[0001] Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Bauelement zur Erstellung von Gebäuden,
insbesondere Einfamilienhäusern, nach dem Fertigbauprinzip in Rasterbauweise.
[0002] Im Fertigbau ist es bekannt, mehr oder weniger große plattenförmige Bauteile vorzufertigen
und an der Baustelle zu montieren. Man geht dabei so weit, daß man ganze Wände mit
den entsprechenden Installationen vorfertigt und diese an der Baustelle zusammensetzt.
[0003] Es kommen somit immer geschlossene platten- bzw. tafelförmige Bauelemente zum Einsatz.
Diese Elemente lassen sich zwar relativ einfach transportieren und relativ rasch montieren,
haben jedoch den Nachteil, daß bei einer derartigen Bauweise mit vorgefertigten Tafeln
infolge der statischen Gegebenheiten räumliche Begrenzungen auftreten, da immer dort,
wo es gilt, Kräfte aufzunehmen und weiterzuleiten, ein vollwandiges Tafel- bzw. Plattenelement
angeordnet werden muß. Es lassen sich daher mit dieser rationalisierten Bauweise nur
relativ kleine Räume erstellen, und es sind wenig Variationsmöglichkeiten gegeben.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der angegebenen Art zu schaffen,
das trotz einer entsprechenden Standardisierung den statischen Gegebenheiten weitgehend
Rechnung tragen kann, ohne hierbei eine übermäßige räumliche Begrenzung mit sich zu
bringen. Das Bauelement soll insbesondere für den Holzbau geeignet sein.
[0005] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Bauelement nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs
1 gelöst.
[0006] Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik handelt es sich bei
dem erfindungsgemäß ausgebildeten-Bauelement um ein räumliches Element. Dieses Element,
das vorzugsweise Quaderform besitzt, wird durch ein Skelett von Horizontal- und Vertikalstäben
sowie einer Schrägstütze gebildet. Den statischen Gegebenheiten wird durch die Anordnung
der beiden steifen Rechteck-Rahmen und der Schrägstütze Rechnung getragen.
[0007] Um aus derartigen Bauelementen ein Gebäude zu erstellen, werden mehrere Elemente
nebeneinander angeordnet und aneinander fixiert. Durch die Anordnung einer bestimmten
Zahl von Bauelementen kann der erwünschten Fläche umbauten Raumes Rechnung getragen
werden. Da die einzelnen Wände der räumlichen Skelette abgesehen von den vorhandenen
Schrägstützen nicht unbedingt ausgefacht werden müssen, um die statischen-Anforderungen
zu erfüllen, können durch Zusammensetzen von mehreren Skeletten größere Räume gebildet
werden, wobei in diesen Räumen allenfalls die Vertikalstäbe der Skelettkonstruktionen
eine vernachlässigbar kleine räumliche Einschränkung bilden.
[0008] Das hier beschriebene Bauelement eignet sich insbesondere für Holzkonstruktionen.
Wird aus mehreren Bauelementen ein Gebäude, beispielsweise ein Einfamilienhaus, zusammengesetzt,
so bleibt hierbei vorteilhafterweise die Konstruktion der einzelnen räumlichen Skelette
(Horizontalstäbe, Vertikalstäbe, Knoten, Anschlüsse) sichtbar, was zum einen zur Kostenreduzierung
beiträgt und zum anderen das ästhetische Erscheinungsbild der Konstruktion weiter
verbessert.
[0009] Das erfindungsgemäße Bauelement bietet in bezug auf die Vorfertigung eine Reihe von
Variationsmöglichkeiten. Bei einer ersten Ausführungsform werden die in sich steifen
Rechteck-Rahmen zusammen mit den Horizontalstäben und der Schrägstütze im Werk vorgefertigt,
zur Baustelle transportiert und dort zu dem räumlichen Skelett montiert. Bei Holzbauweise
werden dabei die Rechteck-Rahmen in Holzleimbauweise erstellt. Die Horizontalstäbe
und die Schrägstütze werden mit den Rahmen an der Baustelle verschraubt.
