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Die
Erfindung bezieht sich auf die Erstellung massiver Wand-, Boden-,
Decken- und/oder Strukturteile eines Hochbauwerkes aus Vollholzteilen
sowie ein dafür
geeignetes Holzbausystem.
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Es
ist grundsätzlich
bekannt, zur Erstellung massiver Holzhäuser vorgefertigte Holzbauteile
einzusetzen. Beispielsweise können
für Böden, Wände und
Decken geeignete große
Platten aus kreuzweise verleimten Brettlagen hergestellt werden,
wobei ggf. Bretter vorgegebener Lagen unter Bildung einer unterbrochenen
Schicht voneinander beabstandet sind, so dass zwischen benachbarten
Brettern der unterbrochenen Schicht für Kabel und Rohre geeignete
Installationskanäle
gebildet werden. Die Plattenelemente können zur Erstellung eines Bauwerkes
entsprechend individuell zu- bzw. ausgeschnitten werden, so dass
sich im Ergebnis individuell gestaltete Bauwerke unter Verwendung
großer
Vollholzplattenelemente erstellen lassen.
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Aus
der WO 00/03850 sind leimfreie Holzwandtafeln bekannt, die jeweils
aus mehreren, in verschiedenen Richtungen geschichteten Nadelholzlagen
bestehen, die gemäß einem
vorgegebenen Raster mit Hartholzstäben miteinander verdübelt sind.
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Die
DE 196 03 833 zeigt Holzbautafeln,
die aus zumindest drei miteinander vernagelten oder verschraubten
Brettschichten bestehen, wobei die Bretter zweier Brettschichten
einander überkreuzen und
die Bretter der dritten Schicht schräg zu den Brettern der beiden
anderen Schichten angeordnet sind.
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Aus
der
DE 195 97 395
A1 sind Blockelemente mit mehreren Lagen aus miteinander
verdübelten
Massivholzbrettern bekannt, deren Längsachsen parallel zueinander
ausgerichtet sind. Die Bretter jeder Lage sind in Querrichtung voneinander
beabstandet und versetzt zu den Brettern der Nachbarlage bzw. Nachbarlagen
angeordnet, so dass innerhalb des Blockes rasterförmig angeordnete
kanalartige Hohlräume
gebildet werden.
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Aufgabe
der Erfindung gemäß Hauptpatent ist
es, ein Holzbausystem zu schaffen, dessen Elemente in besonders
flexibler Weise zu praktisch beliebigen Strukturteilen zusammengesetzt
werden können,
wobei der Zusammenbau der Elemente sowohl unmittelbar an einer Baustelle
als auch im Rahmen einer Vorfertigung oder Teilvorfertigung von Bauteilen
in einer Fabrik erfolgen kann.
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Diese
Aufgabe wird gemäß Hauptpatent
gelöst
durch aneinander anlegbare Vollholzkörper mit in vorgegebenen Richtungen
erstreckten, den jeweiligen Vollholzkörper an vorgegebenen Positionen durchsetzenden
Dübelkanälen sowie
darin mit Kraftschluss bzw. Presssitz eintreibbaren bzw. eingetriebenen
und mittels Werkzeuges – insbesondere
unter Schlag- bzw. Vibrationsbeaufschlagunq – vorschiebbaren und dabei
mit ihren werkzeugfernen Enden in einen der Dübelkanäle eines benachbarten Vollholzkörpers eintreibbaren
Dübel.
