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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fassadenkonstruktion für ein Gebäude in Blockbauweise, umfassend mindestens ein erstes Wandelement und ein zweites Wandelement, welche miteinander einen Winkel von mindestens 90°, insbesondere einen rechten Winkel einschließen, wobei die mindestens zwei Wandelemente jeweils aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten Holzbalken aufgebaut sind, welche Holzbalken an mindestens einem ihrer beiden Enden einen Verbindungszapfen zum Herstellen einer formschlüssigen Eckverbindung zwischen den mindestens zwei Wandelementen aufweisen, wobei die Verbindungszapfen aus dem Holzbalken entspringen und jeweils eine Stirnseite, einen linken Seitenbereich, einen rechten Seitenbereich sowie eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweisen.
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Block-Holzhäuser sind insbesondere in ländlichen Gegenden sehr beliebt. Bei einem Block-Holzhaus besteht in der Regel die gesamte Außenfassade aus parallel zum Erdboden verlegten Holzbalken. Bei vielen derartigen Block-Holzhäusern ist die außen sichtbare Holzfassade aus übereinander geschichteten Holzbalken nicht tragend, sondern ist mit einer innenliegenden, lasttragenden Schicht verbunden, indem sämtliche Wände der „vorgehängten” Fassade mit lasttragenden Innenwänden verbunden (z. B. verschraubt) sind. Neben derartigen Holzblockhäusern gibt es auch solche, bei denen auf eine innenliegende, lasttragende Konstruktion verzichtet wird und lediglich die oben beschriebene Fassade aus Holzbalken vorhanden ist. Hier ergeben sich zwar die traditionellen Probleme der Blockbauweise (z. B. Gebäudesetzung durch Schwund der Holzquerschnitte quer zur Faser, Winddurchlässigkeiten durch Risse im Holz, etc.). Aus statischer Sicht wird diese Bauweise jedoch heute noch teilweise angewandt, insbesondere für untergeordnete Bauten (z. B. Gartenhäuschen, Saunahäuschen, etc.). Für sämtliche der oben genannten Gebäude in Blockbauweise ist die Ausbildung der typischen gezapften Eckverbindungen, beispielsweise in Form von einem Kreuz-Eckverbund oder einem Schwalbenschanz-Eckverbund, ein wichtiges optisches Merkmal.
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Den genannten Eckverbindungen gemeinsam ist der Nachteil, dass sie nur vor Ort auf der Baustelle hergestellt werden können (Balken auf Balken von unten nach oben, reihum), was zur Folge hat, dass eine Vorfertigung beispielsweise unter dem Schutz einer Werkshalle nicht möglich ist. Zudem sind die Aufbauzeiten unzeitgemäß lang, was beispielsweise den Zielen einer Fertigteilbauweise entgegensteht. Das Errichten eines Block-Holzhauses mit den o. g. typischen Eckverbindungen ist bislang also mit allerlei Unannehmlichkeiten verbunden, wie beispielsweise dem Ausgesetztsein von schlechtem Wetter, weiten Transportwegen, fehlenden technischen Möglichkeiten, wie elektrischen Anschlüssen, Hebezeugen und dergleichen. Regnerisches Wetter beeinträchtigt nicht nur die Arbeitsfreude der Belegschaft, sondern führt zu Nachteilen bei der Bauqualität, da Feuchtigkeit das Holz beeinträchtigt.
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Die oben genannten Eckverbindungen gestatten prinzipiell keine Vorfertigung ganzer Wände, beispielsweise in einer Fertigungshalle, da bei den genannten Eckverbindungen jede einzelne Balkenlage der einen Wand sukzessive mit einer entsprechenden Balkenlage einer zweiten Wand verbunden werden muss.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die o. g. Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Fassadenkonstruktion mit den o. g. typischen Eckverbindungen zur Verfügung zu stellen, bei der es möglich ist, komplette Wände an einem ersten Ort herzustellen und diese an einem zweiten Ort zu einem Block-Holzhaus zusammenzubauen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fassadenkonstruktion der eingangs genannten Art gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die obere Fläche eines Verbindungszapfens schräg von einem Seitenbereich zum anderen Seitenbereich des Verbindungszapfens verläuft und die untere Fläche eines Verbindungszapfens gerade von einem Seitenbereich zum anderen Seitenbereich des Verbindungszapfens verläuft, wobei zur Ausbildung einer Eckverbindung zwischen den mindestens zwei Wandelementen die Verbindungszapfen der Holzbalken der mindestens zwei Wandelemente derart übereinander angeordnet sind, dass jeweils die gerade untere Fläche eines Verbindungszapfens eines Balkens des einen Wandelements über der schrägen oberen Fläche des Verbindungszapfens eines benachbarten Balkens des zweiten Wandelements angeordnet ist, sodass jeweils eine Lücke zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen besteht, wobei zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen jeweils ein keilförmiges Verbindungselement zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen eingebracht ist, welches im Wesentlichen der Form und Größe der Lücke zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen entspricht und diese schließt.
