CH720470A2 - Prefabricated element for the construction of buildings - Google Patents

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CH720470A2
CH720470A2 CH000093/2023A CH932023A CH720470A2 CH 720470 A2 CH720470 A2 CH 720470A2 CH 000093/2023 A CH000093/2023 A CH 000093/2023A CH 932023 A CH932023 A CH 932023A CH 720470 A2 CH720470 A2 CH 720470A2
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Götsch Matthias
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Matthias Goetsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fertigbauelement zum Bau von Gebäuden, bestehend aus tragenden Bauteilen, welche mit Zwischenarmierung vertikal, horizontal oder in verschiedensten anderen Rasterformen zu einer geeigneten Rahmenkonstruktion verbunden sind und mit vorinstallierten technischen Installationen im Unterputzbereich. Die Zwischenräume des Fertigbauelements sind verfüllt und das Fertigbauelement ist mit einer Grund- bzw. Fertigputzbeschichtung im Verbund einseitig, oder bei Bedarf beidseitig beschichtet.The invention relates to a prefabricated building element for the construction of buildings, consisting of load-bearing components which are connected with intermediate reinforcement vertically, horizontally or in various other grid shapes to form a suitable frame construction and with pre-installed technical installations in the flush-mounted area. The gaps in the prefabricated building element are filled and the prefabricated building element is coated with a base coat or finished plaster coating on one side, or if necessary on both sides.

Description

Technisches Gebiet: Bauwesen, Anfertigung FertigbauelementeTechnical field: Construction, manufacture of prefabricated building elements

Stand der Technik heute und Lösung durch das Erfinderpatent:State of the art today and solution through the inventor’s patent:

[0001] Im heutigen Bauwesen werden die einzelnen Materialien auf die Baustelle angeliefert und Schritt für Schritt verbaut, bis das Gebäude bezugsfertig erstellt ist. Die heutigen Fertighäuser werden mit tragenden Fertigbauelementen auf die Baustelle angeliefert, dann wird vor Ort installiert, die Zwischenräume ausgekleidet. Bei anderen Verfahren werden zwar ganze Wände vorgefertigt, aber mit verschiedenen vorgefertigten Materialien, wie z. B. Gips, bzw. Fermacellplatten auf Unterkontruktionen und Zwischenräume dieser Bauteile mit verschiedenen vorgefertigten Dämmungen ausgekleidet, teilweise werden die Installationen integriert. [0001] In today's construction industry, the individual materials are delivered to the construction site and installed step by step until the building is ready for occupancy. Today's prefabricated houses are delivered to the construction site with load-bearing prefabricated elements, then they are installed on site and the gaps are lined. In other processes, entire walls are prefabricated, but with various prefabricated materials, such as plaster or Fermacell panels on substructures and the gaps between these components are lined with various prefabricated insulation, and in some cases the installations are integrated.

[0002] Durch das Erfinderpatent werden zu bauende Gebäude in auf öffentlichen Strassen transportierbaren Bauelementen unterteilt in Aussenwände, Innenwände und Deckenteilen. Die tragenden Bauteile wie Stützen Aussteifungen, Deckenträger, Mauerkränze usw. werden als gesamtes Traggerüst eines Gebäudes zu einzelnen Bauelementen so unterteilt, dass die Vorfertigung im Werk in einem oder mehreren hintereinander folgenden Arbeitsschritten im Vergussverfahren die jeweiligen Bauelemente vorgefertigt werden. Dabei werden die hauptragenden Bauteile mit einer Armierung zu einem Bauelement verbunden und die notwendigen technischen Installationen vorab eingebaut. Anschliessend erfolgt das Vergussverfahren, in dem die Zwischenräume je nach Vorgaben der Planung verfüllt und ebenfalls in Vergussverfahren mit Grund- und Fertigputz beschichtet werden. Die Bauelemente können anschliessend im Werk zur Trocknung gelagert werden und auf der jeweiligen Baustelle zum vereinbarten Termin schnell und mit fortgeschrittener Ausbaustufe zusammengebaut werden. Nach dem Zusammführen der technischen Installationen und dem Schliessen der offenen Stösse kann ein Gebäude mit dem restlichen Ausbau in kurzer Zeit fertig gestellt werden. Das erspart viel Zeit und anderen Aufwand auf der jeweiligen Baustelle. [0002] The inventor's patent divides buildings to be constructed into building elements that can be transported on public roads into external walls, internal walls and ceiling parts. The load-bearing components such as columns, bracing, ceiling beams, wall crowns, etc. are divided into individual building elements as the entire supporting structure of a building in such a way that the respective building elements are prefabricated in the factory in one or more consecutive work steps using the casting process. The main load-bearing components are connected to a reinforcement to form a building element and the necessary technical installations are installed in advance. This is followed by the casting process, in which the gaps are filled according to the planning specifications and also coated with base and finished plaster using the casting process. The building elements can then be stored in the factory to dry and assembled quickly and at an advanced stage on the respective construction site at the agreed date. After the technical installations have been brought together and the open joints have been closed, a building can be completed with the remaining construction work in a short time. This saves a lot of time and other effort on the construction site.

