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(11) | EP 0 752 035 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
MEHRGESCHOSSIGES WOHNGEBÄUDE AUS BETONFERTIGTEILEN MULTI-STOREY BUILDING MADE OF PRECAST CONCRETE PARTS BATIMENTS A PLUSIEURS ETAGES EN PIECES PREFABRIQUEES EN BETON |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Technisches Gebiet
Stand der Technik
[0002] Es ist bekannt, Gebäude aus Betonfertigteilen zusammenzubauen. Bei der Skelettbauweise werden hierbei Stützen, Träger und Deckenplatten als Betonfertigteile ausgebildet, wobei die statische Aussteifung des Gebäudes durch meist konventionell in Ortbeton hergestellte Wandscheiben und einen festen Verbund der Deckenplatten miteinander und mit den Wandscheiben erfolgt.
[0003] Im mehrgeschossigen Wohnungsbau, wo ohnehin massive Wohnungstrennwände erforderlich sind, findet dagegen eher die Plattenbauweise Anwendung, bei der Wand- und Deckenplatten zu einem in sich ausgesteiften Gebäude zusammengesetzt werden. Dabei müssen die Platten aus statischen Gründen zeit- und arbeitsaufwendig besonders sorgfältig fest miteinander verbunden werden, was die Zügigkeit des Bauablaufs erheblich begrenzt.
[0004] Eine Mischung aus Skelett- und Plattenbauweise ist ein schon in früheren Jahren vom Erfinder angemeldetes Elementbausystem (DE-A-22 13 590, DE-A-23 55 849 und DE-A-24 05 239), bei dem wandbildende, geschoßhohe Träger, an Stützen gelagert, mit den Deckenplatten des betreffenden und denen des darunterliegenden Geschoßes fest miteinander verbunden werden, um das Gebäude statisch auszusteifen.
[0005] Ein besonders kritischer Punkt der bekannten Betonfertigteilsysteme ist also die aus statischen Gründen erforderliche feste Verbindung zwischen Wänden und Decken - und zwar nicht nur im Hinblick auf den Zeit- und Arbeitsaufwand und auf die statische Sicherheit, sondern, und das ist im Wohnungsbau mit dem erhöhten Bedarf an Schallschutz auch ein wichtiger Faktor: In einem Gebäude, dessen Wände und Decken fest miteinander verbunden sind, wird jeder irgendwo in eine Wand oder Decke eingeleitete Körperschall durchs ganze Gebäude übertragen. Auch aufwendige Isolierungen sind oft schon durch kleine Schallbrücken, die nachträglich nur schwer zu orten und zu beheben sind, in ihrer Wirkung ziemlich eingeschränkt. Gerade in mehrgeschoßigen Wohngebäuden, wo immer irgend ein Bewohner gerade einen Dübel bohrt, oder sonstige Geräusche erzeugt, ist dies der Wohnqualität sehr abträglich.
[0006] Diesen Mangel besitzt zwar auch der konventionell erstellte Massivbau, aber immerhin geht das Dübelbohren in einer Ziegelwand erheblich schneller und leiser vor sich als in einer Betonwand, so daß der Verwendung von Betonfertigteilen im Wohnungsbau allein durch solche "Kleinigkeiten" erhebliche Abneigungen entgegenstehen können.
[0007] Wie jedoch auch bekannt, ist die einzige Möglichkeit, Körperschall-Übertragung zu den Nachbarwohnungen zu verhindern, die Anordnung exakt ausgearbeiteter, mit elastisch-weichem Material gefüllter Trennfugen zwischen den Bauteilen benachbarter Wohnungen. Es ist deshalb ein besonders kritisch zu bewertender Stand der Technik, daß sich ausgerechnet die Betonfertigteil-Bauweise, die schon von der Herstellung der Teile her exakte Fugen anbietet, und die durch einfaches Zwischenlegen weichen Materials bei der Montage der Teile saubere und schallbrückenfreie Trennfugen ermöglichen würde, wie sie in konventioneller Bauweise herzustellen gar nicht möglich wäre, sich diesen großen Vorteil durch arbeitsaufwendiges, festes Verbinden der Teile zunichte macht und schließlich körperschalltechnisch noch ungünstiger dasteht als die konventionelle Bauweise.
[0008] Es sind zwar auch schon Gebäudekonstruktionen aus Fertigteilen bekannt geworden, bei denen vorgefertigte zimmerraumgroße Boxen gummi-elastisch in einer tragenden Raumgitterkonstruktion gelagert werden (DE-A-17 84 978). Doch bringt hier die Trennung von Tragkonstruktion und wohnraumbildender Konstruktion, weil sich beide gleichwohl weiter räumlich gegenseitig durchdringen, erhebliche technische Komplikationen und Problemstellen dadurch, daß die Konstruktionen an allen Durchdringungsstellen aufwendig voneinander getrennt werden müssen. Auch stehen die nur zimmerraumgroßen Boxen, sowie die Stützen und Trägerbalken des Raumgitters einer flexiblen Grundrißgestaltung innerhalb der Wohnung nicht minder entgegen wie die Wände der Plattenbauweise. Zudem ist ein Raumgitter als Tragkonstruktion nichts anderes als eine besonders aufwendige und teure Ausführungsform der Skelettbauweise, und aus Betonfertigteilen eher noch schwieriger zu montieren als die normalen Ausführungen der Skelett- oder der Plattenbauweise.
[0009] Es ist weiter auch bekannt, räumliche Bauelemente schachbrettartig übereinander zu stapeln, um durch bloßes Aufeinanderstapeln und ohne aufwendige Verbindungen einen schnell und einfach aufzubauenden, gut ausgesteiften, stabilen Baukörper zu erhalten. Dieses Prinzip ist jedoch bisher nur für Wohngebäude bekannt, bei denen wohnraumbildende Kästen ( US-A-3 643 390, FR-A-2 218 442 ) oder wohnraumbildende Bauteile ( US-A-3 805 461, FR-A-2 210 704, Fig. 19 ) schachbrettartig versetzt übereinander gestapelt werden, wobei die Zwischenräume wiederum nur geschoßhohe Wohnräume bilden, und die wohnraumbildenden Bauteile schalltechnisch ungünstig starr miteinander verbunden sind.
