[0001] Die Erfindung betrifft das Dach eines Bauwerkes, insbesondere von gebäudeartigen
Einrichtungen wie Hallen, Messestände, Freiluft-Überdachungen oder dergleichen, mit
einer Hohlkörperkonstruktion mit untereinander verbundenen Wänden aus flexiblem und
zumindest im wesentlichen luftundurchlässigem Material, bei der die Wände in einer
Reihenrichtung längsseits aufeinanderfolgend angeordnete längliche Hohlkammern begrenzen,
die abwechselnd als unter einem Überdruck stehende Überdruckkammern und unter einem
Unterdruck stehende Unterdruckkammern ausgebildet sind, wobei die Wände der Überdruckkammern
von schlauchartigen Hohlkörpern gebildet sind, und wobei zur Bildung der Unterdruckkammern
zwischen in Reihenrichtung jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörpern zwei beabstandete
Membranelemente verlaufen, die zusammen mit den einander zugewandten Wandabschnitten
der schlauchartigen Hohlkörper die Wand der zugeordneten Unterdruckkammer bilden.
[0002] Ein derartig aufgebautes Dach geht beispielsweise aus der WO-A-94/13909 hervor. Es
ermöglicht die Verwirklichung großer freitragender Ausdehnungen, so daß sich große
Flächen überdachen lassen, ohne auf Zwischenstützen angewiesen zu sein. Die Ausgestaltung
aus flexiblem Material gestattet einen einfachen Transport zum Montageort und ermöglicht
bei der Montage eine einfache Handhabung. Durch die abwechselnde Beaufschlagung der
unmittelbar aneinandergesetzten Hohlkammern mit Überdruck und Unterdruck (jeweils
mit Bezug zur Atmosphäre) ergibt sich ein sehr steifer und formstabiler Dachaufbau
relativ geringen Gewichts. Die eigentliche Stützwirkung wird hierbei überwiegend von
den innen unter Überdruck stehenden schlauchartigen Hohlkörpern ausgeübt, die die
auftretenden Kräfte bei Bedarf über randseitig vorgesehene Stützen bzw. ein geeignetes
Tragwerk an den Untergrund abgeben können. In den Unterdruckkammern genügt bereits
ein geringer Unterdruck, beispielsweise in der Größenordnung von 0,005 bar, um die
erforderliche Schubsteifigkeit längs der Reihenrichtung zu erhalten und ein Flattern
der die Unterdruckkammern begrenzenden Wände im Wind zu verhindern. Auf diese Weise
lassen sich nicht nur große Spannweiten, sondern auch in Reihenrichtung große Baulängen
verwirklichen.
[0003] Um die Unterdruckkammern zu bilden, erstrecken sich zwischen zwei benachbarten schlauchartigen
Hohlkörpern jeweils zwei quer zur Ausdehnungsrichtung des Daches ständig beabstandete
Membranelemente, die zusammen mit den einander zugeordneten Wandabschnitten der schlauchartigen
Hohlkörper die Wand der betreffenden Unterdruckkammer bilden. Die Membranelemente
sind von Längenabschnitten einer Innenhülle und einer Außenhülle gebildet, zwischen
die die schlauchartigen Hohlkörper als Stützelemente eingefügt sind. Je nach gewünschter
Ausgestaltung des Daches sind entsprechend gestaltete Innen- und Außenhüllen vorzusehen.
[0004] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dach der eingangs genannten Art
zu schaffen, das bei einfacher Verlegbarkeit die freitragende Überdachung großer Flächen
ermöglicht.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein modularer Aufbau vorgesehen ist, wobei
die eine jeweilige Unterdruckkammer begrenzenden Membranelemente und die die Überdruckkammer
begrenzenden schlauchartigen Hohlkörper als voneinander unabhängige getrennte Teile
ausgebildet sind, und wobei die Membranelemente über Verbindungseinrichtungen jeweils
mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen lösbar an den zugeordneten schlauchartigen
Hohlkörpern festgelegt sind.
[0006] Bei einer derartigen Ausgestaltung lassen sich die Membranelemente einfach herstellen.
Durch die lösbare Verbindung mit den schlauchartigen Hohlkörpern wird insgesamt ein
modularer Aufbau zur Verfügung gestellt, der nach Bedarf die Erstellung von Dächern
unterschiedlicher Ausdehnungen und Formen ermöglicht.
[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
[0008] Die Querschnittsgestalt der schlauchartigen Hohlkörper ist aus statischen Gründen
zweckmäßigerweise rund und dabei vorzugsweise kreisrund ausgeführt.
[0009] Über die Form der Membranelemente und/oder der schlauchartigen Hohlkörper läßt sich
beispielsweise Einfluß darauf nehmen, ob es sich bei dem Dach um ein Gebilde mit linearer
Reihenerstreckung oder mit gekrümmter, bogenförmiger Reihenerstreckung handelt. Auf
diese Weise können beispielsweise Dächer mit rechteckiger oder abgerundeter Außenkontur
verwirklicht werden, beispielsweise auch Dächer mit kreisförmiger Außenkontur oder
Dächer, die sich lediglich über einen Teilwinkel von 360 ° erstrecken. Darüber hinaus
können auch problemlos gewölbte Verläufe vorgesehen werden, insbesondere derart, daß
die Hohlkammern in ihrer Längsrichtung einen gebogenen und somit seitlich ausgewölbten
Verlauf besitzen.
[0010] Um die gewünschten Druckverhältnisse bereitzustellen, können die Hohlkammern mit
dem gewünschten Druck beaufschlagt und anschließend fest verschlossen werden. Vorteilhafter
ist allerdings eine Ausgestaltung, bei der die Überdruckkammern ständig an mindestens
einen Druckerzeuger und die Unterdruckkammern ständig an mindestens eine Absaugeinrichtung
angeschlossen sind, so daß eine ständige Regelung des Druckes auf die gewünschten
Druckwerte möglich ist.
