verlaufen.
Ein Gebäude, bestehend aus Modulen vorgefertigter Bauzellen, ist in der EP 0 639 677
A1 beschrieben. Jeder Modul besteht aus einer zu einem Stahl-Skelett verschweißten
Rahmenkonstruktion, einem rechteckigen Grundrahmen, einem rechteckigen
Deckrahmen und vier vertikalen Stützen. Die Außenflächen werden mit Leichtbauplatten
verkleidet.
Die einzelnen Module entsprechen größeren Raumeinheiten, z.B. wird ein dreigeschossiges
Gebäude aus 15 Modulen erstellt. Die vorgefertigten Module erfordern einen
erheblichen Transportaufwand. Die komplette Hausinstallation muß nach dem
Aufstellen der Module errichtet werden.
Ein in Modulbauweise hergestelltes Haus (DE 44 11 004 A1) besteht aus vier in ihrer
Grundform unterschiedlichen Modulen, einem Erdgeschoßmodul, einem Zwischengeschoßmodul,
einem Dachgeschoßmodul und einem Modul für die Dachspitze. Die
Module werden zur Montage fertig ausgebaut und rohverputzt ausgeliefert. Die
einzelnen Module bestehen aus tragenden Stahlkonstruktionen, die in ihrer Gesamtheit
das metallische Traggerüst bilden. Die Außen- und die Innenwände haben keine
tragende Funktion. Die einzelnen Module werden vor Ort übereinander angeordnet und
miteinander verbunden. Anschließend werden die Fügestellen der einzelnen Module
geschlossen, die Dachhaut aufgelegt und ein Feinputz aufgebracht.
Nachteilig ist der aufwendige Transport der Module, da jedes der Module ein Geschoß
bildet und dadurch einen relativ großen Transportraum erfordert. Die einzelnen Module
ermöglichen keine große Variabilität der äußeren Gestaltung der Häuser. Da die Module
bereits fertig ausgebaut sind, können individuelle Wünsche der Kunden nicht in
ausreichendem Maße berücksichtigt werden.
Die bekannten Gebäude auf der Basis von tragenden Stahlkonstruktionen entsprechen
in ihrer Ausführung nur teilweise den bestehenden Bedürfnissen. Containerähnliche
Bauten und Fertigteilhäuser haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Den hohen
Anforderungen an die Wärmeisolierung sowie den Lärm- und Bandschutz können sie
nicht in jedem Fall gerecht werden. Infolge des geringen Wärmespeichervermögens
muß zur Beheizung ein hoher energetischer Aufwand betrieben werden. Ein weiterer
wesentlicher Nachteil ist, daß die aufgeführten bekannten Häuser keinen nachträglichen
Anbau oder eine weitere Aufstockung ermöglichen oder dies nur mit einem sehr hohen
Aufwand möglich ist.
Zu beachten ist auch, daß seitens der Kreditinstitute zur Finanzierung von Wohnbauten
eine Bauweise als wert- und leistungsstabile Massivausführung bevorzugt wird.Buildings made of prefabricated light-weight room cells, each of which has a skeleton structure that is clad with two shells to form the outer wall, are known from DE 40 24 497 A1. The structure is formed from double-flange beams, the necessary lines for supply and disposal being contained in the wall cavity determined by the flange spacing of the beams. The individual room cells are connected to each other by cross corridors to form room groups. The assembly of the individual room cells requires special lifting equipment.
From DE 43 02 871 A1 a house constructed from prefabricated elements is known which can be dismantled for recycling. The support elements and / or inserts of this house are hollow so that all installations for the house can be installed within these cavities as desired. To stabilize the house, tension cables or tension rods can be tensioned within the hollow support elements. A prefabricated house is also known (DE 94 10 139.6 U 1), which consists of a foundation module, base storey module, upper storey module and roof storey module, with all modules being ready to live. The outer shells of the modules consist of aluminum or steel plates that are stiffened by pipes in which a liquid circulates. The house is centered with a central pipe through which the supply and disposal lines run.
