DE202008007105U1

DE202008007105U1 - Transparente Fassaden und Außenwände

Info

Publication number: DE202008007105U1
Application number: DE200820007105
Authority: DE
Original assignee: ROBATEX GmbH
Current assignee: LUCEM GMBH, DE
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2018-05-28

Abstract

Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand, deren Schichten aus zumindest einer transparenten, zumindest selbsttragenden, Tragschicht, zumindest einer transparenten Wärmedämmschicht und zumindest einer transparenten Deckschicht aufgebaut sind, wobei die transparente Wärmedämmschicht zwischen einer transparenten Tragschicht und einer transparenten Deckschicht angeordnet ist, und die zumindest eine Tragschicht zur vertikalen Abtragung von Lasten ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet eine transparente Fassade bzw. Außenwand, welche aus einer transparenten Tragschicht, z. B. aus lichtleitendem Beton, einer transparenten Wärmedämmschicht und einer transparenten Deckschicht, z. B. aus Glas, Kunststoff oder ebenfalls aus lichtleitendem Beton, besteht. Die Fassade weist die besondere Eigenschaft auf, dass sie transparent ist und trotzdem die hohe Festigkeit besitzt, vertikale Lasten aus ihrem Eigengewicht und zusätzlich aus aufliegenden Bauteilen, z. B. Geschossdecken, abzutragen. Die Fassade kann somit und durch die Wärmedämmung als tragende Außenwand bzw. tragende Fassade eingesetzt werden.
Verbundbauteile in der Art von sogenannten Sandwichstrukturen, bestehend zumindest aus zwei Deckschichten und einer leichten Zwischenschicht sind schon lange aus dem Bereich des konstruktiven Leichtbaus bekannt. Der Zweck von solchen Sandwichstrukturen besteht vorrangig darin, Gewicht zu sparen und trotzdem gute Festigkeitseigenschaften zu erreichen. Die Belastung erfolgt dabei maßgeblich senkrecht zur Plattenebene der Sandwichstrukturen. Zur Lastabtragung ist daher ein guter Verbund von Deckschichten und Zwischenschicht erforderlich, um z. B. Kräfte aus Biegebelastungen aufzunehmen. Die Erfindung einer transparenten Fassade bzw. Außenwand geht nicht in Richtung Leichtbau, sondern ausschließlich in den Bereich des Bauwesens (Hochbau). Die Lastabtragung in der Fassade bzw. Außenwand ist vornehmlich in der Ebene des Bauteils, nicht senkrecht dazu.
Mehrschichtige Bauweisen aus Tragschicht, Wärmedämmung und Deckschicht sind im Bauwesen als doppelschalige Mauerwerkswände lange Zeit bekannt und Stand der Technik. Regional sind solche Bauweisen start verbreitet. Die Erfindung geht von dieser bekannten und bewährten Bauweise aus.
Transparente Wärmedämmungen sind schon seit einigen Jahren im Bereich des Bauwesens bekannt. Sie bestehen z. B. aus aneinandergereihten Röhrchen oder Waben aus transparenten Materialien. Baupraktisch werden nichttragende Fassaden aus Verbundelementen mit transparenten Wärmedämmungen erstellt, welche im Zwischenraum z. B. von Doppelglasscheiben angeordnet werden.
Die von transparenten Wärmedämmungen bekannten Strukturen, z. B. Röhrchen- oder Wabenstrukturen können auch mit nicht transparenten Materialien, zu leichten, selbsttragenden Verbundstrukturen kombiniert werden. In DE 83 22 136 ist eine solche Sandwich-Struktur mit Deckschichten aus Metall, z. B. Aluminium, und einer Zwischenlage aus gleichgerichteten Röhrchen benannt, die bei möglichst niedriger Dichte hohe (Biege)Festigkeitswerte aufweisen soll.
Aus DE 10 2004 063 802 ist ein transparentes, mehrschichtiges, multifunktionales Wandelement bekannt, das aus mindestens zwei im Wesentlichen transparenten Plattenelementen und mindestens einem im Wesentlichen transparenten Verbindungsmittel besteht, wobei das Verbindungsmittel sandwichartig zwischen den transparenten Plattenelementen angeordnet ist mit dem Zweck, diese so zu verbinden, dass eine Absturzsicherheit gewährleistet wird. Verwendung findet das Element vorrangig zur Luftschalldämmung, z. B. neben Hochgeschwindigkeitsstrecken.
Aus DE 198 15 969 ist ein Bauteil aus einer transparenten Wärmedämmung und Marmor bekannt, das aus mindestens einer durchscheinenden Scheibe und einem transparenten Wärmedämm-Element besteht, wobei die durchscheinende Scheibe vorzugsweise aus Gestein, z. B. Marmor, besteht. Kennzeichen der Gesteinsscheibe ist, dass diese, um die Transparenz zu gewährleisten, sehr dünn ist, der Erfindung nach zwischen 0,5 und 20 mm Dicke. Hierbei wird der Effekt zu Nutze gemacht, dass gewisse Natursteine bei geringer Dicke eine Lichtdurchlässigkeit er reichen. Vertikale Drucklasten können daher nur in sehr begrenztem Ausmaß (Knickgefahr) und nur über eine Belastung des kompletten Verbundbauteils aus Deckschichten und Zwischenschicht aufgenommen werden. Eine Belastung im Sinne von tragenden Wänden ist, bei Wahrung der Transparenz der Gesteinsscheiben, nicht möglich.
Ähnliches ist bekannt aus DE 203 03 610 bei dem ein lichtdurchlässiges Trägerelement zwischen zwei Schichten aus Naturstein oder Kunststein eingebettet ist, bei dem aber wie in DE 198 15 969 die an sich lichtundurchlässigen Steinschichten erst durch eine sehr geringe Dicke transparent werden.
