EP2940420A1 - Vorsatzvorrichtung für ein bauwerk - Google Patents

Vorsatzvorrichtung für ein bauwerk Download PDF

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Publication number
EP2940420A1
EP2940420A1 EP15000930.6A EP15000930A EP2940420A1 EP 2940420 A1 EP2940420 A1 EP 2940420A1 EP 15000930 A EP15000930 A EP 15000930A EP 2940420 A1 EP2940420 A1 EP 2940420A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
concrete
attachment device
insulating layer
building
concrete shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15000930.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Thiem
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thiem Security Solutions GmbH
Original Assignee
Thiem Security Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thiem Security Solutions GmbH filed Critical Thiem Security Solutions GmbH
Publication of EP2940420A1 publication Critical patent/EP2940420A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/04—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate against air-raid or other war-like actions
    • E04H9/10—Independent shelters; Arrangement of independent splinter-proof walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0471—Layered armour containing fibre- or fabric-reinforced layers

Definitions

  • the invention relates to an attachment device for a building according to the preamble of claim 1 and to a use of such an attachment device according to claim 9 or claim 10 or claim 11.
  • Such attachment devices for buildings consist at least of an outer concrete shell and an insulating layer, which can be arranged in particular on the outer surface of a building, for example, to protect a wall or building opening, such as doors or windows.
  • attachment device can permanently - such. B. from the generic FR 2 815 982 A3 known - or temporarily, in particular for the protection of the building exist.
  • the attachment devices can also be arranged at a distance from a building, then integrated, for example, in a conventional support structure.
  • the outer surface of a structure may consist of all common building materials, such as concrete, brick, glass, wood, metal or composite materials. If it is a building wall, which must correspond to larger loads, this often consists at least of a cement-bonded material and is steel-reinforced in the usual manner.
  • the desired protective effect of the attachment device is intended in particular against explosion / impact, at the same time against fire, burglary and fire / fire, occur, which are caused in particular by explosive charges, which are attached directly to the outer surface of a structure as a contact charge or detonate in the immediate vicinity ,
  • header fixtures are used to protect building openings, such as doors and windows in the event of severe weather warnings, public buildings in the event of an attack, or shop windows at the time of demonstrations.
  • the object of the invention is to provide an attachment device for buildings and to provide a corresponding use, which effectively reduce the effects of fire / fire, fire, burglary and explosion in the simplest possible technical way.
  • the attachment device should be able to adapt to the particular requirement profile and overall have the lowest possible weight.
  • the object of the invention is achieved by an attachment device for buildings with the Features according to claim 1 and a use according to claim 9 or claim 10 or claim 11 solved.
  • the reinforcing fabric is arranged in the region of the inside of the concrete shell or forms the inside of the concrete shell, the reinforcing fabric consists at least of a fiber material made of PET and has a mesh structure, wherein the mesh size is between 40 and 60 mm.
  • Reinforced concrete is in the context of the invention high performance lightweight concrete in which static or structural requirements in the usual manner non-prestressed or prestressed steel inserts were installed.
  • the amount of steel inserts is specified by appropriate regulations and / or standards and can vary according to the given constructive options in this regard.
  • Lightweight concrete according to the invention is, for example, a concrete according to DIN EN 206-1 / DIN 1045-2.
  • the attachment device according to the invention for buildings wherein the structure has at least one wall, at least consists of a concrete shell and an insulating layer, wherein the insulating layer between the wall of the building and the concrete shell can be arranged.
  • Reinforcing fabrics according to the invention are in particular fabric mats, in particular with a lattice-like structure, which in particular have a high extensibility and tensile strength.
  • the reinforcing mesh is made of materials that give the reinforcing mesh flexible, extremely strong, stretch-resistant properties.
  • the reinforcement fabric has a latticed structure, with the crossing points of the grid-shaped reinforcing fabric have a high strength.
  • the reinforcing fabric should be made of materials which give the reinforcing fabric flexible, extremely resilient, stretch-resistant properties.
  • the mesh size namely between 40 and 60 mm, is selected after extensive tests so that a very intimate and firm connection of the reinforcing fabric and concrete is ensured.
  • the outer layer of the attachment is the concrete shell, this serves primarily the task of distributing the very punctually occurring loads of a contact detonation on a wider area. Therefore, very good tensile properties are required for this layer, which are ensured in particular by the invention selected and used reinforcement fabric.
  • the layer adjoining the concrete shell, the insulating layer reduced by conversion and deflection, during the destruction of the insulating layer, as much as possible of the detonation energy or the amount of detonation energy, which is directed in particular into the interior of the room cell.