A building consisting of modules of prefabricated building cells is described in EP 0 639 677 A1. Each module consists of a frame construction welded into a steel skeleton, a rectangular base frame, a rectangular cover frame and four vertical supports. The outer surfaces are covered with lightweight building boards.
The individual modules correspond to larger room units, for example, a three-storey building is created from 15 modules. The prefabricated modules require a considerable amount of transportation. The complete house installation must be set up after the modules have been installed.
A modular construction house (DE 44 11 004 A1) consists of four modules with different basic shapes, a ground floor module, a mezzanine module, an attic module and a module for the roof top. The modules are removed for assembly and delivered raw plastered. The individual modules consist of load-bearing steel structures, which together form the metallic supporting structure. The outer and inner walls have no supporting function. The individual modules are arranged on top of each other on site and connected to each other. Then the joints of the individual modules are closed, the roof covering is put on and a fine plaster is applied.
A disadvantage is the complex transportation of the modules, since each of the modules forms a floor and therefore requires a relatively large transport space. The individual modules do not allow for great variability in the exterior design of the houses. Since the modules have already been fully expanded, individual customer requests cannot be sufficiently taken into account.
The well-known buildings on the basis of load-bearing steel structures only partially meet the existing requirements. Container-like buildings and prefabricated houses have a limited lifespan. They cannot always meet the high requirements for thermal insulation as well as noise and tape protection. As a result of the low heat storage capacity, a high level of energy expenditure must be used for heating. Another major disadvantage is that the known houses listed do not allow for subsequent additions or further additions, or this is only possible with a very high outlay.
It should also be noted that credit institutions prefer a construction method as a solid construction that is stable in terms of value and performance in order to finance residential buildings.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Gebäude mit bis zu vier Geschossen, insbesondere für Wohnzwecke, zu schaffen, die eine wesentliche Verkürzung der Bauzeit ermöglichen, einen geringen Installationsaufwand für die Haustechnik vor Ort erfordern und bei denen die Haustechnik bereits nach kurzer Bauzeit, vor Fertigstellung des Innenausbaus, in Betrieb genommen werden kann, eine hohe Variabilität in der baulichen Gestaltung ermöglichen und die Qualität von Massivgebäuden aufweisen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Verfahren zur Errichtung der Gebäude zu schaffen.The invention was based on the object of buildings with up to four floors, especially for residential purposes, to create a substantial shortening of the Construction time allow a low installation effort for the house technology on site require and where the house technology after a short construction time, before completion of the interior, can be put into operation, a high variability in the enable structural design and have the quality of solid buildings. It is also an object of the invention to provide a suitable method for establishing the Creating buildings.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 11
angegebenen Merkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungsvarianten sind in den
Ansprüchen 2 bis 10 und 12 angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß nach dem Erstellen der Bodenplatte oder
des Fundamentes einschließlich der Bodenplatte für den Keller ein Portaltragwerk aus
einer oder mehreren vorgefertigten Tragwerkseinheiten errichtet wird, wobei die
vorgefertigten Tragwerkseinheiten bereits komplett mit den erforderlichen haustechnischen
Ver- und Entsorgungsleitungen und erforderlichenfalls mit notwendigen
haustechnischen Versorgungseinrichtungen, wie z.B. einer Heizungsanlage,
ausgestattet sind. Die kastenförmigen Tragwerkseinheiten bestehen aus einer Profilstahl-Schweißkonstruktion
und werden miteinander verschraubt. Die Höhe der
einzelnen Tragwerkseinheiten entspricht der Höhe des jeweiligen Geschosses. Nach
Erstellung des Portaltragwerkes und der Herstellung der leitungstechnischen
Verbindungen sind bereits wichtige haustechnische Anlagen wie Warm- und
Kaltwasserversorgung, Heizung sowie Abwasserableitung funktionsbereit. Der für das
Portaltragwerk benötigte Raum beträgt ca. 0,5 bis 5 % des umbauten Raumes des zu
errichtenden Gebäudes. Je nach Ausbildung des Portaltragwerkes wird erforderlichenfalls
das freie Ende der horizontal angeordneten Tragwerkseinheiten, die direkt unter
dem späteren Dach liegen, mittels einer Stütze abgefangen. Nach der Errichtung des
Portaltragwerkes wird das den äußeren Rahmen einschließlich Dachstuhl bildende
Tragwerk-Skelett, das aus Profilstahlelementen besteht, aufgestellt und mit dem Portaltragwerk
verbunden. Dadurch erhält das Tragwerk-Skelett eine zusätzliche Stabilität.
