[0001] Die Erfindung betrifft ein Dachelement für ein aus Fertigteilen herzustellendes Bauwerk,
ein mit diesem Dachelement hergestelltes Bauwerk sowie ein Verfahren zum Herstellen
solcher Bauwerke mit diesen Dachelementen.
[0002] Da es ein ständiges Bestreben ist, Bauwerke, insbesondere Hallen, weiterzuentwickeln,
um diese immer rascher und kostengünstiger herstellen zu können, hat sich diese Erfindung
die Aufgabe gestellt, hier eine Verbesserung zu schaffen.
[0003] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Dachelement für ein aus Fertigteilen
herzustellendes Bauwerk gelöst, das durch eine tragende Struktur, auf der eine fertige
Dachplatte befestigt ist, gekennzeichnet ist.
[0004] Aus dem Stand der Technik ist es zwar bekannt, teilweise vorgefertigte Dachelemente
auf Wände aufzusetzen, wobei aber in einem weiteren Arbeitsschritt immer noch die
sogenannte Dachhaut auf die bereits aufgesetzten Dachelemente aufgebracht werden muß.
Die Erfindung stellt demgegenüber ein Dachelement zur Verfügung, bei dem bereits eine
fertige Dachplatte auf einer tragenden Struktur befestigt ist, so daß nach dem Befestigen
des Dachelementes auf der Wand keinerlei Fertigstellungs- oder Abdichtungsarbeiten
mehr erforderlich sind.
[0005] Bevorzugte Ausführungsformen des Dachelementes sind Gegenstand der Unteransprüche
2 bis 10.
[0006] Um die eingangs gestellte Aufgabe zu lösen, wird des weiteren ein Bauwerk, insbesondere
Halle, vorgeschlagen, das durch nebeneinander angeordnete und miteinander verbundene
Elemente gekennzeichnet ist, wobei jedes Element aus einem erfindungsgemäßen Dachelement
sowie selbsttragenden Wandelementen besteht, mit denen das jeweilige Dachelement stirnseitig
verbunden ist.
[0007] Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden auch die Wandelemente idealerweise
vollständig vorgefertigt, so daß keine Nacharbeiten an den Wandelementen mehr erforderlich
sind. Auf diese fertigen Wandelemente wird das eingangs beschriebene erfindungsgemäße
Dachelement aufgesetzt.
[0008] Ein derartiges Bauwerk besteht gemäß der Erfindung dann aus einer Reihe von aneinander
angefügten Elementen, so daß Hallen bzw. Bauwerke nahezu beliebiger Länge durch Aneinanderreihen
der erforderlichen Anzahl von Elementen hergestellt werden können.
[0009] Um diese Elemente miteinander zu verbinden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
im Verbindungsbereich der Dachelemente mit den Wandelementen Montageplatten vorgesehen
sind, die zwischen einzelnen miteinander verbundenen Elementen liegen, und daß die
Elemente mit den Montageplatten, vorzugsweise durch Schrauben miteinander verbunden
sind, die tragende Teile der Dach- und Wandelemente sowie die Montageplatten durchsetzen.
Jede andere Art der Verbindung wie z.B. Nieten oder Schweißen kann ebenso verwendet
werden.
[0010] Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Herstellen von Bauwerken, insbesondere
Hallen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
a) Aufstellen von zwei selbsttragenden Wandelementen und Befestigen dieser an einem
Fundament;
b) Aufsetzen eines fertigen Dachelementes auf die Wandelemente;
c) Verbinden des Dachelementes mit den Wandelementen;
d) Aufstellen von zwei weiteren, selbsttragenden Wandelementen neben den bereits bestehenden
Wandelementen;
e) Aufsetzen eines weiteren, selbsttragenden Dachelementes auf die weiteren Wandelemente;
f) Verbinden der weiteren Wandelemente und des weiteren Dachelemen tes mit den bestehenden
Wand- und Dachelementen;
g) Wiederholen der Verfahrensschritte d) bis f) sooft wie erforderlich, um die gewünschte
Länge des Bauwerkes zu erzielen.
[0011] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können innerhalb kürzester Zeit in "Vorschubbauweise"
Hallen hergestellt werden, beispielsweise Hallen oder Hallenabschnitte von 1000 m
2 in einem einzigen Arbeitstag.
