Bauelement

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit Blöcken (5) aus einem im Wesentlichen druckfesten Isoliermaterial, wie etwa einem mineralgebundenen Fasermaterial, vorzugsweise aus zement- oder magnesitgebundenen Holzfaserblöcken (5), und mit Streben (6) aus Holz, die zwischen den Blöcken (5) angeordnet sind. Ein einfacher Aufbau bei gleichzeitig hohen Werten für die Wärmedämmung kann dadurch erreicht werden, dass die Streben (6) als dünne Platten ausgebildet sind, die sich in einer Ebene erstrecken, die im Wesentlichen rechtwinkelig zur Ebene des Bauelementes (1, 2) und in Einbaulage des Bauelementes (1, 2) senkrecht ist, und die sich im Wesentlichen über die gesamte Dickenabmessung der Blöcke (5) erstrecken, und dass die Streben (6) mit den Blöcken (5) verklebt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bauelement gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] Es ist bekannt, Bauelemente im Wesentlichen fabriksmäßig herzustellen und diese Bauelemente auf einer Baustelle zu einem Gebäude zusammenzusetzen. Solche Bauelemente können aus Bauelementen, wie etwa Ziegeln oder dergleichen, aufgebaut sein und müssen im Allgemeinen folgende Anforderungen erfüllen:

• ausreichende Stabilität zur Erfüllung der statischen Anforderungen;
• ausreichende Robustheit, um einen sicheren Transport zur Baustelle zu ermöglichen;
• gute Wärmedämmungseigenschaften;
• leichte Verarbeitbarkeit, insbesondere in Hinblick auf das Einbringen von Installationen;
• geringes Gewicht; und
• gute Umweltverträglichkeit.

[0003] Es ist weiters bekannt, Bauelemente als Verbundkonstruktionen herzustellen, bei denen verschiedene Konstruktionselemente zusammenwirken, von denen die einen primär statische Aufgaben übernehmen, während die anderen primär im Sinne der Wärmedämmung eingesetzt werden. Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, Dämmplatten aus zementgebundenen oder magnesitgebundenen Fasern zu verwenden, die im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung "HERAKLITH" erhältlich sind. Solche Platten sind beispielsweise aus der DE 100 06 041 A, der DE 77 05 272 U oder der EP 0 890 780 A bekannt. Solche Platten sind im Allgemeinen nicht dazu geeignet, statische Funktionen zu übernehmen, da ihre Festigkeit, insbesondere die Zug- und Druckfestigkeit, in Richtungen parallel zur Plattenebene unzureichend ist.

[0004] Die CH 680 600 A5 zeigt ein Holzbauwerk in Form einer Holzriegelkonstruktion, bei dem ein Hohlraum im Inneren der Wandelemente mit einem Dämmstoff gefüllt ist. Der Dämmstoff kann aus Mineralfasern, Kork, Holz- oder Papierschnitzeln bestehen. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Fachwerkkonstruktion, bei der ein Holzrahmen aus Pfosten die statische Funktion übernimmt und ein Dämmstoff in den Zwischenräumen des Holzrahmens die entsprechende Wärmedämmung gewährleistet. An den Außenseiten eines solchen Bauelementes müssen zwingend Beplankungsschichten vorgesehen sein, um eine entsprechende Oberfläche des Bauelementes zu schaffen. In manchen Fällen ist es gewünscht, entweder an der Innenseite oder an der Außenseite auch ohne solche Beplankungen auszukommen, da die Herstellung aufwendig ist. Weiters ist es sehr schwierig, bei solchen Bauelementen nachträglich, d.h. nach der ursprünglichen Herstellung, Leitungen oder Rohre zu verlegen, da aus statischen Gründen durchlaufende Schlitze nicht hergestellt werden dürfen. Ein weiterer Nachteil solcher Bauelemente besteht darin, dass ein relativ großer Querschnitt durch die tragende Holzkonstruktion eingenommen wird, die einen wesentlich schlechteren Wärmedurchgangswiderstand aufweist als das Isoliermaterial, wodurch die Isolationseigenschaften verschlechtert werden.

