AT17185U1

AT17185U1 - Wood-clay composite system

Info

Publication number: AT17185U1
Application number: ATGM96/2020U
Authority: AT
Inventors: Breuss Mag Msc Andreas
Original assignee: Breuss Mag Msc Andreas
Priority date: 2017-09-23
Filing date: 2017-09-23
Publication date: 2021-08-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Holz/Lehm-Verbundsystem bestehend aus Bauteilen wobei jedes Bauteil aus einer tragenden Holzriegelkonstruktion (1,2), in deren Inneren eine Wärmedämmung (5) vorgesehen ist, sowie daran angebrachten Lehmschichten besteht, wobei die tragende Holzriegelkonstruktion (1,2) weiterhin eine diagonale Holzschalung (3), eine innere Schwerlehmschicht mit einem Raumgewicht von mindestens 1200 kg/m3 und eine äußere Leichtlehmschicht mit einem Raumgewicht zwischen 450 kg/m3 und 600 kg/m3 aufweist und die Bauteile mittels Verschlusselementen (8, 12) miteinander verbunden sind.The invention relates to a wood / clay composite system consisting of components, each component consisting of a load-bearing wooden frame structure (1,2), inside of which thermal insulation (5) is provided, as well as layers of clay attached to it, the load-bearing wooden frame structure (1,2 ) furthermore has diagonal wooden formwork (3), an inner heavy clay layer with a volume weight of at least 1200 kg / m3 and an outer light clay layer with a volume weight between 450 kg / m3 and 600 kg / m3 and the components are connected to one another by means of locking elements (8, 12) are connected.

Description

description

HOLZLEHMVERBUNDSYSTEM WOOD CLOTH COMPOSITE SYSTEM

BAUSYSTEM FÜR EINE AUSSENWAND ALS HOLZLEHMVERBUNDKONSTRUKTION BUILDING SYSTEM FOR AN EXTERIOR WALL AS A WOODEN CLAY COMPOSITE CONSTRUCTION

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Holzlehmverbundsystem, das für den Bau von Gebäuden jeder Art als vorgefertigtes Wandsystem so eingesetzt werden kann, dass keine weiteren Komponenten erforderlich sind, und alle statischen und bauphysikalischen Anforderungen erfüllt werden. Eine tragende Holzständerkonstruktion mit dazwischen liegender Wärmedämmung übernimmt die statischen Funktionen, speziell ausgebildete Lehmschichten an der Innen - und Außenseite erfüllen die bauphysikalischen und raumklimatischen Anforderungen. Die einzelnen Schichten des Elementes werden als Verbundsystem miteinander kraftschlüssig verbunden und mit speziellen Trocknungsverfahren zu einem montagefertigen Verbundelement hergestellt. Die Lehmschichten werden so ausgebildet, dass diese alleine durch unterschiedliche Zusammensetzungen die erforderlichen bautechnischen Anforderungen erfüllen können, ohne dass zusätzliche Dicht- oder Dämmstoffe aufgebracht werden müssen. Die Anschlussstellen der Bauelemente werden durch vorgefertigte Lehmverschlusselemente mit der gleichen bauphysikalischen Qualität vor Ort geschlossen. Ziel der Erfindung ist einerseits ein Bausystem herzustellen, dass gänzlich ohne künstliche Baustoffe auskommt und möglichst einstofflich ist (Holz oder Lehm). Das vorliegende Holzlehmverbundsystem basiert auf dem bekannten Holzriegelbau, erzielt aber bessere und höhere Wärmespeicherkapazitäten. Es stellt somit ein Hybrid aus Leicht- und Massivbauweise dar. Wesentlich ist also, dass es sich nicht nur um ein neues Bauelement handelt, sondern um ein Bausystem, das zur Herstellung von Gebäuden alle nötigen Anforderungen besitzt. The present invention relates to a wood composite system that can be used for the construction of buildings of any type as a prefabricated wall system that no further components are required, and all static and structural requirements are met. A load-bearing timber frame construction with thermal insulation in between takes on the static functions, specially designed layers of clay on the inside and outside meet the building physics and room climate requirements. The individual layers of the element are positively connected to one another as a composite system and manufactured using a special drying process to form a ready-to-assemble composite element. The clay layers are designed in such a way that they can meet the necessary structural requirements through different compositions alone, without additional sealing or insulating materials having to be applied. The connection points of the building elements are closed by prefabricated clay sealing elements with the same physical quality on site. The aim of the invention is, on the one hand, to produce a building system that works entirely without artificial building materials and is as mono-material as possible (wood or clay). The present wood clay composite system is based on the known wooden frame construction, but achieves better and higher heat storage capacities. It thus represents a hybrid of lightweight and solid construction. It is therefore essential that it is not just a new component, but a construction system that has all the necessary requirements for the construction of buildings.

DESCRIPTION

[0002] Holzriegelkonstruktionen sind Leichtbaukonstruktionen, die neben einer in der Konstruktionsebene liegenden Dämmung zusätzliche Schichten für die bauphysikalischen Anforderungen benötigen. Luftdichtigkeit wird mit Folien oder Holzwerkstoffplatten, Stöße mit Klebebändern, Schall- und Brandschutz wird mit Gipskartonplatten und die Winddichtigkeit mit Folien oder Holzwerkstoffplatten hergestellt. Ausführungsfehler oder Schäden an den dichten Ebenen verursachen nachhaltige Bauschäden. Die Wärmespeichereigenschaft dieser Systeme ist vergleichsweise schlecht. Timber frame constructions are lightweight constructions which, in addition to an insulation lying in the construction level, require additional layers for the physical requirements of the building. Airtightness is achieved with foils or wood-based panels, joints with adhesive tapes, soundproofing and fire protection with plasterboard and windproof with foils or wood-based panels. Execution errors or damage to the dense levels cause lasting structural damage. The heat storage properties of these systems are comparatively poor.