[0012] Möglich wird dies durch den Entfall der herkömmlichen Hallentragkonstruktion (Stützen,
Binder, Pfetten, Wandriegel, usw.) und der Vermeidung von Nacharbeitung der Wand-
und Dachelemente. Dabei können freitragende Spannweiten bis 40 m und Wandhöhen bis
20 m hergestellt werden, wodurch bei sehr kostengünstiger Herstellung der einzelnen
Elemente eine enorme Kostenersparnis durch die Montagezeitverkürzung bzw. Bauzeitverkürzung
sowie die frühere Nutzungsmöglichkeit des Bauwerkes erzielt werden kann.
[0013] Des weiteren erfolgt keine Durchfeuchtung während der Bauzeit und es ist eine weitgehend
wetter- und witterungsunabhängige Montage möglich, wobei sich eine erhöhte Montagesicherheit
durch die sofort belastbaren Dach- und Wandelemente ergibt.
[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
[0015] Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halle während
der Herstellung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 die Tragkonstruktion der
Halle von Fig. 2 mit abgenommenen Dach- und Wandplatten, Fig. 4 ein Wandelement in
vergrößertem Maßstab, Fig. 5 die Tragkonstruktion eines Flachdachelementes, Fig. 6
ein aus zwei Flachdachelementen zusammengesetztes Satteldachelement, Fig. 7 einen
Querschnitt durch ein Dachelement, Fig. 8 den Verbindungsbereich nebeneinander liegender
Dachplatten im Detail und Fig. 9 den Verbindungsbereich zwischen einem Wandelement
und einem Fundament im Detail.
[0016] In Fig. 1 ist eine Halle während ihrer Errichtung dargestellt, die aus einer Reihe
nebeneinander angeordneter und miteinander verbundener Dachelemente 1 sowie Wandelemente
2 besteht. Die Dachelemente 1 und die Wandelemente 2 sind so ausgeführt, daß sie selbsttragend
und fertig hergestellt sind, so daß nach deren Verbindung keine weitere Nacharbeitung,
insbesondere Abdichtung, mehr erforderlich ist.
[0017] Die Herstellung erfolgt derart, daß zunächst zwei gegenüberliegende, selbsttragende
Wandelemente 2 aufgestellt und mit einem Fundament 19 od.dgl. verbunden werden. Dann
wird ein Dachelement 1 aufgesetzt und mit den Wandelementen 2 verbunden. Anschließend
werden daneben zwei weitere gegenüberliegende Wandelemente 2 aufgestellt und auf diese
wiederum ein Dachelement 1 aufgesetzt, worauf die Dach- und Wandelemente miteinander
verschraubt werden.
[0018] Nach dem Verbinden der Elemente miteinander ist dieser Abschnitt der Halle fertighergestellt
und voll belastbar.
[0019] In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Halle dargestellt, bei der ein Flachdach
mit einer Neigung von vorzugsweise 2 bis 5% vorgesehen ist. Die Dachelemente 3 von
Fig. 2 bestehen im wesentlichen aus einer tragenden Struktur in Form eines Fachwerkes
4, wie dies in Fig. 3 und 5 zu sehen ist. Das Fachwerk 4 besteht wie an sich bekannt
aus Obergurtstäben 5, Untergurtstäben 6 sowie Vertikalstäben 7. Die Obergurtstäbe
5 sind, wie Fig. 3 zeigt, über drei Querstäbe 8 miteinander verbunden. Auf diesem
Fachwerk 4 ist eine Dachplatte 9 befestigt, wobei sich eine einzige Dachplatte 9 über
die gesamte Breite des Fachwerkes 4 erstrecken kann, oder wie in Fig. 7 dargestellt
ist, zwei Dachplatten 9 nebeneinanderliegend auf dem Fachwerk 4 befestigt sind. Die
Dachplatten 9 sind beispielsweise als Verbundplatten ausgeführt, mit beidseitigen
Tragschalenelementen 10, 11 und einem Dämmstoffkern 12.
[0020] Die Dachplatten 9 sind des weiteren so ausgeführt, daß sie selbst bereits fertiggestellt
sind, d.h. keiner Nachbearbeitung bzw. Abdichtung mehr bedürfen und so aneinandergefügt
werden können, daß sie dichtend aneinander anliegen und auch im Verbindungsbereich
keine Nachbearbeitung mehr erforderlich ist.
