DE10102930A1 - Bauelement zur Wärmedämmung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei zu betonierenden Bauteilen mit einem Isolierkörper und integrierten Druckelementen, wobei die Druckelemente an den den Betonbauteilen zugewandten Stirnseiten ein gewölbtes Kontaktprofil aufweisen und die Wölbung des Kontaktprofils im Horizontalabschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei zu beto­ nierenden Bauteilen, insbesondere zwischen einem Gebäude und einem vorkrag­ enden Außenteil, bestehend aus einem dazwischen zu verlegenden Isolierkörper mit zumindest integrierten Druckelementen, die im eingebauten Zustand des Bau­ elementes im Wesentlichen horizontal und quer zur im Wesentlichen horizontalen Längserstreckung des Isolierkörpers durch diesen hindurchverlaufen und jeweils an beide Bauteile anschließbar sind.

Derartige Bauelemente zur Wärmedämmung sind im einschlägigen Stand der Technik in vielen verschiedenen Ausführungen bekannt und dienen dazu, zwei Bauteile wärmetechnisch voneinander zu entkoppeln, sie aber gleichzeitig statisch miteinander zu verbinden. Dieses statische Verbinden erfolgt über Bewehrungs­ elemente, die sich durch den Isolierkörper zwischen den beiden Bauteilen erstre­ cken und die jeweils auftretenden Belastungen, also insbesondere Zug-, Druck- und Querkräfte, sicher übertragen.

Ein wesentliches Einsatzgebiet solcher Bauelemente besteht beispielsweise bei Balkonen, die gegenüber einer Gebäudeaußenwand vorstehen und über die ge­ nannten Bewehrungselemente an der höhengleichen Geschossdecke unter Zwi­ schenfügung eines Bauelementes zur Wärmedämmung aufgehängt werden. Da diese Balkone anderen Temperaturen als die jeweils im isolierten Gebäudeinneren verlaufende Geschossdecke ausgesetzt sind, treten zwischen den beiden Bautei­ len, also zwischen Balkon und Geschossdecke, temperaturbedingte Relativbewe­ gungen auf. Denn während die Geschossdecke auf im wesentlichen gleicher Tem­ peratur gehalten wird, schwankt die Außentemperatur und damit die Temperatur der Balkonplatte je nach Wetterlage und Jahreszeit pro Tag um mehr als 10°C.

Und da sich die Länge der Balkonplatte in Abhängigkeit der Temperatur ändert, müssen die die beiden Bauteile verbindenden Bewehrungselemente diese Längen­ änderungen unbeschadet mitmachen können. Für die üblicherweise sehr schlank ausgebildeten Zug- und Querkraftstäbe ist dies in der Regal kein Problem. Anders sieht dies aber bei den Druckstäben aus, die zur Erhöhung der Drucksteifigkeit meist relativ massiv ausgebildet sind. Aber aus der EP 0 121 685 ist es bekannt, auch Druckelemente aus Edelstahl vorzusehen, die sich in die beiden angrenzen­ den Betonbauteile erstrecken und aus einem derart schlanken Stahlmaterial her­ gestellt sind, dass sie den temperaturbedingten Längenänderungen in Horizontal­ richtung elastisch folgen können.

Neben der Verwendung elastisch nachgiebiger Druckelementmaterialen ist es dar­ über hinaus bekannt, Druckelemente vorzusehen, deren Abmessungen der Isolier­ körperdicke entsprechen, die also bündig mit dem Isolierkörper abschließen und mit ihren den Betonbauteilen zugewandten stirnseitigen Kontaktprofilen flächig an den Betonbauteilen anliegen. Werden derartige auf die Isolierkörperdicke be­ schränkte Druckelemente Relativbewegungen der angrenzenden Betonbauteile unterworfen, so verschieben sich Druckelement und Betonbauteile nach Überwin­ dung der gegenseitigen Haftreibung im Bereich der Kontaktstellen zueinander. Diese Art eines reversibel nachgiebigen Druckelementanschlusses besitzt jedoch den Nachteil, dass man das erwähnte Überwinden der Haftreibung und die an­ schließende Relativverschiebung in Form von Knackgeräuschen hört, die zwar ei­ gentlich harmlos sind und keine Rückschlüsse auf die Qualität der eingebauten Druckelemente zulässt, die auf der anderen Seite aber auch unerwünscht und für den unkundigen Bewohner doch auch Anlass zur Sorge sind.

