AT517545B1 - Vorgefertigte Elemente aus beplankten Stahlrahmen zum Bau eines Gebäudes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten eines Bauwerks aus vorgefertigten, standardisierten und modularen, rechteckigen Elementen (1), wobei die Elemente (1) aus einem Rahmen (2) aus Blechprofilen (3) und einer Beplankung (4) aus einem Holzwerkstoff bestehen. Die Blechprofile (3) sind im Querschnitt C-förmig und bilden mit ihren langen Stegen (5) die Stirnseiten des Rahmens (2) bzw. des Elements (1). Die Elemente (1) werden in einer begrenzten kleinen Anzahl von Varianten hergestellt, nämlich gleich hohe Wandelemente (A1, A2, A3), längliche Überlager (UE1, UE2, UE3), niedrige Ausgleichselemente (B1, B2, C1, C2) und schmale Deckenelemente (DE). Dadurch sind die Elemente(l) standardisiert und modular und können industriell vorgefertigt werden, wobei durch den einfachen Aufbau und die geringe Anzahl an Varianten ein hoher Automatisierungsgrad in der Fertigung und damit ein sehr geringer Preis erreicht werden kann. Die Elemente (1) haben ein sehr gutes Verhältnis von niedrigem Gewicht und großer Tragfähigkeit und können daher trotz einer fertigteilähnlichen Größe von zwei Bauarbeitern von Hand getragen und montiert werden.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten eines Bauwerks aus vorgefertigten, standardisierten und modularen Elementen und die Elemente selbst, welche aus einem Rahmen aus Blechprofilen und einer Beplankung aus einem Holzwerkstoff bestehen. STAND DER TECHNIK: [0002] Gebäude aus Fertigteilen sind vielfach bekannt. Es gibt auch Gebäude, welche aus vorgefertigten Elementen hergestellt werden, wie sie z.B. aus der WO 2013 017 900 A1, der DE 10 2008 048 800 A1, der DE 198 32 410 A1, oder DE 101 29 984 A1 bekannt sind. Alle diesen bekannten Lösungen haben den Nachteil, dass die vorgefertigten Elemente so groß und/oder so schwer sind, dass zu ihrer Montage große Kräne notwendig sind und für Ihren Transport spezielle Lastwagen. Teilweise haben die vorgefertigten Elemente die Größe einer gesamten Außenwand, oder einer halben Außenwand. Diese bekannten Lösungen haben also den Nachteil, dass sowohl der Transport, als auch die Montage der vorgefertigten Elemente teuer und umständlich ist und dass Eigenleistung beim Bauen unmöglich ist, wegen der Notwendigkeit eines Krans zur Montage. Außerdem werden diese Teile meistens speziell für ein bestimmtes geplantes Gebäude vorgefertigt, damit kann der Kostenvorteil von großen Stückzahlen nicht realisiert werden.