[0005] Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Fachwerkskonstruktionen besteht darin, dass die Bauelemente für ein Gebäude grundsätzlich nach Maß gefertigt werden müssen, d.h., dass eine entsprechend aufwendige Einzelanfertigung erforderlich ist.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauelement anzugeben, das diese Nachteile vermeidet und das es ermöglicht, die oben aufgestellten Forderungen weitestgehend zu erfüllen. Die Wärmedämmung soll die Realisierung von modernen Niedrigenergiehäusern ermöglichen. Insbesondere soll eine kostengünstige fabriksmäßige Herstellung ermöglicht werden.

[0007] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Streben als dünne Platten ausgebildet sind, die sich in einer Ebene erstrecken, die im Wesentlichen rechtwinkelig zur Ebene des Bauelementes und in Einbaulage des Bauelementes senkrecht ist, und die sich im Wesentlichen über die gesamte Dickenabmessung der Blöcke erstrecken, und dass die Streben mit den Blöcken verklebt sind.

[0008] Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich mit allen Isoliermaterialien anwendbar, die eine gewisse Mindestdruckfestigkeit aufweisen. Besonders geeignet ist die Verwendung von mineralgebundenen Fasermaterialien, wie sie beispielsweise unter dem Markennamen "HERAKLITH" im Handel erhältlich sind.

[0009] Als Isoliermaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch Mineralschaumplatten verwendbar, die faserfrei sind und auf Basis einer massehydrophobierten Kalkzementmischung beruhen und im Handel als Sto-Mineralschaumplatten erhältlich sind.

[0010] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass die statischen Kräfte, insbesondere in senkrechter Richtung, durch die Streben nicht allein aufgenommen werden können, da diese so dünn ausgeführt sind, dass sie ausknicken würden. Bei der Erfindung wird das Isoliermaterial dazu herangezogen, das Knicken zu verhindern. Dünn bedeutet daher im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung, dass es erforderlich ist, dass sich die Streben an den angrenzenden Blöcken aus Fasermaterial abstützen müssen. Die Beplankung auf mindestens einer Seite trägt dazu bei, die Scherkräfte in der Wandebene aufzunehmen, die beispielsweise zufolge der Windkräfte auf ein Wandelement einwirken. Durch die geringe Dicke der Streben wird nicht nur eine hervorragende Wärmedämmung erreicht, sondern auch ein besonders hoher Brandwiderstand, der durch die Einbettung der Streben in die Blöcke aus Isoliermaterial bedingt ist.

[0011] Wichtig in diesem Zusammenhang ist dabei auch, dass die vorzugsweise zementgebundenen oder magnesitgebundenen Holzfaserplatten, aus denen gemäß der Erfindung die Blöcke hergestellt sind, durchaus in der Lage sind, Druckbelastungen aufzunehmen und somit die Streben entsprechend abzustützen. Die Streben sind jedoch erforderlich, da die Belastbarkeit der Blöcke nicht ausreicht, um ein einstoffliches Bauelement darzustellen.

[0012] Zur Herstellung der Streben sind besonders sogenannte OSB-Platten geeignet, welche Abkürzung für Oriented Strand Boards steht. Diese Platten sind aus mehreren Schichten von zumeist parallel zur Plattenoberfläche liegenden Längsspänen aufgebaut, wobei die Orientierung der Späne in den einzelnen Schichten in der Art eines Sperrholzes unterschiedlich ist.

[0013] Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist auch, dass sich die Streben über die gesamte Dickenabmessung des Bauelementes erstrecken, wobei allenfalls vorgesehen sein kann, dass die Kanten der Streben geringfügig hinter der Oberfläche des Bauelementes zurückstehen, um eine Nut zu bilden, die nach Bedarf verspachtelt werden kann.

