DE102005057015A1 - Fassadenelement und dessen Verwendung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fassadenelement (1) mit parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten (2, 3) der Länge L und parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten (4, 5) der Breite B, umfassend mehrere Schichten (6, 7, 8, 9), von denen wenigstens eine Beton (6, 7) und wenigstens eine Textilgewebe (8, 9) enthält, wobei an wenigstens einer äußeren Fläche (10) wenigstens ein Profil (11, 12) mit der maximalen Länge L parallel zu den Seitenkanten (2, 3) derart angeordnet ist, dass die Enden (13, 14, 15, 16) der Profile (11, 12) nicht über die Seitenkanten (4, 5) hinausragen und das Profil kraftschlüssig (schubfest) mit dem Betonquerschnitt verbunden ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein dünnwandiges, großformatiges Fassadenelement und dessen Verwendung.
• Der Begriff Fassade umfasst im Folgenden die Schauseite bzw. Wand von Gebäuden sowie diejenigen Bauteile, die an der Erzeugung des optischen Eindrucks beteiligt sind.
• Fassaden von Gebäuden werden zum einen durch die tragende Konstruktion des Gebäudes selbst gebildet. Beispielhaft seien hier Gebäude mit Sichtmauerwerk oder solche mit Betonwänden genannt. Zum anderen werden die tragenden Wände von Gebäuden durch vorgehängte Fassaden verkleinert.
• Insbesondere auch dann, wenn die Schauseite der Gebäude aufgrund ihrer Konstruktion oder durch Alterserscheinungen unansehnlich ist bzw. geworden ist, besteht das Bestreben, den durch diese Gebäude vermittelten optischen Eindruck durch Montage einer vor die Außenwandungen des Gebäudes vorgesetzten Fassade zu verbessern.
• Die hierfür vorgesehenen Fassadenelemente sind in vielfältiger Bauart und Gestaltung bekannt. Beispielhaft wird auf Nut- und Federprofile aus Holz oder Kunststoff verwiesen, die meist auf eine große, auf die Gebäudewandung aufgeschraubte Lattenkonstruktion genagelt oder geschraubt werden.
• Ferner ist bekannt, vorgefertigte, plattenförmige Betonelemente oder Natursteine direkt an der Gebäudewandung oder an einer vertikalen oder horizontalen Profile fassenden Tragkonstruktion anzubringen. Hierzu weisen die plattenförmigen Betonelemente regelmäßig Halteelemente auf, die an die Tragkonstruktion derart angepasst sind, dass sie einen sicheren Halt des Elements an der Tragkonstruktion sicherstellen.
• Diese Halteelemente werden mit dem plattenförmigen Betonelement verbunden, welches hierzu mit Bohrungen versehen ist, in welche an das Halteelement angepasste Dübel eingesetzt sind.
• Um einen festen Sitz der Halteelemente in dem plattenförmigen Betonelement zu gewährleisten, müssen die Betonelemente eine gewisse Mindestdicke haben. Demgemäß ist nach dem Stand der Technik von einer minimalen Plattendicke von 4 cm auszugehen. Da das Gewicht des einzelnen Fassadenelements einen gewissen kritischen Wert nicht überschreiten sollte, um dessen Handhabbarkeit nicht über die Maßen einzuschränken, ist das maximale Flächenmaß des Betonelements beschränkt. Die Folge hiervon ist ein erhöhter Aufwand bei der Herstellung der Fassade sowie ein oft unruhig wirkender optischer Eindruck durch eine Vielzahl von sich über die Schauseite erstreckenden Fugen. Ferner ist nachteilig, dass aufgrund des Erfordernisses des Bohrens, des anschließenden Einsetzens von Dübeln in die Bohrung und schließlich dem Einschrauben der Befestigungselemente der mit der Herstellung eines montagefertigen Betonelementes verbundene Aufwand hoch ist.
• Aus der DE 19 16 590 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung hinterlüfteter Verfahren bekannt. Bei diesem werden aus Leichtbetonplatten und mit Abstand montierte Verkleidungsplatten an deren den Leichtbetonplatten zugekehrten Innenseiten Befestigungsmittel angebracht. Zusammensetzung und Material der Leichtbetonplatten und Verkleidungsplatten werden in dieser Anmeldung nicht dargestellt.
