EP0781367B1

EP0781367B1 - Dach eines bauwerkes

Info

Publication number: EP0781367B1
Application number: EP96920816A
Authority: EP
Inventors: Wilfried Stoll; Axel Thallemer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 2000-06-28
Anticipated expiration: 2016-06-13
Also published as: JP3142139B2; ATE194204T1; DE19525374A1; ES2147383T3; DE59605495D1; US5901504A; EP0781367A1; WO1997003265A1; JPH10502985A

Description

Die Erfindung betrifft das Dach eines Bauwerkes, insbesondere von gebäudeartigen Einrichtungen wie Hallen, Messestände, Freiluft-Überdachungen oder dergleichen, mit einer Hohlkörperkonstruktion mit untereinander verbundenen Wänden aus flexiblem und zumindest im wesentlichen luftundurchlässigem Material, bei der die Wände in einer Reihenrichtung längsseits aufeinanderfolgend angeordnete längliche Hohlkammern begrenzen, die abwechselnd als unter einem Überdruck stehende Überdruckkammern und unter einem Unterdruck stehende Unterdruckkammern ausgebildet sind, wobei die Wände der Überdruckkammern von schlauchartigen Hohlkörpern gebildet sind, und wobei zur Bildung der Unterdruckkammern zwischen in Reihenrichtung jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörpern zwei beabstandete Membranelemente verlaufen, die zusammen mit den einander zugewandten Wandabschnitten der schlauchartigen Hohlkörper die Wand der zugeordneten Unterdruckkammer bilden.

Ein derartig aufgebautes Dach geht beispielsweise aus der WO-A-94/13909 hervor. Es ermöglicht die Verwirklichung großer freitragender Ausdehnungen, so daß sich große Flächen überdachen lassen, ohne auf Zwischenstützen angewiesen zu sein. Die Ausgestaltung aus flexiblem Material gestattet einen einfachen Transport zum Montageort und ermöglicht bei der Montage eine einfache Handhabung. Durch die abwechselnde Beaufschlagung der unmittelbar aneinandergesetzten Hohlkammern mit Überdruck und Unterdruck (jeweils mit Bezug zur Atmosphäre) ergibt sich ein sehr steifer und formstabiler Dachaufbau relativ geringen Gewichts. Die eigentliche Stützwirkung wird hierbei überwiegend von den innen unter Überdruck stehenden schlauchartigen Hohlkörpern ausgeübt, die die auftretenden Kräfte bei Bedarf über randseitig vorgesehene Stützen bzw. ein geeignetes Tragwerk an den Untergrund abgeben können. In den Unterdruckkammern genügt bereits ein geringer Unterdruck, beispielsweise in der Größenordnung von 0,005 bar, um die erforderliche Schubsteifigkeit längs der Reihenrichtung zu erhalten und ein Flattern der die Unterdruckkammern begrenzenden Wände im Wind zu verhindern. Auf diese Weise lassen sich nicht nur große Spannweiten, sondern auch in Reihenrichtung große Baulängen verwirklichen.

Um die Unterdruckkammern zu bilden, erstrecken sich zwischen zwei benachbarten schlauchartigen Hohlkörpern jeweils zwei quer zur Ausdehnungsrichtung des Daches ständig beabstandete Membranelemente, die zusammen mit den einander zugeordneten Wandabschnitten der schlauchartigen Hohlkörper die Wand der betreffenden Unterdruckkammer bilden. Die Membranelemente sind von Längenabschnitten einer Innenhülle und einer Außenhülle gebildet, zwischen die die schlauchartigen Hohlkörper als Stützelemente eingefügt sind. Je nach gewünschter Ausgestaltung des Daches sind entsprechend gestaltete Innen- und Außenhüllen vorzusehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dach der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacher Verlegbarkeit die freitragende Überdachung großer Flächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein modularer Aufbau vorgesehen ist, wobei die eine jeweilige Unterdruckkammer begrenzenden Membranelemente und die die Überdruckkammer begrenzenden schlauchartigen Hohlkörper als voneinander unabhängige getrennte Teile ausgebildet sind, und wobei die Membranelemente über Verbindungseinrichtungen jeweils mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen lösbar an den zugeordneten schlauchartigen Hohlkörpern festgelegt sind.

Bei einer derartigen Ausgestaltung lassen sich die Membranelemente einfach herstellen. Durch die lösbare Verbindung mit den schlauchartigen Hohlkörpern wird insgesamt ein modularer Aufbau zur Verfügung gestellt, der nach Bedarf die Erstellung von Dächern unterschiedlicher Ausdehnungen und Formen ermöglicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Querschnittsgestalt der schlauchartigen Hohlkörper ist aus statischen Gründen zweckmäßigerweise rund und dabei vorzugsweise kreisrund ausgeführt.

