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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebäude, insbesondere Haus, Halle oder dergleichen, mit einer Gebäudehülle, umfassend eine Mehrzahl, insbesondere vier Außenwände, eine Bodenplatte sowie mindestens eine Decke.
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Unterhalb der aus Beton bestehenden Bodenplatte kann ein Keller angeschlossen sein. Es kann jedoch auch sein, dass es sich um ein Gebäude ohne Keller handelt, bei dem die Bodenplatte den Abschluss des Gebäudes zum Erdboden hin bildet.
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Die mindestens eine Decke kann als im Wesentlichen ebene Deckenplatte ausgebildet sein. Insbesondere bei Bungalows kann die Decke jedoch auch in der Form des Daches und damit abgewinkelt ausgebildet sein.
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Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Häusern, die in der Regel aus Ziegel oder Holz gefertigt sind, sind häufig Wärmebrücken vorhanden, wodurch Energie in Form von Wärme verloren geht. Derartige Wärmebrücken sind häufig im Bereich von Fenstern oder bei Anschlüssen zwischen Außenwänden und Decken zu beobachten. Ein weiteres Problem der aus dem Stand der Technik bekannten Gebäude besteht darin, dass die Errichtung zeit- und arbeitsintensiv ist. Insbesondere bei Ziegelhäusern sind viele Arbeitskräfte nötig, um ein Gebäude in einer einigermaßen akzeptablen Zeit zu errichten.
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Der folgenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebäude zur Verfügung zu stellen, welches die oben geschilderten Nachteile überwindet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gebäude der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest die Außenwände einen gemeinsamen, in einem Guss gegossenen Betonkern umfassen.
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Bei eingeschossigen Häusern entspricht die Höhe des Betonkerns in der Regel im Wesentlichen der Höhe der Außenwände. Bei mehrgeschossigen Gebäuden kann die Höhe des Betonkerns ebenfalls der Höhe der Außenwände entsprechen. In der Regel ist es bei mehrgeschossigen Gebäuden jedoch so, dass die Außenwände eine, der Anzahl der Geschosse entsprechende Anzahl an Betonkernen aufweisen.
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Durch die Tatsache, dass die Außenwände des erfindungsgemäßen Gebäudes einen gemeinsamen, in einem Guss gegossenen Betonkern umfassen, ist es möglich, ein komplett wärmebrückenfreies Gebäude zu errichten. Dadurch, dass die Außenwände (zumindest des ersten Geschosses) in einem Guss hergestellt werden können, wird eine enorme Zeit- und Arbeitsersparnis erreicht.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes umfassen die Außenwände und die mindestens eine Decke einen gemeinsamen, in einem Guss gegossenen Betonkern. An dieser Stellt wird darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „Betonkern” ein Kern im klassischen Sinne mit beidseitiger oder einseitiger Schale als auch eine schalenlose „nackte” Betonhülle verstanden werden kann. In aller Regel handelt es sich bei dem die Außenwände bildenden Betonkern um einen Kern im klassischen Sinne mit Außen- und Innenschale. Bei dem die mindestens eine Decke bildenden Abschnitt des Betonkerns handelt es sich in aller Regel um eine auf der Unterseite eine Schale aufweisende Betonplatte.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes ist derart konstruiert, dass die Außenwände, die mindestens eine Decke sowie die tragenden Innenwände einen gemeinsamen, in einem Guss gegossenen Betonkern umfassen. Dies trägt zu einer weiteren energetischen Optimierung des erfindungsgemäßen Gebäudes bei.