[0010] Bei einer zweiten Variante wird das erfindungsgemäße Bauelement als Ganzes im Werk
gefertigt und als räumliches Gebilde zur Baustelle transportiert. Hierbei entfällt
der zusätzliche Montageaufwand an der Baustelle, jedoch dürfte sich der Transport
schwieriger gestalten. Bei einer dritten und am weitesten rationalisierten Variante
wird das Bauelement bereits als fertige Raumzelle, d.h. mit den erforderlich Wandverkleidungen,
im Werk erstellt und zur Baustelle transportiert. Da die vorgesehenen Wände in keiner
Weise statische Aufgaben erfüllen (keine tragenden Wände), sind in bezug auf die Anordnung
und Gestaltung der Wände große Variationsmöglichkeiten gegeben.
[0011] Ein entscheidendes Merkmal der Erfindung besteht in der Ausgestaltung der Rechteck-Rahmen.
Die Vertikalstäbe eines Rahmen bestehen jeweils aus einem Eckstab und zwei Seitenstäben,
die in Form eines Winkels zusammengesetzt sind. Die Horizontalstäbe der Rahmen sind
dabei so mit den Vertikalstäben verbunden, daß sie auf dem in der Rahmenebene hinter
dem Eckstab befindlichen Seitenstab aufliegen bzw. diesen untergreifen. Auf den anderen
Seitenstäben liegen die senkrecht zur Rahmenebene angeordneten horizontalen Deckenstäbe
auf. Die Ausbildung der Vertikalstäbe der Rahmen aus drei Einzelstäben hat daher den
Zweck, jeweils einen Stab (die bei;den Seitenstäbe) als Stütze für die Auflage eines
Deckenstabes zur Verfügung zu stellen. Allein der Eckstab wird nicht als Auflage verwendet,
sondern dient als Versteifungs
= und Verbindungselement für die beiden Seitenstäbe.
[0012] Ein weiteres entscheidendes Merkmal besteht darin, daß die sowohl in der Rahmenebene
als senkrecht dazu angeordneten Horizontalstäbe nicht in der Ebene des Eckstabes bzw.
des benachbarten Seitenstabes angeordnet sind, sondern auf dem in der Stabebene hinter
dem Eckstab befindlichen Seitenstab aufliegen bzw. diesen-untergreifen. Mit anderen
Worten, die jeweiligen Horizontalstäbe- sind gegenüber den jeweiligen Eckstäben in
das Innere des Bauelementes hinein versetzt angeordnet, so daß zwischen der Außenkante
der Eckstäbe und der Außenkante der Horizontalstäbe ein der Breite der Eckstäbe entsprechender
Abstand verbleibt. Diese spezielle Anordnung hat den Vorteil, daß beim Aneinandersetzen
von Bauelementen zwar die benachbarten Eckstäbe und Seitenstäbe der Vertikalstäbe
aneinanderstoßen, jedoch nicht die benachbarten Horizontalstäbe. Es verbleibt daher
zwischen benachbarten Bauelementen ein ausreichender Raum für die Anordnung von Zwischenwänden
und - nach Anbringung dieser Zwischenwände - immer noch Raum genug für die Anordnung
von Installationen (Rohre, Kabel, etc.), die somit nicht in den Zwischenwänden selbst
untergebracht werden müssen.
[0013] Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelementes übernehmen
die Eckstäbe der -Vertikalstäbe der Rahmen eine weitere Funktion.
[0014] Sie sind hierbei länger ausgebildet als die beiden benachbarten Seitenstäbe, so daß
sich die auf den Seitenstäben aufliegenden Horizontalstäbe an die durchlaufenden Eckstäbe
anlegen können. Die Eckstäbe stellen hierbei eine zusätzliche Kippsicherung für die
Horizontalstäbe dar.
