DE4429985C2 - Wandelement - Google Patents
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- DE4429985C2 DE4429985C2 DE4429985A DE4429985A DE4429985C2 DE 4429985 C2 DE4429985 C2 DE 4429985C2 DE 4429985 A DE4429985 A DE 4429985A DE 4429985 A DE4429985 A DE 4429985A DE 4429985 C2 DE4429985 C2 DE 4429985C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wandelement ent
sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wandelemente des Hochbaus, jedoch gleichermaßen Decken
und Böden, müssen bekanntlich unter baustatischen Ge
sichtspunkten, jedoch auch gleichermaßen mit Hinblick
auf Wärme- und Schalldämmung ausgeführt und geplant
werden. Hinzu treten Anforderungen betreffend den vor
beugenden Brandschutz, welcher bei Verwendung organi
scher Werkstoffe im allgemeinen besondere Maßnahmen
erforderlich macht, um sicherzustellen, daß von even
tuell entstehenden toxischen Schwelgasen keine Gefahren
ausgehen. Um bei der Errichtung von Bauwerken das Ausmaß
handwerklicher Tätigkeiten mit Rücksicht auf anfallende
Kosten so gering wie möglich zu halten, ist eine Verwen
dung industriell weitgehend vorgefertigter Bauteile
zweckmäßig. Mit zunehmender Vorfertigung solcher Bautei
le schwindet andererseits die bauseitige Flexibilität,
insbesondere bei nachträglichen Änderungsmaßnahmen. Das
Ausmaß industrieller Vorfertigung muß aus diesem Grunde
begrenzt bleiben.
Aus der DE 43 30 762 A1 ist ein
Wandelement für den Hochbau bekannt, welches aus wenig
stens einem, Hohlräume umschließenden, aus einem Geopo
lymer-Werkstoff ausgebildeten Baustein besteht, der im
Außenquerschnitt trapezartig ausgebildet ist, wobei
unter Zwischenanordnung von werkstoffgleichen Paßteilen,
die mit den Bausteinen stofflich homogen, d. h. wiederum
unter Verwendung eines Geopolymer-Werkstoffs verklebt
sind, ebene oder auch polygonal gekrümmte Wandelemente
herstellbar sind. Die bezeichneten Hohlräume können zur
Aufnahme von Installationseinrichtungen, zur Führung
eines Wärmeträgermediums, zur Verbesserung der Wärme-
und Schalldämmeigenschaften, jedoch auch zur statischen
Verstärkung des Wandelements benutzt werden. Auch kann
der Werkstoff des einzelnen Bausteins teilweise als
Schaumwerkstoff und teilweise ungeschäumt eingestellt
sein, so daß die Möglichkeit besteht, mit diesem Wan
dungsteile mit einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit bereit
zustellen, so daß beispielsweise im Fall von Außenwan
dungen diese Teile zur Absorption und Weiterleitung
auftreffender Wärmestrahlung geeignet sind.
Aus der DE 41 24 982 A1 ist ein rohrförmiges, beispiels
weise aus einem Geopolymer-Werkstoff oder Keramik beste
hendes Bauteil bekannt, bei dem Teile des Umfangsberei
chs porös, insbesondere offenporig ausgebildet sind, so
daß dieses Bauteil zur Klimatisierung, insbesondere zur
Be- und/oder Entlüftung von Räumen geeignet ist. Inner
halb dieses Bauteils strömende feuchte Warmluft kann
aufgrund der umfangsseitig teilweise porösen Ausbildung
gleichzeitig zur Raumtemperierung und Raumbefeuchtung
dienen, wobei aus diesen Bauteilen großflächige Wandun
gen hergestellt werden können, über welche gleichzeitig
ein Wärme- und Flüssigkeitsaustausch zwischen dem je
weils zu klimatisierenden Raum einerseits und den Innen
räumen der Bauteile andererseits gegeben ist.
Geopolymer-Werkstoffe sind beispielsweise aus "Ceramic
Matrix for Composites", Ceram. Eng. Sci. Proc., Seiten
835 bis 841, der DE 35 12 515 C2, der DE 32 29 339 C2
und der DE 33 03 409 C2 bekannt. Diese Werkstoffe sind
unter anderem im Bauwesen einsetzbar, und zwar in zahl
reichen Modifikationen, z. B. geschäumt und ungeschäumt,
armiert oder auch unarmiert. Sie weisen im wesentlichen
die Eigenschaften keramischer Werkstoffe auf, wobei
jedoch der für diese letztgenannte Werkstoffgruppe
charakteristische anlagen- und energieintensive Brenn
prozeß entfällt. So können diese Werkstoffe durch Gießen
und Schäumen verarbeitet werden und härten in einer Form
bei Temperaturen unter 100°C aus. Andererseits können
diese Werkstoffe über eine Hochtemperaturbehandlung
nachträglich keramisiert werden.