[0011] Bevorzugt kommt eine Bauform zum Einsatz, bei der die Überdruckkammern und die Unterdruckkammern
insbesondere paarweise unter Zwischenschaltung einer Pumpeinrichtung zu einem System
zusammengeschaltet sind, wobei die Pumpeinrichtung aus der Unterdruckkammer absaugt
und gleichzeitig in die zugeordnete Überdruckkammer einbläst. Hierbei kann eine ständige
Luftströmung vorgesehen sein, bei der ständig von der Umgebung Luft in die Unterdruckkammern
nachströmt sowie überschüssige Luft aus den Überdruckkammern an die Umgebung ausströmt.
Erreichen läßt sich dies sehr einfach mit geeigneten Einlaß- bzw. Auslaßventilen,
über die bei Bedarf auch eine Druckregelung erfolgen kann. Die ständige Luftströmung
hat den weiteren Effekt, daß eine Feuchtigkeitsabfuhr stattfindet und ein Niederschlag
von Kondensat in den Hohlkammern verhindert wird.
[0012] Das Dach läßt sich in besonders vorteilhafter Weise in Zusammenhang mit einem Tragwerk
verwenden, wie es aus dem Gebrauchsmuster G 94 18 076.8 hervorgeht. Aufgrund der dort
vorhandenen, mit Druckluft gefüllten Stützen verfügt das Tragwerk wie auch das Dach
über eine gewisse Elastizität, aus der eine gute statische Verträglichkeit resultiert.
[0013] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen im einzelnen:
- Figur 1
- eine hallenähnliche gebäudeartige Einrichtung mit einem erfindungsgemäßen Dach in
bevorzugter Bauform in Draufsicht mit Blick gemäß Pfeil I aus Figur 2,
- Figur 2
- eine Vorderansicht der gebäudeartigen Einrichtung aus Figur 1 mit Blickrichtung gemäß
Pfeil II aus Figur 1,
- Figur 3
- die gebäudeartige Einrichtung aus Figur 1 im Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III
aus Figur 1,
- Figur 4
- eine Seitenansicht der gebäudeartigen Einrichtung aus Figur 1 mit Blickrichtung gemäß
Pfeil IV,
- Figur 5
- einen Längsschnitt durch das Dach aus Figur 1 gemäß Schnittlinie V-V in einer ausschnittsweisen
vergrößerten Darstellung, stark schematisiert,
- Figuren 6 bis 8
- Ausführungsbeispiele für weitere realisierbare Dachformen, und
- Figuren 9 und 10
- vorteilhafte Bauformen der schlauchförmigen Hohlkörper im Querschnitt etwa analog
Schnittlinie V-V aus Figur 1.
[0014] Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein allgemein mit 1 bezeichnetes Bauwerk in Gestalt einer
gebäudeartigen Einrichtung, die als Ausstellungshalle konzipiert ist.
[0015] Das Bauwerk verfügt über ein am Boden 2 abgestütztes und verankertes Tragwerk 3,
das eine Mehrzahl von Stützen 4 umfaßt, die in zwei zueinander parallelen Längsreihen
5, 5' aufeinanderfolgend angeordnet sind.
[0016] Die Stützen 4 sind grundsätzlich beliebiger Art, vorzugsweise handelt es sich jedoch
um Stützen der in dem deutschen Gebrauchsmuster G 94 18 076.8 beschriebenen Art, die
als mit Druckluft gefüllte Hohlkörper konzipiert sind. Beispielsgemäß verfügt jede
Stütze 4 über eine vom Boden hochragende Stützsäule 6 mit zwei an ihrem oberen Ende
in gabelartiger Konfiguration auskragenden Kragarmen 7. Die Stützen 4 sind so angeordnet,
daß in Draufsicht gesehen, die die am freien Ende angeordneten Stützabschnitte 8 der
Kragarme 7 einer jeweiligen Stütze 4 verbindenden gedachten Verbindungslinien 12 eine
Zickzack- bzw. Dreieckkonfiguration innerhalb einer jeweiligen Längsreihe 5, 5' bilden.
Abgesehen von den beiden endseitig angeordneten Stützabschnitten 8 sind somit jeweils
zwei Stützabschnitte 8 aufeinanderfolgender Stützen 4 zu Stützbereichen 13 zusammengefaßt.
[0017] Das Bauwerk 1 hat eine durch die Längsachse 14 verdeutlichte Längserstreckung mit
im wesentlichen rechteckigem Grundriß. Die vier Seiten sind durch Wände 15 abgeschlossen,
wobei die in Längsrichtung verlaufenden Seitenwände 15' innerhalb der beiden Längsreihen
5, 5' von Stützen 4 angeordnet sind, die somit vom Gebäudeinnenraum 16 abgetrennt
sind.
[0018] Das Tragwerk 3 trägt ein Dach 17, das sich auf den Stützabschnitten 8 der Kragarme
7 abstützt. Die Traglast des Daches 17 wird somit von den Stützen 4 aufgefangen und
an den Untergrund 2 abgeleitet. Das Dach 17 überdeckt sowohl den Gebäudeinnenraum
16 als auch das Tragwerk 3.
[0019] Das Dach 17 ist als Hohlkörperkonstruktion ausgeführt, deren näherer Aufbau insbesondere
aus der Figur 5 hervorgeht. Sie enthält untereinander verbundene Wände 18, 19, aus
flexiblem und vorzugsweise luftundurchlässigem Material, die so geformt und angeordnet
sind, daß sie ein Mehrzahl länglicher Hohlkammern 22 begrenzen bzw. bilden. Die Hohlkammern
22 sind so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen 25 quer und insbesondere rechtwinklig
zu der erwähnten Längsachse 14 verlaufen, wobei sie längsseitig aufeinanderfolgend
angeordnet sind, so daß sie eine Reihe von Hohlkammern 22 bilden, deren Reihenrichtung
26 mit der Längsachse 14 zusammenfällt.