[0010] Für eine eigene, von den wohnraumbildenden Bauteilen getrennte Tragkonstruktion, und insbesondere mit nach Funktion und Form anderen als den bei einer versetzten Stapelung bisher bekannten Bauteilen, ist diese schachbrettartige Anordnung bisher nicht bekannt - obwohl sie für schnell aufzubauende, stabile Tragkonstruktionen besonders gut geeignet ist, und obwohl sie sich, verbunden mit einer wesentlich anderen Raumhöhe, hervorragend für die architektonischen und statischen Erfordernisse von vor den Wohnungen liegenden "Gärten" eignet. Damit wird auch eine Kritik am architektonischen Stand der Technik deutlich, aus der sich noch eine andere Aufgabe der Erfindung ergibt.
Darstellung der Erfindung
[0011] Eine Aufgabe der Erfindung besteht also darin, speziell für den mehrgeschoßigen Wohnungsbau eine statisch stabile Gebäudekonstruktion aus Betonfertigteilen so zu finden, daß die Zusammensetzung der einzelnen Teile ohne starre Verbindung miteinander, durch bloßes Auflegen auf bzw. Einhängen in passende Auflager nach Zwischen- oder Unterlegen mehr oder weniger elastisch-weichen Materials erfolgen kann - und dies für bis etwa zwölfgeschoßige Wohngebäude. Insbesondere die Wohnungswände, -decken und -böden sollen keine starre Verbindung mit lastableitenden, gebäudeaussteifenden Gebäudeteilen und mit Bauteilen der Nachbarwohnungen haben - es soll also eine Trennung von wohnungsbildender und tragender Konstruktion erfolgen, und zwar eine ganz strikte, auch räumliche Trennung voneinander, bei der sich beide Konstruktionen nicht weiterhin gegenseitig räumlich durchdringen. Auch sollen keine statisch notwendigen Wände, Stützen oder Unterzüge innerhalb einer Wohnung deren freie Grundrißgestaltung einschränken.
[0012] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis, daß größere Serien von mehrgeschoßigen Wohngebäuden aus Betonfertigteilen - und nur größere Serien könnten die Baukosten drastisch genug herabsetzen - nur dann möglich sind, wenn diese Gebäude städtebaulich und architektonisch annehmbar oder gar angenehm sind. Die Großserien der minderwertigen Plattenbauweise sind in derart unangenehmer Erinnerung, daß ein technischer Fortschritt auf diesem Gebiet allein nicht mehr ausreicht, es muß damit auch eine wesentliche städtebauliche und architektonische Verbesserung mit diesem Fortschritt verbunden sein.
[0013] Zwar können mehrgeschoßige Wohngebäude nun mal keine hübschen Häuschen im Grünen sein, doch gerade deshalb sind die sehnlichen Wünsche der städtischen Bewohner mehrgeschoßiger Wohngebäude nach einem kleinen Häuschen im Grünen, nämlich "eigene" vier Wände, eigener Eingang, eigener Vorgarten vor der Wohnung und kleiner Garten dahinter, und sei es auch nur ansatz- und ersatzweise, zum bestimmenden Maßstab einer bewohnerfreundlichen Architektur gerade für den mehrgeschoßigen Wohnungsbau zu machen.
[0014] Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt also das Problem zugrunde, daß die zu findende Konstruktion nicht nur kostensenkende Schnell-Montage, optimalen Schallschutz und flexiblen Wohnungsgrundriß bieten soll, sondern auch noch eine lebendige Architektur mit offener Fassadengestaltung und "hängenden Gärten" vor und hinter jeder Wohnung, verglast als Wintergärten mit Energiespareffekt nutzbar.
[0016] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind wie folgt: Die Statik des Kasten-Elements erlaubt eine große Stützweite bei geringer Wandstärke, sowie durch den Quersteg (Spannung der Kastendecke bzw. des Kastenbodens von den Schmalseiten zum Quersteg) eine große (auskragende) Feldbreite bei geringer Plattenstärke, und somit entsprechend geringes Gewicht. Die Statik des gut belasteten, fugenlos ausgesteiften Stapel-Elements erlaubt wiederum die Verkleinerung dieses gebäudeaussteifenden Bauteils auf eine noch transportable Größe. Die Betonfertigteile können also so groß wie möglich bzw. so klein wie nötig gehalten werden, um den für normale Straßentransporte noch zulässigen Rahmen nach Gewicht und Abmessung optimal auszunutzen und um statisch ungünstige und arbeitsaufwendige Fugen zu vermeiden. Sie können deshalb ohne aufwendige Justierung und Befestigung, über toleranzausgleichende, körperschallisolierende, Überlastungen abpuffernde Gummizwischenauflagen direkt, sofort passend und sofort belastbar aufeinander gesetzt oder gelegt werden. Der Baukörper, obwohl oder gerade weil er nicht aus starr miteinander verbundenen Teilen besteht, ist elastisch und unempfindlich, und bleibt stabil auch bei größeren Formänderungen des Gebäudes, z.B. bei ungleichen Absenkungen oder Erdbeben. Es ist insbesondere in erdbebengefährdeten Gebieten von Vorteil, daß alle Wohnungen in dem Gebäude mit ihrer Masse (immerhin mehr als die Hälfte der Gesamtmasse des Baukörpers) gemäß der elastisch-weichen Kasten-Element-Auflagerung besonders in der kritischen horizontalen Richtung weich und stoßdämpfend gepuffert werden können, z.B. durch innere Reibung der Auflagerschichten.