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Der
Gegenstand des Hauptpatentes beruht auf dem allgemeinen Gedanken,
große
Strukturteile aus Vollholzkörpern
zu erstellen, indem diese Vollholzkörper miteinander mit Hartholzdübeln verbunden
werden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, die Vollholzkörper mit
ihren Dübelkanälen sowie
darin eingesetzten Hartholzdübeln
vorzufertigen und die Verdübelung
miteinander zu verbindender Vollholzkörper dadurch vorzunehmen, dass
ein oder mehrere Dübel
eines Vollholzkörpers
mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeuges vorgetrieben und dabei
mehr oder weniger weit in einen anschließenden Dübelkanal des jeweils benachbarten
Vollholzteiles eingetrieben werden. Soweit im Dübelkanal des benachbarten Vollholzteiles
ein Dübel
vorhanden ist, wird dieser durch den in diesen Dübelkanal eingeschobenen Dübel vorgeschoben
und seinerseits ggf. in den Dübelkanal
eines weiteren benachbarten Vollholzteiles eingeschoben.
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Im
Ergebnis kann dann ein zwei aneinander anliegende Vollholzteile
verbindender Dübel
hälftig im
einen Vollholzteil und hälftig
im anderen Vollholzteil sitzen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform nach
dem Hauptpatent können
die Vollholzkörper
als Langholzkörper
mit im Vergleich zu ihrer Länge
relativ kleinem Querschnitt ausgebildet sein, so dass aus diesen
Vollholzkörpern
herstellbare Wände
oder Tafeln einen durch die Dübel
zusammengehaltenen mehrlagigen palisadenartigen Verbund bilden.
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Wenn
die Langhölzer
einer Palisadenebene relativ zu den Langhölzern einer benachbarten Palisadenebene
in Längsrichtung
versetzt sind und/oder die Dübel
und Dübelkanäle bei Wand-
bzw. Strukturteilen mit mehreren Palisadenebenen zumindest teilweise
schräg
zu den Palisadenebenen ausgerichtet sind, ergibt sich ein überaus belastbarer
Verbund, wobei sowohl hohe Zugkräfte
in Richtung der Längsachsen
der Langholzelemente als auch in Querrichtung dazu aufgenommen werden
können.
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In
besonders zweckmäßiger Ausgestaltung des
Gegenstandes des Hauptpatentes ist vorgesehen, dass die Langholzelemente
einen sechseckigen Querschnitt aufweisen und die Dübelkanäle das Langholzteil
jeweils an seiner Längsachse,
senkrecht zu zwei gegenüberliegenden
Sechseckseiten durchsetzen.
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An
den Ecken bzw. in der Nähe
der Ecken des Querschnittes des Langholzes können zumindest teilweise Längsschlitze
aus gebildet sein. Dadurch wird die Außenoberfläche des Langholzteiles deutlich
vergrößert und
dementsprechend der Vorteil geboten, dass Feuchtigkeit besonders
schnell ausdampfen kann und die Vollholzteile besonders formstabil
bleiben.
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Ein
ganz besonderer Vorzug des Gegenstandes des Hauptpatentes liegt
darin, dass die langholzartigen Vollholzteile aus vergleichsweise
dünnem
Stammholz zentrisch zur Mittellängsachse
des Stammholzes geschnitten werden können. Auf diese Weise können vergleichsweise
schwache Bäume, die
bislang lediglich der Papier- und Zellstoffindustrie als Rohmaterial
zugeführt
werden, zur Herstellung von Vollholzteilen für Bauwerke herangezogen werden.
Derartige Baumstämme
müssen
regelmäßig, insbesondere
nach Aufforstungsmaßnahmen,
in großer
Zahl nach vergleichsweise kurzer Wachstumsperiode geschlagen werden,
um Platz für
eine relativ kleine Zahl verbleibender Bäume zu schaffen, die langfristig
zu großer
Mächtigkeit
aufwachsen sollen. Mit der Erfindung wird also für dünnes Stammholz ein neuer Markt
geschaffen.
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Da
der Querschnitt der in dieser Weise aus Stammholz geschnittenen
Vollholzteile im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Mittellängsachse
des Stammholzes ausgebildet ist, wird eine besonders hohe Formstabilität erreicht.