[0021] Wie diese Verbindung benachbarter Dachplatten 9 im Detail ausgeführt sein kann, ist
in Fig. 8 dargestellt. Die Dachplatten 9 bestehen, wie bereits erwähnt, aus oberen
und unteren Tragschalenelementen 10 und 11 sowie einem Dämmstoffkern 12. Jede Dachplatte
9 weist an einem Längsrand 20 eine vorspringende Rippe 22 und am anderen Längsrand
21 einen vorspringenden Bereich 23 auf, der die Rippe 22 der benachbarten Dachplatte
9 übergreift. Die Rippe 22 bzw. das diese umhüllende Tragschalenelement 10 weist einen
im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei an dessen Flanken bzw. Seiten
24 und 25 Vertiefungen 26 bzw. 27 vorgesehen sind. Der die Rippe 22 überlappende Bereich
23 der benachbarten Dachplatte 9 weist eine der Rippe 22 weitgehend entsprechende
Form auf und somit längslaufende Vorsprünge 28 und 29, welche in die Vertiefungen
26 und 27 "einschnappen", wenn der Bereich 23 auf die Rippe 22 aufgesetzt bzw. aufgedrückt
wird. Durch diese Rastverbindung entsteht einerseits ein sehr guter Formschluß, der
eine weitere Verbindung bzw. Befestigung entbehrlich macht und zum anderen eine weitgehend
wasserdichte Verbindung.
[0022] Um zu verhindern, daß allenfalls in den Spalt zwischen Rippe 22 und die diese übergreifende
Lasche 23 eindringendes Wasser weiter nach innen dringt, weist die Rippe 22 an ihrer
Oberseite des weiteren noch eine Nut 30 auf, in der sich das Wasser sammeln und ablaufen
kann.
[0023] In dieser Nut 30 kann des weiteren ein Kopf 31 einer Schraube 32 aufgenommen sein,
der durch den überlappenden Bereich 23 vor äußeren Einflüssen geschützt ist und des
weiteren auch nicht sichtbar ist, was optisch einen vorteilhaften Effekt mit sich
bringt.
[0024] Natürlich ist es auch möglich, die Dachplatte 9 von unten an der in Fig. 8 nicht
dargestellten tragenden Struktur zu befestigen, z.B. festzuschrauben, wodurch in der
Nut 30 dann keine Schraubenköpfe od.dgl. vorhanden sind. Diese Form des Verbindens
benachbarter Dachplatten ist nicht auf die erfindungsgemäßen Dachelemente beschränkt,
sondern kann auch bei beliebigen anderen Formen bzw. Einsatzarten von Dachplatten
bzw. Dachelementen eingesetzt werden.
[0025] Die in Fig. 8 dargestellte Verbindung weist nicht nur den Vorteil auf, daß sie leichter
und schneller montierbar ist, da nur auf einer Längsseite jeder Dachplatte eine Verschraubung
erforderlich ist, und daß sie einen sehr einfachen und guten Schutz gegen Eindringen
von Wasser und Wind bietet, sondern auch, daß temperaturbedingte Längenänderungen
der Dachplatten 9 quer zu ihrer Längserstreckung problemlos durch den elastischen
Verbindungsbereich mit der Nachbarplatte in Form des vorspringenden bzw. übergreifenden
Bereiches 23 problemlos aufgenommen werden können, so daß die Abdichtungsprobleme,
die bei beidseitiger Verschraubung auftreten, entfallen.
[0026] Wenn ein Satteldach, wie in Fig. 1 dargestellt, hergestellt werden soll, können gemäß
der Erfindung zwei Flachdachelemente 3 zusammengefügt werden, wie dies beispielhaft
in Fig. 6 gezeigt ist. Um ein vorgefertigtes, statisch tragfähiges Dachelement 1 zu
bekommen, sind die Obergurtstäbe 5 stirnseitig fest miteinander verbunden und die
Untergurtstäbe 6 mittels eines weiteren Zugstabes 13. Die Dachplatten 9 sind so aneinander
angefügt, daß eine dichte Struktur erhalten wird.
[0027] Die selbsttragenden Wandelemente 2 weisen, wie die Fig. 4 und insbesondere die Fig.
3 zeigen, eine tragende Unterkonstruktion aus vertikalen U-Profil-Stehern 14 auf,
die über Querstreben 15 miteinander verbunden sind. Auf dieser Unterkonstruktion sind
Wandplatten 16 befestigt, in welchen bereits Fenster 17 oder Türen od.dgl. vorgesehen
sein können.
[0028] In Fig. 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindung der Wandplatten 2 mit
einem Fundament 19 dargestellt. Die Wandplatte 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel
an ihrem unteren Rand der Unterkonstruktion ein C-förmiges Profil 33 auf, dessen ein
Schenkel mit der Außenseite des Fundamentes fluchtet. Auf der Unterkonstruktion ist
des weiteren eine Wandplatte 34 befestigt, die über das Profil 33 hervorragt und mit
dem Fundament 19 überlappt.
