[0001] Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem System zur Fassadenbefestigung,
genauer: einem vorgehängten Fassadensystem, das gegenüber dem Stand der Technik eine
einfachere und günstigere Montage erlaubt.
HINTERGRUND
[0002] Als Gebäudehülle wird heute die Gesamtheit aller Bauteile verstanden, die ein Gebäude
nach aussen abschliessen. Im modernen Wohn- und Gewerbebau muss diese Gebäudehülle
eine Vielzahl von komplexen Funktionen erfüllen, als Barriere gegen Niederschlag,
Aussenluft, Umgebungstemperatur, Geräusche und Strahlung. Technisch betrachtet müssen
also Aufgaben des mechanischen Schutzes, der thermischen und akustischen Isolation
sowie eines ansprechenden Designs gleichzeitig gelöst werden.
[0003] Einer vorgehängten Fassade kommt hierbei die Aufgabe zu, als äusserer Abschluss der
Gebäudehülle die funktionellen Schichten zu überdecken und vor Umgebungseinflüssen
zu schützen. Die Montage der Fassadenelemente muss dabei einfach und sicher sein,
die Verankerung Druck- und Windsogkräften Stand halten können und ästhetische Ansprüche
der Architektur erfüllen.
STAND DER TECHNIK
[0004] Um all die vorgenannten Vorgaben abzudecken, sind im Stand der Technik eine Vielzahl
von Lösungen beschrieben. Generell sollten Fassadenelemente in allen drei Dimensionen
bei der Montage justierbar sein, horizontal (x-Richtung), vertikal (y-Richtung) sowie
in Z-Richtung (Abstand zum Gebäude). Der Justage-Aufwand bei der Montage lässt sich
verringern, wenn durch den präzisen Aufbau einer Unterkonstruktion, die die Kräfte
und Lasten der Fassadenelemente aufnehmen kann, die z-Verstellbarkeit eliminiert wird.
Ferner ist es wünschenswert, die Endjustage erst nach einer Vormontage vorzunehmen
zu können, bei der zumindest das Gewicht des Fassadenelementes bereits von der Unterkonstruktion
aufgefangen wird.
[0005] Eine weitere Forderung ist häufig, dass die vorgehängte Fassade "unsichtbar" befestigt
wird, dass also die mechanischen Verbindungspunkte zwischen Fassadenelementen und
Unterkonstruktion nicht in äussere Erscheinung treten. Eine Lösung dieser Aufgabe
sollte möglichst wenige Kompromisse beim Montageaufwand, der Sicherheit wie auch bei
der Demontierbarkeit erfordern.
[0006] Im Grundsatz sind zur Lastableitung punktförmige Aufnahmen, sowie horizontale oder
vertikale Profilschienensysteme üblich (sowie Mischformen), an denen die Fassadenelemente
angebracht (i.e. eingehängt, angeschraubt, eingerastet, verklebt, vernietet) werden
können.
[0007] So wird in der
EP 3 020 884 A1 ein Fassadensystem beschrieben, das im Wesentlichen aus vertikal an einer tragfähigen
Gebäudestruktur angebrachten Profilschienen besteht, an die mittels mehrteiliger Halterungen
Fassadenelemente verschraubt werden können. Diese mehrteiligen Halterungen erlauben
eine Justage des jeweiligen Fassadenelementes relativ zu den Profilschienen wie auch
zueinander. Diese System ist wegen seiner Mehrteiligkeit sehr komplex.
[0008] Die Erfindung hat daher die Aufgabe ein Fassadensystem zu beschreiben, das mit möglichst
wenig Komponenten auskommt, einfach zu montieren und zu justieren ist sowie unsichtbar
befestigt werden kann. Diese wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs eins
gelöst.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[0009] Unter "Fassadenelemente" werden im Folgenden Bauteile verstanden, die als Teil einer
Gebäudehülle an einer Unterkonstruktion befestigt werden sollen. Diese Fassadenelemente
sind üblicherweise grossflächig, plan und haben eine quadratische oder rechteckige
Grundform. Sie werden häufig aus Metall gefertigt, Faserzement, Kunststoffen, Naturstein
oder Verbundmaterialien. Sie dienen dem Schutz, Isolation, Verschalung und/oder der
Dekoration der Gebäudehülle.