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes sind die Außenwände jeweils aus, insbesondere geschosshohen Schalungsmodulen aufgebaut, welche jeweils eine, in der Regel die Außenfassade des Gebäudes bildende tafelartige Außenschale aus Dämmmaterial sowie eine mit der Außenschale, vorzugsweise über Stahlstäbe verbundene tafelartige Innenschale aus Dämmmaterial umfassen, welche Innenschale in einem Abstand zur Außenschale angeordnet ist, sodass die Schalungsmodule einen Füllraum zwischen der Außenschale und der Innenschale zum Befüllen mit Fließbeton aufweisen, wobei die Füllräume der einzelnen Schalungsmodule der Außenwände in offener Verbindung zueinander stehen, sodass beim Befüllen mit Fließbeton ein geschlossener Betonkern entsteht. Dieser Betonkern erstreckt sich somit durch die einzelnen Schalungsmodule. Nach dem Befüllen des Füllraumes mit Fließbeton und Aushärten des Betons werden die Außen- und Innenschalen der Schalungsmodule in der Regel am Betonkern belassen, sodass Außenwände, welche sowohl an ihrer Außenseite als auch an ihrer Innenseite Dämmmaterial aufweisen, vorhanden sind. Es ist jedoch auch denkbar, dass beispielsweise die Innenschalen nach dem Aushärten des Betons entfernt werden, sodass im Gebäudeinneren Wände mit Sichtbeton vorhanden sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes umfasst die mindestens eine Decke eine Mehrzahl von Schalungsmodulen, auf welche Fließbeton aufgebracht wird, wobei die Schalungsmodule der Decke und die Schalungsmodule der Außenwände derart zueinander angeordnet sind, dass die Füllräume der Schalungsmodule der Außenwände mit der Oberseite der Schalungsmodule der Decke in offener Verbindung stehen, sodass Fließbeton von der Oberseite der Schalungsmodule der Decke in die Füllräume der Schalungsmodule der Außenwände zur Ausbildung einer geschlossenen Betonschale fließen kann. Eine derartige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes ist besonders einfach und schnell zu errichten und weist eine besonders hohe Energieeffizienz auf.
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Mit Vorteil ist das Dämmmaterial der Außen- und Innenschale eines Schalungsmoduls Hartschaum, insbesondere Styrodur®, XPS, EPS oder Neopor®. Diese Materialien eignen sich besonders gut zur Isolierung des erfindungsgemäßen Gebäudes, insbesondere der Gebäudehülle.
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Vorzugsweise besteht der Betonkern des erfindungsgemäßen Gebäudes aus einem schnell härtenden Beton, welcher unmittelbar nach dem Einfüllen warm wird. Insbesondere besteht der Betonkern aus Beton C 25/30 oder C 35/40.
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In der Regel sind die Außenwände mit der Bodenplatte, welche vorzugsweise aus Beton gegossen ist, über Anschlusseisen verbunden. Diese Verbindung trägt ebenfalls zu einer wärmebrückenfreien Konstruktion bei.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes sind Fenster und/oder Außentüren in der Außendämmung der Außenwände, welche vorzugsweise von der Außenschale der Schalungsmodule gebildet wird, angeordnet. Dies trägt ebenfalls zu einer wärmebrückenfreien Konstruktion des erfindungsgemäßen Gebäudes bei.
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Mit Vorteil sind die Fenster, die in der Außendämmung der Außenwände angeordnet sind, über im Betonkern der Außenwände fixierte Lastabtragselemente, welche insbesondere umlaufende U-Profile aufweisen, abgestützt. Hierdurch wird ein stabiler Sitz der Fenster in der Außendämmung gewährleistet.