• Aus der DE 27 13 090 A1 sind ein Betonwerkstein, ein Verfahren zu dessen Herstellung und daraus hergestellte Betonplatten bzw. -bauteile bekannt. Es wird ein Zement gebundener Betonwerkstein-Rohblock beschrieben, welcher mit alkalibeständigen Glasfasermatten in bestimmten Abständen bewährt ist. Nach den Beispielen wird diese Platte nicht für Fassadenelemente eingesetzt. Vielmehr werden Beispiele für frei tragende Treppen angeführt.
• Aus der DE 30 44 664 A1 ist eine Vorrichtung zur abnehmbaren Verkleidung von Wand- oder Bodenflächen mit Fliesen, kleinformatigen Wandbekleidungsplatten oder dergleichen bekannt. Hierbei werden an einer Wand oder auf einem Boden befestigbare Befestigungsplatten oder -matten mit Öffnungen für die Aufnahme von Befestigungselementen versehen. An der Rückseite oder der Umfangfläche von Fliesen oder anderen Wandverkleidungsplatten sind Befestigungselemente angebracht, die in die Öffnungen der Befestigungsplatten bzw. -matten einzusetzen sind. Bei den verwendeten Platten handelt es sich um große Formate von etwa 1 qm Fläche. Die Befestigungselemente werden in einer an der Rückseite der Fliesen angeordneten Vertiefung befestigt. Als Beispiel für eine Befestigungsart wird das Verkleben angeführt.
• Aus der DE 34 42 183 A1 ist ein Plattensystem mit wenigstens einer Platte aus Zement gebundenem Material bekannt, die wenigstens an ihrer von einer ersten Oberflächenseite gebildeten Außenfläche mit einer Oberfläche aus Waschbeton versehen ist. Die Platten weisen an ihrer parallel zur Außenfläche verlaufenden Innenfläche wenigstens ein Kupplungsstück auf, mit welchem jeweils ein Ende eines Verbindungsstücks zu einem Plattensystem verbindbar ist.
• Aus der DE 40 35 281 A1 ist eine Montagewand bekannt. Diese weist ein aus Ständern aufgebautes Ständerwerk auf, an dem großflächige Beplankungen angebracht sind. Diese weisen eine mit Fliesen belegten Betonkern auf. Mit Hilfe von Verbindungselementen können die Beplankungen mit den Ständern und untereinander verbunden werden.
• Aus der DE 198 48 154 A1 ist ein Verkleidungsbauteil für Außenfassaden bekannt. Dies ist aus homogenem, mineralischem, porosiertem Leichtbetonmaterial aufgebaut. Der Grundkörper des Verkleidungsbauteils weist zudem eine mit dem Grundkörper verklebte Armierungsschicht zur mechanischen Stabilisierung auf. Hierfür wird ein Glasfasergewebe auf den Grundkörper befestigt. In die Armierungsschicht werden Verankerungselemente in Form von Stahlplatten oder Laschen eingelassen. Die Verankerungselemente ragen seitlich über den Rand der Platten hinaus und können daher zum Einhängen eines Kranhakens verwendet werden.
• Aus der DE 299 06 465 ist eine Aufhängung für Fassadenplatten an Gebäuden bekannt. Diese Fassadenplatten bestehen aus einer außenseitigen Dekor- und innenseitigen Trägerplatte und sind in Form einer Verbundplatte ausgebildet. Die verschiedenen Platten sind mittels eines Bindemittels flächig miteinander verbunden und können aus verschiedenen Materialien bestehen. In der Trägerplatte sind Verankerungselemente angeordnet. In diesen Verankerungselementen ist jeweils eine Bohrung ausgebildet, in die jeweils ein Befestigungselement zur Verbindung des jeweiligen Verankerungselementes mit einer Agraffe eingeführt ist. Für die Trägerplatten wird ein faserverstärkter Leichtbeton verwendet. Bevorzugt werden hierbei anorganische Fasern eingesetzt.
• Aus der DE 299 16 530 U1 ist der Einsatz von vorgehängten, hinterlüfteten Fassadenplatten aus einschichtigen, unbewährten Betonwerksteinen zur unsichtbaren Befestigung bekannt. Hierfür wird ein Betonwerkstein eingesetzt, der eine maximale Stärke von 20 mm aufweist.
