CH670671A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Bauverbundelemente und insbesondere Bauverbundplatten, die zahlreiche Anwendungen in der Bauindustrie haben, beispielsweise zum Herstellen von Wänden.

Eine häufig angewandte Methode, um eine Wand aufzurichten, besteht darin, dass man einen Holzrahmen bildet, der dann mit Galswolle gefüllt wird. Weil diese Holzrahmen nicht sehr widerstandsfähig gegenüber Schwerkräften sind, wird üblicherweise eine Sperrholzverkleidung an den Holzrahmen genagelt. Diese Sperrholzverkleidung ist jedoch ziemlich teuer und verleiht dem Bauelement nicht immer ausreichende Scherfestigkeit. Ungenügende Scherfestigkeit wird auch beobachtet, wenn eine Spanplatte anstelle von Sperrholz auf den Holzrahmen genagelt wird. Die Verwendung einer Spanplatte ist zudem nachteilig wegen des übermässigen Gewichtes, welches zum Erreichen einer ausreichenden Stärke erforderlich ist.

In der Britischen Patentschrift 1 587 012 wird vorgeschlagen, den freien Raum der Wand, der durch die Holzrahmen eines Gebäudes aufgespannt wird, mit Polyurethanschaum oder mit Polystyrolschaum aufzufüllen. Solche Holzrahmen, bei denen der Raum im Rahmen mit Polyurethanschaum- oder Polystyrolschaumplatten ausgefüllt ist, haben mehrere Nachteile beim Aufrichten von Wänden. In erster Linie müssen die Grösse des Rahmens und der Schaumplatte genau aufeinander stimmen, um Spalte zwischen dem Rahmen und der Schaumplatte zu vermeiden. Spezielle Abdichtungen wurden in der GB Patentschrift 1 587 012 vorgeschlagen, um solche schwierig zu vermeidenden Spalten aufzufüllen. Solche Abdichtungen erhöhen jedoch die Installationskosten. Zudem hat der Holzrahmen eine viel geringere Isolationsfähigkeit als die Schaumplatte und bildet daher Wärmebrücken in der Bauplatte.

Daher ist es erwünscht, ein Bauverbundelement bereitzustellen, welches nicht nur gute Isolationseigenschaften sondern auch hohe Festigkeit, insbesondere hohe Scherfestigkeit, aufweist. Es ist ebenfalls erwünscht, ein Bauelement bereitzustellen, das vorfabriziert und leicht installiert werden kann und welches vorzugsweise ein relativ geringes Gewicht hat.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauverbundelement, welches a) eine Kernplatte aus einem harten, geschäumten Material aus einem expandierten, synthetischen Harz und b) zwei steife Rahmen von im wesentlichen derselben Länge und derselben Breite wie die Länge und Breite der Kernplatte, welche an der Hinter- und der Vorderseite der Kernplatte befestigt sind, enthält.

Die erfindungsgemässe Bauverbundplatte hat eine erstaunlich hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Scherkräften.

Weiterhin weist das erfindungsgemässe Bauverbundelement keine thermischen Brücken auf.

Fig. 1 illustriert eine perspektivische Hinteransicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Bauverbundelementes.

Fig. 2 illustriert eine perspektivische Vorderansicht der ersten Ausführungsform des Bauverbundelementes.

Fig. 3 stellt eine schematische Illustration des Bauverbundelementes entlang der Linie A-A in Fig. 1 und 2 dar.

Fig. 4 bis 7 sind schematische Illustrationen des Querschnittes von weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemässen Bauverbundelementes.

