CH623882A5

CH623882A5 -

Info

Publication number: CH623882A5
Application number: CH875077A
Authority: CH
Inventors: Auke Tolsma
Original assignee: Auke Tolsma
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1981-06-30
Also published as: NL7607840A; LU77754A1; BE856714A; AT361674B; CA1073179A; DE2731880A1; FR2358520A1; SE7708118L; DK320277A; US4187651A; ES460942A1; ATA508577A; FI772185A; NO772478L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Baukonstruktionselement zur Herstellung von thermisch isolierten Gebäuden sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Baukonstruktionselemente.

Beim Bau von thermisch isolierten Gebäuden ist es üblich, zunächst mit Hilfe von Baukonstruktionselementen, die als tragende Konstruktionselemente vorgesehen sind, das Gebäude in mehr oder weniger endgültiger Form fertigzustellen und danach die Isolierung in einer gesonderten Baustufe mit Hilfe von speziell für Isolierzwecke geschaffenen Elementen vorzunehmen, z. B. mittels «Sandwich»-Platten, bestehend aus einer Hartschaumschicht, die einseitig oder beidseitig, zumeist mit Metallplatten, verkleidet ist. Bekannt ist auch die Technik, gemäss welcher die Isolierung nicht unter Einsatz von fertigen Isolierelementen erfolgt, sondern durch Herstellung des Isoherschaumes an Ort und Stelle, wobei das betreffende Reaktionsgemisch z. B. in einer Luftschicht zum Schäumen gebracht wird.

Bei der bekannten Vorgangsweise kommt es bei der notwendigen Befestigung der tragenden Konstruktionsrahmen und der Isolierelemente miteinander oft zur Ausbildung von Wärme- oder Kältebrücken und damit zu einem unerwünschten Wärmeaustausch.

Die Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, bei der Herstellung von thermisch isolierten Gebäuden, wie sie insbesondere zur Lagerung von verderblichen Waren unter konditionierten Bedingungen z. B. der Temperatur dienen sollen, an Stelle einer gesonderten Stufe des Aufbaues der tragenden Konstruktion und einer zweiten Stufe der Anbringung der thermischen Isolierung solche Baukonstruktionselemente anzuwenden, die von vornherein sowohl eine tragende als auch eine thermisch isolierende Funktion haben. Zu diesem Zweck eignen sich an sich bekannte Baukonstruktionselemente, die die Form eines halben abgewinkelten Sparrens vom Typus Plattensparren aufweisen.

Gemäss der Erfindung ist nun ein derartiges Baukonstruktionselement dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kern aus Kunststoffhartschaum aufweist, wobei die Aussenseite und die Innenseite des Elementes mit einer an dem Schaummaterial haftenden plattenförmigen Verkleidung versehen sind und wobei die Längsstirnflächen des Elementes unverkleidet sind.

Wegen der sehr grossen chemischen Stabilität wird es bevorzugt, dass der Kern aus Kunststoffhartschaum aus einem Polyurethanhartschaummaterial besteht. Mit Rücksicht auf bautechnische Bedingungen wird des weiteren ein Polyurethanhartschaum bevorzugt, bei dessen Herstellung ein Reaktionsgemisch angewendet wurde, das beim freien Aufschäumen zu einem Schaumprodukt mit einem Raumgewicht von etwa 30 kg/m3 führt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken,

dass, obgleich es erfindungsgemäss natürlich von grosser Wichtigkeit ist, dass thermisch gut isolierte Gebäude erhalten werden, die Norm beim Entwerfen der Baukonstruktionselemente an erster Stelle die Stärke und nicht die Isolierung ist.

Variationen in der Stärke der erfindungsgemässen Elemente können auf zwei Wegen erreicht werden, und zwar durch Variation der Dicke des Kernes aus Kunststoffhartschaum und durch Variation im Raumgewicht des Schaumproduktes, wobei ein grösseres Raumgewicht ein stärkeres Produkt bedeutet.

