EP2602397A2 - Betonkerntemperierungselement sowie Betonkerntemperierungssystem, das ein derartiges Betonkerntemperierungselement umfasst - Google Patents

Betonkerntemperierungselement sowie Betonkerntemperierungssystem, das ein derartiges Betonkerntemperierungselement umfasst Download PDF

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EP2602397A2
EP2602397A2 EP12195577.7A EP12195577A EP2602397A2 EP 2602397 A2 EP2602397 A2 EP 2602397A2 EP 12195577 A EP12195577 A EP 12195577A EP 2602397 A2 EP2602397 A2 EP 2602397A2
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EP
European Patent Office
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space
lattice girder
layer
mats
lattice
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12195577.7A
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English (en)
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EP2602397A3 (de
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Andreas Strobel
Tobias Vohler
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Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
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Publication of EP2602397A3 publication Critical patent/EP2602397A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E04C2/00Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/44Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose
    • E04C2/52Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits
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    • E04C2/525Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the purpose with special adaptations for auxiliary purposes, e.g. serving for locating conduits serving for locating conduits; for ventilating, heating or cooling for heating or cooling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
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    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/48Special adaptations of floors for incorporating ducts, e.g. for heating or ventilating
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    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance
    • E04C5/04Mats
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    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/168Spacers connecting parts for reinforcements and spacing the reinforcements from the form

Definitions

  • the invention relates to a Betonkerntemper istselement that is limited in the direction of its thickness by a space-facing outside and a space facing away from the outside and a space-facing reinforcement layer, a space away reinforcement layer, one of a plurality of lattice mats formed lattice girder layer between the space-facing reinforcement layer and the space-facing outside of the Betonkerntemper istselements is arranged, ateurströmbare with Temper michsfluid piping, which is arranged between the lattice girder layer and the space-facing outside of the Betonkerntempertechnikselement and is connected to the lattice girders of the lattice girder layer, and a space-facing reinforcement layer, the space remote reinforcement layer, the lattice girder layer and the casing at least partially surrounding concrete layer ,
  • Betonkerntemperierungs comprise for a so-called.
  • Near-surface Betonkerntemperierung are known in the art by public prior use.
  • the term "close to the surface” means that the piping, through which the tempering fluid, in particular water, is guided, is arranged at a short distance from the space-facing outside of the concrete core tempering element.
  • the near-surface Betonkerntemper ist offers over the conventional Betonkerntempertician, in which the piping is arranged approximately in the middle between the two outer sides of the Betonkerntemperticiansselements, the advantage of being less sluggish, so faster to respond to changes in thermal loads can.
  • Betonkerntemper In Betonkerntempertechnischs instituten for near-surface Betonkerntemper ein be used as a lattice girder multiple, welded together in its edge region steel lattice mats, where the piping, preferably a plastic pipe or a metal-plastic composite pipe (MKV pipe), either directly or by means of the piping holding clamping rails are attached.
  • piping preferably a plastic pipe or a metal-plastic composite pipe (MKV pipe)
  • the piping consists of pipelines laid at regular intervals (maximum approx. 45 cm), whereby the attachment to the support mat limits sagging of the piping. This restriction of sag is necessary, however, in order to avoid flaking in such cases in case of fire due to insufficient coverage of the casing with concrete and to ensure a uniform temperature at the temperature of the room to be tempered outer surface of Betonkerntempertechnikselements in heating / cooling.
  • the object of the present invention is to provide a concrete core tempering element which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • the Betonkerntemper istselement invention should be visually appealing at high temperature differences between the attachment of the casing to the lattice girders and the completion of the Betonkerntemper istselements by pouring concrete and meet the demands on the fire resistance.
  • the Betonkerntemper istselement invention should be inexpensive to produce.
  • the object of the present invention is to provide a concrete core tempering system comprising such a concrete core tempering element.
  • the displacements of the casing compared to the lattice girder mats to which they are attached can be avoided by the fact that the individual lattice girder mats forming the lattice girder layer of the concrete core tempering element according to the invention are not materially connected to one another, for example, not welded together are.
  • This can be done, for example, that the lattice girder mats of the lattice girder layer without cohesive connection are arranged to overlap each other overlapping or without cohesive connection to form a joint.
  • a compensation region is formed between two adjacent lattice support mats, by means of which the different thermal expansions of the respective lattice support mats and the piping can be compensated.
  • the lattice girder mats can slide into each other, without causing a corrugation or deflection of the piping.
  • the present invention is to provide a Betonkerntemper istselements, which is limited in the direction of its thickness by a space-facing outside and a space facing away outside and a space-facing reinforcement layer, a space away reinforcement layer, one of a plurality of lattice girder mats formed lattice support layer between the space-facing reinforcement layer and the space-facing outer side of the Betonkerntemper istselements is arranged, ateurströmbare with the Temper michsfluid piping, which is arranged between the lattice girder layer and the space-facing outside of the Betonkerntempertechnikselements and is connected to the lattice girders of the lattice girder layer, and the space-facing reinforcement layer, the space away reinforcement layer, the lattice girder layer and the Casing at least partially surrounding concrete layer comprises, wherein the lattice girder mats of the lattice girder layer without cohesive connection are arranged to
  • the lattice girder mats of the lattice girder layer are arranged overlapping each other and the overlapping region of the lattice support mat overlaps a closed-mesh side of a lattice support mat with an open-mesh side of another lattice support mat.
