-
Gegenstand der Erfindung sind eine Kunststoffschale für den unterirdischen Teil eines Gebäudes und ein Gebäude mit einer Außenschale aus solidem Kunststoff.
-
Die vorliegende Erfindung findet Verwendung im Baugewerbe, speziell beim Errichten von Gebäuden.
-
Gebäude dienen zum Schutz von Lebewesen und Gegenständen vor Einflüssen von außen, wie Wind, Wetter, Sonne und Wasser. Üblicherweise haben Gebäude zumindest einen Teil, welcher über der Erde liegt, einen oberirdischen (oder auch überirdischen) Teil. Dieser ist vor äußeren Einflüssen durch feste Wände, oft weiter abgedichtet durch eine Außenhaut, wie einen wasserdichten Verputz, der meist auf mineralischer Basis beruht, geschützt. Sofern das Gebäude unter die Erde reicht, also einen unterirdischen Teil, wie einen Keller, aufweist, ist dort ein Schutz gegen eindringendes Wasser erforderlich. Hierzu wird üblicherweise beim Hausbau zunächst eine Baugrube ausgehoben, in der eine Bodenplatte, die auch als Fundament des Gebäudes dient, aus Beton gegossen wird. Um eine Abdichtung gegen möglicherweise von der Seite eindringendes Wasser zu erreichen, wird anschließend auf den Rändern der Bodenplatte eine bis zur Höhe der Erdoberfläche reichende, umlaufende zweischalige Konstruktion aus Holz aufgebaut, durch welche die Außenwände des unterirdischen Gebäudeteils definiert wird. In diese Schalung wird dann ein schüttfähiges mineralisches Material, wie Beton, eingefüllt. Nach der Abbindung bilden die Bodenplatte und die Kellerwände eine aus Beton bestehende Wanne, welche den unterirdischen Teil des Gebäudes vor eindringendem Wasser schützen soll.
-
Da die Dichtigkeit dieser Wanne damit jedoch nicht ausreichend gewährleistet ist, wird üblicherweise versucht, sie nach der Entfernung der Schalung von außen durch vielfältige Maßnahmen abzudichten. Hierzu werden die Kellerwände in der Regel von außen mit Bitumen bestrichen, um Poren und Risse im Beton zu schließen. Darauf werden üblicherweise Dämmmaterialien aus Styropor, welche auch wärmeisolierende Eigenschaften haben, als vorgefertigte Platten von außen an den Betonwänden befestigt. Da die Fugen zwischen den Styroporplatten Wasser durchlassen können, müssen die Fugen mit Kleber verschlossen werden. Als weitere Schicht wird üblicherweise eine Noppenfolie als äußerster Abschluss angebracht, um Verletzungen der darunterliegenden Schichten durch spitze Steine zu verhindern. Sollen im unterirdischen Teil des Gebäudes Fenster eingelassen sein, so geschieht dies dadurch, dass die Schalung Aussparungen in Form der Fenstergewänder hat. Nach Fertigstellung werden von außen Sichtschächte, als Fertigbauteile aus Kunststoff, angebracht, die vom Fenster bis hoch an die Erdoberfläche reichen und für Belüftung sorgen. Diese müssen wiederum sorgfältig gegenüber der Betonwand abgedichtet sein. Da die Sichtschächte durch die Dämmmaterialien hindurchreichen müssen, ist dies nicht einfach.