  • the lightest possible materials are used.
  • the material of the insulating layer is atomized into the smallest possible fragments. Larger fragments would, in particular due to their larger mass develop a larger projectile effect, which would be suitable to penetrate the next layer, ie the outer surface of the building, at least selectively.
  • the insulating layer may be formed, for example, plate-shaped.
  • the material of the plate-shaped insulating layer may be a foam glass, which has an increased density, particularly preferably a density above 190 kg / cbm possesses.
  • the foam glass may have an increased compressive strength, more preferably a compressive strength of over 2200 kPa.
  • the thermal conductivity is about 0.072 W / mK.
  • the foam glass is not flammable or at least has good fire retardant properties.
  • Such a plate-shaped insulating layer according to the invention is, for example, a foam glass plate, which allows thermal insulation, compressive strength and adequate fire safety of building materials on buildings simultaneously.
  • the dimensioning and material selection of the parts of the attachment according to the invention takes place in each case according to the specific local conditions, in particular the properties of the building wall or the outer surface of the building and the extent of the defensive effects of fire / fire, shelling, burglary and explosion on this part of the building.
  • the attachment device acts as a supplement to the protective effect of the building wall, so that the desired total protection effect is the sum of the protective effect of the existing building wall and the attachment device.
  • the protective device thus need only consist of at least the composite concrete shell and insulating layer, so the adjoining building wall or the outer surface of the building has the required properties.
  • This is the case in particular, as is the subsequent building wall of a reinforced concrete, in particular with a reinforcing fabric, which is preferably in the region of the inside of the adjoining building wall.
  • the attachment device is also spaced from buildings, for example as a protective fence, protective wall or integrated in a protective gate, used.
  • an insulating layer is arranged on the outer wall of the concrete shell.
  • the outer layer of the attachment according to the invention namely in this case the insulating layer, in the case of an external detonation, ie a detonation outside of the protected building part, for the load of the entire protection device has an important role.
  • this insulating layer has to fulfill the task of generating the largest possible distance to the surface of the adjoining building wall. The greater this distance, the lower the detonation force acting on the surface of the building wall in the event of an external detonation.
  • the material of the outermost layer of insulation should not be flammable or at least have good fire retardant properties.
  • the reinforcing fabric has a mesh structure, wherein the mesh width / grid width is about 50 mm.
  • the reinforcing fabric which is inserted into the solidified concrete mass, in the final state, ie after hardening of the reinforcing fabric enclosing concrete, particularly intimately connected to the concrete.
  • a splinter protection device in particular a splinter protection mat, is arranged.
  • this is braced, preferably braced at the edges, or is arranged glued.
  • This type of attachment ie braced in the sense of fitting, but not connected, has shown surprisingly improved protective effect in experiments.
  • the splinter protection mat is a known from the prior art and customary for such applications.
  • the concrete shell and / or the concrete element in particular consists of a cement-bonded material, in particular a steel-reinforced concrete, particularly preferably a lightweight concrete, and a preferably two-ply reinforcement fabric made of PET or exist.
  • At least the base wall in particular without that the concrete shell and the insulating layer are arranged on the base wall, is transportable. This makes it possible that the base wall can be produced industrially and only at the site, in particular the concrete shell and / or the insulating layer must be mounted.
  • At least the concrete shell and the insulating layer, in particular the composite of these, are transportable. This is in a technically simplest way allows the attachment device only when needed, ie not permanently use. In addition, this makes it possible to use the attachment device as a retrofit component for existing buildings to improve their protection.
  • the inventive arrangement of the reinforcing fabric in the region of the inside of the concrete element prevents in the case of load, in particular in a detonation, the unwanted breaking out of parts of the reinforced steel concrete element. Breaking out parts could otherwise injure persons and / or destroy objects.
  • Fig. 1 shows an embodiment as an experimental arrangement for the testing of an inventive attachment for buildings, here with two layers, arranged on a building wall.
  • the blasted plate-shaped attachment was constructed in a sandwich construction of two layers, namely a concrete shell 2, which consists of a cement-bonded material and steel reinforced, and an insulating layer 3, wherein the insulating layer 3 between the simulated building wall 8 and concrete shell 2 was arranged.
  • the outer layer namely the concrete shell 2
  • a reinforcing fabric 4 consisting of two reinforcing fabric mats, which were offset by an angle of 90 ° to each other, was arranged in the region of the inside of the concrete shell 2.
  • the insulating layer 3 was 10 cm thick and made of foam glass, designed as a foam glass plate.