Bekanntlich ist bei Sparren der Winkelbereich, worunter der Bereich zu verstehen ist, in dem die Sparrenteile unter einem Winkel zueinander stehen, kritisch belastet. Einer besonderen Ausführungsform der Erfindung zufolge wird es bevorzugt,

dass bei dem Baukonstruktionselement, ausser der dort normalerweise aufrechtzuerhaltenden grösseren Materialdicke, das Raumgewicht des Kernes aus Kunststoffhartschaum im Winkelbereich des Elementes, bedingt durch Aufschäumen unter Druck, am grössten ist. In diesem Rahmen empfiehlt es sich insbesondere, dass im überwiegenden übrigen Teil des Elementes das Raumgewicht des durch Aufschäumen unter Druck gewonnenen Kunststoffhartschaumes durchschnittlich etwa 40 kg/m3 und im Winkelbereich durchschnittlich um etwa 2 bis 3 kg/m3 mehr beträgt. Auf diese Weise kann man Baukonstruktionselemente herstellen, mit denen eine säulenlose Spannweite von 24 bis 26 m oder sogar noch mehr möglich ist. Bautechnisch ist es vorteilhaft, wenn die Breite des Elementes im wesentlichen überall gleich gross ist und mindestens zum überwiegenden Teil des Elementes grösser als die Dicke ist.

Abgesehen von einer Regelung der Stärke der erfindungsgemässen Baukonstruktionselemente durch Regelung der Stärke des Kernes aus Kunststoffhartschaum auf Basis der vorgenannten zwei Möglichkeiten, spielt auch die Wahl der Materialien und die Formgebung der Verkleidungen, die bei den Elementen angewendet werden, eine Rolle. Wenn man daher eine Verkleidungsplatte aus Metall, z. B. Stahl, wählt, die die Form einer Wellenplatte hat oder eine Spundwandprofilierung aufweist, so erhält man bei gleichem Raumgewicht des Kernes s

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aus Kunststoffhartschaum trotzdem ein stärkeres Element. Im Zusammenhang hiemit wird es bevorzugt, dass mindestens ein Teil des Elementes auf seiner Aussenseite, in Längsrichtung des Elementes gesehen, mit einer Verkleidung mit einem Spundwandprofil versehen ist. s

Im Hinblick auf die Standardabmessungen der handelsüblichen Plattenmaterialien, die als Verkleidung bei den erfin-dungsgemässen Elementen in Betracht kommen, ist eine Breite der erfindungsgemässen Baukonstruktionselemente von 95 bis 105 cm am günstigsten. 10

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Baukonstruktionselemente, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man bei einer liegenden Schalung, die auf der einer Seitenfläche des Baukonstruktionselementes entsprechenden Oberseite offen ist, die hoch- 15 stehenden Schalungswände innenseitig mit einer plattenförmigen Ausfütterung versieht und danach über die offene Oberseite die Schalung mit dem schaumbildenden Reaktionsgemisch füllt, worauf man das Gemisch aufschäumen lässt.

Bei einer endgültigen Breite des Baukonstruktionselementes 20 von 100 cm und einer dementsprechend ungefähr gleich grossen Höhe der Schalung kann man zwar die insgesamt erforderliche Menge des schaumbildenden Reaktionsgemisches der Schalung auf einmal zuführen, aber beim Schäumen treten dann Schwierigkeiten auf. Zur Erzielung eines guten Schaumproduktes 25 empfiehlt es sich, keine grössere Menge des Reaktionsgemisches auf einmal in die Schalung einzubringen als einer Schäumhöhe von 50 bis 60 cm entspricht. Im allgemeinen wird man daher, abhängig von der angestrebten Breite des Elementes, die Schalung in einer oder mehreren Stufen mit dem schaumbildenden 30 Reaktionsgemisch füllen und nach jeder Zugabe das Material aufschäumen lassen. Die Einstellung des Raumgewichtes auf den gewünschten Wert kann man während des Schäumverfahrens vorteühaft dadurch erreichen, dass man das schaumbildende Reaktionsgemisch in der Schalung durch Abdeckung 35 derselben unter Druck aufschäumen lässt.