Insbesondere können sich
die Vollholzteile beim Trocknen praktisch nicht verziehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, das vorangehend dargestellte System weiterzuentwickeln.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
alternativ oder zusätzlich
zu Vollholzteilen mit mehreckigem, insbesondere sechseckigem Querschnitt
Vollholzteile mit Kreisquerschnitt einzusetzen.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass Vollholzteile
mit Kreisquerschnitt und Vollholzteile mit mehreckigem rotationssymmetrischem
Querschnitt ohne weiteres vermischt miteinander verwendet werden
können,
wenn der Durchmesser der Vollholzteile mit Kreisquerschnitt dem Durchmesser
des Kreises entspricht, welcher sich tangential an sämtliche
Seiten des mehreckigen Querschnittes anschmiegt.
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Durch
Verwendung der Vollholzteile mit Kreisquerschnitt bilden sich innerhalb
der Wand parallel zu den Längsachsen
der Vollholzteile erstreckte Luftkanäle, die einerseits für Installationen
genutzt werden und andererseits die Wärmeisolation einer Wand verbessern
können.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass Vollholzteile mit Kreisquerschnitt besonders
preiswert zur Verfügung
stehen.
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Im Übrigen wird
hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie
die nachfolgende Erläuterung
der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugter Ausführungsformen
näher beschrieben
werden.
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Dabei
zeigt
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1 eine
Stirnansicht eines erfindungsgemäßen langholzartigen
Vollholzteiles,
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2 eine
Seitenansicht dieses Vollholzteiles,
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3 eine
Stirnansicht von drei miteinander verdübelten Vollholzteilen,
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4 einen
Horizontalschnitt einer mit den Vollholzteilen gebauten Gebäudeecke,
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5 eine
Seitenansicht eines portalartigen Strukturteiles und
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6 eine
Seitenansicht einer mit den Vollholzteilen gebauten Balkenstruktur.
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Zunächst wird
der Gegenstand des Hauptpatentes erläutert.
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Gemäß 1 besitzt
das erfindungsgemäße Vollholzteil 1 einen
regelmäßig sechseckigen
Querschnitt, wobei an den Eckkanten bzw. in der Nähe der Eckkanten
des Sechseckes die jeweiligen Eckwinkel halbierende Schlitze 2 angeordnet
sein können,
um die Außenumfangsfläche des
Vollholzteiles 1 zu vergrößern und damit dessen Austrocknung
zu fördern.
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Das
Vollholzteil 1 ist vorzugsweise aus einem dünnen Holzstamm
geschnitten, und zwar derart, dass die Stammachse etwa zentrisch
innerhalb des Sechseckquerschnittes liegt. Dementsprechend durchsetzen
die Schlitze 2 die Jahresringe des das Vollholzteil 1 bildenden
Stammholzes etwa senkrecht und erstrecken sich in Längsrichtung
des Stammholzes bzw. seiner Holzfasern.
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Das
Vollholzteil 1 wird senkrecht zu seiner zentralen Längsachse
von Dübelkanälen 3 durchsetzt,
die jeweils senkrecht zu zwei gegenüberliegenden Sechseckseiten
des Querschnittes ausgerichtet sind. Dementsprechend liegen die
Endöffnungen
der Dübelkanäle 3 jeweils
auf der Mittellängsachse
der von ihnen durchsetzten Sechseckseiten.
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Wie
insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, sind in Längsrichtung
des Vollholzteiles 1 aufeinanderfolgende Dübelkanäle 3 zueinander
in Achsansicht des Vollholzteiles 1 um 60° versetzt
angeordnet.
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In
die Dübelkanäle 3 können gemäß 3 Holzdübel 4 eingetrieben
sein, die aus einem im Vergleich zum Holz des Vollholzteiles 1 deutlich
härterem
Holz bestehen. Die Länge
der Holzdübel 4 entspricht
der Länge
des jeweiligen Dübelkanals 3 eines Vollholzteiles 1.