Erläuterungen zu Zeichnung 1:Explanations for drawing 1:

[0003] Fertigbauelement als Teil eines Gebäudes mit tragenden Bauteilen, voreingebauten Installationen, verfüllten Zwischenräumen und mit Grund- bzw. Fertigputzbeschichtung, inkl. speziellen Einrastvorkehrungen für Anschlussteile oben, unten und seitlich, sowie Befestigungsvorrichtung zum Anheben und Einbauen des vorgefertigten Fertigbauelementes. [0003] Prefabricated building element as part of a building with load-bearing components, pre-installed installations, filled gaps and with base or finished plaster coating, including special snap-in provisions for connecting parts at the top, bottom and sides, as well as fastening devices for lifting and installing the prefabricated building element.

Erläuterungen zu Zeichnung 2 und 3Explanations for drawings 2 and 3

[0004] a.) Tragende Bauteile nach Vorgaben der Planung ganz, oder teilweise in das Bauelement integriert. b.) Grund- bzw. Fertigbeschichtung c.) Verfüllung der inneren Hohlräume des Fertigbauteiles Vorgaben der Planung d.) Armierung als Traggerüst für das Fertigbauteil, als Verbindung einzelner tragender Bauteile und Halterung von Installationen, bzw. Verfüllung.[0004] a.) Load-bearing components fully or partially integrated into the construction element in accordance with planning specifications. b.) Base or finishing coat c.) Filling of the inner cavities of the prefabricated component in accordance with planning specifications d.) Reinforcement as a supporting structure for the prefabricated component, as a connection between individual load-bearing components and as a holder for installations, or filling.

Weitere ErläuterungundWegezurAusführung desErfindungspatentes:Further explanation and ways of implementing the invention patent:

