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Bauelement
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Wandelemente aus leichten Materialien werden in weitem Umfang für
niedrige Häuser benutzt, und da solche Häuser ein grosses Areal an Aussenwänden
im Verhältnis zur Grösse der Häuser haben, beeinflussen die Isolierung dieser Wände
sehr die Höhe der Heizungekosten. Man wird verstehen, dass es theoretisch möglich
ist, den Wärmeverlust dadurch in dem gewünschen Umfang zu reduzieren, dass man die
Wände bloss genügend dick und genügend gut isoliert macht, ja sogar noch zur Bildung
eines sogenannten Nullenergiehauses, worin die Temperatur im wesentlichen ohne besondere
Heizmittel auf einem gewünschten Niveau
gehalten werden kann, aber
allein durch die Abwärme der sich im Hause befindlichen Personen und Verbrauchsgegenstände.
Es ist dies indessen mit bisher bekannten Bauelementen der angegebenen Art nicht
wirtschaftlich vorteilhaft gewesen, da die Wärmeersparnis nicht ausreichend gewesen
ist, um die erhöhten resten der nötigen Isolierung zu decken. Derartige Aussenwände
waren bisher durch eine Isolierschicht bis zu 100 mm isoliert, u.z. aufgebaut aus
Elementen mit senkrechten Pfosten derselben Dicke wie die Isolierschicht und gegenseitig
durch waagerechte Loshölzer verbunden, die als Nagelunterlage für Innen-und Aussenverkleidungen
dienen.
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Ein Nachteil derartiger bisher bekannten Wandelemente war, dass die
bessere Isolierung oft auf Kosten der Bildung von Kältebrücken an den Stellen der
Wand d erzielt rde, die gegenüber den kosten und den LoshElzern liegend indem das
Holz dieser ein wesentlich geringeres Isoliervermögen als das tsoliermaterial selbst
hat. Die Wände werden deshalb kälter gegenüber den Pfosten und Losholzern, und das
bewirkt eine Tendenz zum Vorkommen von Kondenzniederschlägen an diesen Stellen,
eine Tendenz die gerade dadurch gefördert wird, dass die bessere Isolierung, die
durch moderne Wandelemente erzielt wird, gleichzeitig oft eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit
in den Räumen zur Folge hat.
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Es ist ein Ziel der Erfindung ein Bauelement der angegebenen Art nachzuweisen,
wodurch auf wirtschaftliche Weise eine bessere Isolierung als mit bisher bekannten
Wandelementen der gleichen Art ohne das Entstehen von Kältebrücken erzielt werden
kann, und es wird dies erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass es aus 3 oder mehr
Schichten von wechselweise senkrechten Pfosten bzwQ
waagerechten
Latten aufgebaut ist, u.z. vorzugsweise mit den abgrenzenden Zwischenraumen mit
Isoliermaterial ausgefüllt. Es hat sich herausgestellt, dass derartige Wandelemente
in Dicken von zwischen 200 und 400 mm mit einer entsprechend hohen Isolation ohne
das Vorkommen von Kältebrücken hergestellt werden können. Es ist dies darauf zurückzuführen,
dass selbst wenn die Pfosten und Latten der verschiedenen Schichten einander gegen-X=liegen,
so dass ein direkter Holzdurchgang durch das Wandelement in den Kreuzungspunkten
zwischen Pfosten und Latten entsteht, so werden die sich kreuzenden Pfosten und
Latten der einzelnen Schichten eine derartige Abzweigung des von aussen kommenden
Kältestroms vom Kreuzungspunkt weg bewirken, dass an der Elementinnenseite kein
störender Temperaturunterschied zwischen den Wandteilen in den Kreuzungspunkten
und den restlichen Teilen der Wand entstehen wird.
