BAUELEMENT

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Bauelement (1) umfassend einen oder mehrere Rahmen (4), an dem oder den an einer ersten Oberfläche eine erste ein- oder mehrschichtige Beplankung (5) und an einer zweiten Oberfläche eine zweite ein- oder mehrschichtige Beplankung (6) angeordnet sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beplankung (5, 6) eine Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung aus einem aufgeschäumten Kunststoffschaum angeordnet ist, die einstückig ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bauelement umfassend einen oder mehrere Rahmen, an dem oder den an einer ersten Oberfläche eine erste ein- oder mehrschichtige Beplankung und an einer zweiten Oberfläche eine zweite ein- oder mehrschichtige Beplankung angeordnet sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beplankung eine Wärme- und/oder Schalldämmung aus einem aufgeschäumten Kunststoffschaum angeordnet ist.

[0002] Die Erfindung betrifft auch ein Baumodul umfassend einen Modulkörper, der aus mehreren Bauelementen zusammengesetzt ist.

[0003] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Rahmens oder mehrerer Rahmen, Anordnung einer ersten ein- oder mehrschichtigen Beplankung auf einer ersten Oberfläche des Rahmens oder der Rahmen, Anordnung einer zweiten ein- oder mehrschichtigen Beplankung auf einer zweiten Oberfläche des Rahmens oder der Rahmen, Anordnung einer Wärme- und/oder Schalldämmung aus einem Kunststoffschaum zwischen der ersten und der zweiten Beplankung.

[0004] Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zu Herstellung eines Baumoduls mit einem Modulkörper, der aus mehreren Bauelementen zusammengesetzt wird.

[0005] Die Verwendung von Holzrahmen-Wandelementen in der Fertighausherstellung ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise DE 100 55 480 A1 oder der DE 199 29 969 A1. Diese Wandelemente bestehen üblicherweise aus einem Holzrahmen, der beidseitig zumindest einschichtig beplankt wird. Um eine ausreichende Wärmedämmung zu erreichen, wird zwischen den Beplankungen eine Wärmedämmung, eine sogenannte Kerndämmung, angeordnet. Die Arten der Wärmedämmungen und die Werkstoffe die hierfür eingesetzt werden sind unterschiedlich. Neben Naturmaterialien kommen auch Schaumstoffe aus verschiedenen Polymeren, wie z.B. Polystyrol oder Polyurethan, zum Einsatz. Üblicherweise werden diese Dämmungen als Plattenware eingebracht oder es wird ein Gemisch aus Polymerteilchen mit einem Bindemittel, z.B. mit Zement versetzte Polystyrolkügelchen, eingeblasen. Letzteres wird häufig für Bodenelemente verwendet. Das Einblasen von Dämmmaterial hat bei richtiger Verarbeitung den Vorteil, dass praktisch keine Hohlräume, also Fehlstellen, ausgebildet werden. Nachteilig dabei ist jedoch die lange Fertigungszeit, sodass ein "schnelles Bauen" nur dann möglich ist, wenn der Fertigteilhausanbieter entsprechende Fertigungskapazitäten hat.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines wärmegedämmten Fertighauses und ein entsprechendes Bauelement dafür bzw. ein entsprechendes Fertighaus zur Verfügung zu stellen.

[0007] Der Begriff Fertighaus wird im Sinne der Erfindung nicht auf ein Wohngebäude an sich beschränkt. Vielmehr wird darunter ein Gebäude verstanden, dass einen Boden, Wände und eine Decke bzw. ein Dach aufweist.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Bauelement gelöst, bei dem die Wärme- und/oder Schalldämmung einstückig ausgebildet ist.

[0009] Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Baumodul gelöst, das aus einem oder mehreren Bauelementen nach der Erfindung gebildet ist.

[0010] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass eine aufschäumbare Masse in den durch die erste und die zweite Beplankung sowie den Rahmen gebildeten Hohlraum oder Hohlräumen eingefüllt wird und der Kunststoffschaum in dem Hohlraum oder den Hohlräumen aufgeschäumt wird.