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Mit Vorteil sind im Bereich der Laibungsrahmen der Fenster Dämmkeile angeordnet. Diese tragen zu einer weiteren Energieeffizienzsteigerung bei.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gebäudes ist unter der Bodenplatte Dämmmaterial, insbesondere eine aus nebeneinander angeordneten Dämmplatten bestehende Dämmschicht, vorzugsweise aus XPS angeordnet. Diese Dämmschicht trägt in erster Linie zum Schutz vor Frost und zur weiteren Energieeffizienzsteigerung bei.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Schalungsmodul zur Herstellung einer Gebäudewand, umfassend zwei tafelartige Schalungselemente aus Dämmstoff, welche über Verbindungselemente, insbesondere Metallstäbe, insbesondere Baustahl/Bewehrungsstahl in einem Abstand zueinander miteinander verbunden sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung 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: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gebäude;
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2: einen Querschnitt durch das Gebäude von 1 in einem Eckbereich;
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3: einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 aus dem Kontaktbereich der Bodenplatte mit einer Außenwand;
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4a: einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gebäude von 1 im Bereich eines Fensters;
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4b: eine Draufsicht auf das in 4a im Längsschnitt dargestellte Fenster;
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5: einen vergrößerten Ausschnitt aus einem weiteren erfindungsgemäßen Gebäude im Bereich des Daches;
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6a: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schalungsmoduls;
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6b: eine Seitenansicht des Schalungsmoduls von 6a;
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6c: eine Draufsicht auf das Schalungsmodul von 6a.
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1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gebäude in Form eines eingeschossigen Hauses 1. Das Haus 1 umfasst vier Außenwände 2, wobei jeweils zwei aneinander stoßende Außenwände einen rechten Winkel miteinander einschließen. Das Haus 1 umfasst ferner eine Bodenplatte 3 aus Beton sowie eine Decke 4. Innenwände sind in der vorliegenden Darstellung aus Übersichtsgründen nicht dargestellt. Die Außenwände 2 sind aus geschosshohen Schalungsmodulen 5 aufgebaut. Die Schalungsmodule 5 umfassen jeweils eine tafelartige Außenschale 6 sowie eine mit der Außenschale verbundene tafelartige Innenschale 7. Sowohl die Außenschale 6 als auch die Innenschale 7 sind aus Dämmmaterial, in diesem Falle aus Neopor® gefertigt. Die Außenschale 6 und die Innenschale 7 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, sodass zwischen der Außenschale 6 und der Innenschale 7 ein Raum 8 vorhanden ist. Die Außenschale 6 und die Innenschale 7 eines Schalungsmoduls 5 sind über (hier nicht dargestellte) Stahlstäbe miteinander verbunden. Die Außenschale 6 ist stärker ausgebildet als die Innenschale 7. Auch die hier nicht dargestellten Innenwände sind aus derartigen Schalungsmodulen aufgebaut, wobei die Schalen in der Regel gleich dick ausgebildet sind.
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Die Decke 4 ist u. a. aus einer Vielzahl an nebeneinander angeordneten Schalungselementen 9 aufgebaut. Die Länge der einzelnen Schalungselemente 9 entspricht der Länge der Decke 4. Auch die Schalungselemente 9 sind aus Dämmmaterial, hier aus EPS gefertigt.
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Die Füllräume 8 der Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 stehen in offener Verbindung zueinander. Die Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 dienen als Träger der Schalungselemente 9 der Decke 4, wobei die Schalungselemente 9 auf den Innenschalen 7 der Schalungsmodule 5 aufliegen. Durch diese Anordnung stehen die Füllräume 8 der Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 mit der Oberseite 10 der Schalungselemente 9 der Decke 4 in offener Verbindung.
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Bei der Erstellung des Hauses 1 wird folgendermaßen vorgegangen. Zunächst werden die Schalungsmodule 5 auf der vorher gegossenen Bodenplatte 3 aufgestellt. Hierbei werden die Schalungsmodule 5 in der Regel an einem in der Bodenplatte fixierten verzinkten Stahlprofil fixiert. Danach werden ggf. Innenwände eingezogen, die in der Regel ebenfalls aus Schalungsmodulen aufgebaut sind. Auch diese Schalungsmodule der Innenwände weisen zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Schalen auf, sodass auch die Module der Innenwände einen Füllraum aufweisen. Nach dem Aufstellen der Schalungsmodule 5 und ggf. der Schalungsmodule der Innenwände werden die Schalungselemente 9 der späteren Decke montiert. Dabei liegen die Schalungselemente 9 – wie oben bereits erwähnt – in der Regel auf den Innenschalen 7 der Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 auf.