[0003] Holzmassivkonstruktionen dagegen zeichnen sich dadurch aus, dass außen auf eine tragende massive Holzkonstruktion Wärmedämmungen aufgebracht werden, die mit speziellen Spachtelputzfassaden belegt werden können, oder winddichte Folien für hinterlüftete Fassaden benötigen. Innen müssen zusätzliche Installationsebenen aufgebracht werden. Der Vorteil gegenüber Leichtkonstruktionen ist allerdings eine deutlich höhere Speichermasse. Solid wood structures, on the other hand, are characterized by the fact that heat insulation is applied to a load-bearing solid wooden structure that can be covered with special plaster facades, or require windproof films for ventilated facades. Additional installation levels must be applied inside. The advantage over lightweight constructions, however, is a significantly higher storage mass.

[0004] Nach heutigem Stand der Technik werden auch Ziegelwände immer mehr als wärme-, denn als speichertaugliche Außenwandkonstruktion hergestellt. Im besten Fall kann sogar auf eine zusätzliche thermische Außendämmung verzichtet werden. Nachteil ist, dass nur mehr der äußerste und innerste Steg eines Hochlochziegels einen Beitrag zur Wärmespeicherung darstellt der dadurch sehr gering ausfällt. According to the current state of the art, brick walls are more and more produced as a heat-resistant, rather than an outer wall construction suitable for storage. In the best case scenario, there is even no need for additional external thermal insulation. The disadvantage is that only the outermost and innermost web of a vertically perforated brick makes a contribution to heat storage, which is therefore very small.

[0005] Das vorliegende Holzlehmverbundsystem kombiniert Holzleichtbau- und massive Baukonstruktionen zu einem neuen Hybrid, das die Vorzüge einer hohen Speichermasse mit der ressourcenschonenden Verwendung von Holz im Leichtbau vereinigen kann. In diesem neuen Bausystem werden die Schichten im herkömmlichen Holzleichtbau durch massive Lehmschichten ersetzt. Diese Lehmschichten werden aber so ausgeführt, dass sie in einstofflicher Art und Weise alle Funktionen übernehmen können. Aus AT 510797 A1 2012-06-15 ist ein Bauelement in Holzrahmenbauweise aus Holzstegträgern, Strohballen und Lehm bekannt, das außen und innen dünne Lehmputzschichten mit der gleichen Qualität direkt auf das Stroh aufbringt, die bauphysikalische Funktionen übernehmen sollen. The present wood clay composite system combines lightweight wood construction and solid construction to a new hybrid that can combine the advantages of a high storage mass with the resource-saving use of wood in lightweight construction. In this new building system, the layers in conventional lightweight wood construction are replaced by solid clay layers. However, these clay layers are designed in such a way that they can take over all functions in a one-material way. From AT 510797 A1 2012-06-15 a structural element in a wooden frame construction made of wooden web girders, straw bales and clay is known, which applies thin layers of clay plaster of the same quality directly to the straw on the outside and inside, which are intended to take over structural functions.

[0006] Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass die innere und äußere Lehmschicht unterschiedlich aufgebaut und zusammengesetzt sein müssen, denn das Ziel ist nicht nur die geforderten bauphysikalischen Anforderungen zu erfüllen, sondern auch eine neue Qualität im Wohnraum zu schaffen. Die Zusammensetzung der inneren Schicht ist so entwickelt, dass die Luftdichtigkeit ohne weitere Maßnahmen, wie Flachsvliese oder Putze gegeben ist. Um Ausführungsrisiken zu minimieren, wird die luftdichte Schicht so dimensioniert, dass Beschädigungen oder Eindringungen durch den Nutzer (Bilder aufhängen, Regale festmachen und ähnliches) keinen Einfluss haben. Weiters können in diese Schicht ohne Aufbringen einer zusätzlichen Installationsebene Leitungen und Dosen integriert werden. Auch ein nachträgliches Stemmen oder Schlitzen beeinträchtigt die luftdichte Schicht nicht. Die Zusammensetzung der inneren Lehmschicht ist mit einem sehr hohen Raumgewicht gewählt, und bietet dadurch eine hohe Wärmespeicherkapazität. Es ist allgemein bekannt, dass Lehm Feuchtigkeit aufnehmen, speichern und abgeben kann. Eine dicke Lehmschicht bildet einen Langzeitspeicher, der über einen längeren Zeitraum beobachtet, mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. The present invention is based on the fact that the inner and outer clay layer must be constructed and composed differently, because the goal is not only to meet the required physical requirements, but also to create a new quality in living space. The composition of the inner layer has been developed in such a way that it is airtight without further measures such as flax fleece or plaster. In order to minimize execution risks, the airtight layer is dimensioned in such a way that damage or penetration by the user (hanging up pictures, securing shelves and the like) have no influence. Furthermore, cables and sockets can be integrated into this layer without adding an additional installation level. Subsequent chiselling or slitting does not affect the airtight layer. The composition of the inner clay layer is chosen with a very high density, and thus offers a high heat storage capacity. It is well known that clay can absorb, store and release moisture. A thick layer of clay forms a long-term storage facility which, observed over a longer period of time, can absorb more moisture.

FUNKTION DES HOLZLEHMVERBUNDSYSTEMS FUNCTION OF THE WOOD-CLAY COMPOSITE SYSTEM

[0007] Das Holzlehmverbundsystem soll alle Funktionen, die für die Erstellung eines Gebäudes nötig sind, erfüllen. Neben den Bauelementen selbst beinhaltet das auch die Lehmverschlusselemente, die alle bautechnischen Anschlüsse bei Boden, Wand und Decke gewährleisten (Fig. 1) The Holzlehmverbundsystem should fulfill all functions that are necessary for the creation of a building. In addition to the structural elements themselves, this also includes the clay sealing elements, which ensure all structural connections in the floor, wall and ceiling (Fig. 1)

[0008] Statik: Das Holzlehmverbundsystem kann je nach statischen Anforderungen seine Dimension und Zusammensetzung anpassen, und steht dadurch für alle Anwendungen, die auch durch eine Holzrahmenkonstruktion erfüllt werden können, zur Verfügung. Das beinhaltet neben Gebäuden mit Flachbauweise auch den mehrgeschossigen Bau. Statics: The wood clay composite system can adjust its dimensions and composition depending on the static requirements, and is therefore available for all applications that can also be fulfilled by a wooden frame structure. In addition to low-rise buildings, this also includes multi-storey buildings.

