DE102020115153A1

DE102020115153A1 - Bauteil, insbesondere Gradienten-Bauteil, mit fluidisch miteinander verbundenen Hohlräumen

Info

Publication number: DE102020115153A1
Application number: DE102020115153.5A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Studio Werner Sobek GmbH
Current assignee: Studio Werner Sobek GmbH
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-12-09
Also published as: EP4162119A1; WO2021249989A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil (10), vorzugsweise Gradienten-Bauteil, aus mineralischem Material, mit zumindest einer Bewehrung (202, 204, 205, 903) und einer Vielzahl an Hohlräumen (1), die von einer Vielzahl an durch in das Bauteil (10) integrierten Hohlkörpern (100) gebildet sind. Das Bauteil (10) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die einzelnen Hohlkörper (100) zumindest eine Hohlraumöffnung (2) aufweisen und die Hohlräume (1) über die Hohlraumöffnungen (2) fluidisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise um ein Durchströmen der Hohlräume (1) mittels eines Fluids zu ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, vorzugsweise Gradienten-Bauteil, aus mineralischem Material (z. B. aus Beton, Stahlbeton, Mörtel und/oder Lehm), mit zumindest einer Bewehrung und einer Vielzahl an Hohlräumen.
Übliche Massivbauteile aus z. B. Beton, Mörtel oder Lehm zeichnen sich durch eine homogene Materialität innerhalb des Bauteils aus. Obwohl bekannt ist, dass diese Bauteile bei statischer und/oder dynamischer Beanspruchung im Inneren sehr inhomogen ausgelastet sind, Teile des Materials im Bauteilinnenraum nur niedrig beansprucht oder zur Abtragung dieser Beanspruchungen nicht erforderlich sind, gibt es bisher nur wenige Ansätze, den Bauteilinnenraum durch gezielt erzeugte Hohlräume so zu strukturieren, dass damit eine Reduktion des Bauteilgewichts und, damit zusammenhängend, eine Reduktion des Ressourcenverbrauches, der zur Herstellung des Bauteils erforderlichen Energie und der bei der Herstellung des Bauteils freigesetzten Emissionen erzielt werden kann.
In DE 20 2006 002 540 U1 wird eine Vorrichtung beschrieben, mittels derer durch Einlegen von Hohlkörpern aus Kunststoff in eine Schalung Massivbauteile, insbesondere Betonbauteile, hergestellt werden können, die in ihrem Inneren Hohlräume aufweisen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine oder nur eine sehr eingeschränkte Anpassung der Hohlraumgrößen und -dichten innerhalb des Bauteils ermöglicht. Die Grundkonzeption liegt in einer Gewichtseinsparung dadurch, dass identisch große Hohlkörper einlagig und im Grundriss in einer äquidistanten Anordnung zueinander verlegt werden. Hierdurch werden die Möglichkeiten einer Gewichtsreduktion der Bauteile aber nur teilweise ausgenutzt.
Des Weiteren werden die in DE 20 2006 002 540 U1 offenbarten Hohlkörper aus Kunststoff zur Lagesicherung vor und beim Betonieren wie auch zur Auftriebssicherung beim Betonieren mit einer speziellen Bewehrung ballastiert und/oder so mit der Bewehrung des Betonbauteils verbunden sind, dass eine Entnahme der Hohlkörper aus Kunststoff z. B. zum Zweck eines Recyclings nach Nutzungsende des Bauteils nur mit sehr hohem Aufwand oder nahezu unmöglich ist. Die spezielle Bewehrung wird üblicherweise als ein nach unten offener Bewehrungskorb ausgeführt.
Dies ermöglicht das Einlegen einer eventuell erforderlichen unteren und oberen Bewehrung innerhalb des Bauteils. Gewichtsarme Bewehrungsführungen erfordern aber in der Höhenlage veränderlich geführte Bewehrungsstäbe, also z.B. in der Vertikalebene gebogene oder Z-förmig gebogene Bewehrungsstäbe. Diese können bei der in DE 20 2006 002 540 U1 offenbarten Lehre infolge der Geometrie der Bewehrungskörbe nicht oder nur mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand eingebracht werden.
Der in DE 10 2011 102 337 A1 offenbarten Lehre liegt der Ansatz zugrunde, die Eigenschaften eines insbesondere massiven Bauteils in mindestens einer der drei Raumrichtungen des Bauteils zu gradieren. Die dort beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren erlauben die Herstellung von Bauteilen mit sich kontinuierlich in mindestens einer der drei Raumrichtungen des Bauteils verändernden Eigenschaften. Die Gradierung der Eigenschaften kann dabei insbesondere durch Erzeugen von z. B. Poren und/oder Einbringen von Leichtzuschlägen erfolgen. Mit dieser Technik lassen sich deutliche Gewichtseinsparungen realisieren.
Bei der in „Schmeer, D., Sobek, W.: Gradientenbeton. In: Betonkalender 2019. Ernst und Sohn, Berlin, 2019“ als „Mesogradierung“ bezeichneten Technik werden kugelförmige mineralische Hohlkörper aus einem üblicherweise speziellen Mörtel in die Schalung für die Massiv-/Betonbauteile eingelegt. Bei entsprechender Wahl der Kugeldurchmesser und der Kugelanordnung lässt sich eine fein abgestufte Verteilung der Innenräume innerhalb des Massiv-/Betonbauteils und damit eine große Gewichtsreduktion erzielen. Gleichzeitig wird durch die Wahl eines mineralischen Materials für die Hohlkörper das Recyclingproblem gelöst.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil, vorzugsweise ein Gradienten-Bauteil, anzugeben, mit dem eine möglichst große Gewichtseinsparung erzielt werden kann, aber vorzugsweise zusätzlich auf vorteilhafte Weise eine Gebäude-Innenraum-Temperierung, Gebäude-Innenraum-Belüftung und/oder Gebäude-Innenraum-Entlüftung ermöglicht werden kann. Das Bauteil soll vorzugsweise auch z. B. recyclebar sein.
Die Aufgabe kann durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, vorzugsweise ein Gradienten-Bauteil.
Das Bauteil kann ein (z. B. insbesondere gradiertes oder mesogradiertes) Massivbauteil sein.
Das Bauteil kann insbesondere aus mineralischem Material (zweckmäßig Baustoff) ausgebildet sein, insbesondere Beton, Stahlbeton, Mörtel und/oder Lehm.
Das Bauteil kann z. B. eine Gebäudewand, eine Gebäudedecke oder ein Gebäudeboden sein.
Das Bauteil kann z. B. zumindest eine Bewehrung (z. B. Bewehrungsstäbe, Bewehrungskörbe, Bewehrungsgitter etc.) und eine Vielzahl an Hohlräumen aufweisen.
Die Vielzahl an Hohlräumen kann z. B. durch eine Vielzahl an Hohlkörpern gebildet werden, wobei die Hohlkörper zweckmäßig im Bauteilinneren integriert sein können. Die Hohlkörper können zweckmäßig in das das Bauteil konstituierende Material eingebettet sein.
Das Bauteil zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die einzelnen Hohlkörper zumindest eine Hohlraumöffnung (z. B. ein Hohlkörperloch) aufweisen und die Hohlräume über die Hohlraumöffnungen (insbesondere fluidisch) miteinander verbunden sind, vorzugsweise um ein Durchströmen der Hohlräume mittels eines Fluids (z. B. Gas und/oder Flüssigkeit) zu ermöglichen. Zweckmäßig können die Hohlräume z. B. in einem offenen System oder einem geschlossenen System insbesondere fluidisch miteinander verbunden sein.
