EP4689505A1 - Dachaufbau mit einbaurahmen - Google Patents

Dachaufbau mit einbaurahmen

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Publication number
EP4689505A1
EP4689505A1 EP24715449.5A EP24715449A EP4689505A1 EP 4689505 A1 EP4689505 A1 EP 4689505A1 EP 24715449 A EP24715449 A EP 24715449A EP 4689505 A1 EP4689505 A1 EP 4689505A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
roof structure
sections
roof
installation frame
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.)
Pending
Application number
EP24715449.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Bröckelmann
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.)
Mygreen Holding GmbH
Original Assignee
Mygreen Holding 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 Mygreen Holding GmbH filed Critical Mygreen Holding GmbH
Publication of EP4689505A1 publication Critical patent/EP4689505A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67—Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/02—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs
    • E04B7/022—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs consisting of a plurality of parallel similar trusses or portal frames
    • E04B7/024—Roofs; Roof construction with regard to insulation with plane sloping surfaces, e.g. saddle roofs consisting of a plurality of parallel similar trusses or portal frames the trusses or frames supporting load-bearing purlins, e.g. braced purlins
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
    • E04D13/03—Sky-lights; Domes; Ventilating sky-lights
    • E04D13/0305—Supports or connecting means for sky-lights of flat or domed shape
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
    • E04D13/16—Insulating devices or arrangements in so far as the roof covering is concerned, e.g. characterised by the material or composition of the roof insulating material or its integration in the roof structure
    • E04D13/1606—Insulation of the roof covering characterised by its integration in the roof structure
    • E04D13/1612—Insulation of the roof covering characterised by its integration in the roof structure the roof structure comprising a supporting framework of roof purlins or rafters
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
    • E04D3/38—Devices for sealing spaces or joints between roof-covering elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a roof structure, an installation frame therefor and a method for producing such a roof structure.
  • the invention relates to a roof structure that is suitable for the use of photovoltaic modules and allows the installation of elements such as roof windows, chimneys or similar built-in and add-on elements by means of the installation frame.
  • roof structure is used here generally for the arrangement of building elements in the roof area of a building.
  • the invention relates primarily to the roof covering or outer skin of the roof and the (supporting) construction immediately underneath it and less to the supporting structure of the roof.
  • DE 202007000526 Ui describes a modular energy generation system.
  • Several energy modules are arranged next to each other in an inclined mounting plane of a pitched roof, e.g. solar thermal modules or modules operating according to the photovoltaic principle.
  • the energy modules are placed around an external element such as a skylight.
  • a separate mounting frame is provided for each energy module and each external element, and connecting means for mechanically connecting neighboring energy modules or for connecting the skylight to neighboring energy modules are provided on the mounting frame.
  • a flashing frame has a lower part, side parts and an upper frame part.
  • the flashing frame defines an opening in the roof surface.
  • a drainage frame rests on one side on a component penetrating the roof surface and is also positively attached to the flashing frame using plug-in connections.
  • DE 44 44 439 Ai describes a solar energy system and a mounting element for it.
  • flat parts such as photovoltaic modules or hot water collectors are arranged on both parts of the roof ridge and connected to each other across it, so that in the area of the roof ridge the slope forces are approximately in static equilibrium.
  • a mounting element for flat parts of solar energy systems comprises a flat frame with a receiving opening corresponding to the circumference of the solar element and with devices for fastening to adjacent mounting elements.
  • DE 19529351 A1 describes a device for fastening plate-shaped components, in particular solar modules and solar collectors, to sloping surfaces, in particular on pitched roofs.
  • the plate-shaped components lie one above the other in a scale-like manner in the longitudinal direction, with the front end of a component on top overlapping the rear end of the component below.
  • the plate-shaped components are each suspended at the lower end in hooks on profiles, with each profile having lateral support surfaces and a recess in between.
  • the task can be considered to be to specify a roof structure of simple construction that is suitable for the integration of photovoltaic modules and allows the easy installation or addition of elements such as skylights or chimneys.
  • the roof structure according to the invention has a structure in which an installation frame is inserted.
  • the structure of the roof structure comprises at least two, preferably more, parallel support channels and plate elements resting on them and overlapping one another.
  • the plate elements preferably form the upper end of the roof skin, i.e. are exposed without any further covering arranged above.
  • At least two support channels run parallel to each other in a longitudinal direction and are arranged at a distance from each other in a transverse direction.
  • the support channels are each formed from aligned support channel sections with support areas. Ends of the support channel sections are arranged to overlap each other so that overlapping areas are formed.
  • the plate elements are each arranged between two support channels so that they rest on the support areas of the support channel sections. The plate elements are arranged to overlap in the longitudinal direction of the support channels.
  • the support channels preferably have a channel shape.
  • the support areas for the plate elements are preferably flat and arranged and designed in such a way that the plate elements advantageously rest over their entire length, either directly or preferably with a seal in between.
  • the support areas are preferably located on both sides on opposite sides of the support channels.
  • the plate elements can be transparent covers, for example made of glass, in which case photovoltaic modules can be arranged underneath the plate elements, preferably at a distance from the plate elements.
  • the plate elements themselves can be photovoltaic modules.
  • a design is possible in which a space protected by the transparent covers is formed underneath the plate elements, in which one or more photovoltaic modules are arranged.
  • a design is preferred in which the plate elements themselves are photovoltaic modules, but a closed interior space is nevertheless formed underneath.
  • the aligned arrangement of the support channel sections which partially overlaps in the end overlap areas, results in a stepped arrangement that holds and supports the overlapping panel elements well and, in particular, enables full-surface contact and sealing on the support channels.
  • the overlapping arrangement of the support channel sections enables a firm connection and straight alignment by interlocking the respective ends.
  • the support gutter sections can preferably be profiles of a consistently uniform shape, preferably made of metal, e.g. aluminum or steel. Drawn profiles, (extruded) pressed profiles, rolled profiles or similar can be used, but sheet metal profiles bent in a press bench are preferred.
  • the support gutter sections are preferably at least essentially the same length (i.e. with a maximum deviation of +/- 15%), although larger deviations can also occur, particularly at the ends of the support gutters.
  • the length of the support gutter sections can be, for example, 30 - 200 cm, preferably 40 - 120 cm, particularly preferably 50 - 100 cm.
  • the dimensions determine the length of the panel elements (measured in the direction of the roof pitch); the above-mentioned length ranges have proven to be useful here, although this can also be deviated from for different panel element formats.
  • the overlapping area, in which the front end of an upper support channel section is arranged to engage the rear end of a lower support channel section, preferably has relative to the lower and/or upper support channel section has a smaller length of less than 25%, preferably 15% or less, preferably 10% or less. In fact, a small overlap of, for example, at least one centimeter is sufficient to achieve the desired stepped arrangement; an overlap length of, for example, 4 - 12 cm is preferred.
  • the plate elements rest on the support channels and are preferably secured there against displacement and lifting. In principle, they can be attached to the support channels in various ways for such securing, for example by positive mounting, screwing, clamping, gluing or similar.
  • hold-down devices can be arranged on the plate elements and connected to the support channels. The plate elements are thus held from at least two opposite sides, namely on the underside by resting on the support areas and on the top by the hold-down devices.
  • the hold-down devices can be designed, for example, as flat elements such as small plates, or preferably be elongated and extend longitudinally over the plate elements, preferably over their entire length.
  • the hold-down devices can comprise an angled portion that encompasses an edge of a plate element.
  • the hold-down devices are preferably arranged on the edge of the plate elements, for example in the area of their corners.
  • the hold-down devices can have bevels at the end with which aligned hold-down devices engage with one another.
  • an upper bevel can be formed at an upper end, preferably still directed upwards.
  • a lower bevel can be formed at an opposite lower end, preferably still directed downwards.
  • the bevels can interlock.
  • One or both bevels can be provided for contact with a lower edge of a plate element in order to support it against slipping.
  • the hold-down devices are preferably made of metal.
  • a flexible intermediate layer e.g. a sealing material, is preferably arranged between the hold-down devices and the plate elements in order to enable the forces to be distributed over the contact surface and to avoid any risk of damage to the plate elements.
  • connection of the hold-down device with the support channels can be made, for example, by a web, a wall or - preferably - by a tension rod, in particular a threaded bolt.
  • a hold-down device can be arranged in such a way that it supports two adjacent plate elements and can thus fix both plate elements at the same time.
  • the hold-down devices in the area of the overlap of two support channel sections and to connect them there to the support channel, in particular to the upper of the overlapping support channel sections.
  • the hold-down devices are arranged adjacent to, but advantageously outside the area of the overlap of two support channel sections and connected there to the support channel.
  • the connection is preferably formed with the lower of the overlapping support channel sections, for example on a web attached there to opposite side walls.
  • An adjacent arrangement is understood to mean that the hold-down device and/or a fastening element for this (such as a bolt or a screw) is arranged in the longitudinal direction of the support channel immediately in front of the overlap area or at a small distance (measured from the respective center of the hold-down device or fastening element to the edge of the adjacent overlap area) of, for example, less than 10% of the length of the lower support channel section, preferably less than 5%, particularly preferably 3% or less. While it is possible to provide an element such as a rod penetrating the bottom of the support channel sections for fastening the hold-down device, the fastening preferably does not penetrate the wall of the support channel sections in order to maintain tightness.
  • a fastening element for this such as a bolt or a screw
  • the support channel sections can in principle have different cross-sectional shapes, for example V-shaped. For the overlapping arrangement, stackability is required at least in the overlapping area, but this can also be achieved by widening if necessary. While the support channel sections can thus, for example, be shaped differently in the overlapping area than over the rest of the length, they preferably have the same cross-sectional shape over their entire length, which is then preferably stackable.
  • a trapezoidal cross-sectional shape for the support channel sections is particularly preferred, i.e. a straight base from which straight side walls extend at oblique, outward-facing angles.
  • the cross-sectional shape is preferably symmetrical, so that the angles are the same on both sides.
  • the angles are more than 90° and are preferably in the range of 95 0 - 130°, more preferably 100 - 120°, particularly preferably around 50° (+/- 5 0 ).
  • the support areas can preferably extend as outward-facing folds, preferably parallel to the floor.
  • the trapezoidal shape is particularly suitable because the support channel sections formed can be produced cheaply and precisely, have good stability and, in particular, the support channel sections can be easily arranged in a nested manner to create the overlap.
  • the straight contact surfaces on the walls and the floor can be easily sealed against one another and/or fastened to one another if necessary.
  • the arrangement of the plate elements and the support channel sections is preferably such that a closed, preferably sealed interior space is formed beneath the plate elements.
  • the plate elements seal against the support areas of the support channel sections, for example by means of a precisely fitting surface or preferably by means of an intermediate seal, for example made of flexible sealing material.
  • the plate elements are also preferably arranged to seal against one another in the overlapping area, here too by means of a precisely fitting surface or - preferably - by means of intermediate sealing elements made of flexible sealing material.
  • the interior space can thus be sealed against the upper side, preferably with a seal at least against splash water, particularly preferably even at least essentially airtight or at least windproof.
  • Such a seal initially seals the roof against weather influences, e.g. wind and rain, but also allows a controlled air flow to be guided inside.
  • the air in the closed interior heats up when sunlight shines on the roof, especially when sunlight shines through transparent covers.
  • heat can be dissipated, e.g. to use the heat for heating purposes or similar.
  • Another important aspect of air routing is setting a favorable temperature range inside the interior for the functioning of the photovoltaic modules.
  • pipes can be provided for guiding air.
  • the pipes can also be part of the supporting structure for the support channels.
  • the support channels can be attached to cross pipes and the cross pipes can have openings on the top for supplying and discharging air from the interior.
  • a number of parallel cross pipes can be provided, each of which is alternately connected to supply and discharge air from the interior in order to enable circulation and constant discharge of heated air.
  • the air can be guided through other forms of lines such as air ducts, hoses or pipes that are not part of the supporting structure.
  • the interior is preferably also closed off at the bottom, preferably by a floor that is arranged at a distance from the plate elements and preferably at least substantially parallel to them (the slight inclination made possible by the overlapping arrangement of the plate elements is still considered to be substantially parallel).
  • the floor can, for example, be formed at least in part by one or more insulation panels. If the above-mentioned cross tubes are provided, insulation panels can preferably be arranged between the cross tubes, whereby it is possible for the insulation panels to overlap the cross tubes completely or partially.
  • openings are provided which supply air into the interior or discharge it from it.
  • the openings can be formed, for example, as holes in the floor of the interior.
  • Inlets and outlets are preferably arranged at a distance from one another, preferably spaced apart in the longitudinal direction. The distance between the inlets and outlets preferably corresponds to at least 50% of the length of a plate element, more preferably at least the length of a plate element, and is particularly preferably greater than the length of a plate element.
  • the openings are preferably connected to air ducts, e.g. hoses, pipes, air ducts or similar.
  • photovoltaic modules When arranging photovoltaic modules in the interior, it is preferred that areas through which air can flow are formed both above and below the photovoltaic modules, i.e. the photovoltaic modules are preferably surrounded by a cover and from a floor arranged underneath. In this way, the air flowing around the modules can maintain a desired operating temperature range for the photovoltaic modules.
  • the photovoltaic modules can preferably be arranged on spacers in the interior, whereby the spacers can more preferably be attached to the cross tubes.
  • the roof structure has at least one installation frame inserted into the structure explained.
  • the overlapping plate elements preferably form a continuous, sealed roof surface when arranged in a row between two support channels. More preferably, a plurality of such rows of plate elements are arranged next to one another in the transverse direction in order to form the continuous roof surface. In this case, a cutout is preferably left free between two of the support channels, in which the installation frame is inserted. Plate elements are preferably arranged in the longitudinal direction above and below the installation frame.
