[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Verbinden eines Holzbauelements
mit einem Gebäudeelement. Weiters betrifft die Erfindung eine Holzbauverbindung, umfassend
zumindest ein solches Verbindungssystem. Schließlich betrifft die Erfindung ein Gebäude,
umfassend zumindest ein solches Verbindungssystem.
Stand der Technik
[0002] Im Betonbau sind verschiedene Verbindungssysteme zum Verbinden eines Gebäudes mit
einem auskragenden Bauteil, welche lokale Kältebrücken vermeiden, hinlänglich bekannt.
Durch thermische Entkopplung von Gebäudeaußenhülle und dem auskragenden Bauteil kann
die Anbringung bzw. Durchführung einer Dämmschicht ohne Unterbrechung bewerkstelligt
werden.
[0003] Im Holzbau verursacht die Ausbildung von auskragenden Bauteilen auf Grund der relativ
schlechten Wärmeleitfähigkeit von Holz geringe lokale Kältebrücken, die im Normalfall
nur zu geringen bauphysikalischen Schwachstellen führen. Holz ist mit einer Wärmeleitfähigkeit
von ca. 0,12 W/mK rund einen Faktor 3 schlechter als übliche Wärmedämm-Materialien,
die eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/mK aufweisen. Bei Gebäuden mit erhöhten
wärmetechnischen Anforderungen (wie z.B. bei Passivhäusern, Aktivhäusern) bereiten
die nach dem Stand der Technik ausgeführten Auskragungen mit einer Durchführung des
Holzelementes und einer Unterbrechung der Dämmebene auch im Holzbau Probleme.
[0004] Neben den Anforderungen an den Wärme- oder Kälteschutz besteht im Holzbau bei der
Ausführung von Auskragungen beim Stand der Technik eine weitere, teilweise noch viel
größere Schwachstelle. Diese betrifft die Ausbildung einer durchgehenden luftdichten
Ebene, um eine unerwünschte lokale Konvektion von warmer, feuchtegesättigter Luft
von innen nach außen zu verhindern, um den daraus resultierenden erhöhten Feuchteeintrag
in die tragenden Konstruktionselemente und die damit meist einhergehende Schädigung
zu vermeiden. Da systembedingt bei Konstruktionen aus Holz, insbesondere Brettsperrholz
(kurz BSP bzw. CLT), Fugen und Stöße vorhanden sind, ist die Gefahr einer erhöhten
Luftkonvektion im Bereich von Elementstößen aber auch im Bereich von Lamellenstößen
der einzelnen Elemente besonders hoch. Diese kann nur durch einen erhöhten Arbeitsaufwand
durch nachträgliches Versiegeln und/oder Verkleben vermindert werden.
[0005] Ein weiteres Problem im Holzbau ist die Witterungsexposition auskragender Bauteile,
insbesondere auch während der Bau- und Montagephase. Auch bei regelkonformer Abdichtung
der auskragenden Bauteile kann es durch verschiedene Faktoren (z.B. direkte Bewetterung)
zu einer Schädigung des Holzbauteils kommen. Erschwerend kommt hinzu, dass in einem
Schadensfall Kragbauteile, die vom Gebäudeinneren in den Außenbereich durchlaufen,
nur mit einem erheblichen Aufwand ersetzt werden können, bzw. in der Regel nur als
eigenständige vorgesetzte Bauteile wieder montierbar sind, wodurch eigene Lastableitungskonstruktionen
erforderlich werden.
Kurzbeschreibung der Erfindung
[0006] Die gegenständliche Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Verbindungssystem
für den Holzbau bereitzustellen, welches sich den oben genannten Problemen annimmt.
Insbesondere soll das Problem der erhöhten Luftkonvektion, die Austauschbarkeit der
Kragbauteile, sowie die thermische Entkopplung des Kragbauteils gelöst werden.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verbindungssystem zum Verbinden eines Holzbauelements
an einem Gebäudeelement, gekennzeichnet durch einen ersten Halteabschnitt für das
Gebäudeelement, einen zweiten Halteabschnitt für das Holzbauelement, ein Koppelelement,
welches den ersten Halteabschnitt und den zweiten Halteabschnitt lösbar miteinander
verbindet, wobei der zweite Halteabschnitt (i) einen holzbauelementseitigen Beschlag
mit einer ersten Kontaktfläche zur Befestigung an einer ersten Fläche des Holzbauelements
und (ii) einer zweiten Kontaktfläche für eine zweite Fläche des Holzbauelements aufweist,
wobei die erste Kontaktfläche des holzbauelementseitigen Beschlags und die zweite
Kontaktfläche des zweiten Halteabschnitts einen von 180° verschiedenen Winkel α miteinander
einschließen.
[0008] Beim Gebäudeelement handelt es sich bevorzugt ebenfalls um ein Holzbauelement, beispielsweise
um eine Geschossdecke.