  • a reinforcement fabric 4 consisting of two reinforcing fabric mats, which were offset by an angle of 90 ° to each other, was arranged in the region of the inside of the building wall 8.
  • the explosive charge 7 was placed centrally on the concrete shell 2. Explosive mass: 4.0 kg PENT, malleable Charge diameter: 24 cm Load height: 6 cm.
  • the detonator was mounted centrally on the explosive charge 7.
  • the blast / detonation caused a breakthrough of approx. 55 cm in the concrete shell 2 and in the insulating layer 3.
  • On the inside of the simulated building wall 8 came to no breakthrough, only to a relaxation of the concrete structure.
  • the inside of the building wall 8 after the experiment had a preforming in the form of a bulge of about 10 cm.
  • the attachment according to the invention provides the necessary protection in the interior of a building, i. H. the area which adjoins the inside of the building wall 8.
  • Fig. 2 shows an embodiment of an inventive attachment device for buildings, here with five layers.
  • the plate-shaped attachment device is in a sandwich construction of five layers, namely a concrete element 1, which consists of a cement-bonded material and steel reinforced, a concrete shell 2 and an insulating layer 3, wherein the insulating layer 3 is disposed between the concrete element 1 and the concrete shell 2 constructed.
  • a splinter protection device 5 On the inside of the concrete element 1 is a usual type and structure splinter protection device 5, in particular a splinter protection mat arranged.
  • a further insulating layer 6 is arranged on the outer wall of the concrete shell 2.
  • the concrete shell 2 is a 14 cm thick, single-layer reinforced reinforced concrete slab made of lightweight concrete with an 8 mm thick steel reinforcement.
  • a reinforcement fabric 4 consisting of two reinforcing fabric mats, which are offset by an angle of 90 ° to each other, are arranged in the region of the inside of the concrete shell 2.
  • the inner insulating layer 3 is 10 cm thick and consists of a foam glass, designed as a glass foam plate.
  • the concrete element 1 is a 20 cm thick, double-reinforced concrete slab made of lightweight concrete.
  • a reinforcing fabric 4 consisting of two reinforcing fabric mats, which are offset by an angle of 90 ° to each other, are arranged in the region of the inside of the concrete element 1.
  • the arranged on the outer wall of the concrete shell 2 outer insulating layer 6 is in This embodiment, a conventional thermal insulation composite system.
  • This outermost layer causes here additional building insulation.
  • this layer in particular with an alternative structure, for example with a colored outer plaster layer, makes possible an optical adaptation and, if desired, a camouflage of the protective device according to the invention.
  • a variety of optical design (architecture) is basically possible. In the present case, this causes an additional safety distance of the contact charge to the outer concrete shell. 2
  • the attachment device described in this embodiment can be used both directly on a building, for example temporarily, or at a distance from a building, for example as a protective fence, protective wall or integrated in a protective gate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk, welche ein Bewehrungsgewebe (4) aus PET aufweist und eine Maschenstruktur besitzt, wobei die Maschenweite zwischen 40 und 60 mm beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Verwendung einer solchen Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 9 bzw. Anspruch 10 bzw. Anspruch 11.
  • Solche Vorsatzvorrichtungen für Bauwerke, insbesondere Gebäude, bestehen zumindest aus einer äußeren Betonschale und einer Dämmschicht, welche insbesondere an der äußeren Oberfläche eines Bauwerks, beispielsweise zum Schutz einer Wand oder Gebäudeöffnung, wie Türen oder Fenstern, angeordnet werden können.
  • Diese Anordnung der Vorsatzvorrichtung kann permanent - wie z. B. aus der gattungsbildenden FR 2 815 982 A3 bekannt - oder zeitweilig, insbesondere zum Schutz des Bauwerkes, bestehen. Die Vorsatzvorrichtungen kann auch in einem Abstand von einem Bauwerk angeordnet sein, dann beispielsweise integriert in eine übliche Tragkonstruktion.
  • Die äußere Oberfläche eines Bauwerks kann aus allen üblichen Baustoffen, wie Beton, Ziegel, Glas, Holz, Metall oder Verbundwerkstoffen, bestehen.
    Handelt es sich um eine Gebäudewand, welche größeren Belastungen entsprechen muss, besteht diese oft zumindest aus einem zementgebundenem Werkstoff und ist in üblichen Art und Weise stahlbewehrt.