[0015] Die drei Einzelstäbe der Rahmenvertikalstäbe weisen vorzugsweise jeweils einen etwa
quadratischen Querschnitt auf, während die Horizontalstäbe des Bauelementes einen
Rechteokquerschnitt etwa der doppelten Querschnittsgröße der vertikalen Einzelstäbe
besitzen.
[0016] Bei dieser Ausführungsform besitzen die Horizontalstäbe eine ausreichende Höhe, um
mit Hilfe von sich über die halbe Höhe der Stäbe erstreckenden Aussparungen senkrecht
dazu verlaufende Horizontalstäbe, die mit entsprechenden Ausnehmungen versehen sind,
aufnehmen zu können. Dies ist beispielsweise bei einer Ausführungsform des Bauelementes
der Fall, die vier Deckenstäbe und vier Bodenstäbe zur Verbindung der beiden Rechteck-Rahmen
aufweist. Die beiden mittleren Stäbe werden hierbei jeweils von den Horizontalstäben
der Rahmen getragen.
[0017] Wie bereits erwähnt, besitzt das erfindungsgemäß ausgebildete Bauelement Quaderform.
Die beiden in sich steifen Rechteck-Rahmen sind dabei im Querschnitt gesehen an der
kurzen Seite angeordnet. Die Höhe des Bauelementes ist nicht kritisch und kann sich
nach üblichen Geschoßhöhen richten (2,50m) vorteilhafterweise weist das Bauelement
ein Rastermaß (ab Außenkante-Eckstab) von 2,25 m x 4,50 m auf.
[0018] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Horizontalstäbe zur Verbindung der Rahmen mittig mit Längsnuten zur Aufnahme
von Decken- bzw. Bodeaelementen versehen sind. Derartige Elemente können daher zwischen
benachbarte Horizontalstäbe eingeschoben werden und werden in den entsprechenden Nuten
gehaltert. Es kann sich hier beispielsweise um Spanplatten handeln, wobei die verbleibenden
Zwischenräume mit Isoliermaterialien (Mineralwolle) ausgefüllt werden. Als Abschluß
kann wiederum eine Spanplattenschicht Verwendung finden. Spezielle Beispiele für den
Aufbau von Innen- und Außenwänden sind nachfolgend beschrieben.
[0019] Mit Hilfe des erfindungsgemäß ausgebildeten Bauelementes lassen sich somit in einfacher
und billiger Weise Gebäude erstellen. Es sind hierzu keine aufwendigen Fundamente
erforderlich, da mit in sich steifen räumlichen Gebilden gearbeitet wird. Einfache
streifen- bzw. punktförmige Fundamente reichen völlig aus. Durch das Arbeiten mit
derartigen Bauelementen läßt sich eine weitgehende Standardisierung erzielen. Für
das Bauelement selbst werden im wesentlichen nur drei verschiedene Stablängen benötigt.
Räumliche Begrenzungen aufgrund des vorhandenen Rastermaßes sind im wesentlichen nicht
gegeben, da die einzelnen Wände des Bauelementes aufgrund der statischen Erfordernisse
nicht ausgefacht werden müssen, sondern offen bleiben können. Die erforderliche Schrägstütze
ist hierbei vernachlässigbar, da sie nur einen geringen Wandraum einnimmt und dort
angeordnet werden kann, wo ohnehin eine durchlaufende Wand angeordnet werden soll.Pro
Bauelement ist eine Schrägstütze ausreichend.
[0020] Besonders vorteilhafte Effekte lassen sich erzielen, wenn die Bauelemente als Holzkonstruktionen
ausgebildet. sind. Hierbei wird mit Absicht auf eine Verkleidung der einzelnen Stabelemente
verzichtet, so daß die tragende Konstruktion sichtbar bleibt. Durch die vorgesehenen
Eckstäbe der Rahmenvertikalstäbe, die länger ausgebildet sind als die zugehörigen
Seitenstäbe, lassen sich Knoten besonders günstig ausbilden, da die entsprechenden
Knotenstäbe am Eckstab anliegen können. Dies trifft auch für Dachsparren zu.