Über die Form der Membranelemente und/oder der schlauchartigen Hohlkörper läßt sich beispielsweise Einfluß darauf nehmen, ob es sich bei dem Dach um ein Gebilde mit linearer Reihenerstreckung oder mit gekrümmter, bogenförmiger Reihenerstreckung handelt. Auf diese Weise können beispielsweise Dächer mit rechteckiger oder abgerundeter Außenkontur verwirklicht werden, beispielsweise auch Dächer mit kreisförmiger Außenkontur oder Dächer, die sich lediglich über einen Teilwinkel von 360 ° erstrecken. Darüber hinaus können auch problemlos gewölbte Verläufe vorgesehen werden, insbesondere derart, daß die Hohlkammern in ihrer Längsrichtung einen gebogenen und somit seitlich ausgewölbten Verlauf besitzen.

Um die gewünschten Druckverhältnisse bereitzustellen, können die Hohlkammern mit dem gewünschten Druck beaufschlagt und anschließend fest verschlossen werden. Vorteilhafter ist allerdings eine Ausgestaltung, bei der die Überdruckkammern ständig an mindestens einen Druckerzeuger und die Unterdruckkammern ständig an mindestens eine Absaugeinrichtung angeschlossen sind, so daß eine ständige Regelung des Druckes auf die gewünschten Druckwerte möglich ist.

Bevorzugt kommt eine Bauform zum Einsatz, bei der die Überdruckkammern und die Unterdruckkammern insbesondere paarweise unter Zwischenschaltung einer Pumpeinrichtung zu einem System zusammengeschaltet sind, wobei die Pumpeinrichtung aus der Unterdruckkammer absaugt und gleichzeitig in die zugeordnete Überdruckkammer einbläst. Hierbei kann eine ständige Luftströmung vorgesehen sein, bei der ständig von der Umgebung Luft in die Unterdruckkammern nachströmt sowie überschüssige Luft aus den Überdruckkammern an die Umgebung ausströmt. Erreichen läßt sich dies sehr einfach mit geeigneten Einlaß- bzw. Auslaßventilen, über die bei Bedarf auch eine Druckregelung erfolgen kann. Die ständige Luftströmung hat den weiteren Effekt, daß eine Feuchtigkeitsabfuhr stattfindet und ein Niederschlag von Kondensat in den Hohlkammern verhindert wird.

Das Dach läßt sich in besonders vorteilhafter Weise in Zusammenhang mit einem Tragwerk verwenden, wie es aus dem Gebrauchsmuster G 94 18 076.8 hervorgeht. Aufgrund der dort vorhandenen, mit Druckluft gefüllten Stützen verfügt das Tragwerk wie auch das Dach über eine gewisse Elastizität, aus der eine gute statische Verträglichkeit resultiert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Figur 1: eine hallenähnliche gebäudeartige Einrichtung mit einem erfindungsgemäßen Dach in bevorzugter Bauform in Draufsicht mit Blick gemäß Pfeil I aus Figur 2,
Figur 2: eine Vorderansicht der gebäudeartigen Einrichtung aus Figur 1 mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus Figur 1,
Figur 3: die gebäudeartige Einrichtung aus Figur 1 im Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Figur 1,
Figur 4: eine Seitenansicht der gebäudeartigen Einrichtung aus Figur 1 mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV,
Figur 5: einen Längsschnitt durch das Dach aus Figur 1 gemäß Schnittlinie V-V in einer ausschnittsweisen vergrößerten Darstellung, stark schematisiert,
Figuren 6 bis 8: Ausführungsbeispiele für weitere realisierbare Dachformen, und
Figuren 9 und 10: vorteilhafte Bauformen der schlauchförmigen Hohlkörper im Querschnitt etwa analog Schnittlinie V-V aus Figur 1.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein allgemein mit 1 bezeichnetes Bauwerk in Gestalt einer gebäudeartigen Einrichtung, die als Ausstellungshalle konzipiert ist.

Das Bauwerk verfügt über ein am Boden 2 abgestütztes und verankertes Tragwerk 3, das eine Mehrzahl von Stützen 4 umfaßt, die in zwei zueinander parallelen Längsreihen 5, 5' aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Die Stützen 4 sind grundsätzlich beliebiger Art, vorzugsweise handelt es sich jedoch um Stützen der in dem deutschen Gebrauchsmuster G 94 18 076.8 beschriebenen Art, die als mit Druckluft gefüllte Hohlkörper konzipiert sind. Beispielsgemäß verfügt jede Stütze 4 über eine vom Boden hochragende Stützsäule 6 mit zwei an ihrem oberen Ende in gabelartiger Konfiguration auskragenden Kragarmen 7. Die Stützen 4 sind so angeordnet, daß in Draufsicht gesehen, die die am freien Ende angeordneten Stützabschnitte 8 der Kragarme 7 einer jeweiligen Stütze 4 verbindenden gedachten Verbindungslinien 12 eine Zickzack- bzw. Dreieckkonfiguration innerhalb einer jeweiligen Längsreihe 5, 5' bilden. Abgesehen von den beiden endseitig angeordneten Stützabschnitten 8 sind somit jeweils zwei Stützabschnitte 8 aufeinanderfolgender Stützen 4 zu Stützbereichen 13 zusammengefaßt.