Die einzelnen Hohlkörper können vorzugsweise zumindest zwei Hohlraumöffnungen aufweisen.
Die Hohlkörper können im Bauteil vorzugsweise entsprechend dem Anforderungs- und/oder Belastungsprofil des Bauteils platziert sein, um damit vorteilhaft z. B. eine Reduktion des Bauteilgewichts erzielen zu können und, damit zusammenhängend, eine Reduktion des Ressourcenverbrauches, der zur Herstellung des Bauteils erforderlichen Energie und der bei der Herstellung des Bauteils freigesetzten Emissionen.
Im Kontext der Erfindung können die Hohlkörper allerdings nicht nur zum Zweck der Gewichtseinsparung genutzt werden, sondern vorzugsweise auch zur Funktionalisierung des Bauteils zur Gebäude-Temperierung, zum Zuführen von Gasen (z. B. temperierten Gasen und/oder Frischluft) und/oder zum Abtransport von Gasen (z. B. verbrauchte Raumluft und/oder Rauchgase). Als Gas ist dabei vorzugsweise Luft gemeint.
Es ist möglich, dass die einzelnen Hohlkörper zumindest zwei Hohlraumöffnungen aufweisen, nämlich zumindest einen Einlass und zumindest einen Auslass.
Ein oder mehrere Hohlkörper können sogar zumindest drei Hohlraumöffnungen aufweisen, nämlich zumindest einen Einlass und zumindest einen Auslass.
Zumindest ein Hohlkörper kann z. B zumindest eine sich zur Außenseite des Bauteils (z. B. ein Gebäude-Innenraum und/oder eine Gebäude-Außenseite (zweckmäßig Atmosphäre)) hin öffnende Hohlraumöffnung aufweisen, vorzugsweise um ein Ausströmen eines Gases (z. B. Luft, temperierte Luft und/oder Frischluft) und/oder einen Abtransport eines Gases (z. B. verbrauchte Raumluft und/oder Rauchgase) zu ermöglichen. Dadurch kann z. B. ein Ausströmen eines Gases aus dem Bauteil und/oder ein Abtransport eines Gases über das Bauteil ermöglicht werden.
Es ist möglich, dass die Hohlraumöffnungen über eine insbesondere im Bauteil integrierte Kopplungskonstruktion zweckmäßig fluidisch miteinander verbunden sind und vorzugsweise die Kopplungskonstruktion zumindest eine Hülse und/oder Ausstülpung umfasst.
Die Kopplungskonstruktion kann z. B. zwei ineinandergeschobene Hülsen und/oder Ausstülpungen umfassen.
Es ist möglich, dass sich zumindest eine Installationsleitung (z. B. eine Elektroleitung, ein Datenkabel, eine Steuerleitung, eine Wasser- oder Sprinklerleitung etc.) durch zumindest einige der Hohlraumöffnungen erstreckt.
Die Hohlräume können z. B. unterschiedlich groß ausgebildet sein und/oder eine Größenordnung von 10mm bis 250mm aufweisen, vorzugsweise von 75mm bis 250mm. Allerdings sind Größenordnungen von über 250mm möglich.
Es ist möglich, dass Hohlkörper zweckmäßig übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.
Alternativ oder ergänzend können benachbarte Hohlkörper miteinander in Eingriff sein (insbesondere in Anlage), z. B. mittels Fußelementen und/oder Sockeln.
Es ist z. B. möglich, dass Fußelemente benachbarter Hohlkörper miteinander in Eingriff sind.
Die Hohlkörper können im Bauteil vorzugsweise in zumindest einer, zumindest zwei oder drei Raumrichtungen verteilt sein und/oder insbesondere mittels der Fußelemente miteinander in Eingriff (insbesondere in Anlage) gebracht sein.
Mit Eingriff kann z. B. eine (zweckmäßig reine) Kontaktierung und/oder z. B. ein Formschluss in zweckmäßig zumindest zwei Raumrichtungen umfasst sein.
Das Bauteil kann insbesondere mittels der fluidisch miteinander verbundenen Hohlräume z. B. zur Gebäude-Innenraum-Temperierung, zur Gebäude-Innenraum-Belüftung (z. B. Zufuhr von Frischluft und/oder temperierter Luft) und/oder zur Gebäude-Innenraum-Entlüftung (z. B. Abführen verbrauchter Luft und/oder von Rauchgasen) ausgebildet sein und/oder eine Gebäudewand, Gebäudedecke oder Gebäudeboden bilden.
Es ist möglich, dass eine Temperier- und/oder Versorgungseinrichtung (z. B. Heiz- und/oder Kühleinrichtung, eine Überdruckeinrichtung etc.) zur Verfügung gestellt ist, um die Hohlräume mit einem temperierten Fluid (z. B. Luft oder Wasser) zu versorgen, insbesondere zu durchströmen. Alternativ oder ergänzend kann z. B. eine Beaufschlagungseinrichtung (z. B. eine Absaug- oder Überdruckeinrichtung) zur Verfügung gestellt sein, um einen Abtransport eines Gases (z. B. verbrauchte Raumluft und/oder Rauchgase) über die Hohlraumöffnungen zu ermöglichen, vorzugsweise aus einem Gebäude-Innenraum.
Die Hohlräume sind insbesondere im Bauteilinneren fluidisch miteinander verbunden, z. B. vorzugsweise in zumindest einer, zumindest zwei oder drei Raumrichtungen.
Die Hohlkörper sind vorzugsweise aus einem mineralischen Material (zweckmäßig Baustoff) hergestellt, z. B. Beton, Stahlbeton, Mörtel und/oder Lehm.
Es ist möglich, dass die einzelnen Hohlkörper zumindest ein Fußelement oder zumindest zwei, zumindest drei oder zumindest vier Fußelemente umfassen.
Das zumindest eine Fußelement kann z. B. vom zugehörigen Hohlkörper abstehen.
Das zumindest eine Fußelement kann z. B. einen Abstandshalter bilden und/oder z. B. zum (vorzugsweise lagesicheren und/oder stabilen) Aufstellen des Hohlkörpers in einer Schalung zum Herstellen des Bauteils dienen.
Die Fußelemente sind insbesondere für den Herstellprozess des Bauteils hilfreich. Sie stehen hierbei vorzugsweise von den einzelnen Hohlkörpern nach unten und vorzugsweise seitlich ab und ermöglichen ein lagesicheres und/oder stabiles Aufstellen der einzelnen Hohlkörper, z. B. in einer Schalung zum Herstellen des Bauteils. Alternativ oder ergänzend ermöglichen sie hierbei ein zweckmäßig einfaches und positionsgenaues Aneinandersetzen einzelner Hohlkörper.
Am Bauteil müssen die Fußelemente aber nicht zwingend nach unten ausgerichtet sein. Die Fußelemente können am Bauteil z. B. nach unten, nach oben und/oder seitlich (z. B. im Wesentlichen horizontal oder schräg) ausgerichtet sein und somit z. B. nach unten, nach oben oder seitlich vom zugehörigen Hohlkörper abstehen, z. B. in Abhängigkeit davon, ob sich das Bauteil vertikal, horizontal, schräg oder bogenförmig erstreckt, z. B. eine Gebäudewand, eine Gebäudedecke oder einen Gebäudeboden etc. bildet.