  • a closed-mesh side of a lattice support mat can be produced, for example, by bending the rods extending in the longitudinal direction of the lattice support mat at the height of the last lattice support mat.
  • such a closed-mesh side of a lattice support mat can also be produced by welding a transverse lattice rod at the level of the ends of the lattice rods extending in the longitudinal direction.
  • the lattice girder mats are formed by square grid meshes and adjacent lattice girder mats overlap over a length approximately equal to half the edge length of a mesh grid square. In this way, a compensation range for the different thermal expansion is guaranteed, which can compensate for temperature fluctuations up and down about equally.
  • the reinforcement layers are formed as a grid of individual bar steels or welded bar steel mats, with a bar thickness of the bar steels and a grid spacing of the grid are designed according to the static requirements.
  • the design of the reinforcement depends on the static requirements. In contrast to a comparatively uneconomical Betonkerntempertechnikselement with oversized or undersized reinforcement layers contains such a Betonkerntempertechnikselement exactly that amount of steel bar, which actually requires it for static reasons.
  • the selection of the reinforcement layers can be done either manually or in particular fully automatically on an industrial scale, which proves to be particularly cost-effective.
  • the Betonkerntemper istselement invention further comprises spacers for the space-facing reinforcement layer, which are arranged between the space-facing reinforcement layer and the space-facing outside of the Betonkerntemper istselements.
  • spacers for the space-facing reinforcement layer are arranged between the space-facing reinforcement layer and the space-facing outside of the Betonkerntemper istselements.
  • Betonkerntemper istselement invention further comprises further spacers for the space-facing reinforcement layer, which are arranged between the space-remote reinforcement layer and the space-facing reinforcement layer. It is particularly preferred if the other spacers are connected to both the space-remote reinforcement layer and with the space-facing reinforcement layer.
  • the width of the joint ie the distance between two adjacent lattice girder mats of the lattice girder layer, in the range of 0.2 to 5 times the mesh size of the lattice girder mats, preferably in the range of 0.5 times Up to 3 times the mesh size of the lattice support mats and particularly preferably in the range of 0.7 times to 1.5 times the mesh size of the lattice support mats.
  • the risk of a corrugation or deflection of the piping can occur especially at high temperature differences between attachment of the casing to the lattice girder mats and production of the concrete core tempering element according to the invention on the construction site.
  • a distance from about a mesh size between two adjacent lattice girder mats has proven to be particularly suitable in practice. Frequently, the mesh size of lattice girders is about 5 cm to 15 cm, in particular about 7.5 cm.
  • Fig. 1 is a perspective view of two lattice girders 6, 7 for constructing a lattice girder layer 8 of a Betonkerntemper istselements invention 1.
  • the lattice girders 6, 7 are constructed of steel bars, wherein bars are arranged in the longitudinal direction of the lattice support mat 6, 7 at the same distance parallel to each other and then at a right angle to it also at the same distance more bars are placed over this and welded at the crossing points.
  • the lattice girders 6, 7 have a square mesh pattern. Alternatively, even rectangular mesh patterns are conceivable.
  • the lattice girder mats 6, 7 differ only in that the extending in the longitudinal direction of the lattice support mat 6 bars are cut to length of the last, transversely extending grid bar.
  • a pattern of closed stitches 13 while the lattice support mat 7 on its side facing the lattice support mat 6 has an open mesh side, that is, in the longitudinal direction of the lattice support 7th extending rods are at their in Direction of the lattice support mat 6 arranged end point not connected to a transverse grid bar.
  • the lattice girders 6, 7 now superimposed to form a lattice girder layer 8 such that the overlap region between the lattice girders 6, 7 about half the edge length of a square of the mesh pattern of the lattice girders 6, 7 corresponds (see. Fig. 2 showing such an arrangement in a plan view).
  • the two lattice girder mats 6, 7 are not welded together, so that no cohesive connection takes place between the lattice girders 6, 7.
  • the piping 9 is connected via connecting means 15, preferably via Mattenbinder or wire pieces, with the lattice girders 6, 7.
  • the casing 9, from the in Fig. 2 only two pipe sections are shown, at least substantially parallel to the longitudinally extending bars of the lattice girders 6, 7 extends. It is preferred if the pipeline sections of the casing 9 are each arranged on the side of the bars extending in the longitudinal direction of the lattice support mats 6, 7 ( Fig. 3 ). In this way, it is ensured that the translational movement of the lattice support mats 6, 7 which compensates for the temperature expansion differences is not prevented by entanglement of the lattice support mats 6, 7.