Das Bauwerk 1 hat eine durch die Längsachse 14 verdeutlichte Längserstreckung mit im wesentlichen rechteckigem Grundriß. Die vier Seiten sind durch Wände 15 abgeschlossen, wobei die in Längsrichtung verlaufenden Seitenwände 15' innerhalb der beiden Längsreihen 5, 5' von Stützen 4 angeordnet sind, die somit vom Gebäudeinnenraum 16 abgetrennt sind.

Das Tragwerk 3 trägt ein Dach 17, das sich auf den Stützabschnitten 8 der Kragarme 7 abstützt. Die Traglast des Daches 17 wird somit von den Stützen 4 aufgefangen und an den Untergrund 2 abgeleitet. Das Dach 17 überdeckt sowohl den Gebäudeinnenraum 16 als auch das Tragwerk 3.

Das Dach 17 ist als Hohlkörperkonstruktion ausgeführt, deren näherer Aufbau insbesondere aus der Figur 5 hervorgeht. Sie enthält untereinander verbundene Wände 18, 19, aus flexiblem und vorzugsweise luftundurchlässigem Material, die so geformt und angeordnet sind, daß sie ein Mehrzahl länglicher Hohlkammern 22 begrenzen bzw. bilden. Die Hohlkammern 22 sind so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen 25 quer und insbesondere rechtwinklig zu der erwähnten Längsachse 14 verlaufen, wobei sie längsseitig aufeinanderfolgend angeordnet sind, so daß sie eine Reihe von Hohlkammern 22 bilden, deren Reihenrichtung 26 mit der Längsachse 14 zusammenfällt.

Die erwähnten Wände 18, 19 sind unmittelbar miteinander verbunden, so daß das Dach 17 ein einheitliches, zusammenhängendes Flächengebilde darstellt. Es ist an seinen längsseitigen Randbereichen 20 auf den Stützen 4 abgestützt, wobei infolge der noch zu erläuternden Konstruktion im Bereich des Gebäudeinnenraumes 16, d.h. innerhalb des von den Stützen 4 begrenzten Bereiches keine weiteren Stützmaßnahmen mehr erforderlich sind.

Es handelt sich also um ein freitragendes bzw. selbsttragendes Dach.

Die Stabilität des Daches 17 resultiert maßgeblich daraus, daß die Hohlkammern 22 teilweise als Überdruckkammern 23 und teilweise als Unterdruckkammern 24 ausgebildet sind, die in Reihenrichtung 26 alternierend angeordnet sind. Beginnend mit einer an den beiden Bauwerksstirnseiten jeweils angeordneten Überdruckkammer 23 folgt jeweils eine Unterdruckkammer 24, worauf mit gleichbleibender Reihenfolge weitere Paare von Überdruck- und Unterdruckkammern 23, 24 folgen.

Als Material für die Wände 18, 19 ist beispielsweise ein flexibles Kunststoffmaterial vorgesehen, das eine ausreichende Druckfestigkeit aufweist. Beispielsweise wäre faserverstärktes Kunststoffmaterial wie Aramid-verstärktes Nylon verwendbar. Auch kann es sich bei dem Material um ein Kunststoffgewebe handeln, das zumindest einseitig und vorzugsweise beidseitig mit einer gasdichten Beschichtung versehen ist. Denkbar wäre auch die Verwendung eines sogenannten Zweiwand-Kunststoffgewebes, bei dem zwei Kunststoffgewebewände über Fäden miteinander verbunden sind, so daß sich ein gewisser Zwischenraum ergibt. Die erwähnten Materialien ermöglichen die Verwirklichung von Hohlkörpern mit hoher Formentreue, sowohl bei Beaufschlagung mit Überdruck als auch mit Unterdruck. Gleichwohl können sie im drucklosen Zustand aufgrund ihrer Flexibilität leicht transportiert und gehandhabt werden.

