Publications / Results
(German)
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Hinsichtlich der drei Hauptkriterien Sicherung der Korrosionsbeständigkeit, Tragfähigkeit und Bemessung sowie Thermische Simulation wurden die experimentellen, analytischen und numerischen Untersuchungen fortgeführt. Der Nachweis der Korrosionsbeständigkeit konnte noch nicht erbracht werden.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Huth,Olaf
Motavalli,Masoud
Related documents
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Final report
(German)
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Das Balkonanschlusselement TTE (Thermotragelement) der Firma Hitek Construction AG wurde bezüglich seine statischen und thermischen Eigenschaften im Rahmen dieses Projektes untersucht. Beim TTE handelt es sich um einen innovativen Ansatz, die Wärmebrücken, welche im Bereich von Balkonanschlüssen immer noch vorhanden sind, zu minimieren. Das Konzept des Elementes besteht darin, die hohen mechanischen Beanspruchungen, welche vom Balkon durch die Isolationsschicht in das Gebäude geleitet werden müssen, mit thermisch und mechanisch hochwertigen Faserverbundwerkstoffen zu übertragen.
Vom mechanischen Standpunkt aus gesehen, sind solche Werkstoffe in dieser Form im Bauwesen noch kaum eingesetzt worden, weshalb eine vertiefte Untersuchung durchgeführt wurde. Es wurden zuerst Komponentenversuche der einzelnen Tragelemente durchgeführt. Die einzelnen Elemente zeigen kurzzeitig ein sehr befriedigendes Verhalten. Zudem wurden mehrere Bauteilversuche durchgeführt. Dabei wurden Ausschnitte aus einem Balkon hergestellt, belastet und über längere Zeit beobachtet. Bei den Untersuchungen wurde festgestellt, dass im Bereich der Druckkraftübertragung in die Betonplatten sehr hohe Spannungen auftreten und in Zukunft eine Modifikation des Elementes vorgenommen werden muss.
Vom thermischen Standpunkt gesehen stellt das Prüfobjekt eine deutliche Verbesserung gegenüber Betonplatten ohne thermische Unterbrechung dar. Im Vergleich mit anderen thermisch unterbrochenen Systemen mit gleicher Tragfähigkeit sind die thermischen Eigenschaften als ähnlich bis leicht besser zu betrachten [16]. Dies ist auch einsichtig, da eine dicke Dämmstoffschicht mit einem Widerstandswert von 2.5 m2K/W teilweise durch eine dünnere aber effizientere Dämmung mit einem Widerstandswert von 1.9 m2K/W ersetzt wurde. Hinzu kommt noch punktuell der erhöhte Widerstand des GFK gegenüber Stahl.
Aus den gewonnen Resultaten von den mechanischen als auch von den thermischen Versuchen, kann ausgesagt werden, dass das Element weiterer Optimierung bedarf. Es zeigt sich aber, dass die eingeschlagenen, bis zum Projektende noch nicht abschliessend behandelten Lösungsansätze, sehr vielversprechend sind. Durch eine konsequente Weiterentwicklung der in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse, ist die Entwicklung eines Balkonanschlusselementes, welches sich von der Konkurrenz in thermischer Hinsicht deutlich abhebt, bei besserer Tragfähigkeit und ähnlichen Kosten, in greifbarer Nähe.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Motavalli,Masoud
Wakili,Karim Ghazi
Gsell,Daniel
Herwig,Andrin
Related documents
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Final report
(English)
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In this project, the static and thermal characteristics of the balcony connection element TTE (load carrying thermo-element) of the Hitek Construction Company AG were investigated. The TTE is an innovative element, which minimises thermal bridges that still exist in the vicinity of balcony connections. The concept of the element relies of the ability of fibre reinforced composites with superior thermal and mechanical characteristics to transfer the high mechanical loads from the balcony, through the layer of insulation, to the building.
From a mechanical point-of-view, only very limited use of fibre reinforced composites has been seen for this type of construction application, therefore necessitating a detailed investigation of the element. In a first step, component tests of the individual load carrying elements were carried out, in which the elements showed an entirely satisfactory short-term behaviour. Furthermore, several assembly tests were carried out whereby parts of the balcony were reproduced, loaded and observed over longerterm. During the investigations it was seen that very high stresses occur in compression zone of the concrete deck and that the element must be modified in the future.
From a thermal point-of-view, the TTE element offers a considerable improvement as compared with concrete decks without a thermal discontinuity. The thermal properties of the TTE element can be considered similar to or slightly better than other thermally discontinuous systems with the same load carrying capacity [16]. This is understandable, since a thicker insulating layer with a thermal resistance of 2.5 m2K/W was partially replaced through a thinner, yet more efficient insulation with a thermal resistance of 1.9 m2K/W. In addition to this is the increased thermal resistance of the GFRP as compared with steel.
The results obtained from the mechanical and thermal tests point to the need for further optimisation of the TTE element. It has been seen, however, that the selected solution approaches, which have not yet been treated fully are very promising. The development of a balcony connection element, with a higher load carrying capacity and similar costs, that is considerably better than competing products in terms of its thermal properties is within reach through the further development of the findings obtained in this project.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Motavalli,Masoud
Wakili,Karim Ghazi
Gsell,Daniel
Herwig,Andrin
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