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Mithilfe der o. g. Verbindungszapfen, insbesondere mit deren oberer und unterer Fläche, welche mit einem speziell ausgebildeten Verbindungselement zusammenwirken, ist es möglich, vormontierte Außenwandbauteile der erfindungsgemäßen Fassadenkonstruktion vorzumontieren und erst am Montageort zu einer Fassade in einfacher Art und Weise zusammenzufügen. Dies war bislang aufgrund der speziellen Geometrien der bekannten Eckverbindungen nicht möglich. Es sind zwar Bausätze für Holzhäuser bekannt, deren Wände vorgefertigt und erst auf der Baustelle zusammengefügt werden können. Das Zusammenfügen der einzelnen Wände erfolgt bei diesen bekannten Holzhäusern durch eine einfache Nut- und Federtechnik, bei der jedoch die spezielle „gezapfte” Eckverbindung fehlt. Hierdurch geht jedoch der typische Blockhauscharakter dieser Holzhäuser verloren.
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Vorzugsweise gehen mindestens ein Seitenbereich, vorzugsweise beide Seitenbereiche eines Verbindungszapfens eines Holzbalkens bündig in einen Grundkörper des Holzbalkens über. Hierdurch entstehen ebene Außen- und/oder Innenwände. Die genannten Seitenbereiche sowie die Vorder- und Rückseiten der Holzbalken müssen jedoch nicht eben ausgebildet sein, sondern können auch zumindest an einer Seite noch den natürlichen runden Baumwuchs aufweisen. Eine solche Optik macht die Fassade noch rustikaler.
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Mit Vorteil schließt die Ebene der schrägen oberen Fläche eines Verbindungszapfens mit einer horizontalen Ebene (z. B. der Ebene der geraden unteren Fläche eines Verbindungszapfens) einen spitzen Winkel α ein, wobei das keilförmige Verbindungselement einen dreieckigen Längsschnitt aufweist und zwei Seiten des Dreiecks einen spitzen Winkel α' einschließen, wobei die Winkel α und α' im Wesentlichen übereinstimmen. Durch diese Kombination der Formen und Winkel des Verbindungselements und der Flächen der Verbindungszapfen ist eine besonders saubere Verbindung zwischen Verbindungszapfen und Verbindungselement möglich. Zudem ist auch die Herstellung mit den genannten Formen und Winkeln vereinfacht.
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Vorzugsweise ist das keilförmige Verbindungselement in die Lücke zwischen zwei übereinander liegenden Verbindungszapfen eingeklebt. Hierbei wird in der Regel Klebstoff nur an der unteren Seite des Verbindungselements aufgetragen. Hierdurch entsteht eine feste, kaum zu lösende Verbindung zwischen den genannten Elementen, was zu einer letztendlich stabilen Eckverbindung zwischen den Wandelementen führt.