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Anschließend erfolgt der entscheidende Schritt, nämlich das Befüllen der Füllräume 8 der Schalungsmodule 5, ggf. auch der Füllräume von Schalungsmodulen von Innenwänden sowie der Oberseite der Schalungselemente 9 der Decke 4. Hierbei kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass Fließbeton auf die Schalungselemente 9 aufgebracht wird, welcher seitlich von den Schalungselementen 9 in die Füllräume 8 der Schalungsmodule 5 rinnt und diese schließlich komplett mit Fließbeton gefüllt werden. Alternativ kann auch so vorgegangen werden, dass der Fließbeton direkt in die Füllräume 8 der Schalungsmodule 5 gegossen wird, welcher nach vollständiger Befüllung der Füllräume 8 auch die Oberseite 10 der Schalungselemente 9 bedeckt. Unabhängig von der Vorgehensweise beim Gießen des Betons entsteht ein in einem Guss hergestellter Betonkern 11 (schraffiert dargestellt), also eine geschlossene, in einem Guss gefertigte Schale, welche alle Außenwände 2, ggf. die tragenden Innenwände sowie die Decke 4 des Hauses 1 umfasst.
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Der Abschnitt 11a des Betonkerns 11 im Bereich der Außenwände 2 ist mit der Bodenplatte 3 über Verbindungselemente 12 aus Stahl verbunden. Hierbei handelt es sich um abgewinkelte Stahlstäbe, die bereits beim Herstellen der Bodenplatte 3 in diese integriert werden und aus dieser ein Stück weit herausragen. Beim Gießen des Betonkerns 11 werden diese schließlich in die Bereiche 11a des Betonkerns 11 eingegossen.
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Durch den in einem Guss gegossenen Betonkern 11, welcher eine geschlossene Gebäudeschale bildet, und die Verbindung des Betonkerns 11 mit der Bodenplatte 3 entsteht insgesamt ein komplett wärmebrückenfreies Haus mit geschlossener Gebäudehülle.
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Vor dem Gießen der Bodenplatte 3 wird in der Regel im Bereich der Bodenplatte 3 eine Isolierung aus einzelnen Modulen aus Dämmmaterial angeordnet. Diese Module bestehen in der Regel aus XPS-Dämmstoff. Im Bereich der Stirnseiten der Bodenplatte 3 wurden ebenfalls Dämmstoffmodule 14 aus XPS angeordnet. Diese sind mit den Modulen 13 über eine Nut- und Federverbindung 54 verbunden. Bei dem Beton des Betonkerns 11 handelt es sich um einen besonders schnell härtenden, beim Gießen starke Wärme entwickelnden Beton (hier C 25/30–C 35/40). Die unmittelbar nach dem Gießvorgang frei werdende Feuchtigkeit dringt im Bereich der Außenwände 2 in erster Linie durch die Innenschalen 7 der Schalungsmodule 5, welche eine geringere Dicke aufweisen als die Außenschalen 6. Hierdurch trocknen die gesamten Außenwände 2 schnell aus. Im Bereich der Decke 4 entweicht der Großteil der Feuchtigkeit im oberen, nicht mit einer Schale bedeckten Bereich der Decke 4.