[0011] Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung eines Baumoduls gelöst, nach dem eines oder mehrere, bevorzugt sämtliche, Bauelemente des Baumoduls erfindungsgemäß hergestellt werden.

[0012] Von Vorteil ist dabei, dass die Herstellung von wärmegedämmten Bauelementen deutlich schneller erfolgen kann, da der Kunststoffschaum in relativ kurzer Zeit aufgeschäumt und gehärtet werden kann. Zudem ist das Verfahren relativ trocken, wodurch das Bauelement schon nach kurzer Zeit weiterverarbeitet werden kann. Es ist damit möglich, die Durchlaufzeiten zur Herstellung von derartigen Bauelementen und den daraus gebildeten Fertighäusern zu verkürzen.

[0013] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Wärme- und/oder Schalldämmung direkt mit der ersten und/oder der zweiten Beplankung und/oder dem Rahmen verbunden ist. Durch die Verbindung wird einerseits die Verbundfestigkeit des Bauelementes an sich verbessert, da damit eine Verbindung der beiden Beplankungen miteinander hergestellt werden kann, und andererseits kann durch die direkte Verbindung auf einen zusätzlichen Kleber und damit einen zusätzlichen Arbeitsschritt verzichtet werden.

[0014] Es kann aber nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Beplankung auf der der Wärme- und/oder Schalldämmung zugewandten Oberfläche zumindest eine Folie aufweist. Durch die Folie kann besser vermieden werden, dass Schaummaterial beim Aufschäumen in eine der Beplankungen eindringt, wodurch eine Störung in der Ausbildung der Schaumstruktur verursacht werden kann.

[0015] Gemäß einer Ausführungsvariante des Baumoduls kann vorgesehen sein, dass die Wärmedämmung und/oder Schalldämmung zwischen den Rahmen des Modulkörpers einstückig ausgebildet ist. Es können damit Wärmebrücken besser vermieden werden. Zudem kann damit die Herstellzeit des Baumoduls weiter verkürzt werden. Darüber hinaus kann damit die Strukturfestigkeit des Baumoduls verbessert werden, da sich der (Klebeeigenschaften aufweisende) Kunststoffschaum vollumfänglich durchgehend und einstückig erstrecken kann. Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens zur Herstellung des Baumoduls kann hierfür vorgesehen sein, dass die Wärmedämmung und/oder Schalldämmung erst in die durch die ersten und die zweiten Beplankungen sowie die Rahmen gebildeten Hohlräume eingefüllt wird und der Kunststoffschaum in den Hohlräumen aufgeschäumt wird, nachdem die Rahmen sämtlicher Bauelemente (1) zum Baumodul montiert worden sind.

[0016] Für eine homogenere Ausbildung der Schaumstruktur kann es nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens von Vorteil sein, wenn die aufschäumbare Masse in den Hohlraum des Bauelementes eingesprüht oder mit einem Gießwerkzeug eingegossen wird.

[0017] In der bevorzugten Ausführungsvariante wird ein Polyurethanschaum unter Verwendung von zumindest einem Polyol und zumindest einem Isocyanat hergestellt, da duroplastische Polyurethanschäume einen sehr gute Wärmedämmeigenschaften aufweist und damit die Wandstärken im Vergleich mit anders gedämmten Bauelementen gering gehalten werden können.

[0018] Dies wiederum ist von Vorteil in Hinblick auf eine vollständige und homogene Ausfüllung des Holraumes des Bauelementes.

[0019] Dabei kann nach weiteren Ausführungsvarianten vorgesehen sein, dass das zumindest eine Polyol mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 35 °C bis 50 °C und/oder dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 38 °C bis 60 °C. Durch diese deutliche Vorwärmung der Komponenten zur Herstellung der Wärmedämmung kann erreicht werden, dass das Aufschäumen schneller erfolgt. Dadurch kann erreicht werden, dass der aufsteigende Schaum eine deutlich kleinere seitliche Druckkraft ausübt, wodurch die Wandelemente einer geringeren Ausbauchung in Folge des Schäumdrucks unterliegen. Vorzugsweise wird dabei aber die Härtezeit nicht verkürzt, womit die Lunkerbildung in der Schaumstruktur besser vermieden werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass beim längeren Härtenlassen ein Schwundverhalten des zuvor schnell aufgeschäumten Kunststoffschaums einsetzt, womit die vorhandene geringe Ausbauchung ausgeglichen werden kann.

