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Patent Searching and Data


Title:
STRUCTURAL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A STRUCTURAL ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/102593
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a structural element (10) that can be used as a ceiling element or wall element. The structural element (10) has a facing shell (11) and a supporting shell (12) that is at least five times thicker. The facing shell (11) has a first concrete layer (14) with a textile reinforcement (15) arranged therein. The facing shell (11) is free of metal reinforcement elements. The supporting shell (12) has a second concrete layer (16) in which a supporting shell reinforcement (17) is provided, which is formed particularly as a box-grid structure from structural steel elements (18, 19, 20) that are connected to one another. The facing shell (11) is connected to the supporting shell (12) by a plurality of metal-free connecting bodies (24). Each connecting body (24) is formed by a textile grid structure (25) that is shaped as a three-dimensional profile part. The textile grid structure can be produced as a woven fabric, a plait, a nonwoven fabric or a knit from carbon fibres and/or glass fibre threads that have a coating to produce the three-dimensional structure. Each connecting body (24) extends in at least two spatial planes of the three spatial planes in a Cartesian coordinate system.

Inventors:
KROMER HANS (DE)
KARLE ROLAND (DE)
PFAFF HANS (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/076727
Publication Date:
July 11, 2013
Filing Date:
December 21, 2012
Export Citation:
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Assignee:
GROZ BECKERT KG (DE)
International Classes:
E04C2/04; E04C2/06; E04C2/288; E04C2/34; E04C5/07
Foreign References:
DE20207945U12003-09-25
EP1482101A12004-12-01
DE3027217A11982-02-18
CH452156A1968-05-31
DE10007100A12001-08-23
DE10059552A12002-06-27
DE2939877A11981-05-07
DE20207945U12003-09-25
EP0532140A11993-03-17
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER, BARTHELT & ABEL (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Bauelement (10), mit einer eine erste Betonschicht (14) aufweisenden Vorsatzschale (11), die eine Textilbewehrung (15) auf¬ weist, mit einer eine zweite Betonschicht (16) aufweisenden Tragschale (12), die eine Tragschalenbewehrung (17) aufweist , mit mehreren Verbindungskörpern (24), die zwischen der Textilbewehrung (15) und der Tragschalenbewehrung (17) angeordnet und sowohl mit der Tragschale (12) als auch mit der Vorsatzschale (11) verbunden sind, wobei jeder Verbindungskörper (24) eine dreidimensionale Textil¬ gitterstruktur (25) aufweist.

2. Bauelement (10) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungskörper (24) durch Biegen und/oder Abwinkein eines sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckenden Textilgitters und Fixieren des gebogenen und/oder abgewinkelten Textilgitters hergestellt ist.

3. Bauelement (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungskörper (24) wenigstens zwei Gitterabschnitte (27, 28, 29) aufweist, die sich in unterschiedlichen Raumebenen erstrecken .

4. Bauelement (10) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungskörper (24) einen ersten Gitterabschnitt (27) und einen zwei- ten Gitterabschnitt (28) aufweist, die sich mit Ab¬ stand und parallel zueinander erstrecken und dass ein dritter Gitterabschnitt (29) den ersten Gitterab¬ schnitt (27) mit dem zweiten Gitterabschnitt (28) ver¬ bindet .

5. Bauelement (10) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verbindungskörper (24) mit ihrem jeweils dritten Gitterabschnitt (29) aneinander anliegen oder über ein Verstärkungselement (36) miteinander verbunden sind.

6. Bauelement (10) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (36) eine plattenförmige Gestalt aufweist.

7. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das sich jeder Verbindungskörper (24) parallel zu einer zugeordneten Kante (46, 48) des Bauelements (10) erstreckt.

8. Bauelement (10) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Verbindungs¬ körper (24) einer ersten Gruppe (45) in einer Längsrichtung (L) jeweils durchgehend entlang des Bauele¬ ments (10) erstrecken.

9. Bauelement (10) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Verbindungs¬ körper (24) einer zweite Gruppe (47) in einer Querrichtung (Q) quer zur Längsrichtung (L) zwischen den Verbindungskörpern (24) der ersten Gruppe (45) erstrecken .

10. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Textilgitterstruktur (25) als Gestrick oder als Gewebe oder als Gelege oder als Gewirk oder durch miteinander verklebte Textilfä- den ausgeführt ist.

11. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Textilgitterstruktur (25) Glas- und/oder Karbonfasern aufweist.

12. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Textilgitterstruktur (25) jedes Verbindungskörpers (24) eine Beschichtung aufweist .

13. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschalenbewehrung (17) aus Stahlelementen (18, 19, 20) oder aus Textil- material besteht.

14. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tragschale (12) und der Vorsatzschale (11) eine Dämmschicht (13) angeordnet ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (10) mit folgenden Schritten:

- Anordnen der Textilbewehrung (15) für eine Vorsatzschale (11) des Bauelements (10) auf einem Schaltisch (55) ,

- Verbinden von mehreren jeweils eine dreidimensionale Textilgitterstruktur (25) aufweisenden Verbindungskörpern (24) mit der Textilbewehrung (15),

- Gießen der ersten Betonschicht (14),

- Aufbringen oder Herstellen einer Dämmschicht (13) zwischen den Verbindungskörpern (24) auf die erste Betonschicht (14),

- Anordnen der Tragschalenbewehrung (17) auf der Dämmschicht ( 13 ) ,

- Gießen der zweiten Betonschicht (16),

- Aushärten der beiden Betonschichten (14, 16) .