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Mittels
eines nicht dargestellten pneumatischen Schlagwerkzeuges lassen
sich die Holzdübel 4 innerhalb
der Dübelkanäle 3 vorschieben.
Wenn nun gemäß 3 mehrere
Vollholzteile mit einander zugewandten Sechseckseiten aneinander
anliegend angeordnet sind, derart, dass der Dübelkanal 3 des einen
Vollholzteiles einen Dübelkanal 3 eines
benachbarten Vollholzteiles 1 fortsetzt, so kann der Dübel eines
Vollholzteiles 1 mittels des Schlagwerkzeuges teilweise,
etwa hälftig,
aus einem Vollholzteil 1 ausgetrieben und gleichzeitig
mit seinem aus diesem Vollholzteil 1 ausgetriebenen Ende
in ei nen der Dübelkanäle 3 des
jeweils benachbarten Vollholzteiles 1, etwa hälftig, eingetrieben
werden. Soweit in dem genannten Dübelkanal 3 des benachbarten
Vollholzteiles 1 seinerseits bereits ein Holzdübel 4 angeordnet
ist, wird dieser teilweise aus dem zugeordneten Vollholzteil ausgetrieben.
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Im
Beispiel der 3 wird beispielsweise der Holzdübel 4' des Vollholzteiles 1' etwa zur Hälfte in einen
Dübelkanal 3 eines
benachbarten Vollholzteiles 1'' eingetrieben,
wobei ein dort angeordneter Holzdübel 4'' teilweise
ausgeschoben wird. Das herausstehende Ende des Holzdübels 4'' kann später ggf. abgeschnitten werden.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
beim Vollholzteil 1'' dübelfreie
Dübelkanäle 3 vorzusehen,
so dass der Holzdübel 4' in einen freien
Dübelkanal 3 des
Vollholzteiles 1'' eingetrieben
werden kann.
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In 4 ist
beispielhaft ein Horizontalschnitt einer Gebäudeecke dargestellt, wobei
die an die Ecke anschließenden
Wandteile 5 und 6 jeweils aus vertikal ausgerichteten
Vollholzteilen 1 unter gegenseitiger Verdübelung entsprechend
der 3 zusammengebaut sind. Da die Dübel 4 bzw.
Dübelkanäle 3 in
Stirnansicht der Vollholzteile 1 ein nicht rechtwinkliges
Netzwerk bilden sind sowohl die Wandteile 5 und 6 als
auch deren Eckverbindung in praktisch beliebigen Richtungen gegenüber Zug-
und Druckkräften
hoch belastbar.
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Insbesondere
kann eine hohe Belastbarkeit der Wandteile 5 und 6 in
Längsrichtung
ihrer Vollholzteile 1 gewährleistet werden, wenn jeweils
in Querrichtung zueinander benachbarte Vollholzteile 1 relativ
zueinander in ihrer Längsrichtung
versetzt angeordnet sind.
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Die
hohe Belastbarkeit der Wandteile 5 und 6 quer
zur Längsrichtung
ihrer Vollholzteile 1 ergibt sich zwangsläufig, wenn
die Vollholzteile 1 mehrere palisadenartige Lagen bilden
und in der oben geschilderten Weise netzartig verdübelt sind.
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Ein
besonders bildhaftes Beispiel für
die hohe Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Holzbausystems ist in 5 dargestellt.
Hier ist ein portalartiges Strukturteil gezeigt, welches aus vertikal
ausgerichteten Vollholzteilen 1 besteht. Aufgrund des durch
die Dübel
gebildeten „Netzwerkes" ist auch der aus
vertikalen Vollholzteilen 1 zusammengesetzte Sturz 7 vertikal
hoch belastbar.
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Dementsprechend
kann an einem säulenartigen
Bereich 8 auch ein seitlich auskragender Teil 9 mittels
vertikal ausgerichteter Vollholzteile 1 angesetzt werden.