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In den Außenwänden 2 sind Fenster angeordnet, wobei in der vorliegenden Darstellung ein Fenster 15 gezeigt ist. Das Fenster 15 sitzt in einem Laibungsrahmen 16 und umfasst eine dreifach verglaste Fensterscheibe 17 und eine Fensterbank (außen) 18. Im oberen Bereich des Fensters ist ein Rollokasten 19 angeordnet. Im unteren Bereich ist ein Laibungsfuß 20 angeordnet. Die Last des Fensters wird durch einen Lastabtrag in Form eines aus dem Abschnitt 11a des Betonkerns 11 ragenden abgewinkelten Elements 21 aus Metall mit umlaufendem U-Profil abgetragen. Wie u. a. auch aus den 4a und 4b hervorgeht, sitzt das Fenster im Bereich der Außendämmung der Außenwände 2, welche von den Außenschalen 6 der Schalungsmodule 5 gebildet werden. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass auch im Bereich der Fenster keinerlei Wärmebrücken entstehen. In den 4a und 4b sind weitere Details des Fensters 15 zu erkennen. So ist in diesen Figuren auch der Fensterstock 22 und der Fensterrahmen 23 zu sehen. Zur weiteren Abdichtung ist ein umlaufendes Dichtband 24 angeordnet. Zur weiteren Isolierung sind im Bereich des Laibungsrahmens Dämmkeile 25 angeordnet. Des Weiteren ist eine Befestigung 26 für Raffstore sowie die Rolloführung 27 zu sehen.
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Gemäß 1 ist das Dach 28 des Hauses 1 aus einer äußeren 29 und inneren 30 Dachhaut aufgebaut. Im Bereich des Daches 28 sind mehrere Pfetten angeordnet, nämlich eine Firstpfette 31, zwei Mittelpfetten 32 sowie zwei Fußpfetten 33. An den Außenschalen 6 der Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 ist ein Außenputz 34 angeordnet, welcher bis zur Isolierung 13 der Bodenplatte 3 reicht. An den Innenschalen 7 der Schalungsmodule 5 der Außenwände 2 ist ein Innenputz 35 angeordnet. Wie auch deutlich zu erkennen ist, überragen die Außenschalen 6 die Innenschalen 7 im oberen Bereich. Dies ist ein äußerst vorteilhaftes Merkmal beim Gießen des Betonkerns 11, da die Außenschalen 6 im oberen Bereich als Begrenzung für den Fließbeton im Bereich der Decke dienen.
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In der Bodenplatte 3 und/oder der Decke 4 können Heizschleifen zum Heizen und Kühlen des Hauses 1 angeordnet sein. Im Bereich der Decke 4 ist ein Ringanker 36 angeordnet.
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2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Hauses 1 von 1 im Bereich von zwei aneinander angrenzenden Außenwänden 2 im Querschnitt. Im Bereich der Hausecke stehen zwei Schalungsmodule 5a und 5b senkrecht aneinander. Wie hier gut zu erkennen ist, weisen die Schalungsmodule 5a und 5b an ihren Enden jeweils eine V-Nut 38 auf. Die jeweils aneinander grenzenden Schalungsmodule 5a und 5b werden an ihren aneinander liegenden Bereichen mit Klebstoff miteinander verbunden. Im Bereich der V-Nuten 38 entsteht ein Hohlraum, welcher durch quaderformige Verbindungselemente 39 ausgefüllt und mit diesen verklebt werden. Auch dies trägt zu einer Wärmebrückenfreiheit des Gebäudes bei.
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Bei den Verbindungselementen 39 handelt es sich um Verbindungselemente aus Neopor. Die Außenschale 6 eines Schalungsmodules 5 ist mit der Innenschale 7 über Stahlstäbe 40 verbunden. In dieser Darstellung ist auch gut zu erkennen, dass die Füllräume 8 der Schalungsmodule 5 in offener Verbindung zueinander stehen. Die in offener Verbindung zueinander stehenden Füllräume 8 bilden einen zusammenhängenden Raum, welcher vom Betonkern 11 ausgefüllt ist. Im Bereich des Betonkerns 11 befindet sich ferner Baustahl 41. Der Außen- und Innenputz ist in dieser Darstellung nicht dargestellt.
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3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Hauses 1 von 1 im Bodenbereich einer Außenwand 2 im Längsschnitt. Neben den bereits in 1 dargestellten Elementen ist hier eine Frostschutzschicht 42 sowie eine Schicht aus Splitt 43 unter der Isolierung 13 der Bodenplatte 3 dargestellt. Auf der Bodenplatte 3 ist eine Trittschalldämmung 44 sowie eine Estrichschicht 45 angeordnet. Ferner ist eine Anschlussbewehrung 46, welche den Abschnitt 11a des Betonkerns 11 mit der Bodenplatte 3 verbindet.