[0010] Unter "Halteelemente" werden mechanische Bauteile verstanden, die eine Verbindung
zwischen einem zu haltenden Bauteil (e.g. Fassadenelement) und einer Aufnahme herstellen
sollen. Die Aufnahme kann eine Unterkonstruktion sein, eine Fläche oder ein anderes
Bauelement, das Lasten aufnehmen kann, die vom zu haltenden Bauteil stammen. Die Haltefunktion
wird hierbei durch Mittel erreicht wie Haltezungen, Clips, Rastelemente, Klammern,
Schraubelemente bzw. unterstützt durch Bohrungen, Langlöcher, Anschlagelemente oder
Führungen, Kerben oder Hilfsmittel zur Ausrichtung. Die Halteelemente können so ausgelegt
werden, dass sie als Teil einer Gebäudehülle sichtbar oder bewusst unsichtbar ausgelegt
werden. Unsichtbar wird in dem Zusammenhang so verstanden, dass sie für einen Betrachter
nach Fertigstellung der Gebäudehülle nicht sichtbar sind, z.B. durch die zu haltenden
Elemente selber oder durch Nachbarelemente verdeckt.
[0011] Als "Unterkonstruktion" im breitesten Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jede
Vorrichtung verstanden, die es erlaubt, Bauteile wie Fassadenelemente mittels Halteelementen
auf Dauer zu fixieren und durch das Bauteil selbst bzw. durch Umwelteinflüsse auf
das Bauelement einwirkende Kräfte aufzunehmen. Im engeren Sinne wird als Unterkonstruktion
im Bauwesen ein Gerüst, eine Konsole oder mechanische Konstruktion verstanden, die
an einer Gebäudewand angebracht wird, um als Befestigungspunkt für weitere Bauteile
zu dienen. Solche Bauteile können Fassadenelemente sein, aber auch Isolationen, elektrische
Installationen, Sensoren, Sicherungselemente usw. Häufig sind Unterkonstruktionen
so beschaffen, dass mehrere solcher Bauteile angebracht werden können, z.B. als Träger
für Leitungen, Isolation und Fassadenelemente.
[0012] Ein Haltesystem zur Verankerung von Fassadenelementen 10 umfasst damit im Wesentlichen
einerseits Halteelemente 20, 30, 50 und andererseits vertikal auszurichtende Längsprofile
40. Letztere können wiederum als Teil einer Unterkonstruktion für eine Gebäudehülle
dienen, zusammen mit weiteren Bauteilen, die den Abstand zwischen diesem Profil und
der statisch tragenden Gebäudewand überbrücken. Diese weiteren Bauteile können aus
dem Stand der Technik stammen. Erfindungsgemäss sind pro Fassadenelement 10 mindestens
zwei funktionell unterschiedliche, diskrete Typen von Halteelementen Typ I (20, 30)
bzw. Typ II (50) vorgesehen, die auf der zur Unterkonstruktion weisenden Seite des
Fassadenelementes angebracht werden können, sprich auf deren Rückseite. Diese beiden
Typen von Halteelementen unterscheiden sich funktionell deutlich, weil im montierten
Zustand der Typ I (20, 30) überwiegend zur Übertragung von Lasten von der Fassadenplatte
auf das Längsprofil ausgelegt ist, die senkrecht zur Fassade auftreten. Mit "überwiegend"
ist dabei gemeint, dass die Haltelemente darauf ausgelegt sind, nur teilweise und/oder
kurzfristig andere als senkrecht zur Wand auftretende Lasten aufzufangen. Typ II (50)
ist dagegen vorwiegend zur Ableitung des Eigengewichts vorgesehen. "Vorwiegend" bedeutet
auch hier, dass andere Lasten nur vorübergehend oder nur teilweise getragen werden
können.
[0013] Im montierten Zustand wird das Halteelement Typ I (20, 30) bevorzugt ausschliesslich
zur Übertragung von Lasten von der Fassadenplatte auf das Längsprofil 40 ausgelegt
sein, die senkrecht zur Fassade auftreten.