  • the attachment of the pipe sections of the casing 9 is preferably carried out at a maximum distance of about 45 cm. In the longitudinal direction, the lattice girders 6, 7 have a maximum length of about 2 m.
  • the lattice girder mats 6, 7 spaced from each other to form an expansion joint, so also without cohesive connection between the individual lattice girders 6, 7 are arranged.
  • the arrangement of the pipe sections of the casing 9 and the fixing of the pipe sections to the lattice girders 6, 7 takes place as with reference to FIG Fig. 2 explained.
  • Fig. 3 shows a partial cross section along the line AA of Fig. 2a. It is clear from this that the longitudinally extending bars of the respective lattice girders 6, 7 are arranged on the same side to the plane of the transverse girder bars.
  • the structure of a concrete core tempering element according to the invention is in Fig. 4 shown in a partial cross-sectional view.
  • the concrete core tempering element according to the invention 1 has a space-facing outside 2 and a space outside facing 3. These outer sides 2, 3 are formed by the concrete layer 10.
  • the space-facing reinforcement layer 4 is arranged in the vicinity of the space-facing outer side 2, the space-facing reinforcement layer 4 is arranged.
  • the lattice support layer 8 formed from a plurality of lattice girder mats 6, 7 is arranged. Exemplary embodiments are described with reference to FIGS FIGS. 1 to 3 been described.
  • the piping 9 is attached.
  • the piping 9 can be carried out in a spiral, meandering or double meandering manner.
  • the piping 9 is provided with a flow and a return and preferably laid without crossing.
  • Individual parallel pipe sections are preferably connected in each case via a arranged on a longitudinal side of the concrete core temperature control element 1 deflection region with a 180 ° direction reversal.
  • the casing 9 is constructed of a dimensionally stable pipe material.
  • a casing material for example, a metal-plastic composite or a crosslinked plastic (in particular crosslinked polyethylene, preferably PEX-a) is used.
  • the space-distant reinforcement layer 5 is arranged. Between the two reinforcement layers 4, 5 are more spacers 12, which ensure an approximately constant distance between the two reinforcement layers. Spacers 11, which are connected to the upper reinforcement layer, ensure a constant distance between the space-facing reinforcement layer 4 and the space-facing outer side. 2
  • a plurality of lattice support mats 6, 7 are first arranged, as with reference to FIG Fig. 1 to 3 described. Thereafter, the casing 9 is fastened by fastening means 15 to the lattice support layer 8 formed by the lattice girders 6, 7. Now the lattice girder layer made up in this way can be transported to your place of use and the further stages of the production process can then be carried out on site. Alternatively, the further stages can also be carried out at other locations, for example in the concrete plant, in order to produce a prefabricated concrete core tempering element 1 according to the invention.
  • the lattice girder layer 8 is now once around their Longitudinal axis turned and placed on a formwork. Then the space-facing reinforcement layer 4 is arranged, are connected to the spacers 11. Then the space-remote reinforcement layer 5 is now arranged, with further spacer elements 12 provide the desired distance between the two reinforcement layers 4, 5. Finally, the casing is poured with concrete to the desired thickness of the concrete core tempering element 1 according to the invention and subjected to the result of curing, whereby the concrete layer 10 is formed, in which the reinforcement layers 4, 5, the lattice girder layer 8, the casing 9 and the spacer elements 11, 12th are included.
  • a prefabricated concrete core tempering element 1 according to the invention In the case of a prefabricated concrete core tempering element 1 according to the invention, it can then be transported to its place of use and mounted, for example, as a ceiling or wall element. Finally, the entire element 1 is shed again with concrete.
  • the finished concrete core tempering element 1 according to the invention can also be used directly as a cooling / heating panel. For this purpose, for example, it only needs to be hung under an existing ceiling. Apart from a connection of the course and the return, no further essential work is required, in particular no second casting with concrete.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Betonkerntemperierungselement (1), das in Richtung seiner Dicke durch eine raumzugewandten Außenseite (2) und eine raumabgewandten Außenseite (3) begrenzt ist und eine raumzugewandten Bewehrungslage (4); eine raumabgewandte Bewehrungslage (5); eine aus einer Mehrzahl von Gitterträgermatten (6, 7) gebildete Gitterträgerlage (8), die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage (4) und der raumzugewandten Außenseite (2) des Betonkerntemperierungselements (1) angeordnet ist; eine mit Temperierungsfluid durchströmbare Verrohrung (9), die zwischen der Gitterträgerlage (8) und der raumzugewandten Außenseite (2) des Betonkerntemperierungselement (1) angeordnet ist und mit den Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) verbunden ist; und eine die raumzugewandten Bewehrungslage (4), die raumabgewandte Bewehrungslage (5), die Gitterträgerlage (8) und die Verrohrung (9) zumindest teilweise umgebende Betonschicht (10) umfasst, wobei die Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) ohne stoffschlüssige Verbindung einander überlappend oder ohne stoffschlüssige Verbindung unter Ausbildung einer Fuge voneinander beabstandet angeordnet sind. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Betonkerntemperierungssystem, das mindestens ein derartiges Betonkerntemperierungselement (1) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Betonkerntemperierungselement, das in Richtung seiner Dicke durch eine raumzugewandten Außenseite und eine raumabgewandten Außenseite begrenzt ist und eine raumzugewandten Bewehrungslage, eine raumabgewandte Bewehrungslage, eine aus einer Mehrzahl von Gitterträgermatten gebildete Gitterträgerlage, die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements angeordnet ist, eine mit Temperierungsfluid durchströmbare Verrohrung, die zwischen der Gitterträgerlage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselement angeordnet ist und mit den Gitterträgermatten der Gitterträgerlage verbunden ist, und eine die raumzugewandten Bewehrungslage, die raumabgewandte Bewehrungslage, die Gitterträgerlage und die Verrohrung zumindest teilweise umgebende Betonschicht umfasst.