[0020] Die erwähnten Wände 18, 19 sind unmittelbar miteinander verbunden, so daß das Dach
17 ein einheitliches, zusammenhängendes Flächengebilde darstellt. Es ist an seinen
längsseitigen Randbereichen 20 auf den Stützen 4 abgestützt, wobei infolge der noch
zu erläuternden Konstruktion im Bereich des Gebäudeinnenraumes 16, d.h. innerhalb
des von den Stützen 4 begrenzten Bereiches keine weiteren Stützmaßnahmen mehr erforderlich
sind.
[0021] Es handelt sich also um ein freitragendes bzw. selbsttragendes Dach.
[0022] Die Stabilität des Daches 17 resultiert maßgeblich daraus, daß die Hohlkammern 22
teilweise als Überdruckkammern 23 und teilweise als Unterdruckkammern 24 ausgebildet
sind, die in Reihenrichtung 26 alternierend angeordnet sind. Beginnend mit einer an
den beiden Bauwerksstirnseiten jeweils angeordneten Überdruckkammer 23 folgt jeweils
eine Unterdruckkammer 24, worauf mit gleichbleibender Reihenfolge weitere Paare von
Überdruck- und Unterdruckkammern 23, 24 folgen.
[0023] Als Material für die Wände 18, 19 ist beispielsweise ein flexibles Kunststoffmaterial
vorgesehen, das eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Beispielsweise wäre faserverstärktes
Kunststoffmaterial wie Aramid-verstärktes Nylon verwendbar. Auch kann es sich bei
dem Material um ein Kunststoffgewebe handeln, das zumindest einseitig und vorzugsweise
beidseitig mit einer gasdichten Beschichtung versehen ist. Denkbar wäre auch die Verwendung
eines sogenannten Zweiwand-Kunststoffgewebes, bei dem zwei Kunststoffgewebewände über
Fäden miteinander verbunden sind, so daß sich ein gewisser Zwischenraum ergibt. Die
erwähnten Materialien ermöglichen die Verwirklichung von Hohlkörpern mit hoher Formentreue,
sowohl bei Beaufschlagung mit Überdruck als auch mit Unterdruck. Gleichwohl können
sie im drucklosen Zustand aufgrund ihrer Flexibilität leicht transportiert und gehandhabt
werden.
[0024] Beim Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Überdruckkammern unter einem Überdruck
bezüglich dem Atmosphärendruck von etwa 0,5 bar stehen, wobei allgemein ein Überdruck
im Bereich zwischen 0,2 und 0,5 bar als zweckmäßig angesehen wird.. Die Wände 18 der
Überdruckkammern 23 sind so gestaltet, daß sie schlauchartige Hohlkörper 27 bilden,
die unter diesem Innendruck prall gefüllt sind und als extrem biegesteife Dachträger
fungieren. Jeder der schlauchartigen Hohlkörper 27 liegt an beiden Endbereichen auf
einem Stützabschnitt 8 bzw. einem Stützbereich 13 auf und ist dort zweckmäßigerweise
mittels geeigneter Verbindungsmittel lagefixiert. Aufgrund der erwähnten Zickzackanordnung
sind die aufeinanderfolgenden schlauchartigen Hohlkörper 27 abwechselnd relativ weit
außenliegend und weiter innenliegend an ihren Endbereichen abgestützt.
[0025] In den Unterdruckkammern 24 herrscht ein nur geringer Unterdruck bezüglich dem Atmosphärendruck.
Er liegt beim Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von 0,005 bar. Dieser Unterdruck
reicht aus, um die Wände 19 der Unterdruckkammern 24 auszusteifen und einen von Wind-
und Wettereinflüssen unabhängigen Wandverlauf zu gewährleisten. Der nur geringe Unterdruck
stellt dabei eine Maßnahme dar, die dazu beiträgt, die Wände 18 jeweils benachbarter
Überdruckkammern 23, d.h. also die jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörper
27, auf Abstand zu halten. Der Saugeffekt reicht nicht aus, die gewichtskraftbedingt
auf den Stützen 4 ruhenden schlauchartigen Hohlkörper 27 gegeneinanderzuziehen.
[0026] Sollte aufgrund der gewählten Druckverhältnisse und/oder Materialwahl für die Wände
18, 19 einmal die Neigung zu einem Zusammenrücken der schlauchartigen Hohlkörper 27
entstehen, kann dem einfach dadurch entgegengewirkt werden, daß man die Wände 18 wenigstens
zweier Überdruckkammern 23 extern abstützt, beispielsweise an den Stützen 4 des das
Dach 17 tragenden Tragwerkes 3. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 5 sind
wenigstens die beiden stirnseitig außen angeordneten schlauchartigen Hohlkörper 27
unverrückbar fixiert, was durch geeignete Befestigung an den Stützen 4 erfolgt. Zweckmäßigerweise
wird man allerdings sämtliche Stützen entsprechend lagefixieren.
[0027] Wie aus Figur 5 hervorgeht, besitzen die schlauchartigen Hohlkörper 27 vorzugsweise
eine runde Querschnittsgestalt, die zweckmäßigerweise kreisrund ausfällt. Aus statischen
Gründen ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Schlauchquerschnitt an den beiden einander
entgegengesetzten freien Endbereichen 21 der schlauchartigen Hohlkörper 27 ein Minimum
aufweist, und sich ausgehend von dort zur Längsmitte hin vergrößert, so daß sich die
aus Figuren 2 und 3 ersichtliche, im mittleren Bereich ausgebauchte und zu den Enden
hin verjüngende Schlauchform einstellt.
