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Die
Erfindung betrifft ein Wandelement für Holzhäuser und ein Verfahren zur
Herstellung des Wandelements.
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Holzhäuser werden
in der Regel entweder in Blockbauweise oder in Rahmen- bzw. Skelettbauweise
errichtet.
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Bei
der Blockbauweise werden die Wände, die
die tragenden Bauteile der Konstruktion darstellen, insbesondere
auch die Außenwände, aus
massiven und horizontal übereinander
angeordneten Blockbalken hergestellt, die an ihren Enden durch Verkämmung miteinander
verbunden werden. Nachteilig sind hierbei vor allem die unvermeidbare Nachtrocknung
und die damit verbundene Schwindung des Holzes, weil es dadurch
zu beträchtlichen Setzungen
kommen kann. Versuche, dies zu vermeiden, erfordern eine aufwendige
Verspannung der Blockbalken mit Hilfe von Schrauben (
DE 34 26 099 A1 ). Außerdem können sich
die Blockbalken mit der Zeit drehen bzw. verformen, so daß sie nicht
ausreichend dicht übereinanderliegen
und zusätzliche
Abdichtungen erforderlich machen. Daneben sind bereits Blockhäuser mit
Doppelwänden
bekannt (
DE 34 08 608
C2 ), die mit Hilfe von zweiteiligen Stützen durch Schwalbenschwanzverbindungen
zusammengehalten werden. Als tragende Teile wirken auch hier die
Wände,
so daß Setzungen
unvermeidlich sind. Abgesehen davon sind derartige Konstruktionen
aufwendung und teuer.
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Es
ist weiterhin ein Wandelement für
Holzhäuser
bekannt (
DE 32 29 262
A1 ), das aus einer Mehrzahl von parallelen, übereinander
angeordneten, eine Wand bildenden Holzbalken und wenigstens einer
als Träger
von statischen Lasten ausgebildeten Stütze, die an einer Längsseite
mit Seitenabschnitten, der Holzbalken über eine Nut-Feder-Ausbildung verbunden
ist, besteht, wobei die Wand und die Stütze durch Fixieren der Holzbalken
relativ zur Stütze
eine statisch tragfähige,
komplett vorgefertigte Baueinheit bilden. Die Montage des Wandelements ist
kompliziert und aufwendig. Desweiteren ist die Zahl der Stützen pro
Element auf zwei Stützen,
und damit auch die Tragfähigkeit
des Elements begrenzt.
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Zur
Vermeidung dieser Nachteile sieht die Rahmen- bzw. Skelettbauweise
die Herstellung einer tragenden, aus Holzständern bzw. Holzstützen bestehenden
Rahmenkonstruktion vor. An dieser Rahmenkonstruktion werden großformatige
Wandtafeln in Form von Platten befestigt, die nicht tragende Fassaden
bilden. Diese Platten bestehen jedoch in der Regel nicht, was vorzuziehen
wäre, aus
Massivholz, sondern aus Holzwerkstoffen wie z. B. Spanplatten, weil
die Anwendung von aus Massivholzbalken hergestellten Fassaden wegen
des Nachtrocknens des Holzes wie bei der Blockbauweise zu Undichtigkeiten im
Bereich der Fugen führen
und spezielle Abdichtungen erforderlich machen würde. Außerdem müssen die Wandtafeln mit zusätzlichen
Befestigungselementen wie Nägeln
oder Schrauben mit den vertikalen Ständern bzw. Stützen verbunden
werden, was zeitraubend ist und die Herstellungskosten erhöht.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die erläuterten Probleme zu vermeiden
und ein Wandelement vorzuschlagen, das für in Rahmen- oder Skelettbauweise
hergestellte Holzhäuser
geeignet ist und auf einfache Weise mit der aus statischen Gründen erforderlichen
Stabilität
hergestellt werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Ansprüche 1 und 4.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß das Wandelement zusammen
mit den tragenden Stützen
eine komplett vorgefertigte Baueinheit bildet, in der die Holzstützen die
tragenden Bauteile bilden. Das Wandelement kann daher in der Fabrik
entsprechend der jeweils geforderten Höhe und Breite montiert und
dann als Ganzes an die Baustelle transportiert werden. Das die Wand
bildende Teil des Wandelements kann außerdem aus massiven Holzbalken zusammengesetzt
und auf einfache Weise mit den Holzstützen verbunden werden, wobei
die Schwalbenschwanzverbindungen sowohl Verbindungsmittel darstellen,
als auch die statischen Eigenschaften der Wand verbessern.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische und perspektivische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Wandelements;
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2 eine
vergrößerte Einzelheit
X der 1, jedoch in einer um ca. 90° gedrehten Perspektive;
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3 ein
komplettes Wandelement von hinten.
