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WO2018054532A1 - Bauwerk zur errichtung an gewässeroberflächen und verfahren zu seiner errichtung - Google Patents

Bauwerk zur errichtung an gewässeroberflächen und verfahren zu seiner errichtung Download PDF

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Publication number
WO2018054532A1
WO2018054532A1 PCT/EP2017/001112 EP2017001112W WO2018054532A1 WO 2018054532 A1 WO2018054532 A1 WO 2018054532A1 EP 2017001112 W EP2017001112 W EP 2017001112W WO 2018054532 A1 WO2018054532 A1 WO 2018054532A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
building
buoyancy body
buoyancy
floating
buoyant
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/001112
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Daum
Original Assignee
LEMPART, Marc-Alexander
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LEMPART, Marc-Alexander filed Critical LEMPART, Marc-Alexander
Publication of WO2018054532A1 publication Critical patent/WO2018054532A1/de

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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/107—Semi-submersibles; Small waterline area multiple hull vessels and the like, e.g. SWATH
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63B2035/4426—Stationary floating buildings for human use, e.g. floating dwellings or floating restaurants
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation

Definitions

  • the invention relates to a building for construction on the surface of bodies of water, in particular on the open sea, comprising at least one floatable buoyancy body, which can be braced by means of counteracting its buoyancy effective tensioning means at the bottom of the body, and at least one building, which is arranged on the buoyancy body.
  • the invention further relates to a method for constructing such a structure on the surface of waters, in particular on the open sea.
  • buoyant floating body provided by means of appropriate clamping means, such as steel cables, thaw or .root or the like, so anchored to the seabed is that the buoyant body is pressed against its buoyancy force under water, so that it is braced against the seabed and thereby stabilized.
  • the buoyant body itself usually consists of a plurality of interconnected hollow bodies and has after its tension against the seabed a predominantly horizontal extent.
  • TLP Tunnel Leg Platform
  • the establishment of such, also referred to as "Tension Leg Platform (TLP)" buoyancy is compared to a firmly anchored to the seabed platform much easier and cheaper, since the example modularly constructed buoyancy can be mounted on the one hand relatively easy and fast on the spot, on the other hand no
  • the foundation supporting the entire structure, including supporting columns extending below the water surface, is required, but the fastening of the tensioning means on the seabed is achieved, for example, by means of relatively small foundations, by means of weights or by means of suitable bored piles (cf., for example, 10 2014 213 427 A1 or AT 88 806 A ) or the like can happen.
  • DE 10 2013 222 081 AI describes, for example, intended for construction on the open sea structure, which makes use of such a floatable and tense against the water body buoyancy body in the manner of a "Tension Leg Platform".
  • the building is, in turn, a wind power plant, which is firmly connected to the buoyancy body by means of corresponding support struts.
  • the conventional construction of the building or the building on the respective "Tension Leg Platform” usually requires a few weeks and can easily be considerably extended by unfavorable weather conditions in which any work must be interrupted.
  • the structure to be erected on the floatable buoyancy body is not a wind power plant but, for example, a habitable building such as a research station.
  • EP 1 730 026 B1 describes a structure for the construction at the surface of waters which essentially comprises the following constituents:
  • a main structure which has at least one arranged above the water surface soil structure and a patch on top, habitable assembly;
  • Main structure is arranged or are;
  • At least one mobile, buoyant dock with variable controllable buoyancy the dock is equipped with a support platform, which is able to accommodate the soil structure of the aforementioned main structure.
  • the main structure should be able to be placed on the one hand above the water surface, when it has been placed on the supporting on the seabed straps;
  • the main structure when carried by the floatable docks, should be transportable so that it can be detached from the seabed as well as transported by means of the docks.
  • the carriers can either be arranged detachably on the bottom structure of the main structure or rigidly attached thereto.
  • the construction of such a structure also proves However, it is highly complex, with its main structure after its pre-assembly must first be spent on the buoyant dock so that it can be safely transported to the intended installation site.
  • the length of the carrier must be more or less accurately adapted to the local water depth to set up the main structure of the dock on the carrier, which is also difficult, especially on the high seas, because the variable buoyancy of the docks is able to compensate only a relatively low height level without the main structure itself being at risk of becoming submerged or even flooded or slipping off the dock and sinking.
  • the invention has the object of providing a structure for construction on the surface of waters and a method for its construction of the type mentioned in a structurally simple and cost-effective manner to the effect that the above-mentioned disadvantages are at least largely avoided.
  • this object is achieved in a building of the type mentioned above in that the building in turn is floatable and can be arranged in the floating state on the buoyant body.
  • the invention further provides a method of the type mentioned above, which comprises the following steps:
  • the invention is characterized in this respect by a complete departure from the prior art, as to be built on the buoyant, tense against the bottom of the water buoyancy building of the building, which, for example, a residential or office building, a hotel, a Research station or the like can act even floats and thus more or less completely pre-assembled on land, according to which it - whether on ships or especially in floating, towed by a ship state - spent the construction of the buoyancy body and in a very short Time must be aligned only with respect to the buoyancy body and arranged on this, which can be done for example in the ways explained below.
  • the building can thus be a kind of "hybrid" after it has both the characteristics of a - not necessarily self-propelled - ship and a conventional building.
  • the buoyant building of the building according to the invention can be arranged in particular releasably on the buoyant body, it being possible, of course, also possible, the building insoluble, for example by welding, concreting or the like, inextricably connect to the buoyant body, after it with respect aligned with this and has been arranged on this.
  • the buoyant body has a support structure complementary at least in sections to the outer contour of the building, on which the building is supported, in particular substantially in a form-fitting manner.
  • the support structure can already be preassembled on the buoyancy body - be it detachable or inseparable - while ensuring, due to its complementary design to the outer contour of the building, that the building only has to be placed on the outer contour in order to support the latter in a supported manner , in particular form-fitting, to be worn.
  • the support structure of the buoyant body may, for example, comprise at least one support shell and / or at least one support ring on which or which the building is carried, wherein the support shell or the support ring, as mentioned above, in particular complementary to the outer contour of the building Inner contour has, which ensures a supported on the support structure of the building on the buoyancy body, without the additional fasteners are mandatory.
  • the support structure on the one hand and the building on the other hand for example, complementary centering projections or recesses may have or aligned holes or the like may be provided over which the building, eg by means of bolts or the like, with The support structure can be connected after it has been placed on the support structure.
  • a plurality of, preferably at least three, or most preferably at least four, support posts has proved to be suitable as both a static and dynamically stable support structure, which extends obliquely outwards and downwards from the support ring serving to receive the building or from the support shell extend, advantageously distributed substantially equidistantly around the circumference of the support ring or the support shell and are connected at its lower end to the buoyant body, which in turn may have, for example, a substantially annular, preferably approximately annular, configuration.
  • a buoyant body provided with a support structure complementary at least in sections to the outer contour of the building, which buoyancy element is lowered to a level, in particular by flooding it which the support structure is located entirely below the floating building, after which the building is aligned above the support structure and the buoyancy body, in particular by emptying it, is raised due to its buoyancy to a level at which its supporting structure is able to support the building.
  • the floatable buoyancy body for this purpose may therefore preferably comprise one or more hollow bodies, which if necessary, for example by means of closable openings, at least partially filled with ambient water and, for example by means of suitable pumps, emptied again can.
  • the building can be in its arranged on the superstructure body as desired entirely above the water surface, or it may also be partially disposed below the water surface, so that it experiences a certain buoyancy, which affects the load on the buoyancy body can diminish, so that the latter can be smaller, for example.
  • a stable arrangement of buoyant building on the buoyancy body which performs no significant fluctuations due to its tension against the bottom of the water even at high seas, which consequently also applies to the resting on the supporting structure of the floating building.