Beim Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Überdruckkammern unter einem Überdruck bezüglich dem Atmosphärendruck von etwa 0,5 bar stehen, wobei allgemein ein Überdruck im Bereich zwischen 0,2 und 0,5 bar als zweckmäßig angesehen wird.. Die Wände 18 der Überdruckkammern 23 sind so gestaltet, daß sie schlauchartige Hohlkörper 27 bilden, die unter diesem Innendruck prall gefüllt sind und als extrem biegesteife Dachträger fungieren. Jeder der schlauchartigen Hohlkörper 27 liegt an beiden Endbereichen auf einem Stützabschnitt 8 bzw. einem Stützbereich 13 auf und ist dort zweckmäßigerweise mittels geeigneter Verbindungsmittel lagefixiert. Aufgrund der erwähnten Zickzackanordnung sind die aufeinanderfolgenden schlauchartigen Hohlkörper 27 abwechselnd relativ weit außenliegend und weiter innenliegend an ihren Endbereichen abgestützt.

In den Unterdruckkammern 24 herrscht ein nur geringer Unterdruck bezüglich dem Atmosphärendruck. Er liegt beim Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von 0,005 bar. Dieser Unterdruck reicht aus, um die Wände 19 der Unterdruckkammern 24 auszusteifen und einen von Wind- und Wettereinflüssen unabhängigen Wandverlauf zu gewährleisten. Der nur geringe Unterdruck stellt dabei eine Maßnahme dar, die dazu beiträgt, die Wände 18 jeweils benachbarter Überdruckkammern 23, d.h. also die jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörper 27, auf Abstand zu halten. Der Saugeffekt reicht nicht aus, die gewichtskraftbedingt auf den Stützen 4 ruhenden schlauchartigen Hohlkörper 27 gegeneinanderzuziehen.

Sollte aufgrund der gewählten Druckverhältnisse und/oder Materialwahl für die Wände 18, 19 einmal die Neigung zu einem Zusammenrücken der schlauchartigen Hohlkörper 27 entstehen, kann dem einfach dadurch entgegengewirkt werden, daß man die Wände 18 wenigstens zweier Überdruckkammern 23 extern abstützt, beispielsweise an den Stützen 4 des das Dach 17 tragenden Tragwerkes 3. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 5 sind wenigstens die beiden stirnseitig außen angeordneten schlauchartigen Hohlkörper 27 unverrückbar fixiert, was durch geeignete Befestigung an den Stützen 4 erfolgt. Zweckmäßigerweise wird man allerdings sämtliche Stützen entsprechend lagefixieren.

Wie aus Figur 5 hervorgeht, besitzen die schlauchartigen Hohlkörper 27 vorzugsweise eine runde Querschnittsgestalt, die zweckmäßigerweise kreisrund ausfällt. Aus statischen Gründen ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Schlauchquerschnitt an den beiden einander entgegengesetzten freien Endbereichen 21 der schlauchartigen Hohlkörper 27 ein Minimum aufweist, und sich ausgehend von dort zur Längsmitte hin vergrößert, so daß sich die aus Figuren 2 und 3 ersichtliche, im mittleren Bereich ausgebauchte und zu den Enden hin verjüngende Schlauchform einstellt.

Zur Bildung der zwischen jeweils aufeinanderfolgenden schlauchartigen Hohlkörpern 27 angeordneten Unterdruckkammern 24 sind prinzipiell ebenfalls schlauchartige Hohlkörper geeigneter Formgebung verwendbar. Wie abgebildet, sind jeweils zwei Flachgestalt aufweisende Membranelemente 28 vorgesehen. Sie verlaufen quer zu der von der Reihenrichtung 26 und den Längsachsen 25 aufgespannten Ausdehnungsebenen 32 des Daches 17 mit Abstand zueinander und sind jeweils mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen 31 an der Wand 18 des zugeordneten schlauchartigen Hohlkörpers 27 festgelegt. An ihren den Endbereichen 21 der schlauchartigen Hohlkörper 27 zugeordneten Endbereichen 33 sind sie fest und vorzugsweise einstückig miteinander verbunden, so daß die beiden Membranelemente 28 praktisch vom oberen und unteren Längsabschnitt eines in sich geschlossenen bandartigen Körpers gebildet sind. Die endseitigen Bereiche 33 sind zweckmäßigerweise abgerundet und können dabei, wie aus Figur 4 hervorgeht, über ihre Breite konkav eingezogen sein.

Auch der Querschnitt der Unterdruckkammern 24 kann sich zu den Endseiten 33 hin verjüngen, was beim Ausführungsbeispiel allerdings nicht verwirklicht ist.