Für die Erreichung der überraschend grossen Stärke der erfindungsgemässen Konstruktionselemente ist es wesentlich,

dass die in der Schalung anzubringenden Ausfütterungsplatten eine gute Haftung gegenüber dem Kunststoffhartschaum auf- 40 weisen, weshalb man die Auswahl der Art des anzuwendenden Ausfütterungsmaterials zunächst von den Haftungseingen-schaften abhängen lassen muss. So können in Kombination mit einem Kunststoffharzschaum aus Polyurethan Ausfütterungsplatten aus Holz und verzinntem oder verzinktem 45 Eisenblech ausgezeichnet angewendet werden. Die Dicke der Ausfütterungsplatten ist nicht an kritische Grenzen gebunden. Geeignete Dickenabmessungen sind für das Eisenblech z. B.

etwa 0,75 mm und für die Holzplatte z. B. 4 bis 6 mm.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 perspektivisch in Draufsicht ein mit einer Anzahl erfindungsgemässen Baukonstruktionselementen zusammengesetztes Rumpfgebäude und Fig. 2 in Draufsicht eine Schablone, mit der die Baukonstruktionselemente her- ss gestellt werden können.

In Fig. 1 bezeichnet 1 acht paarweise zu vollständigen Bausparren verbundene erfindungsgemässe Baukonstruktionselemente 2. Jedes Baukonstruktionselement 2 umfasst eine Aussenseite mit einer unteren Fläche 3 und einer oberen Fläche 60 4, eine entsprechende Innenseite und zwei Längsstirnflächen 5, von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist. Mit 6 ist in etwa der Winkelbereich angegeben, in dem, wie schon erwähnt, die Beanspruchung des Elementes am kritischsten ist. Es empfiehlt sich deshalb, die Innenseite bei 6 nicht eckig, wie gezeigt, sondern rund verlaufen zu lassen. Obgleich nicht wiedergegeben, sind die Aussenseite mit den Flächen 3 und 4 und die Innenseite verkleidet; die Längsstirnflächen 5 und die First- und Fussteile sind unverkleidet. Die Höhe der Fläche 3 kann z. B. bis 5 m betragen, wobei sie bis zu einer Höhe von etwa 80 cm im Erdboden auf einem Fundament ruht.

Bei kleineren, herzustellenden Spannweiten kann es vorteilhaft sein, die Baukonstruktionselemente in der Fabrik zu vollständigen Bausparren zu verbinden und diese im Ganzen zur Baustelle zu befördern. Bei Spannweiten von z. B. ungefähr 24 m ist dieses Verfahren jedoch wegen der Transportprobleme nicht mehr möglich, vielmehr muss der ganze Bau an der Baustelle durchgeführt werden. Dabei verfährt man wie folgt:

In den Erdboden werden zwei Schlitze gegraben, und zwar in einem Abstand voneinander, der den durchzuführenden Spannweiten entspricht. In den Schlitzen werden anschliessend Stützbalken aus z. B. Beton angeordnet, die als Fundament dienen. Die Schlitze sind derart tief, dass der Abstand von der Oberseite der Stützbalken bis zur Bodenoberfläche etwa 80 cm beträgt. Ein Baukonstruktionselement gemäss der Erfindung wird mit dem Fussteil auf einem Stützbalken angeordnet. Es wird dafür gesorgt, dass der Fussteil eines Elementes nur mit seinen Endteilen auf dem Stützbalken ruht, z. B. durch entsprechende Profilierung der oberen Fläche des Stützbalkens, so dass unter dem mittleren Teil zwischen dem Fussteil und dem Stützbalken ein Raum freigelassen wird. Sodann wird das zweite Element, das mit dem ersten einen vollständigen Bausparren bilden soll, in dem anderen Schlitz angeordnet. Im Bereich zwischen den Firstteilen werden die beiden Elemente dann durch Anbringung des für den Hartschaumkern verwendeten Reaktionsgemisches unverrückbar aneinander festgeschäumt. Sodann wird das zweite Paar Elemente angebracht und zu einem Sparren zusammengesetzt, worauf beide Sparren mit ihren Längsstirnflächen unter Anwendung des schon genannten Reaktionsgemisches aneinander festgeschäumt werden usw.