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Die Bezeichnungen Pfosten und Latten sind aus Rücksicht auf allgemein
angewandten Sprachgebrauch benutzt, wo das Bauelement als Wandelement benutzt wird,
man wird aber verstehen, dass das Bauelement überall da benutzt werden kann, wo
Anspruch auf hohe Isolierung, z.B. als Fussboden- und Dachelement gestellt wird.
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Die Isolierung kann ih einzelnen Schichten oder Zwischenräumen vorteilhaft
weggelassen werden, z.B. in Dachelementen, worin man eine Form der Lüftung der obersten
Schicht wünscht.
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Während bisher bekannte Bauelemente wegen der Grösse der zur Verfügung
stehenden Bauholzabmessungen in der Ausdehnung begrenzt waren, können erfindungsgemässe
Bauelemente ohne Schwierigkeit in sehr grossen Einheiten hergestellt werden, deren
Grffsse eigentlich nur davon begrenzt wird, was praktisch
möglich
zu transportieren ist.
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Die Pfosten und Latten können erfindungsgemäss gegenseitig in den
Kreuzungspunkten verbunden sein, vorzugsweise durch Nageln Schicht um Schicht. Hierdurch
wird vermieden, dass eine durchgehende Kältebrücke entsteht, wie es der Pall sein
würde, falls ein durchgehender langer und dicker Nagel benutzt wurde. Hierdurch
kann das Bauelement genügende Stärke erzielen, um als selbsttragendes Wandelement
ohne tragende Pfosten zwischen den einzelnen Wandelementen verwendet werden zu können.
Hierdurch wird die Bildung der mit derartigen Pfosten verbundenen Kältebrücken vermieden.
Durch Nageln Schicht um Schicht kann das Bauelement mittels vollautomatischer Maschinen
hergestellt werden, und deshalb mit-sehr begrenzten Kosten, und es wird die Verwendung
durchgehender Nägel oder Bolzen und die hiermit verbundenen Kältebrücken vermieden.
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Die einzelnen Schichten können erfindungsgemäss getrennt oder mittels
winddichter Abdeckungen abgedeckt sein. Hierdurch wird der Widerstand gegen Wärmedurchgang
in den einzelnen Schichten erhöht, und man fördert die Abzweigung von Kälteströmungen
von den Kreuzungspunkten weg und wirkt der Entstehung von Kältebrücken entgegen
gleichzeitig damit, dass eine Verbesserung der Isolation als Ganzes erzielt wird.
Diese Nasenahmen haben sich als besonders effektiv herausgestellt, wenn die Abdeckungen
erfindungsgemäss einen verschiedenen Grad von Diffusionsdichte haben, u.z. mit der
am diffusionsdichtesten Schicht näehst der warmen Seite des Elementes gelegen. Es
hat sich herausgestellt, dass man ohne erkennbare Reduktion des Isoliervermögens
oder Forderung der Tendenz zu Kältebrücken erfindungsgemäss eine
weitere
Erhöhung der Stärke der Wandelemente erzielen kann, wenn benötigt, u.z. dadurch,
dass diese durch in einer oder mehreren der Schichten eingelegte, im Verhältnis
zu den Pfosten und Latten schräg verlaufende Bandeisen abgesteift werden.
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Eine Erhöhung der Steifheit kann audd dadurch erzielt werden, dass
das Element erfindungsgemäss mittels Plattenverkleidungen an der Aussen- und/oder
Innenseite abgesteift ist.
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Das Wandelement kann erfindungsgemäss aus zwei Schichten mit senkrechten
Pfosten getrennt durch eine mittlere Schicht mit waagerechten Latten und von zwei
Aussenschichten mit waagerechten Latten umgeben bestehen. Ein derartiges Wand element
kann mit einem Mehrverbrauch an Holz von 25% im Verhältnis zu früher bekannten Wandeleaaoartn
hergestellt werden, während gleichzeitig eine Erhöhung der Isolation von 150% ohne
das Entstehen von lästigen Kältebrücken erzielt wird, Es hat sich herausgestellt,
dass ein derartiges Wandelement gegen Teuer aussergewöhnlich widerstandsfähig ist.