[0029] Im Fundament 19 ist eine Schiene 35 eingelassen, die eine schwalbenschwanzförmige
Nut im Fundament 19 bildet. Am Profil 33 sind mehrere Hammerkopfschrauben 36 verdrehbar
befestigt, die in die Schiene 35 eingreifen. Wird ein Wandelement 2 auf das Fundament
19 aufgesetzt, befinden sich die Hammerkopfschrauben 36 in der "geöffneten" Stellung,
in der keine feste Verbindung mit der Schiene 35 besteht, die Hammerkopfschrauben
36 aber in die Schiene 35 eingreifen. Das Wandelement 2 ist daher in Längsrichtung
der Schiene 35 bzw. des Fundamentes 19 verschiebbar, bis es an einem weiteren Wandelement
2, mit dem es zu verbinden ist, anliegt. Anschließend werden die Hammerkopfschrauben
36 verdreht, so daß eine feste Klemmverbindung zwischen Hammerkopfschraube 36, Profilschiene
35 sowie dem Profil 33 der Unterkonstruktion des Wandelementes 2 hergestellt ist.
[0030] Diese Form der Verbindung zwischen Wandelement 2 und Fundament 19 ermöglicht ein
sehr rasches Anordnen und Verbinden von Wandelementen 2 mit dem Fundament 19 und den
benachbarten Wandelementen 2, wie nachfolgend noch weiter beschrieben werden wird.
[0031] Um die einzelnen Dachelemente 1, 3 mit den Wandelementen 2 zu verbinden, sind Montageplatten
18 vorgesehen. Diese Montageplatten erstrecken sich zwischen nebeneinander liegenden
Vertikalstehern 14, sowie Obergurtstäben 5. Zur Verbindung der Montageplatten 18 mit
den Vertikalstehern 14 und den Obergurtstäben 5 werden Schrauben verwendet, die einerseits
durch die Montageplatte 18 und die aneinander angrenzenden Obergurtstäbe 5 und anderseits
durch die Montageplatten 18 und die aneinander angrenzenden Vertikalsteher 14 ragen.
[0032] Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Halle in "Vorschubbauweise" gemäß der Erfindung
und insbesondere die Verbindung der einzelnen Elemente mittels der Montageplatte 18
erfolgt derart, daß zunächst, wie bereits erwähnt, zwei Wandelemente 2 aufgestellt
und auf diese ein Dachelement 1 oder 3 aufgelegt wird. Dann werden das Dachelement
1 oder 3 und die Wandelemente 2 über zwei Montageplatten 18 auf einer Längsseite miteinander
verschraubt.
[0033] Anschließend werden auf der den bereits verschraubten Montageplatten abgewandten
Seite zwei weitere gegenüberliegende Wandelemente 2 aufgestellt und auf diese wiederum
ein Dachelement 1 oder 3 aufgelegt. In den Eck- bzw. Verbindungsbereichen zwischen
diesen werden nun zwei Montageplatten 18 angeordnet (diese können natürlich auch schon
vor dem Aufstellen der weiteren Wandelemente 2 und dem Auflegen der Dachelemente 1
oder 3 an den bereits bestehenden Elementen provisorisch befestigt werden), und die
benachbarten Obergurtstäbe 5 bzw. die Vertikalsteher 14 werden mittels Schrauben,
welche auch die Montageplatte 18 durchsetzen, miteinander verbunden.
[0034] Für die Unterbaukonstruktion der Wandelemente und der tragenden Struktur der Dachelemente
werden bevorzugt Leichtbauprofile verwendet, die eine erhebliche Gewichtsersparnis
mit sich bringen und auch im bereits verzinkten bzw. konservierten Zustand erhältlich
sind, so daß eine Nachbehandlung entfallen kann.
[0035] Da es für das Herstellen einer erfindungsgemäßen Halle lediglich erforderlich ist,
die selbsttragenden Wandelemente 2 mit einem Fundament od.dgl. zu verbinden, sowie
anschließend benachbarte Wandund Dachelemente über die Montageplatten 18 miteinander
zu verschrauben, ist es möglich, Hallen äußerst rasch zu errichten, wobei hinsichtlich
der Hallenlänge nahezu keine Beschränkung besteht, da beliebig viele Wand- und Dachelemente
aneinandergereiht werden können. Hinsichtlich der Breite der zu errichtenden Bauwerke
besteht eine Beschränkung lediglich durch die allgemeinen statischen Beschränkungen
hinsichtlich der Spannweite der Dachelemente sowie allenfalls Beschränkungen beim
Transport der Dachelemente auf der Straße.