Es ist möglich, dass die Fußelemente einen Abstand zwischen benachbarten Hohlkörpern und/oder zwischen Hohlkörpern und einer Bauteiloberfläche definieren. Die Abstände sind vorzugsweise durch das das Bauteil konstituierende Material ausgefüllt.
Es ist möglich, dass an den Fußelementen zumindest eine Bewehrung befestigt ist.
Es ist möglich, dass die einzelnen Hohlkörper zumindest ein Befestigungsmittel, an dem eine Bewehrung befestigt ist, umfassen.
Es ist möglich, dass zumindest eine Hohlraumöffnung sich durch eine (z. B. vom zugehörigen Hohlkörper abstehende) Ausstülpung erstreckt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass zumindest eine Hohlraumöffnung sich durch eine (z. B. vom zugehörigen Hohlkörper abstehende) Hülse erstreckt.
Zumindest eine Hohlraumöffnung, die zumindest eine Ausstülpung und/oder die zumindest eine Hülse kann z. B. einen im Wesentlichen runden, rechteckigen oder anderen geeigneten Strömungsquerschnitt aufweisen und/oder sich z. B. in Strömungsrichtung einengen, insbesondere um einen Düseneffekt zu erzielen.
Die zumindest eine Ausstülpung und/oder die zumindest eine Hülse kann vorzugsweise aus mineralischem Material hergestellt sein.
Die zumindest eine Ausstülpung und/oder die zumindest eine Hülse kann sich z. B. zumindest bis zur Außenseite des Bauteils erstrecken und vorzugsweise in einer Bauteiloberfläche münden.
Die zumindest eine Ausstülpung kann z. B. einstückig-integral am zugehörigen Hohlkörper ausgebildet sein.
Die zumindest eine Hülse kann z. B. als separates Teil an den zugehörigen Hohlkörper anmontiert sein, z. B. aufgesteckt sein.
Die zumindest eine Hülse kann z. B. einen Vorsprung zur Anlage an den zugehörigen Hohlkörper aufweisen.
Es ist möglich, dass das Bauteil zumindest eine (z. B. händisch einstellbare und/oder ferngesteuerte) Verstelleinrichtung (z. B. eine Klappe, ein Lamellenmechanismus, Schiebemechanismus, Ventilator etc.) aufweist, um eine Fluidströmung (z. B. Gas und/oder Flüssigkeit) durch zumindest eine Hohlraumöffnung zu steuern, z. B. zu ermöglichen, zu verhindern und/oder mengenmäßig zu verändern (zweckmäßig zu regulieren). Die Verstelleinrichtung kann z. B. innerhalb des Bauteils, insbesondere innerhalb eines Hohlraums, oder außerhalb des Bauteils angeordnet sein. Die Verstelleinrichtung kann z. B. in oder an die zumindest eine Hohlraumöffnung montiert sein.
Die Verstelleinrichtung kann insbesondere genutzt werden, um eine Fluidströmung durch zumindest eine Hohlraumöffnung vorzugsweise aus dem Bauteil heraus und/oder in das Bauteil hinein steuern zu können.
Es ist möglich, dass zumindest ein Hohlraum z. B. im Wesentlichen in Form eines Helmholtz-Resonators ausgebildet ist (z. B. im Wesentlichen Birnen- oder Tropfen-förmig) und/oder eine strukturierte Innenoberfläche aufweist, vorzugsweise um einen schalldämpfenden Effekt zu erzielen.
Es ist möglich, dass die Fußelemente und/oder die Befestigungsmittel einstückig-integral am zugehörigen Hohlkörper ausgebildet sind und/oder aus mineralischem Material hergestellt sind.
Es ist z. B. möglich, dass die zumindest eine Ausstülpung, die Fußelemente und/oder die Befestigungsmittel zusammen mit dem zugehörigen Hohlkörper in einem insbesondere Gieß-, Spritz- oder Schleuderverfahren hergestellt werden, um so mit dem zugehörigen Hohlkörper einstückig-integral ausgebildet werden zu können.
Allerdings sind auch Ausführungsformen möglich, in denen die Fußelemente und/oder die Befestigungsmittel als separate Teile an den zugehörigen Hohlkörper anmontiert sind und z. B. aus mineralischem Material, Kunststoff oder Metall hergestellt sein können.
Es ist möglich, dass an Fußelementen und/oder Befestigungsmitteln eine Bewehrung, z. B. Schubbewehrung und/oder ein (z. B. im Wesentlichen U-förmiger) Schubdübel befestigt ist. Alternativ oder ergänzend kann in einen Hohlkörper z. B. zumindest ein Lastanker (insbesondere Schwerlastanker, zweckmäßig zur Aufnahme von Anhängelasten) integriert sein.
Die Befestigungseinrichtung der Fußelemente und/oder die Befestigungsmittel können z. B. nutförmig oder rinnenförmig, als Loch und/oder durch einen mehrere Vorsprünge ausgebildet werden.
Die Hohlraumöffnungen können z. B. als Hohlkörperlöcher ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass das Bauteil ein Gradienten-Bauteil ist, dessen Gradierung durch die Hohlräume und/oder Hohlkörper gebildet werden kann.
Es ist möglich, dass das Bauteil ein Gradienten-Betonbauteil oder Mesogradienten-Betonbauteil bildet.
Die einzelnen Hohlkörper können z. B. im Wesentlichen hohlkastenförmige Hohlkörper sein.
Die einzelnen Hohlkörper sind vorzugsweise Verdrängungskörper, insbesondere zum Verdrängen des das Bauteil bildenden Materials.
Die einzelnen Hohlkörper und/oder Hohlräume können z. B. eine im Wesentlichen quaderförmige (z. B. kubische) oder im Wesentlichen prismaförmige Grundform aufweisen.
Die zumindest eine Hülse und/oder die zumindest eine Ausstülpung kann z. B. als Rohr oder Rohrstummel ausgebildet sein und/oder aus z. B. mineralischem Material, Metall oder Kunststoff ausgebildet sein.
Bei dem mineralischen Material für den Hohlkörper, die Fußelemente, die Befestigungsmittel, die zumindest eine Ausstülpung, die zumindest eine Hülse und/oder das Bauteil kann es sich z. B. um das gleiche mineralische Material oder um ein anderes mineralisches Material handeln.
Es ist möglich, dass die einzelnen Hohlkörper eine Hohlkörper-Wandstruktur (mit zweckmäßig einer Vielzahl an Außenwänden) aufweisen. Die Hohlkörper-Wandstruktur kann eine Hohlkörper-Hülle bilden und/oder den zumindest einen Hohlraum im Wesentlichen allseitig umschließen. Die Hohlkörper-Wandstruktur kann relativ zum zugehörigen zumindest einen Hohlraum z. B. dünnwandig ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass zumindest eine Hohlraumöffnung quer (z. B. senkrecht oder schräg) in den zugehörigen Hohlraum mündet, ein Öffnungs- oder Durchlassquerschnitt eines Hohlraums (zumindest stellenweise) zumindest doppelt so groß ist wie ein Durchlassquerschnitt einer zugehörigen Hohlraumöffnung, und/oder zumindest eine Hohlraumöffnung in der zugehörigen Hohlkörper-Wandstruktur ausgebildet ist.