  • Die angestrebte Schutzwirkung der Vorsatzvorrichtung soll insbesondere gegen Explosion/ Ansprengung, gleichzeitig auch gegen Beschuss, Einbruch und Feuer/ Brand, eintreten, welche insbesondere durch Sprengladungen verursacht werden, welche direkt an der äußeren Oberfläche eines Bauwerks als Kontaktladung angebracht sind oder in deren unmittelbaren Nähe detonieren.
  • Zum Schutz gegen bestimmte Einwirkungen, Beschuss, Einbruch und Feuer/ Brand, steht oft die Aufgabe, bestehende Gebäude oder Gebäudeteile bezüglich einer angenommenen Gefahrensituation vorsorglich anzupassen, insbesondere durch Nachzurüsten.
    Es besteht somit seit längerem ein großer Bedarf nach solchen Nachrüstmöglichkeiten, wie einer Vorsatzvorrichtung, die diese Anforderungen in technischer einfacher Art und Weise erfüllen können.
  • Derzeit sind unterschiedliche Lösungen, die eine Schutzwirkung gegen die Wirkungen von Feuer/ Brand, Beschuss, Einbruch oder Explosion betreffen, jedoch nicht gemeinsam gegen die Wirkungen von Feuer/ Brand, Beschuss, Einbruch und Explosion, sowie speziell gegen Kontaktladungen bekannt.
  • Konventionelle Vorsatzvorrichtung mit entsprechenden Schutzschichten erzielen ihre Schutzwirkung häufig durch Verwendung schwerer Stahlschichten oder sehr massiven Betonwänden. Besonders derartige Stahlkonstruktionen weisen relativ schlechte bauphysikalische Eigenschaften, insbesondere gegen Feuer/ Brand auf.
  • Oft werden Vorsatzvorrichtung zum Schutze von Gebäudeöffnungen verwendet, wie Türen und Fenster bei Unwetterwarnungen, öffentliche Gebäude bei Attentatsgefahren oder Schaufenster zum Zeitpunkt von Demonstrationen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorsatzvorrichtung für Bauwerke bereitzustellen sowie eine entsprechende Verwendung anzugeben, welche wirksam die Wirkungen von Feuer/ Brand, Beschuss, Einbruch und Explosion in möglichst technischer einfacher Art und Weise reduzieren. Die Vorsatzvorrichtung soll sich an das jeweilige Anforderungsprofil anpassen lassen und insgesamt ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorsatzvorrichtung für Bauwerke mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie eine Verwendung nach Anspruch 9 bzw. Anspruch 10 bzw. Anspruch 11 gelöst.
  • Erfindungswesentlich ist, dass zumindest ein Bewehrungsgewebe im Bereich der Innenseite der Betonschale angeordnet ist oder die Innenseite der Betonschale bildet, das Bewehrungsgewebe zumindest aus einem Fasermaterial aus PET besteht und eine Maschenstruktur besitzt, wobei die Maschenweite zwischen 40 und 60 mm beträgt.
  • Bewehrter Beton ist im Sinne der Erfindung Hochleistungs- Leichtbeton, in welchen aus statischen oder konstruktiven Erfordernissen in üblichen Art und Weise nicht vorgespannte oder vorgespannte Stahleinlagen eingebaut wurden.
    Die Menge der Stahleinlagen ist durch entsprechende Vorschriften und/oder Normen vorgegeben und kann entsprechend den jeweils gegebenen konstruktiven Möglichkeiten diesbezüglich variieren.
  • Leichtbeton im Sinne der Erfindung ist beispielsweise ein Beton gemäß der DIN EN 206-1/DIN 1045-2.
  • Die erfindungsgemäße Vorsatzvorrichtung für Bauwerke, wobei das Bauwerk zumindest eine Wand besitzt, besteht zumindest aus einer Betonschale und einer Dämmschicht, wobei die Dämmschicht zwischen der Wand des Bauwerkes und der Betonschale anordenbar ist.
  • Bewehrungsgewebe im Sinne der Erfindung sind insbesondere Gewebematten, insbesondere mit einem gitterförmigen Aufbau, die insbesondere eine hohe Dehnbarkeit und Zerreißfestigkeit besitzen. Das Bewehrungsgewebe besteht aus Materialien, welche dem Bewehrungsgewebe flexible, extrem belastbare, dehnsteife Eigenschaften verleihen.
  • Das Bewehrungsgewebe hat einen gitterförmigen Aufbau, wobei die Kreuzungspunkte des gitterförmigen Bewehrungsgewebes eine hohe Festigkeit besitzen.
    Das Bewehrungsgewebe sollte aus Materialien bestehen, welche dem Bewehrungsgewebe flexible, extrem belastbare, dehnsteife Eigenschaften verleihen.