-
Auch im überirdischen Teil des Hauses werden die Wände des Gebäudes üblicherweise vor Nässe durch Regen geschützt. In einfacher Form werden die Wände mit Mineralputzen verputzt. Diese können auch Kunststoffanteile aufweisen. In der
Österreichischen Patentschrift 292267 ist ein Verfahren beschrieben, mit dessen Hilfe auf ein Betonfundament eine Stützkonstruktion gestellt wird, welche im Wesentlichen die Außenform des Gebäudes widerspiegelt. Gegen diese Form werden von innen flüssige, härtbare und mit Armierungen versehene Kunststoffmischungen in einer Dicke von 3 bis 6 mm aufgespritzt. Nach der Polymerisation bildet die Außenform des gehärteten Kunststoffs die Außenhaut des Gebäudes. Diese Kunststoffhaut schützt das Gebäude bei richtiger Anbringung vor Regen von oben und von der Seite. Danach werden Wände aus Polyurethanschaum gespritzt und anschließend die Stützkonstruktion entfernt. Der Schutz vor Wasser von unten ist dadurch jedoch nicht gewährleistet. Außerdem ist die dort beschriebene Kunststoffhaut nicht selbsttragend.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gebäude des Standes der Technik zu verbessern, insbesondere ein Gebäude zur Verfügung zu stellen, dessen unter der Erde liegender Teil gegen Wasser besser abgedichtet ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine solide Schale für ein Gebäude gelöst, die aus flüssigem Kunststoff gegossen ist und welche den unterirdischen Gebäudeteil zum umgebenden Erdreich hin abdichtet.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine solide Schale aus Kunststoff mit einer Grundplatte einer Länge von zwischen 5 und 20 m und einer Breite von zwischen 2 und 20 m in einer Plattenstärke von zwischen 10 und 70 cm, und Seitenwänden mit einer Stärke von zwischen 5 und 30 cm.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Gebäude mit einem unterirdischen und einem oberirdischen Gebäudeteil, wobei der unterirdische Teil tragende Wände und Boden aus einem mineralischen Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der unterirdische Gebäudeteil zum umgebenden Erdreich hin von einer soliden Schale aus Kunststoff umgeben ist.
-
Ein erfindungsgemäßes Gebäude mit tragenden Wänden aus mineralischem Material kann errichtet werden durch die Schritte a) Errichtung einer ersten Schalung, welche zur Aufnahme von flüssigem Kunststoff geeignet ist, b) Einfüllen von verflüssigtem Kunststoff in die erste Schalung, c) Abkühlen des Kunststoffs in der ersten Schalung zu einer soliden Kunststoffschale, und d) Errichten der Wände und des Bodens aus mineralischem Material innerhalb der Kunststoffschale unter Verwendung der Kunststoffschale als Schalungsaußenwand.
- 1 zeigt schematisch einen horizontalen Schnitt durch einen Keller eines erfindungsgemäßen Gebäudes ca. 1 m oberhalb des Kellerbodens.
- 2 zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt A-A (1) durch den unteren Teil eines Gebäudes mit einem Keller.
-
Gebäude sind prinzipiell bekannt. Sie können beliebigen Zwecken dienen, zum Beispiel als Wohnhaus, als Geschäftsgebäude oder als Lager. Sie bestehen aus waagrecht angeordneten Böden und meist dazu senkrecht angeordneten und aufrechten Wänden. Sie können mehrere Stockwerke haben. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gebäude, das einen Gebäudeteil mit einem umbauten Raum aufweist, der in die Erde hineinreicht und somit im gebrauchsfertigen Zustand von Erdreich umgeben ist. Dieser von Erdreich umgebene Gebäudeteil wird im Sinne der Erfindung als unterirdischer Gebäudeteil bezeichnet. Landläufig wird dieser Gebäudeteil auch als Keller oder Untergeschoss bezeichnet. Die Erfindung erfasst jedoch nicht nur vollständig unter der Erde liegende Gebäudeteile, sondern auch solche, die nur zu einem Teil oder in eine bestimmte Richtung - beispielsweise bei am Hang gebauten Gebäuden - unter der Erde liegen.
-
Wände und Böden eines Gebäudes sind im Sinne der Erfindung aus mineralischen Baustoffen aufgebaut. Sie sind die tragenden Bauteile des Gebäudes. Man unterscheidet besonders zwischen gemauerten und gegossenen Wänden und Böden. Gemauerte Wände bestehen meist aus quaderförmigen Steinen, beispielsweise aus gebrannten Ziegeln oder geschnittenen (Kalk-)Sandsteinen. Für einen unter der Erde liegenden Gebäudeteil hat sich Beton besonders bewährt, da er einfach vor Ort in Formen und Schalungen zu gießen ist und durch Armierungen sehr stabil hergestellt werden kann. Dies gilt insbesondere für den Boden und die tragenden Außenwände von unterirdischen Gebäudeteilen nach der vorliegenden Erfindung.