[0005] Ein Gebäude wird zu einzelnen, auf öffentlichen Strassen transpotierbaren Teilen vorgefertigt. Die Gesamtkonstruktion eines Gebäudes bestehend aus Wänden-, Decken-, Dachkonstruktion usw. wird in einzelne Fertigbauelemente unterteilt. In diesen Fertigbauelementen werden die jeweils vorgesehenen tragenden Bauteile nach Anforderung des jeweiligen Gebäudes aus Materialien nach Vorgaben des Bauingenieurs teilweise oder ganz integriert. Zudem werden technische Installationen, wie Elektroanlagen, EDV und TV Anlagen, Heizungs-, Kühl- und Lüftungsanlagen, Kalt- und Warmwasseranlagen, sowie Abflüsse, teilweise oder komplett in das jeweilige Fertigbauelement vorinstalliert. Ziel ist es keine Installationsschlitze in den Fertigbauelementen nachträglich auf der Baustelle ausführen zu müssen. Durch anschliessender Verfüllung der Hohlräume im inneren des Fertigbauelementes mit vorgegebenen Verfüllungsmaterialien durch Verguss und Verdichten wird eine Grundlage geschaffen, anhand dieser die einzelnen Fertigbauelemente, wie Aussenwände, Innenwände, Decken- und Dachkonstruktionen, eines Gebäudes in Teilen vorgefertigt werden. Die Verfüllung der Hohlräume oder Zwischenräume eines Fertigbauelementes, kann bei Bedarf unter Zuhilfenahme von vorgehaltenen Schalelementen, welche die Verfüllung einschliessen vertikal oder horizontal erfolgen. Zwingend sind Schalelemente jedoch nicht, man kann die Rahmenkonstruktionen der Fertigbauelemente auch einfach auf einen Untergrund legen, evtl. eine Zwischenlage unterlegen und verfüllen. Zudem werden die Fertigbauteile mit Grund- und Fertigputzbeschichtung mit den Materialien nach Vorgaben der Planung im Verbund mit der inneren Verfüllung überzogen. Vorzugsweise sollten Materialien, welche als Verfüllung der Fertigbauelemente und Grundputz verwendet werden sollten aus rohen, unbehandelten Lehm, oder anderen natürlichen Erden bestehen. Zur Gewichtsreduzierung können biologische Anteile wie Schilf, Holzspäne Stroh, Bambus, Hanf, sowie alle weitere biologisch abbaubare Materialien, sofern geeignet, als ganzes oder verschiedenst zerkleinert den Bindemittel Lehm usw. beigemengt werden. Fertigputze sollten vorzugsweise aus hochatmungsaktiven Materialien wie Lehm, Kalk, Zieglemehl, gebrannten Mergeln und interten natürlichen Sand ohne synthetischen Zugaben bestehen. Dadurch wird mit geringen Energieaufwand ein Gebäude errichtet, welches durch das hervorragende diffusionsoffene Verhalten, hygienisch frei von Pilzen und dadurch ein hervoragendes Raumklima aufweist. Zudem frei von belastenden Schadstoffen ist und bei einen evtl. späteren Rückbau leicht zu trennen und sehr günstig der Natur wieder zurückgeführt werden kann. Die Fertigbauelemente werden durch spezielle Einrastsysteme, wie ineinandergreifende Holzverzapfungen bei Holz in verschiedensten Ausführungen, oder mit diversen anderen gängigen Befestigungstechniken unter einander verbunden. Die einzelnen Fertigbauelemente für Aussen- bzw. Innenwände können je nach Vorgaben teilweise geschosshoch, geschosshoch, oder geschossübergreifend hoch sein. Dabei sollten die Fertigbauelemente so dimensioniert sein, dass sie den Bauablauf vereinfachen und optimieren. Die Fertigbauelemente können je nach Vorgaben in verschiedenen Massen, Formen und Stärken ausgeführt werden. Es können ein bis mehrere Fertigbauelemente als Wand-, Decken-, oder Dachkonstruktion mit oder ohne eingelegten Zwischenschichten wie Dämmungen oder Luftschichten verbaut werden. Mit Grund- oder Fertigputzbeschichtung überzogen werden die sichtbaren Oberflächen wie Innen-, Aussenseite, Decken-, bzw. Dachuntersicht, oder nach den jeweiligen Vorgaben. Die Fertigbauelemente können tragende Bauteile ganz, oder teilweise enthalten. Soweit möglich sollten die tragenden Bauteile wie Stützpfeiler, Aussteifungen, Deckenträger, Dachträger, Mauerkränze usw. jedoch in den Elementen mit integriert werden, wenn es den Bauablauf optimiert. Nach dem Transport auf die Baustelle, werden durch die vorgefertigten Fertigbauelemente als Aussenwände, Innenwände, Geschossdecken, Dachkonstruktionen und anderen Bauelementen zu einem Gebäude errichtet und untereinand verbunden. Anschliessend werden die bereits voreingebauten technischen Anlagen ergänzt und fertig gestellt. Die Stossfugen werden geschlossen. Die abschliessenden Fertigungsarbeiten können im jeweiligen Gebäude durch die bereits vorgetrockneten Fertigbauelemente zügig ausgeführt werden. [0005] A building is prefabricated into individual parts that can be transported on public roads. The overall construction of a building, consisting of walls, ceilings, roofs, etc., is divided into individual prefabricated elements. The load-bearing components provided are partially or completely integrated into these prefabricated elements according to the requirements of the respective building, using materials specified by the civil engineer. In addition, technical installations such as electrical systems, IT and TV systems, heating, cooling and ventilation systems, cold and hot water systems, and drains are partially or completely pre-installed in the respective prefabricated element. The aim is to avoid having to subsequently create installation slots in the prefabricated elements on site. By subsequently filling the cavities inside the prefabricated element with specified filling materials by casting and compacting, a basis is created on the basis of which the individual prefabricated elements of a building, such as external walls, internal walls, ceilings and roof structures, are partially prefabricated. If required, the cavities or gaps in a prefabricated building element can be filled vertically or horizontally using formwork elements that are provided to enclose the filling. Formwork elements are not mandatory, however; the frame structures of the prefabricated building elements can also simply be laid on a substrate, possibly with an intermediate layer underneath and filled. In addition, the prefabricated components are coated with a base and finished plaster coating with the materials specified in the planning in conjunction with the internal filling. Materials that should be used to fill the prefabricated building elements and base plaster should preferably consist of raw, untreated clay or other natural earth. To reduce weight, biological components such as reeds, wood chips, straw, bamboo, hemp, and all other biodegradable materials, if suitable, can be added to the binding agent clay, etc., either whole or in various forms. Ready-made plasters should preferably consist of highly breathable materials such as clay, lime, brick dust, burnt marl and inert natural sand without synthetic additives. This means that a building is constructed with little energy consumption, which, thanks to its excellent diffusion-open behavior, is hygienically free of fungi and therefore has an excellent indoor climate. It is also free of harmful pollutants and can be easily separated and returned to nature very cheaply in the event of later demolition. The prefabricated elements are connected to one another using special snap-in systems, such as interlocking wooden dowels for wood in a variety of designs, or with various other common fastening techniques. The individual prefabricated elements for external and internal walls can, depending on the specifications, be storey-high, floor-high, or multi-storey high. The prefabricated elements should be dimensioned in such a way that they simplify and optimize the construction process. The prefabricated elements can be made in different sizes, shapes and thicknesses depending on the specifications. One or more prefabricated elements can be installed as a wall, ceiling or roof construction with or without inserted intermediate layers such as insulation or air layers. The visible surfaces such as the interior, exterior, ceiling or roof underside are coated with a base coat or ready-made plaster coating, or according to the respective specifications. The prefabricated building elements can contain load-bearing components in whole or in part. However, as far as possible, the load-bearing components such as support pillars, stiffeners, ceiling beams, roof beams, wall crowns, etc. should be integrated into the elements if this optimizes the construction process. After transport to the construction site, the prefabricated building elements are used to build a building as external walls, internal walls, floor slabs, roof structures and other building elements and connect them to one another. The pre-installed technical systems are then added and completed. The butt joints are closed. The final production work can be carried out quickly in the respective building thanks to the pre-dried prefabricated building elements.