Bei einer normalen Wandkonstruktion werden die tragenden Elemente sehr schnell vom
Feuer angegriffen werden. Bei einem erfindungsgemässen Bauelement wird gewöhnlich
eine oder mehrere Schichten von Pfosten durch eine Isolierschicht gegen das Feuer
geschützt sein, sei es dass das Peuer von innen oder von aussen angreift. In dem
vorliegenden Falle werden somit sämtliche Pfosten in zwei Schichten angeordnet von
einer umgebenden Isolierschicht gegen Feuer geschützt sein.
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Das Bauelement kann erfindungsgemäss aus drei Schichten mit senkrechten
Pfosten getrennt von zwei mittleren Schichten mit waagerechten Latten bestehen.
Ein derartiges Bauelement ist als Wand element besonders verwendbar, wo ein sehr
grosses Belastungsvermogn
verlangt wird.
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Das Bauelement kann erfindungsgemass dazu eingerichtet sein, in waagerechter
Lage montiert zu werden. Ein derartiges Bauelement ist als Deckenelement oder Fussbodenelement
verwendbar.
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Erfindungsgemäss kann eine oder mehrere der Schichten einen oder mehrere
verschiebbaren Teile aufweisen. Wenn es mehrere Isolierschichten im Wandelement
gibt, wird die Entfernung einer einzelnen Schicht keine sehr bedeutende Reduktion
des gesamten Isoliervermögens des Wandelementes bedeuten, und die verschiebbaren
Teile werden dann vor Fensteröffnungen und anderen Oeffnungen des Wand elementes
verschoben werden können und hier eine merkbare Ermässigung des Wärmeverlustes hierdurch
bewirken.
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Die in Schichten mit senkrechten Pfosten angeordneten verschiebbaren
Teilen können erfindungsgemäss dazu eingerichtet sein in senkrechter Richtung verschoben
zu werden, während die in Schichten mit waagerechten Latten angeordneten verschiebbaren
Teile dazu eingerichtet sein können in waagerechter Richtung verschoben zu werden.
Die verschiebbaren Teile können ganz unabhängig von einander zur ganzen oder teilweisen
Deckung der Fensteröffnung verschoben werden. Sofern der verschiebbare Teil als
isolierende Platte ausgebildet ist macht er normalerweise in den Tagesstunden einen
Teil des Isoliermaterials der Wand aus, während er in der Nacht vor die Fensteröffnung
hingezogen werden und hier zu einer merkbaren Ermässigung des Wärmeverlustes mitwirken
kann. Sofern das Fenster selbst einen verschiebbaren Teil ausmacht, wird man gewöhnlich
diesen senkrecht verschiebbar machen, da er zu schwer sein wird um waagerecht verschoben
zu werden, während man als waagerecht verschiebbare
Teile verhältnismässig
leichte Isolierplatten benutzen wird, die vor das Fenster hingeschoben werden können.
Die waagerecht verschiebbaren Teile werden vorteilhaft als Fensterläden eingerichtet
werden können, die vor das Fenster hingeschoben werden, und werden dann ohne Schwierigkeit
als Einbruchsicherung benutzt werden können, indem sie leicht werden armiert werden
können, so dass sie schwer zu durchbrechen werden.
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Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert werden, u.z.
