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Die
Erfindung betrifft ein Bauelement zur Errichtung wärmegedämmter Betonwände, insbesondere
beim Hausbau, mit einer Außenschale
aus Dämmmaterial,
einer Innenschale sowie die Schalen unter Einhaltung eines Zwischenraums
zusammenhaltenden Verbindungselementen, wobei das Bauelement eine
verlorene Schalung für
in den Zwischenraum eingefüllten
Ortbeton bildet.
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Bauelemente
solcher Art gehen aus der
DE 10 2004 040 745 A1 , der
DE 298 05 829 U1 und der
DE 296 03 330 U1 hervor.
Die Außenschale
dieser Bauelemente besteht aus einem Wärmedämmstoff, während die Innenschale aus einer
Holz-, Zement-, Beton- oder
Gipsbauplatte hergestellt ist. Verbindungsstege zwischen den Schalen
sind an einem Ende in die Außenschale
eingebettet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Bauelement der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, das sich bei stabiler Verbindung zwischen den Schalen
leicht herstellen und an unterschiedliche Erfordernisse vor Ort
anpassen lässt.
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Das
diese Aufgabe lösende
Bauelement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbindungselemente ein- oder mehrteilig mit einem in die Außenschale
eingebetteten Verankerungsteil aus einem festeren Material als die
Außenschale
besteht, und einem mit dem Verankerungsteil verbindbaren, den Zwischenraum
und wenigstens zum Teil die Außenschale
durchsetzenden Halteteil ausgebildet sind.
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Erfindungsgemäß sorgen
die Verankerungsteile, deren für
die Ausreißfestigkeit
maßgebliche Ausdehnung
in Richtungen parallel zur Schalenebene größer als die ent sprechende Querschnittsfläche der
Halteteile ist, für
ausreichenden Halt der Verbindungselemente in dem weichen Dämmmaterial.
Es lässt
sich eine stabile Verbindung zwischen den Schalen herstellen, die
dem Betondruck bei der Einfüllung
des Betons in den Zwischenraum zwischen den Schalen standhält. Die
mehrteilige Ausbildung der Verbindungselemente vereinfacht die Herstellung der
Bauelemente.
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Während auch
die Innenschale aus Dämmmaterial
bestehen und darin Verankerungsteile eingebettet sein könnten, ist
die Innenschale in der bevorzugten Ausführungsform durch eine Bauplatte, vorzugsweise
Holz, Zement, Beton, Kunststoff, Ziegelmaterial oder/und Gips aufweisende
Bauplatte, gebildet. Insbesondere kann das Bauelement derart beschaffen
sein, dass der verlorenen Schalung im fertiggestellten Baukörper eine
Tragfunktion zukommt.
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Vorzugsweise
ist der Verankerungsteil als länglicher,
jeweils mit mehreren Halteteilen verbundener Körper z.B. in Form eines Profils
aus Metall oder Kunststoff ausgebildet, wobei sich der Verankerungsteil
insbesondere über
die gesamte Höhe
oder Breite des Bauelements und das Bauelement selbst z.B. über die
gesamte Höhe
eines Geschosses erstrecken kann.
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Vorzugsweise
ist der Verankerungsteil in einem durch die Schale parallel zur
Schalenebene durchgehend verlaufenden Kanal angeordnet. In diesen
Kanal kann ein stabförmiger
Verankerungsteil, z.B. in Form einer Latte aus Holz oder einem Verbundwerkstoff,
eingeschoben sein. Das Verankerungsteil lässt sich jedoch auch direkt
in das Dämmmaterial
einschäumen.
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Vorzugsweise
ist der Abstand des Verankerungsteils zur Außenfläche der Außenschale kleiner als der Abstand
des Verankerungsteils zu deren Innenfläche. Dies dient der Stabilisierung
der Verbindung zwischen den Schalen. Bei Zugbelastung des Halteteils
ist die zur Lastabtragung zur Verfügung stehende Materialschicht
der Außenschale
entsprechend größer. Der
Abstand des Verankerungsteils zur Außenfläche kann gleich null sein.