Die einzelnen Tragwerkseinheiten des Portaltragwerkes lassen sich an zentraler Stelle
kostengünstig fertigen und mit den erforderlichen haustechnischen Ausrüstungen
vormontieren, wobei nur eine Anzahl von 3 Typen an Tragwerkseinheiten erforderlich
ist. Eine Tragwerkseinheit vom Typ K, die für das Kellergeschoß bestimmt ist. Eine
Tragwerkseinheit Vom Typ G, die für die jeweiligen Geschosse vorgesehen ist, wobei
die Tragwerkseinheiten für das Erdgeschoß und die nachfolgenden Obergeschosse
identisch sind. Eine weitere Tragwerkseinheit vom Typ D ist für eine horizontale
Anordnung vorgesehen. Mehrere dieser Tragwerkseinheiten vom Typ D können untereinander
zu einer Reihe verbunden werden und befinden sich nach der Befestigung an
der oberen vertikalen Tragwerkseinheit direkt unter dem Dach. In diesen Tragwerkseinheiten
vom Typ D können eine komplette Heizungseinrichtung, einschließlich eines
Öltanklagers vormontiert werden. Diese Tragwerkseinheiten sind dann so dimensioniert
und ausgestattet, daß sie für Bedienungspersonal zugänglich sind.
Die entsprechende Anordnung der jeweiligen Tragwerkseinheiten ist abhängig von der
Art des zu errichtenden Gebäudes und der vorgesehenen Heizungsart.
Handelt es sich zum Beispiel um ein zweigeschossiges Einfamilienhaus, das mit einer
Erdgasheizung ausgestattet werden soll, so brauchen insgesamt nur drei Tragwerkseinheiten,
eines vom Typ K und zwei vom Typ G montiert werden. An der Tragwerkseinheit
vom Typ K kann dann die Kombi-Therme für die Heizung und Warmwasserversorgung
angebracht werden. Die Tragwerkseinheiten vom Typ K und Typ G, die
vertikal angeordnet werden, weisen auch entsprechende Auflager für die Befestigung
von Deckenträgern auf, die mit dem anderen freien Ende an dem Tragwerk-Skelett
befestigt werden.
Da in den Tragwerkseinheiten die erforderlichen Ver- und Entsorgungsleitungen für die
Haustechnik bereits vormontiert sind, kann der Installationsaufwand vor Ort wesentlich
verkürzt werden.
Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß bereits nach relativ kurzer Bauzeit, nach Fertigstellung
des Portaltragwerkes, die haustechnischen Versorgungseinrichtungen in
Betrieb genommen werden können. Nach Errichtung der Außenwände und des Daches
kann das rohbaufertige Gebäude bereits beheizt werden. Dadurch wird eine bessere
Austrocknung des Gebäudes erzielt und der notwendige Innenausbau kann auch
problemlos bei niedrigen Außentemperaturen durchgeführt werden.
Das errichtete Portaltragwerk hat auch baustatisch gesehen eine wichtige Funktion, da
es im wesentlichen alle Lasten aus dem Bauwerk aufnimmt. Die Außenwandgestaltung
kann daher beliebig vorgenommen werden, wobei es jedoch zweckmäßig ist, massive
Wandelemente zu verwenden. Die Außen- und Innenwände des Gebäudes haben keine
tragende Funktion.