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unter Hinweis auf die Zeichnung, worin Fig. 1 ein erfindungsgemässes
Wand element in Vorderansicht mit einigen Verkleidungsschichten und Isolierschichten
zur Abdeckung von Pfosten und Latten des Elementes entfernt zeigt, Fig. 2 das Element
in Seitenansicht in senkrechtem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 das
Element in Draufsicht in waagerechtem Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,
und Fig. 4 zeigt eine Ecke des Elementes in grösserem Massstab in Draufsicht nach
der Linie IV-IV in Fig. 1 Das in der Zeichnung gezeigte Wand element ist aus 50x50
mm senkrechten Pfosten 1 aufgebaut, u.z. verteilt mit einem gegenseitigen Abstand
von 60 cm in zwei Schichten 12 und 1X, und 50x50 mm waagerechten Latten 2, verteilt
mit einem gegenseitigen Abstand von 60 cm in drei Schichten 11, 13 und 15. Schichten
mit Pfosten und Schichten mit Latten sind wechselweise angeordnet, und in den Kreuzungspunkten
sind die Pfosten und die Latten schichtenweise zusammengenagelt. Zwischen den senkrechten
Pfosten
1 sind Isolierbatts 3 angeordnet, u.z. in der ganzen Höhe des Elementes verlaufend,
und zwischen den waagrechten Latten 2 sind entsprechende Isolierbatts 3 in der ganzen
Breite des Elementes verlaufend angeordnet, abgesehen von einer Fensteröffnung 18
und zwei Hohlräumen für eine verschiebbare Isolierplatte 17 in der mittleren Schicht
13 und einer verschiebbaren Fensterscheibe 16 in der Schicht 14.
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Zwischen den einzelnen Schichten und an den Aussenseiten des Elementes
sind eine oder mehrere winddichte Abdeckungen 5, 6, 7, 8, 9 und 10, z.B. mit verschiedener
Diffusionsdichte angeordnet, indem die diffusionsdichteste Schicht 10 an der Seite
des Elementes angeordnet ist, die während dessen Gebrauch die warme Seite ausmacht.
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Das Wand element kann einige in der Zeichnung nicht gezeigte schräge
Bandeisen an einer oder mehreren Stellen in den verschiedenen Schichten eingelegt
enthalten. Eine entsprechende Absteifung kann doch mittels Verkleidungsplatten erzielt
werden, welche die Seitenflächen des Elementes decken, und welche die nötige Stärke
haben und genügend gut an der Holzkonstruktion des Elementes befestigt werden. Je
stärkere Verkleidung an den Seitenflachen des Elementes benutzt wird, åe grösserer
Lattenabstand kann benutzt werden.
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Das beschriebene Wand element kann ausgebildet werden, so dass praktisch
keine Kältebrücken vorkommen. Zwar kommen Berührungspunkte zwischen den waagrechten
Latten 2 und den senkrechten Pfosten 1 vor, und diese Berührungspunkte werden wie
in der /einander Zeichnung gezeigt gegenüberliegen können. Es hat sich indessen
herausgestellt, dass aus diesem Grunde keine Kältebrücken von
Bedeutung
entstehen. Die Wärme in der Kältebrücke wird nämlich in waagrechter, bzw. senkrechter
Richtung drinnen im Element abgeleitet werden, so dass die an sich selbst verhältnismässig
kleinen Kältebrücken von 50x50 mm weit weniger kräftig als entsprechende direkte
Kältebrücken vom Holz quer durch das Element wirken werden. Um diese Kältebrücken
weiter zu vermindern, können in den Berührungsflächen zwischen den senkrechten Pfosten
und den waagrechten Latten Isolierscheiben eingelegt werden.
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Ueber den Fortschritt hinaus bezüglich Isolierung, Kältebrücken und
Kondenzniederschläge hat das beschriebene Element den Vorteil, dass es mit kleinen
Kosten und in Serienherstellung sehr schnell hergestellt werden kann. Das Element
ist hauptsåchlich aus quadratischen Latten und Pfosten ohne besondere Ausbildungen
im übrigen aufgebaut, sowie aus Isolierbatts, die in langen Bahnen mit der nötigen
Dicke und Breite vorgefertigt zu haben sind. Die Produktion kann auf einer Produktionsplatte
mit Anweisungen zur Anbringung von Pfosten und Latten erfolgen. Wenn eine Schicht
aufgebaut ist, z.B. mit Latten und Isolierbatts, kann die nächste Schicht aus Pfosten
und Isolierbatts bestehend ohne weiteres hierauf angebracht werden. Es wird keine
Bearbeitung von Bedeutung der verschiedenen Materialien verlangt, und die ganze
Bearbeitung besteht im wesentlichen in Nageln der Berührungsflächen zwischen den
senkrechten Pfosten und der waagrechten Latten.