  • Betonkerntemperierungssysteme sind häufig modular, als aus sog. Betonkerntemperierungselementen bzw. Betonkerntemperierungsmodulen (= BKT-Modulen) aufgebaut oder eine Elementdecke mit integriertem BKT-Modul wird beispielsweise zum Aufbau einer im Bereich von Einfamilien-, Büro- oder Verwaltungsgebäuden zum Einsatz kommenden Betondecke verwendet. Derartige Betonkerntemperierungselemente für eine sog. oberflächennahe Betonkerntemperierung sind im Stand der Technik durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff "oberflächennah", dass die Verrohrung, durch die das Temperierungsfluid, insbesondere Wasser, geführt wird, mit geringem Abstand zur raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements angeordnet ist. Die oberflächennahe Betonkerntemperierung bietet gegenüber der herkömmlichen Betonkerntemperierung, bei der die Verrohrung etwa in der Mitte zwischen den beiden Außenseiten des Betonkerntemperierungselements angeordnet ist, den Vorteil, weniger träge zu sein, also schneller auf veränderte thermische Lasten reagieren zu können.
  • Bei Betonkerntemperierungselementen für die oberflächennahe Betonkerntemperierung werden als Gitterträgerlage mehrere, in ihrem Randbereich miteinander verschweißte Gitterträgermatten aus Stahl verwendet, an denen die Verrohrung, vorzugsweise ein Kunststoffrohr oder ein Metall-Kunststoff-Verbundrohr (MKV-Rohr), entweder unmittelbar oder mittels die Verrohrung haltender Klemmschienen befestigt sind.
  • Die Verrohrung besteht aus in regelmäßigen Abständen (maximal etwa 45 cm) verlegten Rohrleitungen, wobei die Befestigung an der Trägermatte ein Durchhängen der Verrohrung einschränkt. Dieses Einschränken des Durchhangs ist aber notwendig, um im Falle eines Brandes aufgrund einer zu geringen Überdeckung der Verrohrung mit Beton Abplatzungen an derartigen Stellen zu vermeiden und im Heiz-/Kühlfall eine gleichmäßige Temperatur an der dem zu temperierenden Raum zugewandten Außenfläche des Betonkerntemperierungselements zu gewährleisten.
  • Aufgrund der Differenzen in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Trägermatte und der Verrohrung kommt es insbesondere bei Betonkerntemperierungselementen, deren Länge etwa 3 m übersteigt, bei hohen Temperaturänderungen zu Auslenkungen der Gitterträgermatte oder der Verrohrung bei regelmäßiger Verbindung zwischen Gitterträgermatte und Verrohrung. Solche hohen Temperaturdifferenzen treten beispielsweise dann auf, wenn die Befestigung der Verrohrung an den Gitterträgermatten im Sommer oder in einer Werkshalle bei einer Temperatur von etwa 25 °C und die Verlegung an der Baustelle bei etwa 40 °C erfolgt. Gleichermaßen kann die Befestigung der Verrohrung an den Gitterträgermatten in der Werkhalle oder an der Baustelle bei etwa 20 °C erfolgen. Bei der Montage des Betonkerntemperierungssystems auf der Baustelle können durchaus niedrige Temperaturen von unter 0 °C herrschen. Die bei solchen Temperaturunterschieden zwischen der Befestigung der Verrohrung an den Gitterträgermatten und der Herstellung des Betonkerntemperierungselements führen zu Auslenkungen der Verrohrung, so dass die Verrohrung nach dem Gießen des Betonkerntemperierungselements nicht gleichmäßig mit Beton überdeckt ist. Dies kann zu unterschiedlichen Temperaturen an der Oberfläche des Betonkerntemperierungselements führen. In Extremfällen kann die Verrohrung sogar direkt auf der Schalung aufliegen, so dass die Verrohrung an der Außenseite des Betonkerntemperierungselements sichtbar wird. Die mangelnde Dicke der Betonschicht über der Verrohrung erhöht die Gefahr von Abplatzungen im Brandfall, so dass ggf. eine erforderliche Feuerwiderstandsfestigkeit nicht eingehalten werden kann.
  • Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Betonkerntemperierungselements, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Betonkerntemperierungselement bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen der Befestigung der Verrohrung an den Gitterträgermatten und der Fertigstellung des Betonkerntemperierungselements durch das Vergießen mit Beton optisch ansprechend sein und die Ansprüche an die Feuerwiderstandsfestigkeit erfüllen. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Betonkerntemperierungselement kostengünstig herstellbar sein. Ferner liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Betonkerntemperierungssystems, das ein derartiges Betonkerntemperierungselement umfasst.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch ein Betonkerntemperierungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. durch ein Betonkerntemperierungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die Auslenkungen der Verrohrung gegenüber den Gitterträgermatten, an denen sie befestigt sind, dadurch vermieden werden kann, dass die einzelnen Gitterträgermatten, die die Gitterträgerlage des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements bilden, nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise nicht miteinander verschweißt sind. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Gitterträgermatten der Gitterträgerlage ohne stoffschlüssige Verbindung einander überlappend oder ohne stoffschlüssige Verbindung unter Ausbildung einer Fuge voneinander beabstandet angeordnet sind. Auf diese Weise bildet sich zwischen zwei benachbarten Gitterträgermatten ein Ausgleichsbereich, durch den die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der jeweiligen Gitterträgermatten und der Verrohrung kompensiert werden kann. Die Gitterträgermatten können ineinander gleiten, ohne dass es zu einer Wellung bzw. Auslenkung der Verrohrung kommt.
  • Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines Betonkerntemperierungselements, das in Richtung seiner Dicke durch eine raumzugewandte Außenseite und eine raumabgewandte Außenseite begrenzt ist und eine raumzugewandte Bewehrungslage, eine raumabgewandte Bewehrungslage, eine aus einer Mehrzahl von Gitterträgermatten gebildete Gitterträgerlage, die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements angeordnet ist, eine mit dem Temperierungsfluid durchströmbare Verrohrung, die zwischen der Gitterträgerlage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements angeordnet ist und mit den Gitterträgermatten der Gitterträgerlage verbunden ist, und die raumzugewandte Bewehrungslage, die raumabgewandte Bewehrungslage, die Gitterträgerlage und die Verrohrung zumindest teilweise umgebende Betonschicht umfasst, wobei die Gitterträgermatten der Gitterträgerlage ohne stoffschlüssige Verbindung einander überlappend oder ohne stoffschlüssige Verbindung unter Ausbildung einer Fuge voneinander beabstandet angeordnet sind. Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Betonkerntemperierungssystem zur Verfügung, das mindestens ein derartiges Betonkerntemperierungselement umfasst.
  • Dabei kann es sich als nützlich erweisen, wenn die Gitterträgermatten der Gitterträgerlage einander überlappend angeordnet sind und der Überlappungsbereich der Gitterträgermatte eine geschlossenmaschige Seite einer Gitterträgermatte mit einer offenmaschigen Seite einer anderen Gitterträgermatte überlappt. Durch eine derartige Anordnung wird ein Verhaken offenmaschiger Seiten von Gitterträgermatten verhindert. Eine geschlossenmaschige Seite einer Gitterträgermatte kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass die in Längsrichtung der Gitterträgermatte verlaufenden Stäbe auf Höhe der letzten Gitterträgermatte abgekröpft werden. Alternativ dazu lässt sich eine derartig geschlossenmaschige Seite einer Gitterträgermatte auch dadurch herstellen, dass auf Höhe der Enden der in Längsrichtung verlaufenden Gitterstäbe ein quer verlaufender Gitterstab aufgeschweißt wird.
  • Darüber hinaus kann es sich auch als hilfreich erweisen, wenn die Gitterträgermatten durch quadratische Gittermaschen gebildet sind und benachbarte Gitterträgermatten über eine Länge überlappen, die annähernd der Hälfte der Kantenlänge eines Gittermaschenquadrats entspricht. Auf diese Weise ist ein Ausgleichsbereich für die unterschiedliche thermische Ausdehnung gewährleistet, der Temperaturschwankungen nach oben und nach unten etwa gleichermaßen kompensieren kann.
  • Es kann sich auch als hilfreich erweisen, wenn die Bewehrungslagen als Gitter aus einzelnen Stabstählen oder geschweißten Stabstahlmatten ausgebildet sind, wobei eine Stabstärke der Stabstähle und ein Gitterabstand des Gitters entsprechend den statischen Anforderungen ausgelegt sind. Dabei richtet sich die Auslegung der Bewehrungen nach den statischen Anforderungen. Im Unterschied zu einem vergleichsweise unwirtschaftlichen Betonkerntemperierungselement mit überdimensionierten oder unterdimensionierten Bewehrungslagen enthält ein derartiges Betonkerntemperierungselement genau diejenige Menge an Stabstahl, die es tatsächlich aus statischen Gründen auch benötigt. Die Auswahl der Bewehrungslagen kann entweder manuell oder insbesondere auch vollautomatisch in industriellem Maßstab erfolgen, was sich als besonders kostengünstig erweist.
  • Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn das erfindungsgemäße Betonkerntemperierungselement weiter Abstandhalter für die raumzugewandte Bewehrungslage umfasst, die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements angeordnet sind. Durch derartige Abstandhalter wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements ein relativ konstanter Abstand zwischen der unteren Bewehrungslage und der raumzugewandten Außenseite des Betonkerntemperierungselements gewährleistet. Dazu ist auch gewährleistet, dass die Verrohrung, die mittelbar oder unmittelbar an der raumzugewandten Bewehrungslage festgelegt ist, zur raumzugewandten Außenseite mit einer ausreichend dicken Betonschicht überdeckt ist.
  • Ebenso kann es von Nutzen sein, wenn das erfindungsgemäße Betonkerntemperierungselement darüber hinaus weitere Abstandhalter für die raumabgewandte Bewehrungslage umfasst, die zwischen der raumabgewandten Bewehrungslage und der raumzugewandten Bewehrungslage angeordnet sind. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die weiteren Abstandhalter sowohl mit der raumabgewandten Bewehrungslage als auch mit der raumzugewandten Bewehrungslage verbunden sind.
  • Es kann sich auch als hilfreich erweisen, wenn die Breite der Fuge, also der Abstand zwischen zwei benachbarten Gitterträgermatten der Gitterträgerlage, im Bereich des 0,2-fachen bis 5-fachen der Maschenweite der Gitterträgermatten, vorzugsweise im Bereich des 0,5-fachen bis 3-fachen der Maschenweite der Gitterträgermatten und besonders bevorzugt im Bereich des 0,7-fachen bis 1,5-fachen der Maschenweite der Gitterträgermatten liegt. Bei einem kleineren Abstand kann insbesondere bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen Befestigung der Verrohrung an den Gitterträgermatten und Herstellung des erfinsdungsgemäßen Betonkerntemperierungselements auf der Baustelle die Gefahr einer Wellung bzw. Auslenkung der Verrohrung auftreten. Bei einem größeren Abstand kann ein Durchhängen der Verrohung zwischen den Gitterträgermatten auftreten. Ein Abstand von etwa einer Maschenweite zwischen zwei benachbarten Gitterträgermatten hat sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen. Häufig beträgt die Maschenweite von Gitterträgermatten etwa 5 cm bis 15 cm, insbesondere etwa 7,5 cm.
  • Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden. In den Figuren zeigen:
  • Fig. 1
    zwei Gitterträgermatten zum Aufbau einer Gitterträgerlage eines Betonkerntemperierungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die übereinandergelegten Gitterträgermatten gemäß Figur 1;
    Figur 3
    eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Figur 2 und;
    Figur 4
    eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Betonkerntemperierungselementes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Einander entsprechende Teile sind in den Figuren 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht zweier Gitterträgermatten 6, 7 zum Aufbau einer Gitterträgerlage 8 eines erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1. Die Gitterträgermatten 6, 7 sind dabei aus Gitterstäben aus Stahl aufgebaut, wobei Gitterstäbe in Längsrichtung der zu bildenden Gitterträgermatte 6, 7 in gleichem Abstand parallel zueinander angeordnet sind und dann im rechten Winkel dazu ebenfalls im gleichen Abstand weitere Gitterstäbe über diese gelegt und an den Kreuzungspunkten verschweißt sind. Dadurch besitzen die Gitterträgermatten 6, 7 ein quadratisches Maschenmuster. Alternativ sind auch rechtwinklige Maschenmuster denkbar. Die Gitterträgermatten 6, 7 unterscheiden sich lediglich dadurch, dass die in Längsrichtung der Gitterträgermatte 6 verlaufenden Gitterstäbe auf Höhe des letzten, quer verlaufenden Gitterstabes abgelängt sind. Auf diese Weise entsteht im Falle der Gitterträgermatte 6 an ihrer der Gitterträgermatte 7 zugewandten Seite ein Muster aus geschlossenen Maschen 13, während die Gitterträgermatte 7 an ihrer der Gitterträgermatte 6 zugewandten Seite eine Seite mit offenen Maschen aufweist, das heißt, die in Längsrichtung der Gitterträgermatte 7 verlaufenden Stäbe sind an ihrem in Richtung der Gitterträgermatte 6 angeordneten Endpunkt nicht mit einem quer verlaufenden Gitterstab verbunden.
