WO2002088483A1 - Vorgefertigtes schichtholzelement - Google Patents

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    • Y10T428/18Longitudinally sectional layer of three or more sections

Definitions

  • a prefabricated plywood element which consists of several layers of wood which are connected to one another by dowels.
  • the advantage of such a laminated wood element is that it can be used to produce walls which are made exclusively from a biologically produced material without any chemical binders, nails or the like. These walls are characterized by favorable static properties and good thermal insulation.
  • such laminated wood elements have a very high fire resistance and excellent shielding from high-frequency electrical fields.
  • a wooden wall is known from DE 297 21 848 U, which is composed of several layers of boards, but which are connected to one another by nailing. In order to reduce the manufacturing costs, the boards are rough-cut inside.
  • the object of the present invention is to provide a wall element which is made entirely of biological material and which enables a further improvement in the thermal insulation.
  • the structure according to the invention can be used to achieve an additional improvement in the thermal insulation properties without impairing the strength. Air chambers are created in the interior of the plywood element, which increase the thermal resistance, ie reduce the thermal conductivity.
  • An additional advantage of the design according to the invention is that the dowels are relatively high Contact forces between the individual layers can be generated and maintained permanently, so that the strength of the laminated wood element is not impaired by the smaller contact surfaces between the individual woods, which is caused by the profiling.
  • the additional processing of the individual woods by planing can also have the advantage that the maximum positive tolerance in the thickness range can be precisely limited.
  • wood that has not been reworked after sawing it can happen that several pieces of wood with positive tolerance deviations lie on top of each other at individual points on the wall element, which results in an inadmissible overall thickness locally.
  • the profiling is designed as an arrangement of adjacent grooves that extend in the longitudinal direction.
  • the grooves are created, for example, by planing the individual woods with correspondingly profiled planing knives.
  • the profiling can also be produced by transverse milling, which, however, is generally more complex.
  • the end faces of the laminated wood element are designed to be closed. This is achieved when the edge area of the laminated wood element is free of grooves, which means that the grooves do not go through to the edge, but run out in front of the edge.
  • a particularly good thermal insulation can be achieved by providing at least two adjacent layers of wood, the mutually adjacent surfaces have grooves which are arranged at an angle to each other. In this way, a grid-like system of cavities is created, with the individual timbers resting only on the crossing points of the webs between the grooves.
  • it is particularly favorable if webs are provided between the grooves, the width of which is smaller than that of the grooves, the width of the webs preferably being between 20% and 80% of the width of the grooves. In this way, the contact areas between the woods are minimized.
  • Cable ducts or lines can be taken into account in the construction of the wall element in a preferred manner if at least one layer has a groove-like recess, the recess preferably being formed by milling or cutting out adjacent woods. In this way, the installation work after completion of a building can be simplified.
  • a particularly favorable connection can be achieved in that the bond between the dowels and the timber is essentially established by the force closure due to volume increase through moisture balance between the timber of the layers and the dowels.
  • the laminated wood element has at least two layers perpendicular to one another and at least one layer arranged at an acute angle to them.
  • the vertical layers in the installed state absorb the majority of the static loads that act on the wall element.
  • the horizontal timbers are mainly used to connect the vertical timbers, and at least one inclined position serves to avoid possible parallelogram-like deformation within the wall plane.
  • Fig. 1 shows a part of a wall element according to the invention
  • the layer element 1 of FIG. 1 consists of six layers 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f of woods 3a, 3b, 3c, 3d, 3e and 3f.
  • the layers 2a, 2c and 2e are arranged so that the longitudinal axis of the woods 3a, 3c and 3e are horizontal, while the layers 2b and 2f are arranged vertically.
  • the layer 2d has diagonally oriented woods 3d.
  • the individual layers 2a, 2b, 2d, 2e and 2f are held together by dowels 4, as is described in WO 00/03850 A.
  • the woods 3b, 3c, 3d, 3e and 3f are profiled by grooves 5 which run in the longitudinal direction, the woods 3a and 3f being smooth on the surface facing outwards.
  • Recesses 6 are provided between individual pieces of wood 3b of the layer 2b, which are used to hold cables or lines.
  • the grooves 5 in the embodiment of FIG. 2 are essentially trapezoidal in shape and have a depth t of 3 mm and a width c of 3 mm.