[0014] Das erwähnte Längsprofil 40 des Haltesystems ist bevorzugt ein längsausgedehntes
Schienenelement, das mindestens eine flache, zum Fassadenelement im montierten Zustand
parallele Aufnahmefläche 41 aufweist. Dieses flache Oberfläche kann eine Profilierung
aufweisen im Sinne von ebenfalls parallelen, höher bzw. tiefer liegenden Flächen (relativ
zur Rückseite des Fassadenelements 10)
[0015] Wie in den Figuren gezeigt, wird das das Längsprofil 40 aus statischen Gründen bevorzugt
einen L-Querschnitt mit zwei Schenkeln 42, 43 aufweisen, wobei einer (43) der beiden
Schenkel jene flache, zum Fassadenelement im montierten Zustand parallele Aufnahmefläche
41 aufweist. Alternativ ist auch ein T-Querschnitt möglich.
[0016] Das Halteelement Typ I (20) ist ferner bevorzugt darauf ausgelegt, horizontal, sprich
von der Seite auf das Längsprofil 40 aufgeschoben zu werden, insbesondere auf den
Schenkel 43 mit der zum Fassadenelement im montierten Zustand parallelen Aufnahmefläche
41. Bei einem L-Querschnitt wird dies folglich von einer Seite möglich sein, bei einem
T-Profil von beiden Seiten.
[0017] Das Haltelement Typ I kann verschiedene Bauformen aufweisen. Eine erste Bauform des
Typs I (20) zeigt unter anderem eine Grundplatte 21 zur Befestigung am Fassadenelement
10 (genauer, seiner Rückseite). Die Grundplatte 21 hat eine Anschlagfläche 22, einen
Anschlag 23 und eine Konsole 24, deren Zusammenspiel im Zusammenhang mit dem Längsprofil
40 weiter unten erläutert wird.
[0018] Eine zweite Bauform des Halteelements Typ I (30) ist darauf ausgelegt, vertikal am
Längsprofil 40 eingehängt zu werden. Dazu wird es unter anderem aus einem Stift 31
mit Durchmesser D
S zur Verankerung im Fassadenelement 10 gebildet. Die Verankerung des Stiftes kann
in einem Sackloch auf der Rückseite des Fassadenelements geschehen, in die das Halteelement
eingeklebt, geklemmt, genietet oder verdübelt werden kann. Am vom Fassadenelement
wegweisenden Stiftende ist ein Kopfteil 32 vorhanden, das eine im Wesentlichen zum
Fassadenelement 10 parallele und ihm zugewandte Anschlagfläche 33 bietet. Im montierten
Zustand an einem planen Fassadenelement bedeutet dies, dass die Anschlagfläche 33
im Wesentlichen parallel zur Rückseite des Fassadenelements liegt. Die Form des Kopfteils
33 kann bevorzugt, aber nicht zwingend rund sein. In letzterem Falle wäre eine knopfartige
Form gegeben, die, zusammen mit anderen Halterungen dieses Typs, aus der Rückseite
hervorragt. Der kleinste Durchmesser dieser Anschlagfläche 33 soll als Durchmesser
D
K bezeichnet werden. Um bei der Montage dieses Halterungstyps eine Zentrierhilfe 34
zu haben, kann das Kopfteil 32 auf der vom Fassadenelement wegweisenden Seite die
Form eines Kegels oder Konus aufweist. Im ganzen kann die Form der Halterung 32 als
pilzähnlich beschrieben werden.
[0019] Diese Pilzköpfe können erfindungsgemäss in entsprechende Öffnungen in den Längsprofilen
40 eingeschoben werden. Diese Halteöffnungen 60 bestehen im Wesentlichen aus einem
Langloch 62 mit einer Breite B
L und einer an einem Ende angeordneten Einführungsbohrung 61 mit Durchmesser D
E, wobei gilt D
E > D
K > B
L > D
S. Mit anderen Worten, der Kopf der Halterung Typ I in der gezeigten Ausführung als
Pilzkopf kann durch die Öffnung 61 eingeführt werden, kann aber aus dem Langloch 61
nicht herausfallen. Der Konus des Kopfes erleichtert das Einführen in die Öffnung
/ Einführungsbohrung 61.