  • Zum Aufbau des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements werden die Gitterträgermatten 6, 7 nun unter Bildung einer Gitterträgerlage 8 derart übereinandergelegt, dass der Überlappungsbereich zwischen den Gitterträgermatten 6, 7 etwa der Hälfte der Kantenlänge eines Quadrates des Maschenmusters einer der Gitterträgermatten 6, 7 entspricht (vgl. Fig. 2, die eine derartige Anordnung in einer Draufsicht zeigt). Dabei werden die beiden Gitterträgermatten 6, 7 nicht miteinander verschweißt, so dass zwischen den Gitterträgermatten 6, 7 keine stoffschlüssige Verbindung erfolgt. Die Verrohrung 9 ist über Verbindungsmittel 15, vorzugsweise über Mattenbinder oder Drahtstücke, mit den Gitterträgermatten 6, 7 verbunden. Dabei ist es bevorzugt, dass die Verrohrung 9, von der in Fig. 2 lediglich zwei Rohrleitungsabschnitte gezeigt sind, zumindest weitgehend parallel zu den in Längsrichtung verlaufenden Gitterstäben der Gitterträgermatten 6, 7 verläuft. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Rohrleitungsabschnitte der Verrohrung 9 jeweils auf der Seite der in Längsrichtung der Gitterträgermatten 6, 7 verlaufenden Stäben angeordnet ist (Fig. 3). Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die die Temperaturausdehnungsdifferenzen ausgleichende Translationsbewegung der Gitterträgermatten 6, 7 nicht durch ein Verhaken der Gitterträgermatten 6, 7 verhindert wird. Die Befestigung der Rohrleitungsabschnitte der Verrohrung 9 erfolgt dabei vorzugsweise in einem Abstand von maximal etwa 45 cm. In Längsrichtung weisen die Gitterträgermatten 6, 7 eine Länge von maximal etwa 2 m auf.
  • In alternativen Ausführungsformen werden die Gitterträgermatten 6, 7 beabstandet voneinander unter Bildung einer Dehnungsfuge, also ebenfalls ohne stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Gitterträgermatten 6, 7 angeordnet. Die Anordnung der Rohrleitungsabschnitte der Verrohrung 9 sowie die Fixierung der Rohrleitungsabschnitte an den Gitterträgermatten 6, 7 erfolgt wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.
  • Fig. 3 zeigt einen partiellen Querschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 2a. Daraus geht eindeutig hervor, dass die in Längsrichtung verlaufenden Gitterstäbe der jeweiligen Gitterträgermatten 6, 7 auf derselben Seite zu der Ebene der quer verlaufenden Gitterträgerstäbe angeordnet sind.
  • Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements ist in Fig. 4 in einer partiellen Querschnittdarstellung gezeigt. Das erfindungsgemäße Betonkerntemperierungselement 1 weist dabei eine raumzugewandte Außenseite 2 und eine raumabgewandte Außenseite 3 auf. Diese Außenseiten 2, 3 werden durch die Betonschicht 10 gebildet. In der Nähe der raumzugewandten Außenseite 2 ist die raumzugewandte Bewehrungslage 4 angeordnet. Zwischen der raumzugewandten Außenseite 2 und der raumzugewandten Bewehrungslage 4 ist die aus einer Mehrzahl von Gitterträgermatten 6, 7 gebildete Gitterträgerlage 8 angeordnet. Exemplarische Ausführungsformen sind unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben worden. An der Gitterträgerlage 8 ist die Verrohrung 9 befestigt.
  • Die Verrohrung 9 kann dabei spiralförmig, mäanderförmig oder doppelmäanderförmig erfolgt sein. Die Verrohrung 9 ist mit einem Vorlauf und einem Rücklauf versehen und vorzugsweise kreuzungsfrei verlegt. Einzelne parallel verlaufende Rohrleitungsabschnitte sind vorzugsweise jeweils über einen an einer Längsseite des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 angeordneten Umlenkbereich mit einer 180°-Richtungsumkehr verbunden. Die Verrohrung 9 ist aus einem formstabilen Rohrmaterial aufgebaut. Als Verrohrungsmaterial kommt beispielsweise ein Metall-Kunststoff-Verbund oder ein vernetzter Kunststoff (insbesondere vernetztes Polyethylen, vorzugsweise PEX-a) zum Einsatz.