[0009] (Fig. 2) Die innen liegende Holzstruktur besteht - wie beim Holzrahmenbau bekannt - aus Holzstehern (1), die auf oder zwischen Fuß- und Kopfschwellen (2) befestigt werden. Die Dimension der Holzkonstruktion hängt von statischen Anforderungen ab. Der Holzrahmenbau wird als statisches Grundgerüst deshalb gewählt, weil dieses System mit unbehandeltem Massivholz ausgeführt werden kann. Auf verleimte Konstruktionshölzer kann verzichtet werden. Ein wesentlicher Anspruch der Erfindung liegt ja darin, dass keine chemischen oder künstlichen Zusatzstoffe für dieses Bausystem nötig sind. Die Elemente der Holzriegelkonstruktion werden kraftschlüssig miteinander verschraubt (Fig. 3). (Fig. 2) The internal wooden structure consists - as known in timber frame construction - from wooden posts (1) which are attached to or between the foot and head sleepers (2). The dimension of the wooden structure depends on static requirements. The timber frame construction is chosen as the static basic structure because this system can be carried out with untreated solid wood. There is no need for glued construction timbers. An essential claim of the invention is that no chemical or artificial additives are necessary for this building system. The elements of the wooden frame construction are force-fit screwed together (Fig. 3).

[0010] An der Innenseite werden sägeraue Schalbretter (3) diagonal angebracht, die die horizontale Aussteifung gewährleisten. Um an den Anschlussstellen zwischen den Elementen die kraftschlüssige Verbindung herzustellen, muss der jeweils äußere Holzsteher (4) der Holzriegelkonstruktion eine breitere Dimension aufweisen, damit er die Schalbretter benachbarter Elemente kraftschlüssig aufnehmen kann. Dazu ist es nötig, dass die Schalbretter an der Gegenseite mit dem schmalen Steher um das entsprechende Maß überstehen, und am breiten Steher um das gleiche Maß zurückspringen. Nur so ist eine durchgehende horizontale Aussteifung über das ganze Wandsystem des Gebäudes gewährleistet (Fig. 3). On the inside rough-sawn shuttering boards (3) are attached diagonally, which ensure the horizontal stiffening. In order to establish the frictional connection at the connection points between the elements, the respective outer wooden upright (4) of the wooden frame construction must have a wider dimension so that it can hold the shuttering boards of adjacent elements in a frictional manner. For this it is necessary that the shuttering boards protrude on the opposite side with the narrow upright by the appropriate amount, and on the wide upright spring back by the same amount. This is the only way to ensure continuous horizontal stiffening over the entire wall system of the building (Fig. 3).

[0011] Alternativ oder ergänzend - je nach statischen Erfordernissen - lässt das Holzlehmverbundsystem auch zu, dass die innere schwere Lehmschicht als Alternative zur Diagonalschalung zur horizontalen Aussteifung herangezogen werden kann. Wenn diese Lehmschicht (> 10 cm) als Schwerlehm auf einer aufgelösten Traglattung auf die Riegelwände aufgebracht wird, ergibt sich eine Fachwerksanalogie innerhalb der Fläche des Außenwandelements, welche die Eignung besitzt, Horizontallasten abzuleiten. Die inneren Druckkräfte werden durch den Schwerlehm und die Zugkräfte durch die Holzlattung übernommen. Alternatively or additionally - depending on the static requirements - the wood clay composite system also allows the inner heavy clay layer to be used as an alternative to the diagonal formwork for horizontal reinforcement. If this layer of clay (> 10 cm) is applied to the transom walls as heavy clay on a loosened supporting battens, a framework analogy results within the surface of the outer wall element, which is suitable for dissipating horizontal loads. The internal pressure forces are taken over by the heavy clay and the tensile forces by the wooden battens.

[0012] Die statisch relevante Holzriegelwand lässt sich also anhand anerkannter Berechnungsmethoden aus dem Holzbau ermitteln, nur dass das Gewicht der inneren Schwerlehm- und der äußeren Leichtlehmschicht dazugeschlagen werden muss. The statically relevant timber frame wall can thus be determined using recognized calculation methods from timber construction, except that the weight of the inner heavy clay and the outer light clay layer must be added.

[0013] Bauphysikalisch wird der Anspruch der Wärmedämmung durch eine in der Ebene der Holzkonstruktion liegenden Holzfaserdämmung (5) erfüllt. Diese Dämmung weist eine höhere In terms of building physics, the thermal insulation requirement is met by wood fiber insulation (5) lying in the plane of the wooden structure. This insulation has a higher

Raumdichte auf als herkömmliche künstliche Dämmstoffe, wie etwa Mineralwolle. Die Qualität der Dämmeigenschaft des Gebäudes wird in dieser Schicht des Bauelements gesteuert - sie reicht von normgerechten Dämmstärken, über Niedrigenergie- bis zu Passivhausstandard. Spatial density higher than conventional artificial insulation materials, such as mineral wool. The quality of the building's insulation properties is controlled in this layer of the building element - it ranges from standardized insulation thicknesses to low-energy and passive house standards.