[0020] Nach einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die um 3 °C bis 10 °C höher ist, als die Temperatur, mit der das zumindest eine Polyol eingesetzt wird. Im Zuge der Evaluierung der Erfindung konnte nämlich festgestellt werden, dass damit das soeben beschriebene Verhalten der Reaktionsmasse weiter verbessert werden kann.

[0021] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert.

[0022] Es zeigt jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1

einen Ausschnitt aus einem Fertighaus in Holzrahmenbauweise;

Fig. 2

ein Baumodul.

[0023] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0024] In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Fertighaus dargestellt. Konkret zeigt Fig. 1 zwei Bauelemente 1 des Fertighauses in Form eines Außenwandelementes 2 und eines daran anschließenden Bodenelementes 3. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der in Fig. 1 speziell dargestellten Bauelemente 1 nur der Verdeutlichung der Erfindung dienen und keinen einschränkenden Charakter in Bezug auf die Erfindung haben.

[0025] Das Bauelement 1 nach der Erfindung wird in einem Holzrahmenhausbau (auch als Holzriegelbau bezeichenbar) eingesetzt. Dementsprechend kann das Bauelement 1 auch als Holzrahmenbauelement bezeichnet werden. Es umfasst zumindest einen Rahmen 4. In Fig. 1 ist dabei der Rahmen 4 nur teilweise dargestellt, um einen besseren Einblick in den inneren Aufbau des Bauelementes 1 zu haben. An dem Rahmen 4 bzw. den Rahmen 4 sind an einer ersten Oberfläche einer erste und an einer zweiten Oberfläche eine zweite Beplankung 5, 6 befestigt. Der Rahmen 4 ist oder die Rahmen 4 sind dabei bevorzugt zwischen der ersten und der zweiten Beplankung 5, 6 angeordnet.

[0026] Das Bauelement 1 kann eine Wand oder den Boden oder eine Geschoßdecke eines Fertighauses zur Gänze oder mit weiteren Bauelementen 1 zusammen ausbilden. Für den Fall, dass mehrere Bauelemente 1 verwendet werden, sind bevorzugt sämtlich Bauelemente 1 mit dem Rahmen 4 und den Beplankungen 5, 6 ausgebildet. Der Einsatz von mehreren Bauelementen 1 zum Aufbau einer Wand oder des Bodens oder einer Geschoßdecke ist im Holzrahmenbau an sich bekannt.

[0027] Die Beplankungen 5, 6 können mehrere Beplankungselemente aufweisen, beispielsweise Holzbretter, gegebenenfalls mit Nut und Feder, Holzwerkstoffplatten, Gipskartonplatten, etc. Dabei ist selbstverständlich auf die jeweiligen Erfordernisse Bedacht zu nehmen. Beispielsweise werden außenseitig keine Gipskartonplatten verwendet. Demgemäß kann die Beplankung 5 unterschiedlich oder gleich zur Beplankung 6 ausgebildet sein, je nachdem wo das Bauelement 1 in einem Fertighaus verbaut wird.

[0028] Weiter kann zumindest eine der Beplankungen 5, 6 ein oder mehrschichtig ausgeführt sein. In der dargestellten Ausführungsvariante ist die Außenbeplankung des Auswandelementes 2 zweischichtig ausgeführt, wobei zwischen den beiden Schichten ein Hohlraum 7 zur Ausbildung einer hinterlüfteten Beplankung 5 ausgebildet ist. Raumseitig ist die Beplankung 6 nur mit einer Schicht dargestellt. Diese bedeutet jedoch nicht, dass die Beplankung 6 raumseitig nicht auch mehrere Schichten aufweisen kann.