-
Wände und Böden des Gebäudes können Aussparungen zur Aufnahme von anderen Bauteilen aufweisen. Derartige andere Bauteile sind Fenster oder Zu- oder Ableitungen für Versorgung oder Entsorgung, wie Abwasserleitungen oder Kabel zur Strom- oder Datenversorgung. Soweit ein Fenster in einer Wand vorgesehen ist, welches unterhalb der Erdoberfläche liegt, wird durch einen sogenannten Lichtschacht dafür gesorgt, dass Licht und Luft von oberhalb der Erdoberfläche zum Fenster gelangen können, das Fenster selbst aber mit dem Erdreich nicht in Berührung kommt. Der Lichtschacht wiederum ist gegenüber der Wand flüssigkeitsdicht abgedichtet. Dies ist im Sinne der Erfindung auf einfache Weise möglich, beispielsweise durch geeignete Dichtungen zwischen Lichtschacht und Kunststoffschale, die miteinander verschraubt werden. Zu- oder Ableitungen durch die Wand oder den Boden sind ebenfalls flüssigkeitsdicht durch die Wand oder den Boden geführt, beispielsweise durch Bohrlöcher in der Wand, wobei zwischen der Leitung und der Wand des Bohrlochs Dichtmaterial eingebracht wird.
-
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist eine solide Kunststoffschale, die zur Trennung der mineralischen Außenwände des unterirdischen Gebäudeteils von dem umgebenden Erdreich geeignet ist. Eine Kunststoffschale im Sinne der Erfindung ist solide, wenn sie in auf flachem Boden stehendem Zustand ihre Form auch ohne Stütze beibehält. Formveränderungen einer Wand oder eines Bodens von bis zu 30 cm, bevorzugt 10 cm auf einer freien Länge von 5 m sind hierbei unbeachtlich. Bevorzugt ist die Kunststoffschale so stabil, dass sie als Schalung für die Errichtung von Wänden und Boden auf ihrer Innenseite dienen kann, wobei sich die Formveränderungen von Wänden und Boden in den oben geschilderten Grenzen halten. Die Stärke kann darüber hinaus weiter an die Verwendung angepasst sein, beispielsweise kann die Schale an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich dick sein, z.B. an den Wänden dicker sein als auf dem Boden. Die Schale ist nicht selbst so fest, dass sie als allein tragendes Bauteil für das darüber liegende Gebäude dienen kann. Die Stärke und Größe der Schale wird ferner dadurch nach oben eingeschränkt, dass das Gewicht der fertigen Schale bevorzugt weniger als 10 Tonnen beträgt. Die ausreichend solide Festigkeit erreicht die Schale auch dadurch, dass der Kunststoff keinen wesentlichen Anteil an Poren enthält. Bevorzugt ist ein Porenanteil von weniger als 5%. Geschäumter Kunststoff kommt daher nicht in Frage.
-
Für eine im Sinne der Erfindung ausreichende Stabilität der Schale hat es sich als sinnvoll erwiesen, wenn die Stärke der Seitenwände der Schale zwischen 5 und 30 cm und der Bodenplatte zwischen 10 und 70 cm liegt, wobei bevorzugt für ein Haus mit drei Etagen die Seitenwandstärke zwischen 5 und 20 cm und die Bodenplattenstärke zwischen 10 und 20 cm und für ein mehrgeschossiges Haus die Seitenwandstärke zwischen 10 und 30 cm und die Bodenplattenstärke zwischen 20 und 70 cm liegt.
-
Als Kunststoff kommt ein organischer Kunststoff in Frage, der durch Erhitzen über die Schmelztemperatur verflüssigt werden kann und der bei Abkühlung unter die Schmelztemperatur erstarrt. In Frage kommen daher besonders thermoplastische Kunststoffe, auch Thermoplast genannt. Ein thermoplastischer Kunststoff zeichnen sich dadurch aus, dass er durch thermische Behandlung verflüssigt und in eine Form gebracht werden kann, in der er erstarrt und die gewünschte Form erhält. Die thermische Behandlung umfasst das Erhitzen des Kunststoffs in einem Heizgerät auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs, aber unterhalb des Zersetzungspunktes des Kunststoffs. Diese Temperatur hängt von dem verwendeten Kunststoff ab. Bevorzugte Temperaturen liegen bei zwischen 150°C und 400°C, bevorzugt zwischen 250°C und 350°C. Der beispielhaft verwendete Thermoplast hat eine Schmelztemperatur von ca. 280°C. Der Kunststoff sollte nicht zu weich und nicht zu spröde sein. Zu weich ist ein Kunststoff dann, wenn er leicht durchstoßen oder zu zerreißen ist, beispielsweise bei der Verfüllung der Baugrube mit Erde und Steinen bei Fertigstellung des Gebäudes, oder bei Verwendung als Schalungswand bei der Einfüllung von mineralischen Baumaterialien auf der Innenseite der Kunststoffschale. Zu spröde ist ein Kunststoff dann, wenn er bei mechanischer Belastung leicht bricht oder Risse bekommt, beispielsweise bei thermischer Belastung oder bei der Einfüllung von mineralischen Baumaterialien auf der Innenseite der Kunststoffschale. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen, Polyester und Polyamide, wie Nylon; Polystyrol ist wegen seiner Sprödheit weniger geeignet. Die Eigenschaften der Thermoplaste sind über den Vernetzungs- oder Polymerisationsgrad, die Mischung unterschiedlicher Monomere und die Beimengung von Weichmachern auf die oben genannten Anforderungen einstellbar. Besonders geeignet ist Polyethylen. Es können neu hergestellte Polymere, aber auch Recyclingpolymere verwendet werden.
