DE29921645U1 - Prefabricated ceiling element with foamed polyurethane - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Deckenelement als Fertigbauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Stahlbetondecke, die mehrere derartige Deckenelemente enthält. Die Deckenelemente werden in einem Herstellbetrieb für Fertigbauelemente produziert und dann zu einer Baustelle transportiert, wo sie in ein Gebäude eingesetzt werden, vorzugsweise zu einer Kellerdecke zusammengesetztwerden. The invention relates to a prefabricated ceiling element as a prefabricated component. The invention also relates to a reinforced concrete ceiling that contains several such ceiling elements. The ceiling elements are produced in a manufacturing plant for prefabricated building elements and then transported to a construction site where they are installed in a building, preferably assembled to form a basement ceiling.
An Stahlbetondecken werden aufgrund von Bauvorschriften, Normen und technischen Regeln erhebliche Anforderungen gestellt. Die wichtigsten hierbei sind eine hohe Tragfähigkeit gemäß den baustatischen Erfordernissen, eine hohe Brandbeständigkeit, Schallschutzmaßnahmen zur Unterdrückung von Luftschall und Trittschall sowie eine hohe Wärmedämmung. Weitere Anforderungen, die mehr produktionstechnische, montagetechnische und wirtschaftliche Aspekte betreffen, sind die Herstellung der Stahlbetondecke in einem wirtschaftlichen Produktionsverfahren und ein geringer Materialeinsatz. Weiterhin sollte für den Fall, daß vorgefertigte Deckenelemente als Fertigbauteile verwendet werden, das Transportgewicht der Deckenelemente niedrig sein, um diese Deckenelemente vom Herstellbetrieb zur Baustelle wirtschaftlich transportieren zu können.Building regulations, standards and technical rules place considerable demands on reinforced concrete ceilings. The most important of these are a high load-bearing capacity in accordance with structural requirements, high fire resistance, soundproofing measures to suppress airborne and impact noise, and high thermal insulation. Other requirements, which relate to more production-related, assembly-related and economic aspects, are the manufacture of the reinforced concrete ceiling using an economical production process and the use of minimal materials. Furthermore, if prefabricated ceiling elements are used as prefabricated components, the transport weight of the ceiling elements should be low in order to be able to transport these ceiling elements economically from the manufacturer to the construction site.
Die Deckenelemente sollten auf der Baustelle eine technisch einfache und wirtschaftliche Montage zu einer Stahlbetondecke ermöglichen. Ferner sollten die Deckenelemente flexibel für unterschiedliche Typen von Gebäuden einsetzbar sein.The ceiling elements should allow for technically simple and economical assembly to form a reinforced concrete ceiling on site. Furthermore, the ceiling elements should be flexible and suitable for use in different types of buildings.
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Bekannte Stahlbetondecken erfüllen nur einige der vorgenannten Anforderungen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die geforderten Eigenschaften von einem einzigen homogenen Material im allgemeinen nicht erreicht werden können: Zum Beispiel eine vor Ort auf der Baustelle erstellte Stahlbetondecke besitzt aufgrund ihres hohen Eigengewichtes einen sehr guten Schallschutz, jedoch ist die Wärmedämmung relativ schlecht. Eine Holzbalkendecke mit Zwischenräumen, die wärmedämmendes Material aufnehmen, hat zwar einerseits eine hervorragende Wärmedämmung, jedoch ist andererseits der Schallschutz relativ gering.Known reinforced concrete ceilings only meet some of the above requirements. This is because the required properties cannot generally be achieved by a single homogeneous material: For example, a reinforced concrete ceiling constructed on site has very good sound insulation due to its high weight, but its thermal insulation is relatively poor. A wooden beam ceiling with gaps that accommodate heat-insulating material has excellent thermal insulation on the one hand, but its sound insulation is relatively poor on the other.