Aus dem DE 87 17 540 U1 ist ein aus hohlkörperartigen,
im Umfangsbereich über einen polymerhaltigen, gegebenen
falls armierten Zementwerkstoff in Verbindung stehenden
als Ringkörper ausgebildeten Steinen zusammengesetztes
Wandelement bekannt. Die Steine bestehen aus einem
zementhaltigen Leichtbaustoff, einem Gasbeton oder einem
Lehm-Gips-Gemisch, während deren Füllung werkstoffgleich
oder aus einem hochfesten Zementwerkstoff ausgebildet
ist. Die Raumseite dieses Wandelements kann mit einer
Beschichtung aus einem polymerhaltigen Zementwerkstoff
überzogen sein und es können die Steine ferner teilweise
mit Nuten zur Aufnahme von in schalldämmende Umhüllungen
eingebundenen Rohrleitungen oder auch zur Aufnahme von
Befestigungseinrichtungen für Sanitärkomponenten ausge
rüstet sein. Die durchgängigen Hohlräume der Steine
erstrecken sich senkrecht zur Ebene des Wandelements.
Die Zusammensetzung dieser Steine, zu einem Wandelement
ist jedoch mit einem beträchtlichen Arbeitsaufwand
verbunden.
Aus dem DE 18 16 892 U1 ist ein hohlziegelartiges, im
Querschnitt unter anderem die Gestalt eines unregelmäßi
gen Achtecks, jedoch einen symmetrischen Aufbau aufwei
sendes Bauelement bekannt, welches im Umfangsbereich
profiliert ist und unter Zwischenanordnung von Mörtel
schichten mit weiteren Bauelementen zwecks Bildung eines
Wandelements zusammensetzbar ist, wobei in die Mörtel
schichten gegebenenfalls Armierungselemente eingesetzt
sind. Die Bauelemente sind wiederum als Hohlbausteine
ausgebildet. Sie können umfangsseitig und darüber hinaus
stirnseitig aneinandergesetzt werden, wobei die jeweils
umschlossenen Hohlräume fluchtend zueinander verlaufen
und wobei aus derartigen Bauelementen vorgefertigte
Wandungsteile herstellbar sind. Die Hohlräume können als
Lüftungskanäle benutzt werden und ein aus derartigen
Bauelementen zusammengesetztes Wandelement kann ober
und/oder unterseitig Verkleidungsplatten tragen, die
anschraubbar sind. Wesensmerkmal eines solchen Wandele
ments ist in jedem Fall ein Nebeneinander unterschied
lichster Werkstoffe, nämlich Mörtel, Ziegelwerkstoffen
und gegebenenfalls dem Werkstoff der Verkleidungsplat
ten. Darüber hinaus ist der Aufbau eines Wandelements
aus Hohlziegeln bauseitig ebenfalls mit einem beträcht
lichen Arbeitsaufwand verbunden, welcher nicht nur das
Einbringen von Mörtel sondern gleichermaßen auch das
Einbringen jeweils mehrere, stirnseitig aneinanderge
setzte Hohlziegel durchdringende Armierungselemente
betrifft. Hinzu treten Vorgänge, die sich auf das Mon
tieren der Verkleidungsplatten beziehen. Ein in diesem
Sinne zusammengesetztes Wandelement ist werkstofflich
außerordentlich inhomogen zusammengesetzt, so daß ent
sprechend den Umgebungs- und Witterungseinflüssen mit
unterschiedlichem Alterungs- und Verschleißverhalten der
einzelnen Werkstoffkomponenten gerechnet werden muß.