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Das Wand element hat im Gegensatz zu früher bekannten Wandelementen
keinen eigentlichen Bodenrahmenteil und Obenrahmenteil. In dem in der Zeichnung
gezeigten Element wird das Element von den
senkrechten Pfosten
getragen, die ganz bis zum Boden reichen, und wo die Kraft teils direkt durch den
Pfosten an das Fundament übertragen wird und teils indirekt durch die waagrechten
Latten zwischen und aussen an den Pfosten, so dass insgesamt unten eine recht grosse
Tragfläche vorkommt. In gewissen Fällen kann man unter diesen Pfosten und Latten
ein dünnes plattenförmiges Material zur weiteren Druckverteilung anbringen.
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Anstatt des Obenrahmenteiles hat das Wand element einen besonderen
Abschluss oben, indem die Pfosten des Wandelementes durch dessen oberen Rand hinaufgeführt
sind und z.B. 10-20 cm darüber hinaufragen. Die zwischen und aussen an den Pfosten
oben angebrachten Latten, die hier sehr kräftig an den Pfosten genagelt sind, ersetzen
den Obenrahmenteil und sind imstande die Dachbelastung an die Pfosten zu übertragen.
Gewöhnlich werden die Sparren der Dachkonstruktion direkt auf dem oberen Rand des
Wandelementes unmittelbar neben einem Satz von Pfosten angebracht. Der Dachsparren
überträgt sein Gewicht auf die darunterliegenden Latten, und diese übertragen die
Kraft direkt auf die Pfosten. Als Ergänzung hierzu und als Sicherung gegen aufwartsgehende
Windkräfte können die Dachsparren im nötigen Umfang direkt an den Pfosten befestigt
werden. Ausser der Verankerung der Dachsparren und Indikation deren Anbringung an
den Wandelementen haben die oben herausragenden Pfostenenden die nicht unwesentliche
Funktion, dass sie als Befestigungsstellen in Verbindung mit Verlagerung mittels
eines Krans benutzt werden können. Diese Pfostenenden, die es in grosser Anzahl
gibt, und welche durch das ganze Element durchgehend sind, machen einen besonders
guten Angriffspunkt bei Verlagerungen aus. Ein erfindungsgemässes Wandelement kann
mit
Ausschnitte für Fenster und Türen ausgebildet werden. Das in der Zeichnung gezeigte
Wand element hat so z.B. einen Fenster ausschnitt 18. Solche Ausschnitte werden
gewöhnlich Anlass zu sehr grossen Wärmeverlusten geben, die gerade wegen der erhöhten
Isolierung des übrigen Teiles der Wand besonders merkbar werden. Mit dem erfindungsgemässen
Wandelement und anderen modernen Wandelementen kann man jetzt den Wärmeverlust durch
die Wand zu 10-15% von dem reduzieren, was vor einer Generation als akzeptabel betrachtet
wurde. Man bekommt nicht den vollen Vorteil von dieser Verbesserung, so lange der
Wärmeverlust von den Fenstern, selbst bei Verwendung von 3-schichtigem Glas 15-20
Mal grösser als durch die entsprechende Wand ist. Nun dienen die Fenster vor allem
als Lichtquelle, und in Dänemark ist in dem halben Jahre, worin man die Häuser beheizt
nur Aussenlicht in ca. 1/3 der 24 Stunden, während es in den restlichen 2/3 der
24 Stunden dunkel ist, wo die Fenster keine eigentliche Funktion haben, sondern
faktisch nur schädlich sind, wegen des Verlustes den sie geben.
