DE4403242C2 - Wände für ein mehrgeschossiges Bauwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Wände für ein mehrgeschossiges Bau­ werk, wobei wenigstens die Außenwände aus vorgefertigten, tragenden, mindestens geschoßhohen Großtafel-Wandelementen von mindestens etwa 5 m Länge bestehen und die Großta­ fel-Wandelemente ein tragendes, aus Horizontalträgern und Vertikalstützen aus Metallprofilen bestehendes starres Skelett mit daran z. B. mittels Schrauben befestig­ ter Innen- und Außenhaut (sowie dazwischen angeord­ neter Isolierung umfassen und - gegebenenfalls unter Einfügung von horizontalen Decken- und Bodenelementen - aufeinandergesetzt sind.

Bei bekannten Wänden dieser Art (EP 0 083 276 A1) sind die Wandelemente gewöhnlich kleiner ausgebildet und werden in "Modul-Bauweise" eingesetzt, wobei bei einem "Modul" die Geschoßhöhe etwa gleich der Horizontalerstreckung des Wandelementes ist, dieses Element also eigentlich nicht als "Großtafel-Wandelement" bezeichnet werden kann.

Das bekannte Wandelement besteht aus drei Schichten, die ihrerseits jeweils aus U-Metallprofilen bestehen, welche ihrerseits ausschließlich endweise miteinander verschweißt sind. Es ist klar, daß auf diese Weise aus relativ schwa­ chen U-Profilen kein in sich starres, verwindungssteifes Großtafel-Wandelement mit einer Länge von mindestens 5 m hergestellt werden kann. Bei dem bekannten Wandelement ist weiterhin die Befestigung der Innen- und Außenhaut schwie­ rig. Vor allem aber steht bei den bekannten Wänden der ge­ nannten Art der Gesichtspunkt ihrer Unbrennbarkeit nicht im Vordergrund, was aber die Voraussetzung für die Einord­ nung in bestimmte Baustoffklassen und die Errichtung mehr­ geschossiger Bauwerke zu bestimmten Zwecken (z. B. Schul- und Krankenhäuser) ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Wände vorzu­ schlagen, welche nichtbrennbare Großtafel-Wandelemente um­ fassen, die auch eine Bauweise mit mehreren Geschossen, beispielsweise im Krankenhaus-, Schulhaus- und Bürogebäu­ debau, gestatten.

Die Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Wänden durch die Er­ findung dadurch gelöst, daß

• a) die Horizontalträger und die Vertikalstützen jeweils aus einem einzigen Metallprofil mit flach-recht­ eckigem, I- oder U-förmigem Querschnitt bestehen;
• b) mit den Metallprofilen der Horizontalträger und Vertikalstützen Haltebleche mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2,5 mm Dicke fest verbunden sind, die sich an den Horizontalträgern und den Vertikalstützen entlang sowie auch außer­ halb der Horizontalträger und Vertikalstüt­ zen in horizontaler und vertikaler Richtung erstrecken;
• c) auch zwischen den Metallprofilen und Halteblechen die Isolierung aus einem nichtbrennbaren Material angeordnet ist; und
• d) die ebenfalls nichtbrennbare Innen- und Außenhaut jeweils an den Halteblechen durch Ver­ schraubung, Vernietung oder Verstiftung befestigt ist.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor­ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit bei liegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine abgebrochene Vorderan­ sicht eines mehrgeschossigen Bauwerkes in Großtafel-Bauweise (Baustoffklasse A);

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Aus­ führungsform;

Fig. 7 eine Alternative zu Fig. 5;

Fig. 8 eine weitere Abwandlung mit Bezug auf Fig. 5;

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in Fig. 1;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 in Fig. 1;

Fig. 11 eine alternative Ausführungsform mit Be­ zug auf Fig. 10;

Fig. 12 eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 in Fig. 1;

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie 13-13 in Fig. 1; und

Fig. 14 eine Schnittansicht entlang der Linie 14-14 in Fig. 1.