[0017] Vorteilhaft ist in dieser Hinsicht auch, daß die frei gelagerten, nicht zur Gebäudeaussteifung und Lastableitung herangezogenen Kasten-Elemente, die in sich eine sehr erhebliche aussteifende und tragende Kapazität besitzen, bei Überlastung und entsprechender Verformung der gebäudeaussteifenden und lastableitenden Bauteile (d.h. der Stapelelemente) unterstützend zur Gebäudeaussteifung und Lastableitung herangezogen werden können, so daß diese wichtigen Funktionen intakt bleiben. Dies ist beispielsweise dadurch gegeben, daß bei einem Kippen der Stapelreihe nach außen oder innen die aufgelagerten Kasten-Elemente automatisch zu aussteifenden Rahmenriegeln werden, indem sie sich mit den ausgelenkten Stapel-Elementen verkanten - die Steifigkeit dieses Rahmens läßt sich durch die Breite der vertikalen Fuge zwischen Kasten- und Stapel-Element sozusagen stufenlos einstellen. Die lastableitende Sicherheitsreserve durch die Kasten-Elemente ist dadurch gegeben, daß sich deren Schmalseiten überlappen, wodurch bei Ausfall eines Stapel-Elements die Last von den sich überlappenden Teilen der Schmalseiten übernommen werden kann - das Wirksamwerden dieser Sicherheitsreserve läßt sich durch die Breite der horizontalen Fuge zwischen den sich überlappenden Teilen der Schmalseiten ebenfalls stufenlos einstellen.
[0018] Formänderungen des Gebäudes durch Überlastung bei Absenkungen und Erdbeben führen kaum zu Beschädigungen der Bauteile und können durch korrigierende Zwischenlagen in den entsprechenden Fugen nachträglich leicht behoben werden, wie auch das ganze Gebäude beschädigungsfrei abgebaut und an anderer Stelle wieder aufgebaut werden kann - ein Vorteil, der städtebauliche Planungen und Investitionen im Wohnungsbau erleichtern kann.
[0019] Die Schallisolierung der Wohnungen ist durch zweischalige Ausführung aller wohnungsumschließenden Wände, Böden und Decken bei absoluter Trennung von lastableitenden Bauteilen mittels gut überprüfbarer, gegebenenfalls leicht auswechselbarer Gummizwischenlager von bester Qualität. Die Grundrißgestaltung der Wohnung ist flexibel vom jeweiligen Bewohner gestaltbar. In alle raumumschließenden Betonteile, nur vier je Wohnung, können leicht und einfach Warmwasser- Wand-, Boden- und Deckenheizungen mit einbetoniert werden - raumwarme Flächen schaffen das angenehmste Wohnklima bei gleichwohl niedrigerer Raumtemperatur - das spart Heizkosten und macht am Ende sogar den Beton angenehmer fürs Wohnen als die Ziegelwand.
[0020] Jede Wohnung hat einen eigenen Eingang über einen Vorgarten, und einen hellen, sichtgeschützten, doppeltgeschoßhohen Außenraum auf der anderen Seite, verglast als Wintergarten mit Energiespareffekt nutzbar, auch ohne Verglasung ein weiterer Schallschutz.
[0021] Die architektonische Gestaltbarkeit der Fassade ist offen und flexibel, jede Eintönigkeit läßt sich durch Verwendung verschieden gestalteter Außenelemente vermeiden, soweit nicht schon durch die "hängenden Gärten" und ihre Bepflanzung eine lebendige Struktur gegeben ist. Allein durch die versetzten Wohnungen erhält die Gestaltbarkeit ein neues, lebendiges Element.
[0022] Der wichtigste Vorteil aber ist wohl die drastische Baukostensenkung durch industrielle Fertigung der Teile, kostengünstigen Transport, einfachste und schnelle Montage bei geringem Personalaufwand und entsprechend kostengünstige Auslastung auch schweren Hebegeräts auf der Baustelle.
[0023] Angesichts dieser zu erwartenden Kostensenkung ist es vertretbar, einen kleinen Teil der Kosteneinsparung auf der anderen Seite für einen etwas luxuriösen Aufwand wieder auszugeben: Jede Wohnung erhält auch noch einen eigenen Liftzugang im Vorgarten - dies wäre zwar nicht erforderlich, denn der Laubengang ist an beliebiger Stelle an ein vorgesetztes Treppenhaus mit Lift anzuschließen, aber es ist eine weitere wesentliche Qualitätssteigerung im Sinne des schon erwähnten Maßstabs vom eigenen Häuschen im Grünen. Es ist sicher auch ein Vorteil, wenn sich die hier erforderliche Erschließung von der üblichen Tür-an-Tür-im-Treppenhaus-Bauweise des sozialen Wohnungsbaus weit entfernt hat - und dabei immer noch kostengünstiger ist als diese. Dies gilt auch für die hier zwar nicht unbedingt notwendigerweise, aber doch besser über die Vorgärten anzuschließenden Installationen der Wohnungen. Zwar gibt es einen Leitungs-Mehraufwand von ein paar Metern, aber dafür rauscht kein Fallrohr und redet kein Lüftungsschacht vom Nachbarn durch die Wohnung.
[0024] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 16 angegeben:
Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 und 3 ist eine statisch und montagetechnisch besonders günstige Verbindung des lastableitenden, gebäudeaussteifenden Stapel-Elements mit den Bauteilen des doppeltgeschoßhohen Außenraumes.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist, unter gleichzeitiger Möglichkeit der Bildung eines Schachtes für vertikale Leitungen, insbesondere bei direkter Auflagerung der Stapel-Elemente aufeinander erforderlich, um einen "Reißverschluß"-Effekt auszuschließen, der bei Ausfall eines Stapel-Elements zum Ausfall des nächsten und somit zum Zusammenbruch des ganzen Gebäudes führen würde. Dieser Effekt läßt sich jedoch mit einfachen Mitteln und mit absoluter Sicherheit verhindern, z.B. durch die Notstützen nach Anspruch 5, die so unter den Stapel-Elementen angebracht sind, daß sie im Normalfall nicht belastet sind, und erst im Notfall, also nach Ausfall eines Stapel-Elements (und dadurch bedingtes entsprechendes Absinken des Bauteils an dieser Stelle) statisch wirksam werden, wobei natürlich dafür gesorgt werden muß, daß eine solche Notstütze nicht zusammen mit dem zu ersetzenden Stapel-Element herausfällt. Dies kann durch Bolzen (20) oben und unten an der dort schachtdicken Wandplatte (19) geschehen, die gleichzeitig noch als Angeln beim Öffnen und Schließen der Schachtabdeckung dienen können (Fig.4). Außerdem gewinnt man durch die im Normalfall unbelastete und darum auch hier gegen direkten Kontakt mit lastableitenden Bauteilen leicht zu dämpfende Wandplatte eine große körperschall-isolierte Fläche im unteren Aufenthaltsbereich des Außenraumes.