-
Thermoplastische Kunststoffe können in vorteilhafter Weise als Granulat eingesetzt werden, da dieses einfach zu transportieren, zu schütten und zu erhitzen ist.
-
Die erfindungsgemäße Schale kann im Bereich der Fenster, bei denen die Wand nicht direkt mit dem Erdreich in Berührung kommt, sowie den Zu- und Ableitungen, die getrennt abgedichtet werden können, Aussparungen haben, die denen der Wand entsprechen. Sie kann auch zusätzliche Vorrichtungen aufweisen, beispielsweise Rippen zur Erhöhung der Stabilität sowie Verstärkungen zur Befestigung von Hilfsmitteln wie Drainagerohren, Fensterschächten oder Versorgungsleitungen. Diese Aussparungen können bereits während des Gießens über entsprechende Formen der Schalung, aber auch nach dem Erstarren des Kunststoffs durch Bohren oder/und Schneiden in der Kunststoffschale erzeugt werden.
-
Die Schale umschließt den unterirdischen Gebäudeteil zumindest so weit flüssigkeitsdicht, wie der Gebäudeteil nach der Fertigstellung des Gebäudes in Berührung mit dem umgebenden Erdreich kommen soll. Er stellt somit eine Art Kunststoffwanne dar, in der das Gebäude gegen eindringendes Wasser geschützt steht.
-
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Gebäude, dessen unterirdische tragenden Außenwände und Boden durch eine solide Kunststoffschale zum umgebenden Erdreich hin von einer soliden Schale aus Kunststoff umgeben ist. Bevorzugt ist dies die erfindungsgemäße solide Kunststoffschale.
-
Tragende Außenwände und Boden des Gebäudes bestehen aus einem mineralischen Material wie oben geschildert und sorgen für die statische Stabilität des Hauses. Bevorzugt ist das mineralische Material Beton, bevorzugt mit Armierungen. Die Wände und der Boden weisen Aussparungen oder Einbauten auf, wenn sie für die Funktion des Gebäudes gewünscht sind, wie Fenster oder Versorgungskanäle. Die tragenden Wände reichen vom unterirdischen Teil des Gebäudes bis in den überirdischen Teil und sind so dimensioniert, dass sie den darüberliegenden Gebäudeteilen Stabilität verleihen. Der Boden des Gebäudes sorgt unter anderem dafür, dass das Gebäude nicht in den Untergrund einsinkt. Erforderlichenfalls umfasst er oder ist er somit auch ein Teil des Fundaments. Er ist nach unten hin geschlossen, sodass keine Erde in das Haus eindringen kann. Die Form und die Ausmaße der tragenden Wände und des Bodens des erfindungsgemäßen Gebäudes unterscheiden sich nicht wesentlich von denen eine herkömmlichen Gebäudes. Sie sind in der Regel zwischen 10 cm und 2 m dick, abhängig von der Höhe des Gebäudes.
-
1 zeigt schematisch einen horizontalen Schnitt durch einen Keller (10) eines erfindungsgemäßen Gebäudes oberhalb des Kellerbodens. Zu sehen sind die tragenden Außenwände des Gebäudes (12) an den vier Seiten des Gebäudes. Auf der Außenseite der Wände (12), zur Abgrenzung gegenüber dem umgebenden Erdreich (15), befindet sich die Kunststoffschale (13).