Die in Fig. 1 in abgebrochener Fassadenansicht darge­ stellte Außenwand eines mehrgeschossigen Bauwerks besteht aus neben- und übereinander angeordneten Großtafel-Wand­ elementen 1. Diese Wandelemente 1 sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, geschoßhoch (beispielsweise etwa 2,5 m) und haben eine Länge von mindestens etwa 5 m bis zu etwa 15 bis 20 m, beispielsweise etwa 7,5 m. Wie dargestellt, kann ein solches Großtafel-Wandelement 1 z. B. drei nebeneinan­ der liegende, miteinander verbundene Felder umfassen, näm­ lich ein geschlossenes Feld ohne Fenster, ein Feld mit einfachem Fenster und ein Feld mit Doppelfenster. Auch an­ dere Aufteilungen sind möglich.

Die Wandelemente 1 werden in der Fabrik vollständig vorge­ fertigt und von dort zur Baustelle transportiert, wo sie unter Einfügung von Geschoßzwischenböden und -decken rela­ tiv rasch zu einem Bauwerk aufeinandergesetzt werden kön­ nen. Die Wandelemente 1 sind starr und verwindungssteif ausgebildet, so daß sie tragende Eigenschaften haben und das Bauwerk aus ihnen ohne bleibendes inneres Stahl- oder Stahlbetongerüst errichtet werden kann. Die Großtafel- Wandelemente 1 sind in noch zu beschreibender Weise voll­ ständig aus nichtbrennbaren Materialien gefertigt, so daß aus ihnen auch in Spezialfällen, z. B. im Schul- und Kran­ kenhausbau, Gebäude mit zwei, drei oder mehr Geschossen aufgeführt werden können. Die Großtafel-Wandelemente 1 können auch mit Türen (z. B. Balkontüren) versehen werden.

Die Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, während die Fig. 3 und 4 jeweils ver­ größert Ausschnitte aus Fig. 1 mit strukturellen Einzel­ heiten der Großtafel-Wandelemente 1 zeigen.

Jedes Großtafel-Wandelement 1 umfaßt ein inneres, starr und verwindungssteifes Skelett aus horizontal verlaufenden Trägern, nämlich unteren Trägern 2, auch Schwellen ge­ nannte oberen Trägern 3, auch als Pfetten bezeichnet, und diese horizontalen Träger miteinander verbindenden verti­ kalen Stützen 4, wobei die Wandelemente 1 in Fig. 1 je­ weils zwei an den Stirnseiten gelegene, äußere Stützen 4 sowie zwei zwischen diesen angeordnete Stützen 4 umfassen. Die Träger 2, 3 und Stützen 4 bestehen aus nichtbrennbaren Metallprofilen, vorzugsweise Stahlprofilen mit z. B. flach­ rechteckigem, I- oder U-Querschnitt. Sie sind, z. B. durch Verschweißung, fest miteinander verbunden.