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In der Regel sind die Holzbalken eines Wandelements nicht miteinander verschraubt, um eine stabile Fixierung zwischen den Holzbalken zu erreichen, sondern es reicht die formschlüssige Eckverbindung in Verbindung mit dem Eigengewicht der Holzbalken, um eine stabile Wandkonstruktion zu gewährleisten.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die erfindungsgemäße Fassadenkonstruktion sowohl tragend als auch nicht tragend sein. In der Regel ist die erfindungsgemäße Fassadenkonstruktion jedoch nicht tragend, sondern mit einer tragenden Innenwandkonstruktion verbunden, insbesondere verschraubt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Fassade für ein Gebäude in Blockbauweise aus Holzbalken, umfassend folgende Arbeitsschritte:
- a) Vorbereitung einer Vielzahl von Holzbalken durch Einbringen von Verbindungszapfen an mindestens einem Ende der Holzbalken;
- b) Errichten mindestens eines ersten und eines zweiten Wandelements aus den in Schritt a) vorbereiteten Holzbalken durch Aneinanderreihen und Verbinden der einzelnen Holzbalken, sodass die benachbarten Holzbalken entlang ihrer Längserstreckung Kontakt zueinander haben, wobei die mindestens zwei Wandelemente getrennt voneinander vorliegen, wobei die Verbindungszapfen der mindestens zwei Wandelemente in einem aufrechten Zustand der Wandelemente versetzt zueinander angeordnet sind;
- c) Zusammenfügen der mindestens zwei Wandelemente, indem diese in einem Winkel von mindestens 90°, insbesondere in einem rechten Winkel zueinander angeordnet werden und im Bereich ihrer Verbindungszapfen ineinander geschoben werden, wobei nach einem Zusammenfügen der beiden Wandelemente jeweils eine Lücke zwischen den übereinander liegenden Verbindungszapfen besteht;
- d) Einbringen von Verbindungselementen, welche im Wesentlichen der Form und Größe der Lücken zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen entsprechen, zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen.
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Eine bevorzugte Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungszapfen jeweils eine Stirnseite, eine linken Seitenbereich, einen rechten Seitenbereich sowie eine obere Fläche und eine untere Fläche aufweisen, wobei die obere Fläche eines Verbindungszapfens schräg von einem Seitenbereich zum anderen Seitenbereich des Verbindungszapfens verläuft und die untere Fläche eines Verbindungszapfens gerade von einem Seitenbereich zum anderen Seitenbereich des Verbindungszapfens verläuft, wobei nach dem Zusammenfügen der mindestens zwei Wandelemente jeweils die gerade Fläche eines Verbindungszapfens eines Balkens des einen Wandelements über der schrägen oberen Fläche des Verbindungszapfens eines benachbarten Balkens des zweiten Wandelements angeordnet ist, sodass eine Lücke zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen besteht, wobei es sich bei dem Verbindungselement um einen Verbindungskeil handelt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verbindungszapfen im Arbeitsschritt a) in der Regel in die Rohbalken durch Ausschneiden, insbesondere Aussägen eingebracht. Die Verbindungszapfen sind also keine separaten Elemente, welche an die Balken angefügt werden, sondern sind integraler Bestandteil der Holzbalken. Durch die Tatsache, dass die Verbindungszapfen Teil der ursprünglichen Rohbalken sind, ist zum einen eine einfache Herstellung und Vorbereitung der Holzbalken möglich. Des Weiteren wird hierdurch eine hohe Stabilität der Holzbalken im Bereich der Verbindungszapfen gewährleistet.
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Mit Vorteil werden die keilförmigen Verbindungselemente mit den jeweiligen übereinander angeordneten Verbindungszapfen verklebt, wobei vorzugsweise Klebstoff nur zwischen dem Verbindungselement und dem darunter angeordneten Verbindungszapfen angeordnet wird. Hierdurch entsteht eine saubere und stabile Eckverbindung, die ohne größeren Aufwand zu erstellen ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine erfindungsgemäße Fassadenkonstruktion noch ohne integrierte Verbindungskeile;
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2: die Fassadenkonstruktion von 1 mit integrierten Verbindungskeilen;
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3: den Verbindungskeil von 1 in vergrößerter Darstellung.