Es ist möglich, dass die Hohlkörper von einem das Bauteil bildenden (z. B. mineralischen) Material allseitig umschlossen in das Bauteil integriert sind, wobei allerdings z. B. Fußelemente, andere Abstandshalter, die zumindest eine Hülse und/oder Ausstülpung und/oder eine oder mehrere Hohlraumöffnungen sich z. B. bis zur Bauteiloberfläche (zweckmäßig Außenseite des Bauteils) erstrecken können und somit z. B. nicht zwingend von dem das Bauteil bildenden Material allseitig bedeckt und/oder umschlossen sein müssen. Alternativ oder ergänzend kann z. B. ein Zwischenraum zwischen den Fußelementen der einzelnen Hohlkörper von einem das Bauteil bildenden (z. B. mineralischen) Material ausgefüllt sein. Dadurch kann z. B. ein mehrachsiger Lastabtrag ermöglicht werden.
Das zumindest eine Fußelement der einzelnen Hohlkörper kann sich z. B. bis zur Bauteiloberfläche erstrecken und/oder mit der Bauteiloberfläche im Wesentlichen bündig abschließen. Damit sind z. B. auch Ausführungsformen umfasst, in denen die Bauteiloberfläche und somit die Fußelemente z. B. mit einem Putz, einer Tapete, einer Blende etc. versehen wird. Das Bauteil kann z. B. eine Gebäudewand, Gebäudedecke oder Gebäudeboden sein.
Das Bauteil kann z. B. ein balken- oder wandförmiges Bauteil sein (z. B. für eine Brücke, einen Aufzugsschacht oder andere Tragfunktionen etc.).
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren. Es zeigen:

1 zeigt eine Seitenansicht eines Hohlkörpers,
2 zeigt eine Seitenansicht des Hohlkörpers der 1 mit Bewehrungsführung,
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines anderen Hohlkörpers,
4 zeigt eine Draufsicht mehrerer Hohlkörper,
5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch zwei Hohlkörper,
6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Hohlkörper,
7 zeigt einen vertikalen Schnitt durch zwei Hohlkörper,
8 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Hohlkörper,
9 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen anderen Hohlkörper,
10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hohlkörpers mit Bewehrung,
11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hohlkörpers mit Bewehrung,
12A zeigt eine Aufsicht ohne Oberseite eines Hohlkörpers,
12B zeigt einen Schnitt entlang Linie A-A der 12A mit im Hohlkörper integriertem Schwerlastanker,
13A zeigt eine Explosionsdarstellung einer beispielhaften Kopplungskonstruktion zur Verbindung der Hohlräume von zwei Hohlkörpern,
13B zeigt die Kopplungskonstruktion der 13A in zusammengebautem Zustand,
14 zeigt einen Ausschnitt eines horizontal ausgerichteten Bauteils mit einer Vielzahl an Hohlkörpern, und
15 zeigt einen Ausschnitt eines vertikal ausgerichteten Bauteils mit einer Vielzahl an Hohlkörpern.

Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann. Zu Darstellungszwecken sind nicht alle Teile in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Hohlkörpers 100, wobei 2 den Hohlkörper 100 mit Bewehrung zeigt.
Der Hohlkörper 100 dient zur Integration in ein Bauteil 10 (z. B. 14), insbesondere ein Massivbauteil zweckmäßig aus Beton, insbesondere Stahlbeton.
Die 1 und 2 zeigen beispielhaft nur einen einzigen Hohlkörper 100 in einer Schalung (Gussform) 401 zur Herstellung des Bauteils 10 und zwar vor Fertigstellung des eigentlichen Bauteils 10. In die Schalung 401 werden allerdings zweckmäßig eine Vielzahl weiterer Hohlkörper 100 platziert. Nachdem alle Hohlkörper 100 platziert sind, kann die Schalung 401 mit dem das Bauteil 10 konstituierenden, in 1 symbolisch dargestellten Material M gefüllt werden, insbesondere so, dass die Hohlkörper 100 vom Material M allseitig umschlossen im Bauteil 10 integriert sind.
Das Bauteil 10 umfasst somit eine Vielzahl an Hohlkörpern 100 und stellt dadurch ein insbesondere gradiertes, vorzugsweise mesogradiertes Bauteil 10 dar, z. B. eine Gebäudedecke, einen Gebäudeboden oder eine Gebäudewand.
Die Hohlkörper 100 sind hierbei vorzugsweise entsprechend dem Anforderungs- und/oder Belastungsprofil des Bauteils 10 platziert, um damit vorteilhaft z. B. eine Reduktion des Bauteilgewichts und somit eine Reduktion des Ressourcenverbrauches, eine Reduktion der zur Herstellung des Bauteils 10 erforderlichen Energie und einer Reduktion der bei der Herstellung des Bauteils 10 freigesetzten Emissionen erzielen zu können.
Der Hohlkörper 100 ist aus einem mineralischen Material (z. B. mineralischem Baustoff) ausgebildet und umfasst einen Hohlraum 1, kann aber auch mehrere Hohlräume 1 umfassen und somit einen Mehrkammer-Hohlkörper bilden. Der Hohlraum 1 dient zur Erzeugung zumindest eines Hohlvolumens (zweckmäßig Hohlraums) im Bauteil 10.
Der Hohlkörper 100 ist vorzugsweise im Wesentlichen hohlkastenförmig ausgebildet. Der Hohlkörper 100 und/oder der Hohlraum 1 weist beispielhaft eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform auf, kann im Kontext der Erfindung aber jedwede andere geeignete Grundform oder Geometrie aufweisen.
Der Hohlkörper 100 umfasst eine zweckmäßige Hohlkörper-Wandstruktur mit insbesondere einer Vielzahl an Außenwänden. Die Hohlkörper-Wandstruktur bildet eine Hohlkörper-Hülle und umschließt den zumindest einen Hohlraum 1 allseitig. Die Hohlkörper-Wandstruktur kann hierbei wie z. B. in den 5 bis 9 und 14 und 15 gezeigt eine oder mehrere Hohlraumöffnungen 2 aufweisen und relativ zum Hohlraum 1 dünnwandig ausgebildet sein.
Der Hohlkörper 100 umfasst zumindest einen, vorzugsweise mehrere Fußelemente 101 zum zweckmäßig lagesicheren, stabilen Aufstellen des Hohlkörpers 100 in der Schalung 401 und vorzugsweise mehrere Befestigungsmittel 103 zur Befestigung einer Bewehrung 204, 205.
Die Fußelemente 101 bilden untere und z. B. seitliche Abstandshalter und stehen vorzugsweise vom Hohlkörper 100 unten und z. B. seitlich ab.
Die Fußelemente 101 können somit z. B. der Sicherung eines einzuhaltenden Abstands zwischen Unterseite des Hohlkörpers 100 zur Oberseite der Schalung 401 und/oder eines darunter angeordneten Hohlkörpers 100 dienen. Sie können aber auch z. B. der Sicherung eines einzuhaltenden seitlichen Abstands zwischen Seitenfläche des Hohlkörpers 100 und Seitenfläche der Schalung 401 dienen. Ebenfalls können sie z. B. der Sicherung eines einzuhaltenden seitlichen Abstands zwischen Seitenflächen von zwei benachbarten Hohlkörpern 100 dienen.