Insgesamt kann durch die vorgeschlagene Lösung die Bauzeit wesentlich verkürzt
werden. Die benötigten Tragwerkseinheiten lassen sich rationell in Serienfertigung
herstellen. Das Portaltragwerk hat keine Nachteile auf die individuelle räumliche
Gestaltung der Gebäude. Es stellt eine neue Systemlösung dar, die für unterschiedliche
Bauten, vor allem im Wohn- und Gesellschaftsbau, angewendet werden kann. Aufgrund
der einzuhaltenden statischen Anforderungen ist sie jedoch auf Gebäude für bis zu vier
Geschossen begrenzt. Erste Berechnungen haben ergeben, daß mit dieser neuen
Bauweise Kosteneinsparungen in Größenordnungen von 20 bis 30 % im Vergleich zu
der herkömmlichen Bauweise erzielt werden können.
Da sich das Portaltragwerk nachträglich noch erweitern läßt, können zu einem späteren
Zeitpunkt Erweiterungen oder Umbauten bereits bestehender Gebäude dieser Art
kostengünstig vorgenommen werden.According to the invention the object is achieved by the features specified in
The essence of the invention is that after the creation of the floor slab or the foundation including the floor slab for the basement, a portal structure is built from one or more prefabricated structural units, the prefabricated structural units already being complete with the necessary technical supply and disposal lines and, if necessary, with necessary building services, such as a heating system, are equipped. The box-shaped structural units consist of a section steel welded construction and are screwed together. The height of the individual structural units corresponds to the height of the respective floor. After the portal structure has been created and the line connections made, important building services systems such as hot and cold water supply, heating and wastewater discharge are ready for operation. The space required for the portal structure is approx. 0.5 to 5% of the enclosed space of the building to be erected. Depending on the design of the portal structure, if necessary, the free end of the horizontally arranged structure units, which are located directly under the future roof, is intercepted by means of a support. After the construction of the portal structure, the supporting structure skeleton, which forms the outer frame including the roof structure and consists of profiled steel elements, is set up and connected to the portal structure. This provides the structural skeleton with additional stability.
The individual structural units of the portal structure can be inexpensively manufactured at a central location and preassembled with the necessary technical equipment, whereby only a number of 3 types of structural units are required. A type K structural unit intended for the basement. A type G structural unit, which is intended for the respective floors, whereby the structural units for the ground floor and the subsequent upper floors are identical. Another type D structural unit is intended for horizontal arrangement. Several of these type D structural units can be connected to each other in a row and are located directly under the roof after attachment to the upper vertical structural unit. A complete heating system, including an oil tank, can be preassembled in these type D structural units. These structural units are then dimensioned and equipped so that they are accessible to operating personnel.
The corresponding arrangement of the respective structural units depends on the type of building to be erected and the type of heating envisaged.
For example, if it is a two-storey detached house that is to be equipped with natural gas heating, only three supporting structure units, one of type K and two of type G, need to be installed. The combination heater for heating and hot water supply can then be attached to the type K structural unit. The structural units of type K and type G, which are arranged vertically, also have corresponding supports for fastening ceiling beams, which are attached to the structural skeleton with the other free end.
Since the necessary supply and disposal lines for the building services are already pre-assembled in the structural units, the installation effort on site can be significantly reduced.
It is particularly advantageous, however, that the building services supply facilities can be put into operation after a relatively short construction time, after completion of the portal structure. After the outer walls and the roof have been erected, the shell is ready to be heated. This results in better drying out of the building and the necessary interior work can also be carried out without problems at low outside temperatures.
The erected portal structure also plays an important role from a structural point of view, since it essentially absorbs all loads from the structure. The exterior wall design can therefore be made as desired, but it is expedient to use solid wall elements. The outer and inner walls of the building have no supporting function.
Overall, the construction time can be significantly reduced by the proposed solution. The required structural units can be efficiently manufactured in series production. The portal structure has no disadvantages on the individual spatial design of the buildings. It represents a new system solution that can be used for different buildings, especially in residential and community buildings. However, due to the structural requirements to be met, it is limited to buildings with up to four floors. Initial calculations have shown that with this new construction cost savings in the order of 20 to 30% can be achieved compared to the conventional construction.