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Vorzugsweise
lässt sich
der Halteteil lösbar mit
dem Verankerungsteil verbinden. Vorteilhaft resultieren hieraus
Möglichkeiten
zur Anpassung der Bauelemente an besondere Erfordernisse vor Ort, z.B.
zur Anpassung von Bauelementen für
die Bildung von Wandecken.
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Insbesondere
können
die Halteteile in die Verankerungsteile eindrehbare Schraubenbolzen aufweisen,
die insbesondere in Verankerungsteile aus Holz ggf. ohne Vorbohrung
eindrehbar sind. Zweckmäßig ist
der Bolzen angespitzt, so dass er sich leicht in das weiche Dämmmaterial
der Außenschale
einstecken und dann an dem Verankerungsteil zentrieren lässt.
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Zweckmäßig durchsetzen
die Halteteile die Innenschale, wobei sie durch Bohrungen in der
Innenschale hindurch geführt
sind, und weisen einen die Innenschale hintergreifenden Kopf auf,
welcher eine Einsenkung der Bohrung ausfüllt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf einer oberen oder/und
unteren Randfläche
der Außenschale
eine versteifende Schicht angebracht oder anbringbar, welche an
den Öffnungsrand
der Kanäle
für die
Aufnahme eines Verankerungsteils bzw. die Verankerungseile angrenzt.
Werden bei der Errichtung von Schalungswänden mehrere Bauelemente übereinander
angeordnet und über
mehrere Bauelemente durchgehende Verankerungsteile verwendet, so
nimmt die Versteifungsschicht einen wesentlichen Teil der auf die
Verankerungsteile durch die Halterungsteile übertragenen Zugkräfte sowie auch
Querkräfte
auf. Die versteifende Schicht kann trotz geringer Dicke große Kräfte aufnehmen,
weil sie sich, eingeschlossen zwischen den ebenen Flächen der übereinander
angeordneten Bauelemente, nicht verbeulen kann. Die erforderlichen,
das Ausbeulen verhindernden Haltekräfte bzw. Zug- und Druckspannungen
sind nur gering und können
durch das weiche Material der Außenschale aufgebracht werden.
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Vorzugsweise
besteht die versteifende Schicht aus einem Material geringer Wärmeleitfähigkeit,
z.B. aus Holz, Kartonmaterial, Kunststoff oder dergleichen. Es kann
eine Mörtelschicht
zwischen den übereinander
angeordneten Bauelementen gebildet sein.
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Zweckmäßig weist
die Randfläche
eine Vertiefung für
die Aufnahme der versteifenden Schicht auf, die z.B. mit Mörtel ausgefüllt werden
kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
an der Innenseite der Außenschale
hinterschnittene Vertiefungen, vorzugsweise hinterschnitte Nuten
vorgesehen, die für
eine Verzahnung des Ortbetons mit der Außenschale sorgen. Hierdurch
wird eine zusätzliche,
direkte Verbindung zwischen dem Ortbeton und der Außenschale
geschaffen.
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Als
Verankerungsteile können
Blechprofile mit Durchgangsöffnungen
für Halteteile
verwendet werden, wobei die Blechprofile an die Durchgangsöffnungen
heranreichende Einschnitte aufweisen, so dass Schenkel ausbiegbar
sind, deren Enden sich an einem Verankerungsteil verhaken können, z.B.
in einer Ringnut oder Kerbe. Bei der Zugbelastung der Halteteile
können
somit über
die Schenkel Zugkräfte aufgenommen
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung sind die ein Verankerungsteil aufnehmenden Kanäle zur Außenseite
der Außenschale
hin offen. Das Verankerungsteil kann durch Betonmaterial gebildet
werden, in welches die Enden der Halteteile einbetoniert sind. Die
Betonverankerungsteile lassen sich durch eine Außenputzschicht abdecken.