  • Die Maschenweite, nämlich zwischen 40 und 60 mm, ist nach umfänglichen Versuchen so ausgewählt, dass eine sehr innige und feste Verbindung vom Bewehrungsgewebe und Beton gewährleistet ist.
  • Die äußere Schicht der Vorsatzvorrichtung ist die Betonschale, diese dient primär der Aufgabe, die sehr punktuell auftretenden Lasten einer Kontaktdetonation auf eine breitere Fläche zu verteilen. Daher sind sehr gute Zugeigenschaften für diese Schicht erforderlich, wobei diese insbesondere durch die erfindungsgemäß ausgesuchten und eingesetzten Bewehrungsgewebe gewährleistet werden.
  • Die sich an die Betonschale anschließende Schicht, die Dämmschicht, verringert durch Umwandlung und Ablenkung, während der Zerstörung der Dämmschicht, möglichst viel der Detonationsenergie bzw. des Betrages der Detonationsenergie, welche insbesondere ins innere der Raumzelle gerichtet ist.
    Dabei werden außerdem, insbesondere um das Gesamtgewicht der Vorsatzvorrichtung zu begrenzen, möglichst leichte Werkstoffe eingesetzt.
  • Eine weitere Anforderung, welche die Dämmschicht erfüllt, ist, eine möglichst hohe Bruchenergie zu entwickeln, um während des Zerstörungsvorganges, verursacht durch die Detonation, das Energieniveau der gesamten Vorsatzvorrichtung zu senken. Dabei wird das Material der Dämmschicht in möglichst kleine Bruchstücke zerstäubt. Größere Bruchstücke würden insbesondere aufgrund ihrer größeren Masse eine größere Geschosswirkung entwickeln, welche geeignet wäre, die nächste Schicht, d.h. die äußere Oberfläche des Gebäudes, zumindest punktuell, zu durchdringen.
    Die Dämmschicht kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein.
  • Das Material der plattenförmigen Dämmschicht kann ein Schaumglas sein, welches eine erhöhte Rohdichte, besonders bevorzugt eine Rohdichte über 190 kg/cbm, besitzt. Außerdem kann das Schaumglas eine erhöhte Druckfestigkeit, besonders bevorzugt eine Druckfestigkeit von über 2200 kPa, besitzen.
    Die Wärmeleitzahl beträgt dabei ca. 0,072 W/mK.
    Das Schaumglas ist nicht brennbar oder besitzt zumindest gute brandhemmende Eigenschaften.
  • Eine solche plattenförmige Dämmschicht im Sinne der Erfindung ist beispielsweise eine Schaumglasplatte, welche Wärmedämmung, Druckfestigkeit und eine ausreichende Brandsicherheit von Baustoffen an Bauwerken gleichzeitig ermöglicht.
  • Die Dimensionierung und Materialauswahl der Teile der erfindungsgemäßen Vorsatzvorrichtung erfolgt jeweils nach den konkreten örtlichen Gegebenheiten, insbesondere den Eigenschaften der Gebäudewand bzw. der äußeren Oberfläche des Gebäudes und dem Maß der abzuwehrenden Wirkungen von Feuer/ Brand, Beschuss, Einbruch und Explosion auf dieses Gebäudeteil.
    Dabei wirkt die Vorsatzvorrichtung als Ergänzung der Schutzwirkung der Gebäudewand, so dass die angestrebte Gesamtschutzwirkung die Summe aus der Schutzwirkung der vorhandenen Gebäudewand und der Vorsatzvorrichtung ist.
  • Die Schutzvorrichtung braucht somit nur zumindest aus dem Verbund von Betonschale und Dämmschicht bestehen, so die sich anschließende Gebäudewand bzw. die äußere Oberfläche des Gebäudes die erforderlichen Eigenschaften besitzt. Das ist insbesondere der Fall, so die sich die anschließende Gebäudewand aus einem bewehrtem Beton, insbesondere mit einem Bewehrungsgewebe, welches bevorzugt im Bereich der Innenseite der sich anschließenden Gebäudewand befindet.
  • Im Sinne der Erfindung ist die Vorsatzvorrichtung auch beabstandet von Gebäuden, beispielweise als Schutzzaun, Schutzwand oder integriert in einem Schutztor, einsetzbar.
  • Die abhängigen Ansprüche 2 bis 8 enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, ohne diese damit zu begrenzen.
  • Bevorzugt ist, dass an der Außenwand der Betonschale eine Dämmschicht angeordnet ist.