Mit den aus diesen Metallprofilen bestehenden Horizontal­ trägern 2, 3 und Vertikalstützen 4 sind nichtbrennbare Halteprofile (der Baustoffklasse A) in Form von Halteble­ chen 5 verbunden, wie beispielsweise in Fig. 5 im Zusam­ menhang mit einer I-förmigen, im Inneren eines Großtafel- Wandelementes 1 gelegenen Vertikalstütze 4 dargestellt. Zwei beidseits rechtwinklig abgebogene Haltebleche 5 sind mit der Vertikalstütze 4 durch Verschweißung oder in ande­ rer Weise fest verbunden. Die Haltebleche können eine Dicke von beispielsweise etwa 0,5 bis 2,5 mm haben. Sie dienen der Befestigung einer nichtbrennbaren Innenhaut 6 sowie einer ebenfalls nichtbrennbaren Außenhaut 7, welche das betreffende Großtafel-Wandelement 1, beispielsweise unter Aussparung von Fensteröffnungen, vollständig über­ decken. Die Innenhaut 6 kann beispielsweise aus zwei Gips­ karton- oder Gipsfaserplatten 8, 9 bestehen, die mit Hilfe von Blechtreibschrauben 11 an die ihnen zugewandten Flä­ chen der Halteprofile 5 aufgeschraubt sind. Auch eine Ver­ nietung, Verstiftung, z. B. durch angeschossene Stahlnägel, oder Verklebung der Platten 8, 9 mit den Halteblechen 5 ist möglich. Es ist ferner möglich, lediglich die innere Platte 9 der Innenhaut mit dem Halteblech 5 zu verbinden, z. B. zu verschrauben′ und die äußere Platte 8 auf die in­ nere Platte 9 aufzukleben. Die Außenhaut 7 besteht aus ei­ ner innen gelegenen nichtbrennbaren Gipsfaserplatte 12 mit außen gelegener, ebenfalls nichtbrennbarer oder schwer entflammbarer, spezieller Isolierschicht 13, z. B. aus Sty­ ropor, wobei auf die Isolierschicht 13 ein mineralischer oder aus Kunststoff bestehender Verputz 14 aufgebracht sein kann. Die Gipsfaserplatte 12 und die der Wärmedämmung dienende Isolierschicht 13 sind wiederum mit Hilfe von Blechtreibschrauben oder in anderer Weise an entsprechen­ den Halteblechen 5 befestigt. Die Innenhohlräume der so gebildeten Großtafel-Wandelemente 1, insbesondere auch die Räume zwischen den Vertikalstützen 4 und den Halteblechen 5 sind mit nichtbrennbarem Wärmedämmaterial 15 - gegebe­ nenfalls mit Dampfsperre - gefüllt, insbesondere Mineral­ wolle, beispielsweise in Form von Glasfaser- oder Stein­ wolle. Die in Fig. 5 dargestellten Haltebleche 5 können die Vertikalstützen 4 über deren gesamte Längserstreckung hinweg überdecken. Es genügt jedoch auch, lediglich rela­ tiv kurze Stücke von Halteblechen 5 mit den Vertikalstüt­ zen 4 zu verbinden, und zwar lediglich dort, wo die Innen- und Außenhaut 6, 7 mit Hilfe der Blechtreibschrauben 11 befestigt werden soll.

Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, erstrecken sich Halte­ profile in Gestalt von Malteblechen 5 auch außerhalb der Horizontalträger 2, 3 und Vertikalstützen 4 in horizonta­ ler und vertikaler Richtung. Wie Fig. 12 zeigt, dienen diese Haltebleche 5 ebenfalls der Befestigung der Innen- und Außenhaut 6 bzw. 7 an den Wandelementen 1. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, haben in diesem Falle die Haltebleche 5 eine C-förmige Querschnittsform.

Die Fig. 4 zeigt die feste Verbindung eines ein erstes Geschoß bildenden, massiven Großtafel-Wandelements 1 mit einem Fundament 16. Hierzu ist in einfacher Weise der un­ tere, als Flacheisen ausgebildete Horizontalträger 2 des Wandelements 1 mit Hilfe einer Schraube 17 mit dem Funda­ ment 16 verschraubt. Wie weiterhin aus Fig. 4 hervorgeht, ist auf den oberen, einen I-förmigen Querschnitt besitzen­ den Horizontalträger 3 ein Decken- und Bodenelement 18 aufgesetzt und mit diesem, z. B. durch Verschraubung oder Verschweißung, fest verbunden. An seiner gegenüberliegen­ den, in Fig. 4 nicht sichtbaren Seite kann dieses Decken- und Bodenelement 18 mit einem weiteren Großtafel-Wandele­ ment 1 in der gleichen Weise fest verbunden sein, das sei­ nerseits wiederum auf dem Fundament 16 befestigt ist, so daß insgesamt eine in sich stabile und tragende Konstruk­ tion entsteht. Das Decken- und Bodenelement 18 ist bei­ spielsweise eine an sich bekannte Boden-Hohlraumplatte von beispielsweise 1,5 m Breite und bis zu 12 m Länge. Mit der Oberseite des Decken- und Bodenelements 18 ist wiederum in der im Zusammenhang mit dem Fundament 16 beschriebenen Weise ein Großtafel-Wandelement 1 des zweiten Geschosses fest verbunden. Somit lassen sich Bauwerke mit mehreren Geschossen stabil aufführen. Da die Großtafel-Wandelemente 1, wie erläutert, aus nichtbrennbaren Werkstoffen beste­ hen, also in die Baustoffklasse A fallen, können somit auch Schul- und Krankenhäuser sowie Büro- und Wohngebäude mit zwei und mehr Geschossen errichtet werden.