[0029] Zudem besteht die Möglichkeit, dass die Beplankung(en) 5, 6 über den Rahmen 4 zumindest einseitig vorragend angeordnet sind.

[0030] Der Rahmen 4 wird von mehreren horizontalen und vertikalen Profilholz-Elementen 8, 9 gebildet, die an Rahmenecken miteinander verbunden sind. Dabei bilden die horizontalen Profilholz-Elemente 8 (in Fig. 1 ist nur das untere horizontale Profilelement 8 dargestellt) die Schwelle bzw. den Riegel und die vertikalen Profilholz-Elemente 9 die Ständer des Rahmens 4.

[0031] Die Profilholz-Elemente 8, 9 sind im einfachsten Fall als Kanthölzer ausgebildet. Sie können aber auch eine komplexere Querschnittsform aufweisen, beispielsweise mit Nuten zur Aufnahme von Dichtelementen versehen sein. Generell sind die Profilholz-Elemente 8, 9 bevorzugt als Vollholz-Elemente ausgebildet. Sie können aber beispielsweise auch als sogenannte Leimbinder-Elemente ausgeführt sein.

[0032] Das Bodenelement 3 kann ebenfalls als Bauelement 1 mit einem Rahmen 4 aus Profilholz-Elementen 8, 9 (die naturgemäß hier nicht als Schwelle, Riegel bzw. Ständer bezeichnet werden) mit ein- oder beidseitiger ein- oder mehrschichtiger Beplankung 5, 6 ausgeführt sein.

[0033] Weiter können auch für Innenwände oder Geschoßdecken von Fertighäusern als Bauelemente 1 nach der Erfindung ausgeführt sein.

[0034] Durch den Rahmen 4 und die Beplankungen 5, 6 wird ein Hohlraum ausgebildet. In diesem Hohlraum ist ein eine Wärmedämmung 10 (auch als Wärmedämmelement bezeichenbar) angeordnet. Anstelle der Wärmedämmung 10 kann auch eine Schalldämmung angeordnet sein, wobei die Wärmedämmung 10 ebenfalls schalldämmende Eigenschaften aufweisen kann. Die Wärmedämmung 10 ist aus einem aufgeschäumten Kunststoffschaum gebildet.

[0035] In Fig. 2 ist ein Baumodul 11 dargestellt. Das Baumodul 11 ist aus mehreren Bauelementen 1 zusammengesetzt, die Wände 12, einen Boden 13 und eine Decke 14 bzw. ein Dach des Baumoduls 11 bilden. Zur besseren Darstellbarkeit der Erfindung sind die ersten und die zweite Beplankung 5, 6 nur teilweise dargestellt.

[0036] Das Baumodul 11 kann für sich ein komplettes Gebäude, z.B. ein Büro oder ein Wohnhaus bilden. Es ist aber auch möglich, dass mehrere dieser Baumodule 11 zu einem Gebäude kombiniert werden, ein Baumodul 11 dabei beispielsweise nur einen Raum des Gebäudes bildet.

[0037] Jedes der Bauelement 11 weist zumindest einen Rahmen 4 auf. Dessen oder deren Profilholz-Elemente 8, 9 bilden dabei jeweils einen Bestandteil der Wände 12, des Bodens 13 und der Decke 14 bzw. des Dachs. Der voranstehend genannte Hohlraum 7 ist zwischen zwei Rahmen 4 und den beiden Beplankungen 5, 6 ausgebildet. Lediglich die beiden Stirnwände 15 (in Fig. 2 die vordere und die hintere Wand 12 des Baumoduls 11) können jeweils mit nur einem Rahmen 4 ausgeführt sein, sodass auf diese Stirnwände 15 die voranstehenden Ausführungen zu Fig. 1 übertragen werden können.

[0038] Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass das Baumodul 11 auch nur eine oder keine Stirnwand 15 aufweisen kann, insbesondere wenn mehrere Baumodule 11 zu einem einzigen Raum kombiniert werden. Auch in diesem Fall kann aber gegebenenfalls der Rahmen 4 der fehlenden Stirnwand 15/Stirnwände 15 vorhanden sein.