Description:
Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Bauelements

Die Erfindung betrifft ein Bauelement sowie ein Ver ¬ fahren zu dessen Herstellung. Das Bauelement kann als Wandelement oder als Deckenelement verwendet werden. Es wird fabrikseitig hergestellt und als vorbereitetes plattenför- miges Bauelement an die Baustelle zum dortigen Einbau transportiert. Das Bauelement weist vorzugsweise eine rechteckförmige, insbesondere quadratische Gestalt auf. Es kann eine gekrümmte oder gewölbte Form, auch mit Eckausbil ¬ dungen aufweisen. Die Kantenlänge des Bauelements kann je ¬ weils einige Meter betragen. Das Bauelement weist eine Vor ¬ satzschale mit einer ersten Betonschicht sowie eine Trag ¬ schale mit einer zweiten Betonschicht auf. Mit Hilfe von mehreren Verbindungskörpern ist die Vorsatzschale mit der Tragschale verbunden. Die Vorsatzschale dient hauptsächlich dazu, die Optik des Bauelements zu bestimmen und als Gebäu ¬ de-Außenhaut den Witterungsschutz zu gewährleisten, während die Tragschale abhängig von der erforderlichen Statik zum Abstützen der in das Bauelement eingeleiten Kräfte dient. Zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale kann Dämmma ¬ terial vorhanden sein.

Ein Bauelement, das als Wand- oder Deckenelement die ¬ nen kann, ist beispielsweise aus der DE 100 07 100 AI be ¬ kannt. Zur Verbindung der Tragschale mit der Vorsatzschale werden Gitterträger aus Edelstahl, Schwarzstahl oder verzinktem Stahl verwendet. Solche Stahl-Verbindungskörper können in die Vorsatzschale eingeleitete Kräfte sehr gut aufnehmen und über die Tragschale abstützen. Allerdings ha ¬ ben Stahlverbindungskörper den Nachteil, dass das Herstellen von Stahl sehr viel Energieeinsatz erfordert und hohe Kosten mit sich bringt. Außerdem entstehen Kältebrücken zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale. Ein ähnliches als Wandelelement ausgeführtes Bauele ¬ mente ist aus DE 100 59 552 AI bekannt. Dort werden Doppel ¬ klauenelemente zur Verbindung der Vorsatzschale mit der Tragschale eingesetzt. Dadurch soll ein größerer Abstand zwischen Vorsatzschale und Tragschale möglich sein, um die Dämmschicht dicker ausführen zu können. Die Doppelklauenelemente sind vorzugsweise aus Metall und insbesondere aus Stahl hergestellt. Dadurch soll sich für die Klauenelemente der gleiche Wärmeausdehnungskoeffizient ergeben wie für die Tragschale, wenn diese aus Stahlbeton besteht.

Ein Rohrelement als Sandwich-Verbundplatte ist ferner aus DE 29 39 877 AI bekannt. Zur Verbindung der beiden äußeren Schalen durch die dazwischen liegende Dämmschicht werden linienförmige Ankerelemente in verschiedenen Ausge ¬ staltungen eingesetzt.

Ein Textilbetonelement ist aus DE 202 07 945 Ul be ¬ kannt. Dort ist in der Vorsatzschale eine Textilbewehrung in Form eines dreidimensionales textilen Gebildes vorhan ¬ den. Zwischen der Tragschale und der Vorsatzschale sind herkömmliche Ankerstäbe vorgesehen.

Schließlich beschreibt EP 0 532 140 AI ein Bauelement mit einer Vorsatzschale und einer Tragschale, wobei in die beiden Schalen jeweils vorgespannte Verstärkungsstränge eingebracht sind. Die Verstärkungsstränge sind mit Hilfe von Verbindungskörpern miteinander verbunden. Diese Verbindungskörper können aus einem Kunststoff aufweisenden faserverstärkten Verbundmaterial hergestellt sein.

Ausgehend hiervon kann es als eine Aufgabe der vorlie ¬ genden Erfindung angesehen werden, ein Bauelement zu schaffen, das zum einen auch bei statisch hohen Belastungen ver- wendet werden kann und zum anderen einfach herzustellen ist .

Diese Aufgabe wird durch ein Bauelement mit den Merk ¬ malen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.

Das Bauelement weist eine Vorsatzschale mit einer ers ¬ ten Betonschicht auf. In der ersten Betonschicht ist eine Textilbewehrung angeordnet. Die Textilbewehrung erstreckt sich vorzugsweise in einer Ebene parallel zur Außenfläche der Vorsatzschale. Die Textilbewehrung kann beispielsweise als flächiges Gestrick, Gewirk, Gewebe oder Gelege ausge ¬ führt sein, dessen räumliche Ausdehnung in einer Erstre- ckungsebene vorzugsweise größer ist als in der Raumrichtung rechtwinkelig zur Erstreckungsebene . Die Dimensionierung der Bewehrung hängt von den statischen Anforderungen ab. Die Textilbewehrung kann mithin eine im Wesentlichen zweidimensionale Gestalt haben. Es ist aber auch möglich, dass die Textilbewehrung eine dreidimensionale Form aufweist.