Infolge der Unterdruckbeaufschlagung der Unterdruckkammern 23 nehmen die Membranelemente 28 die aus Figur 5 ersichtliche, konkav nach innen und aufeinander zu gewölbte Gestalt an. Ihre in Reihenrichtung 26 gemessene Breite ist so bemessen, daß sie sich trotz der Unterdruckbeaufschlagung nicht gegenseitig berühren bzw. gegenseitig abstützen, so daß sie unter nach innen zur Unterdruckkammer 24 hin gerichteter negativer Vorspannung stehen, die eine Aussteifung hervorruft.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die einander zugewandten Wandabschnitte 34 der Wände 18 der Überdruckkammern 23 gleichzeitig die seitlichen Wandabschnitte der Wand 19 der dazwischen angeordneten Unterdruckkammer 24. Dadurch läßt sich eine erhebliche Materialeinsparung erzielen.

Im betriebsbereiten Zustand des Daches weisen die in Figuren 4 und 5 nach oben und unten gerichteten, äußeren und inneren Dachoberflächen 30, 30' jeweils eine wellenförmige Kontur auf. Man könnte von einer Art pneumatischem Wellblech sprechen. Die Einwölbungen sind von den einerseits vom Unterdruck beaufschlagten Membranelemente 28 verursacht, die Auswölbungen von den nach oben bzw. unten weisenden Wandabschnitten 35 der unter Überdruck stehenden schlauchartigen Hohlkörper 27.

Das Dach 17 des Ausführungsbeispieles hat einen modularen Aufbau. Es läßt sich aus Einzelelementen lösbar zu einer zusammenhängenden Gesamtstruktur beliebiger Länge zusammensetzen. Zu diesem Zweck sind die schlauchartigen Hohlkörper 27 und die Membranelemente 28 als voneinander unabhängige getrennte Teile ausgebildet, die über in der Zeichnung nur schematisch angedeutete geeignete Verbindungseinrichtungen 36 lösbar unmittelbar aneinander befestigt sind.

Die beispielsgemäßen Verbindungseinrichtungen 36 erstrecken sich entlang des gesamten längsseitigen Randes der Membranelemente 28. Sie sind beim Ausführungsbeispiel von Reißverschlüssen gebildet, deren eine Hälte am schlauchartigen Hohlkörper 27 und deren andere Hälte am betreffenden Membranelement 28 angeordnet ist. Alternative Bauformen für Verbindungseinrichtungen 36 können beispielsweise sogenannte Klettenverbindungseinrichtungen, Haftverbindungseinrichtungen oder Haken- bzw. Rastverbindungseinrichtungen sein. Sie sind auf jeden Fall derart ausgelegt, daß ein selbsttätiges Lösen durch die auftretenden Kräfte nicht möglich ist.

Der modulare Aufbau aus Einzelelementen macht es besonders einfach, unterschiedliche Dachformen zu realisieren. Während das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 5 über eine lineare Erstreckung der Reihenrichtung 26 verfügt, sind ohne weiteres auch nicht lineare Verläufe der Reihenrichtung realisiserbar, wobei die Reihenrichtung 26 auch zumindest teilweise einen Bogen beschreiben kann. Die Figuren 6 bis 8 zeigen exemplarisch einige mögliche Modifikationen, bei denen die Reihenrichtung 26 einen Kreisbogen beschreibt. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein Dach mit kreisförmigem Umriß (Figur 6) oder ein halbkreisförmig konturiertes Dach (Figur 7) realisieren. Die Längsachsen 25 der einzelnen Hohlkammern 22 verlaufen hierbei im wesentlichen radial bezüglich eines Zentrums 37.

Durch Veränderung des Längsverlaufs 25 läßt sich ferner erreichen , daß die Ausdehnungsebene 32 des Daches 17 eine Wölbung erfährt. Gemäß Figur 3 kann der Verlauf der Hohlkammern 22 so gewählt werden, daß das Dach 17 zumindest im Bereich ihrer äußeren Dachoberfläche 30 über ihre Spannweite hinweg nach oben hin ausgewölbt ist. Die Längsachsen 25 steigen also ausgehend von den Endbereichen 21, 33 zur Längsmitte einer jeweiligen Hohlkammer 22 hin an. Neben einer Verbesserung der statischen Eigenschaften hat dies auch den Effekt, daß sich in den von den Einwölbungen der Membranelemente 28 hervorgerufenen rinnenförmigen Bereichen kein Regenwasser ansammelt. Dieses fließt auf den zu den Endbereichen 33 hin abfallenden Außenflächen problemlos ab.