[0039] Der Hohlraum 7 oder die Hohlräume 7 zwischen jeweils zwei Rahmen 4 erstreckt sich bevorzugt über den gesamten Umfang des Baumoduls 11 durchgehend. Damit kann auch die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung zwischen den Rahmen 4 vollumfänglich einstückig ausgebildet werden, wodurch Wärmebrücken vermieden werden können. Es kann damit eine Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung bereitgestellt werden, die sich zwischen den Profilholzelementen 8,9 der Rahmen monolithisch über die Decke 14, zumindest eine, bevorzugt beide, Wände 12 und den Boden 13 erstreckt (=vollumfänglich einstückig). Die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung kann also aus lauter einstückigen "Ringelementen" aufgebaut sein.

[0040] Falls das Fertighaus mehrgeschössig ausgebildet ist, kann sich die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung zwischen den monolithisch Profilholzelementen 8,9 der Rahmen mehrere Geschosse erstrecken. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass bei aneinander angrenzender Decke 14 bzw. Boden 13 nur einer diese beiden Bauteile die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung aufweist.

[0041] Zur Herstellung der Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung wird/werden zuerst der oder die Rahmen 4 bereitgestellt. Danach wird an diesem/diesen die erste Beplankung 5 an einer ersten Oberfläche und die zweite Beplankung 6 an einer zweiten Oberfläche des Rahmes 4/der Rahmen 4 befestigt. Dadurch entsteht der voranstehend genannte Hohlraum zwischen dem/den Rahmen 4 und den beiden Beplankungen 5, 6. In diesen Hohlraum wird danach eine aufschäumbare Masse eingefüllt und aufgeschäumt. Die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung wird also im Bauelement 1 oder im Baumodul 11selbst erzeugt. Bevorzugt erfolgt dies noch im Werk, in dem die Bauelemente 1 oder das Baumodul 11 gefertigt werden/wird. Die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung kann aber auch auf der Baustelle hergestellt werden. Für den Fall, dass der durch den oder die Rahmen 4 und den beiden Beplankungen 5, 6 gebildete Hohlraum vollständig geschlossen ist, werden für das Einbringen der aufschäumbaren Masse entsprechende Durchbrüche 16 (Fig. 2) in eine der Beplankungen 5, 6 oder den Rahmen 4 ausgebildet, die nach dem Aufschäumen wieder verschlossen werden können. Beispielsweise kann dazu ein Beplankungselement, z.B. ein Holzbrett oder Holzwerkstoffbrett, erst nachträglich, d.h. nach der Herstellung der Wärmedämmung 10 und/der Schalldämmung, am Rahmen 4 oder den Rahmen 4 montiert werden.

[0042] Durch das Aufschäumen der Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung in dem durch den Rahmen 4 und den beiden Beplankungen 5, 6 gebildeten Hohlraum wird dieser zu zumindest 95 %, insbesondere zu zumindest 98 %, bevorzugt zur Gänze, mit der Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung ausgefüllt, wobei diese einstückig ausgebildet ist. Die Einstückigkeit kann sich auf ein Wandelement beschränken, wie dies z.B. bei den Stirnwänden 15 der Fall ist, oder vollumfänglich ausgebildet sein, wie dies bereits voranstehend beschrieben wurde.

[0043] Das Aufschäumen der aufschäumbaren Masse in besagtem Hohlraum hat neben der guten und schnellen Volumenfüllung auch den Vorteil, dass Leerverrohrungen bzw. Installationsleitungen einfach in diesem Hohlraum angeordnet und eingeschäumt werden können. Das Ausschneiden von fertigen Wärmedämmelementen entfällt damit.

[0044] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann die Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung direkt mit der ersten und/oder der zweiten Beplankung 5, 6 und/oder dem Rahmen 4 verbunden sein. Dazu kann die Klebekraft der aufschäumbaren Masse oder des daraus hergestellten Kunststoffschaumes ausgenutzt werden. Durch die direkte Anbindung an die erste und/oder die zweite Beplankung 5, 6 und/oder den Rahmen 4 kann eine zusätzliche Versteifung bzw. Aussteifung des Bauelementes 1 erreicht werden, ohne dass dazu ein zusätzlicher Arbeitsschritt für die Einbringung eines Klebers erforderlich wäre.