• Befestigungsvorrichtungen für Fassadensysteme sind ferner aus der US 20010011443 A1 bekannt. Hierfür werden spezielle Kupplungsvorrichtungen verwendet. Paneele mit ähnlichen Kupplungsvorrichtungen sind auch aus der US 005398473 A1 bekannt.
• Aus der WO 2004/059103 A1 ist schließlich ein plattenförmiges Fassadenelement, welches im Wesentlichen aus Beton besteht, bekannt. Dieses Element weist eine Bewährungseinlage aus einem Fasergewebe oder einem Fasergelege auf. In das Element ist ein Halteelement einbetoniert. Dieses Element umfasst eine einlaminierte Gewindehülse und hierei eingeschraubte Kopfschrauben.
• Die beschriebenen Systeme weisen Nachteile auf. Insbesondere können großflächige Abmessungen mit diesem System immer noch nicht umgesetzt werden. Denn insbesondere ist die Stabilität der faserbewährten Betonplatten in der angestrebten gewichtsmäßigen Leichtigkeit noch nicht zu verwirklichen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere Fassadenelemente mit großflächiger Abmessung und geringem Gewicht bei gleichzeitig optimierter Stabilität zur Verfügung zu stellen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Fassadenelement mit parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten der Länge L und parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten der Breite B gelöst, welches zwei oder mehrer Schichten umfasst, von denen wenigstens eine Beton und eine Textilgewebe enthält, wobei an wenigstens einer äußeren Fläche wenigstens ein Profil mit der maximalen Länge L derart angeordnet sind, dass die Enden der Profile nicht über die Seitenkanten der Länge der Breite B hinausragen und dieses Profil kraftschlüssig mit dem Beton verbunden ist.
• Die erfindungsgemäßen Fassadenelemente weisen als Material im Wesentlichen Beton aus. Erfindungsgemäß sind die Elemente demgemäß derart aufgebaut, dass sie aus Beton bestehende Schichten aufweisen, in denen Schichten aus Textil- oder Glasfasergewebe oder Textil- und Glasfasergewebe eingelagert sind. Vorzugsweise sind die Fassadenelemente aus wenigstens zwei Schichten aufgebaut. Besonders bevorzugt ist die Einlagerung von zwei Schichten dieser Textil- und/oder Glasfasergewebe im wesentlichen aus Beton bestehenden Fassadenelement.
• Als Textilgewebe kommen insbesondere Glasfaser- oder Kohlefasergelege zur Anwendung. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind aus alkaliresistenten Glasfasern bestehende Gewebe.
• Die an der äußeren Fläche angebrachten Profile sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie nur die der Sichtseite abgewandte Fläche beaufschlagt ist. Als Material für die Profile kommen nicht rostende bzw. nicht korrodierende Materialien in Betracht.
• Vorzugsweise wird als Material Metall eingesetzt. Höchst bevorzugt sind Stahlprofile aus nichtrostendem austenitischen Chrom-Nickel-Stählen.
• Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, U-förmige Profile einzusetzen. Ebenso können Profile mit anderen Querschnittsformen zur Anwendung kommen, wie Winkelprofile, Z-Profile, C-Profile oder T-Profile.
• Die Profile werden kraftschlüssig, vorzugsweise schubfest mit der Betonplatte verbunden, so dass ein tragender Verbundquerschnitt entsteht.
• Die Grundflächen der U-Profile werden flächig auf die Fassadenelementflächen aufgebracht, so dass der Schenkel senkrecht von der Fassadenfläche absteht. Grundsätzlich kommen alle Formen der Befestigung in Betracht. D. h. die Profile können aufgeklebt oder aufgeschraubt werden. Bevorzugt ist jedoch eine Anbringung mittels einbetonierter Dübel. Besonders bevorzugt werden gestanzte Schubdübel. Diese Dübel werden insbesondere bis zu einer maximalen Tiefe von ca. 20 mm in den Beton eingeführt.
• Vorzugsweise liegt die Dübeltiefe zwischen 10 und 20 mm.