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1 zeigt eine Fassadenkonstruktion 1 für ein Haus in Blockbauweise. In den vorliegenden Darstellungen sind zwei im rechten Winkel zueinander angeordnete Wandelemente 2a und 2b dargestellt. An die Wandelemente 2a und 2b schließen sich in der Regel zwei weitere Wandelemente an, sodass klassischer Weise ein quaderförmiges Haus mit vier Außenwänden entsteht. Der besseren Übersicht halber wurden in den vorliegenden Darstellungen die beiden weiteren Wandelemente nicht dargestellt. Die gezeigten Wandelemente 2a und 2b sind jeweils aus einer Mehrzahl von übereinander geschichteten Holzbalken 3a, 3b aufgebaut, wobei die untereinander angeordneten Holzbalken miteinander verschraubt sind. Die Holzbalken 3a und 3b liegen in Form von länglichen Quadern vor, welche an ihren beiden Enden jeweils Verbindungszapfen 4a, 4b aufweisen, welche in die Holzbalken mittels einer Säge geschnitten worden sind. Die Holzbalken 3a und 3b weisen somit einen quaderförmigen Grundkörper 5a, 5b sowie Verbindungszapfen 4a, 4b an ihren beiden Enden auf, wobei die Verbindungszapfen 4a und 4b mit den Grundkörpern 5a und 5b einstückig verbunden sind. In den vorliegenden Darstellungen wurden die Verbindungszapfen 4a, 4b lediglich an einem Ende der Balken 3a, 3b dargestellt. In der Regel weisen die Balken 3a und 3b auch an ihrem anderen Ende Verbindungszapfen auf, um letztlich ein oben genanntes Haus mit vier Außenwänden errichten zu können. Die Seitenflächen 7 und 8 eines Verbindungszapfens 4a, 4b gehen bündig in die Seitenflächen 21 der Grundkörper 5a, 5b über. Hierdurch entsteht eine gleichmäßig harmonische, ebene Optik.
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Die Verbindungszapfen 4a, 4b weisen jeweils eine Stirnseite 6, einen linken Seitenbereich 7, einen rechten Seitenbereich 8, eine obere Fläche 9 sowie eine untere Fläche 10 auf.
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Bei den Balken 3a des Wandelements 2a verläuft die obere Fläche 9 der Verbindungszapfen 4a schräg vom rechten Seitenbereich 8 zum linken Seitenbereich 7, sodass die obere Fläche 9 quer zur Längsrichtung der Balken 3a schräg abfällt. Die untere Fläche der Verbindungszapfen 4a verläuft dagegen gerade vom linken Seitenbereich 7 zum rechten Seitenbereich 8, sodass die untere Fläche 10 parallel zu den Oberseiten 12 bzw. Unterseiten 13 der Balken 3a und 3b und damit in der Regel auch parallel zum Erdboden verläuft. Unter rechtem und linkem Seitenbereich sind jeweils diejenigen Seitenbereiche zu verstehen, die bei einer frontalen Ansicht der Stirnseite des jeweiligen Verbindungszapfens sich in linker bzw. rechter Position befinden.
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Beim Erstellen einer erfindungsgemäßen Fassadenkonstruktion 1 wird in der Regel so vorgegangen, dass zunächst an einem ersten Ort (in der Regel Fertigungshalle) die Wandelemente 2a, 2b errichtet werden, indem zunächst die Balken 3a und 3b mit den Verbindungszapfen 4a, 4b hergestellt werden. Anschließend werden durch Aneinanderverfügen der Balken 3a, 3b die Wandelemente 2a und 2b hergestellt. Die Wandelemente 2a und 2b werden sodann an den Errichtungsort (Baustelle) der Fassade verbracht, wo sie nun zur erfindungsgemäßen Fassade 1 zusammengefügt werden. Hierbei werden die Wandelemente 2a und 2b zunächst derart in einem rechten Winkel zueinander angeordnet, dass die jeweiligen Verbindungszapfen 4a und 4b der jeweiligen Wandelemente 2a und 2b versetzt zueinander angeordnet sind. Dann werden die Wandelemente 2a und 2b derart ineinander geschoben, dass die Verbindungszapfen 4a des Wandelements 2a in die jeweiligen Lücken des Wandelements 2b und umgekehrt geschoben werden. Letztlich sind die Verbindungszapfen 4a, 4b der Holzbalken 3a, 3b der Wandelemente 2a, 2b derart übereinander angeordnet, dass jeweils die gerade untere Fläche 10 eines Verbindungszapfens 4a bzw. 4b eines Balkens 3a bzw. 3b des einen Wandelements 2a bzw. 2b über der schrägen oberen Fläche 9 des Verbindungszapfens 4a bzw. 4b eines benachbarten Balkens 3a bzw. 3b des anderen Wandelements 2a bzw. 2b angeordnet ist, sodass zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a und 4b jeweils eine Lücke 14 zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a und 4b besteht. In dem in 1 dargestellten Zustand der Fassade 1 ist die Eckverbindung zwischen den Wandelementen 2a und 2b noch instabil. Zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a, 4b werden mm Verbindungskeile 15 aus Holz zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a und 4b eingebracht (siehe Pfeil). Die Verbindungskeile 15 weisen eine Form und Größe auf, welche im Wesentlichen der Form und Größe der Lücken 14 zwischen den übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a, 4b entsprechen. Die Verbindungskeile 15 fügen sich also exakt in die Lücken 14 ein und schließen diese zur Ausbildung einer formschlüssigen Eckverbindung zwischen den Wandelementen 2a und 2b. Die Verbindungskeile 15 werden mit den Verbindungszapfen 4a und 4b mittels Klebstoff verbunden. In 2 ist die endgültige Form der Fassade 1 mit bereits eingeklebten Verbindungskeilen 15 dargestellt.