[0045] Nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Beplankung 5, 6 auf der der Wärmedämmung 10 und/oder Schalldämmung zugewandten Oberfläche zumindest eine Folie aufweist. Diese Folie kann ein oder mehrschichtig ausgebildet sein. Insbesondere ist die Folie in zumindest eine Richtung (insbesondere in Richtung der Umgebung des Fertighauses) dampfdiffusionsoffen ausgebildet, sodass Feuchtigkeit aus dem Wandaufbau besser entweichen kann. Dies kann insbesondere auch von Vorteil sein, wenn Wasser für die Reaktion der aufschäumbaren Masse benötigt wird oder dabei entsteht.

[0046] Die aufschäumbare Masse kann in den durch den Rahmen 4 und die beiden Beplankungen 5, 6 gebildeten Hohlraum injiziert werden, beispielsweise mit Lanzen. Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann die aufschäumbare Masse in diesen Hohlraum mit einem Gießwerkzeug eingegossen werden. Das Injizieren bzw. Einsprühen der aufschäumbaren Masse kann mit Mittel- oder Hochdruckpumpen erfolgen. Bevorzugt wird ein Hochdruckspritzverfahren angewandt.

[0047] Der Druck zum Einbringen der aufschäumbaren Masse in den Hohlraum oder die Hohlräume kann zwischen 45 bar und 175 bar betragen.

[0048] Prinzipiell kann jede geeignet aufschäumbare Masse für das Ausfüllen des durch den Rahmen 4 und die beiden Beplankungen 5, 6 gebildeten Hohlraums eingesetzt werden, wobei diese aufschäumbare Masse bevorzugt kein heterogenes Gemisch mit beispielsweise Schaumstoffpartikeln, etc., ist.

[0049] In der bevorzugten Ausführungsvariante ist die Wärmedämmung 10 und/oder die Schalldämmung ein Hartschaum. Ein Hartschaum ist ein Schaumstoff, der einer Verformung eine Druckfestigkeit von mindestens 0,07 N/mm², insbesondere mindestes 0,1 N/mm² entgegensetzt.
Weiter ist die Wärmedämmung 10 und/oder die Schalldämmung bevorzugt ein geschlossenzelliger, duromerer Schaumstoff, d.h. dass er einen Anteil von mindestens 90 %, bevorzugt mindestens 95 %, geschlossene Zellen aufweist.

[0050] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist der Kunststoffschaum ein Polyurethanschaum und wird daher aus zumindest einem Polyol und zumindest einem Isocyanat hergestellt.

[0051] Das Isocyanat kann ein Toluoldiisocyanat (TDI), beispielsweise ein Toluol-2,4-diisocyanat, oder ein Diphenylmethandiisocyanat (MDI) sein. Vorzugsweise wird ein Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat eingesetzt, das einen NCO-Gehalt zwischen 30 Gew.-% und 35 Gew.-% aufweist. In Hinblick auf die Verarbeitung des Isocyanats ist es weiter von Vorteil, wenn das Isocyanat eine Viskosität bei 25 °C zwischen 150 mPa s und 600 mPa s, insbesondere zwischen 160 mPa s und 300 mPa s, aufweist. Beispielsweise kann als Isocyanat ein Isocyanat mit der Bezeichnung Desmodur ® von Covestro eingesetzt werden, vorzugsweise Desmodur ® 44V20L.

[0052] Als Polyol kann ein Polyester-Polyol oder ein Polyether-Polyol eingesetzt werden. Vorzugsweise wird ein Polyether-Polyol verwendet. Insbesondere wird ein Polyol mit einer Viskosität bei 25 °C zwischen 400 mPa s und 550 mPa s, vorzugsweise zwischen 460 mPa s und 525 mPa s, eingesetzt. Weiter kann das Polyol eine Hydroxylzahl zwischen 50 mg KOH/g und 400 mg KOH/g aufweisen. Beispielsweise kann als Polyol ein Polyol mit der Bezeichnung Baymer ® von Covestro eingesetzt werden, vorzugsweise Baymer ® AL 737.