  • the building in turn is clamped against the buoyancy body by means of cables which are more effective, in particular windable, on opposite to its buoyancy force.
  • the building is consequently braced against the buoyant body in substantially the same manner as the latter against the bottom of the body of water, so that the building, in its condition on the buoyant body, is thus partly below the surface of the water, at such a level, on which it experiences sufficient to his tension against the buoyancy buoyancy.
  • a drive which, on the occasion of its mounting on the buoyant body, enables it to be automatically aligned with respect to it or even move in the manner of a ship. fes so that it can optionally run between several, strained at the bottom of the water buoyancy bodies and "dock" to this.
  • a drive may preferably one or in particular two motor-driven screws in the manner of conventional
  • Ship propellers include, which are arranged at a distance from each other on the buoyant building and expediently about an axis, in particular substantially perpendicular axis are pivotable, so that both translational and rotational movements of the building in the water can be performed easily and quickly.
  • two or more screws may of course be stationary, i. not pivotable, may be provided on the buoyant building, with rotational movements of the building in the water, e.g. turning in place or passing through a curve, in the latter case can be achieved by different including opposite rotational speeds of the screws.
  • the building can of course also be provided with floating stabilizers, such as those known in the form of marine stabilizers (such as in the form of snake quills, fin stabilizers and the like).
  • the buoyant building can have at least one ballast tank or tank stabilizer which can be flooded or emptied with ambient water, so that a simple and fast alignment of the floating building in the vertical direction is possible by lowering its center of gravity by flooding the ballast tank is, and also a level reduction or Raising of the floating building is ensured by flooding or emptying the ballast tank.
  • the ballast tank can basically be designed as a closed space on the lower side of the buoyant building, but it is preferably, for example by means of security locks, with the walk-in interior of the building of the connection in order to stand in the deflated state as additional usable space available.
  • the buoyant body is braced at a level below the water surface against the bottom of the water in which he is at least completely below the floating building befin det, according to which the building - be it by means of its own drive or towed by a ship - aligned above the buoyant body and against its buoyancy force by means of ropes, in particular releasably braced against the buoyancy body.
  • a detachable anchoring of the ropes which in the context of the present disclosure, of course, also cables, hawsers and the like are understood, on the buoyant body and / or insbesonde re to the floating building can mean any known compounds, such as ken by eyelets or the like, to be guaranteed.
  • the tension of the building against the buoyancy body can be done for example in such a way that the building initially, in particular by flooding a ballast tank of the same kind, to a lower level. lowered (the buoyancy of the buoyant building is thus temporarily reduced), then connected to the buoyant body by means of the ropes and finally raised to a level, in particular by dumping the ballast tank thereof (the buoyancy of the buoyant building is consequently increased again), in which it is braced as a result of the ropes against the buoyancy body.
  • the building is first connected to the buoyant body by means of cables wound on winches, after which the winches are actuated in order to lower the building to a level in which, in turn, it is lifted against the ground by buoyancy Buoyancy is braced.
  • this drive can, for example, at the same time serve as a drive for the winches in order to clamp the floating building against the buoyant body. Also in this case results in a stable arrangement of buoyant building on the buoyancy body, the buoyant body due to its tension against the water bottom and the building due to a corresponding tension against the buoyant body even at high waves no significant
  • the alignment of the floating building with respect to the buoyant body may otherwise be preferred
  • the building In order to make the floatable building as insensitive as possible on the occasion of its "docking" on the buoyant body and in its arranged on the buoyant state against forces acting thereon due to wind load, waves and the like, can be provided in an advantageous embodiment that the building
  • the building may be configured in particular substantially spherical or egg-shaped.
  • the building should be substantially axially symmetric with respect to a vertical longitudinal central axis thereof.
  • the buoyancy body for the purpose of a simple and cost-effective production and a simple and quick final assembly with advantage modular structure and have a plurality of interconnected hollow bodies, which in particular individually, in groups or together with ambient water are floatable.
  • the buoyant building can expediently have a formwork made of a corrosion-resistant material, in particular from the group of textile concrete, carbon concrete and fiber-reinforced plastic, including composite materials thereof, or be manufactured substantially wholly from this.
  • a corrosion-resistant material in particular from the group of textile concrete, carbon concrete and fiber-reinforced plastic, including composite materials thereof, or be manufactured substantially wholly from this.
  • the buoyant body including its optionally provided support structure which of course also from metal (alloy) s, such as corrosion-resistant steel and the like, can be made.
  • Fig. 1 is a schematic overall perspective view of an embodiment of a built on the sea surface, the building according to the invention with a buoyant floatable buoyant body and supported by the supporting structure, buoyant building; a schematic perspective detail view of resting on the support structure of the buoyancy body building of the structure of FIG. 1;
  • Fig. 3 is a substantially corresponding to FIG. 2
  • Fig. 4 is a schematic side view of another
  • FIG. 5 is a schematic side view of the same building according to FIG. 4 after clamping the floating building against the buoyant body due to buoyancy.
  • Fig. 1 in its entirety embodiment of an inventive, on the surface of waters, especially on the high seas, built structure comprises as essential components primarily a buoyant building 1, a floating buoyancy body 2 and a support structure 3, which, for example, fixed is connected to the buoyancy body 2.
  • the buoyant body 2 is located entirely underneath the water surface 4 and is at the bottom by means of a plurality of clamping means 5, for example in the form of steel cables, thaws or the like, fixed on its underside Anchored 6 of the water.
  • the buoyancy body 2 is pressed in this way by means of the clamping means 5 against its upwardly acting buoyancy force under water, so that it is braced against the water bottom 6 and thereby stabilized.
  • the anchoring of the buoyant body 2 on the water bottom 6 can be done by any known from the prior art means, as mentioned above and incidentally are not the subject of the present invention.
  • the buoyant body 2 is substantially identical to the buoyant body 2 in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
  • the buoyant body 2 is substantially identical to the buoyant body 2 in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
  • It may in particular be modularly composed of a plurality of not shown in detail ring segments in the form of hollow bodies, which, for example by means of valves equipped with shut-off valves, flooded with ambient water and, for example by means of suitable pumps, can be emptied (also not shown in the drawing).
  • its support structure 3 comprises several support columns 7, here four, which for example have an approximately rod-shaped configuration and extend obliquely inwards and upwards from the upper side of the buoyancy body 2.
  • the support ring 8 is of substantially spherical-segment-shaped form, so that the building 1 is for example positively and in particular releasably supported on the support ring 8 of the support structure 3 of the buoyancy body 2.
  • the building 1 has an axisymmetric shape with respect to a vertical longitudinal central axis thereof and in the present case is approximately spherical in shape in order to give it, on the one hand, a high level of floating stability and, on the other hand, the lowest possible attack surface against wind and wave loads.
  • FIG. 3 also shows that the building 1 can be equipped with floating stabilizers, which in the present case comprise one or more ballast tanks 10 arranged on its underside, which can optionally be flooded or emptied with ambient water and in particular by means of locks remaining interior of the building 1 in Connect to make them available for use in the deflated state.
  • floating stabilizers which in the present case comprise one or more ballast tanks 10 arranged on its underside, which can optionally be flooded or emptied with ambient water and in particular by means of locks remaining interior of the building 1 in Connect to make them available for use in the deflated state.
  • a drawing not reproduced drive such as the type of propellers or the like, or also be unpowered, so that it can be towed in the floating state by means of ships.
  • the buoyant body 2 can be braced against the water bottom 6 at such a level that the building 1 resting on its supporting structure 3 is partially disposed below the water surface 4 with its lower section (the building 1 thus experiences a certain buoyancy and thereby reduces the load to be absorbed by the buoyant body 2), or the buoyant body 2 can also be braced against the waterbody 6 at a higher level than its supporting structure 3 projects from the water surface 4, at least for the most part on this building resting 1 almost completely located above the water surface 4 (not shown).