[0014] Die innere Schwerlehmschicht wird im Falle der Diagonalschalung zwischen und auf kreuzweise versetzte und sägeraue Holzleisten (6) mit einer Dimension von ca. 3 x 5 cm aufgebracht. Durch die kreuzweise Lattung entstehen Hohlräume zwischen sägerauer Schalung und Lattung. Die Verzahnung des Lehms ergibt sich unter anderem auch durch die sägeraue Eigenschaft der Lattung und der Schalung. Die kreuzweise Verlattung verhindert das Abrutschen des Schwerlehms. Der Schwerlehm besteht aus einer mindestens 10 cm dicken Schicht, und einem Raumgewicht von mindestens 1200 kg/m*®. Die Zusammensetzung des Schwerlehms - im folgenden Lehm1200 genannt (7) - sieht neben Lehm, Sand, Kies und Wasser, Holzspäne als Abmagerungs- bzw. Armierungszusatz vor. The inner heavy clay layer is applied in the case of diagonal formwork between and on crosswise offset and rough sawn wooden strips (6) with a dimension of about 3 x 5 cm. The crosswise battens create cavities between the rough-sawn formwork and battens. The interlocking of the clay is also a result of the rough-sawn properties of the battens and the formwork. The crosswise lathing prevents the heavy clay from slipping off. The heavy clay consists of a layer at least 10 cm thick and a volume weight of at least 1200 kg / m * ®. The composition of heavy clay - hereinafter referred to as Lehm1200 (7) - provides for clay, sand, gravel and water, as well as wood chips as a lean or reinforcement additive.

[0015] Das Raumgewicht von 1200 kg/m? wird folgendermaßen begründet: The density of 1200 kg / m? is justified as follows:

[0016] 1. Die Wärmespeicherzahl (S) bei Lehm 1200 und Nadelholz ist gleich, und kann durch Zuschläge von Holz sogar noch verbessert werden. 1. The heat storage number (S) for clay 1200 and softwood is the same, and can even be improved by adding wood.

[0017] 2. Die Luftdichtheit ist bei Lehm1200 auf alle Fälle gewährleistet. Ab 900 kg/m? gilt laut Lehmbauregeln [vgl. DACHVERBAND Lehm] ohne Nachweis die Luft- oder Winddichtheit als gesichert. 2. The airtightness is guaranteed in all cases with Lehm1200. From 900 kg / m? applies according to earth building rules [cf. DACHVERBAND Lehm] without proof of air or wind tightness as assured.

[0018] 3. Bis 1200 kg/m*®* hat Lehm einen Dampfdiffusionswiderstand von u = 3 bis 5. Ab 1400 kg/m® steigt dieser Wert auf u = 5 bis 10. 3. Up to 1200 kg / m * ® * clay has a vapor diffusion resistance of u = 3 to 5. From 1400 kg / m® this value increases to u = 5 to 10.

[0019] 4. Bei einer Untersuchung der MFPA in Leipzig wurden Leichtlehme ab 1200 kg/m® je nach Zuschlag als nicht brennbar eingestuft. 4. In an investigation by the MFPA in Leipzig, light clay from 1200 kg / m® were classified as non-flammable depending on the surcharge.

[0020] 5. Lehm mit 10 cm Stärke und einem Raumgewicht von 1200 kg/m® erreicht als solitäres Bauteil schon ein Rw = 44 dB [vgl. VOLHARD, 2013, S. 230]. Für die Fa Claytec wurde von RÖHLEN / ZIEGERT ein Aufbau mit einer Lehmschüttung mit 1200 kg und Lehmbauplatten untersucht und geprüft. Eine Deckenfüllung mit 12 cm Stärke, einem Hohlraum von 8 cm und einer 2,5 cm starken Lehmbauplatte erreicht ein Rw > 54 dB. Wenn man die Lehmbauplatte weglässt, wird immer noch ein Rw < 47 dB erreicht [vgl. RÖHLEN, 2010, S. 256]. Ein positiver Einfluss von Lehm1200 auf den Schallschutz kann also angenommen werden. 5. Loam with a thickness of 10 cm and a volume weight of 1200 kg / m® already achieves an Rw = 44 dB as a solitary component [cf. VOLHARD, 2013, p. 230]. For the Claytec company, RÖHLEN / ZIEGERT examined and tested a structure with a clay fill of 1200 kg and clay building boards. A ceiling filling with a thickness of 12 cm, a cavity of 8 cm and a 2.5 cm thick clay building board achieves an Rw> 54 dB. If the earth building board is omitted, an Rw <47 dB is still achieved [cf. RÖHLEN, 2010, p. 256]. A positive influence of Lehm1200 on noise protection can therefore be assumed.

[0021] Die Schichtdicke von mindestens 10 cm Stärke wird dadurch begründet, dass Lehm 1200 mit dieser Schichtstärke eine optimale Wärmespeichermasse darstellt. Ab einer Schichtstärke von 12 cm verliert interessanterweise die Wärmespeicherkapazität an Wirkung und nimmt ab. Grund dürfte sein, dass auch die Holzfaserdämmstoffe eine gute Wärmespeicherkapazität haben, und diese abnimmt, je mehr der Abstand der Holzfaserdämmung von der inneren Lehmoberfläche zunimmt. The layer thickness of at least 10 cm is justified by the fact that clay 1200 with this layer thickness represents an optimal heat storage mass. Interestingly, from a layer thickness of 12 cm, the heat storage capacity loses its effect and decreases. The reason is probably that the wood fiber insulation materials also have a good heat storage capacity, and this decreases the more the distance between the wood fiber insulation and the inner clay surface increases.