[0009] Ein solches Verbindungssystem wird einerseits über den ersten Halteabschnitt, vorzugsweise
über einen gebäudeseitigen Beschlag, am Gebäude, wie z.B. einer Geschossdecke, befestigt.
Andererseits wird das Holzbauelement, wie z.B. ein Balkon oder Balkonträger, über
den holzbauelementseitigen Beschlag befestigt, sodass Gebäude und Holzbauelement über
das Verbindungselement verbunden sind. Die Verbindung ist eine lösbare Verbindung.
Das bedeutet, dass die Verbindung der beiden Halteabschnitte gelöst werden kann, ohne
dass einer der Halteabschnitte zerstört wird, z.B. über eine Schraubverbindung, Nieten
oder dergleichen.
[0010] Über ein solches Verbindungssystem ist es möglich, dass der gebäudeseitige Beschlag
mit einem Luftdichtheitselement zunächst am Gebäude befestigt wird. In einem weiteren
Schritt wird die gebäudeeigene Luftdichtheitsschicht mit dem Luftdichtheitselement
beispielsweise mittels Verklebung verbunden.
[0011] Die Luftdichtheitsschicht kann eine Folie und/oder thermische und/oder akustische
Dämmelemente aufweisen, die auf das Gebäude aufgebracht werden.
[0012] Danach kann das Holzbauelement über den holzbauelementseitigen Beschlag am Gebäude
befestigt werden, indem die beiden Beschläge über das Koppelelement miteinander verbunden
werden. Die Verbindung zwischen den beiden Beschlägen ist zwar lösbar, aber auch im
Wesentlichen biegesteif und starr. Eine lösbare Verbindung kann im einfachsten Fall
eine Schraubverbindung sein. Andere Arten von Verbindungen wären aber auch denkbar,
wie z.B. eine Hakenverbindung, eine formschlüssige Verbindung wie beispielsweise eine
Schwalbenschwanzverbindung. Unter einer starren Verbindung ist eine solche gemeint,
bei der Deformationen so gering sind, dass die Kraftangriffspunkte vernachlässigbare
Verschiebungen erfahren. Allenfalls umfassen solche starre Verbindungen gedämpft elastische
Verbindungen, die sich aus Körperschalldämmung ergeben.
[0013] Dadurch, dass zwei in einem von 180° verschiedenen Winkel zueinander angeordnete
Kontaktflächen vorgesehen sind, umgreift der Halteabschnitt das Holzbauelement an
zwei Kontaktflächen, was einen idealen Kraftfluss innerhalb des Verbindungssystems
ermöglicht.
[0014] In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der erste Halteabschnitt (i) einen
gebäudeseitigen Beschlag mit einer ersten gebäudeseitigen Kontaktfläche zur Befestigung
an einer ersten Fläche des Gebäudeelements und (ii) eine zweite gebäudeseitige Kontaktfläche
für eine zweite Fläche des Gebäudeelements aufweist, wobei die erste gebäudeseitige
Kontaktfläche des gebäudeseitigen Beschlags und die zweite gebäudeseitige Kontaktfläche
des ersten Halteabschnitts einen von 180° verschiedenen Winkel β miteinander einschließen.
[0015] Die bisher beschriebenen Ausführungsvarianten ermöglichen einen idealen Kraftfluss
zwischen den zu verbindenden Elementen. Insbesondere treten durch übliche schlanke
Querschnittsformen des Holzbauelements hohe Biegespannungen auf. Indem der zweite
Halteabschnitt einen holzbauelementseitigen Beschlag mit einer Kontaktfläche zur Befestigung
an einer ersten Fläche des Holzbauelements und eine Anlagefläche für eine zweite Fläche
des Holzbauelements aufweist, wobei diese Flächen in einem Winkel α, der von 180°
verschieden ist, zueinander angeordnet sind, können diese Biegemomente vom holzbauelementeseitigen
Beschlag über das Koppelelement auf das Gebäudeelement ideal übertragen werden. Dies
ermöglicht auch weit auskragende Holzbauelemente.
[0016] Wenn auch der erste Halteabschnitt einen gebäudeseitigen Beschlag mit einer Kontaktfläche
zur Befestigung an einer ersten Fläche des Gebäudeelements und einer Kontaktfläche
für eine zweite Fläche des Gebäudeelements aufweist, und wenn auch hier die Kontaktfläche
des gebäudeseitigen Beschlags und die andere Kontaktfläche einen Winkel β von 180°
miteinander einschließen, können auch diese Kräfte ideal übertragen werden.
[0017] In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Winkel α und / oder der
Winkel β etwa zwischen 45° und 135°, vorzugsweise etwa 90° betragen. Darüber hinaus
werden Holzbauelemente in der Regel mit rechtwinkelig zueinander angeordneten Flächen
hergestellt, sodass sich hier auch produktionstechnische Vorteile ergeben.