  • the buoyant building 1 is provided by, for example, also preassembled on land and water, to it - be it by means of a private drive or by means of a tug boat - also to the construction site of tense against the water bottom 6 buoyancy body 2, whereby ballast tanks 10 may optionally be flooded to give the building 1 a higher floating stability.
  • the floating building 1 For the purpose of arranging the floating building 1 on the support shell 8 of the support structure 3 of the buoyancy body 2, the latter can be flooded, for example, until it falls due to gravity to a level in which it is completely below the level of the floating building 1. Then, the building 1 - again, it is by means of its own drive or be it by means of a tug boat - aligned with respect to the buoyancy body 2, that it is located vertically above the support shell 8 of its support structure 2. Then, the building can be arranged on the buoyancy body 2 by the latter is emptied so that he experiences buoyancy again and is raised to its original level, in which he is clamped by means of the clamping means 5 against the water bottom 6.
  • the building 1 is received on the support shell 8 of the supporting structure 3 of the buoyancy body and comes, especially under positive locking, for permanent support, which of course additional lent by means of any known fasteners, such as screws, bolts or the like, can be connected to the support ring ,
  • FIGS. 4 and 5 in a highly schematic form embodiment of the invention, on the surface of waters, especially on the high seas, built structure identical or equivalent components are provided with the same reference numerals and require no further discussion.
  • the in the fug. 4 and 5 differs from that according to FIGS. 1 to 3 primarily in that the buoyancy body 2, which again forms a so-called "tension leg platform" by means of the tensioning means 5, does not have a supporting structure 3 (see FIGS.
  • ropes 11 are provided, which may be held in the region of the buoyancy body 2 opposite end by means of suitable floats, such as buoys or the like on the water surface 4, for example they can be connected with suitable fastening means of the building 1, such as hooks, eyes or the like, in particular detachably.
  • the arrangement of the building 1 on the buoyant body 2 can thus in this case, for example, proceed such that, as illustrated in FIG. 4, the floating building 1 - be it by means of its own drive or be it by means of a tugboat - above the buoyant body 2, which is at a level entirely below the floating building 1. Then, the floating building 1 is connected by means of ropes 11 with the buoyancy body 2, after which the cables 11 are shortened to clamp the building 1 against its buoyancy against the buoyancy body 2 (See Fig. 5).
  • the shortening of the cables 11 can be done in particular by means arranged on the building 1 winds 12, which are expediently operated by a motor. Alternatively or additionally, it is also conceivable, for example, that the building 1 first by floods his
  • Ballast tanks 10 and consequent reduced lift is lowered to a lower level and then connected by means of ropes 11 with the buoyancy body 2, after which the ballast tanks 10 are emptied, so that the building 1 raised due to increased buoyancy back to a higher level and thereby against the Buoyancy body 2 is clamped.
  • the buoyant building 1 by the way, may expediently be substantially energy self-sufficient in that its surface is provided with a plurality of photovoltaic cells, which are in a conductive connection with a current storage device.

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Abstract

Es wird ein Bauwerk zur Errichtung an der Oberfläche von Gewässern, insbesondere auf offener See, vorgeschlagen. Das Bauwerk umfasst wenigstens einen schwimmfähigen Auftriebskörper nach Art einer sogenannten "Tension Leg Platform", welcher mittels entgegen seiner Auftriebskraft wirksamer Spannmittel am Boden des Gewässers verspannbar ist, sowie wenigstens ein Gebäude, welches an dem Auftriebskörper angeordnet ist. Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst einfache und kostengünstige Errichtung eines solchen Bauwerks sieht die Erfindung vor, dass das Gebäude seinerseits schwimmfähig und im schwimmenden Zustand an dem Auftriebskörper anordbar ist, wobei es beispielsweise von einer Tragkonstruktion des Auftriebskörpers getragen oder seinerseits entgegen seines Auftriebs gegen den Auftriebskörper verspannt sein kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Errichtung eines solchen Bauwerks auf offener See.

Description

Bauwerk zur Errichtung an Gewässeroberflächen
und Verfahren zu seiner Errichtung
Die Erfindung betrifft ein Bauwerk zur Errichtung an der Oberfläche von Gewässern, insbesondere auf offener See, umfassend wenigstens einen schwimmfähigen Auftriebskörper , welcher mittels entgegen seiner Auftriebskraft wirksamer Spannmittel am Boden des Gewässers verspannbar ist, sowie wenigstens ein Gebäude, welches an dem Auftriebskörper angeordnet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Errichtung eines solchen Bauwerks an der Oberfläche von Gewässern, insbesondere auf offener See.
Bei auf offener See errichteten Bauwerken handelt es sich zumeist um Windkraftanlagen, aber auch um Fernseh-/Rund- funktürme, Brücken - bzw. genauer: Brückenpfeiler - oder dergleichen. Die Montage solcher Bauwerke vor Ort geschieht gegenwärtig in der Regel durch Gießen eines Fundaments auf dem Meeresboden, auf welchem eine Tragplattform errichtet wird, die wiederum als Träger für das jeweilige Gebäude dient. Dies ist insbesondere mit zunehmender Wassertiefe in konstruktiver Hinsicht sehr aufwändig und mit einem hohen Zeitaufwand verbunden, zumal bei den auf hoher See oft herrschenden, widrigen Wetterbedingungen hohe Ausfallzeiten kalkuliert werden müssen.
Darüber hinaus ist es bekannt, auf offener See zu errichtende Bauwerke nicht mittels Fundamenten fest bzw. starr mit dem Meeresboden zu verankern, sondern einen als Tragplattform für das Gebäude dienenden, schwimmfähigen Auftriebskörper vorzusehen, welcher mittels entsprechender Spannmittel, wie beispielsweise Stahlseilen, -tauen bzw. -trossen oder dergleichen, derart am Meeresboden verankert wird, dass der Auftriebskörper entgegen seiner Auftriebskraft unter Wasser gedrückt wird, so dass er gegen den Meeresboden verspannt und dabei stabilisiert wird. Der Auftriebskörper selbst besteht dabei in der Regel aus einer Mehrzahl an miteinander verbundenen Hohlkörpern und weist nach seiner Verspannung gegen den Meeresboden eine vornehmlich horizontale Erstreckung auf. Die Errichtung eines solchen, auch als "Tension Leg Platform (TLP) " bezeichneten Auftriebskörpers gestaltet sich gegenüber einer fest am Meeresboden verankerten Plattform erheblich einfacher und kostengünstiger, da der beispielsweise modulartig aufgebaute Auftriebskörper einerseits relativ einfach und schnell vor Ort endmontiert werden kann, andererseits kein das gesamte Bauwerk tragendes Fundament einschließlich sich unter der Wasseroberfläche erstreckender Tragstützen vonnöten ist, sondern die Befestigung der Spannmittel am Meeresboden beispielsweise mittels relativ kleiner Fundamente, mittels Gewichten oder mittels geeigneter Bohrpfähle (vgl. z.B. die 10 2014 213 427 AI oder die AT 88 806 A) oder dergleichen geschehen kann. Zudem übertrifft ihre Stabilität aufgrund des zur Verspannung gegen den Gewässerboden genutzten Auftriebs jene von üblichen Halbtaucherbohrinseln mit an der Gewässeroberfläche schwimmenden Pontons. Die DE 10 2013 222 081 AI beschreibt beispielsweise ein zur Errichtung auf offener See vorgesehenes Bauwerk, welches sich eines solchen schwimmfähigen und