Hiervon ausgehend liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement zur Wärmedämmung vorzuschlagen, das elastisch bzw. reversibel nachgiebige Druckelemente zur Aufnahme von Relativbewegungen zwischen den angrenzenden Betonbauteilen ermöglicht, wobei zum einen die Nachgiebigkeit auch unabhängig vom Material der Druckelemente und zum anderen möglichst weitgehend ohne die beschriebenen unerwünschten Geräuschentwicklungen er­ hältlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Druckelemente je­ weils ein an den Betonbauteilen sich abwälzendes Kontaktprofil aufweisen und dass die Druckelemente eine Gelenkverbindung zwischen beiden Bauteilen her­ stellen. Diese Gelenkverbindung erhält man unabhängig vom Druckelementmateri­ al, also selbst bei hochfesten starren Werkstoffen. Die sich hierbei ergebende pendelgelenkartige Schwenkbewegung führt zu einer erheblichen Reduzierung des tatsächlichen Verschiebewegs. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ergibt die Relativbewegung zweier Betonbauteile in der Größenordnung von 2 mm eine Drehbewegung des Druckelements gegenüber dem angrenzenden Betonbau­ teil im gegenseitigen Anlagebereich von nur 0,2 mm Länge. An diesem Beispiel ist unschwer erkennbar, dass dieser deutlich reduzierte Verschiebeweg mit einem entsprechend deutlich auf eine vernachlässigbare Größe reduzierten Geräuschauf­ kommen einhergeht. In gleichem Sinn wirkt die Tatsache, dass ein Teil der bishe­ rigen Gleitbewegung ersetzt wird durch eine Abrollbewegung.

Was die genaue Form der Kontaktprofile betrifft, so empfiehlt es sich, diese kon­ vex und im Horizontalschnitt kreisbogenförmig gewölbt auszubilden. Hierdurch er­ gibt sich bei größtmöglicher Anlagefläche eine ungehinderte und symmetrische Verschiebewegung an beiden gegenüberliegenden Kontaktprofilen. Darüber hinaus sollten die Kontaktprofile im Einbauzustand derart in den Betonbauteilen verankert sein, dass die Druckelemente nur mit dem gekrümmten Kontaktprofilbereich in die Betonbauteile vorstehen, um die ungehinderte Drehbewegung zwischen Druckelement und Betonbauteil zuzulassen.

Es sind stattdessen aber auch plane oder anderweitig gekrümmte, auch verzahnte Kontaktprofile möglich.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich der kreisbogenförmige Querschnitt der Kontakt­ profile über deren gesamte Höhe, ist also jedes Kontaktprofil in Form einer Zylin­ dermantelteilfläche ausgebildet. So ist sichergestellt, dass die Kraftübertragung zwischen Druckelement und Betonbauteil über die gesamte Kontaktprofilfläche er­ folgt.

Es empfiehlt sich des weiteren, dass die Druckelement kontinuierlich und absatz­ los in die Kontaktprofile übergehen, um die Fläche des Kontaktprofils möglichst klein halten zu können und sie nur so groß auszubilden, wie die Abmessungen, also insbesondere der Querschnitt, der druckkraftübertragenden hinter den Kon­ taktprofilen angeordneten Druckelemente sind.

Wie bereits vorstehend erwähnt, lässt sich eine elastisch bzw. reversibel nachgie­ bige Lagerung durch die erfindungsgemäßen Druckelemente unabhängig von de­ ren Material erzielen, so dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung insbesonde­ re bei Druckelementen aus hartem unnachgiebigen bzw. hochfestem Material zum Tragen kommen. Dieses Material kann beispielsweise aus hochfestem Beton ge­ bildet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen; hierbei zeigen

Fig. 1 ein Bauelement zur Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem Druckelement in einem Horizontalschnitt;

Fig. 2 das Bauelement aus Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht; und

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform eines Bauelements zur Wärme­ dämmung mit erfindungsgemäßem Druckelement in geschnittener Draufsicht.