    Die äußere Schicht der erfindungsgemäßen Vorsatzvorrichtung, nämlich in diesem Fall die Dämmschicht, hat im Falle einer externen Detonation, d. h. einer Detonation außerhalb des zu schützenden Gebäudeteils, für die Lastaufnahme der gesamten Schutzvorrichtung eine wichtige Rolle. Diese Dämmschicht hat insbesondere die Aufgabe zu erfüllen, eine möglichst große Wegstrecke bis zur Oberfläche der sich anschließenden Gebäudewand zu generieren. Je größer diese Wegstrecke ist, umso geringer ist die im Falle einer externen Detonation an der Oberfläche der Gebäudewand einwirkende Detonationskraft.
    Weiterhin soll während der Zerstörung der Dämmschicht möglichst viel der Detonationsenergie bzw. des Betrages der Detonationsenergie, welche insbesondere in Richtung der Gebäudewand gerichtet ist, durch Umwandlung und Ablenkung, verringert werden.
    Dabei sollen außerdem, insbesondere um das Gesamtgewicht der Schutzvorrichtung zu begrenzen, möglichst leichte Werkstoffe eingesetzt werden.
  • Das Material der äußersten Dämmschicht sollte nicht brennbar sein oder zumindest gute brandhemmende Eigenschaften besitzen.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass das Bewehrungsgewebe eine Maschenstrukttr besitzt, wobei die Maschenweite/Gitterweite ca. 50 mm, beträgt. Bei einer solchen Maschenweite ist das Bewehrungsgewebe, welches in die verfestigte Betonmasse eingelegt wird, im Endzustand, d. h. nach dem Aushärten des das Bewehrungsgewebe umschließenden Betons, besonders innig mit dem Beton verbunden.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass an der Innenseite der Dämmschicht oder der Innenseite des Betonelements eine Splitterschutzvorrichtung, insbesondere eine Splitterschutzmatte, angeordnet ist.
  • Besonders bevorzugt ist diese verspannt, bevorzugt an den Rändern verspannt, oder verklebt angeordnet ist. Diese Art der Befestigung, d. h. verspannt im Sinne von anliegend, jedoch nicht verbunden, hat in Versuchen überrascht verbesserte Schutzwirkung gezeigt.
    Die Splitterschutzmatte ist eine aus dem Stand der Technik bekannte und für diesbezügliche Anwendungen übliche.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass die Betonschale und/oder das Betonelement insbesondere aus einem zementgebundenem Werkstoff, insbesondere einem stahlbewehrten Beton, besonders bevorzugt einem Leichtbeton, und einem vorzugsweise zweilagigen Bewehrungsgewebe aus PET besteht oder bestehen.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass zumindest die Basiswand, insbesondere ohne, dass die Betonschale und die Dämmschicht an der Basiswand angeordnet sind, transportabel ist. Damit ist ermöglicht, dass die Basiswand industriell hergestellt werden kann und erst am Einsatzort insbesondere die Betonschale und/oder die Dämmschicht montiert werden müssen.
  • Bevorzugt ist außerdem, dass zumindest die Betonschale und die Dämmschicht, insbesondere der Verbund aus diesen, transportabel sind. Damit ist in technisch einfachster Art und Weise ermöglicht, die Vorsatzvorrichtung nur bei Bedarf, d. h. nicht permanent, einzusetzen.
    Außerdem ist damit ermöglicht, dass die Vorsatzvorrichtung als Nachrüstbauteil für bestehende Gebäude zur Verbesserung deren Schutzes einzusetzen.
  • Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Diese Ausführungsbeispiele beschreiben den Versuchsaufbau zur Überprüfung der sprenghemmenden Wirkung von erfindungsgemäßen plattenförmigen Schutzvorrichtungen für einen Gebäudeteil.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung des Bewehrungsgewebes im Bereich der Innenseite des Betonelements verhindert im Belastungsfall, insbesondere bei einer Detonation, das unerwünschte Herausbrechen von Teilen des stahlbewehrten Betonelements. Herausbrechende Teile könnten ansonsten Personen verletzen und/oder Gegenstände zerstören.
  • Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele erfolgt unter Bezugnahme auf die Figur 1 und 2.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel als Versuchsanordnung für die Prüfung einer erfindungsgemäßen Vorsatzvorrichtung für Bauwerke, hier mit zwei Schichten, angeordnet an einer Gebäudewand
    und
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorsatzvorrichtung für Bauwerke, hier mit fünf Schichten.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel als Versuchsanordnung für die Prüfung einer erfindungsgemäßen Vorsatzvorrichtung für Bauwerke, hier mit zwei Schichten, angeordnet an einer Gebäudewand.