• Die von der Fläche des Fassadenelements abweisenden Schenkel des U-Profils weisen vorzugsweise Befestigungsvorrichtungen auf. Hierbei handelt es sich um Befestigungselemente, die zur Anordnung des Fassadenelements an der Wandfläche dienen. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schenkel des U-Profils Bohrlöcher auf, in die die Fassadenelemente miteinander verbunden werden können. Beispielsweise kann dies durch Einsetzen von in die Bohrlöcher eingesetzten stabförmigen Elementen, z.B. Dornen oder Gewindebolzen, erfolgen.
• Die Bohrlöcher dienen ferner der Anordnung von Verbindungselementen für die Anbringung der Fassadenelemente auf der Fläche einer Fassade.
• Die Verbindungselemente für die Verbindung der Platten untereinander und die Verbindungselemente für die Anbringung der Fassadenelemente an der Fläche einer Fassade können zu einem Teil zusammengesetzt sein. Erfindungsgemäß wird in einer bevorzugten Ausführungsform demgemäß an den Bohrlöchern der U-förmigen Profilschenkel sowohl das Verbindungselement für die Verbindung der Platten untereinander als auch das Verbindungselement für die Anbringung an der Fassadenfläche angeschraubt.
• Die Verbindungselemente für die Anbringung der Fassadenelemente an der Fassadenfläche sind in Dübel, welche in den Verankerungsgrund der Fassaden eingelassen sind, einbringbar.
• Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht großformatige Fassadenelemente mit Abmessungen insbesondere von 2400 × 1200 mm Kantenlänge.
• Die betreffenden Fassadenelemente weisen die Vorteile eines besonders leicht gewichtigen faserbewährten Betons auf, haben aber eine erhöhte Stabilität. Die an der Rückseite der Fassadenelemente angebrachten Stahlprofile verleihen dem System eine hohe Stabilität, da die Stahlprofile mit dem Beton durch die kraftschlüssige Verbindung einen Verbundquerschnitt bilden. Die Tragfähigkeit des Systems beträgt ein mehrfaches einer Betonplatte ohne aussteifende Stahlprofile.
• Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Abbildungen näher beschrieben.
• 1 zeigt die erfindungsgemäßen Fassadenelemente in der Ansicht und im Schnitt in Form einer stehenden Aufhängung.
• 2 zeigt eine liegende Aufhängung im Vertikalschnitt.
• 3 zeigt eine stehende Aufhängung im Vertikalschnitt.
• 4 zeigt die Ansicht einer liegenden Aufhängung.
• 5 zeigt im Horizontalschnitt eine liegende Aufhängung.
• 6 zeigt im Horizontalschnitt eine stehende Aufhängung.
• 7 zeigt im Detail eine Verbundfuge.
• Aus den Figuren ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl in Form einer stehenden als auch einer liegenden Aufhängung verwendet wird. In beiden Fällen weist das erfindungsgemäße Fassadenelement dieselben Vorteile bezüglich der Stabilität auf. Zugleich ist die Aufhängung leicht justierbar.
• In der stehenden Aufhängung gemäß 1 wird auf die Fläche 10 des Fassadenelements das Profil 11 und 12 aufgebracht. An den Enden 13, 14, 15, 16 der Profile sind die Befestigungselemente 27 zu erkennen. Die Profile 11 und 12 sind mit der Länge L parallel zu den Seitenkanten 2 und 3 der Fassadenfläche angeordnet. Die Fassadenelementlänge L entspricht der Länge L der Profile 11 und 12. In den Schnitten A-A und B-B ist die Anbringung des erfindungsgemäßen Fassadenelements 1 an der Wand 20 zu erkennen.
• In der 2 sind die einzelnen Schichten eines erfindungsgemäß eingesetzten Faserelements gekennzeichnet. Hierbei handelt es sich um einen textilbewährten Beton, welcher aus zwei Lagen eines Glasfasergewebes einer Maschenweite von 20 × 20 mm besteht. In dem Beispiel gemäß 2 weist das Fassadenelement mithin die Textillagen 8 und 9 sowie den Beton 6 auf. In das Fassadenelement sind die Dübel 26 eingelassen. Diese dienen der Befestigung des Profils 11 bzw. 12. Die abstehenden Schenkel 22 des Profils 11, 12 weisen Bohrlöcher 23 mit Hülsen 25, vorzugsweise aus Kunststoff auf. In diese ist der Dorn 18 eingelassen. An dem Dorn 18 ist wiederum das Befestigungselement 19 angeordnet. Dieses Befestigungselement kann seinerseits in den Dübel 21 in der Fassade 20 eingelassen werden.