  • the installation frame like the plate elements, is arranged between the support channels.
  • the installation frame has two longitudinal frame parts arranged parallel and at a distance from one another, each of which has support surfaces.
  • the support surfaces extend in the longitudinal direction and are aligned so that they point in a depth direction.
  • the support surfaces are preferably flat and extend at right angles to the depth direction, i.e. the surface normal is aligned in the depth direction, so that they are preferably arranged at least essentially parallel to the roof plane.
  • the support surfaces are preferably strip-shaped and preferably extend over the entire length of the longitudinal frame parts.
  • the support surfaces each have at least two support surface sections arranged one behind the other in the longitudinal direction and a transition section between them.
  • the support surface sections have an offset in the depth direction adjacent to the transition sections.
  • both support surface sections can be flat, but in planes offset from each other in the depth direction.
  • the transition sections between the support surface sections preferably form a transition bridging the offset, which can be gradually curved, for example, in the form of a ramp, or - preferably - as a step. can.
  • This shape of the support surfaces enables them to rest on the support areas of the support channels, which also have an offset due to the overlap of the support channels, whereby the transition sections are arranged at the overlap areas, preferably adjacent to them.
  • This provides an installation frame that fits in with the rest of the roof structure.
  • the large-scale installation preferably over essentially the entire length of the supporting gutter sections arranged underneath, ensures high stability and good sealing.
  • the installation frame is preferably closed at least at one longitudinal end, preferably all the way around.
  • the longitudinal frame parts can be connected by transverse frame parts.
  • the installation frame is preferably rectangular, although in principle different shapes such as trapezoidal shapes are also possible.
  • the transverse frame parts can also have support surfaces that point at least essentially in the depth direction. The support surfaces of the longitudinal and transverse frame parts preferably form a circumferential support frame.
  • the installation frame preferably has a circumferential wall which extends at least partially or at least substantially in the depth direction.
  • the term "at least substantially” means that the alignment of the wall does not have to be exactly perpendicular to the longitudinal and transverse direction of the roof structure along all frame parts, but that an angle deviating from 90° is possible, for example to compensate for the roof pitch so that the wall extends vertically in the case of a sloping roof.
  • the support surfaces can be made up of several parts or components. For example, a step or other transition between the support surface sections can be formed at the respective transition section of the support surfaces by additional elements such as a bridging sealing material or an attached transition part. Preferably, however, the support surfaces are formed in one piece, ie from continuous material, e.g. bent and/or folded sheet metal.
  • the installation frame can be made at least in sections from sheet metal. In particular, elements of the installation frame, e.g. support surfaces and walls, can be made predominantly or completely from sheet metal.
  • the support surfaces can be formed as folds and provided as one piece with parts of the wall. Preferably, the support surfaces can be formed as one piece with the respective longitudinal or transverse frame part, e.g. from a bent/edged continuous piece of sheet metal.
  • the installation frame can have a collar that projects inwards.
  • a collar can be used to support a component that is to be inserted into the installation frame, such as a roof window.
  • the collar preferably has one or more supporting surfaces that are aligned opposite to the depth direction. It can extend at least in sections along the longitudinal and/or transverse frame parts, preferably over the entire length of at least two opposing frame parts.
  • the collar is particularly preferably arranged all around all frame parts in such a way that it projects inwards into the installation frame.
  • the collar can preferably be attached to the wall of the installation frame, particularly preferably formed in one piece with it.
  • the collar is preferably spaced apart from the support surfaces in the depth direction, so that elements resting on it, such as roof windows, can be installed recessed within the roof surface.
  • the support gutters of the roof structure are mounted on cross tubes, with at least one cross tube being interrupted in the area of the installation frame.
  • an installation frame can be used, for example for a large roof window, which has a longer length in the longitudinal direction than the distance between the cross tubes.
  • Fig. 2 a part of the roof structure from Fig. 1 in perspective view
  • Fig. 3 is a side view of part of the roof structure of Fig. i, 2;
  • Fig. 4 is a view of the section through the roof structure along the section line A..A in Fig. 2;
  • Fig. 6 is a view of the section through the roof structure along the section line C..C in Fig. 2; Fig. 7 Elements of the roof structure from Fig. 2 - 6 in an exploded view
  • FIG. 10 in perspective view of the roof structure from Fig. 9 with inserted installation frame;
  • FIG. 11, 12 sectional views of parts of the roof structure with inserted installation frame according to Fig. 10;
  • Fig. 13 shows a second embodiment of a roof structure on a building with a pitched roof in a schematic side view
  • Fig. 14 in side view of a part of the roof structure from Fig. 13;
  • Fig. 15 the roof structure from Fig. 13, 14 in an exploded view
  • Fig. 17 is a sectional view taken along line D..D in Fig. 16;
  • Fig. 18 is a side view of the overlap of two day gutter sections in the second embodiment according to Figs. 13-17;
  • Fig. 19a, 19b a support channel section of the second embodiment according to Fig. 13-18 in plan view and front view;
  • FIG. 21 two interlocking hold-down devices of the second embodiment according to Fig. 13 -20 in perspective view
  • Fig. 22 in perspective view of the roof structure with a roof structure according to the second embodiment and an installation frame to be inserted therein.
  • Figures 1 - 12 show a first embodiment of a roof structure 10.
  • Figure 1 shows a schematic view of a roof structure 10 according to the first embodiment on a pitched roof of a building 12.
  • a structure of the roof structure 10 is explained with reference to Fig. 1-7.
  • a mounting frame 50 and its installation in the structure of the roof structure 10 are explained below with reference to Fig. 8-12.
  • the presentation focuses on the external roof structure, i.e. in particular the roof covering, independent of the supporting roof construction, of which only one of a plurality of roof beams 14 is shown here as an example.
  • the roof structure 10 comprises a substructure 30 with cross tubes 16 and insulation panels 18 arranged between them and a superstructure 32 fastened thereon with support channels 20 (of which a support channel 20 is shown in side view in Fig. 1) and plate elements 24 resting thereon.
  • the cross tubes 16 run perpendicular to the drawing surface of Fig. 1 in a direction which is referred to below as the transverse direction.
  • a plurality of cross tubes 16 are arranged parallel to one another and are regularly spaced apart from one another within the roof surface in a direction which is referred to here as the longitudinal direction.
  • the roof structure 10 shown is a regularly repeating structure, each with a plurality of cross tubes 16, support channels 20 and plate elements 24. In the drawings, only parts of the repeating structure are shown, for example in Figure 1 six parallel cross tubes 16 and in Figure 2 four parallel cross tubes 16 as well as three support channels 20 and two rows of plate elements 24 arranged one behind the other in the longitudinal direction.
  • this arrangement is continued and repeated as far as it corresponds to the dimensions of the roof surface. Furthermore, in order to make the elements easier to see, no side closures are shown in the drawings, although in a complete roof structure 10 these are preferably present in the form of all-round covers.
  • each of the support channels 20 is formed from support channel sections 22 aligned in the longitudinal direction.
  • Each support channel section 22 is formed in one piece from a profile made of folded sheet metal, which in the preferred example is approximately 80 cm long, and has a trapezoidal cross-sectional shape throughout (which can also be seen from Fig. 4) with a flat base and two side walls projecting obliquely from it at opposite angles, from which support areas 34 project outwards at the upper edge.
  • the support channel sections 22 are, as can also be seen from Fig. 4, Fig. 5, arranged at their end regions overlapping and nested over a length of approximately 7 cm in the preferred example, so that overlapping areas 23 are formed.
  • the plate elements 24 are placed on the support areas 34, with a flexible seal placed between them (not shown in the drawings).
  • the plate elements 24 are flat, transparent glass panes. They form the upper end of the roof structure 10.
  • the plate elements 24 bridge two adjacent support channels 20, each resting on the opposite support areas 34. Between the support channels 20 and below the plate elements 24, closed interior spaces 36 are thus formed, which are wind and rain-tight from the outside.
  • the plate elements 24 are arranged overlapping each other in the longitudinal direction (Fig. 5), whereby, as shown in Fig. 2, the plate element 24 arranged higher in the direction of the roof slope covers the plate element 24 arranged below it over an overlap area 23 of several centimeters. Flexible seals are arranged between the plate elements 24 in the overlap area 23.
  • the nested, partially overlapping arrangement of the support channel sections 22 enables the overlapping arrangement of the plate elements 24 resting on them with full-surface contact with the support areas 34.
  • the plate elements 24 are thus supported over their entire length (in the longitudinal direction) and a sealing support is made possible.
  • the panel elements are attached to the support channels 20 by means of hold-down devices 26.
  • the hold-down devices 26 are bent plates that rest on the top of the panel elements 24 and grip around their final edge pointing downwards in the longitudinal direction in the direction of the roof slope.
  • the hold-down devices 26 are each arranged in the region of the lower corners of the panel elements 24 in the longitudinal direction.
  • Intermediate layers made of a flexible plastic sealing material are placed between the hold-down devices 26 and the panel elements 24 in order to prevent damage to the panel elements due to mechanical stress.
  • the hold-down devices 26 are held by hold-down bolts 38, which are fastened with screw nuts to crosspieces 40, which are fastened in the support channel sections 22 between the side walls.
  • the crosspieces 40 are each fastened in the area of the rear ends of the support channel sections 22, but with some distance from the rear end, so that the hold-down devices 26 and hold-down bolts 38 are each arranged adjacent to the areas 23 of the overlap of the end sections of the support channel sections 22.
  • Fig. 5 as an example for a hold-down device 26 with hold-down bolt 38 and crosspiece 40, only a small distance remains in the longitudinal direction of the support channel sections 22 between the hold-down bolt 38 and the upper support channel section 22 of the overlap. In the transverse direction, as can be seen in Fig.
  • the hold-down bolts 38 are centered within the support channels 20 and thus reach through the gap formed by two plate elements 24 adjacent in the transverse direction.
  • the hold-down bolts 26 reach over the gap and thus fix two plate elements 24 in place.
  • the support gutter sections 22 are each drilled through in the area of the floor at their rear section in the direction of the roof pitch and are attached there to the cross tubes 16 by means of fastening bolts 42.
  • the fastening bolts 42 are arranged in the area 23 of the overlap of the support gutter sections 22, so that the hole in the floor of the lower support gutter section 22 is covered by the upper support gutter section 22 arranged above it. Seals 44 are arranged between the support gutter sections 22 in the overlap area 23.
  • the fastening bolts 42 thus ensure permanent fastening of the support gutters 20 while at the same time maintaining tightness.
  • the lower support gutter section 22 is thus secured by screwing to a support tube 16 and in turn secures the plate elements 24 resting on it via the attached crossbar 40.
  • the roof structure 10 is sealed against the effects of the weather by the elements explained and, if necessary, seals arranged between them.
  • Rainwater is drained on the panel elements 24 and within the support gutter 20 in the direction of the roof slope.
  • the interior spaces 36 are delimited in the transverse direction by the walls of the support channel sections 22, upwards by the plate elements 24 and downwards by a floor which is formed by the upper sides of the insulation panels 18 and the cross pipes 16. In the longitudinal direction, the interior spaces 36 are continuous below the individual plate elements 24, but closed and sealed at the ends (not shown).
  • Plate-shaped photovoltaic modules 28 are arranged in the interior spaces 38 at a distance between the floor and the underside of the plate elements 24 (see, for example, Fig. 6).
  • the photovoltaic modules 28 are attached to the cross tubes 16 with spacers 46. Areas through which air can flow are thus formed above and below the photovoltaic modules 28.
  • Openings 48 are arranged on the top of the cross tubes 16, which form connections to the interior spaces 38. Air can thus be supplied to and discharged from the interior spaces 38 through the cross tubes 16.
  • the cross tubes 16 are preferably connected to air-promoting fans in such a way that air is alternately supplied by adjacent arranged cross pipes 16, air is supplied and discharged, so that, as indicated in Fig. 6 by dotted arrows, an air flow results within the interior spaces 38, through which the photovoltaic modules 28 are washed on the top and bottom.
  • the sunlight falls through the transparent plate elements 24 into the interior 38, as shown in Fig. 6, and then onto the photovoltaic module 28.
  • This generates electrical power, which is dissipated through electrical cables not shown here.
  • This heats up the photovoltaic module 28 and the air in the interior 38.
  • the air duct described above discharges warm air through cross pipes 16 and can be used, for example, for heating or to generate electricity.
  • the air duct thus discharges heat from the interior 38, thus preventing the photovoltaic module 28 from heating up excessively to a temperature at which efficiency would be too severely impaired.
  • the roof structure 10 enables very efficient use of solar radiation with a simple structure and good sealing, as well as with few components.
  • the heat generated can be used through air flow, while at the same time ensuring that the photovoltaic modules 28 can operate in a favorable temperature range.
  • the roof structure 10 is easy to assemble, mechanically stable and also inexpensive to service. Various procedures with different sequences of assembly steps are possible.
  • the cross pipes 16 are preferably first fastened transversely to the supporting roof structure and the insulation panels 18 are attached between them and the photovoltaic modules 28 are attached to the spacers 46 and electrically connected (not shown).
  • the support gutters 20 are then assembled piece by piece from the support gutter sections 22 and screwed onto the cross pipes 16.
  • the support gutters 20 can also be assembled and attached to the cross pipes 16 before the photovoltaic modules are installed.
  • the plate elements 24 are placed overlapping on the support gutters 20 and secured by the hold-downs 26.
  • Fig. 8 shows the installation frame 50, with which, for example, structural elements that penetrate the roof, such as a skylight or a chimney, can be inserted into the roof structure 10.
  • the embodiment of an installation frame 50 shown here is particularly suitable for inserting a skylight (not shown).