Diese Halterungen Typ I in der Ausführung als Pilzkopf können werksseitig an der Rückseite
des Fassadenelements vorgesehen werden und lassen sich damit auch besser maschinell
montieren. Wie für das Haltelement Typ I beschrieben, übernimmt das Langloch keine
tragende Funktion für das Eigengewicht des Fassadenelementes. Es dient nur der Aufnahme
von Lasten, die senkrecht zum Fassadenelement auftreten, genauer gesagt im Wesentlichen
parallel zur Flächennormalen des Fassadenelements. Das hat den Vorteil, dass auch
Unterschiede in der thermisch bedingten Ausdehnung des Fassadenelementes bzw. der
Unterkonstruktion mechanisch abgefangen werden können ohne das Element gegenüber der
Unterkonstruktion zu verspannen.
[0020] Die Aufnahme des Eigengewichts wird vom Haltelement Typ II (50) übernommen. Es weist
hierzu eine Lasche 51 auf, welche so bemessen ist, dass sie über den Umfang des Fassadenelementes
10 hervorragt und an dem Längsprofil 40 lösbar oder unlösbar befestigt werden kann.
Die Lasche kann hierzu Bohrungen oder Anschlagpunkte aufweisen, die zu Befestigungsmitteln
wie Schrauben, Bolzen, Nieten oder Klammern passen.
[0021] Ein erfindungsgemässes Haltesystem wird auf einer Unterkonstruktion montiert, die
vorteilhafterweise Profilschienen 40 gemäss der Erfindung aufweist. Diese werden vertikal
montiert und bieten eine Anlage- und Befestigungsfläche für die Fassadenelemente 10.
Letztere sind bevorzugt bereits mit den Haltelementen Typ I und II versehen, so dass
an diesen Elementen bauseitig keine Veränderungen mehr erfolgen müssen. Die Montage
geschieht von der gebäudeseitig untersten Reihe nach oben. Diese unterste Reihe von
Fassadenelementen wird ausgerichtet und mittels der Laschen 51 an den Profilschienen
40 befestigt. Jede weitere Reihe schliesst an die jeweils darunterliegende an. Dazu
werden die Fassadenelemente je nach Variante des Haltelements Typ I seitlich auf die
Profilschienen 40 aufgeschoben und temporär, z.B. mittels Distanzlehren, auf der unteren
Reihe abgestützt.
[0022] Dort, wo ein seitliches Einschieben nicht möglich ist, e.g. weil dort eine weitere
Wand oder ein anderes Gebäudeteil anschliesst, kann der Vorteil dennoch erhalten bleiben.
Dazu sieht man in den vertikalen Profilschienen eine Lücke bzw. Unterbrechung vor,
die so breit ist, dass Halteelement in Richtung auf das Gebäude eingeschoben werden
kann und danach nach unten bzw. oben in die endgültige Position versetzt wird.
[0023] Die Last des Eigengewichts und die Ausrichtung horizontal folgen damit über die vorher
montierte Reihe von Fassadenelementen. Die seitliche Ausrichtung (horizontal) kann
nun separat erfolgen, z.B. ebenfalls über Distanzlehren. Danach wird das Fassadenelement
mittels des Halteelements Typ II an der Profilschiene befestigt. Durch die Kombination
von Konsole 24 und Anschlagfläche 22 beim Haltelement gemäss Figur 1 wird ein "Wegkippen"
von der Vertikalen verhindert.
Alternativ, wenn das Halteelement Typ I gemäss Figur 2 ausgeführt wird, wird das Fassadenelement
in die Langlöcher der Längsprofile, wie in Figur 4 gezeigt, eingehängt. Die Verwendung
der Distanzlehren und die Ableitung der Gewichtskraft des Elementes erfolgt wie oben
beschrieben, ebenso die endgültige Befestigung mittels der Laschen 51. Sobald diese
verankert sind, können die Distanzlehren entfernt werden und die Lastableitung erfolgt,
wie oben beschrieben.