gegen den Gewässerboden verspannten Auftriebs körpers nach Art einer "Tension Leg Platform" bedient. Bei dem Gebäude handelt es sich wie- derum um eine Windkraftanlage, welche mittels entsprechender Tragstreben fest mit dem Auftriebskörper verbunden ist. Was die Errichtung des eigentlichen Gebäudes auf hoher See betrifft, so gestaltet sich diese allerdings mehr oder minder unabhängig davon, ob das Gebäude auf einem fest auf dem Gewässerboden verankerten Fundament oder auf einer "Tension Leg Platform" festgelegt ist, als aufwändig und teuer. Die Montage des Gebäudes vor Ort geschieht hierbei in der Regel mit Hilfe von Montagekranen, welche einzelne, gegebenenfalls vorgefertigte und mittels Schiffen zu ihrem Errichtungsort verbrachte Gebäudeteile, wie beispielsweise Mastelemente einer Windkraftanlage, aufnehmen und auf ihre Montageposition anheben, wobei sie durch den Montagekran in Position gehalten werden müssen, bis sie vollständig aneinander fixiert, insbesondere verschraubt und/oder verschweißt worden sind. Zur Beladung der Schiffe kommen hierbei zu Lande große, mobile Teleskop- oder Gittermastkranen zum Einsatz, welche in der Regel eine besondere Einebnung/Verdichtung des Bodens erfordern. Zu Wasser finden spezielle Hubschiffe Verwendung, auf welchen ein entsprechender Montagekran errichtet ist und welche durch absenkbare Stützen auf dem Meeresgrund aufstellbar sind, so dass der Kran stationär und vom Seegang unabhängig aufgestellt ist. Es liegt auf der Hand, dass der Einsatz solcher Kranen einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand mit sich bringt, welcher die An- und Ablieferung des Krans selbst sowie dessen Aufbau einschließt, der beispielsweise bei der Errichtung seines Auslegers einen Einsatz von Gegengewichten erforderlich macht. Hinzukommt, dass am Errichtungsort auf hoher See naturgemäß oft starke Winde bzw. allgemein ungünstige Wetterverhältnisse herrschen, was nicht ausschließlich für eine Errichtung solcher Bauwerke im Offsho- re-Bereich gilt. Dabei kann es vorkommen, dass für den vorgesehenen Standort des Bauwerks nur wenige Monate eines Jahres überhaupt die Voraussetzungen für eine Montage bie- ten können. Demgegenüber erfordert jedoch die herkömmliche Errichtung des Bauwerks bzw. des Gebäudes auf der jeweiligen "Tension Leg Platform" zumeist einige Wochen und kann sich durch ungünstige Wetterverhältnisse, bei welchen jegliche Arbeiten unterbrochen werden müssen, leicht erheblich verlängern. Entsprechendes gilt für den Fall, in dem es sich bei dem auf dem schwimmfähigen Auftriebskörper zu errichtenden Bauwerk nicht um eine Windkraftanlage handelt, sondern beispielsweise um ein bewohnbares Gebäude, wie eine ForschungsStation .
Die EP 1 730 026 Bl beschreibt ein Bauwerk zur Errichtung an der Oberfläche von Gewässern, welche im Wesentlichen die folgenden Bestandteile umfasst:
- eine Hauptstruktur, welche zumindest eine oberhalb der Wasseroberfläche angeordnete Bodenstruktur sowie eine hierauf aufgesetzte, bewohnbare Baugruppe aufweist;
- einen oder mehrere Träger, welche (r) unterhalb dieser
Hauptstruktur angeordnet ist bzw. sind; und
- wenigstens ein mobiles, schwimmfähiges Dock mit variabel steuerbarem Auftrieb, wobei das Dock mit einer Tragplattform ausgestattet ist, welche die Bodenstruktur der vorgenannten Hauptstruktur aufzunehmen vermag.
Auf diese Weise soll die Hauptstruktur einerseits oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet werden können, wenn sie auf die sich auf dem Meeresboden abstützenden Trägern aufgesetzt worden ist; andererseits soll die Hauptstruktur, wenn sie von den schwimmfähigen Docks getragen ist, transportabel sein, so dass sie sowohl vom Meeresboden gelöst als auch mittels der Docks transportiert werden kann. Die Träger können dabei entweder lösbar an der Bodenstruktur der Hauptstruktur angeordnet oder auch starr hieran befestigt sein. Auch die Errichtung eines solchen Bauwerks erweist sich jedoch als höchst aufwändig, wobei seine Hauptstruktur nach ihrer Vormontage zunächst derart auf das schwimmfähige Dock verbracht werden muss, dass sie sicher zum vorgesehenen Errichtungsort transportiert werden kann. Die Länge der Träger muss dabei mehr oder minder exakt an die dortige Wassertiefe angepasst sein, um die Hauptstruktur von dem Dock auf die Träger aufzusetzen, was gleichfalls insbesondere auf hoher See schwierig ist, weil der variable Auftrieb der Docks nur ein relativ geringes Höhenniveau auszugleichen vermag, ohne dass die Hauptstruktur selbst Gefahr läuft, unter Wasser zu geraten oder gar überschwemmt zu werden bzw. von dem Dock abzurutschen und zu versinken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauwerk zur Errichtung an der Oberfläche von Gewässern sowie ein Verfahren zu dessen Errichtung der eingangs genannten Art auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass die oben genannten Nachteile zumindest weitestgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Bauwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Gebäude seinerseits schwimmfähig und im schwimmenden Zustand an dem Auftriebskörper anordbar ist.
In verfahrenstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe ferner ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, welches die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen wenigstens eines schwimmfähigen Auftriebskörpers ;
- Verspannen des Auftriebskörpers entgegen seiner Auftriebskraft am Boden des Gewässers mittels Spannmitteln;
- Bereitstellen wenigstens eines schwimmfähigen Gebäudes; - Zuwasserlassen des Gebäudes und Ausrichten desselben in Bezug auf den Auftriebskörper ; und
- Anordnen des schwimmenden Gebäudes an dem Auftriebskörper .
Die Erfindung zeichnet insoweit von einer völligen Abkehr vom Stand der Technik aus, als das auf dem schwimmfähigen, gegen den Boden des Gewässers verspannten Auftriebskörper zu errichtende Gebäude des Bauwerks, bei welchem es sich beispielsweise um ein Wohn- oder Bürogebäude, um ein Hotel, eine Forschungsstation oder dergleichen handeln kann, selbst schwimmfähig ist und folglich zu Lande mehr oder minder komplett vormontiert werden kann, wonach es - sei es auf Schiffen oder sei es insbesondere im schwimmenden, mittels eines Schiffes geschleppten Zustand - zum Errichtungsort des Auftriebskörpers verbracht und in sehr kurzer Zeit nur noch in Bezug auf den Auftriebskörper ausgerichtet und an diesem angeordnet werden muss, was beispielsweise auf die weiter unten erläuterten Weisen geschehen kann. Bei dem Gebäude kann es sich folglich um eine Art "Hybrid" handeln, nachdem es sowohl die Eigenschaften eines - nicht notwendigerweise selbst angetriebenen - Schiffes als auch eines üblichen Gebäudes aufweist.
Das schwimmfähige Gebäude des erfindungsgemäßen Bauwerks kann dabei insbesondere lösbar an dem Auftriebskörper angeordnet sein, wobei es, sofern gewünscht, selbstverständlich auch möglich ist, das Gebäude unlösbar, beispielsweise mittels Schweißen, Betonieren oder dergleichen, unlösbar mit dem Auftriebskörper zu verbinden, nachdem es in Bezug auf diesen ausgerichtet und an diesem angeordnet worden ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Auftriebskörper eine zumindest abschnittsweise zur Außenkontur des Gebäudes komplementäre Tragkonstruktion aufweist, auf welcher das Gebäude, insbesondere im Wesentlichen formschlüssig, getragen ist. Die Tragkonstruktion kann dabei insbesondere bereits an dem Auftriebskörper - sei es lösbar oder sei es unlösbar - vormontiert sein, wobei sie aufgrund ihrer zur Außenkontur des Gebäudes komplementären Ausgestaltung gewährleistet, dass das Gebäude lediglich auf die Außenkontur aufgesetzt werden muss, um von letzterer in abgestützter Weise, insbesondere formschlüssig, getragen zu sein.