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Bauelemente
nach der Erfindung können
mit Komponenten zur Bildung technische Haus- und Gebäudeinstallationen
vorgefertigt sein, z.B. Rohrleitungen, Heizelementen, Kühlelementen,
Elektrokabeln, Signalkabeln, Kabelführungen oder/und Schalt- und Verteilereinrichtungen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden,
sich auf dieses Ausführungsbeispiel
beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Bauelement nach der Erfindung in einer horizontal geschnittenen
Draufsicht,
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2 eine
Detailansicht des Bauelements von 1, welche
die Bildung von Stößen zwischen solchen
Bauelementen erläutert,
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3 eine
aus erfindungsgemäßen Bauelementen
gebildete Schalung,
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4 und 5 weitere
Ausführungsbeispiele
für erfindungsgemäße Bauelemente,
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6 eine
aus erfindungsgemäßen Bauelementen
gemäß 4 gebildete
Schalung,
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7 ein
in einem Bauelement nach der Erfindung verwendbares Halteteil,
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8 eine
die Herstellung eines Bauelement mit einer Betoninnenschale erläuternde
Darstellung,
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9 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
für ein
erfindungsgemäßes Bauelement
in einer Teilansicht,
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10 ein
Ausführungsbeispiel
für eine
Verbindung eines Verankerungsteils mit einem Halteteil, und
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11 und 12 Außenschalen
gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen
für erfindungsgemäße Bauelemente.
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Ein
in 1 und 2 gezeigtes Bauelement zur Bildung
einer Schalung für
die Errichtung von Betonwänden
weist eine Außenschale 1 und eine
dazu im Abstand angeordnete Innenschale 2 auf. In dem betreffenden
Ausführungsbeispiel
besteht die Außenschale
aus Polystyrolschaum. Bei der Innenschale handelt es sich um eine
zementgebundene Holzfaserplatte.
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Die
beiden Schalen werden durch Verbindungselemente 3 zusammengehalten,
welche in dem betreffenden Ausführungsbeispiel
drei Verankerungselemente 4 und durch Schraubenbolzen gebildete
Halteteile 5 umfassen. Die Halteteile 5 erstrecken
sich durch einen zwischen den Schalen bestehenden, z.B. 12 cm breiten
Zwischenraum 6 und durchsetzen ferner die Außenschale 1 über einen
Teil ihrer Dicke.
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Die
Dicke der Außenschale
liegt in dem betrachteten Ausführungsbeispiel
bei 20 cm, während die
Innenschale 2,2 cm dick ist. Die Breite der Schalen beträgt 50 cm.
Ihre Höhe
entspricht einer Geschosshöhe.
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Verteilt über die
Geschosshöhe
sind Halteteile 5 zueinander etwa im gleichen Abstand wie
horizontal angeordnet.
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Bei
den Verankerungselementen 4 handelt es sich in dem betreffenden
Ausführungsbeispiel
um Holzlatten, in welche die Halteteile 5 mit einem Gewinde 7 direkt
ohne Vorbohrung eingedreht sind. Die Halteteile 5 weisen
eine Spitze 8 auf, um sie leicht in das Dämmmaterial
der Außenschale 1 einstechen und
an der Holzlatte zentrieren zu können.
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Die
Verankerungselemente 4 sind in durchgehende, sich parallel
zur Schalenebene erstreckende Kanäle 10 in der Außenschale 1 eingeschoben. An
den Enden der Außenschale 1 ist
zu Verbindungszwecken jeweils eine Kanalhälfte 11 gebildet.
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Die
Halteteile 5 sind durch angesenkte Bohrungen 9 in
der Innenschale 2 hindurch geführt und weisen einen die Innenschale 2 hintergreifenden Kopf 12 auf,
welcher die Einsenkung der Bohrung 9 ausfüllt. Alternative
Halteteile sind weiter unten anhand von 7 beschrieben.
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Das
in den 1 und 2 gezeigte Bauelement lässt sich
komplett vorfertigen. Hierbei werden die durchgehenden Kanäle 10 mit
Hilfe eines Heizdrahts in die Außenschale 1 eingeschnitten.
Zur Verbindung der Innenschale 1 mit der Außenschale 2 lassen
sich die Halteteile mit ihrer Spitze 8 voran in die Außenschale
einstechen und das selbstbohrende Gewinde 7 in die Verankerungselemente 4 eindrehen.
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Eine
in 3 gezeigte Schalungsanordnung umfasst vier Bauelemente 13 bis 16,
von denen die Bauelemente 13 und 14 jeweils dem
in 1 und 2 beschriebenen Bauelement entsprechen.
