Holz-Beton-Verbundelement

Abstract

 Das Verbundelement (1) weist ein Plattenelement (2) aus Beton und ein dazu parallel angeordnetes Deckelement (3) sowie mindestens ein das Plattenelement (2) mit dem Deckelement (3) verbindendes Trägerelement (4) aus Holz, Stahl oder Beton auf. Das Plattenelement (2) ist dabei im Zugbereich (Z) angeordnet. Vorteilhaft ist das Verbundelement (1) vorfabriziert. Vorteilhaft enthält das Verbundelement (1) ein Röhrensystem (5), das mit einem Fluid befüllbar ist und mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass für das Fluid aufweist. So kann das Verbundelement (1) zum Heizen oder Kühlen eines Raumes verwendet werden, bei dem es als Boden- oder Decken- oder Dach- oder Wandelement verwendet wird.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbundelement gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 sowie auf eine Verwendung eines solchen Verbundelementes und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundelementes. Derartige Verbundelemente finden Verwendung im Hochbau, insbesondere im Bau von Mehrfamilenhäusern und Geschossbauten beispielsweise für Büros, Gewerbe und Schule.

Stand der Technik

[0002] Es werden heutzutage viele verschiedene Verbundkonstruktionen für Platten im Hochbau eingesetzt. Dabei werden auch Verbünde aus verschiedenen Materialien verwendet, um die jeweiligen Vorteile der beteiligten Materialien zu kombinieren. Beispielsweise sind Verbundelemente bekannt, die konzipiert sind, die Druckfestigkeit von Beton und die Zugfestigkeit von Holz in sich zu vereinen.

[0003] Eine derartiges Verbundelement ist beispielsweise aus DE 20 2006 015 693 U1 bekannt.

Darstellung der Erfindung

[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu den bekannten Verbundelementen zu schaffen sowie Verwendungen und Verfahren zur Herstellung davon.

[0005] Das Verbundelement weist ein Plattenelement aus Beton und ein dazu parallel angeordnetes Deckelement sowie mindestens ein das Plattenelement mit dem Deckelement verbindendes Trägerelement aus Holz oder Stahl oder Beton auf. Dabei ist das Plattenelement im Zugbereich angeordnet. Dadurch werden verschiedene Verwendungen des Verbundelementes möglich. Beispielsweise kann ein derartiges Verbundelement zur Wärme- und/oder Kältespeicherung und/oder -Reguliergung verwendet werden, wie weiter unten erläutert wird.

[0006] Beispielsweise weist das Verbundelement mindestens zwei Trägerelemente auf. Diese sind dann beispielsweise parallel zueinander angeordnet. Das Deckelement kann beispielsweise aus Holz und insbesondere eine Holzwerkstoff- oder eine Holzmehrschichtplatte sein. Diverse andere Materialien und Materialkombinationen sind für das Deckelement möglich, beispielsweise zementgebundene Spanplatten, Kunstharzplatten.

[0007] In einer weiteren Ausführungsform ist das Verbundelement vorfabriziert. Vor einem Einbau des Verbundelementes sind dann also Plattenelement, Deckelement und Trägerelement bereits zu dem Verbundelement zusammengefügt, und es wird zum Beispiel nicht erst nach dem Einbau des Verbundelementes Beton zur Formung des Plattenelementes eingegossen. Das Verbundelement ist bereits vor dem Transport an den Verwendungsort, beispielsweise Baustelle, fertiggestellt. Dadurch ist es möglich, auf dem Verbundelement basierende Konstruktionen innerhalb sehr kurzer Zeit aufzubauen.

[0008] In einer weiteren Ausführungsform ist in dem Plattenelement ein Röhrensystem eingebracht. Ein solches Röhrensystem kann nach dem Einbau des Verbundelementes von einem Fluid wie beispielsweise Wasser durchflossen werden und so eine Verwendung des Verbundelementes zum Heizen oder Kühlen eines Raumes verwendet werden. Insbesondere wenn das Verbundelement einen Teil der Decke oder des Daches des Raumes oder Hauses bildet, ist diese Verwendung besonders effizient. Vorteilhaft wird der Grossteil der Decke oder des Daches oder die ganze Decke bzw. das ganze Dach durch mehrere solche Verbundelemente gebildet.

[0009] Entsprechend ist in einer Ausführungsform das Röhrensystem mit einem Fluid befüllbar und weist mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass für das Fluid auf. Decken- oder Bodenheizungen können so realisiert werden. Es ist möglich, die Röhrensysteme verschiedener, insbesondere benachbart eingebauter Verbundelemente miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Vorsehen von Verbindungsröhren, die Ein- und Auslasse der verschiedenen Verbundelemente miteinander verbinden, wobei die Verbindungsröhren durch die genannten Ein- und Auslasse selbst gebildet sein können.