-
2 zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt A-A (gezeigt in 1) durch den unteren Teil des Gebäudes des 1 mit einem Keller (10) auf einem Fundament (11) und den darauf stehenden Seitenwänden (12). Die Kunststoffschalung (13) trennt das Fundament (11) und die Seitenwände (12) vom umgebenden Erdreich (15) ab. Sie reicht in diesem Fall noch über den unterirdischen Teil des Gebäudes hinaus in den überirdischen Gebäudeteil (16), wodurch ein weiterer Schutz, nämlich des überirdischen Gebäudeteils vor Spritzwasser, erreicht werden kann. Die Decke (14) des Kellers ist im gezeigten Beispiel nicht mit einer Kunststoffschalung versehen.
-
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffschale wird eine erste Schalung bereitgestellt, welche die Form der Kunststoffschale abbildet. Es handelt sich um eine im Wesentlichen doppelwandige Schalung bestehend aus einer Innenschalung und einer Außenschalung. In den dazwischen befindlichen Zwischenraum wird der flüssige Kunststoff eingefüllt und kann darin erstarren. Die Außenschalung besteht aus einem Boden und Seitenwänden. Die Seitenwände der Außenschalung sind von außen lösbar und flüssigkeitsdicht an dem Boden befestigt. Die Innenschalung besteht ebenfalls aus einem Boden und Seitenwänden und wird so in der Innenschalung befestigt, dass der für die Dicke der herzustellenden Kunststoffschale erwünschte Abstand zur Außenschalung vorliegt. Dazu werden zwischen dem Boden der Außenschalung und dem Boden der Innenschalung bevorzugt Abstandshalter aus Kunststoff, etwa in Form von Kunststoffblöcken, vorgesehen. Der Kunststoff dieser Abstandshalter ist ein Kunststoff, der einen höheren Schmelzpunkt hat als der Kunststoff, aus dem die Kunststoffschale besteht. Die Abstandshalter sind bevorzugt an der Außen- oder der Innenschalung befestigt, beispielsweise können sie mit durch den Boden hindurchreichenden Schrauben am Boden der inneren Schalung befestigt sein, sodass der Boden der inneren Schalung nach dem Gießen der Kunststoffschale von dieser gelöst werden kann.
-
Bei den Wänden der Innenschalung handelt es sich bevorzugt um längenverstellbare Schalwände. Sie können durch Ausfahren von Verlängerungsmodulen auf die gewünschte Länge gebracht werden. Derartige Schalwände, welche eine geringere Länge haben als die zu bildende Innenwand werden zunächst in dem gewünschten Abstand von den Seitenwänden der Außenschalung und den angrenzenden Seitenwänden der Innenschalung auf den Boden der Innenschalung aufgestellt und dort fixiert. Wie oben beschrieben können Abstandhalter verwendet werden. Danach werden seitlich die Verlängerungsmodule ausgefahren, bis sie an die angrenzenden Seitenwände dicht anliegen. Längenverstellbare Schalwände aus Holz sind prinzipiell im Baugewerbe bekannt. Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren längenverstellbaren Schalwände weisen ähnliche Konstruktionsmerkmale auf, um die Verlängerung zu erreichen. In diesen Schalungen können Ausnehmungen oder Vorsprünge vorgesehen werden, um der Kunststoffschalung die gewünschte Form zu verleihen, beispielsweise für Einführungen von Ab- und Zuleitungen, Rippen oder für Fenster.
-
Für die erste Schalung wird bevorzugt ein Material verwendet, welches sich leicht wieder von der Kunststoffschale entfernen lässt. Die Schalung muss bis zur Temperatur des eingefüllten Kunststoffs hitzebeständig sein. Sie muss auch so stabil sein, dass sie sich bei Einfüllen des flüssigen Kunststoffs nicht wesentlich verformt. Sie sollte möglichst so glatt sein, dass sich der flüssige Kunststoff nicht mit der Oberfläche verbinden kann.