Schließlich ist aus der US 1 796 316 ein weiteres Wand
element bekannt, welches aus einzelnen, seitlich anein
andergesetzten Baustäben besteht, die aus einem faser
artigen, mit einem zementhaltigen Bindemittel versetzten
Werkstoff bestehen. Sie können jedoch auch aus Holz
faserwerkstoffen bestehen. Wesensmerkmal dieser Baustäbe
ist ein zentral angeordneter, sich in deren Längsrich
tung erstreckender zylindrischer durchgängiger Hohlraum,
von dessen Wandungen - sich über die gesamte Länge des
Baustabes erstreckend - radial verlaufende, eine unter
einander gleiche Breite aufweisende Rippen nach außen
vorstehen. Die Vorder- und die Rückseite eines solchen
Wandelements, welches gleichermaßen auch im Rahmen von
Dachstrukturen verwendbar ist, können mit Verkleidungs
elementen verdeckt sein, wobei die, durch aneinanderlie
gende Rippen umgrenzten Hohlräume sowie die zentralen
Hohlräume der Baustäbe zumindest teilweise mit Beton
ausgefüllt sein können und wobei eine Seite des Wandele
ments durch Metallrippen überdeckt sein kann. Auch
dieses Wandelement ist durch ein hohes Maß an werkstoff
licher Inhomogenität gekennzeichnet, wobei entsprechend
der konkreten Wahl des Werkstoffs für die Baustäbe
ferner ein verhältnismäßig hoher organischer Anteil
gegeben ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Wandelement der
eingangs bezeichneten Art bei Wahrung eines hohen Maßes
an bauseitiger Flexibilität mit Hinblick auf montage
technische Gesichtspunkte sowie eine vielseitige bau
technische Nutzung weiter auszugestalten. Gelöst ist
diese Aufgabe bei einem solchen Wandelement durch die
Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
Die als Modulteile von Wandelementen anzusehenden Bau
elemente sind als Baustäbe ausgestaltet, die jeweils
Hohlräume umschließen. Die Flexibilität der Verwendung
dieser Baustäbe wird durch die genannten Hohlräume
sichergestellt, so daß die Baustäbe als solche lediglich
den äußeren Rahmen bilden. Die Baustäbe bestehen aus
einem Geopolymer-Werkstoff und beinhalten aus diesem
Grunde sämtliche Vorzüge dieses Werkstoffs, die unter
anderem in der leichten mechanischen, insbesondere
zerspanenden Bearbeitbarkeit besteht, welches bei nach
träglichen baulichen Änderungen von größter Bedeutung
ist. Diese Vorzüge bestehen weiterhin in der Möglichkeit
der stofflich homogenen Verklebung der Bauelemente
zwecks Bildung von solchen Wandelementen, deren äußere
Struktur als werkstofflich völlig homogen angesehen
werden kann. Die Nutzung der aus diesen Baustäben gebil
deten Wandelemente kann ebenfalls in vielfältiger Weise
innerhalb einer Hochbaustruktur geschehen. In Betracht
kommen z. B. tragende oder auch lediglich mittragende
Wände, Trennwände, jedoch gleichermaßen auch Decken und
Böden, Treppen usw. Unterschiedlichen bauphysikalischen
Anforderungen mit Hinblick auf Statik, Wärme- und
Schalldämmung, jedoch auch der Installationstechnik, der
Klimatisierung und Temperierung von Räumen kann unter
anderem durch dementsprechende Nutzung der Hohlräume der
Baustäbe und durch Konditionierung, insbesondere Struk
turierung des Geopolymer-Werkstoffs in einfacher Weise
Rechnung getragen werden. Die Baustäbe weisen erfin
dungsgemäß eine solche Länge auf, die einer Geschoßhöhe
entspricht. Die genannten Hohlräume können mit Hinblick
auf die Verbesserung der baustatischen Tragfähigkeit mit
Beton, gegebenenfalls in armierter Form gefüllt werden.
Sie können jedoch auch der Aufnahme von Installations
komponenten wie z. B. Rohrleitungen, jedoch auch elektri
schen Leitungen dienen. Schließlich können die Hohlräume
unmittelbar als Medienleitung für Frisch- oder Abwasser,
jedoch auch zur Führung eines Wärmeträgermediums inner
halb eines Heizkreislaufs oder auch für Zwecke der Be-
und Entlüftung sowie der Klimatisierung von Räumen
genutzt werden. In allen diesen Fällen sind die Baustäbe
derart angeordnet und stehen derart miteinander in
Verbindung, daß sich ein, für eine Nutzung als Medien
leitung geschlossenes Leitungsnetzwerk ergibt. Die
Baustäbe sind miteinander verklebt, welches entweder
unter Verwendung wiederum eines Geopolymer-Werkstoffs
geschehen kann, so daß sich eine stofflich homogene
Gesamtstruktur ergibt. Dies kann jedoch grundsätzlich
auch mittels eines Mineralklebers auf der Basis einer
Zement-Polymer-Dispersion geschehen, welch letzteres den
Vorteil einer gewissen Elastizität mit sich bringt.