Lichtleitender Beton, d. h. Beton, der mit Hilfe von eingebetteten optischen Fasern, z. B. Glasfasern oder Polymerfasern, transparent wird, ist ursprünglich bekannt aus DE 93 10 500 . Die Dicke des Bausteins spielt dabei keine Rolle mehr für die Lichtleitung, da die Lichtleitung durch die Fasern bei den bauüblichen Mauersteinstärken quasi verlustfrei erfolgt.
Ebenso sind lichtleitender Beton sowie Herstellverfahren für lichtleitenden Beton bekannt aus WO 03/097954 und WO 2007/096083 . Explizit als Fassadenbaustein ist lichtleitender Beton benannt in DE 20 2006 000 028 .
Alle genannten Schriften zum Lichtleitenden Beton nennen jedoch keine Ausführung tragender Fassaden bzw. Außenwände mit einer Wärmedämmung und einer Deckschicht, bei denen die Lichtleitung durch den gesamten Bauteilquerschnitt gewährleistet ist.
Für eine Variante des lichtleitenden Betons ist bekannt, dass transparente Fasern oder transparente Stäbe durch eine Wärmedämmung, z. B. aus einem Hartschaum, hindurch gesteckt werden oder in vorbereitete Bohrungen im Schaum eingelassen werden. Anschließend werden die lichtleitenden Stäbe oder Fasern an einer oder beiden Seiten des Schaums mit Beton vergossen werden und die Oberflächen plan geschliffen. Alternativ kann der Hohlraum zwischen zwei Betonschichten mit durchgehenden, einbetonierten lichtleitenden Stäben ausgeschäumt werden. Alle diese Ansätze funktionieren jedoch nur mit Fasern oder Stäben mit ausreichend großer Steifigkeit und damit großen Durchmessern. Zudem ist die Herstellung solcher Elemente nur mit sehr großem zeitlichen und wirtschaftlichem Aufwand möglich.
Die nicht gelösten Aufgabenstellungen an eine einfache und preisgünstige sowie flexibel zu realisierende Ausführung einer lastabtragenden und dennoch transparenten Fassade bzw. Außenwand werden durch die Merkmale der Ansprüche dieser Erfindung gelöst. Die Kombination von transparenten Wärmedämmungen mit lichtdurchlässigen Betonelementen ermöglicht es, transparente tragende Außenwandkonstruktionen zu erstellen, die sowohl den Ansprüchen an eine ausreichende Wärmedämmung wie auch den Ansprüchen an eine vertikale Lastabtragung und an eine einfache Ausführung auf der Baustelle gerecht werden.
Die erfindungsgemäßen Merkmale der Fassade bzw. Außenwand sowie vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Schutzansprüchen näher gekennzeichnet.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Er wird darauf hingewiesen, dass die Figuren einige vorteilhafte Ausführungsvarianten zeigen, die Erfindung jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
1: Transparente Fassade mit je einer Tragschicht, Wärmedämmschicht und Deckschicht.
2: Transparente Fassade mit zwei Tragschichten, einer Wärmedämmschicht und einer künstlichen Lichtquelle zwischen den Tragschichten Die Abbildung in 1 stellt eine transparente Fassade bzw. Außenwand 8 dar, die aus einer transparenten Tragschicht 1, einer transparenten Wärmedämmschicht 2 und einer transparenten Deckschicht 3 besteht. Die transparente Tragschicht besteht hier aus Mauersteinen oder Mauerblöcken aus lichtleitendem Beton und ist belastet durch das Eigengewicht aus dem Beton und durch die Auflast aus der Geschossdecke 4. Die transparente Wärmedämmschicht 2 ist zwischen der transparenten Tragschicht 1 und der transparenten Deckschicht 3 (hier Wetterschutzschicht aus Glas) angeordnet. Das Sonnenlicht 5 durchdringt nacheinander die Glasscheibe 3, den Luftraum zwischen Wärmedämmung 2 und Glasscheibe 3, die transparente Wärmedämmung 2 und dann die lichtdurchlässige Tragschicht 1 aus lichtleitendem Beton. Weil die Lichtverluste durch die Glasscheibe 3 und die transparente Wärmedämmung 2 gering sind, dringt genügend Licht auf den Lichtleitenden Beton 1, so dass auf eine künstliche Lichtquelle verzichtet werden kann.
Die Abbildung in 2 stellt eine weitere Ausführung einer transparenten Fassade bzw. Außenwand 8 dar, die aus einer transparenten Tragschicht 1, einer transparenten Wärmedämmschicht 2 und einer transparenten Deckschicht 7 besteht. Die transparente Tragschicht 1 besteht hier wiederum aus Mauersteinen oder Mauerblöcken aus lichtleitendem Beton und ist belastet durch das Eigengewicht aus dem Beton und durch die Auflast aus der Geschossdecke 4. Die transparente Wärmedämmschicht 2 ist zwischen der transparenten Tragschicht 1 und der transparenten Deckschicht 7 angeordnet. Die transparente Deckschicht 7 ist hier als Tragschicht ausgebildet und besteht hier ebenfalls aus lichtleitendem Betonsteinen als selbsttragende Vormauerschale. Zwischen dieser Vormauerschale und der Wärmedämmung 2 ist noch eine künstliche Lichtquelle 6 angeordnet, so dass Licht sowohl ins Rauminnere durch die transparente Wärmedämmung 2 und die transparente Tragsschicht 1 als auch nach außen (vor allem bei Nacht) durch die transparente Vormauerschale dringt. Das Sonnenlicht reicht im Regelfall nicht aus, beide Tragschalen 1, 7 zu durchdringen. weil die Lichtverluste schon beim durchdringen einer einzigen lichtdurchlässigen Betonschicht zu groß sind.