  • the installation frame 50 has a rectangular cross-section with two parallel longitudinal frame parts 52 spaced apart in the transverse direction and two transverse frame parts 58 connecting them.
  • Transverse and longitudinal frame parts 52, 58 are preferably formed in one piece from a folded sheet metal.
  • the installation frame 50 has a surrounding wall 56 and on the top thereof a surrounding support frame with downward-facing support surfaces 54.
  • the support frame is formed as an outward-facing bevel.
  • a surrounding support collar 60 protruding inwards is formed.
  • the lower support surfaces 54 of the longitudinal frame parts 52 each comprise two sections offset from one another in the depth direction, namely a first support surface section 54a and a second support surface section 54b arranged parallel to the first but offset higher.
  • a transition section 54c in the form of a step is arranged between the first and second support surface sections 54a, 54b.
  • Fig. 9, 10 show how the installation frame 50 is inserted into the roof structure 10. Between two of the support channels 20, a free installation area 62 is formed, which extends essentially in the longitudinal direction L over the length of two plate elements 24 or support channel sections 22.
  • the middle cross tube 16 is interrupted in order to keep the installation area 62 free. While for illustrative reasons the installation area 62 in Fig. 9/10 is shown in a corner of the part of the roof structure 10 shown, so that in the illustration the plate elements 24 are only arranged in the longitudinal direction L above and in the transverse direction Q to one side of the installation area 62, the installation area 62 usually not arranged at an edge, but inside a complete roof surface, so that it is surrounded on all sides by plate elements 24 within the roof surface.
  • the installation frame 50 is fitted into the installation area 62 in such a way that the support surfaces 54 of the support frame rest on the surrounding elements.
  • the support surfaces 54 on both sides of the longitudinal frame parts 52 rest on the support areas 34 of the support channels 22 on both sides. Due to the stepped and offset shape of the support surface sections 54a, 54b and the transition section 54c formed between them, the support surfaces 54 fit onto the support surfaces 54 and the overlap area 23 as shown in Fig. 12, so that they rest there over their entire surface and can be well sealed, for example by means of an intermediate seal (not shown).
  • the plate element 24 arranged above is attached in such a way that it covers the support frame along the upper cross frame part 58.
  • the plate element 24 arranged below is attached in such a way that it is covered by the support frame along the lower cross frame part 58.
  • the support collar 60 arranged inside the installation frame 50 can be used to support a roof window (not shown), which is inserted into the installation frame 50.
  • the design of the installation frame 50 shown is to be understood as merely an example; in fact, depending on the type, shape and size of the component to be used within the installation frame 50, different designs are possible. These can, for example, extend in the longitudinal direction over a greater length so that they cover two or more overlapping areas 23.
  • the support surfaces 54 are also advantageous. with a corresponding number of support surface sections and transition sections in order to be able to fit them properly.
  • the installation frame can also have an inner frame of different thickness instead of just a thin sheet metal wall 56 as shown in order to fit an inner area of smaller dimensions and/or a different shape into the installation area 62, for example in the manner of a passpartout.
  • Fig. 13 - 22 show a second, preferred embodiment.
  • the roof structure 110 according to the second embodiment corresponds in many elements of the structure and in many details to the roof structure 10 according to the first embodiment. In the following, particular reference is made to the differences between the embodiments. Identical elements are provided with identical reference numerals.
  • the roof structure 110 is first explained in its basic structure without installation frame 50.
  • the roof structure 110 comprises a substructure 130 with roof beams 14 and cross beams 116 and insulation panels 18 arranged between them, on which a closed roof panel 119 is applied.
  • the roof beams 14 run parallel in the longitudinal direction, i.e. following the roof pitch, while the cross beams 116 run parallel to each other in the transverse direction.
  • the roof panel 119 is preferably made of panels with water-repellent properties that are assembled using a tongue and groove system, preferably as a possible second water-conducting level.
  • a superstructure 132 is attached to the substructure 130 with spacer beams 146, support channels 20 attached thereto and plate elements 124 resting thereon with hold-downs 126.
  • spacer beams 146 support channels 20 attached thereto
  • plate elements 124 resting thereon with hold-downs 126.
  • each of the support channels 20 is formed from support channel sections 22 aligned in the longitudinal direction.
  • the support channel sections are shown separately in Fig. 19a, 19b.
  • each support channel section is formed, for example, from a sheet metal with a thickness of 0.8 - 1.4 mm, preferably imm.
  • the trapezoidal profile has, for example, a height of approx. 35 mm, lower inner width of approx. 30mm, upper inner width of approx. 50mm with sealing strip 123 on flange sections of e.g. 10mm width.
  • the trapezoidal shape includes bends of e.g. 108° each. The outer bends form support surfaces 34 with glued-on flexible sealing strip 123.
  • the bottom of the support channel sections 22 is closed except for a hole 70 at one end.
  • Two inserts 40 with threaded nuts (Fig. 19c) are inserted and welded into the profile of the support channel section 22.
  • the support gutter sections 22 are arranged so as to partially overlap, i.e. nested, as in the first embodiment. As shown in Fig. 18, the pierced end of the respective lower support gutter section 22 is covered by the end of the support gutter section arranged above it.
  • Plate elements 124 are placed on the sealing strips 123 of the support surfaces 34 of the support channel sections 22, wherein the plate elements 124 are also arranged to overlap one another in accordance with the overlapping arrangement of the support channel sections 22. Flexible seals (not shown) are arranged between overlapping plate elements.
  • the plate elements 124 are not transparent glass panes, but rather flat photovoltaic modules.
  • the photovoltaic modules 124 themselves form the upper end of the roof structure 110.
  • the plate elements 124 arranged between two adjacent support channels 20 thus cover closed interior spaces 36, as in the first embodiment, which are sealed off from the outside to make them wind and rainproof.
  • the interior spaces 36 are laterally delimited in the transverse direction by the support channel sections 22 and spacer bars 146, upwards by the plate elements 124 and downwards by the roof panel 119. In the longitudinal direction, the spaces are continuous, for example extending from the roof ridge to the lower end, although subdivisions are also possible. Due to the nested, partially overlapping arrangement of the support channel sections 22, the plate elements 124 resting thereon, which are also arranged in an overlapping manner, are aligned parallel thereto, so that a uniform contact with the support areas 34 is ensured.
  • the plate elements 124 are fastened to the support channels 20 by means of hold-down devices 126.
  • the hold-down devices 126 are, as can be seen in particular from Fig. 16 (only two hold-down devices 126 are shown here for clarity), elongated strips that cover the plate elements 124 over their entire length.
  • the hold-down devices 126 are shown in more detail in Fig. 20, 21. They are elongated sheet metal strips with a downwardly directed bevel 172 at a lower end and an upwardly directed bevel 174 at the upper end. As can be seen from Fig. 21, the lower end of the hold-down device 126 is widened and the lower bevel 172 has a central recess of the width of the upper bevel 172.
  • the hold-down devices 126 are placed on the plate elements 124 in such a way that they cover two plate elements 124 that are laterally adjacent to one another (Fig. 21). Hold-down devices 126 that are aligned with one another engage with one another in that the lower edge 172 of the hold-down device 126 arranged higher engages the upper edge 174 of the hold-down device 126 arranged below it. At the same time, the lower edge 172 surrounds the plate elements 124 and thus secures them against slipping. Here, too, there is no direct contact between the hold-down devices 126 and the plate elements 124, but rather an intermediate layer is arranged between them (not shown).
  • the hold-down devices 126 are held by hold-down bolts 38 which are screwed to the screw nuts on the crossbars 40 of the underlying support channel sections 22.
  • the support channel sections 22 themselves are screwed to the spacer beams 146 underneath by means of screws 142, whereby the screw hole 70 is used (Fig. 13). Due to the overlap and sealing 44, as in the first embodiment, the Tightness guaranteed.
  • the roof structure is not watertight, with rainwater being drained off on the plate elements 124 and in the support gutters 20. In the event of minor leaks at the seals between them, water that may penetrate into the interior space 36 can be drained off on the roof plate 119 in the direction of the roof slope.
  • the interior spaces 36 formed between the support channels 22 and beneath the plate elements 124 (photovoltaic modules) each represent areas through which air can flow. Air is introduced into the spaces 36 through hoses 176 and holes 148 penetrating the roof panel 119 and the insulation panels 18 and is then removed again at another location (see, for example, Fig. 13). The air flowing in the interior spaces 36 is in contact with the underside of the plate elements 124 (photovoltaic elements) so that they can be cooled by the air flow. As in the first embodiment, the heat generated can thus be used, while at the same time it can be ensured that the photovoltaic modules 124 can operate in a favorable temperature range.
  • the supply and discharge lines are preferably spaced apart from one another in the longitudinal direction, particularly preferably with a distance that is greater than the length of a plate element 124 in the longitudinal direction.
  • the installation frame 50 explained above with reference to the first embodiment can also be used in the roof structure 110 according to the second embodiment in order to insert structural elements into the roof structure 101 that penetrate the roof, such as a skylight or a chimney.
  • the form of the installation frame 50 described above with reference to Fig. 8 with longitudinal frame parts 52, transverse frame parts 58, peripheral wall 56 and support frame 54 with the first support surface sections 54a and second support surface sections 54b arranged parallel to these but offset higher is suitable for installation in the roof structure 110 according to the second embodiment.
  • a free installation area 62 is formed between two of the support channels 20, which extends in the longitudinal direction L essentially over the length of two plate elements 124 or support channel sections 22.
  • a cutout 64 is formed in the roof panel 119 and a cutout 66 is formed in the underlying insulation panels 18.
  • the crossbeams 116 are interrupted to form a cutout 68.
  • the installation area 62 is kept free by the cutouts 64, 66, 68.
  • the installation area 62 is shown in Fig. 22 at an edge of the part of the roof structure 110 shown, while in a practical embodiment the installation area 62 will usually be arranged inside a complete roof surface, so that it is surrounded on all sides by plate elements 124 within the roof surface.
  • the installation frame 50 fitted in the installation area 62 fits into the structure of the roof structure 110 in such a way that support surfaces 54 of the support frame rest on the surrounding elements.
  • the support surfaces 54 on both sides of the longitudinal frame parts 52 rest on the support areas 34 of the support channels 22 on both sides. Due to the stepped and offset shape of the support surface sections 54a, 54b and the transition section 54c formed between them, the support surfaces 54 fit on the support surfaces 54 so that they rest there over their entire surface and can be well sealed, for example by means of an intermediate seal (not shown).
  • the protruding surfaces of the support frame also fit into the roof structure 110, namely in the overlap with the plate element 124 arranged above (not shown in Fig.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dachaufbau (10, 110), einen Einbaurahmen (50) hierfür und ein Verfahren zur Herstellung des Dachaufbaus (10, 110). Der Dachaufbau (10, 110) umfasst mindestens zwei Tragrinnen (20), die parallel zueinander in einer Längsrichtung L verlaufend und in einer Querrichtung Q voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Tragrinnen (20) sind jeweils gebildet aus fluchtend angeordneten Tragrinnenabschnitten (22) mit Auflagebereichen (34), wobei Enden der Tragrinnenabschnitte (22) zueinander überlappend angeordnet sind, so dass Überlappungsbereiche (23) gebildet sind. Plattenelemente (24) sind jeweils zwischen zwei Tragrinnen (20) so angeordnet, dass sie auf den Auflagebereichen (34) der Tragrinnenabschnitte (22) aufliegen, wobei die Plattenelemente (24) in Längsrichtung der Tragrinnen (20) überlappend angeordnet sind. Ein Einbaurahmen (50) ist zwischen den Tragrinnen (20) angeordnet, wobei der Einbaurahmen (50) zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Längs-Rahmenteile (52) aufweist, jeweils mit sich in Längsrichtung L erstreckenden und in eine Tiefenrichtung T weisenden Auflage-Flächen (54), wobei die Auflage-Flächen (54) jeweils mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Auflage-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt (54c) aufweisen. Die Auflage-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) weisen angrenzend an die Übergangs-Abschnitte (54c) zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung T auf. Die Auflage-Flächen (54) liegen auf den Auflagebereichen (34) auf und die Übergangs-Abschnitte (54c) sind an den Überlappungsbereichen (23) angeordnet.

Description

Beschreibung
DACHAUFBAU MIT EINBAURAHMEN
Die Erfindung betrifft einen Dachaufbau, einen Einbaurahmen hierfür und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Dachaufbaus. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Dachaufbau, der sich für die Nutzung von Photovoltaik-Modulen eignet und mittels des Einbaurahmens den Einbau von Elementen wie Dachfenster, Schornsteine oder ähnliche Ein- und Anbauelemente erlaubt.
Der Begriff „Dachaufbau“ wird hier allgemein verwendet für die Anordnung von Bauelementen im Dachbereich eines Gebäudes. Dabei bezieht sich die Erfindung in erster Linie auf die Dachdeckung bzw. Außenhaut des Dachs und unmittelbar darunter liegende (Trag- ) Konstruktion und weniger auf das Tragwerk des Dachs.
Ein bekannter Aufbau von schrägen Hausdächern umfasst eine zumeist durch Sparren getragene Dachschalung und darauf auf Dachlattung getragene Dachdeckung, herkömmlich aus überlappend gelegten Dachziegeln. So wird eine geschlossene Abdeckung mit Dichtigkeit gegen Wettereinflüsse wie Regen und Wind hergestellt.
Zur Nutzung der Sonneneinstrahlung auf die Dachfläche sind verschiedene Aufbauten bekannt wie Solarthermie-Anlagen und Photovoltaikanlagen. Herkömmlich werden diese auf dem Dach oberhalb der Dachdeckung mit angepassten Tragesystemen befestigt. Es sind auch bereits Vorschläge unterbreitet worden, wie Elemente zur Nutzung der Sonneneinstrahlung auf der Dachfläche, insbesondere Photovoltaik-Module, in den Dachaufbau integriert werden können.