-
Die Schalwände, welche zur Herstellung der Kunststoffschale im Sinne der vorliegenden Erfindung zur Verwendung kommen, haben daher auf der dem einzufüllenden Kunststoff zugewandten Fläche bevorzugt eine Metalloberfläche. Bevorzugt handelt es sich um Schalwände aus Metall. Als Metall ist besonders vorteilhaft ein gut wärmeleitendes Metall geeignet. Aluminium ist in dieser Hinsicht besonders bevorzugt, da es sowohl eine gute Wärmeleitfähigkeit und Hitzebeständigkeit, als auch Verwindungssteifigkeit hat. Außerdem ist es günstig und gut verarbeitbar. Ferner lässt sich Aluminium nach Erstarren des Kunststoffs wieder gut vom Kunststoff lösen. Diese Eigenschaften sind deshalb entscheidend, weil bei dicken Schalen wie im Fall der Kunststoffschale der Erfindung eine gute Wärmeableitung aus dem Kunststoff wichtig ist. Die herkömmlich am Bau für Betonwände verwendeten Holzschalungen sind für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schale nicht brauchbar. Metallwände nach der vorliegenden Erfindung können für den Bau weiterer Schalen wiederverwendet werden.
-
Die Schalwände für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schale sind bevorzugt gekühlt. Dies ist beispielsweise durch Vorsehen einer aktiven Kühleinrichtung an der Schalung möglich. Im Sinne der Erfindung hervorragend geeignete aktive Kühleinrichtungen sind Kammern in der Schalung, welche die gesamte Fläche der Schalung kühlen können und die von einem Kühlmittel durchflossen werden. Dies können flache Kammern in der Schalung oder auch in die Schalung eingebettete Röhren sein. Als Kühlmittel ist Wasser sehr geeignet, da es am Bau in der Regel verfügbar ist. Es ist auch umweltunbedenklich. Die Kammern sind so in der Schalwand integriert, dass das Kühlmittel die in der Nähe der zu kühlenden Wand befindlichen Bereiche gut kühlen kann. Da die Temperaturen des flüssigen Kunststoffs anfangs über dem Siedepunkt von Wasser liegen, sollten die Kammern ausreichende Dimensionen haben, sodass entstehender Wasserdampf keinen Druck aufbauen kann, der die Kammern und somit die Schalung beschädigen könnte. Die Dimensionen der Kammern hängen auch von der Dicke der herzustellenden Kunststoffschale, der Geschwindigkeit der Füllung mit flüssigem Kunststoff sowie der Fließgeschwindigkeit des Kühlmittels ab. Bevorzugt wird das Kühlmittel im Gegenrichtung der Füllung der Schalung mit flüssigem Kunststoff in die Schalung gepumpt, das heißt in der Regel von unten nach oben. Im Fall von röhrenförmigen Kammern ist ein Durchmesser der Röhren von zwischen 5 und 20 cm in der Regel ausreichend.
-
Das Kühlmittel wird durch eine Pumpe mit ausreichendem Durchsatz durch die Schalung gepumpt. Anschließend kann es entweder verworfen oder nach Kühlung wieder in die Schalung zurückgepumpt werden.
-
Sobald die Schalung für die Kunststoffschale, im folgenden erste Schalung genannt, erstellt ist, kann eine Prüfung auf Dichtigkeit vorgenommen werden. Dies ist bei herkömmlichen Holzschalungen für Beton nicht erforderlich und üblich. Dies kann beispielsweise durch Druckmessungen geschehen. Damit soll erreicht werden, dass möglichst kein flüssiger Kunststoff aus der Schalung austreten kann. Es ist aber auch möglich, gezielt Auslassöffnungen in der Schalung vorzusehen, um das Entweichen von durch den flüssigen Kunststoff verdrängter Luft zu erleichtern. Das Entweichen von flüssigem Kunststoff durch diese Auslassöffnungen kann durch Ventile verhindert werden.
-
Vor dem Einfüllen wird der gewünschte Kunststoff auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur erhitzt. Da eine große Menge an Kunststoff in kurzer Zeit erhitzt werden muss, empfiehlt sich die Verwendung einer Hochleistungsschmelzmaschine. Solche sind auf dem Markt erhältlich mit einer Schmelzleistung von bis zu 1000 kg Granulat/h. Es ist aber auch eine einfache Apparatur verwendbar, die eine trichterförmige Schütte zum Befüllen mit Granulat aufweist, von der das Granulat mit einer Förderschnecke zu und durch einen röhrenförmigen Schmelzofen gefördert wird. Diese Röhre ist elektrisch beheizbar und an dem der Schütte abgewandten Ende, das sich zweckmäßigerweise unten befindet und den Auslass bildet, verschließbar, sodass die Menge des verflüssigten Kunststoffs kontrolliert austreten kann. Die Steuerung der Heizleistung der Schmelzmaschine schließt bevorzugt auch eine Kontrolle der Temperatur im Kunststoff mit ein. So kann sowohl die Menge als auch die Temperatur des austretenden flüssigen Kunststoffs beeinflusst und korrekt eingestellt werden. Bevorzugt wird die Fließgeschwindigkeit so bemessen, dass möglichst wenig Luftblasen in der entstehenden Flüssigkeit enthalten sind, oder für das Entweichen der Luftblasen im Extruder gesorgt.