Um mit möglichst einfachen Maßnahmen den erwähnten, leicht nach außen gewölbten Verlauf der schlauchartigen Hohlkörper 27 zu erhalten, ist es zweckmäßig, in dem der inneren Dachoberfläche 30' zugewandten Bereich der schlauchartigen Hohlkörper 27 einen sich in Hohlkörperlängsrichtung erstreckenden Materialstreifen 50 vorzusehen, der im Vergleich zum übrigen Wandmaterial des Hohlkörpers 27 eine geringere Dehnfähigkeit aufweist. Der vorzugsweise über die gesamte Länge eines jeweiligen Hohlkörpers 27 ununterbrochen durchgehende Materialstreifen 50 ist in Figur 3 strichpunktiert angedeutet. Aus den Figuren 9 und 10, die jeweils einen Querschnitt durch einen der schlauchartigen Hohlkörper 27 zeigen, gehen zwei vorteilhafte Möglichkeiten zur Anbringung des Materialstreifens 50 hervor.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist der Materialstreifen 50 ein Bestandteil der Hohlkörperwand 51. Die Hohlkörperwand 51 setzt sich aus zwei in Umfangsrichtung aneinandergesetzten Wandabschnitten 52, 53 zusammen, wobei der eine Wandabschnitt 53 von dem bandähnlichen, weniger oder nicht elastischen Materialstreifen 50 gebildet ist und der andere Wandabschnitt 52 aus dehnfähigerem Material besteht. Der Materialstreifen 50 ist hier praktisch in die Hohlkörperwand 51 eingesetzt.

Im Falle der Figur 10 liegt eine in Umfangsrichtung in sich geschlossene Hohlkörperwand 51 vor und der Materialstreifen 50 ist an der Innenfläche der Hohlkörperwand 51 an gewünschter Stelle des Umfanges fest angebracht. Die Befestigung erfolgt zweckmäßigerweise durch Kleben, um die Luftundurchlässigkeit der Hohlkörperwand 51 zu erhalten. Der Materialstreifen 50 könnte alternativ auch an der Außenfläche der Hohlkörperwand 51 vorgesehen sein, was in Figur 10 strichpunktiert angedeutet ist. Es wäre auch möglich, sowohl an der Innenfläche als auch an der Außenfläche der Hohlkörperwand 51 einen sich bandähnlich über die Hohlkörperlänge erstreckenden Materialstreifen 50 fest anzubringen.

Der Materialstreifen 50 zeichnet sich dadurch aus, daß er im Vergleich zum übrigen Wandmaterial des Hohlkörpers 27 - im Falle der Figur 9 also im Vergleich zu dem Wandabschnitt 52 und in Figur 10 im Vergleich zu der Hohlkörperwand 51 als solches - ein geringes Dehnungsvermögen beziehungsweise einen geringeren Dehnungsfaktor aufweist oder überhaupt nicht dehnbar ist. Beispielsgemäß besteht er aus hochfestem Fasermaterial, beispielsweise aus Aramidfasern, während das übrige Wandmaterial Polyestermaterial ist.

Wird der Hohlkörper 27 aufgeblasen, also seine Hohlkammer 22 unter Überdruck gesetzt, dehnt sich der Hohlkörper in den ein größeres elastisches Dehnungsvermögen aufweisenden Bereichen stärker als in dem Bereich, in dem der Materialstreifen 50 vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein insgesamt über seine Länge leicht gewölbter Hohlkörper 27, wobei man von einer bananenähnlichen Wölbung sprechen könnte.

Indem man der Längserstreckung 25 einen bogenförmigen Längsverlauf auferlegt, lassen sich ohne weiteres auch komplizierte Dachformen verwirklichen, beispielsweise die in Figur 8 angedeutete Muschelform.

Speziell auch die nicht linearen Verläufe der Reihenrichtung 26 lassen sich besonders einfach dadurch realisieren, daß man den Zuschnitt der Membranelemente 28 und somit den Verlauf deren längsseitiger Ränder 31 modifiziert. So unterscheidet sich der Aufbau der Dächer gemäß Figuren 6 und 7 vom Aufbau des Daches gemäß Figuren 1 bis 5 im wesentlichen nur dadurch, daß Membranelemente 28 mit anderem Zuschnitt zum Einsatz kommen, die an den äußeren Endbereichen 33 relativ breit sind und sich in Richtung zur entgegengesetzten Endseite, die dem Dachzentrum 37 zugeordnet ist, verjüngen.

Zweckmäßigerweise mündet in jede Hohlkammer 22 mindestens eine Öffnung 38, über die den Überdruckkammern 23 unter Druck stehendes Gas zugeführt und die Unterdruckkammern 24 bedarfsgemäß evakuiert werden. Bevorzugt handelt es sich insgesamt um eine pneumatische Anordnung, bei der Luft als Druckmedium verwendet wird, doch könnte prinzipiell auch ein geeignetes Gas, beispielsweise Helium verwendet werden.