[0010] Beispielsweise weist ein Verbundelement genau einen Einlass und genau einen Auslass oder genau je zwei Ein- und Auslasse auf.

[0011] In einer Ausführungsform weist das Plattenelement eine Bewehrung auf. Dabei kann es sich um eine übliche Bewehrung / Armierung handeln oder auch um Bewehrungsfasern, beispielsweise Stahl-, Kunststoff-, Glas-, oder Kohlefasern. Durch die Bewehrung wird eine erhöhte Zugfestigkeit des Plattenelementes erreicht, und die Bildung von Rissen kann reduziert oder ganz verhindert werden.

[0012] In einer Ausführungsform besteht zwischen dem Plattenelement und dem Trägerelement eine formschlüssige Schubverbindung. Dadurch kann auf einfache Weise eine unterschiedlich starke Ausdehnung von Plattenelement und Trägerelement in einem Verbundelement aufgenommen werden, ohne dass es beschädigt wird, sei es, dass die unterschiedlich starke Ausdehnung durch mechanische Einwirkung oder durch Temperaturänderung hervorgerufen wird. Das Trägerelement kann dazu ein Profil aufweisen und im Bereich des so profilerten Teiles in dem Plattenelement eingelassen sein, und insbesondere kann das Trägerelement entlang seiner Längserstreckung zwei oder mehr Abschnitte aufweisen, die ein solches Profil aufweisen und in dem Plattenelement eingelassen sind.

[0013] Beispielsweise ist das Verbundelement ein Boden- und/oder Decken- und/oder Dach- und/oder Wandelement.

[0014] Entsprechend besteht eine Verwendung des Verbundelementes in einer Verwendung als Teil einer Gebäudedecke oder eines Gebäudebodens oder eines Gebäudedaches oder einer Gebäudewand oder einer Brückenfahrbahnplatte.

[0015] Das Verfahren zur Herstellung eines der beschriebenen Verbundelemente kennzeichnet sich dadurch, dass das Plattenelement erstellt und mit dem Trägerelement verbunden wird bevor das Verbundelement eingebaut wird.

[0016] Weiter kann das Verfahren noch den Schritt aufweisen, dass das mindestens eine Trägerelement mit einem Profil versehen wird, und dass eine Schubverbindung zwischen dem Plattenelement und dem mindestens einen Trägerelement erstellt wird, indem der Beton des Plattenelementes aushärtet während das Trägerelement im Bereich des Profils in dem Beton des Plattenelementes eingebracht ist.

[0017] Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und den Figuren hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0018] Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen massstabsgetreu und vermasst:

Fig. 1

ein Plattenelement für ein Verbundelement, im Grundriss, schematisiert;

Fig. 2

ein Verbundelement mit einem Plattenelement gemäss Fig. 1, Aufsicht auf einen Längsschnitt, schematisiert;

Fig. 3

ein vergrössertes Detail des Plattenelementes gemäss Fig. 1;

Fig. 4

einen Querschnitt des Verbundelementes gemäss Fig. 2;

Fig. 5

ein vergrössertes Detail des Verbundelementes gemäss Fig. 2, schematisiert;

Fig. 6

ein vergrössertes Detail aus Fig. 4.

[0019] Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0020] Fig. 1 zeigt, im Grundriss, massstabsgetreu und leicht schematisiert ein Plattenelement 2 für ein Verbundelement. Die Masse in Fig. 1 sowie den anderen Figuren sind in Millimetern angegeben. Selbstverständlich sind andere Geometrien als in Fig. 1 dargestellt, vorsehbar, insbesondere andere Seitenlängenverhältnisse.

[0021] Das Plattenelement 2 ist aus Beton (überkreuzt-diagonale Schraffur, auch in den anderen Figuren), der eine Armierung 6 (Bewehrung) und ein Röhrensystem 5 enthält. Gestrichelt gezeichnet sind zwei Trägerelemente 4 aus Holz, die formschlüssig mit dem Plattenelement 2 verbunden sind, so dass eine Schubverbindung gebildet wird. Das Röhrensystem 5 hat einen Eingang und einen Ausgang, die in dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 an derselben Seite des Plattenelementes 2 angeordnet sind (rechts in Fig. 1). Als Armierung sind gewöhnliche Armierungseisen in Gitterform vorgesehen, die, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, nahe den Kanten des Plattenelementes 2 engmaschiger sind als nahe der Mitte.

[0022] Fig. 3 zeigt ein vergrössertes Detail des Plattenelementes gemäss Fig. 1.

[0023] Fig. 2 zeigt leicht schematisiert aber massstabsgetreu eine Aufsicht auf einen Längsschnitt durch ein Verbundelement 1 mit einem Plattenelement 2 gemäss Fig. 1. Ausser dem Plattenelement 2 weist das Verbundelement 1 noch ein Deckelement 3, beispielsweise eine pressverklebte Mehrschichtplatte auf sowie die Trägerelemente 4, von denen eines in Fig. 2 zu sehen ist.