Die die Vorder- und Rückseite des Wandelements deckenden
Verkleidungselemente können mit den Baustäben verklebt
sein - es kommt jedoch auch eine lösbare Verbindung in
der Form einer Verschraubung in Betracht. Bei teilweiser
Ausbildung der Baustäbe aus einem Geopolymer-Schaumwerk
stoff können diese mit einer Dichte bereitgestellt
werden, welche trotz der einer Geschoßhöhe entsprechen
den Länge keine größeren montage- insbesondere handha
bungstechnischen Probleme mit sich bringt.
Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind auf die geome
trische Ausgestaltung der Baustäbe mit Hinblick auf
ihren Außenquerschnitt gerichtet. Diese werden hiernach
regelmäßig eine rechteckige, eine quadratische oder auch
eine sechseckige Querschnittsgestalt aufweisen.
Im Fall der Ausbildung der Querschnitte der Baustäbe
nach Art regelmäßiger Sechsecke ergeben sich bei seitli
cher Aneinandersetzung derselben zwecks Bildung eines
Wandelements dreieckförmige Ausnehmungen, die wiederum
in vielfältiger Weise nutzbar sind. Diese Nutzung kann
entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 mit Hinblick
auf eine Verbesserung der statischen Tragfähigkeit oder
auch der Quersteifigkeit des Wandelements geschehen. Es
kommt jedoch auch eine Nutzung für Zwecke der Installa
tionstechnik in Betracht.
Die Baustäbe können entsprechend den Merkmalen des
Anspruchs 6 lediglich über einen Teil ihres Umfangs
geschäumt und im übrigen kompakt, d. h. ungeschäumt
eingestellt sein. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß
bei Führung eines Wärmeträgermediums innerhalb der
genannten Hohlräume eine Wärmeübertragung im wesentli
chen nur zu der Seite des Baustabes hin stattfindet, die
kompakt eingestellt ist, wohingegen in den anderen
Richtungen, die durch die geschäumte Einstellung des
Baustabwerkstoffs gekennzeichnet sind, keine nennenswer
te Wärmeübertragung stattfindet. Diese Ausgestaltungs
form kann besonders vorteilhaft im Rahmen von über die
Wandung oder auch den Fußboden erfolgenden Raumbeheizun
gen genutzt werden. Weitere Nutzungsmöglichkeiten beste
hen im Falle der Verwendung im Rahmen von Außenwandungen
darin, daß über die kompakte Seite der Baustäbe auftref
fende Wärmestrahlung absorbiert und über ein innerhalb
des Hohlraumes strömendes Wärmeträgermedium abführbar
und im Rahmen eines Heizungssystems nutzbar ist.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 sind zumin
dest die, den Innenflächen der Hohlräume benachbarten
Schichten der Baustäbe kompakt, d. h. ungeschäumt kondi
tioniert. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die
Hohlräume unmittelbar zur Medienführung genutzt werden.
Grundsätzlich kann jedoch auch die gesamte Oberfläche
des Baustabs in diesem Sinne kompakt ausgebildet sein.
Weitere Modifizierungen betreffen die - in Umfangsrich
tung gesehen - offenporige Einstellung des Werkstoffs
der Baustäbe. Indem eine derartige Ausbildung über
wenigstens einen Teil des Umfangs stattfindet, kann über
diesen auch ein Beitrag zur Raumklimatisierung geleistet
werden, indem nämlich über den Hohlraum ein feuchtes,
d. h. mit Wasserdampf beladenes Wärmeträgermedium geführt
wird, welches aufgrund der offenporigen Ausbildung des
Baustabes in die Umgebung austreten kann. Umgekehrt kann
auf diesem Wege gleichzeitig auch ein Beitrag zur Ent
lüftung, insbesondere zur Abführung schadstoffbeladener
Raumluft geleistet werden. Aufgrund der Vielzahl der
über die offenporige Ausbildung bestehenden Strömungska
näle hat diese Ausführungsform den Vorteil einer ge
ringstmöglichen Geräuschentwicklung.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfüh
rungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsge
mäßen Wandelements;
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Wandelements in Querschnittsdarstellung;
Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung eines erfin
dungsgemäßen Wandelements.