Aufgrund der Wärmeschutzverordnung aus dem Jahr 1995 und der kommenden Energieeinsparungs-Verordnung sowie dem allgemeinem Wunsch von Gebäudebesitzern nach Energieeinsparung ist die Wärmedämmung zu einem der wichtigsten Kriterien für Deckensysteme geworden. Ziel ist es allgemein, die in der Wärmeschutzverordnung festgelegten Wärmeschutzwerte zu übertreffen. Um dies zu erreichen, wird bei bisherigen Deckensystemen ein hoher technischer Aufwand betrieben. Dieser Aufwand fällt vorwiegend auf der Baustelle an und widerspricht damit dem technischen Trend zur werkseitigen Vorfertigung. Wärmeschutztechnische Maßnahmen stellen vor Ort außerdem einen erheblichen wirtschaftlichen Nachteil dar.Due to the thermal insulation regulations from 1995 and the upcoming energy saving regulations, as well as the general desire of building owners to save energy, thermal insulation has become one of the most important criteria for ceiling systems. The general aim is to exceed the thermal insulation values specified in the thermal insulation regulations. In order to achieve this, a high level of technical effort is required for existing ceiling systems. This effort is mainly incurred on site and thus contradicts the technical trend towards factory prefabrication. Thermal insulation measures also represent a significant economic disadvantage on site.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein vorgefertiges Deckenelement bzw. eine Stahlbetondecke anzugeben, das bzw. die eine hohe Wärmedämmung und einen hohen Schallschutz bietet und mit geringem Aufwand hergestellt und vorteilhaft in ein Gebäude als Fertigbauelement einbezogen werden kann.It is an object of the invention to provide a prefabricated ceiling element or a reinforced concrete ceiling which offers a high level of thermal insulation and a high level of sound insulation and which can be manufactured with little effort and advantageously incorporated into a building as a prefabricated element.
Diese Aufgabe wird für ein Deckenelement durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved for a ceiling element by the features of claim 1. Advantageous further developments are specified in the dependent claims.
Gemäß der Erfindung dienen die Gitterträger sowohl als Bewehrung im baustatischen Sinn als auch als Abstandhalter zwischen den beiden Betonscheiben. Die Gitterträger erfüllen also eine Doppelfunktion. Die Gitterträger werden entsprechend dem baustatischen Erfordernissen ausgelegt. Diese Gitterträger dienen als Fachwerkträger und dienen zur Übertragung von Schubkräften auf die Mittel- und Endauflager des Deckenelementes. Die Gitterträger bilden zwar geringe Wärmebrücken zwischen den beiden Scheiben, jedoch ist der Querschnitt der Stahlelemente der Gitterträger relativ klein, so daß auch der Wärmefluß relativAccording to the invention, the lattice girders serve both as reinforcement in the structural sense and as spacers between the two concrete slabs. The lattice girders therefore fulfil a dual function. The lattice girders are designed in accordance with the structural requirements. These lattice girders serve as truss girders and are used to transfer shear forces to the middle and end supports of the ceiling element. The lattice girders form small thermal bridges between the two slabs, but the cross-section of the steel elements of the lattice girders is relatively small, so that the heat flow is also relatively
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klein ist. Der sich zwischen den zwei Scheiben ergebende Hohlraum wird bereits bei der Herstellung mit Polyurethan-Ortschaum ausgeschäumt. Die ausgehärtete Polyurethanschicht unterstützt die baustatische Funktion der Gitterträger und der Betonscheiben. Eine solche Fertigung kann vorteilhaft auf einer Umlauf-Palettenanlage im Produktionsbetrieb wirtschaftlich erfolgen. Die geforderte Wärmedämmung ist über die Dicke der Polyurethanschicht einstellbar. Durch die Erfindung wird eine relativ leichte, vorgefertigte Deckenkonstruktion erreicht, welche nur geringe Wärmebrücken hat. Auf diese Weise kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden. Die Deckenelemente können als Fertigbauteile großformatig hergestellt werden. Sie lassen sich demzufolge relativ einfach und schnell auf der Baustelle montieren. Aufwendige Betonierarbeiten werden somit auf ein Minimum reduziert.is small. The cavity between the two panes is filled with polyurethane foam during production. The hardened polyurethane layer supports the structural function of the lattice girders and the concrete panes. Such production can be carried out economically on a circulating pallet system in the production plant. The required thermal insulation can be adjusted via the thickness of the polyurethane layer. The invention results in a relatively light, prefabricated ceiling construction which has only small thermal bridges. In this way, considerable energy savings can be achieved. The ceiling elements can be manufactured as prefabricated components in large format. They can therefore be assembled relatively easily and quickly on site. Complex concreting work is thus reduced to a minimum.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Stahlbetondecke angegeben, die mehrere solche Deckenelemente als Fertigbauteile enthält. Eine derartige Stahlbetondecke ist variabel einsetzbar, da die Bauhöhe und die Ausgestaltung der Gitterträger entsprechend den baustatischen Erfordernissen gewählt werden können. Die großformatigen Deckenelemente haben aufgrund ihrer Herstellweise im Produktionsbetrieb eine gute Ebenheit. Diese Ebenheit ist für den weiteren Ausbau des Gebäudes von großem Vorteil, da auf die sonst übliche Ausgleichsschüttung verzichtet werden kann.According to the invention, a reinforced concrete ceiling is also specified which contains several such ceiling elements as prefabricated components. Such a reinforced concrete ceiling can be used variably, since the construction height and the design of the lattice girders can be selected according to the structural requirements. The large-format ceiling elements have a good levelness due to the way they are manufactured in the production plant. This levelness is a great advantage for the further expansion of the building, since the otherwise usual leveling fill can be dispensed with.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigtEmbodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.