Die Tragkonstruktion des Auftriebskörpers kann in diesem Zusammenhang beispielsweise wenigstens eine Tragschale und/oder wenigstens einen Tragring aufweisen, auf welcher bzw. welchem das Gebäude getragen ist, wobei die tragschale bzw. der Tragring, wie oben erwähnt, insbesondere eine bezüglich der Außenkontur des Gebäudes komplementäre Innenkontur besitzt, welche eine auf der Tragkonstruktion abgestützte Anordnung des Gebäudes an dem Auftriebskörper gewährleistet, ohne das zusätzliche Befestigungsmittel zwingend erforderlich sind. Gleichwohl können solche selbstverständlich kumulativ vorgesehen sein, wobei die Tragstruktur einerseits und das Gebäude andererseits beispielsweise zueinander komplementäre Zentriervorsprünge bzw. -ausnehmungen aufweisen können oder auch miteinander fluchtende Bohrungen oder dergleichen vorgesehen sein können, über welche das Gebäude, z.B. mittels Bolzen oder dergleichen, fest mit der Tragkonstruktion verbunden werden kann, nachdem es auf die Tragkonstruktion aufgesetzt worden ist. Die konkrete Ausgestaltung der Tragkonstruktion muss dabei freilich den statischen und dynamischen Anforderungen (insbesondere ge- genüber Windlasten und Wellengang) genügen, kann aber grundsätzlich in beliebig bekannter Weise implementiert sein. Als sowohl statisch als auch dynamisch stabile Tragkonstruktion hat sich beispielsweise eine Mehrzahl an, vor- zugsweise mindestens drei oder höchst vorzugsweise mindestens vier, Tragstützen bewährt, welche sich von dem zur Aufnahme des Gebäudes dienenden Tragring bzw. von der Tragschale schräg nach außen und unten fort erstrecken, mit Vorteil im Wesentlichen äquidistant um den Umfang des Trag- rings bzw. der Tragschale verteilt angeordnet und an ihrem unteren Ende mit dem Auftriebskörper verbunden sind, welcher seinerseits beispielsweise eine im Wesentlichen ring-, vorzugsweise etwa kreisringförmige, Ausgestaltung besitzen kann .
In Bezug auf ein vorteilhaftes Verfahren zur Errichtung einer solchen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauwerks kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein mit einer zumindest abschnittsweise zur Außenkontur des Gebäudes komplementären Tragstruktur versehener Auftriebskörper verwendet wird, welcher, insbesondere durch Fluten desselben, auf ein Niveau abgesenkt wird, in welchem sich die Tragstruktur gänzlich unterhalb des schwimmenden Gebäudes befindet, wonach das Gebäude oberhalb der Tragstruktur ausge- richtet und der Auftriebskörper , insbesondere durch Entleeren desselben, infolge seines Auftriebs auf ein Niveau angehoben wird, auf welchem seine Tragkonstruktion das Gebäude zu tragen vermag. Wie weiter unten noch näher beschrieben, kann der schwimmfähige Auftriebskörper zu diesem Zweck folglich vorzugsweise einen oder mehrere Hohlkörper umfassen, welche bedarfsweise, z.B. mittels verschließbarer Öffnungen, zumindest teilweise mit Umgebungswasser befüllt und, z.B. mittels geeigneter Pumpen, wieder entleert werden können. Das Gebäude kann sich dabei in seinem an dem Auf- triebskörper angeordneten Zustand je nach Wunsch gänzlich oberhalb der Wasseroberfläche befinden, oder es kann auch teilweise unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet sein, so dass es einen gewissen Auftrieb erfährt, welcher die auf den Auftriebskörper wirkende Traglast zu vermindern vermag, so dass letzterer z.B. kleiner dimensioniert werden kann. In beiden Fällen ergibt sich eine stabile Anordnung des schwimmfähigen Gebäudes an dem Auftriebs körper, welcher aufgrund seiner Verspannung gegen den Gewässerboden auch bei hohem Wellengang keine nennenswerten Schwankungen vollzieht, was folglich auch für das auf der Tragkonstruktion des Schwimmkörpers ruhende Gebäude gilt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Gebäude seinerseits mittels entgegen seiner Auftriebskraft wirksamer, insbesondere auf Winden aufwickelbarer, Seile gegen den Auftriebskörper verspannt ist. In diesem Fall ist das Gebäude folglich in im Wesentlichen entsprechender Weise gegen den Auftriebskörper verspannt wie letzterer gegen den Boden des Gewässers, so dass sich das Gebäude in seinem an dem Auftriebskörper angeordneten Zustand folglich teilweise unter der Wasseroberfläche befindet, und zwar auf einem solchen Niveau, auf welchem es eine zu seiner Verspannung gegen den Auftriebskörper hinreichenden Auftrieb erfährt.
Insbesondere, wenngleich nicht notwendigerweise, bei letztgenannter Ausführungsform kann überdies vorgesehen sein, dass das Gebäude mit einem Antrieb ausgestattet ist, welcher ihm anlässlich seiner Montage an dem Auftriebskörper eine selbsttätige Ausrichtung in Bezug auf denselben oder auch eine eigenständige Fortbewegung nach Art eines Schif- fes ermöglichen kann, so dass es wahlweise zwischen mehreren, am Boden des Gewässers verspannten Auftriebskörpern verkehren und an diesen "andocken" kann. Ein solcher Antrieb kann vorzugsweise eine oder insbesondere zwei motorisch angetriebene Schrauben nach Art herkömmlicher
Schiffsschrauben umfassen, welche mit Abstand voneinander an dem schwimmfähigen Gebäude angeordnet und zweckmäßigerweise um eine, insbesondere im Wesentlichen senkrechte, Achse schwenkbar sind, so dass sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen des Gebäudes im Wasser einfach und schnell ausgeführt werden können. Alternativ können zwei oder mehrere Schrauben freilich auch stationär, d.h. nicht verschwenkbar, an dem schwimmfähigen Gebäude vorgesehen sein, wobei rotatorische Bewegungen des Gebäudes im Wasser, wie z.B. das Drehen an Ort und Stelle oder das Durchfahren einer Kurve, im letztgenannten Fall durch unterschiedliche einschließlich entgegengesetzter Drehgeschwindigkeiten der Schrauben erreicht werden können.
Um die Schwimmstabilität des Gebäudes insbesondere anlässlich der Anordnung an dem Auftriebskörper zu verbessern, kann das Gebäude überdies selbstverständlich mit Schwimmstabilisatoren versehen sein, wie beispielsweise mit solchen, wie sie in Form von Schiffsstabilisatoren bekannt sind (wie z.B. in Form von Schlingerkielen, Flossenstabilisatoren und dergleichen) . Dabei kann das schwimmfähige Gebäude insbesondere wenigstens einen, an seiner Unterseits angeordneten und wahlweise mit Umgebungswasser flutbaren bzw. entleerbaren Ballasttank bzw. Tankstabilisator aufweisen, so dass eine einfache und schnelle Ausrichtung des schwimmenden Gebäudes in Vertikalrichtung möglich ist, indem sein Schwerpunkt durch Fluten des Ballasttanks abgesenkt wird, und ferner auch eine Niveauabsenkung bzw. -anhebung des schwimmenden Gebäudes durch Fluten bzw. Entleeren des Ballasttanks gewährleistet ist. Der Ballasttank kann dabei grundsätzlich als abgeschlossener Raum an der Unterseits des schwimmfähigen Gebäudes ausgestaltet sein, wobei er jedoch vorzugsweise, beispielsweise mittels Sicherheitsschleusen, mit dem begehbaren Innenraum des Gebäu des in Verbindung steht, um im entleerten Zustand als zusätzlicher Nutzraum zur Verfügung zu stehen.