    • Versuchsanordnung:
  • 4 kg PETN(Nitropenta) als Kontaktladung 7 auf eine erfindungsgemäße plattenförmige Schutzvorrichtung mit 44 cm Dicke.
  • Die angesprengte plattenförmige Vorsatzvorrichtung war in einer Sandwichbauweise aus zwei Schichten, nämlich einer Betonschale 2, welche aus einem zementgebundenen Werkstoff besteht und stahlbewehrt ist, und einer Dämmschicht 3, wobei die Dämmschicht 3 zwischen der simulierten Gebäudewand 8 und Betonschale 2 angeordnet war, aufgebaut.
  • Die äußere Schicht, nämlich die Betonschale 2, war eine 14 cm dicke, einlagig bewehrte Stahlbetonplatte aus Leichtbeton mit Stabstahlbewehrung mit einem Durchmesser von 8 mm. Ein Bewehrungsgewebe 4, bestehend aus zwei Bewehrungsgewebematten, die um einen Winkel von 90° versetzt zueinander angeordnet waren, war im Bereich der Innenseite der Betonschale 2 angeordnet.
  • Die Dämmschicht 3 war 10 cm dick und aus Schaumglas, ausgeführt als Schaumglasplatte.
  • Die unterste bzw. innere Schicht, nämlich die Gebäudewand 8, war eine 20 cm dicke, doppeltbewehrte Stahlbetonplatte aus Leichtbeton.
  • Ein Bewehrungsgewebe 4, bestehend aus zwei Bewehrungsgewebematten, die um einen Winkel von 90° versetzt zueinander angeordnet waren, war im Bereich der Innenseite der Gebäudewand 8 angeordnet.
  • Die Sprengladung 7 wurde mittig auf der Betonschale 2 aufgelegt.
    Sprengstoffmasse: 4,0 kg PENT, formbar
    Ladungsdurchmesser: 24 cm
    Ladungshöhe: 6 cm.
  • Für die elektrische Zündung wurde ein Momentzünder verwendet. Die Sprengkapsel wurde mittig auf der Sprengladung 7 angebracht.
    • Ergebnis des Versuchs:
  • Durch die Sprengung/Detonation entstand in der Betonschale 2 und in der Dämmschicht 3 ein Durchbruch von ca. 55 cm. Auf der Innenseite der simulierten Gebäudewand 8 kam zu keinem Durchbruch, nur zu einer Lockerung des Betongefüges. Die Innenseite der Gebäudewand 8 hatte nach dem Versuch eine Vorformung in Form einer Ausbeulung von ca. 10 cm.
    • Bewertung des Ergebnisses:
  • Aufgrund der Versuchsergebnisse bietet die erfindungsgemäße Vorsatzvorrichtung den erforderlichen Schutz im Rauminnern eines Gebäudes, d. h. dem Bereich, welcher sich an die Innenseite der Gebäudewand 8 anschließt.
    • Angaben zum Sprengstoff 7:
  • Nitropenta (PETN, Pentrit, Pentaerythrityltetranitrat) ist ein Sprengstoff. Nitropenta zählt zu den leistungsstarken, hochbrisanten und zudem relativ unempfindlichen sowie chemisch sehr stabilen Sprengstoffen. Wichtige Explosionskennzahlen sind:
    • Explosionswärme: 6311 kJ·kg-1 (H2O (l)), 5856 kJ·kg-1 (H2O (g)).
    • Detonationsgeschwindigkeit: 8400 m·s-1 bei der Maximaldichte
    • Normalgasvolumen: 823 l·kg-1.
    • Spezifische Energie: 1204 kJ·kg-1
    • Verpuffungspunkt: 202-205 °C
    • Bleiblockausbauchung: 52,3 cm3·g-1
    • Schlagempfindlichkeit: 3 J
      Reibempfindlichkeit: 60 N Stiftbelastung
    • Stahlhülsentest: Grenzdurchmesser 6 mm
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorsatzvorrichtung für Bauwerke, hier mit fünf Schichten.
    Die plattenförmige Vorsatzvorrichtung ist in einer Sandwichbauweise aus fünf Schichten, nämlich einem Betonelement 1, welches aus einem zementgebundenem Werkstoff besteht und stahlbewehrt ist, einer Betonschale 2 und einer Dämmschicht
    3, wobei die Dämmschicht 3 zwischen dem Betonelement 1 und der Betonschale 2 angeordnet ist, aufgebaut.
