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Die
Erfindung betrifft ein plattenförmiges Bauelement zur Herstellung von
Gebäuden oder Gebäudeteilen, das aus einem Material
gefertigt ist, das zerkleinertes Pflanzenmaterial und Mineralstoffe
enthält.
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Aus
der
EP 1 537 279 B1 ist
ein Bausystem bekannt, bei dem die Wände aus plattenförmigen Elementen
zusammengesetzt sind, die aus einem zerkleinertes Pflanzenmaterial
aufweisenden Material, insbesondere aus Holzbeton, gefertigt sind.
Da diese plattenförmigen Elemente keine ausreichende Steifigkeit
besitzen, um Lasten abtragen zu können, weisen die Wände
des bekannten Bausystems ein Ständerwerk auf, das in Aussparungen
in einer der Oberflächen der plattenförmigen Elemente
eingelegt ist. Das Einbringen der Aussparungen für das
Ständerwerk in die Wandelemente benötigt einen
eigenen Fertigungsschritt, der die gesamte Herstellung zeit- und
kostenintensiver gestaltet.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, plattenförmigen
Elemente zur Verfügung zu stellen, mit denen Gebäude
mit denselben hervorragenden ökologischen und baubiologischen
Eigenschaften herstellbar sind wie mit dem bekannten Bausystem,
bei deren Verwendung jedoch die Gebäude rascher und kostengünstiger
erstellt werden können als mit diesem.
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Die
Aufgabe wird durch ein plattenförmiges Bauelement zur Herstellung
von Gebäuden oder Gebäudeteilen gelöst,
das aus einem Material gefertigt ist, das zerkleinertes Pflanzenmaterial
und Mineralstoffe enthält und das dadurch gekennzeichnet
ist, dass in das Bauelement Last abtragende Aussteifungen eingegossen
sind.
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Die
erfindungsgemäßen Bauelemente werden also bereits
bei der Fertigung mit Last abtragenden Aussteifungen versehen, sodass
ein späteres Einbringen von Aussparungen für ein
Ständerwerk in ein aus diesen Bauelementen zusammengesetztes Wand-
oder Deckenelement entfallen kann.
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Bisher
galt es aufgrund des starken Schwindens von Holzbeton während
des Trocknungsvorgangs als unmöglich, andere Bauteile bei
der Fertigung von Bauelementen aus Holzbeton mit einzugießen.
Das Schwinden des Holzbetons beim Trocknen lässt um die
eingelegten Bauteile einen Hohlraum entstehen, der eine innige Verbindung
zwischen den Bauteilen und dem Holzbeton verhindert. Dieses Problem
tritt auch bei anderen, zerkleinertes Pflanzenmaterial enthaltenden
Materialien auf.
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Mit
den erfindungsgemäßen Bauelementen ist es nun
erstmals gelungen, Aussteifungen in die plattenförmigen
Elemente mit einzugießen, sodass diese Lasten abtragen
können, um somit auf ein Ständerwerk verzichten
zu können.
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Die
Aussteifungen können auf unterschiedliche Art und Weise
gestaltet werden. Bei einer ersten Alternative können die
Aussteifungen von mehreren parallel angeordneten Stäben,
insbesondere von Holzstäben, gebildet sein. Der Durchmesser
und der gegenseitige Abstand der Stäbe kann entsprechend den
statischen Anforderungen gewählt werden. Wird Holz als
Werkstoff verwendet, wobei unterschiedliche Holzarten infrage kommen,
so weist das Bauelement über seinen gesamten Querschnitt
eine homogene Wärmeleitfähigkeit auf, da die Wärmeleitfähigkeit
von Massivholz und von dem zerkleinertes Pflanzenmaterial enthaltenden
Material ungefähr gleich groß ist. Holz weist
außerdem eine ähnliche Wärmeausdehnung
wie das Plattenmaterial auf.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung können die Aussteifungen
von mehreren Lagen paralleler Stäbe gebildet sein, wobei
mindestens eine Lage in Längsrichtung des Elements angeordnete
Stäbe und mindestens eine Lage in diagonaler Richtung des Elements
angeordnete Stäbe zur Aussteifung und zur Aufnahme von
Schubkräften aufweist. Die Stäbe der Lagen können
dabei vorzugsweise miteinander verbunden sein, wodurch eine ausgesprochen
stabile Aussteifung entsteht, deren Wirkung auch dann nicht beeinträchtigt
wird, wenn sich durch ein Schrumpfen des Plattenmaterials beim Trocknen kleinere
Hohlräume zu den Stäben hin ergeben.
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Weitere
Vorteile ergeben sich, wenn die Stäbe eine sich mit dem
Plattenmaterial verzahnende Oberfläche aufweisen. Diese
Verzahnung ermöglicht eine enge Verbindung zwischen dem
Plattenmaterial und den Aussteifungen. Sie ist selbst dann wirksam, wenn
sich beim Trocknen des Plattenmaterials ein kleiner Hohlraum zwischen
den Aussteifungen und dem Plattenmaterial ausbildet.
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Das
Vorsehen von Stäben als Aussteifung ist jedoch nicht zwingend.