[0021] Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der
Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bauelementes;
Figur 2 einen Teilschnitt durch ein aus mehreren Bauelementen zusammengesetztes Einfamilienhaus
entlang Linie A-A in Figur 3;
Figur 3 einen Teilgrundriß des in Figur 2 dargestellten Hauses; und
Figur 4 einen Teilschnitt entlang Linie B-B in Figur 3.
[0022] In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bauelementes
dargestellt. Das Bauelement 1 stellt ein räumliches Skelett aus einer Reihe von Horizontal-
und Vertikalstäben dar. Die erforderliche Schrä
gstütze ist hierbei nicht gezeigt. Das Element umfaßt zwei in sich steife Rechteckrahmen
2, die jeweils aus zwei Vertikalstäben 3 und zwei diese miteinander verbindenden Horizontalstäben
4, 9 bestehen. Bei dem Bauelement handelt es sich im ganzen um eine Holzkonstruktion,
wobei die beiden in sich steifen Rahmen in Holzleimbauweise erstellt sind.
[0023] Die Vertikalstäbe 3 der in sich steifen Rahmen bestehen jeweils aus drei Einzelstäben,die
winkelförmig angeordnet und miteinander verleimt sind. Es handelt sich hierbei um
einen Eckstab 5 und zwei Seitenstäbe 6, 7. Der Eckstab 5 ist länger ausgebildet als
die beiden Seitenstäbe.
[0024] Die Einzelstäbe der jeweiligen Rahmenvertikalstäbe besitzen einen etwa quadratischen
Querschnitt. Die beiden Horizontalstäbe 4, 9 der Rahmen weisen einen Rechteckquerschnitt
auf, der etwa doppelt so groß ist wie der Querschnitt der Einzelstäbe der Vertikalstäbe.
Diese Horizontalstäbe sind nicht in der Ebene der Eckstäbe 5 angeordnet, sondern in
der Ebene der hinter den Eckstäben befindlichen Seitenstäbe 7.
[0025] Die entsprechenden Deckenstäbe 4 liegen auf diesen Seitenstäben 7 auf, während die
Bodenstäbe 9 die Seitenstäbe untergreifen. Der Eckstab 5 wirkt hierbei gleichzeitig
als Kippsicherung für die Horizontalstäbe.
[0026] Die Horizontalstäbe der Rahmen sind somit gegenüber den Eckstäben versetzt angeordnet.
Es verbleibt daher zwischen den Eckstäben ein Freiraum, der für die Auskleidung bzw.
Erstellung von Wänden genutzt werden kann. Das gleiche Prinzip ist in der senkrecht
zur Rahmenebene verlaufenden Ebene verwirklicht. Hierbei sind die die Rahmen miteinander
verbindenden Horizontalstäbe 8, 10 ebenfalls nicht in der Ebene der Eckstäbe selbst
angeordnet, sondern in der Ebene des hinter dem Eckstab befindlichen Seitenstabes
6. Dabei liegen die Deckenstäbe 8 auf den entsprechenden Seitenstäben 6 auf, während
die Bodenstäbe 10 die Seitenstäbe untergreifen bzw. auf den horizontalen Bodenstäben
9 der Rahmen aufliegen. Somit trägt jeweils ein Seitenstab 5, 6 der Rahmenvertikalstäbe
einen Deckenstab.
[0027] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Deckenstäbe 8 vorgesehen,
die die Rahmen miteinander verbinden. Desgleichen sind vier Bodenstäbe 10 vorgesehen.
[0028] Die mittleren Decken- und Bodenstäbe liegen auf den entsprechenden Horizontalstäben
der Rahmen auf, wobei an den jeweiligen Kreuzungspunkten sich über die halbe Höhe
der sich kreuzenden Stäbe erstreckende Ausnehmungen
12 vorgesehen sind. Die Stäbe sind daher ineinander eingelassen.