1. Dachelement für ein aus Fertigteilen herzustellendes Bauwerk, insbesondere Halle,
gekennzeichnet durch eine tragende Struktur (3), auf der eine fertige Dachplatte (9) befestigt ist.
2. Dachelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachplatte (9) eine Verbundplatte, z.B. ein Sandwichelement mit beidseitigen
Tragschalenelementen (10, 11) und einem dem Dämmstoffkern (12), ist.
3. Dachelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende Struktur ein Fachwerk ist.
4. Dachelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dachelemente (1) stirnseitig aneinander anstoßend miteinander verbunden sind,
wobei die Dachplatten (9) dichtend aneinander anliegen und die tragenden Strukturen
(3) der Dachelemente (1) statisch fest miteinander verbunden sind.
5. Dachelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dachplatte (9) Fenster, Lichtkuppeln od.dgl. eingebaut sind.
6. Dachelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem Längsrand (21) einen vorspringenden Bereich (23) aufweist, der ein benachbartes
Dachelement (9) überlappt.
7. Dachelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem Längsrand (20) eine erhöhte Rippe (22) aufweist, die vom vorspringenden
Bereich (23) eines benachbarten Dachelementes (1) übergriffen wird.
8. Dachelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (22) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist und der
vorspringende Bereich (23) eine an die Querschnittsform der Rippe (22) angepaßte Form
aufweist.
9. Dachelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Flanke (24, 25) der Rippe (22), vorzugsweise an beiden, eine
längslaufende Vertiefung (26, 27) vorgesehen ist, in welche ein Vorsprung (28, 29)
des überlappenden, vorspringenden Bereiches (23) eingreift.
10. Dachelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Rippe (22) eine längslaufende Nut (30) vorgesehen ist.
11. Bauwerk, insbesondere Halle, gekennzeichnet durch nebeneinander angeordnete und miteinander verbundene Elemente (1, 2), wobei jedes
Element (1, 2) aus einem Dachelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie selbsttragenden
Wandelementen (2) besteht, mit denen das jeweilige Dachelement (1) stirnseitig verbunden
ist.
12. Bauwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsbereich der Dachelemente (1) mit den Wandelementen (2) Montageplatten
(18) vorgesehen sind, die zwischen einzelnen miteinander verbundenen Elementen (1,
2) liegen, und daß die Elemente (1, 2) mit den Montageplatten (18) durch Schrauben
miteinander verbunden sind, die tragende Teile der Dach- und Wandelemente (1, 2) sowie
die Montageplatten (18) durchsetzen.
13. Bauwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatten (18) vor der Montage der Wand- und Dachelemente (1, 2) an einem
dieser Elemente (1, 2) befestigt, beispielsweise punktförmig angeschweißt, sind.
14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Fundament (19), auf dem die Wandelemente (2) befestigt sind, Schienen (35)
angeordnet sind, auf denen die Wandelemente (2) befestigt sind.
15. Bauwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (2) im nicht befestigten Zustand auf der Schiene (35) verschiebbar
sind.
16. Bauwerk nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Schiene (35) und Wandelement (2) eine Schraube (36) ist,
die in eine nutförmige Schiene (35) eingreift.
17. Bauwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut T-förmig oder schwalbenschwanzförmig ist.
18. Bauwerk nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (36) eine Hammerkopfschraube ist.
19. Verfahren zum Herstellen von Bauwerken, insbesondere Hallen,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
a) Aufstellen von zwei selbsttragenden Wandelementen und Befestigen dieser an einem
Fundament;
b) Aufsetzen eines fertigen Dachelementes auf die Wandelemente;
c) Verbinden des Dachelementes mit den Wandelementen;
d) Aufstellen von zwei weiteren, selbsttragenden Wandelementen neben den bereits bestehenden
Wandelementen;
e) Aufsetzen eines weiteren, selbsttragenden Dachelementes auf die weiteren Wandelemente;
f) Verbinden der weiteren Wandelemente und des weiteren Dachelementes mit den bestehenden
Wand- und Dachelementen;
g) Wiederholen der Verfahrensschritte d) bis f) sooft wie erforderlich, um die gewünschte
Länge des Bauwerkes zu erzielen.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufsetzen der Dachelemente auf die Wandelemente an den Wandelementen im Verbindungsbereich
Montageplatten befestigt werden, über welche die Dachelemente mit den Wandelementen
verbunden werden.