Wenn das Rumpfgebäude in der oben beschriebenen Weise fertig ist, werden die freien Räume unter den Fussteilen vollgeschäumt und die Schlitze mit Beton vollgeschüttet. Danach kann mit der Fertigstellung begonnen werden, wie Anordnung der Vorder- und Rückwand, gegebenenfalls von Fenstern usw.

In Fig. 2 bezeichnet 7 die Schalung, die in Draufsicht in liegender Stellung, in der das Reaktionsgemisch eingebracht werden kann, wiedergegeben ist. Mit 8 und 9 werden die Schalungswände bezeichnet. Mit 12 wird das Stützelement bezeichnet, das vermeiden soll, dass die Schalung umschlägt. Mit 13 werden Klemmorgane angegeben, die die Lage der Wände in bezug aufeinander, namentlich während des Schäumvorganges, bei dem grosse Drücke auftreten können, sicherstellen.

Dadurch, dass das Reaktionsgemisch gleichzeitig ungefähr an den Punkten 10 und 11 in die Schalung eingeführt wird, erhält man den Effekt, dass das Raumgewicht im Winkelbereich des fertigen Schaumproduktes ungefähr 5 % höher als im übrigen Produkt ist, was aus den weiter oben erwähnten Gründen erwünscht ist.

Selbstverständlich können an den Baukonstruktionselementen, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, noch Änderungen vorgenommen werden, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, Elemente herzustellen, bei denen direkt an geeigneter Stelle ein Profil mitgeschäumt wird, und zwar mittels einer entsprechenden Vorkehrung in der Schablone, die als Befestigungsorgan für eine Dachrinne gedacht ist.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Baukonstruktionselement zur Herstellung von thermisch isolierten Gebäuden, in Form eines halben abgewinkelten Sparrens vom Typus Plattensparren, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (2) einen Kern aus Kunststoffhartschaum aufweist, wobei die Aussenseite (3,4) und die Innenseite des Elementes mit einer an dem Schaummaterial haftenden plat-tenförmigen Verkleidung versehen sind und wobei die Längsstirnflächen (5) des Elementes (2) unverkleidet sind.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus Kunststoffhartschaum aus einem Polyurethanhartschaummaterial besteht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyurethanhartschaum ein Produkt dient, das beim freien Aufschäumen ein Raumgewicht von etwa 30 kg/m3 ergibt.

4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumgewicht des Kunststoffhartschaumes im Winkelbereich (6) des Elementes (2) am grössten ist.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumgewicht des Kunststoffhartschaumes im überwiegenden Teil des Elementes (2) durchschnittlich etwa 40 kg/m3 und im Winkelbereich (6) durchschnittlich um 2 bis 3 kg/m3 mehr beträgt.

6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Elementes auf seiner Aussenseite (3,4), in Längsrichtung des Elementes gesehen, eine Verkleidung mit einem Spundwandprofil aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung von Baukonstruktionselementen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer liegenden Schalung (7), die auf der einer Seitenfläche des Baukonstruktionselementes entsprechenden Oberseite offen ist, die hochstehenden Schalungswände (8,9) innenseitig mit einer plattenförmigen Ausfütterung versieht und danach über die offene Oberseite die Schalung (7) mit dem schaumbildenden Reaktionsgemisch füllt, worauf man das Gemisch aufschäumen lässt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

dass man das schaumbildende Reaktionsgemisch nach Abdeckung der Schalung (7) in dieser unter Druck aufschäumen lässt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das schaumbüdende Reaktionsgemisch gleichzeitig nahe den bei den Querstirnflächen der herzustellenden Baukonstruktionselemente gelegenen Enden (10,11) der Schalung (7) zuführt.