[0028] Zur Bildung der zwischen jeweils aufeinanderfolgenden schlauchartigen Hohlkörpern
27 angeordneten Unterdruckkammern 24 sind prinzipiell ebenfalls schlauchartige Hohlkörper
geeigneter Formgebung verwendbar. Wie abgebildet, sind jeweils zwei Flachgestalt aufweisende
Membranelemente 28 vorgesehen. Sie verlaufen quer zu der von der Reihenrichtung 26
und den Längsachsen 25 aufgespannten Ausdehnungsebenen 32 des Daches 17 mit Abstand
zueinander und sind jeweils mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen 31 an der
Wand 18 des zugeordneten schlauchartigen Hohlkörpers 27 festgelegt. An ihren den Endbereichen
21 der schlauchartigen Hohlkörper 27 zugeordneten Endbereichen 33 sind sie fest und
vorzugsweise einstückig miteinander verbunden, so daß die beiden Membranelemente 28
praktisch vom oberen und unteren Längsabschnitt eines in sich geschlossenen bandartigen
Körpers gebildet sind. Die endseitigen Bereiche 33 sind zweckmäßigerweise abgerundet
und können dabei, wie aus Figur 4 hervorgeht, über ihre Breite konkav eingezogen sein.
[0029] Auch der Querschnitt der Unterdruckkammern 24 kann sich zu den Endseiten 33 hin verjüngen,
was beim Ausführungsbeispiel allerdings nicht verwirklicht ist.
[0030] Infolge der Unterdruckbeaufschlagung der Unterdruckkammern 23 nehmen die Membranelemente
28 die aus Figur 5 ersichtliche, konkav nach innen und aufeinander zu gewölbte Gestalt
an. Ihre in Reihenrichtung 26 gemessene Breite ist so bemessen, daß sie sich trotz
der Unterdruckbeaufschlagung nicht gegenseitig berühren bzw. gegenseitig abstützen,
so daß sie unter nach innen zur Unterdruckkammer 24 hin gerichteter negativer Vorspannung
stehen, die eine Aussteifung hervorruft.
[0031] Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die einander zugewandten Wandabschnitte
34 der Wände 18 der Überdruckkammern 23 gleichzeitig die seitlichen Wandabschnitte
der Wand 19 der dazwischen angeordneten Unterdruckkammer 24. Dadurch läßt sich eine
erhebliche Materialeinsparung erzielen.
[0032] Im betriebsbereiten Zustand des Daches weisen die in Figuren 4 und 5 nach oben und
unten gerichteten, äußeren und inneren Dachoberflächen 30, 30' jeweils eine wellenförmige
Kontur auf. Man könnte von einer Art pneumatischem Wellblech sprechen. Die Einwölbungen
sind von den einerseits vom Unterdruck beaufschlagten Membranelemente 28 verursacht,
die Auswölbungen von den nach oben bzw. unten weisenden Wandabschnitten 35 der unter
Überdruck stehenden schlauchartigen Hohlkörper 27.
[0033] Das Dach 17 des Ausführungsbeispieles hat einen modularen Aufbau. Es läßt sich aus
Einzelelementen lösbar zu einer zusammenhängenden Gesamtstruktur beliebiger Länge
zusammensetzen. Zu diesem Zweck sind die schlauchartigen Hohlkörper 27 und die Membranelemente
28 als voneinander unabhängige getrennte Teile ausgebildet, die über in der Zeichnung
nur schematisch angedeutete geeignete Verbindungseinrichtungen 36 lösbar unmittelbar
aneinander befestigt sind.
[0034] Die beispielsgemäßen Verbindungseinrichtungen 36 erstrecken sich entlang des gesamten
längsseitigen Randes der Membranelemente 28. Sie sind beim Ausführungsbeispiel von
Reißverschlüssen gebildet, deren eine Hälte am schlauchartigen Hohlkörper 27 und deren
andere Hälte am betreffenden Membranelement 28 angeordnet ist. Alternative Bauformen
für Verbindungseinrichtungen 36 können beispielsweise sogenannte Klettenverbindungseinrichtungen,
Haftverbindungseinrichtungen oder Haken- bzw. Rastverbindungseinrichtungen sein. Sie
sind auf jeden Fall derart ausgelegt, daß ein selbsttätiges Lösen durch die auftretenden
Kräfte nicht möglich ist.
[0035] Der modulare Aufbau aus Einzelelementen macht es besonders einfach, unterschiedliche
Dachformen zu realisieren. Während das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 5 über
eine lineare Erstreckung der Reihenrichtung 26 verfügt, sind ohne weiteres auch nicht
lineare Verläufe der Reihenrichtung realisiserbar, wobei die Reihenrichtung 26 auch
zumindest teilweise einen Bogen beschreiben kann. Die Figuren 6 bis 8 zeigen exemplarisch
einige mögliche Modifikationen, bei denen die Reihenrichtung 26 einen Kreisbogen beschreibt.
Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein Dach mit kreisförmigem Umriß (Figur 6)
oder ein halbkreisförmig konturiertes Dach (Figur 7) realisieren. Die Längsachsen
25 der einzelnen Hohlkammern 22 verlaufen hierbei im wesentlichen radial bezüglich
eines Zentrums 37.
[0036] Durch Veränderung des Längsverlaufs 25 läßt sich ferner erreichen , daß die Ausdehnungsebene
32 des Daches 17 eine Wölbung erfährt. Gemäß Figur 3 kann der Verlauf der Hohlkammern
22 so gewählt werden, daß das Dach 17 zumindest im Bereich ihrer äußeren Dachoberfläche
30 über ihre Spannweite hinweg nach oben hin ausgewölbt ist. Die Längsachsen 25 steigen
also ausgehend von den Endbereichen 21, 33 zur Längsmitte einer jeweiligen Hohlkammer
22 hin an. Neben einer Verbesserung der statischen Eigenschaften hat dies auch den
Effekt, daß sich in den von den Einwölbungen der Membranelemente 28 hervorgerufenen
rinnenförmigen Bereichen kein Regenwasser ansammelt. Dieses fließt auf den zu den
Endbereichen 33 hin abfallenden Außenflächen problemlos ab.