[0022] Die innere Schwerlehmschicht übernimmt folgende bauphysikalischen Funktionen: Brandschutz, Schallschutz, Luftdichtigkeit und Feuchtigkeitsregulierung im Raum. Die für die Anschlussstellen entwickelten Lehmverschlusselemente (8) weisen die gleichen bauphysikalischen Eigenschaften auf. Dabei werden vorgefertigte Lehmelemente mit einem Raumgewicht von 1200 kg/m® in Lehmmörtel mit Flachsvlies (9) in die Fuge zwischen den Bauelementen eingedrückt. Eine Armierung an der dem Raum zugewandten Wandseite über die benachbarten Wandelemente hinweg ist nicht nötig. (Fig. 4) The inner heavy clay layer takes on the following physical building functions: fire protection, soundproofing, airtightness and moisture regulation in the room. The clay sealing elements (8) developed for the connection points have the same physical properties. Prefabricated clay elements with a density of 1200 kg / m® in clay mortar with flax fleece (9) are pressed into the joint between the components. Reinforcement on the wall side facing the room over the adjacent wall elements is not necessary. (Fig. 4)

[0023] Die äußere Leichtlehmschicht - im folgenden Lehm450 genannt (10) - wird direkt auf die Holzfaserdämmung aufgebracht. Hinterschnittene Holzleisten (11) - wie sie aus EP 2 284 327 A2 oder aus EP 1 826 330 A2 bekannt sind - werden auf die Holzriegelkonstruktion aufgebracht. Die Dimension beträgt mindestens 4 x 2 cm, wobei die Breitseite zur Holzriegelkonstruktion zeigt. Lehm450 (10) hat ein Raumgewicht zwischen 450 kg/m? und 600 kg/m? und ist mit Holzspänen abgemagert. Eine geringere Raumdichte ist erstens mit Holzspänen nicht zu erzielen, und könnte zweitens keinen Beitrag zur Winddichtigkeit liefern. Je höher die Raumdichte, desto besser ist die The outer light clay layer - hereinafter referred to as Lehm450 (10) - is applied directly to the wood fiber insulation. Undercut wooden strips (11) - as they are known from EP 2 284 327 A2 or from EP 1 826 330 A2 - are applied to the wooden frame structure. The dimension is at least 4 x 2 cm, with the broad side facing the wooden frame construction. Lehm450 (10) has a density between 450 kg / m? and 600 kg / m? and is emaciated with wood chips. Firstly, a lower spatial density cannot be achieved with wood chips, and secondly, it could not make a contribution to windproofing. The higher the density, the better it is

Eigenschaft der Winddichtigkeit. Ein zusätzlicher Lehmverstrich kann auf die äußere Leichtlehmschicht zur Verbesserung dieser Eigenschaft aufgebracht werden. Die äußere Schicht Lehm450 liefert in der Gesamtberechnung des Bauelements einen Beitrag zur Wärmedämmung. Lehm450 schützt durch für eine Wärmedämmung vergleichsweise hohes Raumgewicht die dahinter liegende Kerndämmung vor allzu rascher Überhitzung oder Auskühlung. Die für die Anschlussstellen entwickelten Verschlusselemente Lehm450 (11) zeigen die gleichen bauphysikalischen Eigenschaften. Vorgefertigte Lehmelemente mit einem Raumgewicht von 450 - 600 kg/m* werden in Lehmmörtel mit Flachsvlies eingedrückt. Eine Armierung an der äußersten Wandseite ist nicht nötig. (Fig. 4) Windproof property. An additional layer of clay can be applied to the outer layer of light clay to improve this property. The outer layer of Lehm450 makes a contribution to thermal insulation in the overall calculation of the component. Lehm450 protects the underlying core insulation from overheating or cooling down too quickly thanks to its relatively high density for thermal insulation. The Lehm450 (11) locking elements developed for the connection points have the same physical properties. Prefabricated clay elements with a density of 450 - 600 kg / m * are pressed into clay mortar with flax fleece. Reinforcement on the outermost side of the wall is not necessary. (Fig. 4)

HERSTELLUNG DES HOLZLEHMVERBUNDS YSTEMS MANUFACTURING OF THE WOOD-CLAY COMPOSITE YSTEM

[0024] Das Holzlehmverbundelement wird als ganzes Element vorgefertigt, und als fertiges Bauteil auf die Baustelle geliefert und dort versetzt. The wood cement composite element is prefabricated as a whole element, and delivered as a finished component to the construction site and moved there.

[0025] Die Holzriegelkonstruktion besteht aus im Holzrahmenbau bekannten Schwellen (2) und Stehern (1), die, im Abstand abhängig von der Größe der Dämmplatten, mit den Schwellen verschraubt werden. Die Querschnitte werden durch die Anforderungen an Statik und Bauphysik bestimmt. Auf diese Konstruktion wird im liegenden Zustand eine raue Diagonalschalung (3) aufgebracht, wobei die Schalbretter mit Fugen im Abstand von circa einem cm aufgebracht werden, um den Trocknungsprozess der inneren Holzfaserdämmung nach Aufbringen der Lehmschichten zu fördern. Die Überlappung (13) der Schalung an den Elementstößen muss mindestens 3,5 cm betragen. Der Abstand der Nägel vom Rand des Pfostens muss mind. 1,5 cm und der Abstand von der Schalbrettkante mindestens 3 cm betragen. Da die Schalung diagonal verlegt wird, wird der Abstand nicht horizontal, sondern in einem Winkel von 45° gemessen. Die Fuge zwischen den Schalbrettern am Elementstoß beträgt 1 cm. Daraus ergibt sich - ungeachtet der statischen Tragfähigkeit - am Elementstoß ein Holzstehermaß (4) von mind. 10 cm Breite. Am anderen Ende des Elementes beträgt sinngemäß der Uberstand der Schalung 3,5 cm (14) d.h. hier muss der Holzsteher - ungeachtet der statischen Tragfähigkeit - mindestens 6 cm breit sein. Für die Herstellung eines Bauelements müssen auf beiden Seiten der Holzriegelkonstruktion Schalelemente angebracht werden, deren Dimension der Dicke der Lehmschicht angeglichen ist. Diese Schalelemente dienen auch als Transportschutz (15), um die empfindlichen Lehmschichten beim Transport und beim Versetzen mit Hebewerkzeugen nicht zu beschädigen. The wooden frame construction consists of sleepers (2) and uprights (1) known in wood frame construction, which are screwed to the sleepers at a distance depending on the size of the insulation panels. The cross-sections are determined by the requirements for statics and building physics. A rough diagonal formwork (3) is applied to this construction in the lying position, with the formwork boards being applied with joints approximately one cm apart in order to promote the drying process of the inner wood fiber insulation after the layers of clay have been applied. The overlap (13) of the formwork at the element joints must be at least 3.5 cm. The distance between the nails and the edge of the post must be at least 1.5 cm and the distance from the edge of the formwork board at least 3 cm. Since the formwork is laid diagonally, the distance is not measured horizontally, but at an angle of 45 °. The joint between the shuttering boards at the element joint is 1 cm. Regardless of the static load-bearing capacity, this results in a timber post dimension (4) of at least 10 cm width at the element joint. At the other end of the element, the protrusion of the formwork is accordingly 3.5 cm (14), i.e. here the wooden stand - regardless of the static load-bearing capacity - must be at least 6 cm wide. For the production of a building element, formwork elements must be attached to both sides of the wooden frame structure, the dimensions of which are matched to the thickness of the clay layer. These formwork elements also serve as transport protection (15) in order not to damage the sensitive clay layers during transport and when moving with lifting tools.