[0018] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Kontaktfläche des gebäudeseitigen Beschlags
und die erste Kontaktfläche des holzbauelementseitigen Beschlags im Wesentlichen parallel
zueinander angeordnet sind oder im Wesentlichen in einer Ebene liegen. Die Variante,
dass die Kontaktflächen etwa in einer Ebene liegen oder nur einen Versatz (und damit
eine parallele Anordnung) von unter 100 % der Dicke des Holzbauelements aufweisen
hat für die Kräfteübertragung Vorteile.
[0019] Es kann in einer Ausführungsvariante der gebäudeseitige Beschlag und der holzbauelementseitige
Beschlag im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein oder im Wesentlichen
in einer Ebene liegen.
[0020] Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die zweite Kontaktfläche des zweiten Halteabschnitts
und die zweite Kontaktfläche des ersten Halteabschnitts im Wesentlichen parallel zueinander
angeordnet sind. Damit sind diese beiden Kontaktflächen mit Abstand zueinander angeordnet.
Dies hat den Vorteil, dass in diesen Abstand weitere Elemente, insbesondere Dämmelemente,
Putz, Brandschutzelemente oder dgl. einbringbar sind.
[0021] Daher kann vorgesehen sein, dass im Einbauzustand das Holzbauelement zum Gebäudeelement
um einen Abstand D beabstandet zu liegen kommen, sodass zwischen Holzbauelement und
Gebäudeelement ein Wärmedämmelement und/oder ein anderes Fassadenelement - wie beispielsweise
eine Verputzschicht oder Brandschutzplatten - einbringbar ist.
[0022] Weiters kann vorgesehen sein, dass der gebäudeseitige Beschlag derart ausgebildet
ist, dass er mittels zumindest eines Befestigungsmittels mit dem Gebäudeelement verbindbar
ist, und dass der holzbauelementseitige Beschlag mit dem Holzbauelement mittels zumindest
eines Befestigungsmittels verbindbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Montage des
Holzbauelements und des Gebäudeelements. Im einfachsten Fall können Bohrungen vorgesehen
sein, über welche die Befestigungsmittel einführbar und in das Holzbau- oder Gebäudeelement
einbringbar sind. Es kann sich bei den Befestigungsmitteln um stiftförmige wie z.B.
um Schrauben, Nägel, Bolzen oder dgl. handeln. Es können aber auch andere Arten der
Befestigung vorgesehen sein, wie z.B. Klammern, Halterungen, Kleber etc.
[0023] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der jeweilige Beschlag Führungen für - vorzugsweise
stiftförmige - Befestigungsmittel aufweist, sodass die Befestigungsmittel in einem
definierten räumlichen Winkel γ, δ zur jeweiligen Kontaktfläche des Beschlags einbringbar
sind. Es kann zumindest ein Teil der Führungen der Befestigungsmittelführungen so
ausgebildet sein, dass im Einbauzustand die jeweiligen stiftförmigen Befestigungsmittel
in das jeweilige Bauelement schräg zur Anlagefläche am Beschlag eindringen, vorzugsweise
unter einem räumlichen Winkel γ, δ zwischen 30 Grad und 60 Grad (Fig. 4). Dies ist
insbesondere vorteilhaft, wenn Holzbau- oder Gebäudeelement aus Brettsperrholz bestehen,
da so eine stabile und sichere Verankerung gewährleistet wird. Aber auch Brettschichthölzer
oder unverleimte Hölzer können auf diese Art sicher befestigt werden.
[0024] In einer Ausführungsvariante ist eine Stellvorrichtung vorgesehen, mit welcher der
Neigungswinkel ε zwischen der zweiten Kontaktfläche des zweiten Halteabschnitts und
der zweiten gebäudeseitigen Kontaktfläche des ersten Halteabschnitts einstellbar ist.
Damit können lastbedingte oder produktionsbedingte Neigungen zwischen Holzbauelement
und Gebäudeelement ausgeglichen werden.
[0025] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Stellvorrichtung ein Stellelement aufweist,
mit welchem ein Abstand d zwischen erstem Halteabschnitt und zweitem Halteabschnitt
veränderbar ist. Im einfachsten Fall bilden dabei die parallel zueinander angeordneten
Kontaktflächen der beiden Halteabschnitte über das Koppelelement ein Profil mit zwei
Schenkeln, z.B. ein U- oder V-Profil (wobei die Orientierung des Profils egal ist),
wobei die Schenkelenden über das Stellelement distanzveränderlich sind.
[0026] Die Stellvorrichtung kann an einer ersten Verbindungsstelle am gebäudeseitigen Beschlag
und mit Abstand an einer zweiten Verbindungsstelle am holzbauelementseitigen Beschlag
befestigt sein, wobei die Stellvorrichtung ein Stellelement aufweist, mit welchem
der Abstand d zwischen den beiden Verbindungsstellen veränderbar ist.