Mit 1 sind in Fig. 1 im Querschnitt rechteckige, aus
einem Geopolymer-Schaumwerkstoff bestehende Baustäbe
bezeichnet, die derart seitlich aneinandergesetzt sind,
daß sich eine ebene Vorder- und Rückseite 3 eines Wand
elements ergeben. Die Baustäbe 1 stehen an ihren Stoß
stellen entweder stoffhomogen, d. h. unter Verwendung
eines Geopolymer-Werkstoffs, der geschäumt oder auch
ungeschäumt eingestellt sein kann oder auch eines mine
ralischen Klebers auf der Basis einer Zement-Polymer-
Dispersion untereinander in Verbindung. Die Verwendung
des letztgenannten Klebstoffs verleiht dem Wandelement
eine erhöhte Elastizität gegenüber Schubbeanspruchungen
parallel zu den Längsseiten der Baustäbe 1.
Die Baustäbe 1 können grundsätzlich eine Länge aufwei
sen, die einer Geschoßhöhe entspricht. Sie können jedoch
auch kürzere Abmessungen haben und stirnseitig zwecks
Bereitstellung der jeweils erforderlichen Länge verklebt
sein. Für diese Verklebung gelten ähnliche Gesichtspunk
te wie für die längsseitige Verklebung, d. h. diese kann
entweder stoffhomogen oder auf der Basis einer Zement-
Polymer-Dispersion erfolgen.
Jeder Baustab 1 beinhaltet einen, sich in dessen Längs
achse erstreckenden, zentrisch angeordneten, im Quer
schnitt kreisförmigen Hohlraum 4, der sich durchgehend
über den gesamten Baustab 1 erstreckt und in vielfälti
ger Weise nutzbar ist.
Eine erste Nutzung kann darin bestehen, daß der Hohlraum
mit Beton 5 gefüllt wird, nämlich mit Ortbeton, der
armiert oder auch unarmiert eingesetzt werden kann. Über
eine solche Betonfüllung wird die statische Tragfähig
keit des Baustabes beträchtlich erhöht, so daß ein
Wandelement, welches wenigstens teilweise aus solchen
Baustäben 1 gebildet wird, deren Hohlräume 4 mit Beton
gefüllt sind, im Rahmen von tragenden oder zumindest
mittragenden Wandungen eingesetzt werden kann.
Während die statischen Eigenschaften dieser Wandung
durch den Beton maßgeblich beeinflußt werden, bestimmen
die guten Wärmedämmeigenschaften des Geopolymer-Schaum
werkstoffs die Wärmedämmwerte des einzelnen Baustabs im
übrigen.
Eine weitere Nutzung der Hohlräume 4 kann darin beste
hen, daß in diesen wenigstens eine Rohrleitung 6 unter
gebracht ist. Es kann sich bei dieser Rohrleitung 6 um
eine solche zur Führung von Frischwasser oder auch
Brauchwasser oder Abwasser handeln. In Betracht kommt
auch eine Rohrleitung eines Heizungssystems, wobei zur
weiteren Verbesserung der Wärmedämmung der Hohlraum 4 im
übrigen mit einem Schaumwerkstoff, vorzugsweise auf
mineralischer Basis ausgeschäumt sein kann.
Die Hohlräume 4 können ferner zur Führung von Elektro
leitungen 7 benutzt werden. Nachdem der Werkstoff der
Baustäbe 1, nämlich der Geopolymerschaum, in einfachster
Weise zerspanend, z. B. durch Bohren, Sägen oder derglei
chen bearbeitbar ist, können auf diese Weise an beliebi
gen Stellen des Baustabes elektrische Schalteinrichtun
gen untergebracht werden, die mit den innerhalb des
Hohlraums 4 aufgenommenen Leitungen zusammenwirken. Im
Bedarfsfall können die durch solche Schalteinrichtungen
bedingten Bohrungen in den Wandungen der Baustäbe glei
chermaßen auch wieder verschlossen werden, nämlich indem
ein den Abmessungen der Bohrung entsprechendes Bauteil
in diese eingesetzt und vorzugsweise stoffhomogen mit
den Wandungen verklebt wird.
Schließlich können die Hohlräume 4 auch als Hohlräume
verbleiben, so daß diese lediglich einen Beitrag zur
Wärme- und Schalldämmung leisten. Es kommt ferner eine
Nutzung der Hohlräume 4 unmittelbar als Medienleitung in
Betracht, wobei in diesem Fall der Werkstoff der Bau
stäbe 1 zumindest in unmittelbarer Umgebung der Innen
wandungen der Hohlräume 4 kompakt, d. h. porenfrei kondi
tioniert ist. Entsprechend der Art der über die Hohlräu
me 4 geführten Medien, z. B. Abgase, saure Kondensate
usw. kann ferner eine besondere Beschichtung der Innen
seite dieser Hohlräume 4 vorgesehen sein.
