CH695318A5 - Holzbauelement, daraus hergestelltes Bauwerk und Verfahren zu dessen Erstellung. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft ein Holzbauelement gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein daraus gebildetes Bauwerk gemäss Anspruch 10 und ein Verfahren zum Erstellen eines Bauwerks nach Anspruch 11. Derartige industriell gefertigte Holzbauelemente sind im Ingenieur-Holzbau seit längerer Zeit bekannt und gebräuchlich. Die Holzbauelemente können grosse Spannweiten mit hohen Belastungen überbrücken, wobei das Eigengewicht relativ gering ist.

[0002] Neben der rein statischen Funktion übernehmen die Holzbauelemente auch noch eine wärmedämmende, eine schalldämmende oder eine Speicherfunktion. So ist beispielsweise durch die EP-A- 214 088 ein Holzbauelement bekannt geworden, dessen Hohlkörper mit einem Dämmstoff gefüllt ist.

   In der DE-A-113 178 wird ein Hohlkörper vorgeschlagen, der zur Schall- und/oder Wärmedämmung eine lose Schüttung aus Quarzsand, Blähton oder Perlit aufnehmen kann. Beim Wandelement gemäss DE-A 19 710 167 ist in den Zwischenraum zwischen zwei planparallelen Holzplatten Steinmaterial als Wärmespeichermasse einbringbar.

[0003] Die bekannten Holzbauelemente vermögen bezüglich ihrer Schalldämmungseigenschaften noch nicht zu befriedigen. Trotz hervorragenden statischen Eigenschaften sind beispielsweise Böden aus konventionellen Holzbauelementen einem Betonboden mit gleicher Tragkraft bezüglich Trittschall noch unterlegen. Auch die in die Hohlräume eingefüllten losen Schüttungen aus mineralischem Werkstoff sind ungenügend.

   Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Holzbauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das optimale Schalldämmungseigenschaften aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Holzbauelement gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.

[0004] Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine federnd gelagerte Masse zwischen den Planken hervorragende Dämpfungswerte ergibt. Die Masse wirkt dabei als Schwingungstilger, der durch Resonanz die Störschwingung reduziert bzw. aufhebt. Im Gegensatz zu den lose eingebrachten Schüttungen können damit wesentlich bessere Dämpfungswerte erreicht werden.

[0005] Bei der Masse kann es sich dabei um Steinmaterial handeln, das auf einer federnden Auflage liegt. Selbstverständlich wären aber auch Massen aus Metall, Glas, Holz oder aus anderen Werkstoffen denkbar.

   In bestimmten Fällen könnte es sich bei der Masse auch um hermetisch verschlossene Behälter mit einer Flüssigkeit handeln.

[0006] Bei einem Holzbauelement mit einer Deckplanke und einer Bodenplanke kann die federnde Auflage als Matte auf der Bodenplanke angeordnet sein, auf welcher das Steinmaterial lose aufliegt. Die Matte besteht dabei aus einem rückfedernden Material, wie z.B. Steinwolle, Filz, Gummi oder Kunststoffmaterial. Das Steinmaterial besteht vorzugsweise aus handelsüblichen Einzelsteinen aus Beton, Kalksandstein oder Ton und es ist derart dimensioniert, dass zwischen der Oberseite des Steinmaterials und der Unterseite der Deckenplanke ein Zwischenraum verbleibt. Das Steinmaterial lässt sich auf diese Weise problemlos vor Ort auf der Baustelle oder während der Vormontage im Werk einbringen.

   An Stelle einer als Matte ausgebildeten federnden Auflage könnten selbstverständlich auch federnde Unterlagen aus Stahl oder Kunststoff eingesetzt werden, wie z.B. wellenförmige Streifen oder dergleichen.

[0007] Eine besonders hohe Torsionssteifigkeit und Biegesteifigkeit wird erreicht, wenn parallel zur Längsseitenwand einzelne Teilseitenwände angeordnet sind. Diese können mit der Längsseitenwand über zwei Querseitenwände verbunden sein und dadurch einen Hohlkasten bilden. Die federnd gelagerte Masse kann dabei zwischen zwei Hohlkasten angeordnet sein, wobei an einem Holzbauelement je nach seiner Länge sechs oder mehr derartige Hohlkasten angeordnet sein können. Zur Verbindung mit gleichartigen Holzbauelementen können die Planken an den Längsstirnseiten je eine Nut bzw. einen Kamm aufweisen.