[0024] Weiter sind mehrere Abschnitte 9 des Trägerelementes 4 zu sehen, an denen das Trägerelement 4 von dem Beton des Plattenelementes 2 umgeben ist zur Bildung des erwähnten Formschlusses.

[0025] Weiter ist in Fig. 2 angegeben, welche Ebene des Verbundelementes 1 den Druckbereich D bzw. den Zugbereich Z bildet. Bei einer Verwendung, also einem Einbau, des Verbundelementes 1 als Boden-, Decken- oder Dachelement kommt die mit D gekennzeichnete Fläche nach oben und die mit Z gekennzeichnete Fläche nach unten zu liegen.

[0026] Links und rechts gestrichelt angedeutet in Fig. 2 sind zwei Auflageelemente 8, die dazu dienen, das Verbundelement 1 im eingebauten Zustand durch unterhalb der Auflageelemente 8 angeordnete Stützelemente zu lagern oder zu haltern. Entsprechende Stützelemente können beispielsweise durch ein Gitter gebildet werden.

[0027] Fig. 5 zeigt ein vergrössertes Detail des Verbundelementes gemäss Fig. 2. Anordnung und Geometrie der Abschnitte 9, der Armierung 6, des Röhrensystems 5 und eines Auflageelementes 8 sind darin genauer dargestellt. Weiter ist Fig. 5 zu entnehmen, dass das die Armierung des Plattenelementes 2 mittels Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben, an den Trägerelementen 4 befestigt ist.

[0028] Der Hohlraum zwischen Plattenelement 2 und Deckelement 3, der trotz der Trägerelemente 4 verbleibt, kann mit Dämm-Material gefüllt werden, oder es können darin Haustechnikinstallationen vorgesehen (montiert) werden wie beispielsweise Elektro-, Sanitär- und Lüftungsrohre.

[0029] Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Verbundelementes 1 gemäss Fig. 2. Das Profil 7, das die Trägerelemente 4 in den Abschnitten 9 aufweisen, ist zu erkennen.

[0030] Fig. 6 zeigt ein vergrössertes Detail aus Fig. 4. Durch das Profil 7 ist das Plattenelement 2 formschlüssig mit den Trägerelementen 4 verbunden zur Bildung des erwähnten Schubverbundes.

[0031] Zur Herstellung des Verbundelementes 1 lässt man den Beton des Plattenelementes 2 abbinden, während die Trägerelemente 4 in den Beton eingetaucht sind. Das Deckelement 3 kann danach oder vorzugsweise bereits vorher an den Trägerelementen 4 befestigt werden. Das so vorgefertigte Verbundelement braucht am Einsatzort (Baustelle) nur noch plaziert und an Stützelementen befestigt zu werden.

Bezugszeichenliste

[0032] 

1

Verbundelement

2

Plattenelement

3

Deckelement

4

Trägerelement

5

Röhrensystem

6

Armierung, Bewehrung

7

Profil

8

Auflagelement

9

Abschnitt

D

Druckbereich

Z

Zugbereich

Ansprüche

1. Verbundelement (1), aufweisend ein Plattenelement (2) aus Beton und ein dazu parallel angeordnetes Deckelement (3) sowie mindestens ein das Plattenelement (2) mit dem Deckelement (3) verbindendes Trägerelement (4) aus Holz oder Stahl oder Beton, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (2) im Zugbereich (Z) angeordnet ist.

2. Verbundelement (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement (1) vorfabriziert ist.

3. Verbundelement (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Plattenelement (2) ein Röhrensystem (5) eingebracht ist.

4. Verbundelement (1) gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrensystem (5) mit einem Fluid befüllbar ist und mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass für das Fluid aufweist.

5. Verbundelement (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (2) eine Bewehrung (6) aufweist.

6. Verbundelement (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Plattenelement (2) und dem Trägerelement (4) eine formschlüssige Schubverbindung besteht.

7. Verbundelement (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Trägerelement (4) aus Holz ist.

8. Verbundelement (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement (1) ein Boden- und/oder Decken- und/oder Dach- und/oder Wandelement ist.

9. Verwendung eines Verbundelementes (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche als Teil einer Gebäudedecke oder eines Gebäudebodens oder eines Gebäudedaches oder einer Gebäudewand oder einer Brückenfahrbahnplatte.

10. Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattenelement (2) erstellt und mit dem Trägerelement (4) verbunden wird bevor das Verbundelement (1) eingebaut wird.

11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trägerelement (4) mit einem Profil (7) versehen wird, und dass eine Schubverbindung zwischen dem Plattenelement (2) und dem mindestens einen Trägerelement (4) erstellt wird, indem der Beton des Plattenelementes (2) aushärtet während das Trägerelement (4) im Bereich des Profils (7) in dem Beton des Plattenelementes (2) eingebracht ist.

Zeichnung