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In 1 und 2 ist
schematisch ein Teil einer im Einbauzustand vertikalen Wand 1,
insbesondere einer Außenwand
dargestellt. Die Wand 1 ist aus einer Mehrzahl von hier
vier parallelen, übereinander
angeordneten, im Einbauzustand horizontalen Holz- bzw. Blockbalken 2 zusammengesetzt,
die z. B. eine Höhe
von 18 cm, eine Dicke von 6 cm und eine Länge aufweisen, die der Breite
der herzustellenden Wand entspricht und z. B. 12 m betragen kann.
Die Holzbalken 2 sind entsprechend der gewünschten Geschoßhöhe (z. B.
2,70 m) gestapelt und an ihren in Berührung befindlichen Ober- bzw.
Unterseiten vorzugsweise durch zusammenwirkende Nuten 3 bzw.
Federn 4 einzeln miteinander verbunden, die nach dem Übereinanderstapeln
im Eingriff sind und ein Verrutschen der Holzbalken 2 senkrecht
zur Wandfläche
verhindern. Die Holzbalken 2 weisen ferner auf wenigstens
einer Seite, vorzugsweise auf der die Innenseite der Wand 1 bildenden
Seite, wenigstens je eine Schwalbenschwanznut 5 derart
auf, daß im
gestapelten Zustand wenigstens eine über die Wandhöhe durchgehende
Schwalbenschwanznut entsteht.
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Ein
mit einer solchen Wand 1 zu errichtendes Holzhaus wird
erfindungsmäß in Rahmen- bzw. Skelettbauweise
errichtet. Es weist dazu eine Vielzahl von Holzstützen bzw.
-ständern
auf, die z. B. eine Dicke von 6 cm, eine Tiefe von 14–16 cm und
eine der Geschoßhöhe entsprechende
Länge aufweisen.
Die im Einbauzustand vertikalen Stützen 6 sind parallel und
in vorgewählten
Abständen
voneinander angeordnet und auf einem in üblicher Weise errichteten Fundament 7 abgestützt, ggf.
unter zusätzlicher
Einfügung
einer Schwelle 8. Außerdem
weisen die Holzstützen 6 an
einer Stirnseite je eine über
die Höhe durchlaufende
Schwalbenschwanzfeder 9 auf, die eine den Innenkonturen
der Schwalbenschwanznuten 3 entsprechende Außenkontur
besitzt. Vorzugsweise sind diese Konturen mit hoher Paßgenauigkeit gefertigt,
damit sie einen strammen Sitz ergeben.
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Erfindungsgemäß werden
die Wand 1 und die ihr zugeordneten Stützen 6 (zwei in 1)
zu einer komplett vorgefertigten Baueinheit miteinander verbunden.
In bevorzugter Weise wird hierzu zunächst die erforderliche Anzahl
von Holzbalken 2 in vertikaler oder horizontaler Anordnung
auf einem Montagetisch über-
oder nebeneinander gestapelt. Anschließend wird mit einer in der
Holzverarbeitung üblichen
Presse von oben oder von den Seiten her auf die Holzbalken 2 eingewirkt,
um die gesamte gestapelte Wand 1 zwischen dem Arbeitstisch
und der Presse unter hohem Druck zu verpressen. Vorzugsweise während dieses
Zustands werden dann die erforderlichen Schwalbenschwanznuten 5 durch
Fräsen
hergestellt, d. h. in einem durchgehenden Arbeitsschritt für alle Holzbalken 2 der
Wand 1 und gleichzeitig oder nacheinander an allen Stellen,
wo eine Holzstütze 6 zu
liegen kommen soll. In einem weiteren Arbeitsschritt werden dann
die entsprechend vorbereiteten Holzstützen 6 mit den Holzbalken 2 verbunden,
indem ihre Schwalbenschwanzfedern 9 von oben unten her
in die zugehörigen Schwalbenschwanznuten 5 eingeführt werden. Schließlich werden
die Holzbalken 2 bei immer noch andauernder Verpressung
in ihrer Höhenlage
fixiert, indem z. B. aus Metallplatten bestehende, in der Holzverarbeitung
vielfach verwendete Wellennägel 10 in
die Holzbalken 2 und/oder Holzstützen 6 eingeschossen
werden. Dabei ist es zweckmäßig, die
Wellennägel 10 so
einzuschießen,
daß sie
jeweils in den Ecken zwischen miteinander verbundenen Holzbalken 2 und
Holzstützen 6 und
dadurch, wie 2 deutlich zeigt, teils in den
Holzbalken 2 und teils in den Holzstützen 6 zu liegen kommen.
Dadurch ist die Höhenlage
der Holzbalken 2 relativ zu den Holzstützen 6 sicher fixiert,
so daß die
Holzbalken 2, wenn nachfolgend die Presse entfernt wird,
nicht mehr relativ zu den Holzstützen 6 verschiebbar
sind.