[0014] Andererseits können die Streben jedoch auch beispielsweise auf der zur Rauminnenseite gerichteten Seite des Bauelementes vorstehen, um eine Innenbeplankung aufzunehmen, die in einem Abstand zum eigentlichen Bauelement angeordnet ist, um Installationskanäle oder dgl. zu bilden.

[0015] Das erfindungsgemäße Bauelement ist primär als Wandelement vorgesehen, kann aber in gleicher Weise auch als Deckenelement oder Dachelement in waagrechter bzw. geneigter Form eingesetzt werden.

[0016] Die Verklebung erfolgt beispielsweise mit Klebern auf der Basis von Einkomponenten- oder Zweikomponenten-PU-Schaum, wie sie in der Bauindustrie, beispielsweise beim Trockenausbau, in großem Umfang verwendet werden. Ein Beispiel für einen vorteilhaften Klebstoff ist ein lösungsmittelfreier Einkomponentenklebstoff auf Polyurethanbasis, der unter der Bezeichnung "MACROPLAST-UR7229B" im Handel erhältlich ist. Mit solchen Klebstoffen kann eine flächendeckende dauerhafte und kraftübertragende Verbindung der einzelnen Bestandteile sichergestellt werden.

[0017] Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Bauelemente serienmäßig auf Vorrat hergestellt werden können und nach Bedarf auf das genau erforderliche Maß abgelängt werden können. Dadurch ist keinerlei Einschränkung der realisierbaren Grundrisse gegeben, und es kann rationell und kostengünstig produziert werden.

[0018] Das erfindungsgemäße Bauelement ist gleichermaßen für Außenwände wie für Innenwände von Gebäuden geeignet, wenngleich die besonderen Vorteile in Zusammenhang mit der Wärmedämmung für die Außenwände von spezieller Bedeutung sind. Besonders günstig ist die Möglichkeit, auf unproblematische Weise Kanäle für Rohre oder Leitungen durch Fräsen auch nachträglich herzustellen. Es ist lediglich darauf zu achten, dass eine maximale Tiefe solcher Kanäle nicht überschritten wird, um eine unzulässige Schwächung der Wand zu vermeiden.

[0019] Vorzugsweise weisen die Streben eine Dicke auf, die kleiner ist als 15%, vorzugsweise kleiner als 8% der Dicke des Bauelementes. Insbesondere sollen dabei die Streben eine Dicke aufweisen, die kleiner ist als 15% des Abstandes zwischen den Streben. Typische Abmessungen sind beispielsweise für eine Außenwand mit 25 cm Wandstärke eine Dicke der Streben von etwa 22 mm für eingeschossige Bauten und von etwa 25 mm oder mehr für mehrgeschossige Bauten, sowie eine Breite der Blöcke, d.h. ein Abstand zwischen den Streben von etwa 25 cm. Grundsätzlich wird dabei die Dicke der Streben so klein wie möglich gemacht, um die Verschlechterung des Dämmwertes durch die Streben zu minimieren.

[0020] Die Ausbildung von Stürzen und die Einbindung von Deckenelementen wird im besonderem Maße dadurch begünstigt, dass im Bereich der Oberkante des Bauelementes ein waagrechtes Kantholz oder ein Betonriegel vorgesehen ist, das bzw. der sich auf den Streben abstützt. Die Gesamtstabilität des Bauwerkes kann dabei insbesondere verbessert werden, wenn das Kantholz über mehrere Bauelemente durchlaufend ausgeführt ist und gegebenenfalls Stürze ausbildet. Auf diese Weise wird zusätzlich zu einer baustellenseitigen Verbindung von einzelnen Bauelementen, beispielsweise durch Verklebung mittels PU-Schaum, eine strukturelle Verbindung der Bauelemente erreicht.