[0027] Auch kann die Stellvorrichtung einen Gelenkabschnitt aufweisen, mit welchem der Neigungswinkel
ε einstellbar ist.
[0028] Beispielsweise könnte ein gelenkiges Stellelement vorgesehen sein, welches eine Kugelkalotte
aufweist, mittels dessen zumindest der Neigungswinkel zwischen gebäudeseitigem Beschlag
und holzbauelementseitigem Beschlag um eine mittels Kugelkalotte ausgebildete Drehachse
A verstellbar ist. Alternativ dazu kann das Stellelement eine Stellvorrichtung aufweisen,
die eine Zugschraube, eine Druckschraube, einen Exzenter oder einer Kombinationen
davon, aufweist, welche durch das Stellelement mittels Kugelkalotte, Zylindersegment
oder dgl. aufgenommen wird.
[0029] Weiters kann vorgesehen sein, dass am ersten Halteabschnitt ein Luftdichtheitselement
angebracht ist, an welchem die gebäudeseitige Luftdichtheitsschicht, beispielsweise
mittels Verklebung, angebunden wird.
[0030] Das Verbindungssystem kann derart ausgebildet sein, dass das Koppelelement mit dem
gebäudeseitigen Beschlag, dem holzbauelementseitigen Beschlag oder beiden lösbar und
im Wesentlichen starr verbindbar ist. In diesen Fall ist das Koppelelement von den
beiden Beschlägen abtrennbar. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Koppelelement
mit dem gebäudeseitigen Beschlag unlösbar verbunden und mit dem holzbauelementseitigen
Beschlag lösbar und im Wesentlichen starr verbunden. Diese Ausführungsvariante hat
den Vorteil, dass der gebäudeseitige Beschlag einerseits am Gebäude befestigt werden
kann und der holzbauelementseitige Beschlag andererseits am Holzbauelement befestigt
werden kann, woraufhin die beiden Beschläge miteinander verbunden werden, sodass das
Holzbauelement rasch montiert werden kann.
[0031] Die lösbare Verbindung von gebäudeseitigem Beschlag und holzbauelementseitigem Beschlag
kann z.B. auch so erfolgen, dass gleichzeitig auch das Holzbauelement befestigt wird.
Beispielsweise kann eine Schraube vorgesehen sein, mit welcher die beiden Beschläge
miteinander verbunden werden, indem die Schraube durch Aufnahmen in den beiden Beschlägen
(z.B. Bohrungen) geführt wird und in das Holzbauelement eingeschraubt wird.
[0032] In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Koppelelement und der
holzbauelementseitige Beschlag Abschnitte aufweisen, die formschlüssig dergestalt
ineinander greifen, dass zumindest ein Teil des Lastabtrages vom holzbauelementseitigen
Beschlag zum Koppelelement über diesen Formschluss erfolgt.
[0033] Das Koppelelement weist bevorzugt Aussparungen und mehrere Schenkel auf, die einen
idealen Kraftfluss ermöglichen. Daher kann ein Versteifungselement vorgesehen sein,
um die Stabilität des Koppelements zu erhöhen. Falls das Koppelelement parallele Schenkel
aufweist, kann das Versteifungselement die beiden Schenkel miteinander verbinden.
[0034] Es kann vorgesehen sein, dass der holzbauelementseitige Beschlag im Montagezustand
das Holzbauelement am holzbauelementseitigen Beschlag hängend verbindbar ist.
[0035] In einem Aspekt der Erfindung ist eine Holzbauverbindung vorgesehen, welche ein Verbindungssystem
der vorgenannten Art aufweist, wobei der holzbauelementseitige Beschlag und der gebäudeelementseitige
Beschlag mit dem Koppelelement verbunden sind, ein Holzbauelement, das mit dem holzbauelementseitigen
Beschlag mittels zumindest eines Befestigungsmittels verbunden ist, und ein Gebäudeelement,
das mit dem gebäudeelementseitigen Beschlag mittels eines Befestigungsmittels verbunden
ist.
Detailbeschreibung der Erfindung
[0036] Weitere Vorteile und Details der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren
dargestellt.
- Fig. 1a, 1b
- zeigt zwei Ansichten einer Holzbauverbindung nach Stand der Technik.
- Fig. 2
- zeigt ein Verbindungssystem nach der Erfindung.
- Fig. 3
- zeigt die im Verbindungssystem nach Fig. 2 auftretenden Kraftflüsse und Kontaktflächen
- Fig. 4
- zeigt ein Verbindungssystem gemäß einer Ausführungsform.
- Fig. 5
- Zeigt ein Verbindungssystem in Anlehnung an Fig. 2 mit Holzbauelement und Gebäudeelement
in leichten Abwandlungen.
- Fig. 6
- zeigt eine alternative Ausführungsvariante eines Verbindungssystems.