In einer Wandecke zusammentreffende Bauelemente 15 und 16 weisen
verkürzte
Innenschalen 2' und 2'' auf. In das Bauelement 16 ist
ein weiteres Verankerungselement 4' eingebettet, in welches ein Halteteil 5' eingedreht
ist, dessen Kopf ein Verankerungselement 4'' in
dem Halteelement 15 hintergreift. An den Stoßstellen
greift jeweils ein Verankerungselement 4'' in
die einander gegenüberliegenden
Kanalhälften 11 ein.
Die für
die Wandecke erforderlichen Anpassungen der Bauelemente können weitgehend
vor Ort durchgeführt
werden.
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Der
Zwischenraum 6 wird mit Ortbeton gefüllt, wobei die Schalen 1 und 2 als
verlorene Schalung erhalten bleiben. Zwischen der sägerauhen Oberfläche der
Außenschale 1 und
dem abbindenden Ortbeton ergibt sich eine feste Verbindung. Mit dem
Aushärten
des Betons ist bereits eine den Dämmungsvorschriften entsprechende
Hauswand fertig gestellt. Die Innenschalen können unmittelbar eine Raumwandoberfläche bilden,
die glatt und tapezierbar ist.
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In
den weiteren Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit
derselben Bezugszahl wie in den vorangehenden Figuren bezeichnet,
wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a, b, c bzw. d beigefügt ist.
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Das
Ausführungsbeispiel
für ein
Bauelement nach 4 unterscheidet sich von dem
vorangehenden Ausführungsbeispiel
dadurch, dass Verankerungselemente 4a im Querschnitt nicht
quadratisch sondern trapezförmig
sind. Die Breite des Bauelements beträgt nicht 50 cm sondern 1 m.
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Das
Bauelement von 5 stimmt in der Breite mit dem
Bauelement von 4 überein. Verankerungsteile 4b sind
durch Blechprofile mit U-förmigem
Querschnitt gebil det. Die Blechprofile sind in das weiche Schaumstoffmaterial
einer Außenschale 1b mit
einer scharfkantigen Stirnseite voran eingedrückt.
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Die
Trapez- und die U-Form ermöglichen eine
hohe Ausreißfestigkeit
bei geringem Materialeinsatz für
die Verankerungselemente.
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6 zeigt
eine aus Bauelementen gemäß 4 gebildete
Wandecke. Ein Stützwinkel 17 ist
mit im Querschnitt trapezförmigen
Verankerungselementen 4a durch Schrauben 18 verbunden.
Nach dem Aushärten
des Ortbetons, wenn die Außenschalen des
Bauelements fest mit dem Ortbeton verbunden sind, kann der Stützwinkel 17 wieder
entfernt werden.
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Ein
in 7 gezeigtes alternatives Halteelement 5c weist
neben einer Zentrierspitze 8c, einem selbstschneidenden
Gewinde 7c und einem Kopf 12c Widerhakenelemente 19 auf.
In den Kopf 12c ist eine Einsenkung 20 für den Eingriff
eines Inbussschlüssels
gebildet. Die dem Schaft des Halteteils zugewandte konische Kopfseite
weist Schneiden 21 auf.
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Bei
Verwendung des in 7c gezeigten Halteteils 5c bedarf
es keiner Vorbohrung der Innenschale. Das Halteteil durchbohrt die
im Abstand zur Außenschale
gehaltene Innenschale, sticht dann in die Außenschale ein und schraubt
sich schließlich
in das in die Außenschale
eingebettete Verankerungsteil hinein. Die Schneiden 21 sorgen
dafür,
dass der Kopf 12c die zu seiner Versenkung in der Innenschale
erforderliche Einsenkung selbst erzeugt. Die Widerhakenelemente 19 sorgen
für eine
axiale Arretierung des Halteelements an der Innenschale und sichern
deren Abstand zur Außenschale.
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Es
wird auf 8 Bezug genommen, welche die
Herstellung eines Bauelements erläutert, dessen Innenschale 2d aus
Beton besteht. Eine Außenschale 1d mit
vorstehenden Halteteilen 5d wird gemäß Pfeil 24 abgesenkt,
wobei die der Außenschale 1d fernen
Enden der Halteteile 5d in den noch flüssigen, in eine Form 22 gegossenen
Beton der Innenschale 2d eintauchen. An den Enden der metallischen
Halteelemente 5b sind Abstandhalter 23 aus Kunststoff angebracht.