Die Baustäbe 1 können im Rahmen eines Wandelements
grundsätzlich vertikal angeordnet sein. Gleichermaßen
kommt jedoch auch eine horizontale Anordnung oder auch
eine gemischt vertikale horizontale Anordnung in Be
tracht.
Es besteht ferner die Möglichkeit, die Baustäbe im
Rahmen von Decken, Böden, Treppen und sonstigen, teil
weise horizontal verlaufenden Bauelementen anzuordnen.
Mit 8 sind plattenartige Verkleidungselemente bezeich
net, welche die Vorder- 2 und die Rückseite 3 flächen
haft überdecken und beispielsweise aus kompaktem Geopo
lymer-Werkstoff, Zellkeramikplatten oder auch Klinker
bestehen können. Diese Verkleidungselemente stehen in
Klebeverbindung mit den Baustäben 1, wobei im Fall der
Verkleidungselemente aus Geopolymer-Werkstoff vorzugs
weise eine stofflich homogene Verklebung in Betracht
kommt. Grundsätzlich kann jedoch auch im Rahmen dieser
Verklebung ein mineralischer Kleber auf der Basis einer
Zement-Polymer-Dispersion verwendet werden. Schließlich
können die Verkleidungselemente 8 auch lösbar, z. B.
durch Verschraubung mit den Baustäben in Verbindung
stehen. Dies bietet sich dann an, wenn mit häufigen
Wartungsarbeiten oder auch mit Änderungen an den, sich
innerhalb der Hohlräume 4 erstreckenden Installations
einrichtungen, zu rechnen ist.
Die Verkleidungselemente 8 können ferner auch aus Pro
filblechen bestehen und es besteht ferner die Möglich
keit, hier Plattenelemente aus armiertem Geopolymer-
Werkstoff zu verwenden.
Die Baustäbe des obigen Ausführungsbeispiels sind da
durch gekennzeichnet, daß diese werkstofflich homogen
beschaffen sind, insbesondere werkstofflich homogen
strukturiert sind. Dies bedeutet, daß diese allseitig
gleiche Wärmedämmeigenschaften sowie Wärmespeicher- und
Wärmestrahlungsabsorptionseigenschaften aufweisen.
Insbesondere wenn die Hohlräume 4 als flächenhaftes
Netzwerk zur Führung eines Wärmeträgermediums, z. B. Luft
benutzt werden, die entweder mittels eines Gebläses
zwangsgeführt oder einer reinen Konvektionsströmung
unterliegt, besteht die Möglichkeit, die einzelnen
Baustäbe auf einer Seite aus kompaktem, d. h. ungeschäum
tem Geopolymer-Werkstoff und auf der anderen Seite
geschäumt auszubilden. Über die erstgenannte Seite kann
der Baustab somit Wärmestrahlung absorbieren, wobei in
diesem Fall eine dunkle Einfärbung zweckmäßig ist, wobei
diese absorbierte Wärme über das innerhalb der Hohlräume
4 strömende Medium aufgenommen und zu Zwecken der Gebäu
detemperierung benutzt werden kann. Es besteht auf diese
Weise die Möglichkeit, im Rahmen eines Gebäudes die, der
Sonnenseite zugekehrte Seite der Wandungen, insbesondere
deren Baustäbe außenseitig aus massivem Geopolymer-
Werkstoff auszubilden, auf der, der Sonnenseite abgekehr
ten Seite hingegen die Baustäbe innenseitig massiv
auszubilden. Falls die Hohlräume 4 der Baustäbe -
bezogen auf wenigstens einen Teil der Gebäudekonstruk
tion ein geschlossenes Rohrleitungsnetzwerk bilden,
besteht auf diese Weise die Möglichkeit, über die
sonnenzugekehrte Seite der Baustäbe Wärmestrahlung,
nämlich Sonnenstrahlung zu absorbieren und mittels
dieser Wärme über das in den Hohlräumen 4 strömende
Wärmeträgermedium eine Beheizung auch der sonnenabge
kehrten Seite des Gebäudes vorzunehmen.