Die Aussteifungen können auch beispielsweise von Gittern
gebildet sein. Auch diese ermöglichen eine Lastabtragung
in mehreren Richtungen und gewährleisten, insbesondere
bei entsprechender Gestaltung der Oberfläche, eine enge
Verbindung mit dem Plattenmaterial.
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Eine
weitere Möglichkeit besteht darin, die Aussteifungen durch
von mit Öffnungen versehenen Platten zu bilden. Auch hier
können die Abmessungen der Öffnungen sowie die
Dicke der Platten entsprechend den statischen Anforderungen gewählt werden.
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Als
Material für die Aussteifungen kommt nicht nur Holz infrage.
Es können auch andere Materialien wie Stahl oder Verbundmaterialien
eingesetzt werden.
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Dadurch
lassen sich auch zusätzliche Vorteile erreichen. So können
zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung die Aussteifungen
mindestens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material
gefertigt sein. Ein Schutz vor diesen Strahlungen wünscht
sich zunehmend größere Zahl von Bauherren.
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Selbstverständlich
ist es auch möglich, in das Bauelement zusätzlich
zu den Aussteifungen elektromagnetische Strahlung abschirmende Vorrichtungen,
insbesondere Netze oder Folien, einzugießen oder auf mindestens
eine ihrer Oberflächen aufzubringen.
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Weitere
Vorteile ergeben sich, wenn mindestens zwei der Ränder
der Bauelemente mit Nuten und/oder Federn zur formschlüssigen
Verbindung der Bauelemente versehen sind. Auf diese Weise lassen
sich aus den plattenförmigen Bauelementen beispielsweise
Wandelemente oder auch Deckenelemente rasch und einfach zusammensetzen.
Zwischen den einzelnen Platten entstehen keine durchgehenden Fugen,
die Kältebrücken bilden könnten.
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Die
Erfindung betrifft außerdem ein Bausystem zur Erstellung
von Gebäuden mit Wand-, Decken- und/oder Dachelementen,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens die Wandelemente
aus plattenförmigen Elementen gemäß der
Erfindung zusammengesetzt sind. Dabei können die die Außenwände
des Gebäudes bildenden Wandelemente mit einer diffusionsoffenen
Wärmedämmung, die vorzugsweise aus Pflanzenfasern
gefertigt ist, versehen sein. Dieses Bausystem weist dieselben guten
baubiologischen und ökologischen Eigenschaften wie das
oben erwähnte bekannte Bausystem auf, kommt jedoch ohne
ein zusätzliches Ständerwerk aus. Das Material
der Bauelemente ist vollständig biologisch abbaubar und/oder
recycelbar, wenn die Aussteifungen ebenfalls aus nachwachsenden
Rohstoffen wie Holz hergestellt sind. Die Wandelemente des Bausystems
können vollständig vorgefertigt und außer
mit einer Wärmedämmung beispielsweise bereits
mit Putzsystemen versehen sein, wie dies von Wandelementen für
Fertighäuser bereits bekannt ist. Mit diesem ökologischen
Bausystem können somit industriell vorgefertigte, massive
Häuser mit einer hohen Wohnqualität hergestellt
werden.
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Die
Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen plattenförmigen
Bauelements, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das zerkleinertes
Pflanzenmaterial und Mineralstoffe enthaltende Material in feuchtem Zustand
in eine Form eingefüllt wird, in der die Aussteifungen
eingelegt und/oder eingespannt sind, das Material verdichtet und
anschließend die plattenförmigen Bauelemente entformt
und getrocknet werden. Dabei können die Bauelemente in
der Form oder nach der Entnahme aus der Form getrocknet werden. Die
Trocknung kann an der Luft oder in temperierten Trockenkammern erfolgen.
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Weitere
Vorteile ergeben sich, wenn Aussteifungen aus Holz eingesetzt werden
und das Material in einer Feuchte verwendet wird, die so gering
ist, dass das Holz der Aussteifungen keine Feuchtigkeit vom Material
aufnimmt. Dadurch wird verhindert, dass das Holz der Aussteifungen
durch Feuchtigkeitsaufnahme aufquillt und beim Trocknen sich wieder
zusammenzieht, wodurch unweigerlich ein Hohlraum zwischen den Aussteifungen
und dem Plattenmaterial entstehen würde. Zur Verhinderung
des Ausbildens eines Hohlraums zwischen den Aussteifungen und dem
Plattenmaterial kann für die Aussteifungen aber auch sehr
trockenes Holz eingesetzt werden, das Feuchtigkeit vom Plattenmaterial
aufnimmt und dadurch etwas aufquillt. Dieses Aufquellen kann das
Schwinden des Plattenmaterials beim Trocknen kompensieren, sodass
dadurch die Ausbildung eines Hohlraums zwischen Aussteifungen und Plattenmaterial
verhindert wird.
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Die
getrockneten Bauelemente können anschließend an
ihren Rändern und/oder Oberflächen bearbeitet,
insbesondere auf Maß gesägt, geschliffen und an
ihren Rändern mit Nuten und/oder Federn versehen werden.