Since the portal structure can be expanded later, extensions or conversions of existing buildings of this type can be carried out inexpensively at a later date.
Die Erfindung soll nachstehend am Beispiel eines Einfamilienhauses ohne Keller näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- die Bodenplatte mit dem aufgestellten Tragwerk-Skelett in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2
- das Portaltragwerk als Einzelheit in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 3
- das Portaltragwerk innerhalb des durch das Tragwerk-Skelett umbauten Raumes in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 4
- eine Tragwerkseinheit des Portaltragwerkes für das Erd- oder Obergeschoß in perspektivischer Darstellung.
- Fig. 1
- the base plate with the erected structure skeleton in perspective,
- Fig. 2
- the portal structure as a detail in perspective,
- Fig. 3
- the portal structure within the space enclosed by the structure skeleton in perspective,
- Fig. 4
- a structural unit of the portal structure for the ground or upper floor in a perspective view.
In der Figur 1 ist die Bodenplatte 1 mit dem aufgestellten Tragwerk-Skelett 2 für ein
Einfamilienhaus ohne Keller dargestellt.
Das gesamte Tragwerk-Skelett 2 besteht aus vertikal und horizontal angeordneten
Profilstahlelementen 3, 11, vorzugsweise Doppel-T-Elementen, und zwei runden
horizontalen Elementen 4 als Längsverbinder für die Dachprofilelemente 17. Die Profilstahlelemente
sind verzinkt und untereinander durch Schraubverbindungen verbunden.
In der Bodenplatte 1 befindet sich ein Schacht 5, in dem sämtliche haustechnischen
Versorgungsanschlüsse liegen, wie Stromanschlußkabel, Wasseranschluß, Abwasserleitungsanschluß,
Telefon- und Kabel-TV-Anschluß sowie gegebenenfalls der Erdgasleitungsanschluß.
Um diesen Schacht 5 ist ein stabiler Rahmen 6 einbetoniert, der
senkrecht nach oben zeigende Schraubbolzen aufweist, die zur Verbindung der aufzusetrenden
Tragwerkseinheit 8 für das Erdgeschoß dienen.
In der Figur 2 ist der Aufbau des Portaltragwerkes 7 gezeigt. Im konkreten Anwendungsfall
dieses Beispieles besteht das Portaltragwerk 7 aus einer Tragwerkseinheit 8 vom
Typ G für das Erdgeschoß, einer weiteren aufgesetzten Tragwerkseinheit 8' vom Typ G
für das Obergeschoß und vier horizontal miteinander verbundenen Tragwerkseinheiten
9, 9', 9'', 9''' vom Typ D, die sich unmittelbar unter dem Dach des Hauses über die
gesamte Länge des Hauses von Giebelseite zu Giebelseite erstrecken. Die Tragwerkseinheit
9 ist fest auf der oberen Tragwerkseinheit 8' montiert. Die letzte horizontale
Tragwerkseinheit 9''' ist durch eine vertikale Stütze 10, z.B. einem U-Profil abgestützt,
die mit dem horizontalen Profilelement 11 an der benachbarten Giebelseite verbunden
ist (Fig. 3). Die in der Figur 2 gezeigte Anordnung des Portaltragwerkes 7 stellt eine
umgekehrte L-Form dar. Ausgehend von der vom Bauherren gewünschten Raumaufteilung
kann das Portaltragwerk auch als T-Form angeordnet sein.
Bei den einzelnen Tragwerkseinheiten handelt es sich um vorgefertigte Baugruppen, die
bereits mit den haustechnischen Ver- und Entsorgungsleitungen und/oder
Einrichtungen ausgerüstet sind. Dadurch wird der Montageaufwand vor Ort erheblich
reduziert.