Die Ausgestaltungen nach Anspruch 5 und 6 ermöglichen es, die beiden auf der Konsole aufgelegten Kasten-Elemente zwischen den stützenartigen Verstärkungen, natürlich elastisch abgepuffert, zu fixieren (Fig.1 und 2).
Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 ermöglicht es, die Stapel-Elemente schnell und selbstjustierend auf ihre Auflager abzusetzen und diese, insbesondere bei elastisch-weichen Auflager-Zwischenschichten, unter Gewährung eines energieverzehrenden Schub-Reibungsweges gegen zu großes Verschieben zu sichern.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 (Fig.5) ermöglicht die Anordung eines Lift- oder Treppenhausschachtes innerhalb der Stapel-Element-Reihe. Wegen der versetzten Anordnung der Wohnungen ist diese Ausführung der Stapel-Elemente in dem jeweils darüberliegenden Geschoß seitenverkehrt ausgebildet. Die Schachtabdeckung (22) ist auch hier leicht und sicher als Notstütze auszubilden.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 ermöglicht es, da die statische Aussteifungsfunktion der Deckenseite des Stapel-Elements auch durch eine horizontale oder schiefe Ebene auf beliebiger Höhe des Elements erbracht werden kann, das Niveau oder die Neigung der Stapel-Element-Deckenseite den architektonischen Bedürfnissen anzupassen, so daß z.B. das Stapel-Element oben eine mehr oder weniger tiefe Wanne (Fig.5) bildet, in der Platz für ein meterhohes Planschbecken, für eine Bodenschicht für Pflanzen oder für Außeninstallationen (z.B. zentraler Staubsauger, Klimaanlage) ist.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 10 (Fig.9,10,11,12,14) ermöglicht eine architektonisch sehr reizvolle Erschließung der Wohnungen mit jeweils einer durch einen Vorgarten führenden halben Freitreppe, wobei das Niveau und die Neigung der Stapel-Element-Oberseite entsprechend Anspruch 9 der Erschließung angepaßt ist, d.h., bei der nach oben gehenden halben Freitreppe wird das Niveau etwas tiefer liegen, bei der nach unten gehenden wird die Neigung dem Treppenverlauf entsprechen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 11 (Fig.6) bietet eine interessante Möglichkeit, die Elastizität des Gebäudekörpers in Richtung der Längsseiten zu erhöhen, und das Gebäude damit vielleicht noch erdbebensicherer zu machen. Die Verwendung eines Rahmen-Elements (25) erlaubt zudem auch durchgehend zweischalige Ausbildung auch der Außenräume mit vergrößerten, noch besser zu dämpfenden Auflagerflächen zwischen den tragenden Bauteilen benachbarter Wohnungen, und erlaubt zudem auch noch ein abschnittsweises, stapelweises Hochziehen des Gebäudes, was den Einsatz von Autokränen begünstigt, da diese dann weniger oft umgesetzt werden müssen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 12 ermöglicht Wohngebäude nach mehr konventionellem Geschmack, mit den Vorteilen der Erfindung bezüglich schneller Montage und Schallschutz.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 13 ermöglicht eine andere Gebäudeaussteifung, bei der das durch die statisch wirksame Tiefe des Stapel-Element-Querschnitts gegebene statische System der Gebäudeaussteifung unterstützt oder ersetzt wird durch eine mehr oder weniger biegesteife Rahmenbildung des Kasten-Elements als Rahmenriegel mit dem Stapel-Element als Rahmenstiel.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 14 ermöglicht eine Anpassung der Steifigkeit dieser Gebäudeaussteifung an die statischen Erfordernisse.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 15 ermöglicht es, bei hohen oder erdbebengefährdeten Gebäuden die unteren Stapel-Elemente mithilfe eines entsprechend ausgebildeten Fundamentkörpers gegen Kippen zu sichern. Die Verspannung ist, an den Stapel-Elementen im Schacht entlang, über mehrere Geschoße durchlaufend, einfach herzustellen, und kann, da es sich dabei um eine sehr elastisch auszuführende Verspannung handelt, die Erdbebensicherheit weiter erhöhen (Fig. 7).
Die Ausgestaltung nach Anspruch 16 ermöglicht eine wenn auch nur leichte terrassenförmige Abstufung des Gebäudes, ohne dabei Isolierungs- und Abdichtungsprobleme mit darunterliegenden Wohnräumen zu bekommen (Fig.8).
[0025] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand Figur 1 bis 14 dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
[0026] Die Fig. 1 zeigt die Hauptelemente: Kasten-Element 1, Bodenplatten-Element 2, Deckenplatten-Element 3 und Stapel-Element 4. Weiter ist zu sehen ein Quersteg 5 sowie die Konsolen 6 des Kasten-Elements, die über das elastisch-weiche Auflager 7 auf die Stapel-Element-Konsole 8 gelagert sind, sowie ein Bolzen 9 und dessen Steckpunkte in den Stapel-Elementen.
[0027] Die Fig. 2 zeigt, wie die Kasten-Elemente gegen Verdrehen um die Längsachse mittels passender Gummiformstücke 10 zwischen den stützenartigen Verstärkungen 11 des Stapel-Elements 4 verkeilt sind.