[0021] Eine wärmetechnisch günstige Ausbildung im Bereich des Kantholzes bzw. des Betonriegels kann dadurch erreicht werden, dass das Kantholz bzw. der Betonriegel an der Innenseite eines für eine Außenwand vorgesehenen Bauelementes angeordnet ist und etwa die Hälfte der Dicke des Bauelementes aufweist, und dass an der Außenseite ein Abdeckblock aus Fasermaterial angeordnet ist. Auf diese Weise können einerseits die statischen Erfordernisse für die Auflage der Decke optimal erfüllt werden, und andererseits kann eine geringstmögliche Verschlechterung der Wärmedämmung erzielt werden. Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist, dass der an der Außenseite des Kantholzes bzw. des Betonriegels angebrachte Block aus Fasermaterial gleichzeitig als Schalelement für eine im Gießverfahren hergestellte Geschossdecke dienen kann, was eine Verringerung des baustellenseitig erforderlichen Arbeitseinsatzes ermöglicht.

[0022] Eine besonders kostengünstige Bauweise kann erreicht werden, wenn die Blöcke an der Außenseite eine abgeschlossene Oberfläche aufweisen, die streichfertig ist. In diesem Fall müssen nur die Kanten der Streben verspachtelt oder anderweitig abgedeckt werden, um eine durchgängig strukturierte Oberfläche zu schaffen.

[0023] Eine erhöhte Oberflächenqualität kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Blöcke an mindestens einer Außenseite mit einer Beplankung versehen sind. Die Beplankung kann beispielsweise mit sogenannten EPV-Platten oder allen anderen geeigneten Bauplatten erfolgen.

[0024] Durch eine Beplankung auf der Innenseite kann, wenn diese in einem vorbestimmten Abstand zum eigentlichen Bauelement erfolgt, ein Hohlraumsystem geschaffen werden, das für die Aufnahme von Rohrleitungen, Kabeln und dgl. hervorragend geeignet ist.

[0025] Eine kostengünstige Herstellung bei gleichzeitig hoher Qualität kann erzielt werden, wenn sich die Blöcke im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Bauelementes erstrecken. Dies bedeutet, dass die Platten aus Fasermaterial bei der Produktion entsprechend der gewünschten Raumhöhe abgelängt werden, so dass keine waagrechten Stoßfugen im Bauelement entstehen.

[0026] In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch einen Teil einer Gebäudewand, der aus erfindungsgemäßen Bauelementen zusammengesetzt ist;

Fig. 2

einen Teil eines erfindungsgemäßen Bauelementes in einer axonometrischen Darstellung;

Fig. 3

einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement; und

Fig. 4

die Ausbildung von Gebäudeöffnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung im Schnitt.

[0027] In Fig. 1 ist allgemein gezeigt, wie Gebäudeteile aus den Bauelementen der Erfindung zusammengesetzt werden können. Zwei vollflächige Wandelemente 1 sind dabei mit einem Fensterelement 2, einem sogenannten Parapet, verbunden, um eine Fensteröffnung 3 zu schaffen. Die Lastabtragung oberhalb der Fensteröffnung 3 erfolgt über einen Sturz 4.

[0028] In Fig. 2 ist gezeigt, wie die Bauelemente 1, 2 im Detail aufgebaut sind. Diese sind aus Blöcken 5 zusammengesetzt, wobei in der in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsvariante jeweils fünf Blöcke 5 flächig miteinander verleimt sind. An den Stirnseiten sind die Blöcke 5 mit Streben 6 verleimt, die beispielsweise als Schichtholzplatten, wie etwa OSB-Platten, ausgebildet sind und die sich in der Einbaulage senkrecht und quer zur Wandebene erstrecken. An der Gebäudeaußenseite ist eine Beplankung 7 in der Form einer hochverdichteten EPV-Platte aufgebracht, während an der Gebäudeinnenseite eine Gipskartonplatte oder Gipsfaserplatte über senkrechte Steher 9 an den Blöcken 5 bzw. den Streben 6 angebracht ist. Dadurch werden Installationshohlräume 10 geschaffen, die ideal für die Verlegung von Sanitär- und Elektroinstallationen geeignet sind. Die Dicke e der Installationshohlräume 10 kann beispielsweise 4 cm betragen.