[0026] Auf die entsprechend kraftschlüssig aufgenagelte Schalbretterkonstruktion werden - wie dies auch aus EP 2 284 327 A2 bekannt ist - kreuzweise Holzstaffeln (6) aufgeschraubt und kraftschlüssig an den Holzstehern befestigt. As is also known from EP 2 284 327 A2, wooden staves (6) are screwed crosswise onto the corresponding force-lockingly nailed-on shuttering board structure and fastened to the wooden uprights in a force-locking manner.

[0027] Diese Lattenkonstruktion wird mit einem Abstand von 5 cm bis zum Rand der Schalung ausgeführt. Zuerst werden die senkrechten Latten an den Stehern befestigt und dann um 90 Grad verdreht die horizontalen Latten in einem lichten Abstand von 10 cm mit den senkrechten Latten verbunden. This slat construction is carried out with a distance of 5 cm to the edge of the formwork. First the vertical slats are attached to the uprights and then rotated by 90 degrees, the horizontal slats are connected to the vertical slats at a clearance of 10 cm.

[0028] In die geschalte Form wird liegend der Schwerlehm (7) mit 1200 kg/m* Raumdichte eingebracht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lehm im gerüttelten Zustand - wie dies bei der Herstellung von Betonfertigteilen bekannt ist - eingebracht wird. Nur so ist eine Hinterfüllung unter die Holzleisten gewährleistet. Die Lehmmasse kann, muss aber nicht, extra verdichtet werden. Die Lehmmasse Lehm1200 wird abschließend mit der Schalung eben glatt gestrichen. The heavy clay (7) with 1200 kg / m * volume density is introduced horizontally into the shuttered form. The invention is characterized in that the clay is introduced in the vibrated state - as is known in the manufacture of precast concrete parts. This is the only way to guarantee backfilling under the wooden strips. The clay mass can, but does not have to be, compacted separately. The clay mass Lehm1200 is then smoothed with the formwork.

[0029] In liegendem Zustand werden die geschalten Elemente in eine Trockenkammer gefahren, die normalerweise zur Trocknung von Hölzern verwendet wird. Zur Heizung der Anlage werden Holzabfälle des jeweiligen Zimmereinbetriebes verwendet. In the lying state, the switched elements are moved into a drying chamber, which is normally used for drying wood. Wood waste from the respective room is used to heat the system.

[0030] Bis zu einer Endtemperatur von 35° wird pro Stunde die Temperatur um 2° erhöht. Nach 120 Stunden in der Trockenkammer werden die Holzlehmverbundelemente herausgeholt und gewendet. Die mechanische Festigkeit reicht für den Wendevorgang aus, eine vollständige Trocknung des Lehms ist aber noch nicht gegeben. Auf der nun offenen Seite der innen liegenden Up to a final temperature of 35 °, the temperature is increased by 2 ° per hour. After 120 hours in the drying chamber, the wood-clay composite elements are removed and turned. The mechanical strength is sufficient for the turning process, but the clay is not yet completely dry. On the now open side of the inside

Holzkonstruktion werden ohne Lücken und Hohlstellen flexible Holzfaserdämmstoffe (5) eingebracht. Auf die vertikalen Holzsteher werden hinterschnittene Leisten (11) mit einer Dimension von 4x2 cm montiert. Durch die trapezförmige Form erhält die Leiste an der schmäleren Breitseite eine Dimension von 3 cm. Die Leiste wird mit der schmäleren Breitseite an den Stehern verschraubt, sodass diese hinterschnitten aufliegt. Zwischen Lehm und Holzfaserdämmung benötigt es keine weitere Schutzschicht. Die Feuchtigkeit des frisch eingebrachten Lehms kann von der Holzfaserdämmung weitertransportiert und von der inneren und äußeren Lehmschicht verarbeitet werden. Die Lehmmasse Lehm 450 (10) wird wieder gerüttelt eingebracht und ist an den hinterschnittenen Leisten (11) gegen Abrutschen und Abbröckeln gesichert. Mit der Kante der Schalung wird der Lehm glatt abgestrichen. Eine Verdichtung oder Stampfen des Lehms ist nicht nötig. Flexible wood fiber insulation materials (5) are inserted in wooden structures without gaps or hollow spaces. Undercut strips (11) with a dimension of 4x2 cm are mounted on the vertical wooden posts. Due to the trapezoidal shape, the bar has a dimension of 3 cm on the narrower broad side. The bar is screwed to the uprights with the narrower broad side so that it rests undercut. There is no need for an additional protective layer between the clay and the wood fiber insulation. The moisture in the freshly introduced clay can be transported by the wood fiber insulation and processed by the inner and outer layers of clay. The loam mass loam 450 (10) is brought in again with a shake and is secured against slipping and crumbling on the undercut strips (11). The clay is smoothed off with the edge of the formwork. Compaction or tamping of the clay is not necessary.