In Fig. 1 ist ein Bauelement 1 zur Wärmedämmung ausschnittsweise dargestellt im Schnitt durch die in Fig. 2 angedeutete Ebene I-I. Das Bauelement 1 ist in eine zwischen einem betonierten Gebäude A und einem vortragenden Beton- Außenteil B belassene Fuge eingebaut und besteht im Wesentlichen aus einem die Fuge ausfüllenden Isolierkörper 2 sowie aus Bewehrungselementen in Form von in den Fig. 1 und 2 dargestellten Druckelementen 3.

Es sei angemerkt, dass Fig. 2 das Bauelement 1 nicht mit all seinen Einzelteilen und in seiner ganzen Höhe zeigt; vielmehr ist der die üblicherweise verwendeten Zugstäbe tragende obere Isolierkörperabschnitt, der mit der vorliegenden Erfin­ dung nichts zu tun hat, nicht dargestellt. Auch fehlt die Darstellung eines Quer­ kraftstabes, der sich vom tragenden Bauteil, dem Gebäude A, in Richtung des ge­ tragenen Bauteils, dem Balkon B, schräg von oben nach unten durch den Isolier­ körper bzw. die vom Isolierkörper ausgefüllte Fuge erstreckt und in beide Bauteile zur Querkrafteinleitung vorsteht.

Das erfindungsgemäße Druckelement 3 verläuft im Wesentlichen horizontal durch den Isolierkörper vom Bauteil B zum Bauteil A. An den den Bauteilen zugewandten Stirnseiten 5, 6 weist das Druckelement 3 gewölbte Kontaktprofile auf, die als Druckkraftein- bzw. -ausleitungsfläche fungieren und gemäß dem in Fig. 1 darge­ stellten Horizontalschnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind. Über die gesamte Fläche der Kontaktprofile ergibt sich aufgrund dieser Kreisbogenform insgesamt die Form einer Zylindermantelteilfläche, da das Druckelement über die Höhe je­ weils einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist.

Der Effekt der Kreisbogenform ist folgender: Führen die beiden Bauteile A und B Relativbewegungen zueinander aus, so bilden die kreisbogenförmig gewölbten Kontaktprofile Gelenkflächen, die die Relativbewegung zulassen, ohne dass es im Anlagebereich zwischen Kontaktprofil und angrenzendem Betonbauteil zu großen Verschiebebewegungen kommt. Hierdurch lassen sich die tatsächlichen Relativ­ bewegungen zwischen den Betonbauteilen und den Druckelementen deutlich redu­ zieren und als Ergebnis erhält man Druckelemente, die unabhängig vom Material temperaturbedingten Verschiebebewegungen reversibel und ohne wesentliche Ge­ räuschentwicklung folgen können. Denn während die Relativverschiebung bei bün­ dig mit dem Isolierkörper verlaufenden Druckelementen aufgrund der wirksamen Kräfte, der gängigen Oberflächenrauhigkeiten und der üblicherweise doch recht großen Verschiebelänge zu einer deutlichen Geräuschentwicklung führen, sorgt die gelenkartige Ausbildung der Verbindungsstellen zwischen Kontaktprofil und Betonbauteilen für eine erhebliche Reduzierung der Länge des Verschiebeweges, was sich eben dadurch auszeichnet, dass eine nur noch vernachlässigbare Neigung zu den durch die Überwindung der Haftreibung entstehenden Knackgeräu­ schen vorliegt.

Eine alternative Bauform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt:
Dort ist ein Bauelement 11 zur Wärmedämmung zwischen einem Gebäude A und einem Balkon B, im Horizontalschnitt auf der Höhe von Druckelementen 13a, 13b gezeigt. Zwischen Gebäude A und Balkon B ist außerdem ein Isolierkörper 12 dar­ gestellt, der sich entlang der zwischen den beiden Bauteilen belassenen Fuge er­ streckt.