- Fig. 7, 8
- zeigen weitere Verbindungssysteme in Anlehnung an Fig. 2 mit Holzbauelement und Gebäudeelement
in leichten Abwandlungen.
- Fig. 9
- zeigt eine Stelleinrichtung für ein Verbindungssystem.
- Fig. 10
- zeigt mehrere Anordnungspositionen in schematischer Darstellung anhand eines Gebäudes.
[0037] Fig. 1a und 1b zeigen eine Holzbauverbindung nach Stand der Technik im Querschnitt
und im Schrägriss. Ein auskragendes Holzbauelement 3 ist mit einem Gebäudeelement
5 verbunden, indem das auskragende Holzbauelement 3 das Gebäudeelement 5 durchdringt.
In den Fig. 1a und 1b sind Luftströme durch Pfeile verdeutlicht. Ein Luftstrom, der
an die Fuge zwischen Holzbauelement 3 und Gebäudeelement 5 trifft, kann aufgrund der
fehlenden luftdichten Ebene in das Gebäudeinnere eintreten.
[0038] Fig. 2 zeigt eine Holzbauverbindung gemäß der Erfindung. Das Verbindungssystem 1
ist zur Verdeutlichung ohne Holzbauelement 3 und Gebäudeelement 5 dargestellt (siehe
auch Fig. 5 und 6) und es weist eine ersten Halteabschnitt 13 für das Gebäudeelement
5, und einen zweiten Halteabschnitt 14 für das Holzbauelement 3 auf. In der Mitte
ist das eigentliche Koppelelement 15 dargestellt, welches den ersten Halteabschnitt
13 und den zweiten Halteabschnitt 14 lösbar miteinander verbindet. Hierfür ist der
zweite Halteabschnitt 14 mit Koppelschrauben 23 am ersten Halteabschnitt 13 befestigt.
[0039] Der zweite Halteabschnitt 14 weist einen holzbauelementseitigen Beschlag 20 mit einer
ersten Kontaktfläche 30 zur Befestigung an einer ersten Fläche des Holzbauelements
3 auf. Das Holzbauelement 3 wird hierfür an die Kontaktfläche 30 angelegt und mittels
Befestigungsmitteln 40 fixiert. Weiters weist der holzbauelementseitige zweite Halteabschnitt
14 eine zweite Kontaktfläche 31 für eine zweite Fläche des Holzbauelements 3 auf.
Das Holzbauelement 3 liegt an dieser Stelle an der zweiten Kontaktfläche 31 an und
sorgt so für eine Kraftableitung in das Koppelelement 15 hin zum ersten Halteabschnitt
13.
[0040] Die erste Kontaktfläche 30 des holzbauelementseitigen Beschlags 20 und die zweite
Kontaktfläche 31 des zweiten Halteabschnitts stehen in einem, an den Kraftfluss und
das Holzbauelement angepassten, Winkel α zueinander (hier dargestellt mit α=90°).
[0041] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der erste Halteabschnitt 13
einen gebäudeseitigen Beschlag 19 mit einer ersten Kontaktfläche 32 zur Befestigung
an einer ersten gebäudeseitigen Kontaktfläche 32 des Gebäudeelements 5 aufweist. Auch
an diesem Halteabschnitt 13 erfolgt mittels Befestigungsmitteln 40 (z.B. Schrauben)
eine Befestigung, wobei an dieser Stelle das Gebäudeelement 5 befestigt wird.
[0042] Der erste Halteabschnitt 13 weist weiters eine zweite Kontaktfläche 33 für eine zweite
gebäudeseitige Fläche 33 des Gebäudeelements 5 auf. Das Gebäudeelement 5 liegt also
ebenfalls an zwei Flächen 32, 33 am Verbindungselement 1 an, wobei erste Kontaktfläche
32 des gebäudeseitigen Beschlags 19 und zweite Kontaktfläche 33 des ersten Halteabschnitts
13 einen Winkel β einschließen, der entsprechend einem optimalen Kraftfluss und das
Holzbauelement angepasst ist (hier dargestellt mit β =90°).
[0043] Im Verbindungssystem 1 der Fig. 2 liegen die erste Kontaktfläche 32 des gebäudeseitigen
Beschlags 19 und mit die erste Kontaktfläche 30 des holzbauelementseitigen Beschlags
20 in einer Ebene. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 sind diese beiden Kontaktflächen
30, 32 parallel zueinander angeordnet und weisen einen Versatz Δh auf.
[0044] Das Verbindungssystem 1 der Fig. 2 weist weiters eine in einem Abstand D parallele
Anordnung der zweiten Kontaktfläche 31 des zweiten Halteabschnitts 14 und der zweiten
Kontaktfläche 33 des ersten Halteabschnitts 13 auf. Es wäre damit möglich, zwischen
die beiden Halteabschnitte 13, 14 im Bereich des Koppelements 15 ein Wärmedämmelement
7 einzubringen.