[0037] Um mit möglichst einfachen Maßnahmen den erwähnten, leicht nach außen gewölbten Verlauf
der schlauchartigen Hohlkörper 27 zu erhalten, ist es zweckmäßig, in dem der inneren
Dachoberfläche 30' zugewandten Bereich der schlauchartigen Hohlkörper 27 einen sich
in Hohlkörperlängsrichtung erstreckenden Materialstreifen 50 vorzusehen, der im Vergleich
zum übrigen Wandmaterial des Hohlkörpers 27 eine geringere Dehnfähigkeit aufweist.
Der vorzugsweise über die gesamte Länge eines jeweiligen Hohlkörpers 27 ununterbrochen
durchgehende Materialstreifen 50 ist in Figur 3 strichpunktiert angedeutet. Aus den
Figuren 9 und 10, die jeweils einen Querschnitt durch einen der schlauchartigen Hohlkörper
27 zeigen, gehen zwei vorteilhafte Möglichkeiten zur Anbringung des Materialstreifens
50 hervor.
[0038] Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist der Materialstreifen 50 ein Bestandteil
der Hohlkörperwand 51. Die Hohlkörperwand 51 setzt sich aus zwei in Umfangsrichtung
aneinandergesetzten Wandabschnitten 52, 53 zusammen, wobei der eine Wandabschnitt
53 von dem bandähnlichen, weniger oder nicht elastischen Materialstreifen 50 gebildet
ist und der andere Wandabschnitt 52 aus dehnfähigerem Material besteht. Der Materialstreifen
50 ist hier praktisch in die Hohlkörperwand 51 eingesetzt.
[0039] Im Falle der Figur 10 liegt eine in Umfangsrichtung in sich geschlossene Hohlkörperwand
51 vor und der Materialstreifen 50 ist an der Innenfläche der Hohlkörperwand 51 an
gewünschter Stelle des Umfanges fest angebracht. Die Befestigung erfolgt zweckmäßigerweise
durch Kleben, um die Luftundurchlässigkeit der Hohlkörperwand 51 zu erhalten. Der
Materialstreifen 50 könnte alternativ auch an der Außenfläche der Hohlkörperwand 51
vorgesehen sein, was in Figur 10 strichpunktiert angedeutet ist. Es wäre auch möglich,
sowohl an der Innenfläche als auch an der Außenfläche der Hohlkörperwand 51 einen
sich bandähnlich über die Hohlkörperlänge erstreckenden Materialstreifen 50 fest anzubringen.
[0040] Der Materialstreifen 50 zeichnet sich dadurch aus, daß er im Vergleich zum übrigen
Wandmaterial des Hohlkörpers 27 - im Falle der Figur 9 also im Vergleich zu dem Wandabschnitt
52 und in Figur 10 im Vergleich zu der Hohlkörperwand 51 als solches - ein geringes
Dehnungsvermögen beziehungsweise einen geringeren Dehnungsfaktor aufweist oder überhaupt
nicht dehnbar ist. Beispielsgemäß besteht er aus hochfestem Fasermaterial, beispielsweise
aus Aramidfasern, während das übrige Wandmaterial Polyestermaterial ist.
[0041] Wird der Hohlkörper 27 aufgeblasen, also seine Hohlkammer 22 unter Überdruck gesetzt,
dehnt sich der Hohlkörper in den ein größeres elastisches Dehnungsvermögen aufweisenden
Bereichen stärker als in dem Bereich, in dem der Materialstreifen 50 vorgesehen ist.
Dadurch ergibt sich ein insgesamt über seine Länge leicht gewölbter Hohlkörper 27,
wobei man von einer bananenähnlichen Wölbung sprechen könnte.
[0042] Indem man der Längserstreckung 25 einen bogenförmigen Längsverlauf auferlegt, lassen
sich ohne weiteres auch komplizierte Dachformen verwirklichen, beispielsweise die
in Figur 8 angedeutete Muschelform.
[0043] Speziell auch die nicht linearen Verläufe der Reihenrichtung 26 lassen sich besonders
einfach dadurch realisieren, daß man den Zuschnitt der Membranelemente 28 und somit
den Verlauf deren längsseitiger Ränder 31 modifiziert. So unterscheidet sich der Aufbau
der Dächer gemäß Figuren 6 und 7 vom Aufbau des Daches gemäß Figuren 1 bis 5 im wesentlichen
nur dadurch, daß Membranelemente 28 mit anderem Zuschnitt zum Einsatz kommen, die
an den äußeren Endbereichen 33 relativ breit sind und sich in Richtung zur entgegengesetzten
Endseite, die dem Dachzentrum 37 zugeordnet ist, verjüngen.
[0044] Zweckmäßigerweise mündet in jede Hohlkammer 22 mindestens eine Öffnung 38, über die
den Überdruckkammern 23 unter Druck stehendes Gas zugeführt und die Unterdruckkammern
24 bedarfsgemäß evakuiert werden. Bevorzugt handelt es sich insgesamt um eine pneumatische
Anordnung, bei der Luft als Druckmedium verwendet wird, doch könnte prinzipiell auch
ein geeignetes Gas, beispielsweise Helium verwendet werden.
[0045] Jeder Öffnung 38 kann ein dicht abschließender Verschluß zugeordnet sein, der einen
gasdichten Abschluß ermöglicht, nachdem die Druckverhältnisse bedarfsgemäß eingestellt
sind. Speziell der Unterdruck wird sich in der Praxis aufgrund nicht zu vermeidender
Undichtigkeiten allerdings nur schwer beibehalten lassen, wenn nicht zusätzliche Maßnahmen
vorgesehen sind. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, wenn alle Unterdruckkammern
24 an Absaugeinrichtungen 42, beispielsweise Pumpen, angeschlossen sind, die ständig
für eine Aufrechterhaltung des benötigten Unterdruckes sorgen. Dabei ist es möglich,
jeder Unterdruckkammer eine eigene Absaugeinrichtung 42 zuzuordnen. Aus Kostengründen
ist es jedoch empfehlenswerter, einzelne Gruppen von mehreren Unterdruckkammern oder
gar sämtliche Unterdruckkammern an eine gemeinsame Absaugeinrichtung anzuschließen.