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Nach
Rütteln
und Abbinden der ausgegossenen Betonschicht sind die Halteteile 5d fest
mit der Schale verbunden. Durch Oberflächenprofilierung der Halteteile 5d an
den Enden kann für
eine Erhöhung
der Ausreißfestigkeit
gesorgt werden.
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Bei
dem gemäß in 8 hergestellten
Bauelement sind an der Innenseite der Außenschale 1d hinterschnittene
Nuten 25 gebildet, welche für eine Verzahnung des abgebundenen
Ortbetons mit der Außenschale
sorgen.
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Wie
bei 34 ferner durch Strichlinien angedeutet ist, können in
die Innenschale 2a Gitterträger eingebettet sein, welche
in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenschale hinein vorstehen
und für eine
feste Anbindung der Innenschale an den Ortbeton sorgen.
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Ein
in 9 gezeigtes Ausführungsbeispiel für ein Bauelement
weist unmittelbar an die Außenfläche einer
Außenschale 1e angrenzende
Verankerungsteile 4e auf. Die Verankerungsteile 4e bestehen aus
Beton, der unter Einbetonierung der Enden von Halteteilen 5e in
einseitig offene Kanäle 10e an
der Außenseite
der Außenschale 1e eingefüllt wird.
Die Verankerungsteile 4e lassen sich durch eine Außenputzschicht
abdecken.
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10 zeigt
ein durch ein U-Profil gebildetes Verankerankerungsteil 4f aus
Blech mit Öffnungen 26 zum
Durchführen
eines Halteteils 5f. Von den Öffnungen 26 erstrecken
sich in Profillängsrichtung
Einschnitte 27, durch die ausbiegbare Schenkel 28 und 29 gebildet
sind. Die Enden der Schenkel 28 und 29 können in
eine Ringnut 30 oder Kerbe am Halteteil 5f eingreifen
und die Schenkel so Zuglasten des Halteteils aufnehmen.
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11 zeigt
eine Außenschale 1g eines Bauelements
mit durchgehenden Kanälen 10g und Kanalhälften 11g für die Aufnahme
von Verankerungsteilen 4g. Auf ihrer oberen Randfläche weist
die Außenschale 1g eine
versteifende Schicht 31 mit Öffnungen entsprechend den Querschnitten
der Kanäle 10g bzw.
Verankerungsteile 4g auf. Die versteifende Schicht 31,
die in dem betreffenden Ausführungsbeispiel
mit dem Dämmmaterial
der Außenschale 1g verklebt
ist, besteht aus einer dünnen
Holzplatte. Sie könnte
aber auch aus einem anderen Material, z.B. einer Kartonschicht oder
einer dünnen
Mörtelschicht, bestehen.
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Bei
der Errichtung von Schalungswänden, wenn
mehrere solche Bauelemente übereinander angeordnet
und über
mehrere Bauelemente durchgehende Verankerungsteile 4g verwendet
werden, nimmt die Versteifungsschicht 31 Zugkräfte auf,
die gemäß Pfeil 32 auf
die Verankerungsteile einwirken. Die Versteifungsschicht 31 kann trotz
geringer Dicke große
Kräfte
aufnehmen, weil sie sich als zwischen den Randflächen der Bauelemente eingeschlossene Schicht
nicht ausbeulen kann. Die zur Verhinderung des Ausbeulens erforderlichen
Kräfte
sind verhältnismäßig gering
und können
von dem weichen Dämmmaterial
der Außenschale 1g aufgebracht
werden.
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Wie
ein in 12 gezeigtes Ausführungsbeispiel
zeigt, braucht sich eine Versteifungsschicht 31a nicht über die
gesamte Randfläche
einer Außenschale 1h zu
erstrecken, sondern nur bis an Verankerungsteile 4h heranreichen.
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In
dem Ausführungsbeispiel
von 12 sind zu Kanälen 10h versetzt
angeordnete Kanalhälften 11h für die Aufnahme
von Verbindungsfedern 33 gebildet.