Die Fußelemente 101 bilden z. B. nach unten zur Schalung 401 hin Abstandshalter, so dass ein Zwischenraum S zwischen den Fußelementen 101 und der Schalung 401 von dem das Bauteil 10 bildenden Material M ausgefüllt werden kann. Ähnliches gilt für Zwischenräume zwischen den einzelnen Hohlkörpern 100 im Bauteil 10 (z. B. 4, 5, 7 und 14 und 15).
Die Fußelemente 101 weisen vorzugsweise eine Befestigungseinrichtung zur zweckmäßig beweglichen oder unbeweglichen Befestigung (z. B. Aufnahme) einer Bewehrung 202, 204 auf und können z. B. eine (seitliche und/oder untere) Mindestüberdeckung der Bewehrung 202, 204 im Bauteil 10 gewährleisten.
Die Befestigungsmittel 103 können zweckmäßig an einer oder mehreren Seitenflächen und/oder an der Oberseite des Hohlkörpers 100 ausgebildet sein.
Die seitlichen Befestigungsmittel 103 dienen vorzugsweise zur zweckmäßig beweglichen oder unbeweglichen Befestigung (z. B. Aufnahme) und z. B. Lagesicherung einer schräg zur Bauteillängsachse und/oder gekrümmt verlaufender Bewehrung 204, die optional auch an einem Fußelement 101 befestigt sein kann. Die oberen Befestigungsmittel 103 dienen vorzugsweise zur zweckmäßig beweglichen oder unbeweglichen Befestigung (z. B. Aufnahme) und z. B. Lagesicherung einer oberen Bewehrung 205.
Der Hohlkörper 100 kann an seiner Oberseite vorzugsweise mehrere Sockel 105 aufweisen. Die Sockel 105 können mit nicht gezeigten Fußelementen eines Hohlkörpers, der über dem in den 1 und 2 gezeigten Hohlkörper 100 angeordnet werden kann, in Eingriff kommen, insbesondere um einen Formschluss in vorzugsweise zumindest zwei Raumrichtungen zu ermöglichen. Hierzu können die Sockel 105 und/oder die Fußelemente 101 z. B. im Wesentlichen L- oder V-förmig ausgebildet sein.
Die Fußelemente 101, die Befestigungsmittel 103 und die Sockel 105 können z. B. einstückig-integral am Hohlkörper 100 ausgebildet sein und aus mineralischem Material hergestellt sein. Sie können z. B. während der Herstellung des Hohlkörpers 100 vorzugsweise in einem Gies-, Spritz- oder Schleuderverfahren direkt am Hohlkörper 100 angeformt werden.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Hohlkörpers 100. F
3 zeigt z. B., dass Seitenflächen 301 des Hohlkörpers100, wie auch alternativ oder ergänzend dessen Oberseite 302 und Unterseite, nicht-parallel zueinander ausgeführt sein können, um so z. B. einen nicht-parallelen Verlauf eventuell erforderlicher Bewehrungsstäbe zu ermöglichen. Die Oberseite 302 des Hohlkörpers 100 kann z. B. in einer oder zwei Richtungen geneigt sein, um so z. B. einen in der Vertikalebene geneigten Verlauf eventuell erforderlicher Bewehrungsstäbe zu ermöglichen.
4 zeigt in einer Draufsicht, wie mehrere Hohlkörper 100 zueinander und am Rand einer Schalung 401 positioniert werden können. Die Fußelemente 101 dienen dabei zur Lagesicherung der Hohlkörper 100 auf der Schalung 401. Die Fußelemente 101 dienen darüber hinaus zur Sicherung des Abstands der Hohlkörper 100 gegenüber einer seitlichen Schalungsebene und einer unteren Schalungsebene der Schalung 401. Die Fußelemente 101 dienen auch zur Sicherung der Lage und der Abstandseinhaltung einzelner Hohlkörper 100 untereinander, z. B. von nebeneinander und/oder übereinander angeordneten Hohlkörpern 100.
Benachbarte Hohlkörper 100 können mittels Fußelementen 101 miteinander in Eingriff gebracht werden und zwar vorzugsweise mittels zwei Fußelement-Paaren. Ebenfalls können Hohlkörper 100 der Höhe nach miteinander in Eingriff gebracht werden, indem Hohlkörper 100 mit ihren Fußelementen 101 auf andere Hohlkörper 100 aufgestellt werden.
Die Hohlkörper 100 können somit z. B. in einer Raumrichtung, in zwei Raumrichtungen oder in drei Raumrichtungen verteilt und vorzugsweise miteinander in Eingriff gebracht sein werden.
5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch zwei Hohlkörper 100. Die einzelnen Hohlkörper 100 bilden einen Hohlraum 1.
Eine Besonderheit ist, dass die einzelnen Hohlkörper 100 zumindest zwei (z. B. als Hohlkörperlöcher ausgebildete) Hohlraumöffnungen 2 aufweisen und die Hohlräume 1 über die Hohlraumöffnungen 2 fluidisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise um ein Durchströmen der Hohlräume 1 mittels eines Fluids wie z. B. ein Gas (insbesondere Luft) oder eine Flüssigkeit (insbesondere Wasser) zu ermöglichen. Die Hohlraumöffnungen 2 können z. B. über eine unter Bezugnahme auf die 13A und 13B beschriebene Kopplungskonstruktion fluidisch miteinander verbunden sein.
Die Hohlraumöffnungen 1 der einzelnen Hohlkörper 100 sind in der Hohlkörper-Wandstruktur ausgebildet und münden quer in den zugehörigen Hohlraum 1. Ein Öffnungs- oder Durchlassquerschnitt des zugehörigen Hohlraums 1 kann z. B. zumindest doppelt so groß sein wie ein Durchlassquerschnitt der Hohlraumöffnungen 2.
In der in 5 gezeigten Ausführungsform sind die Hohlraumöffnungen 2 an zweckmäßig seitlich gegenüberliegenden Seitenflächen der Hohlkörper 100 ausgebildet. Es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Hohlraumöffnungen 2 an Ober- und/oder Unterseiten der Hohlkörper 100 ausgebildet sind.
Die in 5 gezeigten Pfeile symbolisieren einen Fluidstrom (z. B. Wasser oder Luft) im Bauteil 10 durch die Hohlräume 1 der Hohlkörper 100 hindurch.
Bei dem Fluidstrom kann es sich z. B. um temperierte Luft oder temperiertes Wasser handeln, um dadurch das Bauteil 10 und somit z. B. einen Gebäude-Innenraum temperieren zu können.
Bei dem Fluidstrom kann es sich z. B. um temperierte Luft und/oder Frischluft handeln, die z. B. einem Gebäude-Innenraum zugeführt werden kann.
Bei dem Fluidstrom kann es sich z. B. um verbrauchte Luft und/oder Rauchgase handeln, die z. B. aus einem Gebäude-Innenraum entfernt werden können.
Die Hohlkörper 100 und die Hohlräume 1 können somit nicht nur zum Zweck der Gewichtseinsparung genutzt werden, wie für Gradienten-Bauteile üblich, sondern insbesondere wegen der fluidisch miteinander verbundenen Hohlräume 1 auch zur Funktionalisierung des Bauteils 10 zur Gebäude-Temperierung, zur Gebäude-Innenraum-Belüftung (z. B. temperierte Luft und/oder Frischluft) und/oder zur Gebäude-Innenraum-Entlüftung (z. B. verbrauchte Raumluft und/oder Rauchgase).