Jeder Öffnung 38 kann ein dicht abschließender Verschluß zugeordnet sein, der einen gasdichten Abschluß ermöglicht, nachdem die Druckverhältnisse bedarfsgemäß eingestellt sind. Speziell der Unterdruck wird sich in der Praxis aufgrund nicht zu vermeidender Undichtigkeiten allerdings nur schwer beibehalten lassen, wenn nicht zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sind. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, wenn alle Unterdruckkammern 24 an Absaugeinrichtungen 42, beispielsweise Pumpen, angeschlossen sind, die ständig für eine Aufrechterhaltung des benötigten Unterdruckes sorgen. Dabei ist es möglich, jeder Unterdruckkammer eine eigene Absaugeinrichtung 42 zuzuordnen. Aus Kostengründen ist es jedoch empfehlenswerter, einzelne Gruppen von mehreren Unterdruckkammern oder gar sämtliche Unterdruckkammern an eine gemeinsame Absaugeinrichtung anzuschließen. Entsprechendes gilt für die Überdruckkammern 23 in Bezug auf den Druck bereitstellende Druckerzeuger 43.

Mit Hilfe der ständig angeschlossenen Absaugeinrichtungen 42 und Druckerzeugern 43 ist es möglich, gewünschte Druckniveaus vorzugeben, die im Rahmen einer Regelung ständig überwacht und eingehalten werden. Erforderlichenfalls kann man dabei die Hohlkammern 22 noch an Ventile anschließen, die die Regelungstätigkeit unterstützen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zur Bereitstellung der erforderlichen Druckwerte ist in Figur 5 angedeutet. Demnach ist eine Unterdruckkammer 24 über eine Leitung 44 an eine Überdruckkammer 23 angeschlossen, wobei in den Verlauf der Leitung 44 eine beispielsweise von einem Verdichter oder Gebläse gebildete Pumpe 45 zwischengeschaltet ist, die in Bezug auf die Unterdruckkammer 24 als Absaugeinrichtung 42 und in Bezug auf die Überdruckkammer 23 als Druckerzeuger 43 fungiert. Die Luft wird also aus der Unterdruckkammer abgezogen und der Überdruckkammer zugeführt.

Dabei kann es empfehlenswert sein, Maßnahmen vorzusehen, die bewußt eine ständige Luftströmung herbeiführen. Diese Maßnahmen können gemäß Ausführungsbeispiel unter anderem darin bestehen, daß die Unterdruckkammer 24 über ein an eine Öffnung 38 angeschlossenes Einlaßventil 46 mit der Umgebung kommuniziert, desgleichen die Überdruckkammer 23 über ein Auslaßventil 47. Das Einlaßventil 46 ist zweckmäßigerweise ein Drosselventil mit einstellbarer Drosselungsintensität. Das Auslaßventil 47 ist vorzugsweise ein Überdruckventil mit einstellbarer Schließkraft. Über die Einstellungen der Ventile 46, 47 läßt sich z.B. der Volumenstrom und somit der Druck in den Hohlkammern 22 beeinflussen.

Die vorstehenden Ausführen machen deutlich, daß im Bereich der Verbindungseinrichtungen 36 zwischen den Membranelementen 28 und den schlauchartigen Hohlkörpern 27 nicht notwendigerweise gasdichte Verhältnisse herrschen müssen. Es kann sogar bewußt eine gewisse Luftdurchlässigkeit bzw. Undichtigkeit im Bereich der Verbindungseinrichtungen 36 in Kauf genommen werden, um die erwähnte Luftzirkulation bzw. Luftströmung zu erhalten, wobei dann unter Umständen sogar auf ein zusätzliches Einlaßventil 46 verzichtet werden kann. Gleiches trifft für den Fall zu, daß man als Material für die Wände 18, 19 der Hohlkammern 22 geringfügig luftdurchlässiges Material einsetzt.

Wählt man eine Bauform, bei der wie beschrieben zwischen einer Unterdruckkammer 24 und einer Überdruckkammer 23 eine Strömungsverbindung 44 vorliegt, besteht die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Unterdruckkammern 24 an den Eingang der Pumpe 45 und gleichzeitig mehrere Überdruckkammern 23 an den Ausgang der Pumpe 45 anzuschließen. Man setzt hier als Pumpe 45 zweckmäßigerweise ein hohe Volumenströme erlaubendes Radialgebläse ein.

Das erfindungsgemäße Dach ist nicht nur in sich stabil und selbsttragend, sondern vermag auch witterungsbedingt auftretende Dachlasten aufzunehmen und ohne Beschädigungsgefahr an den Untergrund abzugeben.