Die DE 10034655 Ai beschreibt eine Vorrichtung zur Nutzung der Sonnenenergie, bei der die Deckung eines Daches so verändert wird, dass ein freier Strömungskanal zwischen zwei Schichten entsteht, durch den mittels Sonnenenergie erwärmte Luft strömt. Dies wird durch eine doppelte Deckung des Daches erreicht. Die der Sonne zugewandte Deckung besteht dabei aus Glas-Dachziegeln. Zur gleichzeitigen Gewinnung von Wärmeenergie und elektrischer Energie kann eine strahlungsabsorbierende Schicht als photovoltaische Schicht ausgebildet werden.
Die WO 2019/168536 Ai beschreibt die Herstellung von Photovoltaik-Strukturen und insbesondere Photovoltaik-Dachziegeln. Unter Glas-Abdeckungen sind Solarzellen eingekapselt. Photovoltaik-Dachziegel können überlappend angeordnet und seitlich durch Abstandhalter verbunden sein. Die Abstandhalter können auf der Oberseite eine Nut aufweisen, die eine sichtbare Lücke zwischen den Dachziegeln bildet.
Die DE 202007000526 Ui beschreibt ein modulares Energiegewinnungssystem. In einer geneigten Montageebene eines Steildachs sind mehrere Energiemodule nebeneinander angeordnet, bspw. Solarthermie-Module oder nach photovoltaischem Prinzip arbeitende Module. Die Energiemodule sind um ein Fremdelement wie ein Dachfenster herum platziert. Für j edes Energiemodul und j edes F remdelement ist ein eigener Montagerahmen vorgesehen und an dem Montagerahmen Verbindungs mittel zur mechanischen Verbindung benachbarter Energiemodule oder zur Verbindung des Dachfensters mit benachbarten Energiemodulen.
Die DE 19734346 beschreibt eine Dachdurchdringungs-Einfassung. Ein Eindeckrahmen weist einen unteren Teil, Seitenteile sowie einen oberen Rahmenteil auf. Der Eindeckrahmen begrenzte eine Öffnung in der Dachfläche. Ein Ablaufrahmen liegt einerseits an einem die Dachfläche durchdringenden Bauteil an und ist andererseits formschlüssig auf dem Eindeckrahmen mittels Steckverbindungen befestigt.
DE 44 44 439 Ai beschreibt eine Solarenergieanlage sowie ein Montageelement hierfür. Auf dem Satteldach eines Hauses sind flächige Teile wie Photovoltaik-Module oder Warmwasserkollektoren zu beiden Teilen des Dachfirsts angeordnet und über diesen hinweg miteinander verbunden, so dass im Bereich des Dachfirsts die Hangabtriebskräfte etwa im statischen Gleichgewicht sind. Ein Montageelement für flächige Teile von Sonnenenergieanlagen umfasst einen ebenen Rahmen mit einer dem Umfang des Solarelements entsprechenden Aufnahmeöffnung sowie mit Vorrichtungen zur Befestigung an benachbarten Montageelementen. DE 19529351 Al beschreibt eine Vorrichtung zur Befestigung von plattenförmigen Bauteilen, insbesondere von Solarmodulen und Sonnenkollektoren auf schrägen Flächen, insbesondere auf Steildächern. Die plattenförmigen Bauteile liegen in Längsrichtung schuppenförmig übereinander, wobei ein oben liegendes Bauteil mit seinem vorderen Ende das hintere Ende des darunterliegenden Bauteils übergreift. Die plattenförmigen Bauteile sind jeweils am unteren Ende in Haken auf Profilen eingehängt, wobei jedes Profil seitliche Auflageflächen und eine dazwischenliegende Vertiefung aufweist.
Es kann als Aufgabe angesehen werden, einen Dachaufbau einfachen Aufbaus anzugeben, der sich zur Integration von Photovoltaik-Modulen eignet und auf einfache Weise den Ein- bzw. Anbau von Elementen wie Dachfenster oder Schornsteine erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Dachaufbau gemäß Anspruch 1, einen Einbaurahmen gemäß Anspruch 13 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Der erfindungsgemäße Dachaufbau weist eine Struktur auf, in die ein Einbaurahmen eingesetzt ist. Die Struktur des Dachaufbaus umfasst mindestens zwei, bevorzugt mehr parallele Tragrinnen und darauf aufliegende, einander überlappende Plattenelemente. Bevorzugt bilden die Plattenelemente den oberen Abschluss der Dachhaut, sind also ohne weitere darüber angeordnete Abdeckung exponiert.
Mindestens zwei Tragrinnen verlaufen parallel zueinander in einer Längsrichtung und sind in einer Querrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Die Tragrinnen sind jeweils gebildet aus fluchtend angeordneten Tragrinnenabschnitten mit Auflagebereichen. Enden der Tragrinnenabschnitte sind zueinander überlappend angeordnet, so dass Überlappungsbereiche gebildet sind. Die Plattenelemente sindjeweils zwischen zwei Tragrinnen so angeordnet, dass sie auf den Auflagebereichen der Tragrinnenabschnitte aufliegen. Die Plattenelemente sind in Längsrichtung der Tragrinnen überlappend angeordnet.
Die Tragrinnen weisen bevorzugt eine Rinnenform auf. Die Auflagebereiche für die Plattenelemente sind bevorzugt flächig und so angeordnet und ausgebildet, dass die Plattenelemente vorteilhaft über ihre gesamte Länge aufliegen, entweder direkt oder bevorzugt mit einer Dichtung dazwischen. Die Auflagebereiche befinden sich bevorzugt beidseits auf gegenüberliegenden Seiten der Tragrinnen.
Die Plattenelemente können transparente Abdeckungen sein, bspw. aus Glas, wobei dann Photovoltaik-Module unterhalb der Plattenelemente, bevorzugt mit Abstand zu den Plattenelementen, angeordnet sein können. In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung können die Plattenelemente selbst Photovoltaik-Module sein. Möglich ist eine Ausführung, bei der unterhalb der Plattenelemente ein durch die transparenten Abdeckungen geschützter Raum gebildet ist, in dem ein oder mehrere Photovoltaik-Module angeordnet sind. Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der die Plattenelemente selbst Photovoltaik- Module sind, aber dennoch darunter ein abgeschlossener Innenraum gebildet wird.
Durch die fluchtende, in endseitigen Überlappungsbereichen teilweise überlappende Anordnung der Tragrinnenabschnitte ergibt sich eine gestufte Anordnung, mit der die ihrerseits überlappend angeordneten Plattenelemente gut gehalten und unterstützt werden und insbesondere eine vollflächige Anlage und Abdichtung an den Tragrinnen ermöglicht werden. Gleichzeitig ermöglicht die überlappende Anordnung der Tragrinnenabschnitte durch das Ineinandergreifen der jeweiligen Enden eine feste Verbindung und gerade fluchtende Ausrichtung.
Die Tragrinnenabschnitte können bevorzugt Profile von durchgehend gleichbleibender Form sein, bevorzugt aus Metall, bspw. Aluminium oder Stahl. Es können gezogene Profile, (Strang-)pressprofile, Walzprofile o.Ä. verwendet werden, bevorzugt sind in einer Pressbank gekantete Blechprofile. Bevorzugt sind die Tragrinnenabschnitte mindestens im Wesentlichen (d.h. mit maximal +/- 15% Abweichung) gleich lang, wobei allerdings insbesondere an den Enden der Tragrinnen auch größere Abweichungen gegeben sein können. Die Länge der Tragrinnenabschnitte kann bspw. bei 30 - 200 cm liegen, bevorzugt bei 40 - 120 cm, besonders bevorzugt 50 - 100 cm. Die Abmessungen bestimmen die Länge der Plattenelemente (gemessen in Richtung der Dachneigung); hier haben sich die o.g. Längenbereiche als sinnvoll erwiesen, wobei davon bei unterschiedlichen Formaten von Plattenelementen auch abgewichen werden kann. Der Überlappungsbereich, in dem jeweils das vordere Ende eines oberen Tragrinnenabschnitts in dem hinteren Ende eines unteren Tragrinnenabschnitts eingreifend angeordnet ist, hat bevorzugt relativ zum unteren und/ oder oberen Tragrinnenabschnitt eine geringere Länge von weniger als 25 %, bevorzugt 15 % oder weniger, bevorzugt 10 % oder weniger. Tatsächlich reicht bereits eine geringe Überlappung von bspw. mindestens einem Zentimeter aus, um die gewünschte gestufte Anordnung zu erzielen, bevorzugt ist eine Überlappungslänge von bspw. 4 - 12 cm.
Die Plattenelemente liegen auf den Tragrinnen auf und sind bevorzugt dort auch gegen Verschieben und Abheben gesichert. Für eine solche Sicherung können sie im Prinzip auf verschiedene Weise an den Tragrinnen befestigt sein, bspw. durch formschlüssige Aufnahme, Verschraubung, Klemmung, Verklebung o.Ä. In einer bevorzugten Ausführungsform können Niederhalter auf den Plattenelementen angeordnet und mit den Tragrinnen verbunden sein. Die Plattenelemente sind so zumindest von zwei gegenüberliegenden Seiten gehalten, nämlich auf der Unterseite durch Auflage an den Auflagebereichen und an der Oberseite durch die Niederhalter. Die Niederhalter können bspw. als flache Elemente wie Plättchen ausgebildet sein, oder bevorzugt länglich geformt sein und sich in Längsrichtung über die Plattenelemente erstrecken, bevorzugt über deren gesamte Länge. Die Niederhalter können eine Abwinklung umfassen, die eine Kante eines Plattenelements umgreift. Bevorzugt sind die Niederhalter am Rand der Plattenelemente angeordnet, bspw. im Bereich von deren Ecken. Die Niederhalter können endseitig Abkantungen aufweisen, mit denen fluchtende Niederhalter ineinander greifen. Bspw. kann an einem oberen Ende eine obere Abkantung gebildet sein, bevorzugt noch oben ausgerichtet. An einem gegenüberliegenden unteren Ende kann eine untere Abkantung gebildet sein, bevorzugt noch unten gerichtet. Die Abkantungen können ineinandergreifen. Eine oder beide Abkantungen kann zur Anlage an eine untere Kante eines Plattenelements vorgesehen sein, um dieses gegen Abrutschen zu stützen. Die Niederhalter sind bevorzugt aus Metall gebildet. Zwischen den Niederhaltern und den Plattenelementen wird bevorzugt eine flexible Zwischenlage, bspw. ein Dichtmaterial, angeordnet, um eine Verteilung der Kräfte über die Anlagefläche zu ermöglichen und ein Risiko der Beschädigung der Plattenelemente zu vermeiden.
Die Verbindung der Niederhalter mit den Tragrinnen kann bspw. durch einen Steg, eine Wand oder - bevorzugt - durch einen Zugstab, insbesondere Gewinde-Bolzen hergestellt sein. Bevorzugt kann ein Niederhalter so angeordnet sein, dass er zwei benachbarte Plattenelemente übergreift und so beide Plattenelemente gleichzeitig fixieren kann.
Es ist im Prinzip möglich, die Niederhalter im Bereich der Überlappung von zwei Tragrinnenabschnitten anzuordnen und dort mit der Tragrinne zu verbinden, insbesondere mit dem oberen der überlappenden Tragrinnenabschnitte. Bevorzugt sind die Niederhalter aber angrenzend an, vorteilhafterweise aber außerhalb des Bereichs der Überlappung von zwei Tragrinnenabschnitten angeordnet und dort mit der Tragrinne verbunden. Die Verbindung ist dabei bevorzugt mit dem unteren der überlappenden Tragrinnenabschnitte gebildet, bspw. an einem dort an gegenüberliegenden Seitenwänden befestigten Steg. Unter einer angrenzenden Anordnung wird verstanden, dass der Niederhalter und/oder eine Befestigungselements hierfür (wie bspw. ein Bolzen oder eine Schraube) in Längsrichtung der Tragrinne unmittelbar vor dem Überlappungsbereich angeordnet ist oder mit geringem Abstand (gemessen von der jeweiligen Mitte von Niederhalter oder Befestigungselement bis zur Kante des angrenzenden Überlappungsbereichs) von bspw. weniger als io% der Länge des unteren Tragrinnenabschnitts, bevorzugt weniger als 5%, besonders bevorzugt 3% oder weniger. Während es möglich ist, zur Befestigung des Niederhalters ein den Boden der Tragrinnenabschnitte durchdringendes Element wie bspw. eine Stange vorzusehen, sieht die Befestigung bevorzugt keine Durchdringung der Wandung der Tragrinnenabschnitte vor, um die Dichtigkeit zu bewahren.
Die Tragrinnenabschnitte können im Prinzip verschiedene Querschnittsformen aufweisen, bspw. V-förmig. Für die überlappende Anordnung ist zumindest im Überlappungsbereich eine Stapelbarkeit erforderlich, die aber ggfs. auch durch Aufweitung erreicht werden kann. Während die Tragrinnenabschnitte somit bspw. im Überlappungsbereich anders geformt sein können als über die übrige Länge, weisen sie bevorzugt über ihre gesamte Länge eine gleiche Querschnittsform auf, die dann bevorzugt stapelbar ist. Besonders bevorzugt ist eine trapezförmige Querschnittsform der Tragrinnenabschnitte, d.h. ein gerader Boden, von dem sich unter schrägen, nach außen gerichteten Winkeln gerade Seitenwände erstrecken. Die Querschnittsform ist bevorzugt symmetrisch, so dass die Winkel auf beiden Seiten gleich sind. Die Winkel betragen bei einer Trapezform mehr als 90° und liegen bevorzugt im Bereich von 950 - 130°, weiter bevorzugt 100 - 120°, besonders bevorzugt um die no° (+/- 50). Obgleich sich diese Formen als besonders geeignet erwiesen haben sind hiervon ggfls. abweichende Ausführungen möglich. Von den Seiten- wänden können sich weiter bevorzugt die Auflagebereiche als nach Außen gerichtete Abkantungen erstrecken, bevorzugt parallel zum Boden. Die Trapezform eignet sich besonders, da die gebildeten Tragrinnenabschnitte günstig und exakt herstellbar sind, gute Stabilität aufweisen und insbesondere die Tragrinnenabschnitte einfach zur Herstellung der Überlappung geschachtelt angeordnet werden können. Dabei lassen sich die geraden Kontaktflächen an den Wänden und dem Boden bei Bedarf gut gegeneinander abdichten und/oder aneinander befestigen.