   Auf diese Weise lassen sich die Holzbauelemente zu einer steifen Platte miteinander verbinden. Besonders vorteilhaft lassen sich daraus Decken- bzw. Bodenkonstruktionen herstellen. Denkbar sind aber grundsätzlich Schrägdachkonstruktionen oder gar Wandkonstruktionen.

[0008] Beim Erstellen von Bauwerken aus den genannten Holzbauelementen wird vorzugsweise derart verfahren, dass zuerst ein Holzbauelement mit vorbereiteter federnder Auflage in Position gebracht wird, dass durch die ganz oder teilweise offene Seite vor Ort Masse in der Form von einzelnen quaderförmigen Steinen zwischen die Planken eingebracht bzw. auf der Auflage abgelegt wird, dass anschliessend an das bereits mit Masse gefüllte Holzbauelement ein weiteres Holzbauelement mit vorbereiteter federnder Auflage angeschlagen wird, und dass dieser Vorgang bis zur Fertigstellung des Bauwerks wiederholt wird.

   Auf diese Weise lassen sich die Holzbauelemente leicht transportieren und ohne schweres Hebezeug auf der Baustelle abladen. Das Steinmaterial kann manuell eingebracht werden und die Montage erfordert nur wenig mehr Aufwand als bei gleichartigen Konstruktionen ohne Massefüllung. Selbstverständlich wäre es alternativ dazu auch denkbar, eine Mehrzahl von Holzbauelementen bereits beim Hersteller mit der Steinfüllung zu versehen und als kompakte Einheiten auf die Baustelle zu transportieren.

[0009] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend genauer beschrieben.

   Es zeigen: 
Fig. 1: :  eine perspektivische Darstellung von zwei zusammengefügten Holzbauelementen mit Massefüllung, 
Fig. 2: :  eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf die Holzbauelemente gemäss Fig. 1, 
Fig. 3: :  einen Querschnitt durch die Ebene A-A gemäss Fig. 2 und 
Fig. 4: :  ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Holzbauelements für eine vertikale Konstruktion.

[0010] Wie in Fig. 1 dargestellt besteht eine flächige Konstruktion 2 aus zwei oder mehr Holzbauelementen 1a, 1b. Jedes Element verfügt über eine Deckplanke 3, eine Bodenplanke 4 und eine vorzugsweise durchgehende Längsseitenwand 5 sowie wenigstens zwei Querseitenwände 7. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zur Erhöhung der Torsions- und Biegesteifigkeit auch noch Teilseitenwände 6 vorgesehen, die zusammen mit zwei Querseitenwänden 7, 7 ¾ einen Hohlkasten 10 bilden (Fig. 2).

   Derartige Hohlkasten (10, 10 ¾) sind in regelmässigen Abständen über die gesamte Länge eines Holzbauelements verteilt, wobei je ein Hohlkasten an jedem Ende angeordnet ist.

[0011] Zwischen den Hohlkasten 10, 10 ¾verbleiben ersichtlicherweise einseitig offene Hohlräume zwischen der Deckplanke 3 und der Bodenplanke 4. In jedem Hohlraum ist auf der Bodenplanke 4 eine federnde Auflage 9 in der Form einer Matte, z.B. aus Steinwolle, eingelegt oder eingeklebt.

   Auf dieser Matte liegt die Tilgermasse in der Form von Steinmaterial 8, beispielsweise Kalksandsteine, lose auf, wobei zur besseren Handhabung des Steinmaterials bis zur Unterseite der Deckplanke 3 ein Zwischenraum 14 verbleibt (Fig. 3).

[0012] Zur Verbindung der einzelnen Holzbauelemente sind an den Längsstirnseiten 11 der Planken je eine durchgehende Nut 12 bzw. ein durchgehender Kamm 13 angeordnet.

[0013] Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, kann das Steinmaterial 8 in einer Doppelreihe angeordnet sein. Denkbar wären aber auch grössere Steine in nur einer Reihe. Die federnde Auflage 9 wird durch das Gewicht des Steinmaterials leicht zusammengepresst, hat aber immer noch genügend Federeigenschaft, damit das Steinmaterial die Tilgerfunktion ausüben kann. Als Nebeneffekt hat das Steinmaterial ersichtlicherweise auch noch die Funktion eines Wärmespeichers.