6 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen anderen Hohlkörper 100.
6 zeigt insbesondere eine vom Hohlkörper 100 abstehende Ausstülpung 602, durch sich eine Hohlraumöffnung 2 erstreckt.
Die Ausstülpung 602 kann z. B. mit einer temporären Abdeckung versehen werden, um beim Herstellen des Bauteils 10 das Eindringen von Material während dem Einbringen des das Bauteil 10 konstituierenden Materials M (Baustoffs) zu verhindern.
Die Ausstülpung 602 ist vorzugsweise aus mineralischem Material und z. B. einstückig-integral am Hohlkörper 100 ausgebildet.
Die sich durch die Ausstülpung 602 erstreckende Hohlraumöffnung 2 kann insbesondere genutzt werden, um den Hohlraum 1 nach Fertigstellung des Bauteils 10 zur symbolisch dargestellten Außenseite 701 des Bauteils 10 (z. B. ein Gebäude-Innenraum und/oder Gebäude-Außenseite, insbesondere Atmosphäre) hin offen zu halten, so dass eine fluidische Verbindung zwischen dem Hohlraum 1 des Hohlkörpers 100 und der Außenseite 701 des Bauteils 10 ermöglicht werden kann, z. B. um eine Fluidzufuhr zur Außenseite 701 und/oder eine Fluidabfuhr aus der Außenseite 701 heraus gewährleisten zu können.
Am Bauteil 10 kann sich die Ausstülpung 602 somit bis zur Außenseite 701 des Bauteils 10 hin erstrecken.
Alternativ zu der Ausstülpung 602 ist z. B. eine separate, an den Hohlkörper anmontierbare Hülse (z. B. Rohrstummel etc.) möglich. Eine solche Hülse kann z. B. wie eine unter Bezugnahme auf die 13A und 3B beschriebene Hülse ausgebildet sein.
7 zeigt einen vertikalen Schnitt durch zwei Hohlkörper 100.
Ein Hohlkörper 100 kann zumindest eine Verstelleinrichtung 603 aufweisen, um eine Fluidströmung durch die sich durch die Ausstülpung 602 erstreckende Hohlraumöffnung 2 zu steuern. Allerdings können auch eine oder mehrere andere der in 7 gezeigten Hohlraumöffnungen 2 mit einer Verstelleinrichtung 603 ausgestattet sein.
Der in 7 linke Hohlkörper 100 umfasst drei Hohlraumöffnungen 2, wobei der in 7 rechte Hohlkörper 100 zwei Hohlraumöffnungen 2 umfasst.
Die Verstelleinrichtung 603 kann z. B. händisch einstellbar und/oder ferngesteuert ausgeführt sein. Sie kann z. B. eine Klappe, einen Lamellenmechanismus, einen Schiebemechanismus etc. umfassen, um eine Fluidströmung (z. B. Gas und/oder Flüssigkeit) durch die Hohlraumöffnung 2 steuern zu können, z. B. eine Fluidströmung zu verhindern, eine Fluidströmung zu ermöglichen und/oder mengenmäßig zu verändern (zweckmäßig zu regulieren).
Die Verstelleinrichtung 603 ist z. B. innerhalb des Hohlkörpers 100 angeordnet, wobei auch Ausführungsformen außerhalb des Hohlkörpers 100 möglich sind. Im Kontext der Erfindung kann die Verstelleinrichtung 603 auch z. B. einen Ventilator umfassen.
Wie schon zuvor erläutert kann durch die sich durch die Ausstülpung 602 erstreckende Hohlraumöffnung 2 nach Fertigstellung des Bauteils 10 Gas, vorzugsweise Luft, z. B. temperierte Luft und/oder Frischluft, in die Außenseite 701 des Bauteils 10 eingebracht und/oder Gas hieraus entfernt werden.
Das Gas kann hierbei aus dem System der miteinander fluidisch verbundenen Hohlräume 1 des Bauteils 10 nachströmen. Das Gas kann z. B. auch an anderer Stelle mit Überdruck in das System der miteinander fluidisch verbundenen Hohlräume 1 eingebracht werden, so dass es an der sich durch die Ausstülpung 602 erstreckenden Hohlraumöffnung 2 ausströmen kann.
Es ist aber wie ebenfalls bereits erwähnt möglich, Gas, vorzugsweise Luft, z. B. verbrauchte Raumluft und/oder Rauchgase, aus der Außenseite 701 des Bauteils 10 mittels der sich durch die Ausstülpung 602 erstreckenden Hohlraumöffnung 2 und das System der miteinander fluidisch verbundenen Hohlräume 1 zu entfernen, insbesondere abzusaugen.
Die Hohlraumöffnungen 2 können ebenfalls vorteilhaft zur Führung von in 7 nicht gezeigten Installationsleitungen wie z.B. Elektroleitungen, Datenkabel, Steuerleitungen, Wasser- oder Sprinklerleitungen etc. genutzt werden.
8 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Hohlkörper 100.
Der Hohlraum 1 umfasst eine Hohlraumöffnung 2 und eine strukturierte Innenoberfläche 802, um einen schalldämpfenden Effekt zu erzielen. Die Hohlraumöffnung 2 kann somit ebenfalls vorteilhaft genutzt werden, um einen schalldämpfenden Effekt zu erzielen.
9 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Hohlkörper 100.
Der Hohlkörper 100 umfasst mehrere z. B. unterschiedlich ausgeformte Hohlräume 1 mit jeweils einer Hohlraumöffnung 2.
Die einzelnen Hohlräume 1 weisen eine Hohlraumöffnung 2 auf und sind in Form eines Helmholtz-Resonators ausgebildet, um einen schalldämpfenden Effekt zu erzielen. Die Helmholtz-Resonatoren können im Wesentlichen baugleich oder unterschiedlich (z. B. unterschiedlich groß und/oder mit unterschiedlicher Geometrie) ausgebildet sein.
10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hohlkörpers 100 mit Fußelementen 101, einem Befestigungsmittel 103 und Bewehrung 202, 205, 901.
Ein Schubdübel 901 aus einem geeigneten Metall, vorzugsweise Bewehrungsstahl, weist im Wesentlichen eine U-Form auf. Die beiden freien Enden der Längsschenkel des Schubdübels 901 können jeweils z. B. eine Verdickung 903 aufweisen, mittels derer Zugkräfte in den Längsschenkeln in das später einzubringende, das Bauteil 10 konstituierende Material, insbesondere aber durch dieses auch auf die obere Bewehrung 205 abgelastet werden können.
Der Schubdübel 901 kann mit dem Hohlkörper 100 mittels des Befestigungsmittels 103 fest verbunden sein. Das Befestigungsmittel 103 kann aus mineralischem Material hergestellt sein, aber auch z. B. ein separates Befestigungsmittel aus Metall oder Kunststoff. Es kann beispielsweise aus einer metallischen, mit dem Hohlkörper 100 fest verbundenen Klammer oder einer anderen Fixierung bestehen. Es kann aber auch aus mineralischem Material und somit aus demselben Baustoff wie der Hohlkörper 100 ausgebildet sein, wobei z. B. der Längsschenkel des Schubdübels 901 im Hohlkörper 100 und insbesondere im Befestigungsmittel 103 eingebettet sein und hiervon zumindest bereichsweise umschlossen sein kann. Das kann z. B. dadurch ermöglicht werden, indem ist der Schubdübel 901 bereits in die Herstellform des Hohlkörpers 100 eingelegt wird.