[0053] Das Polyol kann bereits ein Treibmittel enthalten, beispielsweise auf Basis eines fluorierten Kohlenwasserstoffes. Das Treibmittel kann der aufschäumbaren Masse aber auch gesondert zugemischt werden.

[0054] Das Polyol wird vorzugsweise mit dem Isocyanat in einem Gewichtsverhältnis von Polyol: Isocyanat zwischen 100 : 101 und 100 : 110 eingesetzt.

[0055] Weiter kann die aufschäumbare Masse für PUR-Schaumstoff übliche Zusatzstoffe, wie z.B. einen Katalysator oder einen brandhemmenden Zusatzstoff, enthalten.
Vorzugsweise wird die aufschäumbare Masse als 2-Komponentensystem verarbeitet, obwohl der Einsatz eines 1-Komponentensystems möglich ist.

[0056] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante das zumindest eine Polyol mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 35 °C bis 60 °C, insbesondere zwischen 35,1 °C und 52 °C, bevorzugt zwischen 35,1 °C und 45,1 °C.

[0057] Weiter kann nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 38 °C bis 70 °C, insbesondere zwischen 38 °C und 60 °C, bevorzugt zwischen 38 °C und 52 °C.

[0058] Besonders bevorzugt werden diese beiden letztgenannten Ausführungsvarianten der Verarbeitungstemperaturen des Polyols und den Isocyanats miteinander kombiniert. Es kann damit ein rasches Aufschäumen der aufschäumbaren Masse im durch den oder die Rahmen 4 und die Beplankungen 5, 6 gebildeten Hohlraum erreicht werden. Dadurch kann besser vermieden werden, dass sich Elemente der Beplankungen 5, 6 ablösen oder die Beplankungen 5, 6 zu stark ausbauchen. Durch die schnelle Aufschäumung kann ein schnelleres Aufsteigen der Kunststoffschaums erreicht werden, womit die seitliche Druckkraft, die das Ausbauchen der Wandelemente verursacht, reduziert werden kann. Eine geringe Ausbauchung der Beplankungen 5, 6 kann aber zugelassen werden, da das beim Abbinden und Härten der Reaktionsmasse einsetzende Schwundverhalten die Ausbauchung wieder zurückgehen lässt.

[0059] Aus diesem Grund kann nach einer anderen Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen sein, dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die um 3 °C bis 10 °C höher ist, als die Temperatur, mit der das zumindest eine Polyol eingesetzt wird.

[0060] Generell können das Polyol und das Isocyanat mittels Pumpen, insbesondere Mittel und Hochdruckpumpen, in eine Gießanlage zum Eingießen der aufschäumbaren Masse eingebracht werden.

[0061] Ausführungsbeispiel:
Aus Fichtenkanthölzern wurde ein Rahmen 4 für ein Bauelement 1 hergestellt. Dieser Rahmen wurde anschließend an einer Oberfläche mit einer üblichen Außenverschalung aus Fichte und in einer Stärke von 2 cm beplankt. Für die zweite Beplankung 6 auf der zweiten Oberfläche des Rahmens 4 wurden Pressspanplatten verwendet.

[0062] In den gebildeten Hohlraum wurde in Gemisch aus Baymer ® AL 737 und Desmodur ® 44V20L (Gewichtsverhältnis 100 : 101) eingesetzt. Das Baymer ® AL 737 wurde auf eine Temperatur zwischen 35,1 °C und 45,1 °C und das Desmodur ® 44V20L auf eine Temperatur zwischen 38 °C und 52 °C vorerwärmt eingesetzt.

[0063] Diese Mischung wurde anschließend in den Hohlraum eingegossen. Während einer Zeit zwischen 30 s und 120 s, insbesondere zwischen 50 s und 70 s, schäumt die Masse auf. Anschließend wird die aufgeschäumte Masse für eine Zeit zwischen 150 s und 400 s, insbesondere zwischen 200 s und 240 s, ausgehärtet.