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Die Verbindungskeile 15 weisen einen dreieckigen Längsschnitt auf (siehe 3). Die Verbindungskeile 15 weisen eine rechteckige Frontfläche 16 auf, welche im integrierten Zustand mit den Stirnseiten 6 der jeweiligen Verbindungszapfen 4a und 4b bündig abschließen. Von den beiden Längskanten der Frontfläche 16 eines Verbindungskeils 15 erstrecken sich eine obere Fläche 17 und eine untere Fläche 18 aufeinander zu und bilden schließlich die Spitze 19 des Verbindungskeils 15. Die obere Fläche 17 und die untere Fläche 18 schließen einen spitzen Winkel α' ein. Dieser spitze Winkel α' entspricht im Wesentlichen dem Winkel, welche eine Ebene der schrägen oberen Fläche 9 eines Verbindungszapfens 4a, 4b mit einer horizontalen Ebene, also beispielsweise der Ebene der oberen Fläche 12 bzw. unteren Fläche 13 eines Holzbalkens 3a, 3b einschließt. Dadurch passen die Verbindungskeile 15 exakt in die Lücken 14 zwischen übereinander angeordneten Verbindungszapfen 4a, 4b. In der Regel sind die Verbindungskeile ursprünglich integrale Bestandteile der Rohbalken, aus denen diese herausgeschnitten werden, sodass die dadurch entstehenden Verbindungszapfen und Keile wieder optimal zusammengefügt werden können.
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Die Verbindungskeile 15 sind von ihrer Breite her so bemessen, dass ihre Seitenflächen 20 bündig mit den linken 7 und rechten 8 Seitenflächen der Verbindungszapfen 4a, 4b abschließen. Im integrierten Zustand verlaufen die unteren Flächen 18 der Verbindungskeile 15 schräg in Längsrichtung der Balken 3a, 3b von einem hinteren Bereich zu der Stirnseite 6 eines Verbindungszapfens 4a, 4b. Dadurch liegen die unteren Flächen 18 der Verbindungskeile 15 auf den schrägen oberen Flächen 9 der Verbindungszapfen 4a, 4b auf, sodass insgesamt eine formschlüssige Verbindung zwischen den Verbindungszapfen 4a bzw. 4b der Holzbalken 3a bzw. 3b entsteht.
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Durch die versetzte Anordnung der jeweiligen Balken 3a und 3b der Wandelemente 2a und 2b entsteht an einem der beiden Wandelemente 2a oder 2b beim untersten Balken eine Lücke zum Erdboden. Diese Lücke wird durch einen Abschlussbalken geschlossen, welcher quasi einen halben Verbindungszapfen aufweist (hier nicht dargestellt). Entsprechendes gilt für die Oberseite der Wandelemente 2a, 2b. Auch hier entsteht an einer Seite eine Lücke, welche ebenfalls durch einen Abschlussbalken geschlossen wird.
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Die Fassade 1 kann als tragende Außenwand eines Holzbauwerks fungieren. Bei anderen Gebäuden ist die Fassadenkonstruktion 1 jedoch in der Regel mit einer tragenden Innenwandkonstruktion verbunden, in der Regel verschraubt.