Die nach oben offene U-förmige Geometrie des Schubdübels 901 erlaubt das einfache Einlegen einer unteren Bewehrung 202 und/oder einer in der Vertikalebene schräg oder gekrümmt verlaufenden Bewehrung von oben her. Da die Verdickungen 903 vorzugsweise stets oberhalb der oberen Bewehrungslage 205 zu liegen kommen, ist auch der Einbau einer oberen Bewehrungslage 205 problemlos möglich. Die Verdickung 903 wird z. B. durch ein Aufstauchen der freien Bügelenden bei der Produktion des Schubdübels 901 bewirkt. Alternativ sind andere Möglichkeiten einer Verdickung, beispielsweise das Aufpressen von geeignet geformten Hülsen oder das Aufschrauben von Muttern oder vergleichbaren Elementen möglich. Der Schubdübel 901 kann alternativ nicht in U-Form, sondern als einzelnes stabförmiges Element mit z. B. oben und/oder unten angebrachten Verdickungen 903 ausgeführt werden.
11 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Hohlkörpers 100 mit Fußelementen 101, einem Befestigungsmittel 103 und einer Schubbewehrung 204.
Die auf mindestens einer der vier Seiten des Hohlkörpers 100 befestigte Schubbewehrung 204 dient der Aufnahme und Übertragung von eventuell zu übertragenden Schub- und/oder Querkräften innerhalb des Bauteils 10.
Die Schubbewehrung 204 kann mittels eines z. B. separaten Befestigungsmittels fest mit dem Hohlkörper 100 verbunden sein, z. B. wie unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Das Befestigungsmittel 103 kann beispielsweise aus einer metallischen, mit dem Hohlkörper fest verbundenen Klammer oder einer anderen Fixierung bestehen. Es kann aber auch aus mineralischem Material und somit demselben Baustoff wie der Hohlkörper 100 ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Schubbewehrung 204 bereits in die Herstellform des Hohlkörpers 100 einzulegen.
12A zeigt eine Aufsicht mit weggelassener Oberseite eines Hohlkörpers 100 und 12B zeigt einen vertikalen Schnitt entlang Linie A-A der 12A.
Die 12A und 12B illustrieren eine mögliche Ausführungsform für einen Hohlkörper 100 mit einem Lastanker 1103, insbesondere Schwerlastanker. Hohlkörper 100 mit Lastanker kommen insbesondere zur Anwendung, wo eine spätere Aufnahme von Anhängelasten an das Bauteil 10 erforderlich ist.
Der Hohlkörper 100 kann mit einem oder mehreren Schwerlastdübeln ausgestattet sein. Der Hohlkörper 100 verfügt über eine sich im und/oder durch den Hohlraum 1 erstreckende Verstärkungsstruktur, z. B. zwei vertikale Stege 1101 und 1102. Der Schwerlastanker 1103 befindet sich in der Schnittgeraden der Systemebenen der Stege 1101 und 1102. Der Schwerlastanker 1103 verfügt an seinem oberen Ende über ein geeignetes Verankerungselement, beispielsweise eine Verdickung z. B. in Form einer Aufstauchung, z. B. ähnlich wie unter Bezugnahme auf den Schubdübel 901 erläutert. An seinem unteren Ende ist der Schwerlastanker 1103 mit einer Einschraubhülse 1104 oder einer anderen Vorrichtung verbunden.
13A zeigt eine Explosionsdarstellung einer Kopplungskonstruktion zur insbesondere fluidischen Verbindung der Hohlraumöffnungen 2 von zwei benachbarten Hohlkörpern 100. 13B zeigt die Kopplungskonstruktion in aneinander montiertem Zustand. Die 13A und 13B illustrieren eine z. B. bereits in den 5 und 7 zu sehende Verbindung der Hohlräume 1 von zwei Hohlkörpern 100.
Zur Ausbildung der fluidischen Verbindung werden insbesondere zwei ineinanderzuschiebende Hülsen 1201 und 1203 verwendet, die vorzugsweise durch z. B. eine Spiralfeder 1205 oder einer anderen Vorrichtung zusammengehalten werden können oder die einfach fest ineinandergesteckt werden können.
Die Hülsen 1201 und 1203 können z. B. aus insbesondere hochfestem mineralischen Mörtel ausgebildet sein. Sie können z. B. mit einer geeigneten Schalung in einem Gießverfahren hergestellt werden.
Die Hülsen 1201 und 1203 umfassen jeweils einen z. B. als Krempe ausgebildeten Vorsprung 1202 und 1204 zur Anlage, insbesondere zum Andrücken, an den zugehörigen Hohlkörper 100.
Zum Ein- oder Zusammenbau kann in einem ersten Schritt die Spiralfeder 1205 auf den längeren Schaft der Hülse 1203 geschoben werden. In einem zweiten Schritt kann dieser Schaft in den längeren Teil der Hülse 1201 eingeschoben werden, um dadurch eine Kopplungseinrichtung zu bilden. Durch Zusammendrücken der beiden Hülsen 1201 und 1203 und damit einem Anspannen der Spiralfeder 1205 kann die Kopplungseinrichtung in den Spalt zwischen den beiden zu verbindenden Hohlkörpern 100 eingeschoben und positioniert werden. Durch Nachlassen des Drucks beim Zusammendrücken der Kopplungseinrichtung expandiert die Kopplungseinrichtung und schiebt sich in die dafür vorgesehenen Öffnungen der Hohlkörper 100.
Alternativ zu den Hülsen 1201 und 1203 ist es z. B. möglich, an den Hohlkörpern 100 z. B. einstückig-integral ausgebildete Ausstülpungen aneinanderzukoppeln, z. B. ineinander zu schieben. Solche Ausstülpungen können wie z. B. unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben ausgebildet sein.
14 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts eines Bauteils 10 mit einer Vielzahl beispielhaft unterschiedlicher Hohlkörper 100.
Das Bauteil 10 ist ein Gradienten-Bauteil, insbesondere Mesogradienten-Bauteil, dessen Gradierung durch die Hohlräume 1 und die Hohlkörper 100 gebildet wird. Die Hohlräume 1 weisen hierbei vorzugsweise eine Größenordnung von 10mm bis 250mm auf.
Die Hohlkörper 100 stellen Verdrängungskörper dar und sind von einem das Bauteil 10 bildenden mineralischen Material M allseitig umschlossen in das Bauteil 10 integriert, wobei z. B. Fußelemente 101 und Hohlraumöffnungen 2 (z. B. Hülsen und/oder Ausstülpungen) sich z. B. bis zur Bauteiloberfläche 11 (zweckmäßig Außenseite 701 des Bauteils 10) erstrecken können und somit z. B. nicht von dem das Bauteil 10 bildenden Material M allseitig bedeckt und/oder umschlossen sind.
Das Bauteil 10 ist beispielhaft als horizontales Bauteil wie z. B. eine Gebäudedecke oder ein Gebäudeboden dargestellt, wobei auch z. B. vertikal, schräg oder bogenförmig ausgerichtete Bauteile wie z. B. Gebäudewände oder balkenförmige Bauteile möglich sind.