[0029] Schließlich sind sämtliche die Rahmen verbindenden Decken- und Bodenstäbe etwa in
der Mitte ihrer Höhe mit seitlichen Längsnuten 11 versehen, die zur Aufnahme von Verkleidungselementen
(Spanplatten) für die Decke und den Boden dienen.
[0030] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die die Rahmen miteinander verbindenden
Deckenstäbe 8 eine größere Länge auf als der Abstand der Rahmenebenen.
[0031] Die vorstehenden Stababschnitte werden hierbei für die Dachkonstruktion benutzt und
könne beispielsweise eine Auflage für entsprechende Dachsparren (nicht gezeigt), die
an den durchlaufenden Eckstäben anliegen können, bilden. Ferner kann auf den äußeren
Enden der vorstehenden Abschnitte eine Dachrinne angeordnet sein.
[0032] Die Figuren 2 bis 4 zeigen Teile eines Einfamilienhauses, das aus mehreren Bauelementen
1, 20 zusammengesetzt ist. Die Figur 3 zeigt einen Grundriß, während Figur 2 und Figur
4 Schnitte entlang den Linien A-A und B-B in Figur 3 darstellen. In den Figuren sind
die tragenden Stäbe, d.h. die Bestandteile der Bauelemente, verstärkt dargestellt.
In Figur 2 erkennt man die horizontalen Rahmenstäbe 4, 9. Desweiteren ist die in einer
Wandebene des Bauelementes vorgesehene Schrägstütze 13 dargestellt. Schließlich ist
ein Dachsparren 14 angedeutet, der an einem Eckstab 5 eines Rahmenvertikal-Stabes
anliegt.
[0033] Wie Figur 3 zeigt, handelt es sich bei dem in Figur 2 dargestellten Baulement 1 um
ein solches, das zwei Außenwände 17, 22, eine durchlaufende Innenwand 21 und eine
freie Seite aufweist. Neben dieses Element
1 sind zwei andere Elemente 20, 30 gesetzt. Hierbei liegen die Vertikalstäbe 3 der
jeweiligen Elemente aneinander an. Die Elemente können bereits im Werk als fertige
Raumzellen hergestellt werden und werden dann an der Baustelle nur noch aneinandermontiert
bzw. es wird eine entsprechende Außenwandverblendung angebracht. Wenn zwei Elemente
aneinandergesetzt sind, bildenihre benachbarten Wandabschnitte eine gemeinsame Innenwand
21, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel folgenden Aufbau besitzt:
16 mm Spanplatte, 58 mm Mineralwolle, 32 mm Luftschicht, 58 mm Mineralwolle und 16
mm Spanplatte, so daß sich eine Innenwandstärke von insgesamt 180 mm ergibt. Eine
Außenwand 17, 22 hat folgenden Aufbau: 16 mm Spanplatte, 58 mm Mineralwolle, 16 mm
Spanplatte, 50 mm Hartschaum, 45 mm Luftschicht, 115 mm Verblendung, so daß sich eine
Gesamtaußenwandstärke von 300 mm ergibt. Man erkennt hieraus, daß die Verkleidungen
des Bauelementes im wesentlichen einheitlich aufgebaut sind, wobei für eine Außenwand
lediglich noch nachträglich auf der Baustelle eine Hartschaumschicht und eine entsprechende
Verblendung anzubringen sind.
[0034] Figur 4 zeigt die Anordnung einer Bodenwand 16 und Deckenwand 15. Man erkennt, daß
in die Längsnuten 11 der Horizontalstäbe 8 und 10 Spanplatten eingeschoben sind. Über
diesen Spanplatten befindet sich eine Schicht aus Mineralwolle, worauf eine auf die
Stäbe 10, 8 aufgebracht zweite Spanplattenschicht folgt. Natürlich können auch die
Boden- und Deckenwände bereits werksseitig gefertigt sein.