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Im Übrigen lässt sich
mit den erfindungsgemäßen Vollholzteilen 1 gemäß 6 auch
ein balken- oder pfostenartiges Strukturteil zusammenbauen. Dabei
sind in Querrichtung nebeneinanderliegende Vollholzteile 1 relativ
zueinander jeweils in Längsrichtung
versetzt angeordnet. Im Übrigen
wird der Querschnitt des balken- bzw. pfostenartigen Strukturteiles
durch mehrere Lagen der Vollholzteile 1 gebildet, und zwar
derart, dass in zueinander senkrechten Richtungen jeweils mehrere
Vollholzteile 1 nebeneinander liegen.
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Die
im Querschnitt sechseckigen Vollholzteile können beispielsweise eine Länge von
etwa 900 mm und Seitenflächen
mit einer Breite von etwa 50 mm aufweisen.
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Gegebenenfalls
können
noch Vollholz-Verkleidungsteile vorgesehen sein, mit denen sich
die auf der Außenseite
der Strukturteile von den Vollholzteilen gebildeten Rinnen mit V- bzw. trapezförmigem Querschnitt
ausfüllen
und dementsprechend ebene Außenseiten
an den Strukturteilen herstellen lassen.
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Für die Dübel 4 sind
Harthölzer,
wie z.B. Buche gut geeignet. Gegebenenfalls können aber auch weichere Hölzer, wie
z.B. Kiefer, d.h. vergleichsweise harte Weichhölzer, verwendet werden.
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Die
Vollholzteile 1 können
prinzipiell aus praktisch beliebigen Hölzern bestehen, insbesondere z.B,
aus Kiefern-, Fichten- oder Birkenholz.
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Die
Erfindung bietet den besonderen Vorteil, dass aus relativ kleinen
Vollholzteilen 1 einstoffliche und kompakte Großteile herstellbar
sind, die sich durch gute Eigenschaf ten bezüglich Brandschutz, Wärmespeicherung
und Wärmeisolierung
auszeichnen.
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Bei
Bedarf können
bei der Erstellung der Großteile
Kanäle
für Installationen
ausgebildet werden, indem im Bereich der geplanten Kanäle keine Vollholzteile 1 angeordnet
werden.
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Wie
aus den 1, 3 und 4 ersichtlich
ist, können
gemäß der Erfindung
anstelle von Vollholzteilen 1 mit rotationssymmetrisch
mehreckigem Querschnitt, insbesondere sechseckigem Querschnitt,
auch Vollholzteile mit Kreisquerschnitt eingesetzt werden, wie durch
punktierte Kreislinien K in den vorgenannten Fig. ersichtlich wird,
wobei der Durchmesser der Kreislinien K so gewählt ist, dass sich die Kreislinie
tangential an die Mitten der Seiten des mehreckigen Querschnittes
anschmiegt.
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Damit
können
die Dübel 4 bzw.
die die Dübel 4 aufnehmenden
Dübelkanäle 3 in
prinzipiell gleicher Weise wie bei den Vollholzteilen 1 mit
mehreckigem Querschnitt angeordnet sein, denn die Vollholzteile mit
Kreisquerschnitt K berühren
sich zwangsläufig
an den Öffnungen
der Dübelkanäle 3.
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Vorteilhaft
ist, dass Vollholzteile mit mehreckigem Querschnitt, im Beispiel
der Zeichnung mit sechseckigem Querschnitt, beliebig gemischt mit Vollholzteilen
mit Kreisquerschnitt eingesetzt werden können, wobei es auch ohne weiteres
möglich
ist, nur Vollholzteile der einen Art einzusetzen.
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Die
Vollholzteile mit Kreisquerschnitt können ggf. an zumindest einem
axialen Ende verjüngt
oder zugespitzt sein, so dass sich zwangsläufig eine Öffnung ergibt, durch die die
Längskanäle neben
den Vollholzteilen mit kreisförmigem
Querschnitt von einer Wandseite aus zugänglich sind.