[0028] Die Fig. 3 zeigt das Gebäude im Montagezustand. Zu sehen sind die versetzte Anordnung der Stapel-Elemente 4, die doppeltgeschoßhohe Außenräume vor den Wohnungen bilden, die Auflagerung der Kasten-Elemente 1 über elastisch-weiche Auflager 7, sowie die Hilfselemente am Gebäudeende, und zwar das halbe Stapel-Rand-Element 12, das als Hilfsstütze fungierende Wand-Element 13, und das Wand-Boden-Decke-Element 14, das über ein elastisch-weiches Auflager 15 auf dem darunterliegenden Kasten-Element 1 aufliegt.
[0029] Die Fig. 4 zeigt ein Stapel-Element 4 mit stützenartigen Verstärkungen 16 und dünneren Seitenwänden 17, wodurch Platz entsteht für einen Schacht für vertikale Leitungen 18. Die den Schacht abdeckende Wandplatte 19 fungiert als Notstütze, und muß deshalb entsprechend ausgesteift sein und oben und unten mit Bolzen 20, die in passende Löcher 21 in den Seitenwänden des darunter- bzw. darüberliegenden Stapel-Element eingreifen, gegen gleichzeitiges Herausfallen mit dem zu ersetzenden Stapel-Element gesichert sein, wobei die Bolzen auch gleich als Angeln beim Öffnen der Schachtabdeckung dienen können.
[0030] Die Fig. 5 zeigt ein Stapel-Element mit eingerückter Seitenwand für die Bildung eines Liftschachtes. Zu sehen ist weiter ein auch hierbei als Notstütze fungierender Teil 22 der Schachtabdeckung. Auch zu sehen ist eine tiefer gelegte und geneigte Oberseite 23 des Stapel-Elements mit Wannenbildung für Bepflanzungserde oder andere Zwecke.
[0031] Die Fig. 6 zeigt die Variante mit Zwischenstützen (24, 25) nach Anspruch 2, die Stapel-Elemente lagern auf Pendelstützen (24) oder Rahmenstielen(25), die gepuffert mit dem benachbarten Stapel-Element verbunden sind.
[0033] Die Fig. 8 zeigt die terrassenförmige Abstufungsmöglichkeit durch nach oben zu abnehmende Tiefe der Stapel-Elemente.
[0034] Die Fig. 9 zeigt erstens die schachbrettartige Anordnung der Stapel-Elemente und zweitens die Erschließung des Gebäudes über Laubengänge, die alle zwei Geschoße auf jeweils halber Geschoßhöhe verlaufen, und von denen halbe Treppen abwechselnd nach oben oder unten in die jeweilige Wohnung führen. Die Ebenen für die Schnitte A, B, C und D sind angegeben.
[0035] Die Fig. 10 zeigt den Schnitt C durch das Gebäude im Bereich der nach unten führenden Halbtreppen.
[0036] Die Fig. 11 zeigt den Schnitt D durch das Gebäude im Bereich der nach oben führenden Halbtreppen. Die Ebene für den Schnitt E ist angegeben.
gekennzeichnet durch
folgende, konstruktive und statische Hauptelemente des Gebäudes und ihre Anordnung, nämlich durch
- ein auf einer Längsseite offenes Kasten-Element (1), das die Wohnungstiefe bestimmt und vorzugsweise etwa zwei bis drei Meter breit ist, das den seitlichen Raum einer Wohnung bildet und ihn nach außen hin abgrenzt, und das einen oder mehr Querstege (5) haben kann, und das an den Schmalseiten Konsolen (6) oder andere Auskragungen besitzt, mit denen es auf den lastableitenden, gebäudeaussteifenden Bauteilen über die elastisch-weichen Auflagerzwischenschichten (7) gelagert ist,
- ein Bodenplatten-Element (2), das zwischen den Böden zweier Kasten-Elemente an diesen angelagert ist,
- ein Deckenplatten-Element (3), das zwischen den Decken zweier Kasten-Elemente an diesen angelagert ist,
- ein lastableitendes, gebäudeaussteifendes Stapel-Element (4), das vorzugsweise etwa
so breit ist wie die halbe Wohnungsbreite,
und durch die Anordnung dieser Elemente, nämlich dadurch,
- daß an beiden Längsseiten des Gebäudes entlang, und aus vorzugsweise symmetrisch angeordneten Stapel-Elementen, jeweils eine lastableitende, gebäudeaussteifende Stapelreihe aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten Stapel-Elementen (4) gebildet ist,
- daß die Kasten-Elemente (1) so zwischen den beiden Stapelreihen, deren gegenseitigen Abstand überbrückend, an den Stapel-Elementen (4) aufgelagert sind, daß jeweils zwei Kasten-Elemente benachbarter Wohnungen mit ihren Schmalseiten der dem Gebäudeinneren zugewandten Seite eines Stapel-Elements zugewandt hinter dieser Seite angeordnet sind, wobei die Längswände dieser beiden Kasten-Elemente (1) quer zu den beiden Längsseiten des Gebäudes nebeneinander stehen.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Höhe des Stapel-Elements (4) im Auflagerbereich zusammen mit der Höhe der Auflagerkonstruktion (Auflagerzwischenschicht, Zwischenstütze (24,25)) die Geschoßhöhe bestimmt,
- daß die lastableitende, gebäudeaussteifende Stapelreihe aus einer Mehrzahl von schachbrettartig übereinander versetzt angeordneten Stapel-Elementen (4) besteht,
- daß die Stapel-Elemente (4) dabei entweder direkt aufeinander oder indirekt aufeinander unter Verwendung von Zwischenstützen (24,25) abgestützt sind,
- daß zumindest vor einem Teil der von den Stapel-Elementen gebildeten Wohnungsöffnungen ein jeweils bis zu etwa doppeltgeschoßhoher Außenraum vorgesehen ist,
- daß ein Geschoßgrundriß sich erst im übernächsten Geschoß wiederholt,
- daß an den Enden der Stapelreihen je nach Bedarf Hilfselemente (12,13), und an den Enden des Gebäudes je nach Ausführung Hilfselemente (13,14,26) zum Abschließen insbesondere der übrigbleibenden Wohnungsabschnitte eingesetzt sind.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Stapel-Elemente (4) statisch als vorzugsweise zwei bis vier Meter tiefe, in sich ausgesteifte Schachteln mit einem offenen Boden und einer offenen Außenseite ausgebildet sind, und
- daß die versetzt angeordneten Stapel-Elemente (4) bis zu etwa doppeltgeschoßhohe Außenräume vor den Wohnungsöffnungen bilden.