Entsprechendes gilt für die Überdruckkammern 23 in Bezug auf den Druck bereitstellende
Druckerzeuger 43.
[0046] Mit Hilfe der ständig angeschlossenen Absaugeinrichtungen 42 und Druckerzeugern 43
ist es möglich, gewünschte Druckniveaus vorzugeben, die im Rahmen einer Regelung ständig
überwacht und eingehalten werden. Erforderlichenfalls kann man dabei die Hohlkammern
22 noch an Ventile anschließen, die die Regelungstätigkeit unterstützen.
[0047] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zur Bereitstellung der erforderlichen Druckwerte
ist in Figur 5 angedeutet. Demnach ist eine Unterdruckkammer 24 über eine Leitung
44 an eine Überdruckkammer 23 angeschlossen, wobei in den Verlauf der Leitung 44 eine
beispielsweise von einem Verdichter oder Gebläse gebildete Pumpe 45 zwischengeschaltet
ist, die in Bezug auf die Unterdruckkammer 24 als Absaugeinrichtung 42 und in Bezug
auf die Überdruckkammer 23 als Druckerzeuger 43 fungiert. Die Luft wird also aus der
Unterdruckkammer abgezogen und der Überdruckkammer zugeführt.
[0048] Dabei kann es empfehlenswert sein, Maßnahmen vorzusehen, die bewußt eine ständige
Luftströmung herbeiführen. Diese Maßnahmen können gemäß Ausführungsbeispiel unter
anderem darin bestehen, daß die Unterdruckkammer 24 über ein an eine Öffnung 38 angeschlossenes
Einlaßventil 46 mit der Umgebung kommuniziert, desgleichen die Überdruckkammer 23
über ein Auslaßventil 47. Das Einlaßventil 46 ist zweckmäßigerweise ein Drosselventil
mit einstellbarer Drosselungsintensität. Das Auslaßventil 47 ist vorzugsweise ein
Überdruckventil mit einstellbarer Schließkraft. Über die Einstellungen der Ventile
46, 47 läßt sich z.B. der Volumenstrom und somit der Druck in den Hohlkammern 22 beeinflussen.
[0049] Die vorstehenden Ausführen machen deutlich, daß im Bereich der Verbindungseinrichtungen
36 zwischen den Membranelementen 28 und den schlauchartigen Hohlkörpern 27 nicht notwendigerweise
gasdichte Verhältnisse herrschen müssen. Es kann sogar bewußt eine gewisse Luftdurchlässigkeit
bzw. Undichtigkeit im Bereich der Verbindungseinrichtungen 36 in Kauf genommen werden,
um die erwähnte Luftzirkulation bzw. Luftströmung zu erhalten, wobei dann unter Umständen
sogar auf ein zusätzliches Einlaßventil 46 verzichtet werden kann. Gleiches trifft
für den Fall zu, daß man als Material für die Wände 18, 19 der Hohlkammern 22 geringfügig
luftdurchlässiges Material einsetzt.
[0050] Wählt man eine Bauform, bei der wie beschrieben zwischen einer Unterdruckkammer 24
und einer Überdruckkammer 23 eine Strömungsverbindung 44 vorliegt, besteht die Möglichkeit,
gleichzeitig mehrere Unterdruckkammern 24 an den Eingang der Pumpe 45 und gleichzeitig
mehrere Überdruckkammern 23 an den Ausgang der Pumpe 45 anzuschließen. Man setzt hier
als Pumpe 45 zweckmäßigerweise ein hohe Volumenströme erlaubendes Radialgebläse ein.
[0051] Das erfindungsgemäße Dach ist nicht nur in sich stabil und selbsttragend, sondern
vermag auch witterungsbedingt auftretende Dachlasten aufzunehmen und ohne Beschädigungsgefahr
an den Untergrund abzugeben.
1. Dach eines Bauwerkes, insbesondere von gebäudeartigen Einrichtungen wie Hallen, Messestände,
Freiluft-Überdachungen oder dergleichen, mit einer Hohlkörperkonstruktion mit untereinander
verbundenen Wänden (18, 19) aus flexiblem und zumindest im wesentlichen luftundurchlässigem
Material, bei der die Wände (18, 19) in einer Reihenrichtung (26) längsseits aufeinanderfolgend
angeordnete längliche Hohlkammern (22) begrenzen, die abwechselnd als unter einem
Überdruck stehende Überdruckkammern (23) und unter einem Unterdruck stehende Unterdruckkammern
(24) ausgebildet sind, wobei die Wände der Überdruckkammern (23) von schlauchartigen
Hohlkörpern (27) gebildet sind, und wobei zur Bildung der Unterdruckkammern (23) zwischen
in Reihenrichtung (26) jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörpern (27) zwei
beabstandete Membranelemente (28) verlaufen, die zusammen mit den einander zugewandten
Wandabschnitten (34) der schlauchartigen Hohlkörper (27) die Wand (19) der zugeordneten
Unterdruckkammer (24) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein modularer Aufbau vorgesehen
ist, wobei die eine jeweilige Unterdruckkammer (24) begrenzenden Membranelemente (28)
und die die Überdruckkammern (23) begrenzenden schlauchartigen Hohlkörper (27) als
voneinander unabhängige getrennte Teile ausgebildet sind, und wobei die Membranelemente
(28) über Verbindungseinrichtungen (36) jeweils mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen
lösbar an den zugeordneten schlauchartigen Hohlkörpern (27) festgelegt sind.
2. Dach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (36)
von Reißverschlüssen, Haftverbindungseinrichtungen, Rastverbindungseinrichtungen oder
sogenannten Klettenverbindungseinrichtungen gebildet sind.
3. Dach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen
(36) derart ausgebildet sind, daß sie zumindest stellenweise luftdurchlässig sind.
4. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen
Hohlkörper (27) eine runde Querschnittsgestalt aufweisen.
5. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen
Hohlkörper (27) zumindest im Bereich der äußeren Dachoberfläche (39) entlang ihres
Längsverlaufes zur Dachaußenseite hin ausgewölbt sind, und daß der Schlauchquerschnitt
an den einander entgegengesetzten Endbereichen (21) der schlauchartigen Hohlkörper
(27) ein Minimum aufweist und sich zu Längsmitte hin vergrößert, so daß eine im mittleren
Bereich ausgebauchte und sich zu den beiden Endbereichen (21) hin verjüngende Schlauchform
vorliegt.
6. Dach nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand eines jeweiligen schlauchartigen
Hohlkörpers (27) in dem der inneren Dachoberfläche (30') zugewandten Bereich einen
sich in Längsrichtung erstreckenden Materialstreifen mit im Vergleich zum übrigen
geringerer Dehnfähigkeit aufweist, der bei Druckbeaufschlagung der Überdruckkammer
(23) die Auswölbung des Hohlkörpers (27) hervorruft.
7. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Überdruckkammern
(21) begrenzenden Wände (18) konvex nach außen und die die Unterdruckkammern (24)
begrenzenden Wände (19) konvax nach innen gewölbt sind.
8. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern
(23) an Druckerzeuger (43) angeschlossen sind, die eine geregelte Aufrechterhaltung
des Überdruckes gewährleisten.
9. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Unterdruckkammern
(23) an Absaugeinrichtungen (42) angeschlossen sind, die eine geregelte Aufrechterhaltung
des Unterdruckes gewährleisten.
10. Dach nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern (23)
und/oder die Unterdruckkammern (24) jeweils einzeln oder zu mehreren gemeinsam an
Druckerzeuger (43) bzw. Absaugeinrichtungen (42) angeschlossen sind.
11. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine
Unterdruckkammer (24) und mindestens eine Überdruckkammer (23) über eine zwischengeschaltete
Pumpeinrichtung (45) bzw. eine kombinierte Absaug- und Druckerzeugereinrichtung (42,
43) miteinander verbunden sind, die in Bezug auf die Unterdruckkammer als Absaugeinrichtung
und in Bezug auf die Überdruckkammer als Druckerzeuger fungiert.
12. Dach nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammern
(24) über ein hinsichtlich des Strömungsquerschnittes insbesondere einstellbares Einlaßventil
(46), vorzugsweise ein Drosselventil, mit der Umgebung verbunden sind.
13. Dach nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern
(23) über ein insbesondere als einstellbares Überdruckventil ausgebildetes Auslaßventil
(47) mit der Umgebung verbunden sind.
14. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammern
(22) entlang ihres Längsverlaufes zur Dachaußenseite (30) hin ausgewölbt sind.
15. Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt
der Überdruckkammern (23) und/oder der Unterdruckkammern (24) von den geschlossenen
Endbereichen (21, 33) her zur Mitte hin zunimmt.
1. Roof of a structure, in particular of building-like facilities such as halls, exhibition
stands, outdoor coverings or the like, with a hollow body structure with inter-connected
walls (18, 19) made of flexible and at least substantially airtight material, wherein
the walls (18, 19) in one row direction (26) bound elongated hollow chambers (22)
arranged successively and in the form of alternating pressurized chambers (23) under
high pressure and reduced pressure chambers (24) under low pressure, wherein the walls
of the pressurized chambers (23) are formed of hose-like hollow bodies (27) and wherein,
to form the reduced pressure chambers (23), there are provided between each of the
hose-like hollow bodies (27) adjacent in the row direction (26) two membrane elements
(28) spaced apart and forming together with the opposing wall sections (34) of the
hose-like hollow bodies (27) the wall (19) of the associated reduced pressure chamber
(24), characterized in that a modular structure is provided in which the membrane
elements (28) bounding each reduced pressure chamber (24) and the hose-like hollow
bodies (27) bounding the pressurized chambers (23) are designed as separate components
independent of one another, and wherein the membrane elements (28) are each fastened
releasably by their long-side edge sections, via connection devices (36), to the assigned
hose-like hollow bodies (27).
2. Roof according to claim 1, characterized in that the connection devices (36) are formed
by zip fasteners, adhesive fasteners, snap-in fasteners or so-called velcro fasteners.
3. Roof according to claim 1 or 2, characterized in that the connection devices (36)
are designed so that they are airtight at least at certain points.
4. Roof according to any of claims 1 to 3, characterized in that the hose-like hollow
bodies (27) have a circular cross-section.
5. Roof according to any of claims 1 to 4, characterized in that the hose-like hollow
bodies (27) are curved outwards along their length towards the roof exterior, at least
in the area of the outer roof surface (39), and that the hose cross-section at the
opposing end sections (21) of the hose-like hollow bodies (27) has a minimum and increases
towards the longitudinal centre, so that the hose shape as provided bulges out in
its central section and tapers towards the two end sections (21).
6. Roof according to claim 5, characterized in that the wall of each hose-like hollow
body (27) has in that area facing the inner roof surface (30') a material strip, extending
longitudinally and with less stretchability than exists elsewhere, which produces
the outwards bulge of the hose-like hollow body (27) when the pressurized chamber
(23) is supplied with pressure.
7. Roof according to any of claims 1 to 6, characterized in that the walls (18) bounding
the pressurized chambers (21) have a convex outwards curve, while the walls (19) bounding
the reduced pressure chambers (24) are curved concavely inwards.
8. Roof according to any of claims 1 to 7, characterized in that the pressurized chambers
(23) are connected to pressure generators (43) which ensure controlled maintenance
of the high pressure.
9. Roof according to any of claims 1 to 8, characterized in that the reduced pressure
chambers (23) are connected to suction devices (42) which ensure controlled maintenance
of the reduced pressure.