  • the width b of the webs 7 between the grooves 5 is 2 mm.
  • the depth t can vary between 0.5 and 8 mm or more, the widths b and c can be up to 40 mm, in special cases up to 100 mm.
  • FIG. 3 essentially corresponds to that of FIG. 2, but the grooves 5 are designed in a wave shape.
  • the present invention makes it possible to significantly increase the thermal resistance of a wall element with practically the same strength.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Schichtholzelement mit mindestens drei miteinander verbundenen Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von unmittelbar nebeneinander angeordneten brett- oder pfostenartigen Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), deren Verbindung durch Dübel (4) erfolgt, welche die Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) durchsetzen, wobei die Hölzer (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) von zumindest zwei benachbarten Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) unterschiedliche Richtungen aufweisen. Eine verbesserte Wärmedämmung wird dadurch erreicht, dass die Hölzer (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) an den im Inneren des Schichtholzelements befindlichen Oberflächen zumindest teilweise eine Profilierung aufweisen.

Description

Vorgefertigtes Schichtholzelement
Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Schichtholzelement gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Es ist bekannt, Holzelemente aus mehreren Lagen von Brettern zusammenzusetzen. Dabei können einzelne der Bretter eine Profilierung aufweisen, um das Gewicht zu verringern, Hohlräume für Einbauten zu schaffen oder um die Wärmedämmung zu verbessern. Solche Verbundmaterialien werden üblicherweise geleimt, was einerseits zu einer Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften führt, wenn der Leim in die Nuten der Profilierung eindringt oder diese gar ausfüllt. Außerdem machen solche Verbundmaterialien Probleme beim Recycling.
Aus der WO 00/03850 A des Patentanmelders ist ein vorgefertigtes Schichtholzelement bekannt, das aus mehreren Lagen von Hölzern besteht, die durch Dübel untereinander verbunden sind. Der Vorteil eines solchen Schichtholzelements liegt darin, dass dadurch Wände hergestellt werden können, die ausschließlich aus einem biologisch hergestellten Material ohne jegliche chemische Bindemittel, Nägel oder dergleichen aufgebaut sind. Diese Wände zeichnen sich durch günstige statische Eigenschaften und ein gute Wärmedämmung aus. Weiters weisen solche Schichtholzelemente eine sehr hohe Brandbeständigkeit und eine hervorragende Abschirmung hochfrequenter elektrischer Felder auf.
Weiters ist aus der DE 297 21 848 U eine Holzwand bekannt, die aus mehreren Lagen von Brettern zusammengesetzt ist, die jedoch miteinander durch Nagelung verbunden sind. Um die Herstellungskosten zu verringern sind die Bretter im Inneren sägerau ausgebildet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Wandelement zu schaffen, das vollständig aus biologischem Material aufgebaut ist und das eine weitere Verbesserung der Wärmedämmung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Ausbildung gemäß Patentanspruch 1 gelöst..
Es hat sich herausgestellt, dass durch den erfindungsgemäßen Aufbau ohne Beeinträchtigung der Festigkeit eine zusätzliche Verbesserung der Wärmeisolationseigenschaften erreicht werden kann. Es werden im Inneren des Schichtholzelements Luftkammern geschaffen, die den Wärmedurchgangswiderstand vergrößern, d.h. die Wärmeleitfähigkeit verringern. Ein zusätzlicher Vorteil bei der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, dass durch die Dübel relativ hohe Anpresskräfte zwischen den einzelnen Lagen erzeugt und dauerhaft gehalten werden können, so dass die Festigkeit des Schichtholzelements durch die geringeren Auflageflächen zwischen den einzelnen Hölzern, die durch die Profilierung hervorgerufen wird, nicht beeinträchtigt wird.
Erst durch die Verwendung von Dübeln anstelle anderer Verbindungsmittel kann die Profilierung ausreichend klein ausgeführt werden, so dass sich keine Konvek- tionsströmungen im Inneren ausbilden können, die nachteilig für den Isolationswert des Schichtholzelements sein würden. Dies ist deshalb möglich, da nicht befürchtet werden muss, dass ein Klebemedium die Nuten verschließt.