Der Geopolymer-Werkstoff bietet jedoch ferner auch die
Möglichkeit einer offenporigen Einstellung, womit eine
gewisse Gasdurchlässigkeit erreichbar ist. Diese Eigen
schaft der Baustäbe kann zur Klimatisierung von Räumen
benutzt werden, indem innerhalb der Hohlräume 4 bei
spielsweise ein Luft-Wasserdampf-Gemisch strömt, welches
über die Poren der Baustäbe nicht nur zur Temperierung,
sondern auch zur Raumluftbefeuchtung benutzt wird. Im
umgekehrten Sinne kann über die Porosität auch eine
Entlüftung, insbesondere eine Abführung schadstoffbela
steter Luft erreicht werden. Ersatzweise für eine derar
tige offenporige Einstellung der Baustäbe über wenig
stens einen Teil ihres Außenumfangs können naturgemäß
auch einzelne Öffnungen vorgesehen sein, über welche der
Hohlraum 4 mit der jeweiligen Innenraumatmosphäre des
Gebäudes in einer Austauschbeziehung steht.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Wand
elements unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1
zunächst einmal darin, daß anstelle von rechteckigen
oder auch quadratischen Baustäbe 9 eingesetzt sind,
deren Querschnitte jeweils die Gestalt eines regelmäßi
gen Sechsecks aufweisen. Die Baustäbe sind wiederum als
Hohlbauteile ausgebildet und umfassen einen, sich in
deren Längsachse erstreckenden, im Querschnitt kreisför
migen Hohlraum 10. Die Baustäbe 9 sind jeweils mit einer
ihrer Umfangsseiten seitlich aneinandergesetzt, und zwar
entweder unter stofflich homogener Verklebung oder unter
Verwendung eines mineralischen Klebers auf der Basis
einer Zement-Polymer-Dispersion und bestehen vorzugswei
se aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff. Sie können im
übrigen eine geschoßhohe Ausführung aufweisen oder aus
mehreren, stirnseitig in gleicher Weise miteinander
verklebten Segmenten bestehen.
Neben einer vertikalen Anordnung der Baustäbe 9 kommt
gleichermaßen auch eine horizontale in Betracht und die
aus diesen gebildeten Bauteile können im Rahmen von
Wandungen, und zwar tragenden, mittragenden oder auch
reinen Trennwänden, Böden, Decken und Treppen Verwendung
finden.
Die genannten Hohlräume 10 können wiederum in gleicher
Weise wie diejenige des Beispiels 1 benutzt werden. In
Betracht kommt hiernach eine Füllung aus Beton 5, womit
eine Verstärkung der statischen Tragfähigkeit erreicht
wird oder eine sonstige Nutzung des Hohlraumes zur
Unterbringung von Installationseinrichtungen, z. B.
elektrischen Leitungen, Rohrleitungen oder auch eine
unmittelbare Nutzung des Hohlraumes 10 als Medienlei
tung.
Aufgrund der Querschnittsgeometrie der sechseckigen
Baustäbe 9 ergeben sich in der Vorder- 11 und der Rück
seite 12 im Querschnitt dreieckförmige Ausnehmungen 13,
die ebenfalls in vielfältiger Weise nutzbar sind. So
kommt hier beispielsweise eine Füllung aus Beton 14 in
Betracht, gegebenenfalls in armierter Form. Gleicherma
ßen können diese Ausnehmungen 13 auch zur Unterbringung
von Installations- und Rohrleitungen benutzt werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der statischen
Eigenschaften des aus diesen Baustäben 1 gebildeten
Wandelements besteht darin, in diese Ausnehmungen 13
Profilteile aus Stahl einzubringen, die entweder als
dreieckförmige Hohl-Profilteile 15 oder als Winkel-
Profilteile 16 ausgebildet sind. Auch die, durch die
Profilteile 15, 16 jeweils umgrenzten Hohlräume sind in
oben aufgeführter Weise nutzbar.
Mit 17 sind wiederum Verkleidungselemente bezeichnet,
die in gleicher Weise wie die Verkleidungselemente 8
gemäß Fig. 1 beschaffen sind.
Fig. 3 schließlich zeigt insoweit eine Variante eines
Baustabes 18, der wiederum aus einem Geopolymer-Schaum
werkstoff besteht, bei welchem ein zylindrischer Hohl
raum 19 teilweise in einer Oberfläche endet, so daß der
Hohlraum 19, dessen Längsachse sich parallel zu der
Außenseite 20 des Baustabes 18 erstreckt, von dieser
Außenseite her zugänglich ist. Diese Außenseite 20 ist
wiederum durch ein Verkleidungselement 21 abgedeckt,
welches in gleicher Weise wie die Verkleidungselemente
8, 17 beschaffen und an dem Baustab 18 befestigt ist.