10. Roof according to claim 8 or 9, characterized in that the pressurized chambers (23)
and/or the reduced pressure chambers (24) are connected to pressure generator(s) and/or
suction devices (42) either individually or in multiple.
11. Roof according to any of claims 1 to 10, characterized in that one or more reduced
pressure chambers (24) and one or more pressurized chambers (23) are connected to
one another via an interposed pump unit (45) and/or a combined suction and pressure
generator unit (42, 43) which functions as a suction device for the reduced pressure
chamber and as a pressure generator for the pressurized chamber.
12. Roof according to any of claims 8 to 11, characterized in that the reduced pressure
chambers (24) are connected to the environment via an inlet valve (46), preferably
a restrictor valve, in particular adjustable in respect of the flow cross-section.
13. Roof according to any of claims 8 to 12, characterized in that the pressurized chambers
(23) are connected to the environment via an outlet valve (47), in particular in the
form of an adjustable relief valve.
14. Roof according to any of claims 1 to 13, characterized in that the hollow chambers
(22) are curved outwards along their length towards the roof exterior (30).
15. Roof according to any of claims 1 to 14, characterized in that the cross-section of
the pressurized chambers (23) and/or the reduced pressure chambers (24) increases
from the closed end sections (21, 33) towards the centre.
1. Toit d'un ouvrage de construction, notamment d'installations du type bâtiments telles
que hangars, stands de foire, couvertures de plein air ou similaires, comportant une
construction à corps creux avec parois (18, 19) reliées entre elles, en un matériau
flexible et au moins sensiblement imperméable à l'air, dans laquelle les parois (18,
19) délimitent des chambres creuses (22) allongées, disposées l'une derrière l'autre
longitudinalement en une rangée (26), lesquelles sont réalisées alternativement sous
la forme de chambres à surpression (23) soumises à une surpression et de chambres
à dépression (24) soumises à une dépression, les parois des chambres à surpression
(23) étant formées par des corps creux (27) du genre tuyaux et pour former les chambres
à dépression (23), entre des corps creux (27) du genre tuyaux adjacents dans la rangée
(26), s'étendant deux éléments à membrane (28) espacés qui forment, avec les parties
de paroi (34) tournées l'une vers l'autre, des corps creux (27) du genre tuyaux, la
paroi (19) de la chambre à dépression (24) correspondante, caractérisé en ce qu'il
est prévu une construction modulaire, les éléments à membrane (28) délimitant chaque
chambre à dépression (24) et les corps creux (27) du genre tuyaux, délimitant les
chambres à surpression (23), étant réalisés sous la forme d'éléments séparés, indépendants
les uns des autres et les éléments à membrane (28) étant fixés, au moyen de dispositifs
de liaison (36), par leurs deux zones de bordure longitudinales, aux corps creux (27)
du genre tuyaux correspondants, de manière non permanente.
2. Toit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de liaison (36)
sont constitués par des fermetures à glissière, des dispositifs de liaison à adhérence,
des dispositifs de liaison à encliquetage ou des dispositifs de liaison dits à crochets.
3. Toit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dispositifs de liaison
(36) sont réalisés de manière qu'ils soient perméables à l'air au moins par endroits.
4. Toit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les corps creux (27)
du genre tuyaux présentent une section transversale circulaire.
5. Toit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les corps (27) du
genre tuyaux sont bombés au moins dans la zone de la surface extérieure (39) du toit,
le long de leur étendue longitudinale, vers la face extérieure du toit et en ce que
la section transversale du tuyau présente un minimum dans les zones terminales (21)
opposées les unes aux autres des corps creux (27) du genre tuyaux et augmente vers
le milieu de la longueur de sorte qu'il en résulte une forme de tuyau bombée dans
la zone centrale et se rétrécissant vers les deux zones terminales (21).
6. Toit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi de chaque corps creux
(27) du genre tuyau présente, dans la zone tournée vers la surface intérieure (30')
du toit, une bande de matière qui s'étend dans la direction longitudinale avec une
extensibilité moindre par rapport au reste, bande qui provoque le bombement du corps
creux (27) lorsque la chambre à surpression (23) est soumise à une pression.
7. Toit selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parois (18) qui
délimitent les chambres à surpression (21) sont convexes vers l'extérieur et les parois
(19) qui délimitent les chambres à dépression (24) sont convexes vers l'intérieur.
8. Toit selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les chambres à surpression
(23) sont raccordées à des générateurs de pression (43) qui garantissent un maintien
régulé de la surpression.
9. Toit selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les chambres à dépression
(23) sont raccordées à des dispositifs d'aspiration (42) qui garantissent un maintien
régulé de la dépression.
10. Toit selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les chambres à surpression
(23) et/ou les chambres à dépression (24) sont raccordées chacune individuellement
ou à plusieurs, respectivement à des générateurs de pression (43) et à des dispositifs
d'aspiration (42).
11. Toit selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une chambre
à dépression (24) et au moins une chambre à surpression (23) sont reliées entre elles
par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage intermédiaire (45) ou d'un dispositif
combiné d'aspiration et de génération de pression (42, 43), qui sert de dispositif
d'aspiration pour la chambre à dépression et de générateur de pression pour la chambre
à surpression.
12. Toit selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les chambres à dépression
(24) sont reliées au milieu ambiant par l'intermédiaire d'une soupape d'admission
(46), de préférence un clapet d'étranglement, réglable notamment en ce qui concerne
sa section d'écoulement.
13. Toit selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les chambres à dépression
(23) sont reliées au milieu ambiant par l'intermédiaire d'une soupape d'échappement
(47) réalisée notamment sous la forme d'une soupape de surpression réglable.
14. Toit selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les chambres creuses
(23) sont bombées le long de leur étendue longitudinale vers la face extérieure (30)
du toit.
15. Toit selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la section transversale
des chambres à surpression (23) et/ou des chambres à dépression (24) diminue vers
le milieu à partir des zones terminales fermées (21 à 33).