[0003] Die Patentschrift US 8 769 908 B1 zeigt ein vorgefertigtes Element für die Erstellung von temporären Bauwerken wie Messestände oder Verkaufsstände, wobei das Element aus einem Rahmen aus C-förmigen Profilen besteht, welcher mit einem plattenförmigen Werkstoff beplankt ist. Die US 8 769 908 B1 zeigt nur eine einzige Ausführungsform des Elements aus welchem Wände, Decken und Fußböden ausgeführt sind, wobei nicht klar ist, wie Fenster- oder Türöffnungen realisiert werden können. Außerdem ist bei D1 nicht klar, wie man eine tragfähige Decke hersteilen soll, deren Spannbreite größer ist als die Länge eines Elements. Ein Bauwerk entsprechend US 8 769 908 B1 wäre also sowohl in der Größe, als auch in den Gestaltungsmöglichkeiten sehr begrenzt. Außerdem enthält die US 8 769 908 B1 keine Angaben über das Material, aus welchen Rahmen und Beplankung gefertigt werden. Die Proportionen in den Zeichnungen weisen eher auf Aluminium-Strangpressprofile hin, mit den scharfen Außenkanten und abgerundeten Innenkanten und den dargestellten Wandstärken, welche wesentlich teurer wären als abgekantete Blechprofile. Die Patenschrift US 2009 193 734 A1 zeigt ein Fertigteilelement, bei welchem Rahmen und Beplankung aus Stahl sind und welches hauptsächlich für den Bau von Kellern vorgesehen ist. Die großen Vorteile der gegenseitigen Aussteifung des Verbundes Stahlrahmen mit Holzbeplankung können mit einer Konstruktion gemäß US 2009 193 734 A1 sicher nicht erreicht werden. Die Patenschrift US 5 060 432 A zeigt ein bekanntes Holzriegel-Fertigteilelement, also Rahmen aus Holz und Beplankung aus Holz. Dass der Rahmen nur aus Holz sein kann, ergibt sich z.B. daraus, dass die Pfosten (bzw. Riegel) des Rahmens entweder mit Eckklammern (Pos. 61 in D1) oder durch Aussparungen verbunden werden. Die Beplankung besteht aus einer Vielzahl von Brettern oder Bohlen, welche untereinander aber offensichtlich nicht verleimt sind. Deswegen kann die Beplankung eine aussteifende Wirkung nicht erreichen. Deswegen ist der Rahmen gemäß Fig. 1 von D1 auch fachwerklich ausgesteift. Durch die dicken Bretter oder Bohlen der Beplankung wird zwar die Optik eines Blockhauses erreicht, aber die Elemente gemäß US 5 060 432 A werden dadurch sehr schwer, allerdings ohne eine besondere Stabilität des Elements gegen Verdrehung oder Verwindung zu bewirken.

[0004] Die Patenschrift WO 98 50 646 A1 zeigt ein Fertigteil, welches aus einer Sandwichkonstruktion besteht, deren einzelne Lagen untereinander verklebt sind, wobei der Hauptbestandteil des Sandwiches aus geschäumtem Polystyrol besteht. Zwar hat dieses Sandwichpaneel auf einer Seite einen ungefähr U-förmigen Steher aus abgekantetem Blech, aber keinen Rahmen. Die Patentschrift DE 43 29 413 A1 zeigt ein „Holz-Montage-Bausystem" aus „Holz-Bauelementen" welche zwingend eine äußere und eine innere Deckplatte (Beplankung) aufweisen, wobei die Deckplatten mit den senkrechten Riegeln verleimt sein müssen, dies ist in Spalte 4, Zeilen 9-23 und Fig. 1-7 der DE 43 29 413 A1 zu sehen. Die einzelnen Holz-Bauelemente werden zur Erstellung einer Wand an ihren Stirnseiten miteinander verschraubt und können unterschiedliche Größen und Höhen haben.

[0005] Die Patentschrift DE 24 48 946 A1 zeigt ein Bausystem aus tafelförmigen Elementen, mit Wandelementen, Türelementen und Fensterelementen. Der Aufbau der einzelnen Tafeln ist kompliziert und auch die einzelnen Metallprofile, welche offenbar die statisch tragende Funktion bei den jeweiligen Elementen haben, haben sehr komplizierte Querschnitte.

[0006] Die Patentschrift DE 74 19 959 U zeigt ein Bausystem, bei welchem Wände aus gleich großen Tafeln mit bestimmten „Rastermaßen" zusammengesetzt werden. Wobei es spezielle Türelemente, Fensterelemente, usw. gibt. Es gibt also eine große Anzahl von verschiedenen Elementen. Außerdem ist dieses Bausystem eher für demontierbare und änderbare Zwischenwände gedacht. Die einzelnen Bauelemente bestehen aus gepressten Faserstoffen, welche mit Folien beidseitig beschichtet sind. Die Patentschrift GB 853 216 A zeigt ein Bausystem aus tafelförmigen Elementen. Zum Aufbau einer Wand aus diesen Elementen sind U-förmige Fußleisten und Kopfleisten notwendig und auch senkrechte Abschlussleisten, welche die tafelförmigen Elemente einfassen. Die tafelförmigen Elemente können verschiedene Größen haben, orientieren aber an einem Rastermaß. Die Patentschrift GB 2 147 028 A zeigt ein weiteres Bausystem aus vorgefertigten Elementen, wobei die Elemente aus mehreren Schichten bestehen und verschiedene Größen haben können. Die Patentschrift DE 10 2014 000 839 A1 betrifft ein „Messestand-Fertigbausystem" mit „Fertig-Rahmenmodulen" aus Aluminiumrahmen aus annähernd U-förmigen Profilen. Die Fertigrahmenmodule können optional mit „Fertig-Verklei-dungsmodulen" mittels Schnellverbindungen beplankt werden. Dadurch wird wahrscheinlich keine gegenseitige Aussteifung von Rahmen und Beplankung (Verkleidung) erreicht. Es gibt Rahmenmodule für Wände und Böden. Die Rahmenmodule werden mittels Schnellverbindungen mit speziellen Verbindungsbolzen untereinander verbunden. Es gibt Rahmenmodule mit verschiedenen rasterartigen Größen um verschiedene Wandformen realisieren zu können.