[0045] Holzbau- 3 und Gebäudeelement 5 sind mit mehreren Befestigungsmitteln 40 mit dem
Verbindungssystem 1 verbunden. Hierfür kommen insbesondere stiftförmige Befestigungsmittel
40 wie Schrauben (dargestellt), Nägel, Bolzen, und Klammern aber auch flächige Befestigungsmittel
40 wie Epoxidharzkleber oder dgl. in Frage. Bei Verwendung von stiftförmigen Befestigungsmitteln
40 weist der jeweilige Beschlag 19, 20 Befestigungsmittelführungen 41 auf, sodass
diese in dem an das erforderliche Trag- und Steifigkeitsverhalten angepassten Winkeln
γ, δ zur jeweiligen Kontaktfläche 30, 32 bzw. 31, 32 des Beschlags 19, 20 einbringbar
sind. Die Winkel γ, δ sind hier jeweils in etwa mit 45° dargestellt.
[0046] Im Bereich des Koppelements 15 ist eine Stellvorrichtung 26 vorgesehen. Mit dieser
kann der der Neigungswinkel ε zwischen den Schenkeln 22a, 22b des Koppelelementes
15 eingestellt werden. Sofern die Winkel α und β (wie in Fig. 2 im Gegensatz zu Fig.
3) dargestellt einen Winkel von 90° einschließen, so befinden sich die erste Kontaktfläche
33 des ersten Halteabschnitts 13 in derselben Ebene wie der erste Schenkel 23a und
die Kontaktfläche 31 des zweiten Halteabschnittes 14 in derselben Ebene wie der zweite
Schenkel 23b des Koppelelementes. Der Neigungswinkel ε beträgt für übliche Anwendungsgebiete
meist 0° (parallele Anordnung der Schenkel 23a, 23b des Koppelelementes 15), kann
aber last- oder konstruktionsbedingt auch davon abweichen. Mit der Stellvorrichtung
26 kann dieser Neigungswinkel ε auf den gewünschten Wert eingestellt werden. So kann
z.B. eine Neigung ausgeglichen werden, um die Kontaktflächen 31 und 33 wieder parallel
anzuordnen, oder es könnte eine gewünschte Neigung eingeführt werden, wenn das Holzbauelement
z.B. als Vordach (Fig. 10, rechts unten) ausgebildet ist und ein von 0° verschiedener
Neigungswinkel gewünscht ist.
[0047] Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Stellvorrichtung 26 ein Stellelement 27
auf, mit welchem ein Abstand d zwischen erstem Halteabschnitt 13 und zweitem Halteabschnitt
14 veränderbar ist. Dadurch kann der Winkel zwischen den Schenkeln 23a, 23b des Koppelelementes
15 verstellt werden. Dabei wird die Neigung der zueinander U-förmig angeordneten Schenkel
22a, 22b verändert.
[0048] Im Einbauzustand ist das Holzbauelement 3 zum Gebäudeelement 5 um einen Abstand D
beabstandet, sodass zwischen Holzbauelement 3 und Gebäudeelement 5 ein Wärmedämmelement
7 und/oder ein anderes Fassadenelement 8 - wie beispielsweise eine Verputzschicht
oder Brandschutzplatten - einbringbar ist.
[0049] Erkennbar ist außerdem das Versteifungselement 29 für einen besseren Kraftfluss zwischen
den beiden Halteabschnitten 13, 14.
[0050] Fig. 3 zeigt Kraftflüsse innerhalb des Verbindungssystems 1, die auf Grund der Belastungen
des Holzelementes 3 bzw. des Gebäudeelementes 5 entstehenden Biegemomenten- und Querkraft
Beanspruchungen an den jeweiligen Halteabschnitt 13, 14 entstehen, übertragen zu können.
Durch die der statischen Beanspruchung angepasste Anordnungen der Kontaktflächen zwischen
den Beschlägen 19, 20 und den zu verbindenden Elementen 3, 5 wird das Biegemoment
in mehrere Zug- und Druckkomponenten F
1, F
2, F
3 aufgeteilt, wodurch eine Aktivierung mehrerer Tragreserven des Grundmaterials erfolgt.
In weiterer Folge wird dadurch eine ausschließliche Biegebeanspruchung der Halteabschnitte
13, 14 verhindert. Die Kraftübertragung zwischen dem Holzelement 3 und dem Gebäudeelement
5 erfolgt durch das Koppelelement 15. Dabei verursachen die Biegemomenten- und Querkraft-Beanspruchungen
hauptsächlich Zug- und Druckkräfte F
1 im Koppelelement 15. Die Zugkraft wird vom Halteabschnitt 13 auf Halteabschnitt 14
durch das Stellelement 26, und die Druckkraft vom Holzbauelement 3 auf das Gebäudeelement
5 über die Kontaktflächen 32 und 33 übertragen. In Abhängigkeit des Steifigkeitsverhältnisses
der Befestigungsmittel 40 zum Beschlag 13, 14 wird ein sekundäres Biegemoment in eine
Kraftkomponente F
2, F
3 zerlegt, wobei die Zugkomponente durch das/die Befestigungsmittel 40 und die Druckkomponente
durch die Kontaktflächen 30, 31, 32, 33 in das anzuschließende Element (Holzbauelement
3, Gebäudeelement 5) übertragen werden.