Im übrigen können auch die Decken- und Bodenelemente 18 in entsprechender Weise wie die Großtafel-Wandelemente 1 aus­ gebildet werden, also ein aus Metallprofilen bestehendes Skelett mit Halteprofilen und entsprechender Beplankung und Isolierung umfassen.

Am Boden- und Deckenelement 18 kann, wie ebenfalls aus Fig. 4 ersichtlich, eine herkömmliche Abhängdecke 21 ange­ ordnet werden.

Die Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Aus­ führungsform eines Großtafel-Wandelements 1. Im Gegensatz zu Fig. 5 umfaßt die äußere Lage der Außenhaut 7 in Fig. 6 ein Wellblech 20, das ebenfalls mit zugeordneten Halte­ blechen 5 verschraubt ist. Statt des Wellbleches 20 könn­ ten auch andere bekannte Verkleidungsplatten zum Einsatz kommen. Im übrigen entspricht die Ausführungsform gemäß Fig. 6 derjenigen aus Fig. 5.

In Fig. 7 ist im Unterschied zu Fig. 5 die Vertikalstüt­ ze 4 um 90° gedreht, so daß die beiden Schenkel dieser Stütze parallel zu den Flächen der Innen- und Außenhaut 6 bzw. 7 verlaufen und der Quersteg der Stütze senkrecht zu diesen Flächen gerichtet ist. In diesem Falle sind die Haltebleche 5 C-förmig so ausgebildet, daß sie die Verti­ kalstütze 4 von außen beidseits umschließen und die Innen- und Außenhaut 6 bzw. 7 mit Hilfe von Blechtreibschrauben 11 in der aus Fig. 5 ersichtlichen oder anderer Weise be­ festigt werden kann.

Die Fig. 8 entspricht im wesentlichen der Fig. 7, jedoch sind in Fig. 8 die Haltebleche 5 beidseits auf die Außen­ flächen der Schenkel 22 der Vertikalstütze 4 aufgesetzt und dort, beispielsweise durch Verschweißung, befestigt.

Die Fig. 9 zeigt eine Einzelheit entlang der Schnittlinie 9-9 in Fig. 1 im Bereich eines Fensters. Wie dargestellt, erstreckt sich an der Unterkante des von einem Außenrahmen 23 und einem schwenkbaren Innenrahmen 24 gebildeten Fen­ sters ein C-förmiges Halteprofil 5 im Wandelement 1, wel­ ches in der beschriebenen Weise der Befestigung der Plat­ ten 8, 9 und 12, 13 sowie eines Fenstersimses 25 - gege­ benenfalls mit weiterer Isolierung - dient.