1: transparente Tragschicht
2: transparente Wärmedämmung
3: transparente Deckschicht
4: Geschossdecke
5: natürliche Lichtquelle
6: künstliche Lichtquelle
7: transparente Deckschicht als (hier nur selbstragende) Tragschicht
8: transparente Fassade (Außenwand)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 8322136 [0005]
- DE 102004063802 [0006]
- DE 19815969 [0007, 0008]
- DE 20303610 [0008]
- DE 9310500 [0009]
- WO 03/097954 [0010]
- WO 2007/096083 [0010]
- DE 202006000028 [0010]

Claims

Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand, deren Schichten aus zumindest einer transparenten, zumindest selbsttragenden, Tragschicht, zumindest einer transparenten Wärmedämmschicht und zumindest einer transparenten Deckschicht aufgebaut sind, wobei die transparente Wärmedämmschicht zwischen einer transparenten Tragschicht und einer transparenten Deckschicht angeordnet ist, und die zumindest eine Tragschicht zur vertikalen Abtragung von Lasten ausgebildet ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abtragbaren Lasten zusätzlich zum Eigengewicht aus horizontal gerichteten Verkehrslasten, z. B. Windlasten herrühren können.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abtragbaren Lasten zusätzlich zum Eigengewicht aus Eigengewicht und Verkehrslasten von aufliegenden Bauteilen, z. B. einer Geschossdecke, herrühren.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine transparente Tragschicht aus lichtleitendem Beton aufgebaut ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtleitende Beton mauersteinartig oder plattenförmig ausgebildet ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus lichtleitendem Beton geschosshoch ausgebildet sind.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einzig die zumindest eine Tragschicht zum Abtragen von vertikalen Lasten ausgebildet ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine transparente Deckschicht als weitere transparente Tragschicht ausgebildet ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine transparente Deckschicht als Wetterschutzschicht ausgebildet ist.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine transparente Deckschicht aus Glas besteht.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassade zumindest teilweise aus einzelnen Verbundsegmenten aus Tragschicht, Wärmedämmschicht und Deckschicht besteht.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassa denschichten nicht kraftschlüssig zur Übertragung von Lasten miteinander verbunden sind.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fassadenschichten Lufträume angeordnet sind.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere künstliche Lichtquellen zwischen der zumindest einen Tragschicht und der zumindest einen Deckschicht angeordnet sind.
Transparente mehrschichtige multifunktionale Fassade bzw. Außenwand nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Schichtstärken der transparenten Tragschicht zur Schichtstärke der transparenten Wärmedämmung variabel ist.