Das erfindungsgemässe Bauverbundelement wird im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält das Bauverbundelement eine Kernplatte 1 aus einem harten, geschäumten Material aus einem expandierten synthetischen Harz, beispielsweise aus einem harten Polyurethanschaum oder einem harten Polystyrolschaum. Vorzugsweise ist die Kernplatte 1 eine harte extrudierte Polystyrolplatte, welche eine Dichte von 20 kg/m3, vorzugsweise von 30 kg/m3, bis 60 kg/m3, vorzugsweise bis 50 kg/m3 aufweist. Besonders bevorzugt ist die Kernplatte feuchtigkeitsunempfindlich. Die Dicke der Kernplatte 1 hängt von den gewünschten Isolationseigenschaften und Festigkeit des Bauelementes ab. Vorzugsweise ist die Dichte von 30 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt von 50 mm bis 120 mm. Die Länge und Breite der Platte ist nicht kritisch. Übliche Längen sind von 2 bis 6 m, vorzugsweise von 2 bis 3 m. Übliche Breiten sind von 0.6 bis 12 m, vorzugsweise von 1 bis 5 m.

Ein steifer Hinterrahmen 3 und ein steifer Vorderrahmen 5 sind an der Hinterseite 2 und an der Vorderseite der Kernplatte 1 befestigt. Die Rahmen 3,5 haben im wesentlichen dieselbe Länge und dieselbe Breite wie die Länge und Breite der Kernplatte 1. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Länge und Breite der Rahmen 3,5 genau denjenigen der Kernplatte 1 entsprechen. Der Hinterrahmen 3 besteht aus einem ersten Satz von mindestens zwei parallelen Latten 7 a, 7b und einem zweiten Satz von mindestens zwei parallelen Latten 7c, 7d, welche senkrecht zu den Latten 7a, 7b sind. Wie in Fig. 1 illustriert wird, kann der Hinterrahmen 3 mittels einer oder mehrerer Zusatzlatten 8 unterteilt werden, welche vorzugsweise parallel zu den Hauptlatten 7c, 7d sind. Die Latten 7a, 7b, 7c, 7d und 8 können aus irgendeinem ausreichend starken und steifen Material hergestellt werden, welches Kräften widersteht, die senkrecht zum kleinsten Querschnitt des Hinterrahmens 3, das heisst zum Querschnitt entlang der Linie A-A, und senkrecht zur Ebene sind, die durch den Hinterrahmen 3 aufgespannt wird. Übliche s

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Materialien sind zum Beispiel Holz, Metall, Beton, oder harte Kunststoffmaterialien. Wenn der Hinterrahmen 3 aus Holz hergestellt ist, haben die Hauptlatten 7a, 7b, 7c, 7d vorzugsweise einen Querschnitt von 20 x 20 mm bis 150 x 150 mm, insbesondere von 50 x 50 mm bis 100 x 100 mm. Die Zusatzlatte 8 kann denselben Querschnitt aufweisen. Im allgemeinen ist der Querschnitt der Zusatzlatte 8 kleiner, zum Beispiel von 20 x 20 mm bis 80 x 80 mm, vorzugsweise von 25 x 25 bis 50 x 50 mm. Fig. 1 illustriert, dass der Hinterrahmen 3 und der Vorderrahmen 5 nicht miteinander in Kontakt stehen. Daher weist das erfindungsgemässe Bauverbundelement keine unerwünschten thermischen Brücken entlang der Dicke des Bauelementes auf. Der Hinterrahmen 3 und der Vorderrahmen 5 können auf irgendeine geeignete Weise an der Kernplatte 1 befestigt werden, vorzugsweise durch Anbringen eines Klebstoffes, wie zum Beispiel eines Polyurethanklebstoffes, zwischen den aneinander stossenden Oberflächen des Hinterrahmens 3 und der Kernplatte 1 und zwischen den aneinander stossenden Oberflächen des Vorderrahmens 5 und der Kernplatte 1.

Die Haupthinterlatten 7a, 7b, 7c, 7d und gegebenenfalls die Zusatzhinterlatte 8 können auf jede geeignete Weise, beispielsweise durch Nageln oder Kleben aneinander fixiert werden, um den Hinterrahmen 3 zu bilden.