Mit Abstand zur Vorsatzschale ist eine Tragschale mit einer zweiten Betonschicht vorhanden. In dieser zweiten Betonschicht befindet sich eine Tragschalenbewehrung. Die Tragschalenbewehrung kann bei einer Ausführungsform aus einem anderen Material als die Textilbewehrung der Vorsatzschale bestehen. Insbesondere ist die Tragschalenbewehrung aus Metall, beispielsweise aus Stahl hergestellt. Alterna ¬ tiv kann auch für die Tragschalenbewehrung Textilmaterial , beispielsweise ein Gestrick, Gewirk, Gewebe oder Gelege vorgesehen werden. Die statische Last des Bauelements wird durch die Tragschale aufgenommen und abgestützt. Die davon beabstandete Vorsatzschale dient normalerweise zur Aufnahme geringerer Lasten und insbesondere zur Verbesserung des optischen Eindrucks des Bauelements sowie dem Witterungs- schütz. Sie deckt beispielsweise eine zwischen der Trag ¬ schale und Vorsatzschale angeordnete Dämmschicht ab. Durch die flache und leichte Textilbewehrung in der Vorsatzschale kann diese besonders dünn und mithin besonders leicht aus ¬ geführt sein.

Zwischen der Textilbewehrung und der Tragschalenbewehrung sind separate Verbindungskörper angeordnet. Die Ver ¬ bindungskörper haben eine starre dreidimensionale Gestalt und sind durch eine dreidimensionale Textilgitterstruktur gebildet, die insbesondere frei ist von metallischen Ele ¬ menten. Die Verbindungskörper sind daher nicht als massive geschlossene Körper ausgeführt, sondern als Gitterkörper mit einer Vielzahl von Durchbrechungen bzw. Maschen. Die Verbindungskörper sind daher sehr leicht. Sie verfügen über eine schlechte Wärmeleitung und bilden daher keine Kälte ¬ brücken zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale. Au ¬ ßerdem sind derartige Verbindungskörper aus einer dreidimensionalen Textilgitterstruktur einfach herzustellen und ebenso einfach bei der Herstellung des Bauelements zu hand ¬ haben. Beispielsweise kann die dreidimensionale Textilgit ¬ terstruktur durch Abwinkein und/oder Biegen eines sich flächig in einer Ebene erstreckenden Textilgitters und durch Fixieren des gebogenen und/oder abgewinkelten Textilgitters in der gewünschten Form hergestellt werden. Dabei kann beispielsweise durch Wärmeeinwirkung und/oder durch eine Be- schichtung, beispielsweise mit einem Harz, das Textilgitter in die gewünschte dreidimensionale Form gebracht und fi ¬ xiert werden. Durch die Gitterstruktur verbindet sich der Verbindungskörper sehr gut mit den beiden Betonschichten, in die der Verbindungskörper eingegossen wird. Um die gewünschte Lage des Verbindungskörpers vor dem Gießen der Be ¬ tonschichten vorzugeben, kann dieser aufgrund seiner Git- testruktur sehr einfach mit der Textilbewehrung verbunden werden, beispielsweise durch Rödeldraht oder Kabelbinder. Die Textilgitterstruktur kann beispielsweise Glas- und/oder Karbonfasern aufweisen.

Vorzugsweise weist jeder Verbindungskörper in seiner Erstreckungsrichtung eine konstante Querschnittskontur auf. Der Verbindungskörper ist dadurch als Längselement herstellbar und kann einfach in der erforderlichen Länge für das Bauelement abgeschnitten werden. Alternativ ist es auch möglich, zunächst ein flaches Textilgitter in der gewünschten Länge zurecht zu schneiden und anschließend daraus durch Biegen und/oder Abwinkein und Fixieren in der gewünschten Form die dreidimensionale Textilgitterstruktur und mithin den Verbindungskörper herzustellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder Verbindungskörper wenigstens zwei Gitterabschnitte auf, die sich in unterschiedlichen Raumebenen erstrecken. Insbesondere sind zwei benachbarte Gitterabschnitte rechtwinklig zueinander ausgerichtet. Bei einer Ausführungsform weist jeder Verbindungskörper einen ersten Gitterabschnitt sowie einen zweiten Gitterabschnitt auf, die parallel zueinander und mit Abstand angeordnet sind. Ein dritter Gitterab ¬ schnitt ist rechtwinklig zum ersten und zum zweiten Gitterabschnitt orientiert und verbindet den ersten Gitterab ¬ schnitt mit dem zweiten Gitterabschnitt. Vorzugsweise ent ¬ steht dadurch ein Verbindungskörper mit einem U-förmigen Querschnitt. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich der erste und der zweite Gitterabschnitt in einer jeweils zuge ¬ ordneten Betonschicht, wohingegen der dritte Gitterab ¬ schnitt den Abstand zwischen den beiden Betonschichten überbrückt. Der dritte Gitterabschnitt kann in seiner Er- streckungsebene die in die Vorsatzschale eingeleiteten Kräfte sehr gut abstützen und in die Tragschale übertragen. Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, zwei Verbindungskörper mit ihren jeweiligen dritten Gitterabschnitten aneinander zu legen oder mittelbar über ein Verstärkungselement miteinander zu verbinden. Das Verstärkungselement ist optional. Es kann sich vorzugsweise entlang der gesam ¬ ten Fläche der beiden Gitterabschnitte der zwei verbundenen Verbindungskörper erstrecken. Insbesondere sind die dritten Gitterabschnitte der beiden Verbindungskörper gleich groß. Werden zwei Verbindungskörper derart aneinander angeordnet, erstrecken sich die jeweils ersten Gitterabschnitte ausge ¬ hend vom zugeordneten dritten Gitterabschnitt in entgegengesetzte Richtungen weg. Auch die jeweils zweiten Gitterab ¬ schnitte erstrecken sich vom jeweiligen dritten Gitterabschnitt in entgegengesetzte Richtungen voneinander weg. Es entsteht insgesamt eine in Querschnitt I-förmige Verbin ¬ dungskörperanordnung, deren Querschnittsform auch als Doppel-T-förmig bezeichnet werden kann. Ist zwischen den beiden dritten Gitterabschnitten ein Verstärkungselement angeordnet, können dadurch die aufnehmbaren Kräfte erhöht werden. Das Verstärkungselement kann eine insbesondere plat- tenförmige Gestalt aufweisen, wobei die Dicke vorzugsweise kleiner als 1 cm ist und beispielsweise 0,5 bis 0,7 cm be ¬ tragen kann.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich jeder Verbindungskörper parallel zu einer zugeordneten Längs- oder Querkante des Bauelements. Unter der Erstre- ckungsrichtung eines Verbindungskörpers ist die Richtung zu verstehen, in der sich der die beiden Betonschichten verbindende Gitterabschnitt parallel zur Ebene der beiden Be ¬ tonschichten erstreckt.