[0031] Der Bauteil wird wieder liegend - Lehm450 nach oben und Lehm1200 nach unten zeigend - in die Trockenkammer geführt, und in der gleichen Weise 120 Stunden bei maximal 35° getrocknet. The component is lying down again - clay 450 pointing up and clay 1200 pointing down - guided into the drying chamber, and dried in the same way for 120 hours at a maximum of 35 °.

[0032] Während dieser zweiten Trocknungsphase härtet nicht nur die leichte Masse Lehm450 (10), sondern auch die dichte und schwere Masse Lehm1200 (7) nun komplett aus. Ebenso verschwindet allfällige Restfeuchtigkeit im Holz, dies ist durch Messungen der Bauteilfeuchte bestätigt worden. During this second drying phase not only hardens the light mass of clay 450 (10), but also the dense and heavy mass of clay 1200 (7) now completely. Any residual moisture in the wood also disappears, this has been confirmed by measurements of the component moisture.

[0033] Nach der Trocknungsphase werden die Elemente der Trockenkammer entnommen und stehend gelagert. Für einen regensicheren Transport können die fertigen Holzlehmverbundelemente gegebenenfalls mit einer Schutzfolie versehen werden. Zur Sicherheit können für den Transport noch Kunststoff- oder Metallumreifungsbänder angebracht werden. After the drying phase, the elements of the drying chamber are removed and stored upright. For a rainproof transport, the finished wood-clay composite elements can be provided with a protective film if necessary. For safety reasons, plastic or metal straps can be attached for transport.

[0034] Das Gewicht des gesamten Holzlehmverbundelementes ist so bemessen, dass ein herkömmlicher LKW mit einem herkömmlichen LKW Kran in der Lage ist, die Elemente zu transportieren und zu versetzen. The weight of the entire wood clay composite element is such that a conventional truck with a conventional truck crane is able to transport and move the elements.

MONTAGE DES HOLZLEHMVERBUNDSYSTEMS (Fig. 5) ASSEMBLY OF THE CLAY COMPOSITE SYSTEM (Fig. 5)

[0035] Die vorgefertigten Holzlehmverbundelemente werden auf ein vorbereitetes Fundament versetzt. Zuerst werden die Schalungen, die als Transportsicherung dienen, entfernt. Diese Schalungselemente können mehrfach wieder verwendet werden, und werden deshalb seitlich gelagert. Am Fundament (16) werden handelsübliche Zimmermannswinkel (zB BMF105) befestigt, um erstens die Lagegenauigkeit zu gewährleisten und zweitens die Holzlehmverbundelemente gegen Verrutschen zu sichern. Im nächsten Schritt werden sukzessive die Elemente aneinandergereiht und an den vertikalen Stößen in oben beschriebener Art und Weise miteinander kraftschlüssig verbunden. In die innen und außen entstehenden vertikalen Zwischenräume, die circa 10 - 12 cm Platz benötigen, um die statische Verbindung herstellen zu können, werden die sogenannten Lehmverschlusselemente eingefügt. Dazu wird zuerst ein Flachsvlies mit Lehmschlämme in die Aussparung gepresst, danach werden die vorgefertigten Lehmverschlusselemente in einen zähflüssigen Lehmmörtel eingedrückt. Der überschüssige Mörtel, der aus den Fugen gepresst wird, soll abgestrichen werden. Diese Maßnahme wird innen und außen gleichermaßen ausgeführt, wobei die Lehmverschlusselemente der Qualität der jeweiligen Schicht entsprechen müssen, d.h. innen jener von Lehm 1200 und außen jener von Lehm450. Die vertikalen Stöße der Holzlehmverbundelemente sind somit innen luftdicht und außen winddicht ausgeführt. The prefabricated wood clay composite elements are placed on a prepared foundation. First the formwork, which serves as a transport lock, is removed. These formwork elements can be reused several times and are therefore stored on the side. Commercially available carpenter's brackets (e.g. BMF105) are attached to the foundation (16), firstly to ensure positional accuracy and secondly to secure the wood-cement composite elements against slipping. In the next step, the elements are successively lined up and frictionally connected to one another at the vertical joints in the manner described above. The so-called clay sealing elements are inserted into the vertical spaces that are created inside and outside, which require around 10-12 cm of space in order to be able to establish the static connection. To do this, first a flax fleece with clay sludge is pressed into the recess, then the prefabricated clay sealing elements are pressed into a viscous clay mortar. The excess mortar that is pressed out of the joints should be wiped off. This measure is carried out equally inside and outside, whereby the clay sealing elements must correspond to the quality of the respective layer, i.e. that of clay 1200 on the inside and that of clay 450 on the outside. The vertical joints of the wood-clay composite elements are thus made airtight on the inside and wind-tight on the outside.

[0036] Diese Abdichtung wird an allen relevanten Bauteilstößen in dieser Art und Weise ausgeführt. This seal is carried out on all relevant component joints in this way.

[0037] Fig. 6 zeigt die vertikale Eckausbildung der Außenwände. An den Innenecken werden die Holzlehmverbundelemente stumpf in ein Lehmmörtelbett gestoßen. Die Abdichtung der Ecke erfolgt mit einem Flachsvlies in Lehmschlämme. An der äußeren Ecke wird ein vorgefertigtes Lehmverschlusselement (18) in ein Lehmmörtelbett gedrückt. Fig. 6 shows the vertical corner formation of the outer walls. At the inside corners, the wood-clay composite elements are butted into a bed of clay mortar. The corner is sealed with a flax fleece in clay sludge. At the outer corner, a prefabricated clay sealing element (18) is pressed into a bed of clay mortar.