Die Anordnung der Plattenelemente und der Tragrinnenabschnitte ist bevorzugt so, dass unterhalb der Plattenelemente ein abgeschlossener, bevorzugt gedichteter Innenraum gebildet ist. Hierzu ist es bevorzugt, dass die Plattenelemente dichtend mit den Auflagebereichen der Tragrinnenabschnitte abschließen, bspw. durch passgenaue flächige Anlage oder bevorzugt durch eine zwischengelegte Dichtung, bspw. aus flexiblem Dichtmaterial. Weiter bevorzugt sind auch die Plattenelemente gegeneinander im Überlappungsbereich dichtend angeordnet, auch hier durch passgenaue Anlage oder - bevorzugt - durch zwischengelegte Dichtelemente aus flexiblem Dichtmaterial. So kann der Innenraum gegenüber der Oberseite abgedichtet sein, bevorzugt mit Dichtung zumindest gegen Spritzwasser, besonders bevorzugt sogar mindestens im Wesentlichen lüft- oder zumindest winddicht.
Eine solche Abdichtung sorgt zunächst für eine Dichtung des Dachs gegenüber Wettereinflüssen, bspw. Wind und Regen, erlaubt aber zusätzlich auch die Führung eines kontrollierten Luftstroms im Innenraum. Die Luft im abgeschlossenen Innenraum heizt sich bei Sonneneinstrahlung auf das Dach auf, insbesondere bei Sonneneinstrahlung durch transparente Abdeckungen hindurch. Durch gezielte Führung der Luft im Innenraum ist eine Abführung der Wärme möglich, bspw. zur Nutzung der Wärme für Heizzwecke oder Ähnliches. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Luftführung ist die Einstellung eines günstigen Temperaturbereiches im Innenraum für die Funktion der Photovoltaik-Module. Durch die Abführung warmer Luft werden die Photovoltaik-Module, die entweder - bevorzugt - als Plattenelemente Teil der Eingrenzung des Innenraums oder alternativ im Innenraum angeordnet sind, bei starker Sonneneinstrahlung gekühlt, so dass eine Überhitzung vermieden werden kann und die Photovoltaik-Module in einem günstigen Temperaturbereich effizient betrieben werden können. Gemäß einer Ausführungsform können Rohre zur Luftführung vorgesehen sein. Die Rohre können auch Teil der Tragkonstruktion für die Tragrinnen sein. Hierzu können bspw. die Tragrinnen auf Querrohren angebracht sein und die Querrohre auf der Oberseite Öffnungen zur Zu- und Abführung von Luft aus dem Innenraum aufweisen. Bspw. können eine Anzahl paralleler Querrohre vorgesehen sein, die jeweils abwechselnd zur Zuführung und Abführung von Luft aus dem Innenraum angeschlossen sind, um so eine Zirkulation und stetige Abführung erwärmter Luft zu ermöglichen. Alternativ kann die Luftführung durch andere Formen von Leitungen erfolgen wie Luftkanäle, Schläuche oder Rohre, die nicht Teil der Tragkonstruktion sind.
Nach unten ist der Innenraum bevorzugt ebenfalls abgeschlossen, bevorzugt durch einen Boden, der im Abstand von den Plattenelementen und bevorzugt zumindest im Wesentlichen parallel zu diesen angeordnet ist (die durch die überlappende Anordnung der Plattenelemente mögliche leichte Schrägstellung wird noch als im Wesentlichen parallel angesehen). Der Boden kann bspw. mindestens zum Teil durch eine oder mehrere Dämmplatten gebildet sein. Sind die o.g. Querrohre vorgesehen, so können Dämmplatten bevorzugt zwischen den Querrohren angeordnet sein, wobei es möglich ist, dass die Dämmplatten die Querrohre ganz oder teilweise übergreifen.
Bevorzugt sind Öffnungen vorgesehen, die Luft in den Innenraum zuführen oder aus diesem abführen. Die Öffnungen können bspw. als Bohrungen im Boden des Innenraums gebildet sein. Zu- und Abführungen sind bevorzugt im Abstand voneinander angeordnet, bevorzugt beabstandet in Längsrichtung. Der Abstand von Zu- und Abführung entspricht bevorzugt mindestens 50% der Länge eines Plattenelements, weiter bevorzugt mindestens der Länge eines Plattenelements, und ist besonders bevorzugt größer als die Länge eines Plattenelements.
Die Öffnungen sind bevorzugt mit Leitungen zur Luftführung verbunden, bspw. Schläuchen, Rohren, Luftkanälen o.Ä.
Bei Anordnung von Photovoltaik-Modulen im Innenraum ist es bevorzugt, dass sowohl oberhalb als auch unterhalb der Photovoltaik-Module von Luft durchströmbare Bereiche gebildet sind, also die Photovoltaik-Module bevorzugt von einer darüber angeordneten Abdeckung und von einem darunter angeordneten Boden beabstandet sind. So kann durch die Module umströmende Luft ein gewünschter Betriebstemperaturbereich der Photovol- taik-Module eingehalten werden. Die Photovoltaik-Module können im Innenraum bevorzugt auf Abstandhaltern angeordnet sein, wobei die Abstandhalter weiter bevorzugt auf den Querrohren angebracht sein können.
Erfindungsgemäß weist der Dachaufbau mindestens einen in die erläuterte Struktur eingesetzten Einbaurahmen auf. Wie vorstehend erläutert, bilden die überlappenden Plattenelemente bevorzugt in einer Reihe zwischen zwei Tragrinnen angeordnet eine durchgehende, gedichtete Dachfläche. Weiter bevorzugt sind eine Mehrzahl solcher Reihen von Plattenelementen in Querrichtung nebeneinander angeordnet, um die durchgehende Dachfläche zu bilden. Dabei ist bevorzugt ein Ausschnitt zwischen zwei der Tragrinnen freigelassen, in dem der Einbaurahmen eingesetzt ist. Bevorzugt sind in Längsrichtung ober- und unterhalb des Einbaurahmens Plattenelemente angeordnet.
Der Einbaurahmen ist ebenso wie die Plattenelemente zwischen den Tragrinnen angeordnet. Der Einbaurahmen weist zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Längs-Rahmenteile auf, die jeweils Auflage-Flächen aufweisen. Die Auflage-Flächen erstrecken sich in Längsrichtung und sind so ausgerichtet, dass sie in eine Tiefenrichtung weisen. Bevorzugt sind die Auflage-Flächen eben und erstrecken sich rechtwinklig zur Tiefenrichtung, d.h. die Flächen-Normale ist in der Tiefenrichtung ausgerichtet, so dass sie bevorzugt mindestens im Wesentlichen parallel zur Dach-Ebene angeordnet sind. Die Auflage-Flächen sind bevorzugt streifenförmig und erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Länge der Längs-Rahmenteile.
Die Auflage-Flächen weisen jeweils mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Auflage-Flächen- Abschnitte und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt auf. Die Auflage-Flächen-Abschnitte weisen, angrenzend an die Übergangs-Abschnitte, zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung auf. Beispielsweise können beide Auflage- Flächen-Abschnitte jeweils eben ausgebildet sein, allerdings in zueinander in Tiefenrichtung versetzten Ebenen. Die Übergangs-Abschnitte zwischen den Auflage-Flächen- Abschnitten bilden bevorzugt einen den Versatz überbrückenden Übergang, der bspw. allmählich, in Form einer Rampe, gebogen, oder - bevorzugt - als Stufe ausgebildet sein kann.
Diese Form der Auflage-Flächen ermöglicht es, dass diese auf den durch die Überlappung der Tragrinnen ebenfalls einen Versatz aufweisenden Auflagebereichen der Tragrinnen aufliegen, wobei die Übergangs-Abschnitte an den Überlappungsbereichen angeordnet sind, bevorzugt an diese angrenzen.
So ist ein Einbaurahmen bereitgestellt, der sich passend in den übrigen Dachaufbau einfügt. Durch die mögliche großflächige Anlage, bevorzugt über im Wesentlichen die gesamte Länge der darunter angeordneten Tragrinnenabschnitte, wird eine hohe Stabilität und gute Abdichtmöglichkeit erreicht.
Bevorzugt ist der Einbaurahmen mindestens an einem Längs-Ende, bevorzugt rundum geschlossen. Dazu können die Längs-Rahmenteile durch Quer-Rahmenteile verbunden sein. Der Einbaurahmen ist bevorzugt rechteckig, wobei aber im Prinzip auch abweichende Formen wie Trapezformen möglich sind. Die Quer- Rahmenteile können ebenfalls Auflage- Flächen aufweisen, die mindestens im Wesentlichen in der Tiefenrichtung weisen. Die Auflage-Flächen der Längs- und der Quer-Rahmenteile bilden bevorzugt einen umlaufenden Auflage-Rahmen.
Bevorzugt weist der Einbaurahmen eine umlaufende Wandung auf, die sich mindestens zum Teil zumindest im Wesentlichen in der Tiefenrichtung erstreckt. Unter „zumindest im Wesentlichen“ ist zu verstehen, dass die Ausrichtung der Wandung nicht entlang aller Rahmenteile exakt senkrecht zur Längs- und Querrichtung des Dachaufbaus sein muss, sondern dass ein von 90° abweichender Winkel möglich ist, bspw. um die Dachneigung zu kompensieren, so dass sich die Wandung bei einem geneigten Dach vertikal erstreckt.
Die Auflage-Flächen können aus mehreren Teilen bzw. Komponenten gebildet sein. Bspw. kann am jeweiligen Übergangs-Abschnitt der Auflage-Flächen eine Stufe oder anderer Übergang zwischen den Auflage-Flächen-Abschnitten gebildet sein durch zusätzliche Elemente wie bspw. ein überbrückendes Dichtmaterial oder ein aufgesetztes Übergangsteil. Bevorzugt allerdings sind die Auflage-Flächen durchgehend einstückig gebildet, d.h. aus durchgehendem Material, bspw. gebogenem und/oder gekantetem Blech. Der Einbaurahmen kann mindestens abschnittsweise aus Blech gebildet sein. Insbesondere können Elemente des Einbaurahmens, bspw. Auflage-Flächen und Wandung, überwiegend oder vollständig aus Blech ausgebildet sein. Die Auflage-Flächen können als Abkantungen gebildet und einstückig mit Teilen der Wandung vorgesehen sein. Bevorzugt können die Auflage-Flächen einstückig mit dem jeweiligen Längs- oder Quer-Rahmenteil gebildet sein, bspw. aus einem gebogenen/gekanteten durchgehenden Blechstück.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Einbaurahmen einen nach Innen ragenden Kragen aufweisen. Ein solcher Kragen kann zum Tragen eines in den Einbaurahmen einzusetzenden Bauelements wie bspw. eines Dachfensters dienen. Der Kragen hat bevorzugt eine oder mehrere entgegen der Tiefenrichtung ausgerichtete Tragflächen. Er kann sich zumindest abschnittsweise entlang der Längs- und/oder Quer-Rahmenteile erstrecken, bevorzugt über die gesamte Länge mindestens zweier gegenüberliegender Rahmenteile. Besonders bevorzugt ist der Kragen umlaufend an allen Rahmenteilen so angeordnet, dass er nach Innen in den Einbaurahmen vorsteht.
Der Kragen kann bevorzugt an der Wandung des Einbaurahmens angebracht sein, besonders bevorzugt einstückig mit dieser ausgebildet. Der Kragen ist bevorzugt in der Tiefenrichtung von den Auflage-Flächen beabstandet, so dass darauf lastende Elemente wie Dachfenster versenkt innerhalb der Dachfläche angebracht werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Tragrinnen des Dachaufbaus auf Querrohren angebracht, wobei mindestens ein Querrohr im Bereich des Einbaurahmen unterbrochen ist. So kann ein Einbaurahmen verwendet werden, bspw. für ein großes Dachfenster, der in Längsrichtung eine größere Länge hat als dem Abstand der Querrohre entspricht.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die Herstellung des vorstehend beschriebenen Dachaufbaus vor, was die Herstellung der beschriebenen Struktur und das Einsetzen des Einbaurahmens darin umfasst. Die Bildung der Struktur umfasst die Schritte der Bildung der Tragrinnen aus fluchtend und zueinander überlappend angeordneten Tragrinnenabschnitten, der Anordnung der Tragrinnen auf der Dachfläche und der überlappenden Anordnung der Plattenelement auf den Auflagebereichen der Tragrinnenabschnitte. Ein Einbaurahmen mit zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Längs- Rahmenteilen, jeweils mit sich in Längsrichtung erstreckenden und in Tiefenrichtung weisenden Auflage-Flächen wird zwischen den Tragrinnen angeordnet. Die Auflage- Flächen weisen jeweils mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Auflage-Flächen- Abschnitte und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt auf. Die Auflage- Flächen-Abschnitte haben an den Übergangs-Abschnitten, bevorzugt angrenzend, zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung.