• 3 zeigt entsprechend der 2 Details einer stehenden Aufhängung im vertikalen Schnitt. Entsprechend sind die Details des textilbewährten Faserelements 1 aus Beton 6, 7 und Textilgewebe 8, 9 sowie das an der Fläche 10 angeordnete U-Profil 11 mit Befestigungsvorrichtungen 19 für die Anbringung in der Fassade 20 zu erkennen. Der Dorn 18 ist hierbei in dem Bohrloch 23 und der Kunststoffhülse 25 angeordnet.
• 4 entspricht im Wesentlichen 1 mit der Variante, dass es sich nicht um eine stehende, sondern eine liegende Aufhängung handelt. Demgemäß sind die Befestigungsvorrichtungen 27 nicht an den Enden 13, 14, 16 und 15 der Profile 11, 12, sondern an statisch sinnvollen Stellen der Profile 11, 12 angeordnet.
• 5 zeigt ein Befestigungsdetail einer liegenden Aufhängung. Zu erkennen ist der textilbewährte Beton mit den Betonlagen 6 und 7 sowie den Textillagen 8 und 9. Ferner ist das U-Profil 11 dargestellt, in welches über das Bohrloch 23 ein Dorn 18 zur Verbindung der Fassadenelemente untereinander eingelassen ist. Zugleich ist an dem Dorn 18 das Befestigungselement 19 mit Stahlkonsole 24 angeordnet, welches in dem Verankerungsgrund 20 d. h. die Fassadenfläche 20 mittels des Dübels 21 eingelassen ist. 6 zeigt, dass der 5 entsprechende Details für den Beispielsfall einer stehenden Aufhängung.
• In 7 ist schließlich im Detail eine Verbundfuge dargestellt. Zu erkennen ist der gestanzte Schubdübel 26, welcher in den textilbewährten Beton des Fassadenelements 1 mit den Betonschichten 6 und 7 sowie Textilschichten 8 und 9 eingelassen ist. Über diesen Dübel 26 ist das U-Profil 11 mit dem Fassadenelement 1 verbunden.

Claims (12)

1. Fassadenelement (1) mit parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten (2, 3) der Länge L und parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten (4, 5) der Breite B umfassend zwei oder mehrere Schichten (6, 7, 8, 9), von der wenigstens eine Beton (6, 7) und wenigstens eine Textilgewebe (8, 9) enthält, wobei an wenigstens einer äußeren Fläche (10) wenigstens ein Profil (11, 12) mit der maximalen Länge L parallel zu den Seitenkanten (2, 3) derart angeordnet ist, dass die Enden der Profilen (13, 14, 15, 16) nicht über die Seitenkanten (4, 5) hinausragen und dieses Profil kraftschlüssig mit dem Beton verbunden ist.
2. Fassadenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus wenigstens einer Schicht Beton besteht, in welchem wenigstens zwei Schichten (8, 9) aus Textil eingelagert sind.
3. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil aus korrosionsbeständigem Material besteht.
4. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11, 12) aus Metall besteht.
5. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11, 12) aus Stahl besteht.
6. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11, 12) U-förmig ausgestaltet ist.
7. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung zur Anordnung eines Befestigungselements (19) zur Anordnung des Fassadenelements (1) an einer Wandfläche (20) aufweist.
8. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11, 12) in wenigstens einem Profilschenkel ein Bohrloch (23) aufweist.
9. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bohrloch (23) ein Element (18) zur Verbindung der Fassadenelemente (1) miteinander eingeordnet ist.
10. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (19) und das Verbindungselement (18) zu einer Einheit zusammengefügt sind.
11. Fassadenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (19) in einen in der Wandfläche (20) eingelassenen Dübel (21) formschlüssig einbringbar ist.
12. Verwendung des Verfahrenelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verkleidung von Wandflächen.