Dabei ist es auch möglich, die Bauelemente zunächst
in einem geringen Übermaß zu fertigen und anschließend
durch die Bearbeitung der trockenen Bauelemente auf die gewünschten Maße
zu bringen. Auch durch diese Maßnahme lassen sich die Auswirkungen
des Schwindens des Plattenmaterials ausgleichen. Außerdem
kann dadurch gewährleistet werden, dass auch bei gewissen Schwankungen
der Parameter des Fertigungsprozesses stets Bauelemente mit exakten
Maßen produziert werden können.
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Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bauelements anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Im
Einzelnen zeigen:
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1 eine
teilweise aufgebrochene Draufsicht auf ein plattenförmiges
Bauelement;
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2 eine
Stirnansicht auf das Bauelemente aus 1.
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1 zeigt
ein plattenförmiges Bauelement 10, das aus einem
Material 11 gefertigt ist, das zerkleinertes Pflanzenmaterial
und Mineralstoffe enthält. Das Material 11 kann
insbesondere Holzbeton sein, d. h. Holzhackschnitzel, und den Zement
enthalten. Außer Holz kann das Material 11 aber
auch anderes Pflanzenmaterial wie beispielsweise Bambus, Hanf oder
dergleichen enthalten. Das Material 11 wird feucht verarbeitet
und in die gewünschte Form gebracht. Am einfachsten kann
dies dadurch geschehen, dass es in eine der Form und Größe
des Bauelements entsprechende Form gegossen, verdichtet und anschließend
getrocknet wird.
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Damit
das Bauelement die notwendige Steifigkeit besitzt, um auch Lasten
abtragen zu können, sodass bei der Erstellung von Gebäuden
aus diesen Bauelementen keine zusätzliche Tragkonstruktion notwendig
ist, weist es eine Aussteifung 12 auf, die in das Plattenmaterial 11 eingegossen
ist. In 1 ist die Aussteifung 12 im
unteren Bereich sichtbar, wo das Plattenmaterial 11 aufgebrochen
wurde. Im dargestellten Beispiele besteht die Aussteifung 12 aus drei
Lagen von Stäben 10 bis 21, von denen
die Stäbe 13, 14, 15 die obere
Lage, die Stäbe 16, 17, 18 die mittlere
Lage und die Stäbe 19, 20, 21 die
untere Lage bilden. Die Stäbe 16, 17, 18 der
mittleren Lage sind in Längsrichtung des Bauelements 10 angeordnet,
während die übrigen Stäbe 13, 14, 15 und 19, 20, 21 in
diagonaler Richtung angeordnet sind. Die Stäbe 13 bis 21 bewirken
eine Aussteifung des Bauelements 11 und sind auch in der
Lage, Schubkräfte aufzunehmen. Die Anzahl der Stäbe 13 bis 21,
ihrer Durchmesser und ihr gegenseitiger Abstand können entsprechend
den gewünschten statischen Eigenschaften des Bauelements 10 gewählt
werden. Eine besonders gute Aussteifung der Wirkung wird dann erzielt,
wenn die Stäbe 13 bis 21 der Lage miteinander
verbunden sind. Die gegenseitige Verbindung der einzelnen Lagen
sorgt außerdem dafür, dass die Aussteifung 12 selbst
dann sicher in Plattenmaterial 11 eingebunden ist, wenn
sich kleinere Hohlräume zwischen den Stäben 13 bis 21 und
dem Plattenmaterial 11 nach Trocknen des Plattenmaterials 11 durch
Schrumpfungsprozesse ergeben.
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2 zeigt
eine Stirnansicht auf das Bauelement 10 in Pfeilrichtung
II in 1. Aus dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die
Stäbe 13, 14; 16, 17, 18; 20, 21 der
drei Lagen unmittelbar übereinander angeordnet sind und
somit miteinander verbunden werden können. Im dargestellten
Beispiel weisen die Stäbe 13 bis 21 einen
runden Querschnitt auf. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es können
auch andere Querschnitte, insbesondere rechteckige Querschnitte
verwendet werden. Die Oberfläche der Stäbe 13 bis 21 kann
mit Nuten und/oder anderen Strukturen zur guten Verzahnung mit dem
Plattenmaterial 11 versehen sein. Das Material der Stäbe 13 bis 21 ist ebenfalls
entsprechend den gewünschten Eigenschaften der Aus steifung 12 wählbar.
Vorzugsweise können die Stäbe 13 bis 21 aus
Holz gefertigt sein, das eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit
wie das Plattenmaterial 11 aufweist. Durch die Verwendung
von Holzstäben entsteht außerdem insgesamt ein ökologisch
und baubiologisch einwandfreies Bauelement 10. Das Plattenmaterial 11 ist
diffusionsoffen. Es ist zudem vollständig recycelbar.
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Nach
dem Trocknen kann das Bauelement 10 in jeder gewünschten
Weise bearbeitet werden. Insbesondere können seine Ränder
mit Nuten und Federn versehen werden, sodass mehrere Bauelemente 10 lückenlos
aneinander gefügt werden können. Auf diese Weise
ist die Herstellung kompletter Wandelemente aus Bauelementen 10 möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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