Der Einbaurahmen wird so angeordnet, dass die Auflage-Flächen auf den Auflagebereichen aufliegen und die Übergangs-Abschnitte an den Überlappungsbereichen angeordnet sind.
Die genannten Schritte können dabei in verschiedener Reihenfolge ausgeführt werden.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. i ein Dachaufbau mit einer Dachaufbau-Struktur gemäß einer ersten Ausführungsform, zunächst noch ohne Einbaurahmen, in einer schematischen Seitenansicht des Dachbereichs eines Gebäudes mit Schrägdach;
Fig. 2 ein Teil des Dachaufbaus aus Fig. 1 in perspektivischer Ansicht;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils des Dachaufbaus aus Fig. i, 2;
Fig. 4 eine Ansicht des Schnitts durch den Dachaufbau entlang der Schnittlinie A..A in Fig. 2;
Fig. 5 eine Ansicht des Schnitts durch den Dachaufbau entlang der Schnittlinie B..B in Fig. 2;
Fig. 6 eine Ansicht des Schnitts durch den Dachaufbau entlang der Schnittlinie C..C in Fig. 2; Fig. 7 Elemente des Dachaufbaus aus Fig. 2 - 6 in einer Explosionsdarstellung
Fig. 8 ein Einbaurahmen in perspektivischer Darstellung für den Dachaufbau gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 9 in perspektivischer Darstellung der Dachaufbaus mit einer Dachaufbau-Struktur gemäß der ersten Ausführungsform und einem darin einzusetzenden Einbaurahmen;
Fig. 10 in perspektivischer Darstellung der Dachaufbau aus Fig. 9 mit eingesetztem Einbaurahmen;
Fig. 11, 12 Schnitt-Darstellungen von Teilen des Dachaufbaus mit eingesetztem Einbaurahmen gemäß Fig. 10;
Fig. 13 eine zweite Ausführungsform eines Dachaufbaus auf einem Gebäude mit Schrägdach in einer schematischen Seitenansicht;
Fig. 14 in Seitenansicht eines Teils des Dachaufbaus aus Fig. 13;
Fig. 15 der Dachaufbau aus Fig. 13, 14 in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 16 in perspektivischer Ansicht Teile des Dachaufbaus gemäß Fig. 13-15;
Fig. 17 eine Ansicht des Schnitts entlang der Linie D..D in Fig. 16;
Fig. 18 eine seitliche Ansicht der Überlappung zweier Tagrinnenabschnitte bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 13-17;
Fig. 19a, 19b ein Tragrinnenabschnitt der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 13-18 in Draufsicht und Frontansicht;
Fig. 19c ein Einsatz des Tragrinnenabschnitts gemäß Fig. 19a, 19b in perspektivischer Ansicht;
Fig. 20 ein Niederhalter der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 13 -19c in perspektivischer Ansicht;
Fig. 21 zwei ineinandergreifende Niederhalter der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 13 -20 in perspektivischer Ansicht
Fig. 22 in perspektivischer Darstellung der Dachaufbaus mit einer Dachaufbau-Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform und einem darin einzusetzenden Einbaurahmen.
Die Figuren 1 - 12 zeigen eine erste Ausführungsform eines Dachaufbaus 10.
Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht zunächst einen Dachaufbau 10 gemäß der ersten Ausführungsform auf einem Schrägdach eines Gebäudes 12. Eine Struktur des Dachaufbaus 10 wird im Hinblick auf Fig. 1-7 erläutert. Nachfolgend werden im Hinblick auf Fig. 8-12 ein Einbaurahmen 50 und dessen Einbau in die Struktur des Dachaufbaus 10 erläutert.
Hier und im Folgenden konzentriert sich die Darstellung auf den äußeren Dachaufbau, d.h. insbesondere die Dachdeckung, unabhängig von der tragenden Dachkonstruktion, von der hier nur beispielhaft einer von einer Mehrzahl von Dachbalken 14 dargestellt ist.
Der Dachaufbau 10 umfasst einen Unterbau 30 mit Querrohren 16 und dazwischen angeordneten Dämmplatten 18 und einem darauf befestigten Oberbau 32 mit Tragrinnen 20 (von denen in Fig. 1 eine Tragrinne 20 in Seitenansicht dargestellt ist) und darauf aufliegenden Plattenelementen 24.
Die Querrohre 16 verlaufen senkrecht zur Zeichnungsfläche der Fig. 1 in einer Richtung, die im Folgenden als Querrichtung bezeichnet wird. Eine Mehrzahl an Querrohren 16 ist parallel zueinander angeordnet und innerhalb der Dachfläche regelmäßig in einer Richtung voneinander beabstandet, die hier als Längsrichtung bezeichnet wird. Wie ein Fachmann unschwer erkennen wird, handelt es sich bei dem dargestellten Dachaufbau 10 um eine sich regemäßig wiederholende Struktur mit jeweils einer Mehrzahl von Querrohren 16, Tragrinnen 20 und Plattenelementen 24. In den Zeichnungen sindjeweils nur Teile der sich wiederholenden Struktur gezeigt, beispielsweise in Figur 1 sechs parallele Querrohre 16 und in Figur 2 vier parallele Querrohre 16 sowie drei Tragrinnen 20 und zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Reihen von Plattenelementen 24. In konkreten Ausführungen wird diese Anordnung j eweils soweit fortgesetzt und wiederholt, wie es den Abmessungen der Dachfläche entspricht. Weiter sind in den Zeichnungen zur besseren Sichtbarkeit der Elemente auch keine seitlichen Abschlüsse dargestellt, obwohl diese bei einem kompletten Dachaufbau 10 bevorzugt in Form umlaufender Abdeckungen vorhanden sind.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist jede der Tragrinnen 20 gebildet aus in Längsrichtung fluchtenden Tragrinnenabschnitten 22. Jeder Tragrinnenabschnitt 22 ist einstückig gebildet aus einem im bevorzugten Beispiel ca. 80 cm langen Profil aus gekantetem Blech und weist durchgehend eine trapezförmige Querschnittsform auf (die auch aus Fig. 4 ersichtlich ist) mit einem ebenen Boden und zwei davon schräg unter entgegengesetzten Winkeln abstehenden Seitenwänden, von denen am oberen Rand nach außen abstehende Auflagebereiche 34 abgehen. Die Tragrinnenabschnitte 22 sind, wie auch aus Fig. 4, Fig. 5 ersichtlich ist, an ihren Endbereichen über eine Länge von im bevorzugten Beispiel etwa 7 cm überlappend und ineinander geschachtelt angeordnet, so dass Überlappungsbereiche 23 gebildet sind.
Auf den Auflagebereichen 34 sind die Plattenelemente 24 aufgelegt, wobei eine flexible Dichtung zwischengelegt ist (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Die Plattenelemente 24 sind in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform plane, transparente Glasscheiben. Sie bilden den oberen Abschluss des Dachaufbaus 10. Die Plattenelemente 24 überbrücken zwei benachbarte Tragrinnen 20, wobei sie jeweils auf den gegenüberliegenden Auflagebereichen 34 aufliegen. Zwischen den Tragrinnen 20 und unterhalb der Plattenelemente 24 werden so jeweils abgeschlossene Innenräume 36 gebildet, die gegenüber der Außenseite wind- und regendicht abgeschlossen sind.
Die Plattenelemente 24 sind in Längsrichtung überlappend zueinander angeordnet (Fig. 5), wobei wie in Fig. 2 gezeigt jeweils das in Richtung der Dachschräge höher angeordnete Plattenelemente 24 das darunter angeordnete Plattenelement 24 über einige Zentimeter Überlappungsbereich 23 überdeckt. Zwischen den Plattenelementen 24 sind im Überlappungsbereich 23 flexible Dichtungen angeordnet.
Durch die geschachtelte, teilweise überlappende Anordnung der Tragrinnenabschnitte 22 ist die überlappende Anordnung der darauf aufliegenden Plattenelemente 24 bei vollflächiger Anlage auf den Auflagebereichen 34 möglich. Die Plattenelemente 24 werden so über ihre gesamte Länge (in Längsrichtung) unterstützt und eine abdichtende Auflage wird ermöglicht.
Die Plattenelemente werden an den Tragrinnen 20 durch Niederhalter 26 befestigt. Die Niederhalter 26 sind wie insbesondere aus Fig. 4, 5 ersichtlich ist abgekantete Plättchen, die auf der Oberseite der Plattenelemente 24 aufliegen und deren in Längsrichtung nach unten in Richtung der Dachschräge weisende abschließende Kante umgreifen. Die Niederhalter 26 sind jeweils im Bereich der in Längsrichtung unteren Ecken der Plattenelemente 24 angeordnet. Zwischen den Niederhaltern 26 und den Plattenelementen 24 sind dabei Zwischenlagen aus einem flexiblen Kunststoff-Dichtmaterial gelegt, um Beschädigungen der Plattenelemente durch mechanische Spannungen zu vermeiden.
Die Niederhalter 26 werden durch Niederhalter-Bolzen 38 gehalten, die mit Schraub muttern an Querstegen 40 befestigt sind, die in den Tragrinnenabschnitten 22 zwischen den Seitenwänden befestigt sind. Die Querstege 40 sindjeweils im Bereich der hinteren Enden der Tragrinnenabschnitte 22 befestigt, allerdings mit etwas Abstand zum hinteren Abschluss, so dass die Niederhalter 26 und Niederhalter-Bolzen 38 jeweils angrenzend an die Bereiche 23 der Überlappung der Endabschnitte der Tragrinnenabschnitte 22 angeordnet sind. Wie in Fig. 5 beispielhaft für einen Niederhalter 26 mit Niederhalter-Bolzen 38 und Quersteg 40 gezeigt verbleibt nur ein geringer Abstand in Längsrichtung der Tragrinnenabschnitte 22 zwischen dem Niederhalter-Bolzen 38 und dem oberen Tragrinnenabschnitt 22 der Überlappung. Dabei sind in Querrichtung, wie in Fig. 4 sichtbar, die Niederhalter- Bolzen 38 innerhalb der Tragrinnen 20 zentriert und greifen so durch den von zwei in Querrichtung benachbarten Plattenelementen 24 gebildeten Spalt hindurch. Die Niederhalter 26 übergreifen den Spalt und fixieren so jeweils zwei Plattenelemente 24. Die Tragrinnenabschnitte 22 sindjeweils an ihrem in Richtung der Dachneigung hinteren Abschnitt im Bereich des Bodens durchbohrt und dort mittels Befestigungsbolzen 42 an den Querrohren 16 befestigt. Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Befestigungsbolzen 42 dabei jeweils im Bereich 23 der Überlappung der Tragrinnenabschnitte 22 angeordnet, so dass die Bohrung im Boden des unteren Tragrinnenabschnitts 22 durch den darüber angeordneten oberen Tragrinnenabschnitt 22 abgedeckt ist. Zwischen den Tragrinnenabschnitten 22 sind im Überlappungsbereich 23 Dichtungen 44 angeordnet. So ist durch die Befestigungsbolzen 42 eine dauerhafte Befestigung der Tragrinnen 20 bei gleichzeitiger Wahrung der Dichtigkeit gegeben. Im Bereich 23 jeder Überlappung ist somit jeweils der untere Tragrinnenabschnitt 22 durch Verschraubung mit einem Tragrohr 16 gesichert und sichert seinerseits über den befestigten Quersteg 40 die darauf aufliegenden Plattenelemente 24.
Der Dachaufbau 10 ist durch die erläuterten Elemente und ggfs. dazwischen angeordnete Dichtungen abgedichtet gegen Wettereinflüsse. Regenwasser wird auf den Plattenelementen 24 sowie innerhalb der Tragrinne 20 in Richtung der Dachschräge abgeführt.
Die Innenräume 36 werden begrenzt in Querrichtung durch die Wandungen der Tragrinnenabschnitte 22, nach oben durch die Plattenelemente 24 und nach unten durch einen Boden, der gebildet ist durch die Oberseiten der Dämmplatten 18 und der Querrohre 16. In Längsrichtung sind die Innenräume 36 durchgängig unterhalb der einzelnen Plattenelemente 24, aber endseitig abgeschlossen und gedichtet (nicht dargestellt).
In den Innenräumen 38 sindjeweils mit Abstand zwischen dem Boden und der Unterseite der Plattenelemente 24 plattenförmige Photovoltaik-Module 28 angeordnet (s. bspw. Fig. 6). Die Photovoltaik-Module 28 sind mit Abstandhaltern 46 auf den Querrohren 16 befestigt. Ober- und unterhalb der Photovoltaik-Module 28 sind so jeweils von Luft durchströmbare Bereiche gebildet.
Auf der Oberseite der Querrohre 16 sind Öffnungen 48 angeordnet, die Verbindungen zu den Innenräumen 38 bilden. So kann durch die Querrohre 16 Luft in die Innenräume 38 zugeführt und daraus abgeführt werden. Bevorzugt sind dabei die Querrohre 16 mit luftfördernden Ventilatoren so verbunden, dass jeweils abwechselnd durch nebeneinander angeordnete Querrohre 16 Luft zu- und abgeführt wird, so dass sich wie in Fig. 6 durch gepunktete Pfeile angedeutet eine Luftströmung innerhalb der Innenräume 38 ergibt, durch die die Photovoltaik-Module 28 auf der Ober- und der Unterseite umspült sind.