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Die
Holzbalken 2 bilden jetzt einerseits eine statisch tragfähige Wand
und andererseits zusammen mit den Stützen 6 ein komplettes,
in 3 dargestelltes Wandelement, das außer der
Wand 1 auch bereits die zu deren Errichtung benötigten Stützen 6 in
einer als Ganzes stabilen und transportfähigen Baueinheit enthält. Die
Schwalbenschwanzverbindungen 5, 9 bilden dabei
einerseits Verbindungselemente zwischen den Holzbalken 2 und
Holzstützen 6, andererseits
Stabilisierungsmittel, die verhindern, daß sich die Wand 1 verziehen
bzw. in der Wandebene parallelogrammförmig verschränken kann.
Die Wellennägel 10 schließlich verhindern
Verschiebungen der einzelnen Holzbalken 2 untereinander
und, indem sie auch in die Holzstützen 6 eingreifen,
auch Verschiebungen der Holzbalken 2 bzw. der gesamten Wand 1 relativ
zu den Holzstützen 6.
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Die
Erfindung bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Besonders vorteilhaft
ist, daß das gesamte Wandelement
komplett vorgefertigt und an die Baustelle transportiert werden
kann, um dort ein Holzhaus aus wenigen Bauteilen zusammenzusetzen. Dabei
hat die Wand 1 alle für
ein Holzhaus gewünschten
Eigenschaften, da die Holzbalken 2 und die Holzstützen 6 aus
Holz hergestellt werden können
und Spanplatten oder andere Holzwerkstoffplatten zur Aussteifung
nicht benötigt
werden. Durch das Verpressen der Wand 1 zumindest während der
Fixierung der Holzbalken 2 mittels der Wellennägel 10 wird
weiter erreicht, daß zwischen
den Holzbalken 2 keine unerwünschten Spalte verbleiben und
eine vollkommen dichte Wand entsteht. Ferner wird eine Kombination
aus Block- und Rahmenbauweise
erhalten, wobei etwaige Setzungen nach Fertigstellung des Baus im
Hinblick auf die Statik unbedeutet sind, da alle Lasten wie z. B.
die Dachkonstruktion wie bei der Rahmenbauweise auf den tragenden
Holzstützen 6 ruhen
können.
Im übrigen
können
Setzungen weitgehend dadurch vermieden werden, daß die Holzbalken 2 aus
extrem trockenem Holz hergestellt und Auflasten für sie vermieden
werden.
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Die
Verpressung der Wand 1 in Richtung der in 2 dargestellten
Pfeile erfolgt unter einem ausreichend hohen Druck. Als vorteilhaft
haben sich Drücke
von wenigstens 1,5 to/m der Balkenlänge erwiesen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das
auf vielfache Weise abgewandelt werden kann. Dies gilt insbesondere
für die
angegebenen Maße,
die entsprechend den Dimensionen eines zu errichtenden Holzhauses in
weiten Grenzen verändert
werden können.
Dasselbe gilt für
den anzuwendenden Druck beim Verpressen der Holzbalken 2,
da dieser Druck vom Einzelfall abhängen und ggf. durch Versuche
und Berechnungen ermittelt werden kann. Obwohl bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
die Herstellung der Schwalbenschwanznuten und das Fügen der
Teile während
des Pressvorgangs erfolgen, ist dies nicht zwingend erforderlich,
da die Teile auch umgekehrt erst gefügt und dann vor dem Fixieren
der Holzbalken 2 verpreßt werden können. Weiter können z.
B. die Holzstützen 6 mit
Schwalbenschwanznuten und die Holzbalken 2 mit Schwalbenschwanzfedern
versehen werden. Außerdem
kann die Schwalbenschwanzverbindung dadurch hergestellt werden,
daß sowohl
die Holzbalken 2 als auch die Stützen 6 mit den Nuten 5 entsprechenden
Nuten versehen und zusätzliche,
zweckmäßig über die
ganze Wandhöhe durchgehende,
z. B. aus Hartholz hergestellte Federn verwendet werden, die in
zugeordnete Nuten der Holzballen 2 und Stützen 6 eingreifen.
Außerdem könnten Stützen 6 aus
anderen Materialien, z. B. aus Aluminium oder anderen Metallen vorgesehen
werden, in welchem Fall es auf einfache Weise möglich wäre, Metallstützen aufweisende
Häuser
mit einer äußeren Fassade
aus Holz zu versehen. Abgesehen davon könnten natürlich auch Stützen in
Form von sogenannten Stegträgern
verwendet werden. Außerdem
können
in an sich bekannter Weise zwischen den einzelnen Holzstützen Wärmedämmungen,
Installationen od. dgl. untergebracht werden. Schließlich versteht
sich, daß die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und
beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.