-
Durch die Schütte wird der Kunststoff in die Röhre eingefüllt. Damit der Schmelzvorgang schnell und kontrolliert ablaufen kann, wird der Kunststoff bevorzugt in Form eines Granulats eingefüllt. Die Teilchen des Granulats haben bevorzugt einen Durchmesser von zwischen 2 mm und 5 cm. Je kleiner der Durchmesser, desto schneller die erreichbare Schmelzung. Solche Granulate sind im Handel erhältlich.
-
Von dem Auslass aus der Schmelzmaschine wird der flüssige Kunststoff in die erste Schalung eingefüllt. Dies kann durch hitzebeständige Schläuche geschehen, wie Metallschläuche, die gewünschtenfalls auch noch geheizt werden können, um ein vorzeitiges Erstarren des flüssigen Kunststoffs zu vermeiden. Um eine möglichst gleichmäßige Befüllung zu gewährleisten, kann ein Verteiler eingesetzt werden, der den Flüssigkeitsstrom teilt und unterschiedlichen Teilen der Schalung zuführt, auch um eine gleichmäßige Befüllung zu erreichen. Um eine gleichmäßige Befüllung zu erreichen, können auch mehrere Schmelzmaschinen an unterschiedlichen Orten verwendet werden. Der flüssige Kunststoff kann bei Bedarf auch mittels Förderpumpen oder - Schnecken transportiert werden.
-
Der flüssige Kunststoff füllt nun, getrieben durch die Erdanziehung, die erste Schalung von unten nach oben und erstarrt darin. Die Befüllung einer Schalung für ein Haus mit den Grundmaßen 5 m auf 10 m in einer Höhe von 2,5 m mit einer Dicke der Seitenwände von 10 cm und einer Bodendicke von 20 cm kann somit innerhalb weniger Stunden, optimal in bis zu 2 Stunden abgeschlossen sein. Während des Einfüllens werden Wände und Boden der ersten Schalung gekühlt, wodurch der flüssige Kunststoff in der Schalung erstarrt. Die Kühlung der Schalung wird hierzu bevorzugt so eingestellt, dass der Kunststoff innerhalb von höchstens 10 min nach seiner Einfüllung in der Schalung erstarrt. Gegenüber mineralischen und schaumigen Materialien hat der flüssige Kunststoff den Vorteil, dass er nicht gerüttelt zu werden braucht, um eine homogene Verfüllung der Schalung zu erreichen.
-
Nach Erstarren des Kunststoffs und Abkühlung der fertiggestellten Kunststoffschale wird die erste Schalung entfernt. Dies ist besonders einfach möglich bei Verwendung von verlängerbaren Innenschalwänden. Die Verlängerungen werden wieder eingefahren, und die Schalwände können dann nach innen weg entfernt werden. Auch die Außenwände der Schalung können nach Lösen der Verbindung zur Bodenplatte bzw. zueinander einfach entfernt werden. Falls die Bodenplatte an Abstandshaltern befestigt worden war, wird die Verbindung, z.B. die Schrauben, gelöst, und die Schalung entfernt. Danach kann die erstarrte Kunststoffschale von der äußeren Bodenplatte gelöst werden. Im Sinne der Erfindung findet die Herstellung der erfindungsgemäßen Kunststoffschale bevorzugt außerhalb, jedoch in unmittelbarer Nähe der Baugrube, statt. So kann die Schale in die planierte und verfestigte Baugrube transportiert und mit einem Kran an der vorgesehenen Stelle abgesetzt werden. Dazu weist die Schale bevorzugt Befestigungsmittel auf, die von einem Kran ergriffen werden können. Ein Fundament als Unterlage für die Schale ist nicht erforderlich, aber möglich.