Bei Sonneneinstrahlung fällt das Sonnenlicht wie in Fig. 6 angedeutet durch die transparenten Plattenelemente 24 hindurch in den Innenraum 38 und dort auf das Photovoltaik- Modul 28. Hierdurch wird elektrische Leistung erzeugt, die durch hier nicht gezeigte elektrische Leitungen abgeführt wird. Dabei heizt sich das Photovoltaikmodul 28 und die Luft im Innenraum 38 auf. Durch die oben beschriebene Luftführung wird warme Luft durch Querrohre 16 abgeführt und kann bspw. zum Heizen oder zur Stromerzeugung genutzt werden. Durch die Luftführung wird so Wärme aus dem Innenraum 38 abgeführt und somit ermöglicht, dass das Photovoltaik-Modul 28 sich nicht übermäßig aufheizt auf eine Temperatur, bei der die Effizienz zu stark beeinträchtigt wäre.
Durch den Dachaufbau 10 ist so bei einfachem Aufbau und guter Abdichtung sowie mit wenigen Bauteilen eine sehr effiziente Nutzung der Sonneneinstrahlung möglich. Durch Luftführung wird entstehende Wärme nutzbar, während gleichzeitig sichergestellt werden kann, dass die Photovoltaik-Module 28 in einem günstigen Temperaturbereich arbeiten können.
Der Dachaufbau 10 ist leicht aufzubauen, mechanisch stabil sowie auch im Servicefall günstig. Es sind verschiedene Vorgehensweisen mit unterschiedlicher Reihenfolge von Aufbauschritten möglich. Bevorzugt werden beim Aufbau zunächst die Querrohre 16 in Querrichtung auf der tragenden Dachkonstruktion befestigt und dazwischen die Dämmplatten 18 angebracht und darauf die Photovoltaik-Module 28 auf den Abstandhaltern 46 angebracht und elektrisch verbunden (nicht gezeichnet). Darauf werden die Tragrinnen 20 stückweise aus den Tragrinnenabschnitten 22 zusammengesetzt und auf den Querrohren 16 verschraubt. Alternativ können auch die Tragrinnen 20 vor der Montage der Photovoltaik-Module zusammengesetzt und an den Querrohren 16 befestigt werden. Schließlich werden die Plattenelemente 24 überlappend auf die Tragrinnen 20 aufgelegt und durch die Niederhalter 26 gesichert.
Im Service-Fall kann durch Lösen der Niederhalter 26 und Anheben von Plattenelementen 24 leicht Zugang zum Innenraum 36 erlangt werden, bspw. um Photovoltaik-Module 28 zu tauschen.
Fig. 8 zeigt den Einbaurahmen 50, mit dem in den Dachaufbau 10 bspw. Bauelemente eingesetzt werden können, die das Dach durchdringen, wie bspw. ein Dachfenster oder ein Kamin. Die hier gezeigte Ausführungsform eines Einbaurahmens 50 eignet sich insbesondere zum Einsetzen eines Dachfensters (nicht dargestellt).
Der Einbaurahmen 50 ist von rechteckigem Querschnitt mit zwei parallelen, in Querrichtung beabstandeten Längs-Rahmenteilen 52 und zwei diese verbindenden Quer- Rahmenteilen 58. Quer- und Längs-Rahmenteile 52, 58 sind bevorzugt einstückig aus einem gekanteten Blech gebildet.
Der Einbaurahmen 50 verfügt über eine umlaufende Wandung 56 und an deren Oberseite einen umlaufenden Auflage-Rahmen mit nach unten gerichteten Auflage-Flächen 54. Der Auflage- Rahmen ist als nach Außen gerichtete Abkantung gebildet. Auf der Innenseite ist ein umlaufender, nach Innen vorstehender Auflage-Kragen 60 gebildet.
Die unteren Auflage-Flächen 54 der Längs-Rahmenteile 52 umfassen jeweils zwei in Tiefenrichtung zueinander versetzte Abschnitte, nämlich einen ersten Auflage-Flächen- Abschnitt 54a und einen gegenüber diesem parallel aber um einen Versatz höher angeordneten zweiten Auflage-Flächen-Abschnitt 54b. Zwischen dem ersten und zweiten Auflage- Flächen-Abschnitt 54a, 54b ist ein Übergangs-Abschnitt 54c in Form einer Stufe angeordnet.
Fig. 9, 10 zeigen, wie der Einbaurahmen 50 in den Dachaufbau 10 eingesetzt wird. Zwischen zwei der Tragrinnen 20 ist ein freier Einbaubereich 62 gebildet, der sich im Wesentlichen in Längsrichtung L über die Länge von zwei Plattenelementen 24 bzw. Tragrinnenabschnitten 22 erstreckt. Das mittlere Querrohr 16 ist unterbrochen, um den Einbaubereich 62 freizuhalten. Während aus darstellerischen Gründen der Einbaubereich 62 in Fig. 9/10 in einer Ecke des dargestellten Teils des Dachaufbaus 10 gezeigt ist, so dass in der Darstellung die Plattenelemente 24 nur in Längsrichtung L oberhalb und in Querrichtung Q zu einer Seite des Einbaubereichs 62 angeordnet sind, wird der Einbaubereich 62 üblicherweise nicht an einem Rand, sondern im Inneren einer vollständigen Dachfläche angeordnet sein, so dass er innerhalb der Dachfläche allseitig von Plattenelementen 24 umgeben ist.
In den Einbaubereich 62 wird wie in Fig. 10 gezeigt der Einbaurahmen 50 so eingepasst, dass Auflage-Flächen 54 des Auflage-Rahmens auf den umliegenden Elementen aufliegen. Insbesondere liegen die beidseitigen Auflage-Flächen 54 der Längs-Rahmenteile 52 auf den Auflagebereichen 34 der beidseitigen Tragrinnen 22 auf. Durch die gestufte und versetzte Form der Auflage-Flächen-Abschnitte 54a, 54b und des dazwischen gebildeten Übergangs-Abschnitts 54c passen die Auflage-Flächen 54 wie in Fig. 12 gezeigt auf die Auflage-Flächen 54 und den Überlappungsbereich 23, so dass sie vollflächig dort aufliegen und gut abgedichtet werden können, bspw. durch eine zwischengelegte Dichtung (nicht dargestellt).
An den Längs-Enden des Einbaurahmens 50 fügen sich die vorstehenden Flächen des Auflage-Rahmens ebenfalls in den Dachaufbau 10 ein: Das oberhalb angeordnete Plattenelement 24 wird so angebracht, dass es den Auflage-Rahmen entlang des oberen Quer- Rahmenteils 58 überdeckt. Das unterhalb angeordnete Plattenelement 24 wird so angebracht, dass es von dem Auflage-Rahmen entlang des unteren Quer-Rahmenteils 58 überdeckt wird.
Der im Inneren des Einbaurahmens 50 angeordnete Auflage-Kragen 60 (s. auch Fig. 11) kann zur Auflage eines Dachfensters genutzt werden (nicht dargestellt), was in den Einbaurahmen 50 eingesetzt wird.
Somit ist eine stabile und gut dichtbare Anbringung für Einbau-Elemente wie ein Dachfenster oder Ähnliches ermöglicht.
Die gezeigte Ausführung des Einbaurahmens 50 ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen, tatsächlich sind - je nach Art, Form und Größe des innerhalb des Einbaurahmens 50 einzusetzenden Bauelements - unterschiedliche Ausführungen möglich. Diese können sich bspw. in Längsrichtung über eine größere Länge erstrecken, so dass sie zwei oder mehr Überlappungsbereiche 23 überdecken. Dann sind auch die Auflage-Flächen 54 vorteilhaft mit entsprechend vielen Auflage-Flächen-Abschnitten und Übergangs-Abschnitten zu versehen, um diese passend aufsetzen zu können. Ebenso kann der Einbaurahmen statt wie gezeigt eine nur dünne Blech -Wandung 56 auch einen inneren Rahmen verschiedener Stärke aufweisen, um, bspw. nach Art eines Passepartout, einen Innenbereich von kleineren Abmessungen und/oder abweichender Form in den Einbaubereich 62 einzupassen.
Fig. 13 - 22 zeigen eine zweite, bevorzugte Ausführungsform. Der Dachaufbau 110 gemäß der zweiten Ausführungsformen stimmt in vielen Elementen der Struktur sowie in vielen Details mit dem Dachaufbau 10 gemäß der ersten Ausführungsform überein. Nachfolgend wird insbesondere auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen Bezug genommen. Dabei sind identische Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird der Dachaufbau 110 zunächst in seinem grundsätzlichen Aufbau ohne Einbaurahmen 50 erläutert. Der Dachaufbau 110 umfasst wie in Fig. 13-16 gezeigt als Tragkonstruktion einen Unterbau 130 mit Dachbalken 14 und Querbalken 116 und dazwischen angeordneten Dämmplatten 18, auf dem eine geschlossene Dachplatte 119 aufgebracht ist. Die Dachbalken 14 verlaufen parallel in der Längsrichtung, d.h. der Dachneigung folgend, während die Querbalken 116 quer hierzu in Querrichtung parallel zueinander verlaufen. Die Dachplatte 119 ist bevorzugt aus perNut/Feder im Eingriff zusammengesetzten Platten mit wasserabweisenden Eigenschaften gebildet, bevorzugt als mögliche zweite wasserführende Ebene.
Auf dem Unterbau 130 ist ein Oberbau 132 befestigt mit Abstandhalter-Balken 146, darauf befestigten Tragrinnen 20 und darauf aufliegenden Plattenelementen 124 mit Niederhaltern 126. Bei den Darstellungen zur zweiten Ausführungsform sind wie bei der ersten Ausführungsform jeweils nur Teile der sich regemäßig wiederholende Struktur ohne randseitige Abschlüsse gezeigt.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist auch bei der zweiten Ausführungsform jede der Tragrinnen 20 gebildet aus in Längsrichtung fluchtenden Tragrinnenabschnitten 22. Die Tragrinnenabschnitte sind in Fig. 19a, 19b gesondert dargestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder Tragrinnenabschnitt bspw. gebildet aus einem Blech einer Stärke von 0,8 - 1,4mm, bevorzugt imm. Das Trapezprofil weist bspw. eine Höhe von ca. 35mm, untere innere Breite von ca. 30mm, obere innere Breite von ca. 50mm auf mit Dichtstreifen 123 auf Flansch-Abschnitten von bspw. 10mm Breite. Die Trapezform umfasst Abwinklungen von bspw. jeweils 108°. Die äußeren Abwinklungen bilden dabei Auflageflächen 34 mit aufgeklebten flexiblen Dichtstreifen 123.
Der Boden der Tragrinnenabschnitte 22 ist bis auf eine Bohrung 70 an einem Ende geschlossen. In das Profil des Tragrinnenabschnitts 22 sind zwei Einsätze 40 mit Gewindemuttern (Fig. 19c) eingesetzt und angeschweißt.
Im Dachaufbau 110 sind die Tragrinnenabschnitte 22 wie bei der ersten Ausführungsform mit einer teilweisen Überlappung ineinandergreifend, d.h. geschachtelt angeordnet. Dabei ist, wie in Fig. 18 gezeigt, das durchbohrte Ende des jeweils unteren Tragrinnenabschnitts 22 vom Ende des darüber angeordneten Tragrinnenabschnitts überdeckt.
Plattenelemente 124 sind auf den Dichtstreifen 123 der Auflageflächen 34 der Tragrinnenabschnitte 22 aufgelegt, wobei die Plattenelemente 124 der überlappenden Anordnung der Tragrinnenabschnitte 22 entsprechend ebenfalls einander überlappend angeordnet sind. Zwischen überlappenden Plattenelementen sind flexible Dichtungen (nicht dargestellt) angeordnet.
Anders als bei der ersten Ausführungsform sind bei der zweiten Ausführungsform die Plattenelemente 124 keine transparenten Glasscheiben, sondern plane Photovoltaik- Module. Bei dieser Ausführungsform bilden somit die Photovoltaik-Module 124 selbst den oberen Abschluss des Dachaufbaus 110.
Die jeweils zwischen zwei benachbarte Tragrinnen 20 angeordneten Plattenelemente 124 decken damit wie bei der ersten Ausführungsform abgeschlossene Innenräume 36 ab, die gegenüber der Außenseite wind- und regendicht abgeschlossen sind. Die Innenräume 36 sind seitlich in Querrichtung jeweils durch die Tragrinnenabschnitte 22 und Abstandhalter-Balken 146 begrenzt, nach oben durch die Plattenelemente 124 und nach unten durch die Dachplatte 119. In Längsrichtung sind die Zwischenräume durchgehend, bspw. erstreckend vom Dachfirst bis zum unteren Abschluss, wobei aber auch Unterteilungen möglich sind. Durch die geschachtelte, teilweise überlappende Anordnung der Tragrinnenabschnitte 22 sind die darauf aufliegenden, ebenfalls überlappend angeordneten Plattenelemente 124 parallel hierzu ausgerichtet, so dass eine gleichmäßige Anlage auf den Auflagebereichen 34 gegeben ist.
Wie bei der ersten Ausführungsform werden auch bei der zweiten Ausführungsform die Plattenelemente 124 auf den Tragrinnen 20 durch Niederhalter 126 befestigt. Anders als bei der ersten Ausführungsform sind die Niederhalter 126 sind wie insbesondere aus Fig. 16 hervorgeht (hier sind zur Übersichtlichkeit nur zwei Niederhalter 126 dargestellt) längliche Streifen, die die Plattenelemente 124 über die gesamte Länge überdecken.
In Fig. 20, 21 sind die Niederhalter 126 genauer dargestellt. Es handelt sich um längliche Blechstreifen, bei denen an einem unteren Ende eine nach unten gerichtete Abkantung 172 und am oberen Ende eine nach oben gerichtete Abkantung 174 gebildet ist. Wie aus Fig. 21 ersichtlich ist, ist das untere Ende des Niederhalters 126 verbreitert und die untere Abkantung 172 weist eine mittlere Aussparung von der Breite der oberen Abkantung 172 auf.