[0007] Aus dem Stand der Technik sind außerdem auch kleine standardisierte (oder modulare) vorgefertigte Elemente aus Holz bekannt, wie z.B. aus der EP 744 507 A1 oder der DE 102 55 717 A1. Zwar sind diese Elemente so leicht, dass sie von Bauarbeitern mit der Hand bewegt werden und montiert werden können und auch in Eigenleistung, z.B. mit einem Pritschenwagen oder PKW-Anhänger, zur Baustelle transportiert werden können. Jedoch sind diese Elemente so klein, dass die Erstellung einer Wand sehr lange dauert und außerdem viele komplizierte Schritte erfordert, außerdem sind diese Elemente kompliziert aufgebaut und teuer, sodass es hier keine Vorteile zu einer modernen Ziegelmauer mehr gibt, weder bei den Kosten noch bei der Bauzeit, da moderne Hohllochziegel auch schon bis zu 50cm lang und bis zu 24 cm hoch sind.

[0008] Aus dem Stand der Technik ist außerdem noch der sogenannte Stahlleichtbau bekannt, wo beim Bauen zuerst eine Rahmenkonstruktion aus Stahlblechprofilen erstellt wird und dann das fertige Stahlskelett meistens beidseitig beplankt wird. Eine solche Bauweise ist z.B. in der Internetveröffentlichung http:// www.stahl-online.de/wp-content/uploads/2013/10/D560 Haeuser in Stahlleichtbauweisel .pdf offenbart, wobei es auch hier Überlegungen zur Vorfertigung gibt, siehe das entsprechende Kapitel, Seiten 20-22 des Artikels. AUFGABE DER ERFINDUNG: [0009] Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, ein Verfahren zum Errichten eines Bauwerks anzugeben, bei welchem aus vorgefertigten tafelförmigen Elementen jede mögliche Wandform mit Fenster- und Türöffnungen realisiert werden kann, wobei die vorgefertigten Bauelemente so groß sind und so einfach zu verbinden, dass die Erstellung einer Wand ähnlich schnell möglich ist, wie bei einem Fertigteilbau, wobei jedoch die einzelnen Elemente so leicht und handlich sind, dass sie von Hand von zwei Bauarbeitern getragen und montiert werden können, also auch in Eigenleistung, wobei die Elemente billiger sein sollen als die bekannten Holzriegelfertigteile. LÖSUNG DER AUFGABE: [0010] Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Durch die Herstellung von vorgefertigten tafelförmigen Elementen in verschiedenen rasterartigen Größen, welche standardisiert und modular sind, kann jede mögliche Wandform mit Fenster- und Türöffnungen realisiert werden.

[0011] Durch die neuartige Kombination eines Rahmens aus Blechprofilen mit einer leichten Beplankung aus einem Holzwerkstoff wird eine gegenseitige Aussteifung von Beplankung und Blechrahmen erreicht und damit ein bisher nicht realisierbares Verhältnis von niedrigem Gewicht und großer Tragfähigkeit erreicht. Damit wird es möglich, vorgefertigte Elemente zu produzieren, die so leicht und handlich sind, dass sie von Hand von zwei Bauarbeitern getragen und montiert werden können aber so groß sind und einfach und schnell zu verbinden sind, dass damit eine Wand oder ein ganzes Gebäude in kurzer Zeit erstellt werden kann, ähnlich wie beim Fertigteilbau.