[0035] Ergänzend sei noch erwähnt, daß durch die beim Aneinandersetzen von mehreren Bauelementen
erhaltene steife Deckenscheibe ein Teil der Schrägstützen entfallen kann. Bei einem
aus mehreren Bauelementen zusammengesetzten Komplex muß daher nicht unbedingt jedes
einzelne Bauelement eine Schrägstütze aufweisen.
1. Vorgefertigtes Bauelement zur Erstellung von Gebäuden, insbesondere Einfamilienhäusern,
nach dem Fertigbauprinzip in Rasterbauweise, gekennzeichnet durch ein räumliches Skelett
aus zwei gegenüberliegenden, in sich steifen Rechteck-Rahmen (2), die jeweils aus
zwei Vertikal- und zwei Horizontalstäben (3; 4, 9) bestehen, wobei die Vertikalstäbe
(3) jeweils aus einem Eckstab (5) und zwei Seitenstäben (6, 7) in Form eines Winkels
zusammengesetzt sind und die Horizontalstäbe (4, 9) auf dem in der Rahmenebene hinter
dem Eckstab befindlichen Seitenstab (7) aufliegen bzw. diesen untergreifen, aus zwei
die Rahmen (2) an den Ecken miteinander verbindenden und auf den anderen Seitenstäben
(6) aufliegenden horizontalen Deckenstäben (8), zwei die Rahmen an den Ecken miteinander
verbindenden und auf den Horizontalstäben (9) der Rahmen aufliegenden horizontalen
Bodenstäben (10) und mindestens einer Schrägstütze (13) in der von den Horizontalstäben
(8) senkrecht zur Rahmenebene gebildeten Ebene.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rahmen (2) verbindenden
Deckenstäbe sowohl auf den Seitenstäben (6) der Vertikelstäbe (3) als auch auf den
Horizontalstäben (4) der Rahmen aufliegen.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es vier horizontale
Decken-und vier horizontale Bodenstäbe (8, 10) zur Verbindung der Rahmen (2) aufweist,
von denen jeweils die beiden mittleren auf den Horizontalstäben (4, 9) der Rahmen
aufliegen.
4. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die drei Einzelstäbe (5, 6, 7) der Rahmenvertikalatäbe (3) jeweils einen etwa quadratischen
Querschnitt aufweisen, während die Horizontalstäbe (4, 9, 8, 10) des Elementes einen
Rechteckquerschnitt etwa der doppelten Querschnittsgröße der vertikalen Einzelstäbe
besitzen.
5. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rahmen (2) in Holzleimbauweise erstellt sind.
6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die übrigen Stäbe bzw.
Stützen mit den Rahmen verschraubt sind.
7. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
es ein Rastermaß (ab AuBenkante-Eckstab) von 2,25m x 4,50 m aufweist, wobei die Rahmen
an der kurzen Seite angeordnet sind.
8. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Horizontalstäbe (8, 10) zur Verbindung der Rahmen (2) mittig mit Längsnuten (11)
zur Aufnahme von Decken- bzw. Bodenelementen versehen sind.
9. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Eckstab (5) der Vertikalstäbe (3) des Rahmens länger ausgebildet ist als die beiden
Seitenstäbe (6, 7) und daß die Horizontalstäbe des Rahmens und die die Rahmen verbindenden
Eckhorizontalstäbe seitlich an den Rahmeneckstäben anliegen.
0. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
es als verkleidete Raumzelle ausgebildet ist.
1. Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rahmenvertikalstäbe jeweils einstückig ausgebildet sind und einen den zusammengesetzten
drei Einzelstäben entsprechenden Querschnitt besitzen.
12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rahmenvertikalstäbe jeweils zweistückig ausgebildet sind, wobei der Eckstab und ein
Seitenstab zu einem Stabelement zusammengefügt sind und der andere Seitenstab mit
diesem Stabelement verbunden ist.