   Der Zwischenraum 14 könnte auch noch mit einem wärmedämmenden Material ausgefüllt werden, das jedoch die Schwingung des Steinmaterials nicht beeinträchtigen darf.

[0014] Bei einer Versuchsanordnung wurden Holzbauelemente mit einer Höhe von 200 mm hergestellt. Die Wandstärke der Längsseitenwand bzw. der Teilseitenwand beträgt dabei 27 mm und die Wandstärke der Planken 31 mm. Die Gesamtlänge eines Elements beträgt 5750 mm. Das Element verfügt über insgesamt sechs Hohlkasten bzw. über fünf offene Kammern. In jeder Kammer können entweder drei Kalksandsteine K10 mit einem Aussenmass von 25 cm X 10 cm X 14 cm à 5 kg oder drei Kalksandsteine K12 mit den Aussenmassen 25 cm X 12 cm X 14 cm à 6,2 kg eingebracht werden. Dies entspricht einer Flächenlast von 69 kg pro m<2> bei den Steinen K10 oder 85 kg pro m<2> bei den Steinen K12.

   Als federnde Auflage wurde eine Watte aus Steinwolle mit einer Dicke von 5 mm eingelegt. Bei Schwingungsversuchen unter Mannlast wurden sehr gute Resultate erzielt.

[0015] Das erfindungsgemässe Prinzip der Schwingungstilgung an einem Holzbauelement lässt sich selbstverständlich nicht nur an horizontal angeordneten Konstruktionen realisieren. Fig. 4 zeigt ein Wandelement 15 bestehend aus den parallelen Planken 16 und 17, die über Querstege 18 miteinander verbunden sind. Jedes Element verfügt ebenfalls über eine hier nicht näher dargestellte Längsseitenwand. Auf jedem Quersteg 18 liegt ein Stein 19 auf einer Mehrzahl von Schraubendruckfedern 20. Die Steine sind dabei derart frei beweglich in den einzelnen Kammern gelagert, dass sie Schwingungen in jeder Richtung aufnehmen können, also auch quer zu den Planken 16, 17.

Claims (11)

1. Holzbauelement (1a, 1b) für den modularen Aufbau flächiger Konstruktionen (2), bestehend aus wenigstens zwei parallelen Planken (3, 4), wenigstens einer, sich in Längsrichtung der Planken erstreckenden und diese verbindenden Längsseitenwand (5) und wenigstens zwei Querseitenwänden (7), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Planken (3, 4) zur Schwingungsdämpfung wenigstens eine Masse (8) federnd gelagert ist.

2. Holzbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse Steinmaterial ist, das auf einer federnden Auflage (9) liegt.

3. Holzbauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Deckplanke (3) und eine Bodenplanke (4), wobei auf der Bodenplanke die federnde Auflage (9) als Matte angeordnet ist, auf der das Steinmaterial lose aufliegt.

4. Holzbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberseite des Steinmaterials und der Unterseite der Deckenplanke ein Zwischenraum verbleibt.

5. Holzbauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte aus Steinwolle besteht.

6. Holzbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steinmaterial durch Einzelsteine aus Beton, Kalksandstein oder Ton gebildet wird.

7. Holzbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Längsseitenwand (5) einzelne Teilseitenwände (6) angeordnet sind.

8. Holzbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilseitenwand mit der Längsseitenwand über zwei Querseitenwände (7, 7 ¾) verbunden ist und dadurch je einen Hohlkasten 10 bildet, wobei die federnd gelagerte Masse im einseitig offenen Hohlraum zwischen zwei Hohlkasten (10, 10 ¾) angeordnet ist.

9. Holzbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Planken (3, 4) zur Verbindung mit gleichartigen Holzbauelementen an den Längsstirnseiten (11) je eine Nut (12) bzw. einen Kamm (13) aufweisen.

10. Bauwerk, gebildet aus wenigstens einem Holzbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Verfahren zum Erstellen eines Bauwerks nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Holzbauelement mit vorbereiteter federnder Auflage in Position gebracht wird, dass durch die ganz oder teilweise offene Seite vor Ort Masse in der Form von einzelnen quaderförmigen Steinen zwischen die Planken eingebracht bzw. auf der Auflage abgelegt wird, dass anschliessend an das bereits mit Masse gefüllte Holzbauelement ein weiteres Holzbauelement mit vorbereiteter federnder Auflage angeschlagen wird und dass dieser Vorgang bis zur Fertigstellung des Bauwerks wiederholt wird.