[0012] Die erfindungsgemäßen Bauteile gemäß den Ansprüchen 1 und 2 sind standardisiert, bzw. modular und rasterartig, also wie fixe Bausteine und nicht speziell auf das jeweilige geplante Gebäude abgestimmt wie im jetzigen Stand der Technik. Dadurch gibt es nur eine kleine Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen bzw. Größen der verschiedenen Elemente, womit der Kostenvorteil von großen Stückzahlen realisiert werden kann und auch der Kostenvorteil einer weitgehend automatisierten Fertigung mit Fließband und Industrierobotern.

[0013] Auch der Kostenvorteil der Fertigung in einem Billiglohnland kann realisiert werden, weil der Kontakt zwischen Baustelle und Fertigung entfällt.

[0014] Damit sind die erfindungsgemäßen Elemente billiger und auch leichter als bekannte Holzriegelfertigteile mit gleicher Größe und gleicher statischer Tragfähigkeit und Dämmeigenschaften.

[0015] Gemäß den Merkmalen von Anspruch 3 werden die Rahmen der einzelnen Elemente aus Blechprofilen hergestellt. Die Blechprofile, bzw. die aus ihnen hergestellten Rahmen sind langlebiger, also wertbeständiger als Holzriegel, leichter, wiederverwendbar oder aber auch recyclebar. Es wird also weniger Bauholz verbraucht, dessen Preise immer mehr steigen. Gemäß den weiteren Merkmalen von Anspruch 3 bilden die langen Stege der Blechprofile die äußeren Ränder, also die Stirnseiten, der einzelnen Elemente. Dadurch kann man die Elemente bei der Montage mit wenig Aufwand, aber sehr stabil, verbinden.

[0016] Die Merkmale von Anspruch 4 und 5 bewirken, dass die Montage der einzelnen Elemente zu einer Wand, oder zu einem gesamten Gebäude, auf der Baustelle sehr einfach, bzw. mit wenigen Mitteln, schnell und billig durchgeführt werden kann.

[0017] Je nach der Ausrüstung der Bauarbeiter auf der Baustelle und Anforderungen an die Festigkeit der Verbindungen der einzelnen Elemente und Anforderungen an die Schnelligkeit der Montage, können Blechschrauben, Nägel oder Nieten angewendet werden, wie sie aus dem Stahlleichtbau an sich bekannt sind. Es können alle Schrauben verwendet werden, die zur Verbindung von Blechen dieser Wandstärke geeignet sind, wie z.B. selbstbohrende Schrauben, „Blechtreiber", usw.

[0018] Zum Verbinden zweier Elemente sind auch noch Keil- oder Exzenterverschlüsse möglich, also ähnlich jenen Verschlüssen zum schnellen Verbinden der Wände von vorgefertigten Möbelstücken. Solche Verbindungen bieten sich bei beidseitig beplankten Elementen an.

[0019] Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 zeigen günstige Dimensionierungen für die Größen und Auslegungen der Elemente für die meisten üblichen Gebäude.

[0020] Durch die Merkmale von Anspruch 8, der Herstellung von vereinfachten erfindungsgemäßen Elementen im Modellmaßstab, ergibt sich der große Vorteil, dass zu Planungszwecken und Präsentationszwecken mit wenig Aufwand ein Modell eines Bauwerks in kleinem Maßstab erstellt werden kann und solche Modelle auch leicht abgewandelt und geändert werden können. Durch die Merkmale von Anspruch 9, der Darstellung der erfindungsgemäßen Elemente in einem Softwareprogramm, ergeben sich die Vorteile, dass einfache Planungen am PC selbst durch Laien möglich sind, z.B. mittels zur Verfügung gestellter Komponenten in einem Freeware 3D-Programm. Außerdem hat jedes standardisierte Element immer gleichbleibende statische Werte. Dadurch wird die Berechnung der Statik sehr vereinfacht und kann mit einem auf die Elemente abgestimmten Programm sehr leicht und billig durchgeführt werden.

[0021] Durch die Merkmale von Anspruch 10, der lösbaren Verbindung der einzelnen Elemente, können Bauwerke schnell umgebaut, verändert oder zurückgebaut werden, wobei ausgebaute Elemente ohne Wertverlust wiederverwendet werden können und auch unbegrenzt lange gelagert werden können.