In 14 sind die Fußelemente 101 der einzelnen Hohlkörper 100 nach unten ausgerichtet, können bei anderer Ausrichtung des Bauteils 10 aber auch z. B. nach oben ausgerichtet sein.
15 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts eines Bauteils 10 mit einer Vielzahl beispielhaft unterschiedlicher Hohlkörper 100.
15 zeigt ein vertikal ausgerichtetes Bauteil 10 wie z. B. eine Gebäudewand.
In 15 sind die Fußelemente 101 der einzelnen Hohlkörper 100 seitlich ausgerichtet.
In Abhängigkeit der Ausrichtung des Bauteils 10 (z. B. horizontaler, vertikaler, schräger oder bogenförmiger Verlauf) sind Ausführungsformen möglich, in denen die Fußelemente 101 nicht zwingend nach unten ausgerichtet sein müssen, sondern z. B. nach oben oder seitlich (z. B. horizontal oder schräg) ausgerichtet sein können.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006002540 U1 [0003, 0004, 0005]
DE 102011102337 A1 [0006]

Claims

Bauteil (10), vorzugsweise Gradienten-Bauteil, aus mineralischem Material, mit: - zumindest einer Bewehrung (202, 204, 205, 903) und - einer Vielzahl an Hohlräumen (1), die durch eine Vielzahl an von in das Bauteil (10) integrierten Hohlkörpern (100) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die einzelnen Hohlkörper (100) zumindest eine Hohlraumöffnung (2) aufweisen und die Hohlräume (1) über die Hohlraumöffnungen (2) fluidisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise um ein Durchströmen der Hohlräume (1) mittels eines Fluids zu ermöglichen.
Bauteil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlkörper (100) zumindest drei Hohlraumöffnungen (2) aufweist, vorzugsweise zumindest einen Einlass und zumindest einen Auslass.
Bauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlkörper (100) zumindest eine sich zur Außenseite (701) des Bauteils (10) hin öffnende Hohlraumöffnung (2) aufweist, vorzugsweise um ein Ausströmen eines Gases aus dem Bauteil (10) und/oder einen Abtransport eines Gases über das Bauteil (10) zu ermöglichen.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlraumöffnungen (2) über eine Kopplungskonstruktion fluidisch miteinander verbunden sind und vorzugsweise die Kopplungskonstruktion zumindest eine Hülse (1201, 1203) und/oder Ausstülpung umfasst.
Bauteil (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungskonstruktion zwei ineinandergeschobene Hülsen (1201, 1203) und/oder Ausstülpungen umfasst.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine Installationsleitung durch zumindest einige der Hohlraumöffnungen (2) erstreckt.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (1) unterschiedlich groß ausgebildet sind und/oder eine Größenordnung von 10mm bis 250mm aufweisen, vorzugsweise von 75mm bis 250mm.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Hohlkörper (100) übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind, und/oder - benachbarte Hohlkörper (100) miteinander in Eingriff sind.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) durch die fluidisch miteinander verbundenen Hohlräume (1) zur Gebäude-Innenraum-Temperierung, zur Gebäude-Innenraum-Belüftung und/oder zur Gebäude-Innenraum-Entlüftung ausgebildet ist und/oder eine Gebäudewand, Gebäudedecke oder Gebäudeboden bildet.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Temperier- und/oder Versorgungseinrichtung zur Verfügung gestellt ist, um die Hohlräume (1) mit einem temperierten Fluid zu durchströmen, und/oder - eine Beaufschlagungseinrichtung zur Verfügung gestellt ist, um einen Abtransport eines Gases über die Hohlraumöffnungen (2) zu ermöglichen.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (1) im Bauteilinneren fluidisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise in einer, zwei oder drei Raumrichtungen.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (100) aus mineralischem Material ausgebildet sind.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Hohlkörper (100) - zumindest ein Fußelement (101) umfassen, und/oder - Befestigungsmittel (103), an denen eine Bewehrung (204, 205, 903) befestigt ist, umfassen.
Bauteil (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußelemente (101) einen Abstand zwischen benachbarten Hohlkörpern (100) und/oder zwischen Hohlkörpern (100) und einer Bauteiloberfläche (11) definieren.
Bauteil (10) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fußelementen (101) zumindest eine Bewehrung (202, 204) befestigt ist.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Hohlraumöffnung (2) sich durch eine von zumindest einem Hohlkörper (100) abstehende Ausstülpung (602) und/oder Hülse (1201, 1203) erstreckt.
Bauteil (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstülpung (602) und/oder Hülse (1201, 1203) aus mineralischem Material ausgebildet ist.
Bauteil (10) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstülpung (602) und/oder Hülse sich bis zur Außenseite (701) des Bauteils (10) erstreckt.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) zumindest eine Verstelleinrichtung (603) aufweist, um eine Fluidströmung durch zumindest eine Hohlraumöffnung (2), vorzugsweise aus dem Bauteil (10) heraus, zu steuern.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlraum (1) in Form eines Helmholtz-Resonators ausgebildet ist und/oder eine strukturierte Innenoberfläche (802) aufweist.
Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest eine Ausstülpung (602) einstückig-integral am zugehörigen Hohlkörper (100) ausgebildet ist, und/oder - das zumindest eine Fußelement (101) und/oder die Befestigungsmittel (103) einstückig-integral am zugehörigen Hohlkörper (100) ausgebildet sind.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einen Hohlkörper (100) zumindest ein Lastanker (1103) integriert ist.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10) - ein Gradienten-Bauteil ist, dessen Gradierung durch die Hohlräume (1) und/oder Hohlkörper (100) gebildet wird, und/oder - ein Gradienten-Betonbauteil oder Mesogradienten-Betonbauteil bildet.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die einzelnen Hohlkörper (100) hohlkastenförmig ausgebildet sind, und/oder - die Hohlräume (1) und/oder Hohlkörper (100) eine quaderförmige oder prismaförmige Grundform aufweisen.
Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Hohlkörper (100) mittels der Fußelemente (101) miteinander in Eingriff sind, vorzugsweise mittels zumindest zweier Fußelement-Paare.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (100) in zumindest zwei oder drei Raumrichtungen verteilt sind und/oder miteinander in Eingriff sind.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Hohlkörper (100) eine Hohlkörper-Wandstruktur aufweisen, die eine Hohlkörper-Hülle bilden und den zumindest einen Hohlraum (1) allseitig umschließen.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest eine Hohlraumöffnung (2) quer in den zugehörigen Hohlraum (1) mündet, - ein Öffnungs- oder Durchlassquerschnitt eines Hohlraums (1) zumindest doppelt so groß ist wie ein Durchlassquerschnitt einer zugehörigen Hohlraumöffnung (2), und/oder - zumindest eine Hohlraumöffnung (2) in der zugehörigen Hohlkörper-Wandstruktur ausgebildet ist.
Bauteil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (100) von einem das Bauteil (10) bildenden mineralischen Material (M) allseitig umschlossen in das Bauteil (10) integriert sind und/oder ein Zwischenraum (S) zwischen den Fußelementen (101) der einzelnen Hohlkörper (100) von einem das Bauteil (10) bildenden mineralischen Material (M) ausgefüllt ist.
Bauteil (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fußelement (101) der einzelnen Hohlkörper (100) sich bis zur Bauteiloberfläche (11) erstreckt und/oder nach unten, nach oben oder seitlich ausgerichtet ist.