Falls erwünscht, können die Ecken des Hinterrahmens 3 verstärkt werden, beispielsweise durch Metallplatten, welche an den Ecken des Hinterrahmens 3 und an der Kernplatte 1 befestigt werden.

Fig. 2 illustriert dieselbe Ausführungsform des erfindungs-gemässen Bauverbundelementes wie Fig. 1, Fig. 2 stellt jedoch eine perspektivische Vorderansicht auf das Bauelement dar. Fig. 2 illustriert eine Kernplatte 1 wie sie in Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ist. Ein steifer Vorderrahmen 5 ist an der Vorderseite 12 der Kernplatte 1 befestigt. Der Vorderrahmen 5 besteht aus einem ersten Satz von mindestens zwei parallelen Latten 9a, 9b und aus einem zweiten Satz von mindestens zwei parallelen Latten 9c, 9d, welche senkrecht zum ersten Satz Latten 9a, 9b angeordnet sind. Der Rahmen, der aus den Hauptlatten 9a, 9b, 9c, 9d besteht, kann durch eine oder mehrere Zusatzvorderlatten 10 unterbrochen sein. Die Vorderlatten 9a, 9b, 9c, 9d und 10 können dieselben Dimensionen wie die Hinterlatten 7a, 7b, 7c, 7d und 8 aufweisen, die mit Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben sind.

Entlang der Kanten der Vorderseite 12 der Kernplatte 1 sind Falze ausgeschnitten (siehe 14a, 14b in Fig. 3), welche im wesentlichen dieselben Breiten und Dicken der Hauptvorderlatten 9a, 9b, 9c, 9d aufweisen. Die Vorderseite 12 der Kernplatte 1 ist weiter mit einer Nut versehen (siehe 16 in Fig. 3), die sich parallel zu den Kanten der Kernplatte 1 erstreckt und welche im wesentlichen dieselben Dimensionen wie der Querschnitt der Zusatzvorderlatte 10 aufweist. Die Vorderlatten 9a, 9b, 9c, 9d und 10 sind in diese Falzen und diese Nut gebracht worden und an der Kernplatte 1 befestigt.

Als Alternative oder zusätzlich zu den Falzen und Nut(en) in der Vorderseite 12 der Kernplatte 1, kann die Rückseite 2 der Kernplatte 1 mit Falzen und/oder mit einer oder mehreren Nuten versehen sein.

Fig. 3 illustriert einen Querschnitt entlang der Linie A-A in den Fig. 1 und 2. Fig. 3 illustriert, wie die Haupthinterlatten 7c, 7d und die Zusatzhinterlatte 8 auf der Hinterseite 2 der Kernplatte 1 angeordnet sind. Die Vorderseite 12 der Kernplatte 1 ist mit Falzen 14a, 14b und mit einer Nut 16 versehen. Die Hauptvorderlatten 9c, 9d und die Zusatzvorderlatte 10 sind in diese Falze 14a, 14b beziehungsweise Nut 16 gebracht worden und an der Kernplatte 1 befestigt.

Fig. 4 illustriert, wie die Bauverbundplatte, die in Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben worden ist, mit anderen Materialien kombiniert werden kann, um eine komplette Wand oder Mauer zu bilden. Eine Innenverkleidung 20, beispielsweise eine Holzverkleidung oder eine Gipsputzplatte ist an den Haupthinterlatten 7c, 7d und der Zusatzhinterlatte 8 sowie an den Haupthinterlatten 7a, 7b (nicht gezeigt) befestigt. Dabei wird ein Zwischenraum 22 gebildet, der es ermöglicht, allfällige Röhren und elektrische Kabel auf bequeme Weise in das Bauelement einzuschliessen. Die Vorderseite 12 der Kernplatte 1 ist mit einem Aussenputz 24 bedeckt.