[0022] Durch die Merkmale von Anspruch 11 und 12, der Verwendung einer OSB-Platte, einer Spanplatte, einer Sperrholzplatte, oder einem Holzverbundwerkstoff zur Beplankung des Rahmens wird bei ausreichend guter Verbindung von Rahmen und Beplankung die gegenseitige Aussteifung sichergestellt, damit der erfindungswesentliche überraschende Vorteil des geringen Gewichts bei ausreichender Größe des Elements erzielt werden kann.

[0023] Zur Optimierung der Tragfähigkeit bei geringem Gewicht kann noch ein Mittelsteher oder eine fachwerkliche Aussteifung der Stahlrahmen gemäß Anspruch 13 oder 14 vorgesehen werden, was z.B. bei Überlagern oder großen Wandelementen wichtig ist.

[0024] Durch die Merkmale von Anspruch 15, den Zentriervorrichtungen, wird ein schnelles Aneinanderfügen der Elemente beim Verbinden erreicht, was die Geschwindigkeit des Bauens weiter steigert. Solche Zentriervorrichtungen können z.B. durch Einprägungen in die Blechprofile hergestellt werden.

[0025] Gemäß Anspruch 16 könne die C-Profile oder U-Profile aus verzinktem Stahlblech, korrosionsgeschütztem Stahlblech, Aluminiumblech oder Nirosta-Blechen hergestellt werden, je nach Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Preis und Verhältnis von Gewicht zu Tragfähigkeit.

[0026] Die Merkmale von Anspruch 16 zeigen eine besonders wirtschaftliche Methode, ein Bauwerk aus erfindungsgemäßen Elementen, bzw. entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, zu erstellen.

[0027] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen [0028] Beschreibung mit Hilfe der Zeichnungen: [0029] Fig. 1 Element in Ansicht, Seitenansicht und Schnitt [0030] Fig.2 Verbindung Rahmen mit Beplankung im Schnitt [0031] Fig.3 Blechschrauben [0032] Fig.4 Element mit Mittelsteher [0033] Fig.5 Element fachwerklich ausgesteift [0034] Fig.6 Deckenelement [0035] Fig.7 Element im Schrägriss [0036] Fig.8 Detail Verbindung von Elementen [0037] Fig.9 Keilspanner und Exzenterspanner [0038] Fig.10 Wand aus einzelnen Elementen [0039] Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Element (1) in einer Ansicht von innen, in einer Seitenansicht und im Schnitt. Aus C-förmigen Profilen (3) wird ein rechteckiger Rahmen (2) geformt, wobei die eiförmigen Profile (3) mit ihren langen Stegen (5) die Stirnseiten des Rahmens (2) bzw. des Elements (1) bilden. Die C-Profile (3) bestehen im Querschnitt betrachtet aus einem langen Steg (5), zwei Winkelstegen (6) und zwei kurzen Stegen (7), wie im Schnitt A-A der Fig. 1 und in Fig. 2 und Fig. 8 ersichtlich ist. Anstatt C-förmigen Profilen (3) sind auch U- förmige Profile möglich. Die U-förmigen Profile glichen den C-förmigen Profilen (3), jedoch fehlen die kurzen Stege (7) der C-förmigen Profile (3). Solche C-Profile (3) bzw. U-Profile sind aus dem sogenannten Stahlleichtbau bekannt und bewährt, werden jetzt schon in großer Stückzahl hergestellt und sind daher billig. Die einzelnen C-Profile (3) werden untereinander vorzugsweise durch Schweißen, z.B. durch Punktschweißen, verbunden, um den Rahmen (2) zu formen, was bei Serienfertigung in großer Stückzahl mit einem Industrieroboter sehr billig durchgeführt werden kann. Es sind aber auch andere Verbindungsarten möglich, lösbare und unlösbare, wie sie aus dem Maschinenbau oder Stahlbau bekannt sind, um aus den C-Profilen (3) einen Rahmen (2) zu formen. An dem fertigen Rahmen (2) wird dann die Beplankung (4) fest angebracht. Diese Beplankung (4) kann aus z.B. einer OSB-Platte, einer Spanplatte, einer Sperrholzplatte oder einem Holzverbundwerkstoff bestehen. Wichtig ist, dass durch das Zusammenwirken von Rahmen (2) und Beplankung (4) die Steifigkeit bzw. Festigkeit gegen Verwindung und Knickung stark erhöht wird. Dadurch wird ein bisher nicht realisierbares Verhältnis von niedrigem Gewicht und großer Tragfähigkeit erreicht. Dadurch können die Elemente (1) so leicht sein, dass sie von Hand bewegt und montiert werden können und trotzdem so groß, dass eine Montagegeschwindigkeit ähnlich einem Fertigteilbau erreicht wird.