Insbesondere erstrecken sich mehrere Verbindungskörper einer ersten Gruppe in einer Längsrichtung durchgehend entlang des gesamten Bauelements. Vorzugsweise ist zusätzlich eine zweite Gruppe von Verbindungskörpern vorgesehen, die sich schräg oder in einer Querrichtung, quer zur Längsrichtung zwischen den Verbindungskörper der ersten Gruppe erstrecken. Auf diese Weise ergibt sich ein Bauelement, das sowohl in Längsrichtung, als auch in Querrichtung in die Vorsatzschale eingeleitete Kräfte sehr gut über die Trag ¬ schale abstützen kann.

Das Herstellen des vorstehend beschriebenen Bauele ¬ ments erfolgt durch das erfindungsgemäße Verfahren in fol ¬ genden Schritten.

Auf einem Schaltisch wird eine Textilbewehrung für die Vorsatzschale angeordnet. Die Verbindungskörper werden be ¬ reitgestellt. Die Verbindungskörper werden mit der Textil- bewehrung zur Lagefixierung verbunden. Im Anschluss daran wird die Betonschicht der Vorsatzschale gegossen. Auf die vorzugsweise noch nicht ausgehärtete erste Betonschicht wird dann eine Dämmschicht zwischen den Verbindungskörpern angeordnet. Auf diese Dämmschicht wird die Tragschalenbe ¬ wehrung aufgelegt und anschließend die deren Betonschicht gegossen. Die beiden Betonschichten härten aus.

Vorzugsweise wird für die Herstellung des Bauelements ein kippbarer Schaltisch verwendet. Nach dem Aushärten der beiden Betonschichten wird der Schaltisch gekippt, beispielsweise um einen Winkel zwischen 45° und 90°, vorzugs ¬ weise um 70°, so dass das fertige Bauelement hochkant ab ¬ transportiert werden kann, beispielsweise mit Hilfe eines Lastkrans .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Querschnittsprofils eines Ausführungsbeispiels eines Bauele ¬ ments,

Figur 2 das Querschnittsprofil des Bauelements nach Figur 1 in einer Explosionsdarstellung,

Figur 3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungskörperanordnung mit zwei Verbindungskörpern und

Figur 4 die Anordnung einer ersten Gruppe sowie einer zweiten Gruppe von Verbindungskörpern in einem Bauelement in schematischer Darstellung.

In den Figuren 1 und 2 ist schematisch das Profil eines Bauelements 10 im Querschnitt veranschaulicht. Das Bau ¬ element 10 weist eine Vorsatzschale 11, eine Tragschale 12 sowie eine zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale angeordnete Dämmschicht 13 auf. Die Dämmschicht 13 kann durch mehrere, gleich oder unterschiedlich dicke Dämmlagen gebildet sein. Bedarfsweise können die Dämmlagen aus unter ¬ schiedlichem Material bestehen. Beim Ausführungsbeispiel ist eine erste Dämmlage 13a und eine zweite Dämmlage 13b vorgesehen, die vorzugsweise unmittelbar aneinander anliegen. Die Stöße der Dämmlagen 13a, 13b können zueinander versetzt sein. Die Verbindungskörper 24 sind in ihrer Lage so angeordnet und/oder voneinander beabstandet, dass han ¬ delsübliche Dämmplattenabmessungen Verwendung finden können. Besteht die Dämmschicht 13 nur aus einer einzigen Dämmlage, so wird der Stoß durch einen Stufenfalz („Nut und Feder") gebildet. Dadurch können aneinander anschließende Bauelemente 10 sehr einfach miteinander verbunden werden.

Die Vorsatzschale 11 enthält eine erste Betonschicht 14, in der eine Textilbewehrung 15 angeordnet ist. Die Tex- tilbewehrung 15 ist als Gestrick, Gewirk, Gewebe oder Gelege ausgestaltet. Die Textilbewehrung hat eine Maschen- oder Gitterstruktur. Sie erstreckt sich parallel zur ersten Betonschicht 14 im Wesentlichen in einer Ebene. Es versteht sich, dass die einzelnen Filamente der Textilbewehrung 15 nicht exakt in einer Ebene verlaufen müssen, sondern wie bei einem Gewebe, Gewirk oder Gestrick üblich um andere Filamente herum Bögen und/oder Schlaufen bilden können. Die Textilbewehrung 15 ist zweidimensional flach ausgeführt und beim Ausführungsbeispiel aus der Erstreckungsebene nicht herausgeführt. Alternativ können 3D-Textilien, beispielsweise Abstandsgestricke oder andere Textilelemente mit ei ¬ ner dreidimensionalen Form verwendet werden. Die Dicke der Textilbewehrung 15 quer zur Erstreckungsebene gemessen be- trägt vorzugsweise maximal das 2- bis 3-fache der Faden ¬ stärke. Dadurch kann die Vorsatzschale mit einer sehr ge ¬ ringen Dicke ausgeführt werden. Beim Ausführungsbeispiel weist die Vorsatzschale eine Gesamtdicke von 3 cm auf. Das Gewicht der Vorsatzschale ist dadurch gering.