Die medienführenden Leitungen 12, 12' der benachbarten Tragwerkseinheiten 8, 8' sind
mittels flexibler Leitungen oder durch Steckverbindungen mediendicht miteinander verbindbar. In Figure 1, the
The
The structure of the portal structure 7 is shown in FIG. In the specific application of this example, the portal structure 7 consists of a
The individual structural units are prefabricated assemblies that are already equipped with the building services and disposal lines and / or facilities. This considerably reduces the assembly work on site.
The media-carrying
Die einzelnen Tragwerkseinheiten bilden ein kombinierbares System für verschiedene
Varianten, in Abhängigkeit vom Aufbau des Gebäudes, der Raumanordnung und der gewählten
Art der Heizung und Warmwasserversorgung. Im wesentlichen gibt es drei
Typen von Tragwerkseinheiten, den Typ K, der für ein Kellergeschoß vorgesehen ist,
den Typ G (8, 8') für die Geschosse oberhalb der Kellerdecke oder Bodenplatte und den
Typ D als horizontal angeordnete Einheit, wobei wie in Figur 2 zu sehen ist, die Tragwerkseinheit
des Typ D 9, 9', 9'', 9''' mit unterschiedlichen Ausstattungen versehen sein
kann. Die Tragwerkseinheiten vom Typ K und G weisen im wesentlichen den gleichen
konstruktiven Aufbau auf und unterscheiden sich lediglich in der Höhe in Abhängigkeit
von der Höhe des Kellergeschosses und der übrigen Geschosse. In diesen Tragwerkseinheiten
sind die einzelnen Leitungen für Warm- und Kaltwasser, für Abwasser und für
die Heizung vorinstalliert. In der Zeichnung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur
die Leitungen 12 für Abwasser und die Leitungen 12' für Kaltwasser dargestellt. In den
vertikalen Tragwerkseinheiten 8, 8' sind außerdem Be- und Entlüftungsrohre, Leerrohre
für die Verlegung des Stromkabels sowie für Telefon- und TV-Kabel vorgesehen. Außerdem
können in den betreffenden Tragwerkseinheiten 8, 8' bereits die Komplettanschlüsse
für Toilette, WC-Spülkasten, Dusche und/oder Badewanne integriert sein.
Die horizontal angeordneten Tragwerkseinheiten 9, 9', 9'' und 9''' sind im Vergleich zu
den vertikalen Tragwerkseinheiten 8, 8' anders dimensioniert. Wie Figur 2 zeigt, können
mehrere Tragwerkseinheiten 9, 9', 9'', 9''' zu einem Komplex bzw. einer Reihe
miteinander verbunden sein. So z.B. kann in der Tragwerkseinheit 9 ein Ölbrenner 13
und der dazugehörige Warmwasserspeicher 14 angeordnet sein. In den beiden letzten
Tragwerkseinheiten 9'' und 9''' sind die Öltanks 15 angeordnet. Dazwischen ist noch
eine Tragwerkseinheit 9' angeordnet, die über eine bodenseitige Luke mit einer
ausziehbaren Treppe verfügt, so daß vom Obergeschoß aus die horizontalen
Tragwerkseinheiten begehbar sind. Erforderlichenfalls können entlang der horizontalen
Tragwerkseinheiten bestimmte Leitungen geführt werden, die innerhalb der U-förmigen
Stütze nach unten geführt werden. In der Stütze 10 befindet sich auch eine Zufuhrleitung
für das Öl zu den Öltanks 15. Die Betankung der Öltanks kann dann von der
Giebelaußenseite des Hauses erfolgen. Der Aufbau der vertikalen Tragwerkseinheit 8 ist
in Figur 4 vergrößert dargestellt.
Die Tragwerkseinheit 8 besteht aus einem stabilen Rahmen 25 mit Querstreben 26 und
Seitenwänden 27, 28 an den Schmalseiten. An der Ober- und Unterseite sind
Verbindungsflansche 29 angeordnet, in denen Bohrungen angeordnet sind. Diese
Verbindungsflansche 29 dienen als Auflageflächen für die unmittelbar übereinander
angeordneten Tragwerkseinheiten 8, 8'. Die Befestigung der Tragwerkseinheiten
untereinander erfolgt mittels Schrauben, die durch die deckungsgleichen Bohrungen
gesteckt und mit Muttern verschraubt werden.