[0040] Fig. 2 zeigt, dass die Beplankung(4) vorzugsweise mittels Schrauben (13) mit dem Rahmen (2) verbunden wird. Es können auch Nägel oder Nieten verwendet werden. Zusätzlich kann die Beplankung (4) noch mit dem Rahmen (2) verklebt werden. Es sind aber auch andere Verbindungsarten von Rahmen (2) und Beplankung (4) möglich, wie sie aus dem Maschinenbau, Stahlbau oder Fertigteilbau bekannt sind. Wichtig ist, dass Rahmen (2) und Beplankung (4) so fest verbunden sind, dass sie sich gegenseitig aussteifen, dass also die Schubspannungen von der Beplankung (4) gut auf den Rahmen (2) übertragen werden und umgekehrt, dass sich also Beplankung (4) und Rahmen (2) nicht gegeneinander verschieben können. In Fig. 2 wird eine Verbindung mittels Schrauben (13) dargestellt. Vorzugsweise wird die Beplankung (4) des Rahmens (2) nur auf einer Seite in der industriellen Vorfertigung durchgeführt, damit die Innenseiten der C-Profile (3) für die Montage frei bleiben. Nach dem Zusammenfügen auf der Baustelle können die verbundenen Elemente (1) dann z.B. mit Wärmedämmung gefüllt werden und dann auf der zweiten Seite beplankt werden.

[0041] Fig. 3 zeigt selbstbohrende Schrauben (13), welche verwendet werden, um den Rahmen (2) mit der Beplankung (4) zu verbinden. Dazu werden vorzugsweise Senkkopfschrauben verwendet. Für die Verbindung von zwei Elementen (1) werden vorzugsweise Schrauben mit flachem Kopf, z.B. Sechskantschrauben verwendet.

[0042] Fig. 4 zeigt ein Element (1) mit einem Mittelsteher (11). Ein solcher Mittelsteher (11) kann vorteilhaft sein, wenn das Element (1) eine größere Breite erreicht. Selbstverständlich kann die Beplankung (4) auch mit dem Mittelsteher (11) verbunden werden.

[0043] Fig. 5 zeigt ein Element (1), welches mit schräg verlaufenden C-Profilen (12) fachwerk-lich ausgesteift ist. Solche Lösungen bieten sich z.B. bei Überlagern (UE) an, oder bei besonders großen Anforderungen an die Festigkeit. Eine weitere Steigerung der Festigkeit, insbesondere gegen Verwindung und Knickung kann erreicht werden, wenn die schräg verlaufenden C-Profile (12) mit der Beplankung (4) verbunden sind.

[0044] Fig. 6 zeigt ein Deckenelement (DE) mit den spezifischen erfindungsgemäßen Ausführungen.

[0045] Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Elements (1) im Schrägriss.

[0046] Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung von zwei Elementen (1) im Detail in einer Schnittzeichnung. Zwei Elemente (1) werden miteinander so verbunden, dass die langen Stege (5) der C-Profile (3), welche die Stirnseiten der Elemente (1) bilden, aneinander anliegen und z.B. durch Blechschrauben (13) fest verbunden werden. Das Versetzen der Blechschrauben (13) kann mit Schraubmaschinen, welche mit einer großen Anzahl von Blechschrauben (13) geladen sind, auf der Baustelle sehr schnell und billig erfolgen. Vorzugsweise werden selbstbohrende Blechschrauben (13) verwendet, wie sie in Fig. 3 genauer dargestellt sind.