Die der Dämmschicht 13 abgewandte Fläche der Vorsatz ¬ schale 11 bildet die Außenfläche des Bauelements 10.

An die erste Betonschicht 14 der Vorsatzschale 11 schließt sich die erste Dämmlage 13a und darauf die zweite Dämmlage 13b an. Die beiden Dämmlagen 13a, 13b können aus unterschiedlichen Materialien hergestellt und/oder unterschiedlich dick sein. Als Dämmmaterial kommen beispielswei ¬ se Polyurethanplatten und/oder Polystyrolplatten und/oder Mineralwollematten in Frage.

An die Dämmschicht 13 schließt sich die Tragschale 12 des Bauelements 10 an, die die Innenwandseite des Bauele ¬ ments 10 darstellt. Die Tragschale 12 weist eine zweite Be ¬ tonschicht 16 auf, in der eine Tragschalenbewehrung 17 angeordnet ist. Die Tragschalenbewehrung 17 ist beim Ausführungsbeispiel aus Stahlelementen hergestellt. Wie insbeson ¬ dere in Figur 2 zu erkennen ist, weist die Tragschalenbe ¬ wehrung 17 zwei sich parallel zueinander erstreckende Bau ¬ stahlmatten 18 auf, die über stabförmige Elemente 19 und/ oder bügeiförmige Elemente 20 miteinander verbunden sind und eine kastenförmige Gitterstruktur bilden. Durch die mit einer Stahlbewehrung versehende zweite Betonschicht 16 kann die Tragschale 12 große statische Lasten aufnehmen.

Zwischen der Tragschalenbewehrung 17, der Tragschale 12 und der Textilbewehrung 15 der Vorsatzschale 11 sind mehrere Verbindungskörper 24 angeordnet. Jeder Verbindungs ¬ körper 24 ist mit der ersten Betonschicht 14 sowie mit der zweiten Betonschicht 16 verbunden. Ein Abschnitt jedes Ver ¬ bindungskörpers 24 durchsetzt mithin die Dämmschicht 13.

Vorzugsweise ist die Dicke der Tragschale 12 fünf bis zehn Mal und insbesondere sechs bis sieben Mal größer als die Dicke der Vorsatzschale 11. Die Dicke der Dämmsicht 13 beträgt beim Ausführungsbeispiel vierzehn Zentimeter. Die Dicke der Tragschale 12 beträgt beispielsgemäß zwanzig Zen ¬ timeter. Die Dicke der Vorsatzschale 11 beträgt beispiels ¬ weise drei Zentimeter.

Ein Ausführungsbeispiel für einen Verbindungskörper 24 ist in Figur 3 schematisch veranschaulicht. Jeder Verbindungskörper 24 ist durch eine dreidimensionale Textilgit ¬ terstruktur 25 gebildet. Die Textilgitterstruktur 25 weist Filamente bzw. Fäden 26 auf, die derart gekreuzt oder ver ¬ schlungen angeordnet sind, dass Öffnungen bzw. Durchbrüche gebildet sind. Die Bildung dieser Öffnungen kann durch ein Gewirk, ein Gestrick, ein Gewirk, ein Gelege oder eine Gewebe erreicht werden. Die Fäden 26 können beispielsweise aus Glasfasern oder Karbonfasern hergestellt sein. Die Fäden 26 können auch miteinander verklebt sein.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel weist jeder Ver ¬ bindungskörper 24 mehrere Gitterabschnitte 27, 28, 29 auf. Wenigstens zwei Gitterabschnitte 27 und 29 bzw. 28 und 29 erstrecken sich in unterschiedlichen Raumebenen x-y und y-z bezogen auf die Ebenen x-y, x-z und y-z eines kartesischen Koordinatensystems K. Die dreidimensionale Textilgit ¬ terstruktur 25 des Verbindungskörpers 24 wird beispielswei ¬ se dadurch erhalten, dass die einzelnen jeweils in einer Ebene x-y bzw. y-z verlaufenden Gitterabschnitte 27, 28, 29 ausgehend von einem flachen zweidimensionalen Textilgitter an einer oder mehreren Biegestellen 30 umgebogen bzw. abgewinkelt werden. Zwischen zwei benachbarten Gitterabschnitten 27, 29 bzw. 28, 29 ist jeweils eine Biegestelle 30 vor- handen, an der die beiden Gitterabschnitte 27, 29 bzw. 28, 29 ohne Naht- oder Fügestelle ineinander übergehen.

Die Fäden 26 erstrecken sich beispielsgemäß schräg zu den Seitenkanten des jeweiligen Gitterabschnitts 27, 28, 29. In Gebrauchslage des Bauelements 10 sind die Fäden 26 schräg zur Vertikalrichtung angeordnet. Dadurch können statische Lasten besser aufgenommen werden. Die Fäden 26 können beispielsweise unter einem Winkel von 40 bis 50° gegen ¬ über der Seitenkante des Gitterabschnitts 27, 28, 29 bzw. in Gebrauchslage unter einem Winkel von 40 bis 50° gegen ¬ über der Vertikalrichtung verlaufen. Dieser Winkel kann vorzugsweise 45° betragen.

