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Die Erfindung betrifft ein Holzbausystem,
geeignet zur Erstellung massiver Wand-, Boden-, Decken- und/oder
Strukturteile eines Hochbauwerkes.
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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 47 395 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 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 erfindungsgemäß 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. Vibrationsbeaufschlagung – vorschiebbaren und dabei
mit ihren werkzeugfernen Enden in einen der Dübelkanäle eines benachbarten Vollholzkörpers eintreibbaren
Dübel.
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Die Erfindung 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 der
Erfindung 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 der
Erfindung 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
ausgebildet sein. Dadurch wird die Außenoberfläche des Langholzteiles deutlich
vergrößert und
dementsprechend der Vor teil geboten, dass Feuchtigkeit besonders
schnell ausdampfen kann und die Vollholzteile besonders formstabil
bleiben.
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Ein ganz besonderer Vorzug der Erfindung 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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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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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.