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Stapel-Element (4) an den Ecken stützenartige Verstärkungen (16) und dünnere Seitenwände (17) aufweist, die so zurückgesetzt sind, daß zwischen den stützenartigen Verstärkungen im Bereich der dünneren Seitenwände ein außerhalb am Stapel-Element vorbeiführender Schacht für vertikale Leitungen (18) gebildet ist, der vorzugsweise durch eine zwischen den stützenartigen Verstärkungen stehende, als Notstütze fungierende und entsprechend ausgesteifte Wandplatte (19) abgedeckt ist, die bevorzugt oben und unten mit Bolzen (20), die in passende Löcher (21) in den Seitenwänden des darunter- bzw. darüberliegenden Stapel-Elements eingreifen, gesichert ist.
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Stapel-Element an seiner gebäudeinneren Wand über die ganze Breite eine Konsole (8) zur Auflagerung der Kasten-Elemente besitzt, die an beiden Enden in die stützenartigen Verstärkungen (11) einmündet.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die beiden an einem Stapel-Element gelagerten Kasten-Elemente mit Auskragungen an ihren Schmalseiten so in den Raum zwischen den stützenartigen Verstärkungen (11) hineinragen, daß sie zwischen diesen stützenartigen Verstärkungen und an diesen gegen Verdrehen um die Längsachse mittels passender Gummiformstücke (10) verkeilt werden können.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Auflager der Stapel-Elemente im Bereich der stützenartigen Verstärkungen (16), insbesondere dort, wo die Bewehrung der Innenwand in diesen Auflagerbereich eingreift, durch Stahlbolzen (9), die quer zur Auflagerebene in passende Löcher in den Auflagern gesteckt sind und in entsprechende Löcher in den Gegenlagern eingreifen, gegen Verschieben gesichert sind, wobei die Bolzen vorzugsweise konisch geformt und mit einem elastischweichen Material überzogen sind.
dadurch gekennzeichnet,
- daß auf der Erschließungsseite des Gebäudes zumindest ein Teil der Stapel-Elemente (4) an einer Seite eine derart geformte Seitenwand besitzt, daß die übereinander gelegenen Stapel-Elemente mit dieser Seitenwand einen Lift- oder Treppenhausschacht bilden.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die aussteifende obere Seite des Stapel-Elements (4) vertieft oder als nach innen oder außen abgesenkte schiefe Ebene (23) ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Erschließung des Gebäudes über Laubengänge (27) erfolgt, die nur alle zwei Geschoße auf etwa halber Geschoßhöhe angebracht sind und von denen halbe Freitreppen und entsprechend schiefe oder abgestufte Bepflanzungsebenen abwechselnd nach unten oder oben in die jeweils zugehörige Wohnung führen, wobei das Niveau und die Neigung der Stapel-Element-Oberseite vorzugsweise der Erschließung angepaßt sind.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Zwischenstützen (24,25) als Pendelstützen (24) oder als Rahmenstiele (25) ausgebildet sind, wobei zumindest die Pendelstützen (24) mit dem jeweils unmittelbar benachbarten Stapel-Element (4) elastisch gepuffert verbunden sind.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Stapel-Elemente (4) direkt übereinander zu Stützen zusammengesetzt sind, so daß auch die Wohnungen direkt übereinander liegen,
- daß die Stapel-Elemente (4) mehrgeschoßhoch sein können,
- daß die Stapel-Elemente (4) durch einen etwa mittigen vertikalen Schnitt zweigeteilt sein können, und
- daß die dem Gebäudeinneren zugewandten Seiten der Stapel-Elemente einen Versatz aufweisen können.
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Kasten-Element, statisch als Rahmenriegel, zusammen mit dem zugehörigen, mit dem Kasten-Element weich-elastisch gepuffert verbundenen Stapel-Element als Rahmenstiel, einen Rahmen bildet, der zur Gebäudeaussteifung in der Rahmenebene herangezogen wird.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Breite der vertikalen Fuge zwischen Kasten-Element und Stapel-Element die Steifigkeit des Rahmens bestimmt.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Stapel-Elemente zumindest der unteren Geschoße mit dem Fundamentkörper verspannt sind.
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Tiefe der Stapel-Elemente (4) im Gebäude von unten nach oben abnimmt, so daß die Gebäudetiefe wie bei einem leicht abgestuften Terrassenhaus nach oben hin abnimmt.
characterised
by the following structural and static main elements of the building and their respective arrangement, namely by
- a box element (1) open on one of its longitudinal sides that determines the depth of the flat and preferably has a width of two to three meters, that forms the lateral room of the flat and limits it to the outside, that can have one or more cross webs (5), and that is provided on its narrow sides with consoles (6) or other projections by which it is borne by elastic-soft intermediate bearing layers (7) on the load-carrying, building-stiffening components;
- a floor plate element (2) that is arranged between the floors of two box elements and borne by them;
- a ceiling plate element (3) that is arranged between the ceilings of two box elements and borne by them;
- a load-carrying, building-stiffening stacking element (4) the widths of which preferably
is equal to half the width of the flat;
and by the arrangement of these elements, namely by the fact
- that along either longitudinal side of the building, there is formed a load-carrying, building-stiffening stacked line of a plurality of stacking elements (4) stacked on top of each other and preferably arranged in a symmetrical manner;
- that the box elements (1) are borne by and on the stacking elements (4) between both stacked lines bridging the distance between them in such manner that always two box elements of neighbouring flats are arranged with their narrow sides against the side of a stacking element facing towards the inside of the building behind that side, the longitudinal walls of said two box elements (1) being arranged side by side and at right angles to the longitudinal sides of the building.