Der wesentliche Unterschied der Druckelemente 13a, 13b gegenüber dem Druck­ element 3 aus Fig. 1 besteht nun darin, dass jeweils ein Druckelement durch zwei parallelgeschaltete Druckelemente ersetzt wird, die eine entsprechend kleinere Krafteinleitungsfläche in Form von Kontaktprofilen 15a, 15b, 16a, 16b benötigen. Hierdurch ergibt sich ein Doppelgelenk ähnlich einem Parallelogrammgestänge, das den Verschiebeweg zwischen dem Kontaktprofilen und den angrenzenden Betonbauteilen noch einmal weiter reduziert.

Beide Druckelementbauformen weisen neben der kreisbogenförmig ausgebildeten Kontaktprofile auch sehr ähnliche Druckelementquerschnittsformen auf, nämlich eine kontinuierlich und absatzlos von den Rändern der Kontaktprofile übergehende kelchartige Außenform, die sich zur Fugenmitte langsam verjüngt und anschlie­ ßend auf dem Weg zum gegenüberliegenden Kontaktprofil wieder kontinuierlich verbreitetet, um dort absatzlos in die Ränder des gegenüberliegenden Kontaktpro­ fils überzugehen. Diese Form gewährleistet eine optimale Krafteinleitung von der Balkonplatte B in das Druckelement, eine optimale Druckkraftübertragung durch die Fuge und eine optimale Druckkraftausleitung in das Gebäude A. Die Quer­ schnitte sind hierbei so gestaltet, dass sie sich bei möglichst großer Krafteinlei­ tungsfläche und möglichst schlanker Druckkraftübertragungsquerschnittsfläche bei gegenseitigem kontinuierlichem Übergang ein dennoch knickfestes, stabiles Druckelement mit - aufgrund der geringen Querschnittsfläche - dennoch günstiger Wärmedämmung gibt, insbesondere wenn als Material für das Druckelement Beton verwendet wird.

Claims (9)

1. Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwi­ schen einem Gebäude (A) und einem vorkragenden Außenteil (B), bestehend aus einem dazwischen zu verlegenden Isolierkörper (2, 12) mit zumindest integrierten Druckelementen (3, 13a, 13b) die im eingebauten Zustand des Bauelementes (1, 11) im wesentlichen waagerecht und quer zur im wesentlichen waagerechten Längserstreckung des Isolierkörpers durch diesen hindurchverlaufen und jeweils an beide Bauteile (A, B) anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente ein an den Bauteilen (A, B) sich abwälzendes Kontaktpro­ fil (5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b) aufweisen und dass die Druckelemente eine Gelenk­ verbindung zwischen den beiden Bauteilen herstellen.

2. Bauelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktprofile (5, 6, 15b, 16a, 16b) konvex gewölbt sind.

3. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung der Kontaktprofile (5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b) im Horizontalschnitt etwa kreisbogenförmig ausgebildet ist.

4. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktprofile im Einbauzustand in den Bauteilen (A, B) verankert sind und zumindest mit ihrem gewölbten Bereich in diese vorstehen.

5. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (3, 13a, 13b) über ihre gewölbten Kontaktprofile (5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b) den zwischen den beiden Bauteilen (A, B) auftretenden Rela­ tivbewegungen durch eine Drehbewegung der Kontaktprofile gegenüber ihrem zu­ gehörigen Bauteil pendelgelenkartig folgen.

6. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktprofile (5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b) in Form einer Zylindermantelteil­ fläche ausgebildet sind.

7. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (3, 13a, 13b) aus hochfestem unnachgiebigem Material bestehen.

8. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (3, 13a, 13b) aus hochfestem Beton bestehen.

9. Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (3, 13a, 13b) kelchartig ausgebildet sind und an ihren Stirnseiten kontinuierlich und absatzlos in die stirnseitigen Kontaktprofile (5, 6, 15a, 15b, 16a, 16b) übergehen.