In Bezug auf ein vorteilhaftes Verfahren zur Errichtung ei ner solchen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauwerks mit einem entgegen seiner Auftriebskraft wirksamen Verspannung des Gebäudes gegen den Auftriebskörper kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Auftriebskörper auf einem Niveau unterhalb der Wasseroberfläche gegen den Boden des Gewässers verspannt wird, in welchem er sich zumindest gänzlich unterhalb des schwimmenden Gebäudes befin det, wonach das Gebäude - sei es mittels eines eigenen Antriebs oder sei es von einem Schiff geschleppt - oberhalb des Auftriebskörpers ausgerichtet und entgegen seiner Auftriebskraft mittels Seilen, insbesondere lösbar, gegen den Auftriebskörper verspannt wird. Eine lösbare Verankerung der Seile, worunter im Rahmen der vorliegenden Offenbarung selbstverständlich auch Taue, Trossen und dergleichen verstanden werden, an dem Auftriebskörper und/oder insbesonde re an dem schwimmenden Gebäude kann mittele beliebiger bekannter Verbindungen, wie mittels in Ösen eingreifender Ha ken oder dergleichen, gewährleistet sein.
Die Verspannung des Gebäude gegen den Auftriebs körper kann beispielsweise derart geschehen, indem das Gebäude zunächst, insbesondere durch Fluten eines Ballasttanks desselben der oben genannten Art, auf ein tieferes Niveau ab- gesenkt (der Auftrieb des schwimmenden Gebäudes wird folglich vorübergehend vermindert) , sodann mittels der Seile mit Spiel mit dem Auftriebskörper verbunden und schließlich, insbesondere durch Entleeren des Ballasttanks desselben, auf ein Niveau angehoben wird (der Auftrieb des schwimmenden Gebäudes wird folglich wieder erhöht), in welchem es infolge mittels der Seile gegen den Auftriebskörper verspannt ist. Stattdessen kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Gebäude zunächst mittels der auf Winden aufgewickelten Seile mit Spiel mit dem Auftriebskörper verbunden wird, wonach die Winden betätigt werden, um das Gebäude auf ein Niveau abzusenken, in welchem es wiederum infolge Auftriebs mittels der Seile gegen den Auftriebskörper verspannt ist. Sofern das Gebäude mit einem in Rotation versetzbare Schrauben versehenen Antrieb ausgestattet ist, kann dieser Antrieb beispielsweise zugleich als Antrieb der Winden dienen, um das schwimmende Gebäude gegen den Auftriebskörper zu verspannen. Auch in diesem Fall ergibt sich eine stabile Anordnung des schwimmfähigen Gebäudes an dem Auftriebskörper, wobei der Auftriebskörper aufgrund seiner Verspannung gegen den Gewässerboden sowie das Gebäude aufgrund einer entsprechenden Verspannung gegen den Auftriebskörper auch bei hohem Wellengang keine nennenswerten
Schwankungen vollziehen können.
Wie bereits erwähnt, kann die Ausrichtung des schwimmenden Gebäudes in Bezug auf den Auftriebskörper im Übrigen vorzugsweise
- mittels wenigstens eines, das schwimmende Gebäude schleppenden Schiffes; oder
- mittels eines eigenen Antriebs des schwimmenden Gebäudes, welcher insbesondere wenigstens zwei mit Abstand voneinander angeordnete und vorzugsweise schwenkbare Schrauben umfasst ,
geschieht .
Um das schwimmtähige Gebäude sowohl anlässlich seines "Andockens" an den Auftriebskörper als auch in seinem an dem Auftriebskörper angeordneten Zustand gegenüber hieran angreifender Kräfte infolge Windlast, Wellengang und dergleichen möglichst unempfindlich zu machen, kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Gebäude
- einen im Wesentlichen runden, ovalen oder vieleckigen, insbesondere wenigstens sechseckigen, Querschnitt aufweist und/oder
- sich vertikal nach unten und/oder vertikal nach oben verjüngt,
wobei es insbesondere im Wesentlichen kugel- oder eiförmig ausgestaltet sein kann. In jedem Fall sollte das Gebäude zur Sicherstellung idealer Schwimmeigenschaften im Wesentlichen achssymmetrisch in Bezug auf eine vertikale Längsmittelachse desselben ausgestaltet sein.
Wie bereits angedeutet, kann der Auftriebs körper zum Zwecke einer einfachen und kostengünstigen Herstellung sowie einer einfachen und schnellen Endmontage mit Vorteil modulartig aufgebaut sein und eine Mehrzahl an miteinander verbundenen Hohlkörpern aufweisen, welche insbesondere einzeln, gruppenweise oder gemeinsam mit Umgebungswasser flutbar sind.
Darüber hinaus kann das schwimmfähige Gebäude zweckmäßigerweise eine Schalung aus einem korrosionsfesten Material, insbesondere aus der Gruppe Textilbeton, Carbonbeton und faserverstärkter Kunststoff einschließlich Verbundmaterialien derselben, aufweisen oder im Wesentlichen gänzlich hieraus gefertigt sein. Entsprechendes gilt weitestgehend für den Auftriebskörper einschließlich seiner gegebenenfalls vorgesehenen Tragkonstruktion, welche selbstverständlich auch aus Metall ( legierung) en, wie korrosionsfestem Stahl und dergleichen, gefertigt sein können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Gesamtansicht einer Ausführungsform eines an der Meeresoberfläche errichteten, erfindungsgemäßen Bauwerks mit einem schwimmfähigen Auftriebskörper und einem von dessen Tragkonstruktion getragenen, schwimmfähigen Gebäude; eine schematische perspektivische Detailansicht des auf der Tragkonstruktion des Auftriebskörpers ruhenden Gebäudes des Bauwerks gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine im Wesentlichen der Fig. 2 entsprechende
Ansicht mit geschnittener Darstellung des Gebäudes ;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform eines an der Meeresoberfläche errichteten, erfindungsgemäßen Bauwerks mit einem schwimmfähigen Auftriebskörper und einem mittels Seilen hiergegen verspannten, schwimmfähigen Gebäude in einer Situation, in welcher das schwimmende Gebäude mittels der Seile an dem Auftriebskörper festgelegt, aber noch nicht verspannt worden ist; und Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende schematische Seitenansicht desselben Bauwerks nach Verspannen des schwimmenden Gebäudes gegen den Auftriebskörper infolge Auftriebs.
Die in der Fig. 1 in ihrer Gesamtheit schematisch wiedergegebene Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, an der Oberfläche von Gewässern, insbesondere auf hoher See, errichteten Bauwerks umfasst als wesentliche Bestandteile vornehmlich ein schwimmfähiges Gebäude 1, einen schwimmfähigen Auftriebskörper 2 und eine Tragkonstruktion 3, welche beispielsweise fest mit dem Auftriebskörper 2 verbunden ist .