[0047] Anstatt einer Verbindung mittels Blechschrauben (13) sind auch Verbindungen mit Nägeln oder Nieten möglich. Mit Nagelmaschinen bzw. Bolzensetzgeräten oder modernen Nietmaschinen kann die Montage der Elemente (1) auf der Baustelle sehr schnell und billig erfolgen.

[0048] Fig. 9 zeigt schematisch Keilspanner und Exzenterspanner. Solche Verbindungen kommen dann zum Einsatz, wenn die Elemente (1) schon bei der industriellen Vorfertigung beidseitig beplankt sind und die Innenseiten der Blechprofile (3) dadurch nicht mehr zugänglich sind. Die Verbindung der Elemente (1) erfolgt in diesem Fall ähnlich wie das Verbinden der Wände von vorgefertigten Möbelstücken.

[0049] Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Wand, welche aus einzelnen erfindungsgemäßen Wandelementen (A1, A2, A3, B1, B2, C1, UE1, UE3, DE) aufgebaut ist. Es sind auch Deckenelemente (DE) dargestellt, welche in diesem Fall auf den Überlagern (UE1, UE3) aufliegen, wobei in dieser Ansicht nur die schmale Stirnseite der Deckenelemente (DE) sichtbar ist.

Claims (17)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Errichten eines Bauwerks, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Fertigen von verschieden großen, standardisierten und modularen, rechteckigen Elementen (1), wobei die Elemente (1) aus einem Rahmen (2) aus C-förmigen oder U-förmigen Blechprofilen (3) mit einer Beplankung (4) aus einem Holzwerkstoff bestehen, b) Kategorisieren der Elemente (1) in gleich hohe Wandelemente (A1, A2, A3), längliche Überlager (UE1, UE2, UE3), niedrige Ausgleichselemente (B1, B2, C1, C2) und gegebenenfalls schmale Deckenelemente (DE), c) Zusammensetzen und Verbinden der verschiedenen Elemente (A, B, C, UE) zu einer Wand mit einer oder mehreren Öffnungen für Fenster und/oder Türen, wobei die Öffnungen durch zwei zueinander beabstandete Wandelemente (A1, A2, A3) und einem darauf aufliegenden Überlager (UE1, UE2, UE3) gebildet werden, und im Falle einer Fensteröffnung mit einem oder mehreren bodenseitigen Ausgleichselementen (B1, B2, C1, C2) zwischen den Wandelementen (A1, A2, A3) versehen werden, d) Optional, Wiederholung des Schrittes c) zur Bildung eines Gebäudes und Anbringen der Deckenelemente (DE).
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die standardisierten und modularen Elemente (1) in einer automatisierten Massenfertigung hergestellt werden, wobei zunächst die einzelnen Blechprofile (3), vorzugsweise mittels Industrierobotern, zu rechteckigen Rahmen (2) geformt werden, wobei die Verbindung der einzelnen Blechprofile (3) im Rahmen (2) vorzugsweise mittels Schweißen erfolgt, insbesondere mittels Punktschweißen, vorzugsweise durch Industrieroboter, und danach die rechteckigen Rahmen (2) mit einer Beplankung (4) aus einem Holzwerkstoff versehen werden, wobei die Beplankung (4) vorzugsweise mittels Schrauben (13) mit dem Rahmen (2) verbunden wird, optional mit einer zusätzlichen Verklebung von Rahmen (2) und Beplankung (4).
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechprofile (3) als C-förmige oder U-förmige Profile aus Blech ausgeführt werden, wie sie aus dem Stahlleichtbau an sich bekannt sind und dass die Blechprofile (3) so zu einem rechteckigen Rahmen (2) verbunden werden, dass die langen Stege (5) der Blechprofile (3) die äußeren Ränder, also die Stirnseiten, der Elemente (1) bilden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1) auf der Baustelle von Hand, vorzugsweise von zwei Bauarbeitern, getragen und bewegt werden, aneinander gefügt werden und mittels Schrauben (13), insbesondere Blechschrauben, insbesondere selbstbohrende Blechschrauben, oder Nieten, oder Nägeln fest verbunden werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elemente (1) miteinander so verbunden werden, dass die langen Stege (5) der C-Profile (3) oder U-Profile, welche die Stirnseiten der Elemente (1) bilden, aneinander anliegen und durch Blechschrauben (13), Nägel, Nieten, Exzenterverschlüsse oder Keilverschlüsse fest verbunden werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (A1, A2, A3) mit einer Höhe von ca. 240cm und mehreren möglichen Breiten von ca. 20cm, 31cm, 41cm, 62cm und 125cm gefertigt werden und die Überlager (UE) mit einer Höhe von ca. 38cm und mehreren möglichen Breiten von ca. 31cm, 41cm, 62cm, 125cm, 178cm, 250cm und 312cm gefertigt werden und die Ausgleichselemente (B1, B2) mit einer Höhe von ca. 100 cm gefertigt werden und die anderen Ausgleichselemente (C1, C2) mit einer Höhe von ca. 60cm gefertigt werden.