Claims (4)

1. Fertigbauelement zum Bau von Gebäuden, bestehend aus tragenden Bauteilen, welche mit Zwischenarmierung vertikal, horizontal oder in verschiedensten anderen Rasterformen zu einer geeigneten Rahmenkonstruktion verbunden wird und technische Installationen im Unterputzbereich vorinstalliert werden. Mit anschliessender Verfüllung der Zwischenräume wird das Fertigbauelement mit Grund- bzw. mit Fertigputzbeschichtung im Verbund einseitig, oder bei Bedarf beidseitig beschichtet. Somit ergibt sich ein Fertigbauelement mit tragenden Bauteilen eingebauten Installationen, sowie mit Verfüllung der Hohlräume aus Rohmaterialien und folglich im Verbund überzogenen mit Grund- und Fertigputzbeschichtung. Je nach Anforderung werden die Verfüllung und Grund- bzw. Fertigputz in ideal abgestimmten Abständen ausgeführt. Somit entsteht ein Fertigbauelement, indem tragende Bauteile, Dämmungs- bzw. Gundputz- und Fertigputzschicht in einem, gezielt aufeinander abgestuften Verfahren vorgefertig werden.1. Prefabricated building element for the construction of buildings, consisting of load-bearing components which are connected with intermediate reinforcement vertically, horizontally or in a variety of other grid shapes to form a suitable frame construction and technical installations are pre-installed in the flush-mounted area. After the gaps are filled, the prefabricated building element is coated with a base coat or a finished plaster coating on one side, or if necessary on both sides. This results in a prefabricated building element with load-bearing components, built-in installations, and with the cavities filled with raw materials and then coated with a base coat and a finished plaster coating. Depending on the requirements, the filling and base coat or finished plaster are carried out at ideally coordinated intervals. This creates a prefabricated building element in which load-bearing components, insulation or base coat and finished plaster layer are prefabricated in a specifically graduated process. 2. Fertigbauelement gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Fertigbauelement Einrast- bzw. Verbindungsvorkehrungen an den Rändern seitlich, oben und unten, zum Zusammenbau mit den anschliessenden Fertigbauelementen angebracht sind.2. Prefabricated building element according to claim 1, characterized in that snap-in or connecting devices are attached to the prefabricated building element at the edges at the sides, top and bottom, for assembly with the adjoining prefabricated building elements. 3. Fertigbauelement gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigbauelement geschosshoch, teilweise- oder geschossübergreifend hoch, beliebig tief, sowie beliebig breit, bzw. lang sein kann.3. Prefabricated building element according to one of the claims 1 to 2, characterized in that the prefabricated building element can be storey-high, partially or multi-storey-high, as deep as desired, and as wide or long as desired. 4. Fertigbauelement gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigbauelement mit Befestigungsvorrichtungen versehen ist, die es ermöglichen das jeweilige Fertigbauelement mit geeigneten Hebemitteln in die gewünschte Position zu heben.4. Prefabricated building element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the prefabricated building element is provided with fastening devices which make it possible to lift the respective prefabricated building element into the desired position using suitable lifting means.
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