Durch die zusätzliche Bearbeitung der einzelnen Hölzer durch Hobeln kann zusätzlich der Vorteil erzielt werden, dass die maximale positive Toleranz im Dickenbereich genau eingegrenzt werden kann. Bei Verwendung von Hölzern, die nach dem Sägen nicht nachbearbeitet sind, kann nämlich der Fall eintreten, dass an einzelnen Stellen des Wandelements mehrere Hölzer mit positiver Toleranzabweichung übereinanderliegen, wodurch örtlich eine unzulässige Gesamtdicke resultiert.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Schichtholzelements kann von λ = 0,15 W/mK bis 0,11 W/mK für ein typisches Schichtholzelement herkömmlicher Bauart auf λ = 0,09 W/mK bis 0,08 W/mK für das erfindungsgemäße Schichtholzelement verbessert werden. Diese Verbesserung ist nicht nur für die Energieeinsparung wesentlich, sondern verbessert auch die Brandschutzeigenschaften. Schon mit bekannten Schichtholzelementen kann eine Feuerwiderstandsklasse von F150 bis F180 erzielt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann zusätzlich zu diesen hervorragenden Werten eine sehr geringe Wärmeübertragung erreicht werden, was für die Hemmung der Brandausbreitung wichtig ist.
Eine besonders günstige Ausführung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die Profilierung als Anordnung von nebeneinander liegenden Nuten ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung erstrecken. Die Nuten werden beispielsweise durch Hobeln der einzelnen Hölzer mit entsprechend profilierten Hobelmessern erzeugt. Alternativ dazu kann jedoch die Profilierung auch durch Querfräsen hergestellt werden, was jedoch im Allgemeinen aufwändiger ist. In bestimmten Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn die Stirnflächen des Schichtholzelements geschlossen ausgebildet sind. Dies wird erreicht, wenn der Randbereich des Schichtholzelements frei von Nuten ist, das heißt, dass die Nuten nicht bis zum Rand durchgehen, sondern vor dem Rand auslaufen.
Eine besonders gute Wärmeisolation kann dadurch erreicht werden, dass zumindest zwei benachbarte Lagen von Hölzern vorgesehen sind, deren aneinanderlie- gende Oberflächen Nuten aufweisen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein rasterartiges System von Hohlräumen geschaffen, wobei die einzelnen Hölzer nur an den Kreuzungspunkten der Stege zwischen den Nuten aufliegen. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn zwischen den Nuten Stege vorgesehen sind, deren Breite kleiner ist als die der Nuten, wobei die Breite der Stege vorzugsweise zwischen 20% und 80% der Breite der Nuten beträgt. Auf diese Weise werden die Kontaktflächen zwischen den Hölzern minimiert.
Kabelkanäle oder Leitungen können in bevorzugter Weise schon beim Aufbau des Wandelements berücksichtigt werden, wenn zumindest eine Lage eine nutartige Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung vorzugsweise durch Fräsen oder Freistellen von benachbarten Hölzern gebildet ist. Auf diese Weise können die Installationsarbeiten nach Fertigstellung eines Gebäudes vereinfacht werden.
Eine besonders günstige Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die Bindung zwischen den Dübeln und den Hölzern im Wesentlichen durch den Kraft- schluss infolge Volumenvergrößerung durch Feuchtigkeitsausgleich zwischen den Hölzern der Lagen und den Dübeln erfolgt.
Im Sinne der Baubiologie und der Recyclierbarkeit ist es besonders wünschenswert, wenn das Schichtholzelement einstofflich aufgebaut ist und nur aus Holz besteht. Auf diese Weise können störende Einflüsse anderer Werkstoffe ausgeschlossen werden.