  • In der Nähe der raumabgewandten Außenseite 3 des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 ist die raumabgewandte Bewehrungslage 5 angeordnet. Zwischen den beiden Bewehrungslagen 4, 5 befinden sich weitere Abstandshalter 12, die für einen annähernd konstanten Abstand zwischen den beiden Bewehrungslagen sorgen. Abstandshalter 11, die mit der oberen Bewehrungslage verbunden sind, gewährleisten einen konstanten Abstand zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage 4 und der raumzugewandten Außenseite 2.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 werden eine Mehrzahl von Gitterträgermatten 6, 7 zunächst angeordnet, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben. Daraufhin wird die Verrohrung 9 über Befestigungsmittel 15 an der durch die Gitterträgermatten 6, 7 gebildete Gitterträgerlage 8 befestigt. Nun kann die auf diese Weise konfektionierte Gitterträgerlage an Ihren Verwendungsort transportiert und die weiteren Stufen des Herstellungsverfahrens können dann vor Ort vorgenommen werden. Alternativ dazu können die weiteren Stufen auch an anderen Orten, beispielsweise im Betonwerk, vorgenommen werden, um eine vorgefertigtes erfindungsgemäßes Betonkerntemperierungselement 1 herzustellen. Die Gitterträgerlage 8 wird nun einmal um ihre Längsachse gedreht und auf eine Verschalung gelegt. Darauf wird nun die raumzugewandte Bewehrungslage 4 angeordnet, mit der Abstandshalter 11 verbunden sind. Darauf wird nun die raumabgewandte Bewehrungslage 5 angeordnet, wobei weitere Abstandshalterelemente 12 für den gewünschten Abstand zwischen den beiden Bewehrungslagen 4, 5 sorgen. Abschließend wird die Verschalung bis zur gewünschten Dicke des erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 mit Beton ausgegossen und das Resultat einer Aushärtung unterzogen, wodurch die Betonschicht 10 gebildet wird, in die die Bewehrungslagen 4, 5 ,die Gitterträgerlage 8, die Verrohrung 9 sowie die Abstandshalterelemente 11, 12 eingeschlossen sind.
  • Im Fall eines vorgefertigten erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 kann es dann zu seinem Verwendungsort transportiert und beispielsweise als Decken- oder Wandelement montiert werden. Abschließend wird das gesamte Element 1 nochmals mit Beton vergossen. Alternativ kann das fertiggestellte erfindungsgemäßen Betonkerntemperierungselements 1 auch unmittelbar als Kühl-/Heizpaneel verwendet werden. Hierzu braucht es beispielsweise nur unter eine bestehende Decke gehängt zu werden. Außer einem Anschluss des Verlaufs und des Rücklaufs sind keine weiteren wesentlichen Arbeiten erforderlich, insbesondere kein zweites Vergießen mit Beton.
  • Voranstehend wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen im Detail erläutert, wobei diese Beispiele nicht als einschränkend aufgefasst werden sollen.

Claims (8)

  1. Betonkerntemperierungselement (1), das in Richtung seiner Dicke durch eine raumzugewandten Außenseite (2) und eine raumabgewandten Außenseite (3) begrenzt ist, umfassend:
    eine raumzugewandten Bewehrungslage (4);
    eine raumabgewandte Bewehrungslage (5);
    eine aus einer Mehrzahl von Gitterträgermatten (6, 7) gebildete Gitterträgerlage (8), die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage (4) und der raumzugewandten Außenseite (2) des Betonkerntemperierungselements (1) angeordnet ist;
    eine mit Temperierungsfluid durchströmbare Verrohrung (9), die zwischen der Gitterträgerlage (8) und der raumzugewandten Außenseite (2) des Betonkerntemperierungselement (1) angeordnet ist und mit den Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) verbunden ist; und
    eine die raumzugewandten Bewehrungslage (4), die raumabgewandte Bewehrungslage (5), die Gitterträgerlage (8) und die Verrohrung (9) zumindest teilweise umgebende Betonschicht (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) ohne stoffschlüssige Verbindung einander überlappend oder ohne stoffschlüssige Verbindung unter Ausbildung einer Fuge voneinander beabstandet angeordnet sind.
  2. Betonkerntemperierungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) einander überlappend angeordnet sind und im Überlappungsbereich der Gitterträgermatten (6, 7) eine geschlossenmaschige Seite einer Gitterträgermatte (6) mit einer offenmaschigen Seite einer anderen Gitterträgermatte (7) überlappt.
  3. Betonkerntemperierungselement (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterträgermatten (6, 7) durch quadratische Gittermaschen gebildet sind und die Gitterträgermatten (6, 7) über eine Länge überlappen, die annähernd der Hälfte der Kantenlänge eines Gittermaschenquadrats entspricht.
  4. Betonkerntemperierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungslagen (4, 5) als Gitter aus einzelnen Stabstählen oder geschweißten Stabstahlmatten ausgebildet sind, wobei eine Stabstärke der Stabstähle (4) und ein Gitterabstand des Gitters entsprechend den statischen Anforderungen ausgelegt sind.
  5. Betonkerntemperierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner Abstandshalter (11) für die raumzugewandte Bewehrungslage (4) umfasst, die zwischen der raumzugewandten Bewehrungslage (4) und der raumzugewandten Außenseite (2) des Betonkerntemperierungselement (1) angeordnet sind.
  6. Betonkerntemperierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner weitere Abstandshalter (12) für die raumabgewandte Bewehrungslage (5) umfasst, die zwischen der raumabgewandten Bewehrungslage (5) und der raumzugewandten Bewehrungslage (4) angeordnet sind.
  7. Betonkerntemperierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Gitterträgermatten (6, 7) der Gitterträgerlage (8) im Bereich des 0,2-fachen bis 5-fachen der Maschenweite der Gitterträgermatten (6, 7) liegt.
  8. Betonkerntemperierungssystem, das mindestens ein Betonkerntemperierungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
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