Claims

Dach eines Bauwerkes, insbesondere von gebäudeartigen Einrichtungen wie Hallen, Messestände, Freiluft-Überdachungen oder dergleichen, mit einer Hohlkörperkonstruktion mit untereinander verbundenen Wänden (18, 19) aus flexiblem und zumindest im wesentlichen luftundurchlässigem Material, bei der die Wände (18, 19) in einer Reihenrichtung (26) längsseits aufeinanderfolgend angeordnete längliche Hohlkammern (22) begrenzen, die abwechselnd als unter einem Überdruck stehende Überdruckkammern (23) und unter einem Unterdruck stehende Unterdruckkammern (24) ausgebildet sind, wobei die Wände der Überdruckkammern (23) von schlauchartigen Hohlkörpern (27) gebildet sind, und wobei zur Bildung der Unterdruckkammern (23) zwischen in Reihenrichtung (26) jeweils benachbarten schlauchartigen Hohlkörpern (27) zwei beabstandete Membranelemente (28) verlaufen, die zusammen mit den einander zugewandten Wandabschnitten (34) der schlauchartigen Hohlkörper (27) die Wand (19) der zugeordneten Unterdruckkammer (24) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß ein modularer Aufbau vorgesehen ist, wobei die eine jeweilige Unterdruckkammer (24) begrenzenden Membranelemente (28) und die die Überdruckkammern (23) begrenzenden schlauchartigen Hohlkörper (27) als voneinander unabhängige getrennte Teile ausgebildet sind, und wobei die Membranelemente (28) über Verbindungseinrichtungen (36) jeweils mit ihren beiden längsseitigen Randbereichen lösbar an den zugeordneten schlauchartigen Hohlkörpern (27) festgelegt sind.
Dach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (36) von Reißverschlüssen, Haftverbindungseinrichtungen, Rastverbindungseinrichtungen oder sogenannten Klettenverbindungseinrichtungen gebildet sind.
Dach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (36) derart ausgebildet sind, daß sie zumindest stellenweise luftdurchlässig sind.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen Hohlkörper (27) eine runde Querschnittsgestalt aufweisen.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen Hohlkörper (27) zumindest im Bereich der äußeren Dachoberfläche (39) entlang ihres Längsverlaufes zur Dachaußenseite hin ausgewölbt sind, und daß der Schlauchquerschnitt an den einander entgegengesetzten Endbereichen (21) der schlauchartigen Hohlkörper (27) ein Minimum aufweist und sich zu Längsmitte hin vergrößert, so daß eine im mittleren Bereich ausgebauchte und sich zu den beiden Endbereichen (21) hin verjüngende Schlauchform vorliegt.
Dach nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand eines jeweiligen schlauchartigen Hohlkörpers (27) in dem der inneren Dachoberfläche (30') zugewandten Bereich einen sich in Längsrichtung erstreckenden Materialstreifen mit im Vergleich zum übrigen geringerer Dehnfähigkeit aufweist, der bei Druckbeaufschlagung der Überdruckkammer (23) die Auswölbung des Hohlkörpers (27) hervorruft.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Überdruckkammern (21) begrenzenden Wände (18) konvex nach außen und die die Unterdruckkammern (24) begrenzenden Wände (19) konvax nach innen gewölbt sind.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern (23) an Druckerzeuger (43) angeschlossen sind, die eine geregelte Aufrechterhaltung des Überdruckes gewährleisten.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Unterdruckkammern (23) an Absaugeinrichtungen (42) angeschlossen sind, die eine geregelte Aufrechterhaltung des Unterdruckes gewährleisten.
Dach nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern (23) und/oder die Unterdruckkammern (24) jeweils einzeln oder zu mehreren gemeinsam an Druckerzeuger (43) bzw. Absaugeinrichtungen (42) angeschlossen sind.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Unterdruckkammer (24) und mindestens eine Überdruckkammer (23) über eine zwischengeschaltete Pumpeinrichtung (45) bzw. eine kombinierte Absaug- und Druckerzeugereinrichtung (42, 43) miteinander verbunden sind, die in Bezug auf die Unterdruckkammer als Absaugeinrichtung und in Bezug auf die Überdruckkammer als Druckerzeuger fungiert.
Dach nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammern (24) über ein hinsichtlich des Strömungsquerschnittes insbesondere einstellbares Einlaßventil (46), vorzugsweise ein Drosselventil, mit der Umgebung verbunden sind.
Dach nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckkammern (23) über ein insbesondere als einstellbares Überdruckventil ausgebildetes Auslaßventil (47) mit der Umgebung verbunden sind.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammern (22) entlang ihres Längsverlaufes zur Dachaußenseite (30) hin ausgewölbt sind.
Dach nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Überdruckkammern (23) und/oder der Unterdruckkammern (24) von den geschlossenen Endbereichen (21, 33) her zur Mitte hin zunimmt.