Fig. 5 illustriert einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Bauverbundelementes. Die Hauptvorderlatten 9e, 9f, die Hauptvorderlatten 9a, 9b (nicht gezeigt) und die Zusatzvorderlatte 11 sind mit der Vorderseite 12 der Kernplatte 1 nicht bündig, sondern stehen hervor. Eine Aussenverkleidung 26, wie zum Beispiel eine Holzverkleidung, kann an den Hauptvorderlatten 9e, 9f, an den Hauptvorderlatten 9a, 9b (nicht gezeigt) und an der Zusatzvorderlatte 11 befestigt werden, wobei ein zweiter Zwischenraum 28 zusätzlich zum Zwischenraum 22 entsteht.

In Fig. 6 wird ein Querschnitttyp der Haupthinterlatten 7e, 7f und der Zusatzhinterlatte 18 illustriert, der die Befestigung eines Feuerschutzmaterials 30, wie zum Beispiel einer Gipsschicht, direkt auf der Hinterseite 2 der Kernplatte 1 ermöglicht.

Fig. 7 illustriert einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des Bauverbundelementes, die demjenigen nach Fig. 5 gleicht. Die Vorderseite 12 der Kernplatte 1 ist jedoch nicht mit Nuten oder Falzen versehen.

Das nachfolgende Beispiel illustriert das erfindungsgemässe Bauverbundelement und dessen Scherfestigkeit im Vergleich zu bekannten Bauelementen, die industriell verwendet werden.

Beispiel

Eine Art von Bauverbundelement, das in den Fig. 1 bis 3 illustriert ist, wird getestet. Die Kernplatte besteht aus einem harten extrudierten Polystyrolschaum mit einer Dichte von etwa 45 kg/m3. Die Länge der Platte ist 240 cm, die Breite der Platte 120 cm und die Dicke 80 mm. Ein steifer Hinterrahmen wird aus vier Hauptlatten aus Fichtenholz von 75 mm x 55 mm Querschnitt und einer Zusatzlatte aus Fichtenholz von 40 mm x 55 mm Querschnitt gebildet. In den Ecken ist der Hauptholzrahmen, der aus den Fichtenholzlatten von 75 x 55 mm Querschnitt gebildet ist, durch quadratische, diagonal geteilte Stahlnagelplatten von 300 mm Seitenlänge und 2 mm Dicke verstärkt. Die Stahlplatten werden durch unregelmässige Nagelung und mittels eines Polyurethanklebstoffes am Hinterrahmen und an der Kernplatte befestigt. Der steife Vorderrahmen wird aus vier Hauptlatten und einer Zusatzlatte aus Fichtenholz mit einem Querschnitt von 50mm x 30 mm gebildet. Der hintere und vordere Holzrahmen werden mit einem Polyurethanklebstoff auf die Rückseite und Vorderseite der Kernplatte befestigt.

Vergleichsbeispiel A

Ein Fichtenholzrahmen von je 240 cm Länge und Breite wird hergestellt aus

- 5 parallelen Latten von 240 cm Länge, die in gleichen Abständen zueinander angeordnet werden, wobei die mittlere Latte einen Querschnitt von 45 x 97 mm und die andere vier Latten einen Querschnitt von 36 x 97 mm aufweisen und

- ein Paar Querbalken von 36 x 97 mm Querschnitt, die senkrecht zu dem Satz der fünf parallelen Latten angeordnet sind. Jeder Querbalken ist an jeder Latte mit zwei Nägeln von 3.3 x 90 mm befestigt.

Die Scherfestigkeit dieses Rahmens wird durch eine Sperr5

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holzplatte erreicht, die mit Nägeln von 2.1 x 45 mm auf den Latten und Querbalken des Rahmens befestigt, und zwar jede 15 cm auf den Querbalken und den äusseren Latten und jede 30 cm auf den drei mittleren Latten. Eine Gipsputzplatte wird auf die andere Seite des Rahmens genagelt. Der Zwischenraum zwischen diesen beiden Oberflächen wird mit einer Glasfaserisolation von 100 mm Dicke ausgefüllt.