[0064] Nach Fertigstellung der Wärmedämmung 10 zeigten sich an den Beplankungen keine ausgebauchten Stellen.

[0065] Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Bauelementes 1, des Baumoduls 11 und des Verfahrens zu deren Herstellung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

[0066] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Bauelements 1 bzw. des Baumoduls diese bzw. deren Bestandteile nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.

Bezugszeichenaufstellung

[0067] 

1

Bauelement

2

Außenwandelement

3

Bodenelement

4

Rahmen

5

Beplankung

6

Beplankung

7

Hohlraum

8

Profilholz-Element

9

Profilholz-Element

10

Wärmedämmung

11

Baumodul

12

Wand

13

Boden

14

Decke

15

Stirnwand

16

Durchbruch

Ansprüche

1. Bauelement (1) umfassend einen oder mehrere Rahmen (4), an dem oder den an einer ersten Oberfläche eine erste ein- oder mehrschichtige Beplankung (5) und an einer zweiten Oberfläche eine zweite ein- oder mehrschichtige Beplankung (6) angeordnet sind, wobei zwischen der ersten und der zweiten Beplankung (5, 6) eine Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung aus einem aufgeschäumten Kunststoffschaum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung einstückig ausgebildet ist.

2. Bauelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung direkt mit der ersten und/oder der zweiten Beplankung (5, 6) und/oder dem Rahmen (4) verbunden ist.

3. Bauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Beplankung (5, 6) auf der, der Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung zugewandten Oberfläche zumindest eine Folie aufweist.

4. Baumodul (11) umfassend einen Modulkörper, der aus mehreren Bauelementen (1) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere, bevorzugt sämtliche, Bauelemente (1) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet sind.

5. Baumodul (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung zwischen den Rahmen (4) des Modulkörpers einstückig ausgebildet ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes (1) umfassend die Schritte:

- Bereitstellen eines Rahmens (4) oder mehrerer Rahmen (4),

- Anordnung einer ersten ein- oder mehrschichtigen Beplankung (5) auf einer ersten Oberfläche des Rahmens (4) oder der Rahmen (4),

- Anordnung einer zweiten ein- oder mehrschichtigen Beplankung (6) auf einer zweiten Oberfläche des Rahmens (4) oder der Rahmen (4),

- Anordnung einer Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung aus einem Kunststoffschaum zwischen der ersten und der zweiten Beplankung (5, 6),

dadurch gekennzeichnet, dass
eine aufschäumbare Masse in den durch die erste und die zweite Beplankung (5, 6) sowie den Rahmen (4) gebildeten Hohlraum oder Hohlräumen eingefüllt wird und der Kunststoffschaum in dem Hohlraum oder den Hohlräumen aufgeschäumt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aufschäumbare Masse in den Hohlraum des Bauelementes (1) eingegossen oder eingesprüht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschaum aus zumindest einem Polyol und zumindest einem Isocyanat hergestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Polyol mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 35 °C bis 60 °C.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die ausgewählt ist aus einem Bereich von 38 °C bis 70 °C.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Isocyanat mit einer Temperatur eingesetzt wird, die um 3 °C bis 10 °C höher ist, als die Temperatur, mit der das zumindest eine Polyol eingesetzt wird.

12. Verfahren zu Herstellung eines Baumoduls (11) mit einem Modulkörper, der aus mehreren Bauelementen (1) zusammengesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere, bevorzugt sämtliche, der Bauelemente (1) entsprechend einem der Ansprüche 6 bis 11 hergestellt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmung (10) und/oder Schalldämmung erst in die durch die ersten und die zweiten Beplankungen (5, 6) sowie die Rahmen (4) gebildeten Hohlräume eingefüllt wird und der Kunststoffschaum in den Hohlräumen aufgeschäumt wird, nachdem die Rahmen (4) sämtlicher Bauelemente (1) zum Baumodul (11) montiert worden sind.

Zeichnung