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5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Bereich des Daches 28 des Hauses 1 von 1. Neben den bereits im Rahmen der 1 beschriebenen Merkmale sind hier folgende Elemente zu sehen: ein Betonanker 47 für die Fußpfette 33, Rigipsplatten 48, welche mit der inneren Dachhaut 30 verschraubt sind. Ferner ist in 5 ein Querschnitt durch das Dach 28 gezeigt. Das Dach umfasst eine erste Dämmebene 49 und eine zweite Dämmebene 50, welche beide aus einzelnen länglichen Modulen, die über eine Nut- und Federverbindung miteinander verbunden sind, bestehen. Die erste Dämmebene 49 ist in Holzpfetten geschraubt. Die beiden Dämmebenen 49 und 50 bilden eine Dämmstärke von ca. 15 cm–40 cm. In den Dämmebenen 49 und 50 verlaufen U-Profile 51, wobei die U-Profile 51 der Dämmebene 49 und 50 über Verbindungselemente 52 miteinander verbunden sind.
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6a zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schalungsmoduls 5. Das Schalungsmodul 5 umfasst eine Außenschale 6 und eine Innenschale 7, welche über Stahlstäbe 40 verbunden sind. Im Raum 8 zwischen der Außenschale 6 und der Innenschale 7 befindet sich ein Gitter 41 aus Stahl. An der Außenseite der Innenschale 7 sind Halteteller 53 zur Befestigung der Verbindungselemente 40 zu erkennen. In den Stirnseiten der Außenschale 6, welche aus Neopor gefertigt ist, ist jeweils eine V-Nut 38 angeordnet.
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Beim Verbinden zweier Schalungsmodule 5 werden zwei übereinander liegende V-Nuten von einem Neoporverbinder 39 ausgefüllt, welcher in die V-Nuten eingeklebt wird. Die Breite des Schalungsmoduls 5 beträgt ca. 1.200 mm. Die Höhe wird an die Geschosshöhe des zu erstellenden Hauses angepasst.
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6b zeigt das Schalungsmodul 5 in seitlicher Darstellung.
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6c zeigt eine Draufsicht auf das Schalungsmodul 5. Die Innenschale 7 weist eine Dicke von ca. 50 mm auf.
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Beim Errichten einer Außenwand werden die Schalungsmodule 5 so positioniert, dass ihre V-Nuten aneinander liegen und einen Hohlraum in Form eines länglichen Quaders bilden. Vorher wird an den jeweiligen Stirnseiten der Außen- und Innenschalen 6 und 7 Klebstoff aufgebracht. Vor dem Aneinanderfügen zweier Schalungsmodule wird der Neoporverbinder 39 in eine der beiden V-Nuten eines Schalungsmoduls eingeklebt.
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Zusammenfassend ist zu sagen, dass mit dem erfindungsgemäßen Haus 1 ein komplett wärmebrückenfreies Haus zur Verfügung gestellt wird. Hierzu trägt in erster Linie der geschlossene, aus einem Guss gegossene Betonkern 11 bei. Auch die in der Außendämmung angeordneten Fenster sowie die Befestigung des Betonkerns der Außenwände mit der Bodenplatte tragen zu einer Wärmebrückenfreiheit bei. Durch die Tatsache, dass ein geschlossener Betonkern in Form einer Schale vorhanden ist, wird eine hoch effiziente Wärmespeicherung, welche durch den Betonkern gewährleistet ist, erreicht. Der Betonkern hält eine konstante Temperatur (+/– 1°C zur Innentemperatur) und ist verschleißsicher. Messungen haben ergeben, dass ein Haus, wie es in 1 dargestellt ist, einen Energieverbrauch von unter 5 KW/m2/Jahr aufweist.