-
Gegenüber dem herkömmlichen Vorgehen, zunächst die tragenden Wände in der Baugrube zu erstellen, und diese danach mit dichtendem Material gegen Wasser abzudichten, hat die Erfindung den Vorteil, dass die Baugrube nicht so groß sein muss, da eine Schalung für die tragenden Wände nicht extra in der Baugrube erstellt werden muss. Die außerhalb der Baugrube hergestellte Kunststoffschale kann nämlich als Außenschalung für die Herstellung der mineralischen Wände und des Bodens verwendet werden. Diese wird daher auch als zweite Schalung, oder Kunststoffschalung, bezeichnet. Vorher kann sie auf einfache Weise durch Bearbeitung des Kunststoffs nachbearbeitet werden, beispielsweise können Ausschnitte für Fenster hergestellt werden. Es können auch weitere An- und Einbauten angebracht werden, wie Sichtschächte oder Versorgungsleitungen. Diese können an dem Kunststoff besonders gut und dicht befestigt werden.
-
Sobald der Kunststoff ausgehärtet ist, können die tragenden Wände und der Boden sowie die weiteren Teile des Gebäudes erstellt werden. Innerhalb der Kunststoffschale werden die vor Wasser zu schützenden Gebäudeteile gebaut. Hierzu gehört insbesondere die Errichtung der tragenden Wände und des Bodens des Gebäudes. Während die Außenschalung der zweiten Schalung durch die Kunststoffschale gebildet wird, kann die Innenschalung nach für mineralische Wände, z.B. Betonwände, bekannten Verfahren errichtet werden. Auch das Verfüllen der zweiten Schalung zur Bildung des Bodens und der Seitenwände kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden. Auch Fensterlaibungen und andere Einbauten in den tragenden Wänden können wie üblich vorgesehen werden.
-
Am Ende des Verfahrens wird der innere Teil der zweiten Schalung entfernt, die erfindungsgemäße Kunststoffschalung, die nun den gesamten unterirdischen Teil des Gebäudes mit seinem tragenden Wänden und Boden von der umgebenden Erde abgrenzt, bleibt aber als äußere Schale erhalten. Diese schützt tragende Wände und Boden vor Einflüssen aus der Erde, wie Wasser, da sie flüssigkeitsdichter und gleichzeitig stabiler ist als die mineralischen Wände und Boden. Die erfindungsgemäße Kunststoffschale schützt weitaus besser als die bisher verwendeten Anstriche aus Bitumen, weil sie beständiger ist als Bitumen und sicherer abdichtet. Bitumen hat eine deutlich kürzere Lebensdauer. Ein weiterer Vorteil gegenüber Bitumen ist die Vermeidung von Emissionen, die bei Bitumen störend sein können. Sie ist ferner beständiger gegen Salzwasser, was es ermöglicht, auch in küstennahen Gebieten unterkellerte Häuser zu bauen.
-
Anschließend kann das Gebäude nach herkömmlichen Verfahren fertiggestellt werden, beispielsweise durch errichten der oberirdischen Gebäudeteile. Es ist auch möglich, Materialien zur Wärmedämmung von außen an der Kunststoffschalung anzubringen. Nach Verfüllung der verbleibenden Baugrube mit Erde ist der unterirdische Gebäudeteil durch einen vollflächig dichten Mantel aus Kunststoff gegenüber dem Erdreich abgedichtet.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein langzeitiger und zuverlässiger Schutz des unterirdischen Gebäudeteils vor Wasser und anderen Umwelteinflüssen aus dem Erdreich erzielt werden kann. So hergestellte Gebäude bieten je nach verwendetem Kunststoff auch eine erhöhte Erdbebensicherheit, da die Kunststoffschale durch die gegenüber mineralischen Materialien eine höhere Elastizität aufweist, wodurch kleinere Erdstöße durch die Kunststoffschale absorbiert werden, ohne dass sich Risse bilden. Insgesamt sorgt die Kunststoffschale für eine deutlich erhöhte Lebensdauer des Gebäudes.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Unterirdischer Gebäudeteil
- 11
- Boden des Gebäudes
- 12
- Tragende Seitenwand des Gebäudes
- 13
- Erfindungsgemäße Kunststoffschale
- 14
- Decke
- 15
- Erdreich
- 16
- Oberirdischer Gebäudeteil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