[0051] Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Verbindungssystems 1. Gleiche Bauteile
sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass auf die Figurenbeschreibung
der anderen Figuren verwiesen werden darf und nur die Unterschiede beschrieben sind.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist am holzbauelementseitigen Beschlag 20 noch
eine dritte Kontaktfläche 34 auf, an der das Holzbauelement 3 anliegen kann. Außerdem
ist das Verbindungssystem 1 breiter ausgebildet, sodass die Versteifungselemente 29
nicht mehr nur in einer Ebene sondern stiftförmig in zwei Ebenen ausgebildet sind.
Die lösbare Befestigung setzt sich hier aus einer Steckverbindung (Formschluss) zusammen
die eine Auflage 44 bietet, damit das Holzbauelement 3 mit dem vormontierten, holzbauseitigen
Beschlag 20 am ersten Halteabschnitt 13 an den gebäudeseitigen Beschlag 19 des Gebäudeelementes
5 montiert werden kann.
[0052] Fig. 5 zeigt das Verbindungssystem 1 von Fig. 2 mit einem Holzbauelement 3 und einem
Gebäudeelement 5 mit der dazwischen liegenden durchlaufenden luftdichten Ebene, gebildet
aus einem Luftdichtheitselement 16 im Bereich des Koppelelementes 15 und der gebäudeeigenen
Luftdichtheitsschicht 17, sowie dem dazwischen liegend angeordnetem Dämmelement 7,
und die Anbringung eines etwaigen Fassadenelements 8. Außerdem ist an der Unterseite
des Koppelelementes 15 die Anordnung eines Brandschutzelementes 6 dargestellt.
[0053] Fig. 6 zeigt eine Ausführungsvariante zum Verbindungssystem 1 wie in Fig. 2 oder
4 mit dem Unterschied, dass im Verbindungssystem 1 der Fig. 2 die erste Kontaktfläche
32 und die zweite Kontaktfläche 33 des gebäudeseitigen Beschlags 19 in einer Ebene
liegen (β=180°).
[0054] Fig. 7 zeigt ein sehr ähnliches Verbindungssystem 1 wie in Fig. 2 oder 4 mit dem
Unterschied, dass im Verbindungssystem 1 der Fig. 2 die erste Kontaktfläche 32 des
gebäudeseitigen Beschlags 19 und die erste Kontaktfläche 30 des holzbauelementseitigen
Beschlags 20 in einer Ebene liegen, während im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 diese
beiden Kontaktflächen 30, 32 parallel zueinander angeordnet sind und einen Versatz
Δh aufweisen.
[0055] Fig. 8 zeigt ein Verbindungssystemen 1 gemäß der Erfindung, wobei hier, neben der
wärmetechnischen und luftkonvektiven Entkopplung, die Möglichkeit aufgezeigt wird,
wie mittels Einlagen von Körperschalldämmelementen 9 entsprechende Verbesserungen
des Schallschutzes erreicht werden können.
[0056] Fig. 9 zeigt ein gelenkiges Stellelement in drei verschiedenen Positionen. Das Stellelement
weist eine Kugelkalotte 28 auf und ermöglicht die Einstellung des Neigungswinkels
zwischen gebäudeelementseitigem Beschlag 19 und holzbauelementseitigem Beschlag 20
um eine mittels Kugelkalotte 27 ausgebildete Drehachse A.
[0057] Fig. 10 beschreibt ein Gebäude mit Verbindungssystemen 1 gemäß der Erfindung, wobei
unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten gezeigt sind. Möglichkeiten für die Anwendung
sind z.B. Balkonbefestigungen, Zwischendeckenbefestigungen, Vordachbefestigungen oder
Dachbefestigungen.
1. Verbindungssystem (1) zum Verbinden eines Holzbauelements (3) an einem Gebäudeelement
(5),
gekennzeichnet durch
einen ersten Halteabschnitt (13) für das Gebäudeelement (5),
einen zweiten Halteabschnitt (14) für das Holzbauelement (3),
ein Koppelelement (15), welches den ersten Halteabschnitt (13) und den zweiten Halteabschnitt
(14) lösbar miteinander verbindet,
wobei der zweite Halteabschnitt (14)
(i) einen holzbauelementseitigen Beschlag (20) mit einer ersten Kontaktfläche (30)
zur Befestigung an einer ersten Fläche des Holzbauelements (3) und
(ii) eine zweiten Kontaktfläche (31) für eine zweite Fläche des Holzbauelements (3)
aufweist,
wobei die erste Kontaktfläche (30) des holzbauelementseitigen Beschlags (20) und die
zweite Kontaktfläche (31) des zweiten Halteabschnitts (14) einen von 180° verschiedenen
Winkel (α) miteinander einschließen.
2. Verbindungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halteabschnitt (13)
(i) einen gebäudeseitigen Beschlag (19) mit einer ersten Kontaktfläche (32) zur Befestigung
an einer ersten Fläche des Gebäudeelements (5) und
(ii) eine zweite Kontaktfläche (32) für eine zweite Fläche des Gebäudeelements (5)
aufweist,
wobei die erste Kontaktfläche (32) des gebäudeseitigen Beschlags (19) und die zweite
Kontaktfläche (33) des ersten Halteabschnitts (13) einen von 180° verschiedenen Winkel
(β) miteinander einschließen.
3. Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) und / oder der Winkel (β) etwa zwischen 45° und 180°, vorzugsweise
etwa 90° betragen.
4. Verbindungssystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche (32) des gebäudeseitigen Beschlags (19) und die erste Kontaktfläche
(30) des holzbauelementseitigen Beschlags (20) im Wesentlichen parallel zueinander
angeordnet sind oder im Wesentlichen in einer Ebene liegen.
5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kontaktfläche (31) des zweiten Halteabschnitts (14) und die zweite Kontaktfläche
(33) des ersten Halteabschnitts (13) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet
sind.
6. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der holzbauelementseitige Beschlag (20) mit dem Holzbauelement (3) mittels zumindest
eines Befestigungsmittels (40) verbindbar ist und gegebenenfalls der gebäudeseitige
Beschlag (19) mit dem Gebäudeelement (5) mittels zumindest eines Befestigungsmittels
(40) verbindbar ist, wobei vorzugsweise der jeweilige Beschlag (19, 20) Befestigungsmittelführungen
(41) für die Befestigungsmittel (40) aufweist, sodass die Befestigungsmittel in einem
von 90° verschiedenen Winkel (y, δ) zur jeweiligen Kontaktfläche (30, 31, 32, 33)
des Beschlags (19, 20) einbringbar sind.
7. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellvorrichtung (26) vorgesehen ist, mit welcher der Neigungswinkel (ε) zwischen
den Schenkeln (23a) und (23b) des Koppelelementes (15) einstellbar ist.
8. Verbindungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (26) ein Stellelement (27) aufweist, mit welchem der Abstand
(d) zwischen erstem Halteabschnitt (13) und zweitem Halteabschnitt (14) veränderbar
ist.
9. Verbindungssystem nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (26) einen Gelenkabschnitt aufweist, mit welchem der Neigungswinkel
(ε) einstellbar ist.
10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Halteabschnitt (13) ein Luftdichtheitselement (16) angebracht ist, an welchem
die gebäudeelementseitige Luftdichtheitsschicht, beispielsweise mittels Verklebung,
angebunden wird.
11. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Einbauzustand das Holzbauelement (3) zum Gebäudeelement (5) um einen Abstand D
beabstandet zu liegen kommen, sodass zwischen Holzbauelement (3) und Gebäudeelement
(5) ein Wärmedämmelement (7) und/oder ein anderes Fassadenelement (8) - wie beispielsweise
eine Verputzschicht - einbringbar ist.
12. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Koppelelement (15) zwischen dem ersten Halteabschnitt (13) und dem zweiten
Halteabschnitt (14) ein Brandschutzelement (6) angebracht ist und/oder dass zwischen
den Kontaktflächen (30, 31, 32, 33) Körperschalldämmelemente (9) angeordnet sind.
13. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im eingebauten Zustand die Halteabschnitte (13,14) gemeinsam mit dem Holzbauelement
(3) und dem Gebäudeelement (5) ein Verbundbauteil darstellen, wobei durch entsprechende
Anordnung der Befestigungselemente (40) zu den Kontaktflächen (30,31,32,33,43,44)
der Kraftfluss über das Holzbauelement (3) und Gebäudeelement (5) erfolgt.
14. Holzbauverbindung (2), welche aufweist
ein Verbindungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der holzbauelementseitige
Beschlag (14) und der gebäudeelementseitige Beschlag (13) mit dem Koppelelement (15)
verbunden sind,
ein Holzbauelement (3), das mit dem holzbauelementseitigen Beschlag (14) mittels zumindest
eines Befestigungsmittels (40) verbunden ist, und
ein Gebäudeelement (5), das mit dem gebäudeelementseitigen Beschlag (13) mittels eines
Befestigungsmittels (40) verbunden ist.
15. Bauwerk mit einer Holzbauanordnung nach Anspruch 14.