Alternativ könnten die Fäden 26 auch parallel zu den Seitenkanten verlaufen.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Verbindungskörper 24 einen ersten Gitterabschnitt 27 und einen zweiten Gitterabschnitt 28 auf, die sich parallel zueinander erstrecken. Der erste Gitterabschnitt 27 ist innerhalb der ersten Betonschicht 14 und der zweite Gitterab ¬ schnitt 28 innerhalb der zweiten Betonschicht 16 angeord ¬ net. Ein dritter Gitterabschnitt 29 verbindet den ersten Gitterabschnitt 27 mit dem zweiten Gitterabschnitt 28. Der dritte Gitterabschnitt 29 verläuft in etwa rechtwinklig zu den beiden anderen Gitterabschnitten 27, 28. Der dritte Gitterabschnitt 29 bildet dadurch zwischen dem ersten Git ¬ terabschnitt 27 und dem zweiten Gitterabschnitt 28 einen Verbindungssteg 31. Ausgehend von diesem Verbindungssteg 31 ragen der erste Gitterabschnitt 27 und der zweite Gitterab ¬ schnitt 28 in dieselbe Richtung parallel zueinander weg. In einer Seitenansicht bzw. im Querschnitt des Bauelements 10 weist die Textilgitterstruktur 25 bzw. der Verbindungskörper 24 eine U-förmige Gestalt auf. Zur Vergrößerung der Stabilität des Bauelements 10 sind beispielsgemäß jeweils zwei Verbindungskörper 24 zu einer Verbindungskörperanordnung 35 miteinander verbunden. Hierfür sind die beiden Verbindungsstege 31 entweder unmit ¬ telbar aneinander angelegt oder mit Hilfe eines dazwischen angeordneten Verstärkungselements 36 miteinander verbunden. Das Verstärkungselement 36 hat beim bevorzugten Ausfüh ¬ rungsbeispiel eine plattenförmige Gestalt. Seine Verwendung ist optional und kann zur weiteren Verstärkung der durch die dritten Gitterabschnitte 29 gebildeten Verbindungsstege 31 beitragen. Die beiden Verbindungskörper 24 werden derart aneinander angelegt, dass ausgehend vom jeweiligen Verbindungssteg 31 die beiden ersten Gitterabschnitte 27 in der ¬ selben Ebene x-y verlaufen und vom jeweils anderen Verbindungskörper 24 ausgehend vom Verbindungssteg 31 wegragen. Entsprechend erstrecken sich auch die beiden zweiten Gitterabschnitte 28 in derselben Ebene x-y und ragen vom je ¬ weils anderen Verbindungskörper 24 ausgehend vom Verbindungssteg 31 weg. In der Seitenansicht bzw. im Querschnitt ergibt sich dadurch eine I-förmige oder Doppel-T-förmige Gestalt der Verbindungskörperanordnung 35.

Die Verbindungsstege 31 und optional das dazwischen angeordnete Verstärkungselement 36 durchsetzen die Dämm ¬ schicht 13 vollständig. Hierfür ist die Dämmschicht 13 bzw. jede Dämmlage 13a, 13b in einzelne Segmente 39, beispiels ¬ weise einzelne Platten oder Matten unterteilt, so dass die Verbindungsstege 31 bzw. das Verstärkungselement 36 durch einen Spalt 40 zwischen den einzelnen Segmenten 39 der Dämmschicht 13 bzw. der Dämmlagen 13a, 13b hindurchragen können. Abhängig vom Abstand zwischen den Verbindungskörpern 24 bzw. den Verbindungskörperanordnungen 35 des Bauelements 10, werden die Segmente 39 zurecht geschnitten und zwischen die Verbindungskörper 24 eingesetzt. Wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, ist die Länge des ersten Gitterabschnitts 27 ausgehend vom dritten Gitterabschnitt 29 bis zu seinem freien Ende 41 größer als die Länge des zweiten Gitterabschnitts 28 ausge ¬ hend vom dritten Gitterabschnitt 29 bis zu seinem freien Ende 42. Dies könnte alternativ auch umgekehrt sein. Es ist auch möglich, die beiden Gitterabschnitte 27, 28 gleich lang auszuführen.

Die Verbindungskörper 24 ist frei von Metallteilen ausgeführt. Die Vorsatzschale 11 enthält keine Beweh ¬ rungsteile aus Metall. Lediglich metallischer Rödeldraht kann in der Vorsatzschale 11 zur Lagefixierung der Verbindungskörper 24 für das Gießen der ersten Betonschicht vorhanden sein. Der Rödeldraht ist insbesondere aus nichtros ¬ tendem Material, vorzugsweise einer nichtrostenden Metall ¬ legierung. Ansonsten ist die Vorsatzschale 11 beispielsge ¬ mäß frei von metallischen Bestandteilen. Dadurch ist das Gewicht der Vorsatzschale 11 sowie der Verbindungskörper 24 gering. Außerdem wird durch die metallfreien Verbindungskörper 24 eine Kältebrücke zwischen der Tragschale 12 und der Vorsatzschale 11 vermieden.

Um die Stabilität des Bauelements 10 zu verbessern, weist dieses eine erste Gruppe 45 von Verbindungskörpern 24 oder Verbindungskörperanordnungen 35 auf, die sich in einer Längsrichtung L parallel zu den Längskanten 46 des Bauelements 10 erstrecken (Figur 4) . In Figur 4 ist die Lage der Verbindungskörper bzw. Verbindungskörperanordnungen 35 lediglich schematisch dargestellt. Die Form der Verbindungs ¬ körpers 24 ist wie zuvor beschrieben. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verlaufen sieben Verbindungskörperanord ¬ nungen 35 unterbrechungsfrei in Längsrichtung L und sind quer zur Längsrichtung L in einer Querrichtung Q mit Ab- stand zu einander angeordnet. Die Verbindungskörper 24 enden mit Abstand zu den Querkanten 48 des Bauelements 10.