[0029] Die Dicke D des Bauelementes ohne Beplankung kann beispielsweise 25 cm betragen, der Abstand a zwischen den einzelnen Stehern wird günstigerweise mit zum Beispiel 16,2 cm festgelegt, was bei Verwendung handelsüblicher Isolierplatten eine verschnittoptimale Fertigung ermöglicht, und die Dicke d der Streben 6 beträgt je nach statischen Erfordernissen beispielsweise 2 cm. Auf diese Weise kann bei vorgegebener Festigkeit eine bauphysikalisch optimale Ausbildung erreicht werden. Mit einem solchen Wandelement kann ohne Beplankung ein Wert von K ≤ 0,35 W/m²K dargestellt werden.

[0030] Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bauelementes im Bereich einer Gebäudeöffnung. Die Ausführungsvariante in Fig. 4 ist insbesondere für mehrgeschossige Bauwerke vorgesehen und besitzt im Bereich der Laibungskante 14 eine Stahlbetonsäule 12 mit Bewehrung 13, die seitlich von Streben 6 überdeckt ist.

Ansprüche

1. Bauelement mit Blöcken (5) aus einem im Wesentlichen druckfesten Isoliermaterial, wie etwa einem mineralgebundenen Fasermaterial, vorzugsweise aus zement- oder magnesitgebundenen Holzfaserblöcken (5), und mit Streben (6) aus Holz, die zwischen den Blöcken (5) angeordnet sind, sowie mit mindestens einer Beplankung an einer Seite des Bauelements, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (6) als dünne Platten ausgebildet sind, die sich in einer Ebene erstrecken, die im Wesentlichen rechtwinkelig zur Ebene des Bauelementes (1, 2) und in Einbaulage des Bauelementes (1, 2) senkrecht ist, und die sich im Wesentlichen über die gesamte Dickenabmessung der Blöcke (5) erstrecken, und dass die Streben (6) mit den Blöcken (5) verklebt sind.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (6) eine Dicke (d) aufweisen, die kleiner ist als 15%, vorzugsweise kleiner als 8% der Dicke (D) des Bauelementes (1, 2).

3. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (6) eine Dicke (d) aufweisen, die kleiner ist als 15% des Abstandes (a) zwischen den Streben (6) und vorzugsweise etwa 12% des Abstandes (a) beträgt.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (6) aus schichtverleimten Holzplatten bestehen.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Oberkante des Bauelementes (1, 2) ein waagrechtes Kantholz oder ein Betonriegel vorgesehen ist, das sich auf den Streben (6) abstützt, und dass das Kantholz oder der Betonriegel über mehrere Bauelemente (1, 2) durchlaufend ausgeführt ist und gegebenenfalls Stürze ausbildet..

6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kantholz oder der Betonriegel an der Innenseite eines für eine Außenwand vorgesehenen Bauelementes (1, 2) angeordnet ist und etwa die Hälfte der Dicke des Bauelementes (1, 2) aufweist, und dass an der Außenseite des Kantholzes (7) ein Abdeckblock (11) aus Fasermaterial angeordnet ist.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (5) an der Außenseite mit einer Beplankung (7) versehen sind eine abgeschlossene Oberfläche aufweisen, die streichfertig ist.

8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (5) an einer Innenseite mit einer Beplankung (8) versehen sind, die von den Blöcken (5) in einem vorbestimmen Abstand (e) angeordnet ist und die an der Innenseite durch senkrechte Steher (9) im Bereich der Streben an den Streben (6) bzw. Blöcken (5) befestigt ist.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Blöcke (5) im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Bauelementes (1, 2) erstrecken.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von Gebäudeöffnungen Verstärkungen in der Form von Stahlbetoneinsätzen (12) vorgesehen sind.

Zeichnung