Die Fig. 10 zeigt noch einmal ähnlich wie die Fig. 2 die gegenseitige Verbindung zweier übereinander angeordneter Großtafel-Wandelemente 1 mit einem Decken- und Bodenele­ ment 18, wobei insbesondere auch ersichtlich ist, daß die außen gelegene Stirnkante des Decken- und Bodenelements 18 ebenfalls durch eine Isolierung 27 abgedeckt ist, die mit einer weiteren Isolierleiste 28 versehen sein kann. Insbe­ sondere erkennt man aus Fig. 10 auch, daß an dem oberen Horizontalträger 3 eine Platte 29 fest angeschweißt ist, mit deren Hilfe der Träger 3 und damit das zugehörige Wandelement 1 durch eine Schraube 31 mit der Unterseite des Decken- und Bodenelementes 18 fest verbunden ist. Das in Fig. 1 oben liegende Wandelement 1 ist an seinem unte­ ren Horizontalträger 2 mit Hilfe der bereits erwähnten Schraube 17 am Decken- und Bodenelement 18 befestigt.

Die Fig. 11 zeigt gegenüber Fig. 10 eine abgewandelte Einzelheit, die darin besteht, daß der untere Horizontal­ träger 2 des oberen Großtafel-Wandelementes 1 nicht als Flacheisen, sondern als I-Träger ausgebildet ist, der bei­ spielsweise ebenso wie der obere Horizontalträger 3 in Fig. 10 über eine angeschweißte Platte 29 und eine Schraube 17 mit der Oberseite eines Decken- und Bodenelementes 18 (oder eines Fundaments) verbunden werden kann.

In Fig. 13 ist ein Horizontalträger 3 von I-förmigem Querschnitt dargestellt, der mit Halteblechen 5 in Form einfacher Winkelprofile, z. B. durch Verschweißung, verbun­ den ist. An diesen Winkelprofilen werden die Platten 8, 9 und 12, 13 der Innen- und Außenhaut 6 bzw. 7 in der be­ reits beschriebenen Weise befestigt.

Die Fig. 14 schließlich zeigt die Verbindung zweier mit ihren vertikalen Stirnseiten aneinander stoßender Großta­ fel-Wandelemente 1 entlang der Schnittlinie 14-14 in Fig. 1. Beide Wandelemente 1 schliefen an ihren vertikalen Stirnseiten mit Vertikalstützen 4 von U-förmigem Quer­ schnitt ab. An jeweils einen Schenkel 32 der Vertikalstüt­ zen 4 ist wenigstens eine überstehende Platte 33 ange­ schweißt, die an ihrem überstehenden Bereich mit Schrauben 34 an die jeweils andere Vertikalstütze 4 angeschraubt ist. Zwischen die beiden Schenkel der Vertikalstützen 4 können Abstandhalter 35 eingefügt werden.

In entsprechender und deshalb nicht eigens dargestellter Weise lassen sich auch Ecklösungen an den beschriebenen Großtafel-Wandelementen 1 ausführen. Entweder werden diese Wandelemente mit ihren stirnseitigen Vertikalstützen 4 di­ rekt miteinander verbunden, oder am Bauwerk werden an den Eckkanten Eckstiele fest angebracht, an denen die jeweils anliegenden Stirnseiten der Wandelemente 1 befestigt wer­ den.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen von Großta­ fel-Wandelementen 1 sind die Halteprofile als Haltebleche 5 ausgebildet. Andere nichtbrennbare, ebenfalls verwendba­ re Halteprofile können auch die Gestalt von Leisten aus Gipsfaser- oder Silikatmaterial haben, die einerseits mit den Horizontalträgern und Vertikalstützen, z. B. durch Ver­ klebung, fest verbunden werden, und an denen andererseits, z. B. durch Verschraubung oder wiederum durch Verklebung, die Schichten der Innen- und Außenhaut 6 bzw. 7 befestigt werden.