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der rechteckigen Rahmen (2) C-Profile (3) oder U-Profile (3) ausgewählt werden, die je nach statischen Anforderungen, im Querschnitt eine Höhe von 80-200mm, eine Breite von 45-60mm und eine Wandstärke von 1-2mm aufweisen.
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente (1) des Systems, also Wandelemente (A1, A2, A3), Deckenelemente (DE) und Überlager (UE1, UE2, UE3) und Ausgleichselemente (B1, B2, C1, C2) im verkleinerten Maßstab, bzw. Modellmaßstab, mit vereinfachten Verbindungen der Elemente (1), hergestellt werden und zu Planungszwecken und Präsentationszwecken ein Modell eines Bauwerks erstellt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (1) des Systems, also Wandelemente (A1, A2, A3), Deckenelemente (DE) und Überlager (UE1, UE2, UE3) und Ausgleichselemente (B1, B2, C1 ,C2) in einem Softwareprogramm graphisch dargestellt werden und zu Planungszwecken und Präsentationszwecken ein virtuelles Modell eines Bauwerks erstellt wird und dass das Softwareprogramm auch die statischen Werte der Elemente (1) enthält und damit Statik-Berechnungen durchgeführt werden.
10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (13) einzelner Elemente (1) lösbar ausgeführt wird, und ein aus den Elementen (1) bestehendes Bauwerk erweitert, zurückgebaut oder demontiert wird, wobei beim Lösen der Verbindungen (13) die Elemente (1) selbst nicht zerstört werden, also intakt bleiben, beispielsweise durch Lösen der Blechschrauben (13), oder durch Aufbohren von Nieten oder Nägeln, und die nicht benötigten Elemente (1) nach der Demontage gelagert werden und ohne Wertverlust wiederverwendet werden.
11. 11. Element (1) zur Durchführung des Verfahrens zum Errichten eines Bauwerks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankung (4) aus einer OSB-Platte, einer Spanplatte, einer Sperrholzplatte, oder einem Holzverbundwerkstoff besteht.
12. 12. Element (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankung (4) mit dem Rahmen (2) mittels Blechschrauben (13), oder Nägeln, oder Nieten und/oder durch Kleben verbunden ist.
13. 13. Element (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (2) der einzelnen Elemente (1) bei größerer Breite zusätzlich einen Mittelsteher (11) aus einem C-Profil (3) oder U-Profil haben.
14. 14. Element (1) nach Anspruch 11,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (2) der einzelnen Elemente (1) durch zusätzliche schräg verlaufende Profile (12) fachwerk-lich ausgesteift sind.
15. 15. Element (1) nach Anspruch 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechprofile (3) zum leichteren Ausrichten zweier zu verbindender Elemente (1) Zentriervorrichtungen aufweisen.
16. 16. Element (1) nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, dass die C-Profile (3) oder U-Profile (3) aus verzinktem Stahlblech, korrosionsgeschütztem Stahlblech, Aluminiumblech oder Nirosta-Blechen hergestellt werden.
17. 17. Bauwerk errichtet nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-10 und/oder errichtet aus vorgefertigten Elementen (1) gemäß einem der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente (1) verwendet werden, welche in der automatisierten Vorfertigung nur auf einer Seite beplankt wurden und diese Elemente (1) nach dem Zusammenfügen und Verbinden auf der Baustelle mit einer Wärmedämmung gefüllt und danach auf der zweiten Seite beplankt werden. Hierzu 10 Blatt Zeichnungen