Abhängig von der Größe des Bauelements 10 kann außerdem optional eine zweite Gruppe 47 von Verbindungskörpern 24 oder Verbindungskörperanordnungen 35 vorhanden sein. Diese zweite Gruppe 47 ist im Bereich des Schwerpunktes des Bauelements 10 und daher im Bereich der Plattenmitte ange ¬ ordnet, da dort große Lasten, beispielsweise Windlasten auftreten können. Die Verbindungskörper 24 bzw. die Verbindungskörperanordnungen 35 der zweiten Gruppe 47 erstrecken sich in Querrichtung Q quer zur Längsrichtung L parallel zu den beiden Querkanten 48 des Bauelements 10. Die Verbindungskörperanordnungen 35 bzw. die Verbindungskörper 24 der zweiten Gruppe 47 verlaufen jeweils zwischen zwei Verbindungskörpern 24 oder Verbindungskörperanordnungen 35 der ersten Gruppe 45 und sind beispielsgemäß von den benachbar ¬ ten Verbindungskörpern 24 der ersten Gruppe 45 beabstandet. Alternativ hierzu könnten die Verbindungskörper 24 der zweiten Gruppe 47 auch an den Verbindungskörpern der ersten Gruppe 45 anstoßen. Die Verbindungskörper 24 bzw. die Verbindungskörperanordnungen 35 der zweiten Gruppe 47 bilden beim Ausführungsbeispiel eine einzige in Querrichtung Q verlaufende Reihen mit jeweils mehreren - beispielsgemäß zwei - Verbindungskörpern 24 bzw. Verbindungskörperanord ¬ nungen 35.

Die Verbindungskörper 24 der zweiten Gruppe 47 erstrecken sich in Querrichtung Q mithin nicht durchgängig entlang des Bauelements 10 parallel zu den Querkanten 48, son ¬ dern abschnittsweise jeweils zwischen den in Längsrichtung L durchgängig verlaufenden Verbindungskörpern 24 der ersten Gruppe 45.

Die Anzahl der Verbindungskörper 24 bzw. der Verbin- dungskörperanordnungen 35 der ersten Gruppe 45 sowie der zweiten Gruppe 47 ist abhängig von der Länge der Längskanten 46 bzw. der Querkanten 48 des Bauelements 10. Der Ab ¬ stand zwischen zwei benachbarten Verbindungskörperanordnungen 35 in Längsrichtung L und/oder in Querrichtung Q kann gleichmäßig oder unregelmäßig sein. Der Abstand von in die ¬ selbe Richtung verlaufenden Verbindungskörperanordnungen 35 kann beispielsweise bei den in Längsrichtung L verlaufenden Verbindungskörperanordnungen 35 anders sein als bei den in Querrichtung Q verlaufenden Verbindungskörperanordnungen 35. Beim Ausführungsbeispiel sind auf jeweils sechs Meter Länge der Querkanten 48 des Bauelements 10 sieben sich in längsrichtung L erstreckende Verbindungskörperanordnungen 35 vorgesehen, während sich in Querrichtung Q bei einer Längs der Längskanten 46 von vier Metern lediglich eine Reihe mit zwei Verbindungskörperanordnungen 35 erstreckt.

Die Lage der Verbindungskörper 24 bzw. der Verbindungskörperanordnungen 35 kann auch durch notwendige Öffnungen im Bauelement 10 bestimmt werden. Beispielsweise können Öffnungen oder Ausschnitte im Bauelement 10 notwendig sein, um Fenster, Türen und sonstige Durchdringungen wie Zu- und Abluftöffnungen anzuordnen. In diesen Fällen wird umlaufend um die Öffnung ein Verbindungskörper 24 aus Textil verbaut. Öffnungen, welche nachträglich durch Bohren oder Sägen in das Bauelement 10 eingebracht werden, sind in einem bestimmten Umfang unkritisch gegenüber Korrosionsproblemen, da kein rostender Baustahl zum Einsatz kommt.

Das Bauelement 10 wird wie folgt hergestellt:

Auf einem Schaltisch 55 wird zunächst ein erstes Ab ¬ standselement 56 angeordnet. Dieses erste Abstandselement 56 bestimmt den Abstand zwischen der Textilbewehrung 15 der Vorsatzschale 11 und der Außenfläche der Vorsatzschale 11 bzw. des Bauelements 10. Das erste Abstandselement 56 weist Durchbrechungen auf, durch die der Beton für die erste Betonschicht 14 beim Gießen hindurchfließen und das erste Abstandselement 56 auf diese Weise einschließen kann. Das erste Abstandselement 56 kann mattenförmig ausgeführt sein.