Figur 1 schematisch den Aufbau eines Deckenlements,Figure 1 shows schematically the structure of a ceiling element,
Figur 2 einen Querschnitt durch das Deckenlement nach Figur 1 mit ausgeschäumtem Hohlraum,Figure 2 shows a cross-section through the ceiling element according to Figure 1 with foamed cavity,
Figur 3 einen Querschnitt durch das Deckenelement, wobei in einer Ausnehmung in der Polyurethanschicht eine Bewehrung in Längsrichtung vorgesehen ist,Figure 3 shows a cross-section through the ceiling element, with longitudinal reinforcement provided in a recess in the polyurethane layer,
Figur 4, einen Längsschnitt mit in einer Ausnehmung verstärktem Querträger, undFigure 4, a longitudinal section with a cross member reinforced in a recess, and
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Figur 5 eine Stahlbetondecke mit zwei Deckenelementen, die miteinander verbunden sind.Figure 5 shows a reinforced concrete ceiling with two ceiling elements that are connected to each other.
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines vorgefertigten Deckenelements als Fertigbauteil. Das Deckenelement umfaßt eine untere Scheibe 10 aus Stahlbeton und eine obere Scheibe 12 aus Stahlbeton. In jeder Scheibe 10, 12 sind Endabschnitte von Gitterträgern 14 einbetoniert, d.h. die Längsstäbe 15a und Querstäbe 15b sowie zugehörige geschweißte Strebenknoten 15c sind völlig in Beton eingebettet. Sowohl die untere Scheibe 10 als auch die obere Scheibe 12 sind durch kreuzweise angeordnete Rundstähle, von denen beispielhaft einige mit 15 bezeichnet sind, bewehrt. Alternativ kann als Bewehrung auch vorgefertigte Betonstahlmatten vorgesehen sein. In dem Hohlraum 16 zwischen den beiden Scheiben 10, 12 wird bei der Herstellung Polyurethan-Ortschaum eingefüllt, der aushärtet. Typische Abmessungen sind für die Dicke der oberen Scheibe d1 = 70 mm, für die Dicke des Polyurethan-Ortschaums d2 = 80 bis 180 mm und als Dicke für die untere Scheibe 10 d3 = 50 mm. Je nach Dicke der Polyurethanschicht ergibt sich somit eine Gesamtdicke D von 200 bis 300 mm für ein Anwendungsbeispiel als Kellerdeckenelement. Typische Werte für die Länge L sind < 12 m und für die Breite B < 3m.Figure 1 shows a schematic of the structure of a prefabricated ceiling element as a prefabricated component. The ceiling element comprises a lower disc 10 made of reinforced concrete and an upper disc 12 made of reinforced concrete. End sections of lattice girders 14 are concreted into each disc 10, 12, i.e. the longitudinal bars 15a and transverse bars 15b as well as the associated welded strut nodes 15c are completely embedded in concrete. Both the lower disc 10 and the upper disc 12 are reinforced by cross-arranged round bars, some of which are designated 15 by way of example. Alternatively, prefabricated reinforcing steel mats can also be provided as reinforcement. During production, polyurethane in-situ foam is filled into the cavity 16 between the two discs 10, 12 and hardens. Typical dimensions are d1 = 70 mm for the thickness of the upper pane, d2 = 80 to 180 mm for the thickness of the polyurethane in-situ foam and d3 = 50 mm for the thickness of the lower pane. Depending on the thickness of the polyurethane layer, this results in a total thickness D of 200 to 300 mm for an application example as a basement ceiling element. Typical values for the length L are < 12 m and for the width B < 3 m.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das Deckenelement. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Zwischen der unteren Scheibe 10 und der oberen Scheibe 12 ist der Hohlraum 16 vollkommen mit Polyurethan ausgefüllt. Die Gitterträger 14 bilden zwar Wärmebrücken zwischen den beiden Scheiben 10, 12. Aufgrund der geringen Querschnitte der Gitterträger 14 ist der Wärmefluß zwischen den beiden Scheiben 10, 12 relativ gering, so daß die Polyurethanschicht als wärmedämmende Schicht voll zur Wirkung kommt. Auf diese Weise wird eine hohe Wärmedämmung bei relativ geringem Gewicht und einfachem Aufbau des Deckenelements erreicht. In Figur 2 ist gut zu erkennen, daß sowohl die untere Scheibe 10 als auch die obere Scheibe 12 durch Rundstähle 15 verstärkt ist, die als Längsbewehrung und als Querbewehrung die baustatischen Anforderungen für eine Decke erfüllen helfen.Figure 2 shows a cross-section through the ceiling element. Identical parts are designated alike. The cavity 16 between the lower pane 10 and the upper pane 12 is completely filled with polyurethane. The lattice girders 14 do form thermal bridges between the two panes 10, 12. Due to the small cross-sections of the lattice girders 14, the heat flow between the two panes 10, 12 is relatively low, so that the polyurethane layer is fully effective as a heat-insulating layer. In this way, a high level of thermal insulation is achieved with a relatively low weight and a simple construction of the ceiling element. In Figure 2 it can be clearly seen that both the lower pane 10 and the upper pane 12 are reinforced with round steel bars 15, which serve as longitudinal and transverse reinforcement to help meet the structural requirements for a ceiling.