Vergleichsbeispiel B Der gleiche Rahmen, wie er in Vergleichsbeispiel A beschrieben ist, wird hergestellt. Die Scherfestigkeit wird erreicht, indem man auf beide Seiten eine Spanplatte von 12 mm Dicke mit Nägeln von 2.8 x 55 mm nagelt, und zwar jede 15 cm auf die Querbalken und die beiden Aussenlatten und jede 30 cm auf die drei mittleren Latten des Rahmens. Der Zwischenraum zwischen den beiden Spanplatten wird mit einer Glasfaserisolation von 100 mm Dicke ausgefüllt.

Um die Scherfestigkeit des Bauelementes zu messen, werden zwei identische Bauverbundplatten des Beispiels vertikal Seite an Seite installiert, fest am Boden befestigt und s miteinander verbunden. Je eine Platte nach den Vergleichsbeispielen A und B wird ebenfalls vertikal installiert und fest am Boden befestigt. Entlang der Oberfläche der Platten lässt man variable horizontale Scherkräfte in der Nähe der Oberkante der Platten angreifen. Die nachfolgende Tabelle illu-lo striert das Gewicht der Bauelemente, die horizontale Scherkraft, die angebracht werden muss, bis das Bauelement zerbricht, die horizontale Scherkraft, die angebracht werden muss, um 5 mm Durchbiegung des Bauelementes in den Fällen zu verursachen, wo a) keine vertikale Belastung und is b) zusätzlich 2,5 kN vertikale Belastung angebracht wird, sowie die Isolationseigenschaften der Bauelemente.

Beispiel 1

Beispiel 1

Vergleichsbeispiel A

Vergleichsbeispiel B

Gesamtausmasse (mm)

2400 X 2400

2400 x 2400

2400 X 2400

Gewicht (kg)

62

71

137

Horizontale Belastung bei Bruch (kN)

39,6

11

28

Horizontale Belastung für 5 mm

Durchbiegen mit 2,5 kN vertikaler Belastung (kN)

5,05

3,92

7

Horizontale Belastung für 5 mm

Durchbiegen ohne vertikale Belastung (kN)

4

2,51

5

Thermische Leitfähigkeit (W/m2K)

0,28

0,34

0,32

3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

670 671

1. Bauverbundelement, enthaltend a) eine Kernplatte (1) aus einem harten, geschäumten Material aus einem expandierten synthetischen Harz und b) zwei steife Rahmen (3,5) von im wesentlichen derselben Länge und derselben Breite wie die Länge und Breite der Kernplatte (1), welche an der Hinter-und Vorderseite (2,12) der Kernplatte (1) befestigt sind.

2. Bauverbundelement nach Patentanspruch 1, worin jeder Rahmen (3,5) aus einem ersten Satz von mindestens zwei parallelen Latten (7 a, 7b, 9a, 9b) und einem zweiten Satz von mindestens zwei parallelen Latten (7c, 7d, 7e, 7f, 8,9c, 9d, 9e, 9f, 10), welcher senkrecht zum ersten Satz Latten angeordnet ist, besteht und die Latten einen Querschnitt von 20 x 20 mm bis 150 x 150 mm aufweisen.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Bauverbundelement nach Patentanspruch 2, worin die Latten der Rahmen aus Holz, Metall oder Beton hergestellt sind.

4. Bauverbundelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, worin die Kernplatte (1) eine harte Polystyrolschaumplatte mit einer Dichte von 20 bis 60 kg/m3 ist.

5. Bauverbundelement nach Patentanspruch 4, worin die Kernplatte (1) eine harte Polystyrolschaumplatte mit einer Dichte von 30 bis 50 kg/m3 ist.

6. Bauverbundelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, worin die Vorder- und/oder die Rückseite (12,2) der Kernplatte (1) mit einem Falz (14a, 14b) entlang den Kanten der Kernplatte (1) und/oder mit einer oder mehreren Nuten (16) versehen ist.