Auf das erste Abstandselement 56 wird die Textilbeweh- rung 15 aufgelegt. Die Textilbewehrung 15 weist eine fla ¬ che, sich im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Außenfläche des Bauelements 10 erstreckende Gitterstruktur auf. Auf die Textilbewehrung 15 werden die Verbindungskörper 24 und beim Ausführungsbeispiel die aus jeweils zwei Verbindungskörpern 24 bestehende Verbindungskörperanordnung 35 aufgesetzt. Dabei liegen jeweils die ersten Gitterab ¬ schnitte 27 jedes Verbindungskörpers 24 auf der Textilbe- wehrung 15 auf. Mit Hilfe von Rödeldraht, Kabelbindern, KunstStoffbändern, Edelstahldraht, Klemmen, Klebstoff oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln werden die Verbindungskörper 24 an jeweils wenigstens einer Befestigungs ¬ stelle mit der Textilbewehrung 15 verbunden. Dadurch wird die Lage der Verbindungskörper 24 bzw. der Verbindungskörperanordnungen 35 gegenüber der Textilbewehrung 15 fixiert.

Im Anschluss daran wird der Beton für die erste Betonschicht 14 eingegossen, so dass die erste Betonschicht 14 die Textilbewehrung 15 sowie die ersten Gitterabschnitte 27 jedes Verbindungskörpers 24 vollständig umgibt.

Zwischen die Verbindungskörperanordnungen 35 und genauer gesagt in jeden durch die aneinander angrenzenden Verbindungsstege 31 gebildeten Kasten 50 werden die Segmente 39 der Dämmschicht 13 und beispielsgemäß der ersten Dämmlage 13a und anschließend der zweiten Dämmlage 13b ein ¬ gefügt. Dies kann erfolgen, solange die erste Betonschicht 14 noch nicht ausgehärtet ist, wenn eine Stoffschlüssige Verbindung zwischen der Dämmschicht 13 und der ersten Betonschicht 14 erreicht werden soll.

Die Dämmschicht 13 kann alternativ zu festen Dämmplat ¬ ten auch durch Schäumen auf die erste Betonschicht 14 auf ¬ gebracht werden. Die Dämmschicht 13 kann sozusagen aus Ort ¬ schaum hergestellt sein.

Im Anschluss daran wird auf die Dämmschicht 13 ein zweites Abstandselement 57 aufgesetzt, das analog zum ers ¬ ten Abstandselement 56 ausgeführt ist. Die Dicke des zwei ¬ ten Abstandselements 57 kann verschieden sein von der Dicke des ersten Abstandselements 56. Das zweite Abstandselement 57 definiert den Abstand der Tragschalenbewehrung 17 von der Dämmschicht 13. Auf das zweite Abstandselement 57 wird die Tragschalenbewehrung 17 aufgesetzt. Im Anschluss daran wird der Beton für die zweite Betonschicht 16 angegossen, so dass dieser die Tragschalenbewehrung 17 sowie beispielsgemäß auch das Abstandselement 57 einschließt.

Nach dem Aushärten der beiden Betonschichten 14, 16 wird der Schaltisch 55 geneigt bzw. gekippt, beispielsgemäß um etwa 70°. Anschließend kann das fertige Bauelement 10 sozusagen hochkant abtransportiert werden, etwa über einen Lastkran oder ein anderes Transportmittel.

Die Erfindung betrifft ein Bauelement 10, das als De ¬ ckenelement oder Wandelement verwendet werden kann. Das Bauelement 10 weist eine Vorsatzschale 11 und eine mindes ¬ tens fünf Mal dickere Tragschale 12 auf. Die Vorsatzschale 11 weist eine erste Betonschicht 14 mit einer darin ange ¬ ordneten Textilbewehrung 15 auf. Die Vorsatzschale 11 ist frei von Bewehrungselementen aus Metall. Die Tragschale 12 weist eine zweite Betonschicht 16 auf, in der eine Trag ¬ schalenbewehrung 17 vorgesehen ist, die insbesondere als Kasten-Gitter-Struktur von miteinander verbundenen Baustahlelementen 18, 19, 20 gebildet ist. Die Vorsatzschale 11 ist mit der Tragschale 12 durch mehrere metallfreie Ver ¬ bindungskörper 24 verbunden. Jeder Verbindungskörper 24 ist durch eine Textilgitterstruktur 25 gebildet, die als drei ¬ dimensionales Profilteil geformt ist. Die Textilgit ¬ terstruktur kann als Gewebe, Gewirk, Gelege oder Gestrick aus Karbonfäden und/oder Glassfaserfäden hergestellt sein und zur Herstellung der dreidimensionalen Struktur eine Be- schichtung aufweisen. Jeder Verbindungskörper 24 erstreckt sich in wenigstens zwei Raumebenen x-y und y-z der drei Raumebenen eines kartesischen Koordinatensystems K.

Bezugs zeichenliste :

10 Bauelement

11 Vorsatzschale

12 Tragschale

13 Dämmschicht

13a erste Dämmlage

13b zweite Dämmlage

14 erste Betonschicht

15 Textilbewehrung

16 zweite Betonschicht

17 Tragschalenbewehrung

18 Baustahlmatte

19 Stab

20 Bügel

24 Verbindungskörper

25 Textilgitterstruktur

26 Faden

27 erster Gitterabschnitt

28 zweiter Gitterabschnitt

29 dritter Gitterabschnitt

30 Biegestelle

31 Verbindungssteg

35 Verbindungskörperanordnung

36 Verstärkungselement

39 Segment

40 Spalt

41 freies Ende des ersten Gitterabschnitts

42 freies Ende des zweiten Gitterabschnitts

45 erste Gruppe 46 Längskanten

47 zweite Gruppe

48 Querkante

50 Kasten

55 Schaltisch

56 erstes Abstandselement

57 zweites Abstandselement

K Koordinatensystem

L Längsrichtung

Q Querrichtung

x-y Raumebene des Koordinatensystems x-z Raumebene des Koordinatensystems y-z Raumebene des Koordinatensystems