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das Deckenelement. Die Polyurethanschicht hat eine Ausnehmung im Bereich 20. In dieser Ausnehmung 20 ist eine Stahlbewehrung mit Längsstäben 22 in Längsrichtung eingebracht. Im Bereich der Aus-Figure 3 shows a cross-section through the ceiling element. The polyurethane layer has a recess in the area 20. In this recess 20, a steel reinforcement with longitudinal bars 22 is inserted in the longitudinal direction. In the area of the recess
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nehmung 20 ist ferner die Dichte der Gitterträger 14 erhöht. Auf diese Weise wird in diesem Bereich 20 eine statische Erhöhung der Deckenbelastbarkeit erzielt.Furthermore, the density of the lattice girders 14 is increased in the area 20. In this way, a static increase in the ceiling load-bearing capacity is achieved in this area 20.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch das Deckenelement. Im Bereich der Ausnehmung 20 ist eine Querbewehrung mit Querstäben 24 eingebracht. Diese Querbewehrung erhöht die Deckenbelastbarkeit in Querrichtung.Figure 4 shows a longitudinal section through the ceiling element. In the area of the recess 20, transverse reinforcement with cross bars 24 is introduced. This transverse reinforcement increases the ceiling load-bearing capacity in the transverse direction.
Figur 5 zeigt den kompletten Aufbau einer Stahlbetondecke, die zwei Deckenelemente 30, 32 umfaßt. Die Stahlbetondecke ist eine Kellerdecke und sitzt am Rande auf Außenwänden, z.B. der Wand 34, auf. Um den Umfang der Stahlbetondecke ist eine umlaufende Ringgurtbewehrung 36 angebracht. An Stoßabschnitten zwischen den zwei Deckenelementen 30, 32 ist ein Verbindungselement 38 angeordnet. An einer Längsstoßfläche 40 zwischen den Deckenelementen 30, 32 ist ein weiteres Verbindungselement 42 vorgesehen, welches die Deckenelemente 30, 32 in Richtung der Längsachse untereinander verbindet.Figure 5 shows the complete structure of a reinforced concrete ceiling, which comprises two ceiling elements 30, 32. The reinforced concrete ceiling is a basement ceiling and sits on the edge of external walls, e.g. wall 34. A circumferential ring belt reinforcement 36 is attached around the circumference of the reinforced concrete ceiling. A connecting element 38 is arranged at the joint sections between the two ceiling elements 30, 32. A further connecting element 42 is provided on a longitudinal joint surface 40 between the ceiling elements 30, 32, which connects the ceiling elements 30, 32 to one another in the direction of the longitudinal axis.
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scheiben (10, 12) aus Stahlbeton durch mehrere Gitterträger (14) im Abstand voneinander gehalten sind,
daß der Gitterträger (14) in der jeweiligen Scheibe (10, 12) einbetoniert ist,
wobei diese Endabschnitte zumindest die Längsstäbe (15a) mit angeschweißten Strebenknoten (15c) umfassen,
und daß der Raum zwischen den Scheiben (10, 12) vollständig mit geschäumtem Polyurethan ausgefüllt ist. 1. Prefabricated ceiling element as a prefabricated component,
characterized in that two discs ( 10 , 12 ) made of reinforced concrete are held at a distance from one another by several lattice girders ( 14 ),
that the lattice girder ( 14 ) is concreted into the respective pane ( 10 , 12 ),
wherein these end sections comprise at least the longitudinal bars ( 15 a) with welded strut nodes ( 15 c),
and that the space between the panes ( 10 , 12 ) is completely filled with foamed polyurethane.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20000323 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20030310 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20060217 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20080213 |
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| R071 | Expiry of right |