characterised in
- that the height of the stacking element (4) in the bearing area, together with the height of the bearing construction (intermediate bearing layer, intermediate supports (24, 25)), determine the height between storeys;
- that the load-carrying, building-stiffening stacked line consists of a plurality of stacking elements (4) arranged offset in a chequered manner on top of each other;
- that the stacking elements (4) are supported either directly on top of each other or indirectly on top of each other using intermediate supports (24, 25);
- that at least in front of a part of the flat openings formed by the stacking elements, there is provided an outside room having a height of up to about two storeys;
- that the layout of a storey is repeated only on the next storey but one;
- that at the ends of the stacked lines, there are used auxiliary elements (12, 13), as required, and that, depending on tie design, at the ends of the building, there are used auxiliary elements (13, 14, 26) for completing the remaining flat sections.
characterised in
- that the stacking elements (4) preferably have the static form of two to four meters deep, internally stiffened boxes with an open floor and an open outside;
- that the stacking elements (4) arranged in an offset manner form outside rooms having a height of up to about two storeys in front of the flat openings.
characterised in
that the stacking element (4) has support-like reinforcements (16) on its corners and thinner side walls (17) that are recessed in such manner that, between the support-like reinforcements in the area of said thinner side walls, there is formed a canal for vertical lines (18) passing along on the outside of the stacking element that preferably is covered by a wall plate (19) standing between the support-like reinforcements, serving as emergency support and being respectively reinforced that preferably is secured on it upper and lower side by means of bolts (20) engaging in respective holes (21) in the side walls of the stacking elements arranged above and below it.
characterised in
that the stacking element, on its side facing towards the interior of the building and over its entire width, is provided with a console (8) for supporting box elements that leads on both ends into support-like reinforcements (11).
characterised in
that the two box elements borne by and on a stacking element have projections on their narrow sides extending into the room between the support-like reinforcements (11) in such manner that they can be wedged against twisting around their longitudinal axis by means of appropriately shaped rubber pieces (10).
characterised in
that the supports of the stacking elements, in the area of the support-like reinforcements (16), in particular where the reinforcement of the internal wall engages in that supporting area, are secured against displacement by means of steel bolts (9) inserted, in right angle to the support level, into appropriate holes provided in the supports and engaging in respective holes in the counter supports, wherein said bolts preferably have a conical form and are coated with an elastic-soft material.
characterised in
that, on the access side of the building, at least a part of the stacking elements (4) is provided, on one of its sides, with a side wall formed in such manner that stacking elements having such a side wall stacked on top of each other will form a lift or staircase shaft.
characterised in
that the stiffening upper side of the stacking element (4) is recessed or has the form of a plane (23) inclined to the inside or outside.
characterised in
that the access to the building is realised by means of outside corridors (27) provided only on every second storey at about half of the storey height from which half outside stairs and respective inclined or graded planting levels lead alternatively downward or upward to the respective flats, wherein level and inclination of the upper side of the stacking element are respectively adapted to the access.
characterised in
that the intermediate supports (24, 25) have the form of hinge columns (24) or frame columns (25), wherein at least the hinge columns (24) are connected to the directly adjacent stacking element (4) in an elastically buffered manner.
characterised in
- that the stacking elements (4) are mounted directly on top of each other forming supports so that the flats are arranged directly on top of each other, too;
- that the stacking elements (4) can have a multi-storey height;
- that the stacking elements (4) can be divided in two parts by a central vertical cut; and
- that the sides of the stacking elements facing towards the inside of the building can have an offset.
characterised in
that the box element, statically acting as frame transom, together with the appertaining stacking element connected to the box element in a soft-elastic buffered manner, acting as frame member, forms a frame that is used for stiffening the building on the frame level.
characterised in
that the width of the vertical joint between box element and stacking element determines the stiffness of the frame.
characterised in
that the stacking elements, at least those of the lower storeys, are braced with the foundation body.
characterised in
that the depth of the stacking elements (4) decreases from the bottom towards the top so
that the depth of the building decreases towards the top just like in a slightly graded terrace-shaped block of flats.
caractérisés par
les éléments suivants, importants d'un point de vue constructif et statique du bâtiment et leur disposition, par notamment
- un élément en forme de caisse (1) ouvert sur un long côté déterminant la profondeur de l'habitation et de préférence d'une largeur de deux à trois mètres formant l'espace latéral d'une habitation, la limitant vers l'extérieur, qui peut avoir une ou plusieurs traverses (5), et qui possède sur les petits côtés, des consoles (6) ou autres pièces en porte-à-faux par lesquelles cet élément repose sur les éléments de construction porteurs et de renforcement sur les couches intermédiaires d'appui élastiques (7).
- un élément formant socle (2) qui est posé entre les sols de deux éléments en forme de caisse,
- un élément formant toit (3) qui est posé entre les toits de deux éléments en forme de caisse,
- un élément à empiler porteur et de renforcement (4) qui est à peu près aussi large
que la moitié de la largeur d'habitation de préférence,
et par la disposition de ces éléments, notamment,
- par le fait que, le long de chacun des deux côtés longitudinaux du bâtiment, de préférence, formés de plusieurs éléments à empiler (4) disposés symétriquement, soit formée une rangée qui s'empile, porteuse et renforçatrice, formée de plusieurs éléments à empiler (4) disposés les uns au-dessus des autres,
- par le fait que les éléments en forme de caisse (1) prennent appui sur les éléments à empiler (4) entre les deux rangées à empiler se superposant sur la longueur de l'écart formé entre eux, de manière que chacun des deux éléments en forme de caisse d'habitations voisines soient disposés derrière ce côté, les petits côtés de ceux-ci étant tournés vers le côté d'un élément à empiler tourné vers l'intérieur du bâtiment, les parois longitudinales de ces deux éléments en forme de caisse (1) étant placés les uns à côté des autres transversalement par rapport aux deux longs côtés du bâtiment.