Der Baustab 18 kann im übrigen eine Breitenabmessung
haben, die derjenigen eines üblichen Wandelements ent
spricht.
Die Nutzung des Hohlraumes 19 kann im übrigen in glei
cher Weise wie bei den vorangegangenen Ausführungsbei
spielen erfolgen. Lediglich beispielhaft ist in Fig. 3
eine Elektroleitung 7 eingezeichnet.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eignet sich
unter anderem zur Nutzung als Baustein eines Heizungs
systems, wobei innerhalb des Hohlraumes 19 ein Wärmeträ
germedium strömt, wobei das Verkleidungselement 21 aus
massivem, d. h. ungeschäumt eingestelltem Geopolymer-
Werkstoff besteht, so daß in Richtung des Verkleidungs
elements 21 gute Wärmeübertragungseigenschaften beste
hen, in der übrigen Richtung hingegen aufgrund der
Schaumeigenschaften des Geopolymer-Werkstoffs des Bau
stabes 18 hingegen nicht. Gleichermaßen kann diese
Konstellation auch im Rahmen einer Außenwand eingesetzt
werden, wobei über das Verkleidungselement 21, insbeson
dere in Verbindung mit einer dunklen Einfärbung auftref
fende Wärmestrahlung absorbiert wird und über das inner
halb des Hohlraumes 19 strömende Wärmeträgermedium
abgeführt und einer Verwendung im Rahmen eines Heizungs
systems zugeführt wird.
Eine weitere Verwendung dieses Prinzips kann im Rahmen
einer Fußbodenheizung bestehen, bei welcher das Verklei
dungselement 21 die obere, zur Wärmeübertragung bestimm
te Schicht bildet und wobei die Baustäbe 18, insbesonde
re deren Hohlräume 19 ein den Boden gleichmäßig unterla
gerndes, flächenhaftes Netzwerk bilden.
Claims (8)
1. Wandelement für den Hochbau,
- - bestehend zumindest aus einem, einen durchgehenden Hohlraum (4,10,19) umschließenden, Bus einem Geopo lymer-Werkstoff ausgebildeten Bauelement,
- - wobei zumindest Seitenwandungen des Bauelements zur Verbindung mit anderen Bauelementen zwecks Bildung des Wandelements bestimmt und ausgestaltet sind,
- - wobei die Vorder- (2, 11) und/oder die Rückseite (3, 12) mit Verkleidungselementen (8, 21) bedeckt ist/sind,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bauelemente die Gestalt von Baustäben (1, 9, 18) aufweisen, deren Länge einer Geschoßhöhe entspricht,
- - daß sich die Hohlräume (4, 10, 19) in Längsrichtung der Baustäbe (1, 9, 18) erstrecken sowie zur Aufnahme baustatisch wirksamer Massen wie Beton, zur Aufnah me von Installationseinrichtungen oder als Medien leitung für die Beheizung, die Be- und Entlüftung von Räumen oder zur Führung von Frisch- oder Abwas ser bestimmt und ausgestaltet sind,
- - daß die Baustäbe (1, 9, 18) stofflich homogen mitein ender verklebt und seitlich zwecks Bildung des Wandelements aneinandergesetzt sind und
- - daß die Verkleidungselemente (8, 21) aus Profilble chen oder aus Platten aus Geopolymer-Werkstoff oder Keramik bestehen.
2. Wandelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Baustäbe (1, 9, 18) teilweise aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff bestehen.
3. Wandelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Baustäbe (1) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
4. Wandelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Baustäbe (9) einen, einem regelmäßigen Polygon entsprechenden Querschnitt aufweisen.
5. Wandelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zwischen der Vorder- (11) und/oder der Rückseite (12) angeordneten Verkleidungselementen (8, 21) und den Baustäben (9) Ausnehmungen (13) als Hohlräume ver bleiben, die mit einem baustatisch wirksamen Werkstoff ausgefüllt sind, der Aufnahme von metallischen, die Festigkeit des Wandelements erhöhenden Bauelementen wie Profilteilen (15, 16) oder der Aufnahme von Installationseinrichtungen dienen.
6. Wandelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Baustäbe über den einen Teil ihres Umfangs aus einem Geopolymer-Schaumwerkstoff und über den anderen Teil aus einem ungeschäumt eingestellten Geopolymer-Werkstoff bestehen.
7. Wandelement nach einem der vorangegangenen Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß zumindest die Innenflächen der Hohlräume (4, 10, 19) ungeschäumt konditioniert sind.
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