Die Hauptvorteile der beschriebenen Großtafel-Wandelemente 1 bestehen, kurz zusammengefaßt, in folgendem: wie bereits erwähnt, lassen sich aufgrund der Unbrennbarkeit dieser Wandelemente Bauwerke von mehr als zwei Stockwerken er­ richten, die auch als Schul- und Krankenhäuser sowie als Bürogebäude und Wohnhäuser verwendet werden können. Die Wandelemente sind geschoßhoch und relativ lang, beispiels­ weise bis zu 20 m, so daß zur Ausbildung einer Gebäudefas­ sade relativ wenig Wandelemente benötigt werden. Die Wand­ elemente können kostengünstig zentral in einer Fabrik vor­ gefertigt, rasch zur Baustelle transportiert und dort, z. B. mittels eines Mobilkrans, wiederum sehr rasch und ko­ stengünstig mehrstöckig zusammengefügt werden. Dabei las­ sen sich extrem kurze Bauzeiten erzielen, so daß die Be­ hinderung der Umwelt durch Baustellenlärm und Straßensper­ rung gering ist. So beträgt die Bauzeit bei Verwendung der beschriebenen Großtafel-Wandelemente gegenüber anderen, herkömmlichen Bauweisen lediglich etwa ein Drittel. Durch die zentrale Vorfertigung der Wandelemente in der Fabrik lassen sich konstante bauphysikalische Werte gewährlei­ sten, so daß Feuer- und Schallschutz sowie Wärmedämmung stets in gleichbleibender Weise zuverlässig gesichert sind.

In der voranstehenden Beschreibung ist angenommen, daß ein mehrstöckiges Gebäude Geschoßzwischenböden in Gestalt der Decken- und Bodenelemente 18 umfaßt. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Es lassen sich durch Übereinander­ stellung mehrerer Reihen der beschriebenen Großtafel-Wand­ elemente 1 auch "mehrgeschossige" Hallen ohne Geschoßzwi­ schenböden errichten, die ebenfalls von großer Stabilität sind. Bei Bauwerken mit Innenwänden können auch diese, ebenso wie die Außenwände, aus den beschriebenen Großta­ fel-Wandelementen gebildet werden.

Claims (4)

1. Wände für ein mehrgeschossiges Bauwerk, wobei wenigstens die Außenwände aus vorgefertigten, tragenden, mindestens geschoßhohen Großtafel-Wandelementen (1) von mindestens etwa 5 m Länge bestehen und die Großtafel-Wandelemente ein tragendes, aus Horizontalträgern (2, 3) und Verti­ kalstützen (4) aus Metallprofilen bestehendes starres Skelett mit daran z. B. mittels Schrauben befestigter In­ nen- und Außenhaut (6, 7) sowie dazwischen angeordneter Isolierung (15) umfassen und - gegebenenfalls unter Ein­ fügung von horizontalen Decken- und Bodenelementen (18) - aufeinandergesetzt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Horizontalträger (2, 3) und die Vertikalstützen (4) jeweils aus einem einzigen Metallprofil mit flach-rechteckigem, I- oder U-förmigem Querschnitt bestehen;
• b) mit den Metallprofilen der Horizontalträger (2, 3) und Vertikalstützen (4) Haltebleche (5) mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2,5 mm Dicke fest verbunden sind, die sich an den Horizontalträgern (2, 3) und den Vertikalstützen (4) entlang sowie auch außerhalb der Horizontalträger (2, 3) und Vertikalstützen (4) in horizontaler und vertikaler Richtung erstrecken;
• c) auch zwischen den Metallprofilen und Halteblechen (5) die Isolierung (15) aus einem nichtbrennbaren Materi­ al angeordnet ist; und
• d) die ebenfalls nicht brennbare Innen- und Außenhaut (6, 7) jeweils an den Halteblechen (5) durch Ver­ schraubung, Vernietung oder Verstiftung befestigt ist.

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteprofile (5) lediglich über einen Teil der Längserstreckung der Metallprofile hinweg aufgebracht sind.

3. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebleche (5) die Längserstreckung der Metall­ profile vollständig überdecken.

4. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenhaut (6, 7) jeweils durch Blech­ treibschrauben (11) mit den Halteblechen (5) verbunden ist.