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In der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist die mittlere
Schicht 13 des Wandelementes mit einem verschiebbaren Teil 17 ausgeführt, der nachts
als isolierender Fensterladen vor das Fenster gezogen werden kann. So lange der
als Isolierfensterladen dienende verschiebbare Teil 17 in den Tagesstunden an seinem
Platz in der Wand sitzt, trägt er zur Isolierung der Wand bei. Der Isolierfensterladen
ist als ein Rahmen mit dünnen Platten an den Seiten und ein effektives Isoliermaterial
enthaltend ausgebildet. Der Fensterladen ist unten mit Schienen ausgebildet, so
dass er leicht vor das Fenster gezogen werden
kann. Die Scheibe
16, die zu schwer ist um waagrecht verschiebbar angebracht zu werden, ist senkrecht
verschiebbar in der Schicht 14 aufgehängt, u.z. ausgewuchtet mit in der Zeichnung
nicht gezeigten Gegengewichten, so dass sie leicht nach oben und unten verschoben
wrffen kann. Der Fensterladen kann grundsätzlich sowohl aussen vor der Scheibe 16
als auch innenaNgebracht werden, aber öfters wird es am zweckmässigsten sein, die
Scheibe wie in der Zeichnung gezeigt, hinten in der Wand und den Fensterladen auswendig
gerade hinter der Scheibe anzubringen.
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Man wird verstehen, dass der Vorteil der Verwendung von Isolierfensterläden
auf die gezeigte Weise davon bedingt ist, dass das Wand element erfindungsgemäss
mit mehreren Schichten ausgeführt ist. Sofern sie in Verbindung mit einer schlecht
oder normal isolierten Wand mit z.B. 75 mm Isolierdicke verwendet werden, wovon
die Fensterläden die 50 mm ausmachen, wird das was wärmemassiv durch Vorziehen der
Fensterläden vor das Fenster von derselben Grössenordnung sein wie das, das man
durch Reduktion der Isolierung des entsprechenden Wandareals verliert, wenn der
Fensterladen vor das Fenster gezogen wird. Verwendet man dagegen die Fensterläden
in Verbindung mit einem erfindungsgemässen Wandelement, wie in der Zeichnung gezeigt,
mit einer Isolierdicke von 20 - 30 cm, und wo die Fensterläden eine Dicke von ca.
5 cm haben, wird man, wenn die Fensterläden vorgezogen werden, feststellen können,
dass das Isoliervermdgen der Wände um z.B. 1 kcal geschwächt wird, aber gleichzeitig
wird man, z.B.
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in Verbindung mit einem Fenster mit dreischichtigem Glas, feststellen
können, dass die gesamte Isolierung der Fenster um 25 kcal erhoht wird, und dieser
Gewinn wird man ohne Nachteile
in den ca. 2/3 der 24 Stunden erzielen
können, wo das Fenster nicht benutzt wird.
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Mit einem erfindungsgemässen Wand element wird eine bedeutende Reduktion
des Lärmdurchganges im Verhältnis zu fruher bekannten Konstruktionen erzielt. Es
ist dies nicht allein darauf zurückzuführen, dass die Wand eine gressere Dicke aufweist,
sondern besonders auf den Umstand, dass die Schichten mit auf einander rechtwinkelig
stehenden Pfosten und Latten imstande sind, den Schalldurchgang fast total auszuschliessen.
Versuche haben ergeben, dass eine ganz aussergewöhnliche Reduktion des Schalldurchganges
erzielt wird, falls man dafür sorgt, dass die Kreuzungspunkte zwischen den verschiedenen
Schichten von Pfosten und Latten nicht gerade gegenüber einander liegen, und das
beste Ergebnis wird erzielt, falls man die Kreuzungspunkte um 1/2 Modul verschiebt.