Die Niederhalter 126 werden auf den Plattenelementen 124 jeweils so aufgelegt, dass sie zwei seitlich aneinander angrenzende Plattenelemente 124 überdecken (Fig. 21). Dabei greifen in Flucht zueinander angeordnete Niederhalter 126 ineinander, indem die untere Abkantung 172 des höher angeordneten Niederhalters 126 die obere Abkantung 174 des darunter angeordneten Niederhalters 126 übergreift. Gleichzeitig umgreift die untere Abkantung 172 die Plattenelemente 124 und sichert diese so gegen Abrutschen. Auch hier ist kein direkter Kontakt der Niederhalter 126 mit den Plattenelementen 124 gebildet, sondern eine Zwischenlage dazwischen angeordnet (nicht dargestellt).
Die Niederhalter 126 werden wie bei der ersten Ausführungsform durch Niederhalter- Bolzen 38 gehalten, die mit den Schraubmuttern an den Querstegen 40 der darunter liegenden Tragrinnenabschnitte 22 verschraubt sind.
Die Tragrinnenabschnitte 22 selbst sind mit den Abstandhalter-Balken 146 darunter mittels Schrauben 142 verschraubt, wobei das Schraubloch 70 genutzt wird (Fig. 13). Durch die Überlappung und Abdichtung 44 ist wie bei der ersten Ausführungsform die Dichtigkeit gewährleistet.
Wie bei der ersten Ausführungsform ist eine Dichtigkeit des Dachaufbaus no gegeben mit Abführung von Regenwasser auf den Plattenelementen 124 und in den Tragrinnen 20. Im Fall geringer Undichtigkeiten an den Dichtungen dazwischen möglicherweise in den Innenraum 36 eindringendes Wasser kann auf der Dachplatte 119 in Richtung der Dachschräge abgeführt werden.
Die zwischen den Tragrinnen 22 und unterhalb der Plattenelemente 124 (Photovoltaik- Module) gebildeten Innenräume 36 stellen jeweils von Luft durchströmbare Bereiche dar. In die Zwischenräume 36 wird dabei durch Schläuche 176 und die Dachplatte 119 sowie die Dämmplatten 18 durchdringende Bohrungen 148 Luft eingebracht und an anderer Stelle wieder abgezogen (s. bspw. Fig. 13). Die so in den Innenräumen 36 strömende Luft steht mit der Unterseite der Plattenelemente 124 (Photovoltaik-Elemente) in Kontakt, so dass diese durch die Luftströmung gekühlt werden können. Wie bei der ersten Ausführungsform wird somit die entstehende Wärme nutzbar, während gleichzeitig sichergestellt werden kann, dass die Photovoltaik-Module 124 in einem günstigen Temperaturbereich arbeiten können.
Zu- und Abführung sind dabei wie in Fig. 13 sichtbar bevorzugt in Längsrichtung voneinander beabstandet, besonders bevorzugt mit einem Abstand der größer ist als die Länge eines Plattenelements 124 in der Längsrichtung.
Auch in den Dachaufbau 110 gemäß der zweiten Ausführungsform kann der vorstehend unter Bezug auf die erste Ausführungsform erläuterte Einbaurahmen 50 eingesetzt werden, um in den Dachaufbau 101 Bauelemente einzusetzen, die das Dach durchdringen, wie bspw. ein Dachfenster oder ein Kamin.
Die vorstehend mit Bezug auf Fig. 8 beschriebene Form des Einbaurahmens 50 mit Längs- Rahmenteilen 52, Quer-Rahmenteilen 58, umlaufender Wandung 56 und Auflage- Rahmen 54 mit den ersten Auflage-Flächen-Abschnitten 54a und gegenüber diesen parallel aber um einen Versatz höher angeordneten zweiten Auflage-Flächen-Abschnitten 54b eignet sich wie in Fig. 22 gezeigt zum Einbau in den Dachaufbau 110 gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wie in Fig. 22 gezeigt ist zwischen zwei der Tragrinnen 20 ein freier Einbaubereich 62 gebildet, der sich in Längsrichtung L im Wesentlichen über die Länge von zwei Plattenelementen 124 bzw. Tragrinnenabschnitten 22 erstreckt. Darunter ist in der Dachplatte 119 ein Ausschnitt 64 sowie in den darunter liegenden Dämmplatten 18 ein Ausschnitt 66 gebildet. Die Querbalken 116 sind unterbrochen, um einen Ausschnitt 68 zu bilden. Durch die Ausschnitte 64, 66, 68 ist der Einbaubereich 62 freigehalten. Dabei ist in Fig. 22 aus darstellerischen Gründen der Einbaubereich 62 an einem Rand des dargestellten Teils des Dachaufbaus 110 gezeigt, während bei einer praktischen Ausführung der Einbaubereich 62 üblicherweise im Inneren einer vollständigen Dachfläche angeordnet sein wird, so dass er innerhalb der Dachfläche allseitig von Plattenelementen 124 umgeben ist.
Der im Einbaubereich 62 eingepasste Einbaurahmen 50 fügt sich in die Struktur des Dachaufbaus 110 so ein, dass Auflage-Flächen 54 des Auflage-Rahmens auf den umliegenden Elementen aufliegen. Insbesondere liegen die beidseitigen Auflage-Flächen 54 der Längs-Rahmenteile 52 auf den Auflagebereichen 34 der beidseitigen Tragrinnen 22 auf. Durch die gestufte und versetzte Form der Auflage-Flächen-Abschnitte 54a, 54b und des dazwischen gebildeten Übergangs-Abschnitts 54c passen die Auflage-Flächen 54 auf die Auflage-Flächen 54, so dass sie vollflächig dort aufliegen und gut abgedichtet werden können, bspw. durch eine zwischengelegte Dichtung (nicht dargestellt). An den Längs- Enden des Einbaurahmens 50 fügen sich die vorstehenden Flächen des Auflage-Rahmens ebenfalls in den Dachaufbau 110 ein, nämlich in die Überlappung zum oberhalb angeordnete Plattenelement 124 (in Fig. 22 nicht dargestellt), das den Auflage- Rahm en entlang des oberen Quer- Rahmenteils 58 überdeckt und zum unterhalb angeordneten Plattenelement 124 das von dem Auflage-Rahmen 60 entlang des unteren Quer-Rahmenteils 58 überdeckt wird. Somit ist eine stabile und gut dichtbare Anbringung für Einbau-Elemente wie ein Dachfenster oder Ähnliches ermöglicht.
Während vorstehende zwei separate Ausführungsformen beschrieben sind, kann die Erfindung auf verschiedene Weise ausgeführt werden. So sind bspw. einzelne Merkmale oder Konzepte zwischen den Ausführungsformen austauschbar, bspw. die Luftführung mittels Querrohren oder mittels Schläuchen/Bohrungen, die Ausführung der Niederhalter entweder über die gesamte Länge der Plattenelemente oder nur an deren Ecken, oder die Ausbildung der Plattenelemente wahlweise selbst als Photovoltaik-Module oder als Abdeckungen für solche.
(19442-3)
Bezugszeichenliste io, no Dachaufbau
12 Gebäude
14 Dachbalken
16 Querrohr
116 Querbalken
18 Dämmplatte
119 Dachplatte
20 Tragrinne
22 Tragrinnenabschnitt
23 Überlappungsbereich
123 Dichtstreifen auf Tragrinnenabschnitten
24 Plattenelement
26, 126 Niederhalter
28 Photovoltaik-Modul
30, 130 Unterbau
32 Oberbau
34 Auflagebereiche
36 Innenraum
38 Niederhalter-Bolzen
40 Quersteg
42, 142 Befestigungsbolzen
44 Dichtung zwischen Tragrinnenabschnitten
46 Abstandhalter für Photovoltaik-Module
146 Abstandhalter-Balken
48, 148 Öffnungen zur Luftzuführung
50 Einbaurahmen
52 Längs-Rahmenteile des Einbaurahmens
54 Auflageflächen der Längs-Rahmenteile a, b Auflage-Flächen-Abschnitte 54c Übergangs-Abschnitt der Auflageflächen
56 Wandung des Einbaurahmens
58 Quer-Rahmenteile des Einbaurahmens
60 Auflage-Kragen
62 Einbaubereich für Einbaurahmen
64 Ausschnitt in der Dachplatte
66 Ausschnitt in der Dämmplatte
68 Ausschnitt in den Querbalken
70 Schraubloch
172 Untere Abkantung der Niederhalter
174 Obere Abkantung der Niederhalter
176 Schläuche
Q Querrichtung
L Längsrichtung
T Tiefenrichtung

Claims

Ansprüche i. Dachaufbau (io, no), mit mindestens zwei Tragrinnen (20), die parallel zueinander in einer Längsrichtung (L) verlaufend und in einer Querrichtung (Q) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Tragrinnen (20) jeweils gebildet sind aus fluchtend angeordneten Tragrinnenabschnitten (22) mit Auflagebereichen (34), wobei Enden der Tragrinnenabschnitte (22) zueinander überlappend angeordnet sind, so dass Überlappungsbereiche (23) gebildet sind, und Plattenelemente (24) jeweils zwischen zwei Tragrinnen (20) so angeordnet werden, dass sie auf den Auflagebereichen (34) der Tragrinnenabschnitte (22) aufliegen, wobei die Plattenelemente (24) in Längsrichtung der Tragrinnen (20) überlappend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbaurahmen (50) zwischen den Tragrinnen (20) angeordnet ist, wobei der Einbaurahmen (50) zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Längs-Rahmenteile (52) aufweist, jeweils mit sich in Längsrichtung (L) erstreckenden und in eine Tiefenrichtung (T) weisenden Auflage-Flächen (54), wobei die Auflage-Flächen (54) jeweils mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Auflage-Flächen- Abschnitte (54a, 54b) und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt (54c) aufweisen, wobei die Auflage-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) angrenzend an die Übergangs-Abschnitte (54c) zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung (T) aufweisen, und wobei die Auflage-Flächen (54) auf den Auflagebereichen (34) aufliegen und die Übergangs-Abschnitte (54c) an den Überlappungsbereichen (23) angeordnet sind.
2. Dachaufbau nach Anspruch i, bei dem die Auflage-Flächen (54) am Übergangs-Abschnitt (54c) eine Stufe aufweisen.
3. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Auflage-Flächen (54) durchgehend einstückig gebildet sind.
4. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Einbaurahmen (50) eine umlaufende Wandung (56) aufweist, die sich zumindest im Wesentlichen in der Tiefenrichtung (T) erstreckt.
5. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Auflage-Flächen (54) als Abkantungen gebildet sind.
6. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Einbaurahmen (50) einen nach Innen ragenden Kragen (60) aufweist.
7. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Einbaurahmen (50) mindestens abschnittsweise aus Blech gebildet ist.
8. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Tragrinnenabschnitte (22) eine trapezförmige Querschnittsform aufweisen.
9. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Tragrinnen (22) auf Querrohren (16) oder Querbalken (116) angebracht sind, und mindestens ein Querrohr (16) oder Querbalken (116) im Bereich des Einbaurahmen (50) unterbrochen ist.
10. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Plattenelemente (24) transparente Abdeckungen sind und Photovol- taik-Module (28) unterhalb der Plattenelemente (24) angeordnet sind.
11. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Tragrinnenabschnitte (22) äußere Abkantungen aufweisen, wobei die Oberseiten der Abkantungen die Auflagebereiche (34) bilden.
12. Dachaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in der Längsrichtung (L) ober- und unterhalb des Einbaurahmens (50) jeweils Plattenelemente (24) angeordnet sind.
13. Einbaurahmen (50) zum Einbau in einen Dachaufbau (10, 110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, mindestens umfassend zwei parallel und im Abstand zueinander angeordnete Längs-Rahmenteile (52), die sich in Längsrichtung (L) erstreckende und in eine Tiefenrichtung (T) weisende Auflage-Flächen (54) aufweisen, wobei die Auflage-Flächen (54) jeweils mindestens zwei in Längsrichtung (L) hintereinander angeordnete Aufla- ge-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt (54c) aufweisen, wobei die Auflage-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) angrenzend an die Übergangs-Abschnitte (54c) zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung (T) aufweisen.
14. Verfahren zur Herstellung eines Dachaufbaus, bei dem eine Mehrzahl paralleler Tragrinnen (20) gebildet werden aus fluchtend angeordneten Tragrinnenabschnitten (22), wobei Enden der Tragrinnenabschnitte (22) zueinander überlappend angeordnet werden,
Plattenelemente (24) jeweils zwischen zwei Tragrinnen (20) so angeordnet werden, dass sie auf Auflagebereichen der Tragrinnenabschnitte (22) aufliegen, wobei die Plattenelemente (24) in Längsrichtung der Tragrinnen (20) überlappend angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbaurahmen (50) zwischen den Tragrinnen (20) angeordnet wird, wobei der Einbaurahmen (50) zwei parallel und im Abstand zueinander angeordnete Längs-Rahmenteile (52) aufweist, jeweils mit sich in Längsrichtung (L) erstreckenden und in eine Tiefenrichtung (T) weisenden Auflage-Flächen (54), wobei die Auflage-Flächen (54) jeweils mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Auflage-Flächen- Abschnitte (54a, 54b) und dazwischen einen Übergangs-Abschnitt (54c) aufweisen, wobei die Auflage-Flächen-Abschnitte (54a, 54b) angrenzend an die Über- gangs-Abschnitte (54c) zueinander einen Versatz in der Tiefenrichtung (T) aufweisen, und wobei der Einbaurahmen (50) so angeordnet wird, dass die Auflage- Flächen (54) auf den Auflagebereichen (34) aufliegen und die Übergangs- Abschnitte (54c) an den Überlappungsbereichen (23) angeordnet sind.
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