Besonders vorteilhafte statische Eigenschaften können erreicht werden, wenn das Schichtholzelement mindestens zwei zueinander senkrechte Lagen und mindestens eine zu diesen in einem spitzen Winkel angeordnete Lage aufweist. Bei einem solchen Schichtholzelement nehmen die im eingebauten Zustand senkrechten Lagen den Großteil der statischen Lasten auf, die auf das Wandelement einwirken. Die waagrechten Hölzer dienen hauptsächlich zur Verbindung der senkrechten Hölzer, und mindestens eine schräg angeordnete Lage dient zur Vermeidung einer möglichen parallelogrammartigen Verformung innerhalb der Wandebene.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Wandelements und
Fig. 2 und 3 teilweise Schnitte durch Hölzer, aus denen ein solches Wandelement aufgebaut ist. Das Schichtelement 1 der Fig. 1 besteht aus sechs Lagen 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f von Hölzern 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f. Die Lagen 2a, 2c und 2e sind dabei im Verwendungszustand so angeordnet, dass die Längsachse der Hölzer 3a, 3c und 3e waagrecht sind, während die Lagen 2b und 2f senkrecht angeordnet sind. Die Lage 2d besitzt diagonal orientierte Hölzer 3d. Die einzelnen Lagen 2a, 2b, 2d, 2e und 2f werden durch Dübel 4 zusammengehalten, so wie dies in der WO 00/03850 A beschrieben ist. Die Hölzer 3b, 3c, 3d, 3e und 3f sind durch Nuten 5, die in Längsrichtung verlaufen, profiliert, wobei die Hölzer 3a und 3f auf der nach außen weisenden Fläche glatt ausgebildet sind.
Zwischen einzelnen Hölzern 3b der Lage 2b sind Ausnehmungen 6 vorgesehen, die zur Aufnahme von Kabeln oder Leitungen dienen.
Aus der Fig. 2 und 3 sind zwei mögliche Ausführungsvarianten, die hier allgemein mit 3 bezeichnet sind, dargestellt. Die Nuten 5 bei der Ausführungsvariante von Fig. 2 sind im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet und weisen ein Tiefe t von 3 mm und eine Breite c von 3 mm auf. Die Breite b der Stege 7 zwischen den Nuten 5 beträgt 2 mm. Die Tiefe t kann dabei je nach Anwendung zwischen 0,5 und 8 mm oder mehr variieren, die Breiten b und c können bis zu 40 mm, in Sonderfällen bis zu 100 mm betragen.
Die Ausführungsvariante der Fig. 3 entspricht im Wesentlichen der von Fig. 2, wobei jedoch die Nuten 5 wellenförmig ausgebildet sind.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Wärmedurchgangswiderstand eines Wandelements bei praktisch gleichbleibender Festigkeit wesentlich zu erhöhen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorgefertigtes Schichtholzelement mit mindestens drei miteinander verbundenen Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von unmittelbar nebeneinander angeordneten brett- oder pfostenartigen Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f), wobei die Hölzer (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) von zumindest zwei benachbarten Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) unterschiedliche Richtungen aufweisen, wobei die Hölzer (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) an den im Inneren des Schichtholzelements befindlichen Oberflächen zumindest teilweise eine Profilierung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Hölzer (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) durch Dübel (4) erfolgt, welche die Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) durchsetzen.
2. Schichtholzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung als Anordnung von nebeneinander liegenden Nuten (5) ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung erstrecken.
3. Schichtholzelement nach einen der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) vorgesehen sind, deren aneinanderlie- gende Oberflächen Nuten aufweisen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
4. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Nuten (5) Stege (7) vorgesehen sind, deren Breite (b) kleiner ist als die der Nuten (5), wobei die Breite (b) der Stege (7) vorzugsweise zwischen 20% und 80% der Breite (c) der Nuten (5) beträgt.
5. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich des Schichtholzelements frei von Nuten (5) ist.
6. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Lagen (2b, 2c, 2d, 2e, 2f) von Hölzern (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) vorgesehen sind, deren Längsachsen in einem Winkel zueinander angeordnet sind und deren aneinanderliegende Oberflächen beide profiliert sind.
7. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lage eine nutartige Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung vorzugsweise durch Fräsen oder Freistellen von benachbarten Hölzern gebildet ist.
8. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübel (4) rasterartig angeordnet sind.
9. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindung zwischen den Dübeln (4) und den Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) im Wesentlichen durch den Kraftschluss infolge Volumenvergrößerung durch Feuchtigkeitsausgleich zwischen den Hölzern (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) der Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) und den Dübeln (4) erfolgt.
10. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtholzelement (1) einstofflich aufgebaut ist und nur aus Holz besteht.
11. Schichtholzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtholzelement (1) mindestens zwei zueinander senkrechte Lagen (2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f) und mindestens eine zu diesen in einem spitzen Winkel angeordnete Lage (2d) aufweist.
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Fig.2 ig.3
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