caractérisés,
- par le fait que la hauteur de l'élément à empiler (4) dans la zone d'appui et celle de la construction d'appui (couches intermédiaires d'appui, supports intermédiaires (24,25)) déterminent la hauteur d'étage,
- par le fait que la rangée qui s'empile, porteuse et de renforcement, soft composée de plusieurs éléments à empiler (4) disposés en quinconce les uns au-dessus des autres à la manière d'un échiquier,
- par le fait que les éléments à empiler (4) soient étayés soit directement les uns au-dessus des autres soit indirectement par l'utilisation de supports intermédiaires (24,25),
- par le fait qu'au moins devant une partie des ouvertures de l'habitation formées par les éléments à empiler soit prévu respectivement un espace extérieur d'une hauteur maximale approximative d'un double étage,
- par le fait que le plan d'un étage ne se répète que tous les deux étages,
- par le fait qu'à l'extrémité des séries qui s'empilent, selon le besoin, soient disposés des éléments auxiliaires (12,13), et qu'à l'extrémité du bâtiment selon l'exécution soient disposés des éléments auxiliaires (13,14,26) pour obturer les sections d'habitations restantes en particulier.
caractérisés,
- par le fait que les éléments à empiler (4) soient formés pour la statique, de préférence à la manière de boîtes renforcées en elle-même de deux à quatre mètres de profondeur de préférence présentant un sol ouvert et un côté extérieur ouvert, et
- par le fait que les éléments à empiler (4) disposés en quinconce forment devant les ouvertures des habitations des espaces extérieurs d'une hauteur maximale approximative d'un double étage.
caractérisés,
par le fait que l'élément à empiler (4) présente sur les angles des renforcements servant de support (16) et des parois latérales plus minces (17) qui sont reculées de manière que, entre les renforcements servant de support soit formé dans la zone des parois latérales plus minces un puits prévu pour les conduites verticales (18) passant à l'extérieur le long de l'élément à empiler, qui sera de préférence recouvert par une plaque murale (19) renforcée en conséquence servant de support de secours placé entre les renforcements servant de support, qui sera de préférence fixée sur les faces supérieure et inférieure, par des goujons (20) qui prendront dans les parois latérales de l'élément à empiler placé dessous ou dessus dans des orifices (21) adaptés.
caractérisés,
par le fait que l'élément à empiler possède sur la paroi tournée vers l'intérieur du bâtiment sur toute sa largeur, une console (8) supportant les éléments en forme de caisse dont les extrémités débouchent dans les renforcements servant de support (11).
caractérisés,
par le fait que les deux éléments en forme de caisse posés sur un élément à empiler avec des parties en porte-à-faux sur les petits côtés s'avancent dans la pièce entre les renforcements servant de support (11) de manière à ce qu'ils puissent s'emboîter entre ces renforcements servant de support et sur ceux-ci selon l'axe longitudinal pour éviter toute torsion par des raccords en caoutchouc (10).
caractérisés,
par le fait que les paliers des éléments à empiler dans la zone des renforcements servant de support (16), en particulier là, où l'armature de la paroi intérieure s'engrène dans cette zone de ces paliers, soient bloqués pour éviter toute torsion par l'intermédiaire de goujons métalliques (9) qui sont insérés dans les paliers transversalement au plan des appuis dans les orifices adaptés et qui s'engrènent dans les orifices respectifs des contre-paliers, ces goujons étant de forme conique de préférence et enduits d'une matière élastique et souple.
caractérisés,
par le fait que du côté viabilisation du bâtiment au moins une partie des éléments à empiler (4) possède sur un côté une paroi latérale formée de manière que les éléments à empiler disposés les uns sur les autres et cette paroi latérale forment un puits pour ascenseur ou cage d'escalier.
caractérisés,
par le fait que le côté supérieur renforçant de l'élément à empiler (4) soit placé en creux ou comme un plan en biais (23) abaissé vers l'intérîeur ou l'extérieur.
caractérisés,
par le fait que la viabilisation du bâtiment soit effectuée par le biais de galeries (27) qui ne seront placées que tous les deux étages approximativement à mi-hauteur d'étage et de façon que partant d'elles des demi-escaliers et en correspondance, des niveaux de plantation respectivement en biais ou en gradins qui s'alternent mènent par le haut ou par le bas vers l'habitation respective, le niveau et l'inclinaison du coté supérieur de l'élément à empiler étant de préférence adaptés à la viabilisation.
caractérisés,
par le fait que les montants intermédiaires (24,25) sont formés en tant que supports balanciers (24) ou montants de cadre (25), les supports balanciers (24) étant au moins reliés à l'élément à empiler (4) directement voisin de manière élastique et formant tampon.
caractérisés,
- par le fait que les éléments à empiler (4) soient assemblés directement les uns au-dessus des autres pour former montants de manière à ce que les habitations soient également disposées les unes aux-dessus des autres,
- par le fait que les éléments à empiler (4) puissent avoir la hauteur de plusieurs étages,
- par le fait que les éléments à empiler (4) puissent être divisés en deux par une coupe verticale à peu près centrale, et
- par le fait que les côtés tournés vers l'intérieur du bâtiment des éléments à empiler puissent présenter un décalage.
caractérisés,
par le fait que l'élément en forme de caisse, d'un point de vue statique en tant que traverse de cadre et l'élément à empiler correspondant relié par une jointure élastique et souple à l'élément en forme de caisse en tant que montant de cadre, forment un cadre qui servira à renforcer le bâtiment au niveau du cadre.
caractérisés,
par le fait que la largeur du joint vertical entre l'élément en forme de caisse et l'élément à empiler détermine la rigidité du cadre.
caractérisés,
par le fait que les éléments à empiler au moins de l'étage inférieur soient ancrés avec le corps de fondation.
caractérisés,
par le fait que la profondeur des éléments à empiler (4) se réduise du bas vers le haut dans le bâtiment de manière à ce que la profondeur du bâtiment se réduise comme une maison à terrasse allant vers le haut légèrement en gradins.