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, befindet sich der Auftriebskörper 2 gänzlich unterhalb der Wasseroberfläche 4 und ist mittels einer Mehrzahl von an seiner Unterseite festgelegten Spannmitteln 5, wie beispielsweise in Form von Stahlseilen, -tauen bzw. -trossen oder dergleichen, am Boden 6 des Gewässers verankert. Der Auftriebskörper 2 wird auf diese Weise mittels der Spannmittel 5 entgegen seiner nach oben wirkenden Auftriebskraft unter Wasser gedrückt, so dass er gegen den Gewässerboden 6 verspannt und dabei stabilisiert ist. Die Verankerung des Auftriebskörpers 2 am Gewässerboden 6 kann dabei durch beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Mittel geschehen, wie sie eingangs erwähnt und im Übrigen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist der Auftriebskörper 2 beispielsweise im Wesentlichen
( kreis ) ringförmig ausgestaltet und besitzt ferner einen et- wa ( kreis ) ringförmigen Querschnitt. Er kann insbesondere modulartig aus einer Mehrzahl an nicht im Einzelnen dargestellten Ringsegmenten in Form von Hohlkörpern zusammengesetzt sein, welche, z.B. mittels mit Sperrventilen ausgestatteter Öffnungen, mit Umgebungswasser geflutet sowie, z.B. mittels geeigneter Pumpen, entleert werden können (ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellt) . Seine Tragkonstruktion 3 umfasst im vorliegenden Fall mehrere - hier vier - Tragstützen 7, welche z.B. eine etwa stabförmige Gestalt besitzen und sich von der Oberseite des Auftriebskör- pers 2 schräg nach innen und oben erstrecken. An den dem Auftriebskörper 2 abgewandten (oberen) Enden der Tragstützen 7 sind letztere mit einem Tragring 8 verbunden, welcher eine zur Außenkontur des Gebäudes 1 komplementäre Innenkontur aufweist. Weist letzteres folglich wie im vorliegenden Fall eine etwa kugelförmige Ausgestaltung auf, so ist der Tragring 8 von im Wesentlichen kugelsegmentförmiger Gestalt, so dass das Gebäude 1 beispielsweise formschlüssig und insbesondere lösbar auf dem Tragring 8 der Tragkonstruktion 3 des Auftriebskörpers 2 getragen ist.
Wie bereits angesprochen, weist das Gebäude 1 eine in Bezug auf eine vertikale Längsmittelachse desselben achssymmetrische Form auf und ist im vorliegenden Fall etwa kugelförmig ausgestaltet, um ihm einerseits eine hohe Schwimmstabilität, andererseits geringstmögliche Angriffsflächen gegenüber Wind- und Wellenlasten zu verleihen. In der Fig. 3 ist ferner erkennbar, dass das Gebäude 1 mit Schwimmstabilisatoren ausgestattet sein kann, welche im vorliegenden Fall einen oder mehrere an seiner Unterseits angeordnete Ballasttanks 10 umfassen, welche wahlweise mit Umgebungswasser geflutet bzw. entleert werden können und insbesondere mittels Schleusen mit dem übrigen Innenraum des Gebäudes 1 in Verbindung stehen, um sie im entleerten Zustand einer Nutzung zugänglich zu machen. Das Gebäude 1, welches beispielsweise vornehmlich aus Carbonbeton, also einem carbon- faserbewehrten, sowohl druck- als auch insbesondere zugfes- ten Beton, gefertigt sein kann, kann im Übrigen einen zeichnerisch nicht wiedergegebenen Antrieb, wie nach Art von Schiffsschrauben oder dergleichen, umfassen oder auch antriebslos sein, so dass es im schwimmenden Zustand mittels Schiffen geschleppt werden kann.
Wie schließlich wiederum aus der Fig. 1 hervorgeht, kann der Auftriebskörper 2 auf einem solchen Niveau gegen den Gewässerboden 6 verspannt sein, dass das auf seiner Tragkonstruktion 3 ruhende Gebäude 1 mit seinem unteren Ab- schnitt teilweise unterhalb der Wasseroberfläche 4 angeordnet ist (das Gebäude 1 erfährt folglich einen gewissen Auftrieb und vermindert dadurch die von dem Auftriebskörper 2 aufzunehmende Last), oder der Auftriebskörper 2 kann auch auf einem demgegenüber höheren Niveau gegen den Gewässerbo- den 6 verspannt sein, dass seine Tragkonstruktion 3 zumindest größtenteils von der Wasseroberfläche 4 herausragt und sich hierauf ruhende Gebäude 1 praktisch gänzlich oberhalb der Wasseroberfläche 4 befindet (nicht gezeigt). Die Errichtung des Bauwerks gemäß den Fig. 1 bis 3 vollzieht sich in verhältnismäßig einfacher und kostengünstiger Weise beispielsweise dergestalt, dass zunächst der mit der Tragkonstruktion 3 versehene schwimmfähige Auftriebskörper 2 bereitgestellt wird, indem er beispielsweise zu Lande vormontiert wird. Sodann kann er in herkömmlicher Weise mittels geeigneter Schleppschiffe an den vorgesehenen
Standort, beispielsweise auf offener See oder auch in einem Binnengewässer, verbracht werden, wo er gemäß dem Stand der Technik mittels der Spannmittel 5 auf dem gewünschten Niveau gegen den Boden 6 des Gewässers verspannt wird, um eine sogenannte "Tension Leg Platform" zu bilden. Darüber hinaus wird das schwimmfähige Gebäude 1 bereitgestellt, in- dem es beispielsweise gleichfalls zu Lande vormontiert und zu Wasser gelassen wird, um es - sei es mittels eines eigenen Antriebs oder sei es mittels eines Schleppschiffs - gleichfalls zum Errichtungsort des gegen den Gewässerboden 6 verspannten Auftriebskörpers 2 zu verbringen, wobei Bal- lasttanks 10 gegebenenfalls geflutet werden können, um dem Gebäude 1 eine höhere Schwimmstabilität zu verleihen.
Zwecks Anordnung des schwimmenden Gebäudes 1 auf der Tragschale 8 der Tragkonstruktion 3 des Auftriebskörpers 2 kann letzterer z.B. so lange geflutet werden, bis er infolge Schwerkraft auf ein Niveau absinkt, in welchem er sich gänzlich unterhalb des Niveaus des schwimmenden Gebäudes 1 befindet. Sodann wird das Gebäude 1 - sei es wiederum es mittels eines eigenen Antriebs oder sei es mittels eines Schleppschiffs - derart in Bezug auf den Auftriebskörper 2 ausgerichtet, dass es sich senkrecht oberhalb der Tragschale 8 seiner Tragkonstruktion 2 befindet. Sodann kann das Gebäude dadurch an dem Auftriebskörper 2 angeordnet werden, indem letzterer entleert wird, so dass er wieder einen Auftrieb erfährt und auf sein ursprüngliches Niveau angehoben wird, in welchem er mittels der Spannmittel 5 gegen den Gewässerboden 6 verspannt ist. Das Gebäude 1 wird dabei auf der Tragschale 8 der Tragkonstruktion 3 des Auftriebskörper aufgenommen und kommt, insbesondere unter Formschluss, zur dauerhaften Abstützung, wobei es selbstverständlich zusätz- lieh mittels beliebiger bekannter Befestigungsmittel, wie Schrauben, Bolzen oder dergleichen, mit dem Tragring verbunden werden kann. Bei der in den Fig. 4 und 5 in stark schematisierter Form wiedergegebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, an der Oberfläche von Gewässern, insbesondere auf hoher See, errichteten Bauwerks sind identische bzw. wirkungsgleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen und bedürfen keiner nochmaligen Erörterung. Die in den Fug. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich dabei von jener gemäß den Fig. 1 bis 3 vornehmlich dadurch, dass der Auftriebskörper 2, welcher mittels der Spannmittel 5 wiederum eine sogenannte "Tension Leg Platform" bildet, keine Tragkonstruktion 3 (siehe Fig. 1 bis 3) aufweist, sondern seinerseits zum Verspannen des schwimmenden Gebäudes 1 entgegen dessen Auftriebskraft dient. Zu diesem Zweck sind eine Mehrzahl an, beispielsweise etwa gleichmäßig an Umfang des Auftriebskörpers 2 festgelegten, Seilen 11 vorgesehen, welche z.B. im Bereich ihres dem Auftriebskörper 2 entgegengesetzten Endes mittels geeigneter Schwimmkörper, wie Bojen oder dergleichen, an der Wasseroberfläche 4 gehalten sein können, um sie mit geeigneten Befestigungsmitteln des Gebäudes 1, wie Haken, Ösen oder dergleichen, insbesondere lösbar verbinden zu können.