[0024] Die Merkmale der Erfindung sind miteinander technisch kombinierbar, auch wenn sie
hier nicht in allen individuellen Kombinationsmöglichkeiten beschrieben sind.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
[0025]
Figur 1 zeigt ein Halteelement Typ I (20), das zur Übertragung von Lasten von der
Fassadenplatte auf das Längsprofil gedacht ist, die senkrecht zur Fassade auftreten.
Es umfasst eine Grundplatte 21, die eine ebene, flächige Anschlagfläche 22 aufweist.
Diese wird parallel überragt von einer Konsole 24. Die Verbindung zwischen Grundplatte
21 und Konsole 24 wird durch einen Steg gebildet, der wiederum einen Anschlag 23 bietet.
Der Zwischenraum zwischen Anschlagfläche 22 und Konsole 24 ist für die Aufnahme einer
der Schenkel eines Längsprofils vorgesehen, dass so eingeführt wird, dass eine Kante
am Anschlag 23 zu liegen kommt. Die Figuren 8 und 9 zeigen Einsatzbeispiele.
Figur 2 zeigt eine alternative Ausführung zu einem Halteelement Typ I (30). Hier handelt
es sich um eine Ausführung als knopfähnliches Bauelement. Der Kopfteil 32 ist als
Konus oder Kegel ausgeführt, der als Zentrierhilfe 34 wirkt. Der Stift 31 wird an
seinem kopfabgewandten Ende in bzw. an einem Fassadenelement 10 (nicht gezeigt) befestigt.
Der Raum zwischen dem Fassadenelement und der Kopfunterseite bzw. Anschlagfläche 33
hat funktionell ähnliche Aufgaben wie das Zusammenspiel von Konsole 24 und Anschlagfläche
22 in Figur 1. Figur 4 zeigt eine Rückansicht mit montierten Haltelementen dieses
Typs an einem Längsprofil 40.
Figur 3 zeigt Haltelemente Typ II (50), die vorwiegend zur Ableitung des Eigengewichts
eines Fassadenelementes 10 ausgelegt sind, im montierten Zustand an einem Fassadenelement.
[0026] Sie sind hier in einfachster Ausführung als Laschen 51 gezeigt, deren Material e.g.
aus Metall oder anderen im Stand der Technik bekannten Mitteln bestehen kann. Die
Laschen können mit bekannten Mitteln und Verfahren an dem Fassadenelement befestigt
werden. in der gezeigten Ausführungsform dienen vorgebohrte Löcher als Öffnungen für
z.B. Schrauben zur Verbindung mit einer Unterkonstruktion.
[0027] Figur 6 zeigt eine solche Montagesituation in der Draufsicht. Die Fassadenplatte
10 liegt an einer Profilschiene 40 an, die Lasche 51 liegt in dieser Variante in einer
flachen Rinne 41 des Profils. Damit wird erreicht, dass die Lasche 51 ebenso wie das
Fassadenelement 10 an der Profilschiene anliegen können. Figur 7 zeigt in der Übersicht,
wie 3 solcher Laschen 51 (Halteelement 50) die Haltefunktion erfüllen.
[0028] Figur 4 zeigt die Montagesituation für das Haltelement I in der Bauweise als knopfähnliches
Bauteil 30. Dazu sind in der Profilschiene 40 Halteöffnungen 60 vorgesehen, die aus
einer Einführungsöffnung 61 und einem Langloch 62 bestehen (Figur 5). Der Kopfteil
des Haltelements kann durch die Öffnung 61 eingeführt werden und wird im Langloch
62 gehalten. Wie Bild 4 zeigt, schlagen im endmontierten Zustand die Köpfe nicht am
unteren Ende des Langlochs an, übernehmen somit keine Lasten aus dem Eigengewicht
des Fassadenelements 10. Die Haltelemente I in der Bauweise als knopfähnliches Bauteil
30 leiten somit die Kräfte ab, die normal zur Oberfläche des Fassadenelements wirken.