An der Tragwerkseinheit 8 befinden sich in Geschoßhöhe Auflager 16 für Deckenträger,
die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Die Deckenträger können z.B. aus
entsprechend dafür geeigneten Trapezblechen bestehen, die an den Auflagern 15 und
Auflagern an den Profilstahlelementen des Tragwerk-Skeletts 2 befestigt werden. Die
Trapezbleche werden in an sich bekannter Weise mit Beton vergossen. An der
Unterseite der Trapezbleche sind bereits Befestigungsaufnahmen für eine Deckenkonstruktion
auf der Basis von Gipskartonplatten angeordnet.
Die Außenwände des Hauses können aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Zweckmäßig ist es jedoch, als Außenwandelemente Porenbetonelemente einzusetzen.
Möglich ist auch, als Außenwandelemente vorgefertigte Klinkerwandelemente zu
verwenden. Die Außenwände haben keine tragende Funktion und werden an der Außenseite
der Profilstahlelemente 3, 11 des Tragwerk-Skeletts 2 befestigt. Der weitere Innenausbau
des Hauses kann in der üblichen Trockenbauweise erfolgen.
Von großem Vorteil ist, daß z.B. ein Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 120 m2
im Rohbau innerhalb von 20 Tagen errichtet werden kann, wobei durch die in dem
Portaltragwerk integrierten Leitungs- und Versorgungseinrichtungen innerhalb dieser
kurzen Bauzeit die notwendigsten haustechnischen Versorgungeinrichtungen, wie
Heizung, Warm- und Kaltwasserversorgung, Abwasserableitung, Stromzuführung
funktionsbereit sind. Der Bauherr kann auf eigenen Wunsch den Innenausbau selbst
vornehmen. Durch die mögliche Beheizung des als Rohbau fertiggestellten Hauses
kann der Innenausbau problemlos auch bei niedrigen Außentemperaturen durchgeführt
werden. Bei einer Ausführung der Außenwände aus Betonelementen kann ein
Massivhaus im Vergleich zu den bisher bekannten Bauweisen in wesentlich kürzerer
Zeit errichtet werden. Die Bauzeit für ein Einfamilienhaus beträgt z.B. nur 2 Monate.
Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß infolge der Fertigung der notwendigen
Tragwerke aus verzinktem Stahl dieses eine sehr hohe Lebensdauer aufweist und auf
den Einsatz von Holz als Baumaterial nahezu vollständig verzichtet werden kann.The individual structural units form a combinable system for different variants, depending on the structure of the building, the room arrangement and the selected type of heating and hot water supply. There are essentially three types of structural units, type K, which is intended for a basement, type G (8, 8 ') for the storeys above the basement ceiling or floor slab, and type D as a horizontally arranged unit, as in FIG 2 it can be seen that the structural unit of
The
On the
The outer walls of the house can be made of different materials. However, it is expedient to use aerated concrete elements as outer wall elements. It is also possible to use prefabricated clinker wall elements as outer wall elements. The outer walls have no load-bearing function and are attached to the outside of the
It is of great advantage that, for example, a single-family house with a living space of 120 m 2 can be built in shell construction within 20 days, with the most necessary building services, such as heating, warm, within this short construction time due to the piping and supply facilities integrated in the portal structure - and cold water supply, waste water discharge, power supply are ready for operation. The client can carry out the interior work at his own request. Due to the possible heating of the house, which is finished as a shell, the interior can be carried out without any problems even at low outside temperatures. When the outer walls are made of concrete elements, a solid house can be built in a much shorter time compared to the previously known construction methods. The construction time for a single family house is, for example, only 2 months. Another advantage is that due to the production of the necessary structures made of galvanized steel, it has a very long service life and the use of wood as a building material can be almost completely dispensed with.
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