Die Anordnung des Gebäudes 1 an dem Auftriebskörper 2 kann in diesem Fall folglich beispielsweise derart vonstatten gehen, dass, wie in der Fig. 4 veranschaulicht, das schwimmende Gebäude 1 - sei es mittels eines eigenen Antriebs oder sei es mittels eines Schleppschiffs - oberhalb des Auftriebskörpers 2 ausgerichtet wird, welcher sich auf einem Niveau gänzlich unterhalb des schwimmenden Gebäudes 1 befindet. Sodann wird das schwimmende Gebäude 1 mittels der Seile 11 mit dem Auftriebskörper 2 verbunden, wonach die Seile 11 verkürzt werden, um das Gebäude 1 entgegen seiner Auftriebskraft gegen den Auftriebs körper 2 zu verspannen (vgl. die Fig. 5) . Das Verkürzen der Seile 11 kann dabei insbesondere mittels an dem Gebäude 1 angeordneter Winden 12 geschehen, welche zweckmäßigerweise motorisch betätigbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise auch denkbar, dass das Gebäude 1 zunächst durch Fluten seiner
Ballasttanks 10 und dadurch bedingtem verminderten Auftrieb auf ein tieferes Niveau abgesenkt und sodann mittels der Seile 11 mit dem Auftriebskörper 2 verbunden wird, wonach die Ballasttanks 10 entleert werden, so dass das Gebäude 1 infolge erhöhten Auftriebs wieder auf ein höheres Niveau angehoben und dadurch gegen den Auftriebskörper 2 verspannt wird .
Das schwimmfähige Gebäude 1 kann im Übrigen zweckmäßigerweise im Wesentlichen energieautark sein, indem seine Oberfläche mit einer Mehrzahl an Photovoltaikzellen versehen ist, welche mit einem Stromspeicher in leitender Verbindung stehen .

Claims

Patentansprüche
Bauwerk zur Errichtung an der Oberfläche (4) von Gewässern, insbesondere auf offener See, umfassend wenigstens einen schwimmfähigen Auftriebskörper (2), welcher mittels entgegen seiner Auftriebskraft wirksamer Spannmittel (5) am Boden (6) des Gewässers verspannbar ist, sowie wenigstens ein Gebäude (1), welches an dem Auftriebskörper (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) seinerseits schwimmfähig und im schwimmenden Zustand an dem Auftriebskörper (2) anordbar ist.
Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) lösbar an dem Auftriebskörper (2) angeordnet ist.
Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebs körper (2) eine zumindest abschnittsweise zur Außenkontur des Gebäudes (1) komplementäre Tragkonstruktion (3) aufweist, auf welcher das Gebäude (1), insbesondere im Wesentlichen formschlüssig, getragen ist.
Bauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (3) des Auftriebskörpers (2) wenigstens eine Tragschale (8) und/oder wenigstens einen Tragring aufweist, auf welcher bzw. welchem das Gebäude (1) getragen ist.
Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) seinerseits mittels entgegen sei- ner Auftriebskraft wirksamer, insbesondere auf Winden (12) aufwickelbarer, Seile (11) gegen den Auftriebskör per (2) verspannt ist.
Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch kennzeichnet, dass das Gebäude (1) mit einem Antri ausgestattet ist, welcher insbesondere wenigstens mit Abstand voneinander angeordnete, vorzugsweise schwenkbare, Schrauben umfasst.
Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) mit Schwimmstabilisatoren ausgestattet ist, wobei es insbesondere wenigstens einen, an seiner Unterseits angeordneten und wahlweise mit Umgebungswasser flutbaren Ballasttank (10) aufweist.
8. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1)
- einen im Wesentlichen runden, ovalen oder vieleckigen, insbesondere wenigstens sechseckigen, Querschnitt aufweist und/oder
- sich vertikal nach unten und/oder vertikal nach oben verj üngt ,
wobei es insbesondere im Wesentlichen kugel- oder eiförmig ausgestaltet ist.
9. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebskörper (2) modulartig aufgebaut ist und eine Mehrzahl an miteinander verbundenen Hohlkörpern aufweist, welche insbesondere einzeln, gruppenweise oder gemeinsam mit Umgebungswasser flutbar sind.
10. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) und/oder der Auftriebskörper (2) eine Schalung aus einem korrosionsfes ten Material, insbesondere aus der Gruppe Textilbeton, Carbonbeton und faserverstärkter Kunststoff einschließlich Verbundmaterialien derselben, aufweist oder im Wesentlichen gänzlich hieraus gefertigt ist.
11. Verfahren zur Errichtung eines Bauwerks nach einem der vorangehenden Ansprüche an der Oberfläche (4) von Gewässern, insbesondere auf offener See, umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen wenigstens eines schwimmfähigen Auftriebskörpers (2);
- Verspannen des Auftriebskörpers (2) entgegen seiner Auftriebskraft am Boden (6) des Gewässers mittels Spannmitteln (5);
- Bereitstellen wenigstens eines schwimmfähigen
Gebäudes ( 1 ) ;
- Zuwasserlassen des Gebäudes (1) und Ausrichten desselben in Bezug auf den Auftriebskörper (2); und
- Anordnen des schwimmenden Gebäudes (1) an dem Auf- triebskörper (2) .
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass ein mit einer zumindest abschnittsweise zur Außenkontur des Gebäudes (1) komplementären Tragstruktur (3) versehener Auftriebskörper (2) verwendet wird, welcher, insbesondere durch Fluten desselben, auf ein Niveau abgesenkt wird, in welchem sich die Tragstruktur (3) gänzlich unterhalb des schwimmenden Gebäudes (1) befin- det, wonach das Gebäude (1) oberhalb der Tragstruktur (3) ausgerichtet und der Auftriebskörper (2), insbesondere durch Entleeren desselben, infolge seines Auftriebs auf ein Niveau angehoben wird, auf welchem seine Tragkonstruktion (3) das Gebäude (1) zu tragen vermag.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftriebskörper (2) auf einem Niveau unterhalb der Wasseroberfläche (4) gegen den Boden (6) des Gewässers verspannt wird, in welchem er sich gänzlich unterhalb des schwimmenden Gebäudes (1) befindet, wonach das Gebäude (1) oberhalb des Auftriebskörpers (2) ausgerichtet und entgegen seiner Auftriebskraft mittels Seilen (11), insbesondere lösbar, gegen den Auftriebskörper (2) verspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (1) dadurch gegen den Auftriebskörper (2) verspannt wird, indem es
- zunächst, insbesondere durch Fluten eines Ballasttanks (10) desselben, auf ein tieferes Niveau abgesenkt, sodann mittels der Seile (11) mit Spiel mit dem Auftriebskörper (2) verbunden und schließlich, insbesondere durch Entleeren des Ballasttanks (10) desselben, auf ein Niveau angehoben wird, in welchem es mittels der Seile (11) gegen den Auftriebskörper (2) verspannt ist; oder
- zunächst mittels der auf Winden (12) aufgewickelten Seile (11) mit Spiel mit dem Auftriebskörper (2) verbunden wird, wonach die Winden (12) betätigt werden, um das Gebäude (1) auf ein Niveau abzusenken, in welchem es mittels der Seile (11) gegen den Auftriebs- körper (2) verspannt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des schwimmenden Gebäudes (1) in Bezug auf den Auftriebskörper (2)
- mittels wenigstens eines, das schwimmende Gebäude (1 schleppenden Schiffes; oder
- mittels eines eigenen Antriebs des schwimmenden
Gebäudes (1), welcher insbesondere wenigstens zwei mit Abstand voneinander angeordnete, vorzugsweise schwenkbare, Schrauben umfasst,
geschieht .
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