[0038] Fig. 7 zeigt die horizontalen Anschlüsse an den Geschossdecken zur Außenwand. Als Geschossdecken werden Holzdecken (19) eingebaut, die auf dem Holzlehmverbundelement aufliegen. Ein Flachsvlies in Lehmschlämme (9) wird anschließend über die Deckenkonstruktion um-Fig. 7 shows the horizontal connections on the floor slabs to the outer wall. Wooden ceilings (19), which rest on the wood-clay composite element, are installed as floor slabs. A flax fleece in clay sludge (9) is then placed over the ceiling construction.

geschlagen. An der Außenseite der Geschossdecke befindet sich eine Überdämmung mit Holzfaser. Das Schließen der Außenwand erfolgt mit einem eigens vorgefertigten Lehmverschlusselement (20) in der schon beschriebenen Art und Weise. beaten. On the outside of the floor there is an over-insulation with wood fiber. The outer wall is closed with a specially prefabricated clay closure element (20) in the manner already described.

[0039] Fig. 8 zeigt einen Flachdachanschluss mit einem darunterliegenden Fensterelement. Die Sturz- und Attikaelemente werden - wie bei den Holzlehmverbundelementen beschrieben - als eigene Elemente vorgefertigt, und mit dem Lehmverschlusselement (20) dicht abgeschlossen. Einzig bei der Attika entfällt die innere Lehmschicht Lehm 1200. 8 shows a flat roof connection with an underlying window element. The lintel and parapet elements are - as described for the wood clay composite elements - prefabricated as separate elements and sealed with the clay closure element (20). Only in the parapet is there no inner layer of clay 1200.

[0040] Fig. 9 zeigt ein offenes gedämmtes Sparrendach. Der Dachaufbau erfolgt analog dem Holzlehmverbundelement, jedoch ohne das äußere Lehm450-Element, das durch einen klassischen, frei wählbaren Dachaufbau ersetzt wird. Die innere Schicht Lehm 1200 dagegen bleibt durchgehend erhalten, und wird mit dem Lehmverschlusselement (21) mit der Außenwand luftdicht abgeschlossen. 9 shows an open insulated rafter roof. The roof structure is analogous to the wood clay composite element, but without the external clay 450 element, which is replaced by a classic, freely selectable roof structure. The inner layer of clay 1200, on the other hand, is retained throughout and is hermetically sealed with the outer wall with the clay closure element (21).

ARCHITEKTONISCHE QUALITÄT DES HOLZLEHMVERBUNDSYSTEMS ARCHITECTURAL QUALITY OF THE CLAY COMPOSITE SYSTEM

[0041] Oberflächen können sowohl innen als auch außen frei gewählt werden. Das reicht von Putzfassaden bis zu hinterlüfteten Vorhangfassaden. Bei den Außenputzfassaden soll Kalk, und bei den Innenputzoberflächen kann sowohl Lehm als auch Kalk verwendet werden. Surfaces can be freely selected both inside and outside. This ranges from plaster facades to rear-ventilated curtain walls. Lime should be used for the exterior plaster facades, and both clay and lime can be used for the interior plaster surfaces.

Claims

Expectations

1. Wood / clay composite system consisting of components, each component consisting of a load-bearing wooden frame structure (1,2), inside of which thermal insulation (5) is provided, as well as layers of clay attached to it, characterized in that the load-bearing wooden frame structure also has a diagonal wooden formwork ( 3) shows that there is an inner heavy clay layer with a volume weight of at least 1200 kg / m * and an outer light clay layer with a volume weight between 450 kg / m * and 600 kg / m? and that the components are connected to one another by means of closure elements (8, 12).

2. Wood / clay composite system according to claim 1, characterized in that the inner heavy clay layer is at least 10 cm thick.

3. Wood / clay composite system according to claim 1 or 2, characterized in that the inner and outer clay layer contain sand and gravel with a grading curve with a grain size between 0 and 10 mm, and wood chips.

4. Wood / clay composite system according to claim 1 to 3, characterized in that a crosswise battens (6) is provided on one side of the wooden frame structure (1,2), to which the inner heavy clay layer is applied and on the other side undercut strips ( 11) are mounted with a preferably trapezoidal shape on which the outer layer of light clay is applied.

5. Wood / clay composite system according to claim 1 to 4, characterized in that the thermal insulation (5) is formed from a wood fiber insulation (5) inserted into the wooden frame structure (1,2).

6. wood / clay composite system according to claim 1 to 5, characterized in that the wooden formwork (3) is formed protruding on at least one outside over the wooden frame structure (1,2).

7. Process for the production of a wood / clay / composite system characterized by the following steps:

(a) Production of a load-bearing wooden frame construction (1,2), known per se, consisting of sleepers and uprights,

(b) Application of a rough diagonal formwork (3) on one side of the wooden frame construction (1,2), whereby the diagonal formwork (3) consists of shuttering boards and the shuttering boards are applied with joints at a distance of approx. 1 cm,

(c) applying a cross-wise lathing, known per se, to the diagonal formwork (3) in the form of wooden staves (6) screwed on crosswise,

(d) Introducing a heavy clay layer (7) with a volume weight of at least 1200 kg / m®, preferably in the vibrated state, into the shuttered form and smoothing the heavy clay,

(e) drying the heavy clay layer (7) in a drying chamber,

(ff) Turning the wooden frame construction (1,2)

(g) Laying the thermal insulation (5), preferably consisting of wood fiber insulation materials, on the open side of the wooden structure (1,2)

(h) Installation of undercut strips (11) with a trapezoidal shape on the vertical wooden posts of the wooden frame construction (1,2)

(i) Applying a layer of light clay (10), preferably in the vibrated state, with a density between 450 kg / m * ® and 600 kg / m® directly on the thermal insulation (11),

() Drying the component in a drying chamber.

8. The method according to claim 7, characterized in that the temperature in the drying chamber is a maximum of 35 ° C and the residence time in the drying chamber is up to 120 hours.

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9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the composite system is formed overlapping at the joints of two composite systems and that closure elements (8, 12) are used for a connection of two adjacent composite systems in the overlapping areas.

10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the thickness of the heavy clay layer (7) is at least 10 cm.

In addition 9 sheets of drawings