Montageungenauigkeiten bei der Anordnung der Längsprofile in vertikaler Richtung sind
damit weit weniger kritisch.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0029]
- 10
- Fassadenelement
- 20, 30, 50
- Halteelement(e)
- 20, 30
- Halteelement(e) Typ I
- 21
- Grundplatte
- 22
- Anschlagfläche
- 23
- Anschlag
- 24
- Konsole
- 31
- Stift
- 32
- Kopfteil
- 33
- Anschlagfläche
- 34
- Zentrierhilfe
- 40
- Längsprofil, Profilschiene
- 41
- Aufnahmefläche, Rinne
- 42, 43
- Schenkel des Profils 40
- 50
- Halteelement(e) Typ II
- 51
- Lasche
- 60
- Halteöffnungen
- 61
- Einführungsbohrung
- 62
- Langloch
1. Ein Haltesystem zur Verankerung von Fassadenelementen (10) umfasst im Wesentlichen
einerseits Halteelemente (20, 30, 50) und andererseits vertikal auszurichtende Längsprofile
(40), die wiederum als Teil einer Unterkonstruktion für eine Gebäudehülle Anwendung
finden können, wobei pro Fassadenelement (10) mindestens zwei funktionell unterschiedliche,
diskrete Typen von Halteelementen (Typ I (20, 30), Typ II (50)) vorhanden sind, die
auf zur Unterkonstruktion weisenden Seite des Fassadenelementes angebracht werden
können,
dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand
- Typ I (20, 30) überwiegend zur Übertragung von Lasten von der Fassadenplatte auf
das Längsprofil ausgelegt ist, die senkrecht zur Fassade auftreten und
- Typ II (50) vorwiegend zur Ableitung des Eigengewichts ausgelegt ist.
2. Haltesystem gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das Halteelement Typ I (20, 30) im montierten Zustand ausschliesslich zur Übertragung
von Lasten von der Fassadenplatte auf das Längsprofil (40) ausgelegt ist, die senkrecht
zur Fassade auftreten.
3. Haltesystem gemäss Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (40) ein Schienenelement ist, das mindestens eine flache, zum Fassadenelement
im montierten Zustand parallele Aufnahmefläche (41) aufweist.
4. Haltesystem gemäss Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (40) einen L- oder T- Querschnitt mit mindestens zwei Schenkeln (42,
43) aufweist, wobei einer der beiden Schenkel (43) jene flache, zum Fassadenelement
im montierten Zustand parallele Aufnahmefläche (41) aufweist.
5. Haltesystem gemäss Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Typ I (20) darauf ausgelegt ist, horizontal auf das Längsprofil
aufgeschoben zu werden.
6. Haltesystem gemäss Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Typ I eine Grundplatte (21) zur Befestigung am Fassadenelement (10)
aufweist mit mindestens einer Anschlagfläche (22), einem Anschlag (23) und einer Konsole
(24).
7. Haltesystem gemäss Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Typ I (30) darauf ausgelegt ist, vertikal am Längsprofil (40) eingehängt
zu werden.
8. Haltesystem gemäss Anspruch 1-5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Typ I (30) im Wesentlichen aus einem Stift (31) mit Durchmesser
DS zur Verankerung im Fassadenelement (10) besteht, mit einem Kopfteil (32) am vom Fassadenelement
wegweisenden Stiftende, wobei das Kopfteil eine im Wesentlichen zum Fassadenelement
(10) parallele und ihm zugewandte Anschlagfläche (33) bietet, deren kleinster Durchmesser
DK beträgt
9. Haltesystem gemäss Anspruch 1-5 und 7-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (32) auf der vom Fassadenelement wegweisenden Seite eine Zentrierhilfe
(34) in Form eines Kegels oder Konus aufweist.
10. Haltesystem gemäss Anspruch 1-5 und 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsprofile Halteöffnungen (60) aufweisen aus einem Langloch (62) mit einer
Breite BL und einer an einem Ende angeordneten Einführungsbohrung (61) mit Durchmesser DE, wobei gilt DE > DK > BL > DS.
11. Haltesystem gemäss Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement Typ II (50) eine Lasche (51) aufweist welche so bemessen ist, dass
sie über den Umfang des Fassadenelementes (10) hervorragt und an dem Längsprofil (40)
lösbar oder unlösbar befestigt werden kann.