  • An der Innenseite des Betonelements 1 ist eine in Art und Aufbau übliche Splitterschutzvorrichtung 5, insbesondere eine Splitterschutzmatte, angeordnet.
  • An der Außenwand der Betonschale 2 ist eine weitere Dämmschicht 6 angeordnet.
  • Die Betonschale 2 ist eine ca. 14 cm dicke, einlagig bewehrte Stahlbetonplatte aus Leichtbeton mit einer 8 mm starken Stabstahlbewehrung. Ein Bewehrungsgewebe 4, bestehend aus zwei Bewehrungsgewebematten, die um einen Winkel von 90° versetzt zueinander angeordnet sind, sind im Bereich der Innenseite der Betonschale 2 angeordnet.
  • Die innere Dämmschicht 3 ist 10 cm dick und besteht aus einem Schaumglas, ausgeführt als Glasschaumplatte.
  • Das Betonelement 1 ist eine 20 cm dicke, doppeltbewehrte Stahlbetonplatte aus Leichtbeton.
  • Ein Bewehrungsgewebe 4, bestehend aus zwei Bewehrungsgewebematten, die um einen Winkel von 90° versetzt zueinander angeordnet sind, sind im Bereich der Innenseite des Betonelements 1 angeordnet.
  • Die an der Außenwand der Betonschale 2 angeordnete äußere Dämmschicht 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein übliches Warmedämmverbundsystem.
  • Diese äußerste Schicht bewirkt hier eine zusätzliche Gebäudedämmung. Außerdem ermöglicht diese Schicht, insbesondere mit einem alternativen Aufbau, beispielsweise mit farbiger Außenputzschicht, eine optische Anpassung und damit, sofern gewünscht, eine Tarnung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung. Außerdem wird eine Vielfalt optischer Gestaltung (Architektur) grundsätzlich ermöglicht. Im vorliegenden Fall bewirkt diese einen zusätzlichen Sicherheitsabstand der Kontaktladung zur äußeren Betonschale 2.
  • Die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorsatzvorrichtung kann sowohl direkt an einem Bauwerk, beispielsweise zeitweilig, oder in einem Abstand von einem Bauwerk, beispielsweise als Schutzzaun, Schutzwand oder integriert in einem Schutztor, verwendet werden.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Betonelement
    2
    Betonschale
    3
    Dämmschicht
    4
    Bewehrungsgewebe
    5
    Splitterschutzvorrichtung
    6
    Dämmschicht (Außenwand der Betonschale)
    7
    Sprengladung
    8
    Gebäudewand

Claims (11)

  1. Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk, wobei das Bauwerk zumindest eine Wand besitzt, zumindest bestehend aus einer Betonschale (2) und einer Dämmschicht (3), wobei die Dämmschicht (3) zwischen der Wand des Bauwerkes und der Betonschale (2) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bewehrungsgewebe (4) im Bereich der Innenseite der Betonschale (2) angeordnet ist oder die Innenseite der Betonschale (2) bildet, und dass das Bewehrungsgewebe (4) zumindest aus einem Fasermaterial aus PET besteht und eine Maschenstruktur besitzt, wobei die Maschenweite zwischen 40 und 60 mm beträgt.
  2. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Dämmschicht (3) ein Betonelement (1) angeordnet ist.
  3. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Dämmschicht (3) oder der Innenseite des Betonelements (1) eine Splitterschutzvorrichtung (5), insbesondere eine Splitterschutzmatte, angeordnet ist.
  4. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Splitterschutzmatte verspannt, bevorzugt an den Rändern verspannt, oder angeklebt angeordnet ist.
  5. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewehrungsgewebe (4) eine Maschenstruktur besitzt, wobei die Maschenweite 50 mm beträgt.
  6. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwand der Betonschale (2) eine Dämmschicht (6) angeordnet ist.
  7. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschale (2) und/oder das Betonelement (1) aus einem zementgebundenem Werkstoff, insbesondere einem stahlbewehrten Beton, besonders bevorzugt einem Leichtbeton, und einem vorzugsweise zweilagigen Bewehrungsgewebe aus PET besteht oder bestehen.
  8. Vorsatzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Betonschale (2) und die Dämmschicht (3) transportabel sind.
  9. Verwendung der Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Schutz gegen Brand-, Beschuss-, Einbruch- und/oder Explosionsbelastungen.
  10. Verwendung der Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 als Schutzzaum oder Schutzwand.
  11. Verwendung der Vorsatzvorrichtung für ein Bauwerk gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 als Nachrüstbauteil.
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