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Die Erfindung betrifft ein Holzbauwerk, insbesondere aus trans-
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portablen Fertigelementen in Blockbauweise, mit aneinandergereihten
Hölzern wie Rundhölzer, Balken, Dielen oder dergleichen.
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Es gibt verschiedene Arten von Holzhäusern. Der Erfindung am nächsten
kommen sog. Blockbauten, deren Wände aus massiven und waagrecht übereinander geschichteten
Rundhölzern oder Balken bestehen, die an den Ecken miteinander verkrümmt, überblattet
oder verzinkt sind. Diese Holzbauweise hat sich über die Jahrhunderte hinweg entwickelt,
da derartige Häuser ausschließlich in Handarbeit hergestellt wurden. Zur Herstellung
eines Blockhauses wurden deshalb die Rundhölzer grundsätzlich waagrecht übereinander
gelegt, wobei die Versteifung des waagrechten Verbandes durch Verzahnung der einzelnen
Rundhölzer oder Balken in sich erfolgte.
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Die so hoch gezogenen Wände waren deshalb in jeder Phase in sich versteift.
Die technischen Möglichkeiten der Vergangenheit haben es nur erlaubt, die Hölzer
im liegenden bzw. horizontalen Verbund herzustellen. Die vorstehende Bauweise hat
jedoch den Nachteil, daß sie den physikalischen Gegebenheiten des Holzes nicht oder
nur unzureichend gerecht wird. Hölzer haben z. B. in Längsrichtung bzw. Faserrichtung
eine wesentlich höhere Tragfähigkeit als in Querrichtung. Weiterhin schwinden Hölzer
in radialer und tangentialer Richtung wesentlich stärker als in Faserrichtung.
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Dies kann um den Faktor 20 verschieden sein. Quer liegende Hölzer
haben außerdem ein schlechteres Verhalten gegenüber ablaufendem Regenwasser oder
dergleichen, was mit einer wesentlich höheren
Verrottungsgefahr
verbunden ist. Dies gilt insbesondere auch deshalb, weil die Fasern des Holzes nicht
angeschnitten sind.
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Es sind weiterhin Holzhäuser in der sog. Skelettbauweise d. h.
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Fachwerkhäuser bekannt, bei welchen die Aussteifung der Wände über
Holzstreben erfolgt.
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Bekannte Fertighäuser besitzen in der Regel ein Holz- oder Metall-Grundgestell,
die mit Brettern verkleidet sind. Hier haben die Bretter nur eine Verkleidungsfunktion,
nicht jedoch eine tragende Funktion.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Holzhaus
zu schaffen, bei welchem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden
und insbesondere die natürlichen physikalischen Gegebenheiten des Holzes berücksichtigt
werden. Aufgabe ist es weiterhin, von der bisherigen Blockbauweise mit untereinander
verzahnten Einzelbestandteilen abzukommen, d. h. eine völlig neuartige Tragkonstruktion
eines Holzhauses und die damit verbundenen Vorteile zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere
dadurch gelöst, daß in sich tragende Hölzer flächenbildend senkrecht nebeneinander
angeordnet sind, daß die so durch die Hölzer gebildeten Wände oder Wandelemente
mittels einer, diese verbindenden und Längs- bzw. Querkräfte aufnehmenden
starren
Decken- oder Dachkonstruktion verbunden sind und daß ggf.
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weiterhin Mittel zur Kippaussteifung der senkrechten Hölzer vorgesehen
sind.
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Gegenüber der herkömmlichen Blockbauweise geht die Erfindung von der
Erkenntnis aus, daß das erfindungsgemäße Holzbauwerk in seiner Gesamtheit als selbsttragende
Konstruktion ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird erst durch die Decken- oder Dachkonstruktion
eine Versteifung der Wände oder Wandelemente zueinander erzielt. Ohne diese starre
Decken- bzw. Dachkonstruktion sind die Wände bzw. Wandelemente aus senkrecht nebeneinander
angeordneten Hölzern labil und könnten ohne weiteres umfallen. Die Decken-bzw. Dachkonstruktion
wirkt deshalb als starre Scheibe, die in Verbindung mit den senkrechten Hölzern
ein starres Holzbauwerk ergeben.
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Je nach Konstruktion müssen allerdings zusätzliche Mittel vorgesehen
sein, um ein schräges Wegkippen der senkrechten Hölzer zu vermeiden. Hierfür ist
eine spezielle Kippaussteifung in oder an den Wänden vorgesehen.
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Die Erfindung weicht von der Jahrhunderte währenden Traditon ab, wonach
die Blockbauweise grundsätzlich in waagrechtem Verband der massiven Hölzer durchgeführt
wurde. Dabei wurden die einzelnen Hölzer untereinander verzahnt, so daß die Wände
eine in sich tragende Konstruktion ergaben. Die Decke oder das Dach hatte da
mit
nur die Aufgabe, das Haus nach oben~hin abzudecken.
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Demgegenüber benützt die Erfindung eine in sich steife Decke bzw.
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Dachkonstruktion zur Versteifung des gesamten Bauwerkes, insbesondere
zur Versteifung der Wände gegeneinander. Durch diese Technik können nunmehr Hölzer
wie Rundhölzer, Balken, Bretter oder dergleichen in senkrechtem Verband angeordnet
werden um ein stabiles, tragfähiges Holzbauwerk zu bilden.
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Mit dieser neuartigen Konstruktion sind zahlreiche Vorteile verbunden.
Durch die höhere Tragfähigkeit von senkrecht angeordneten Hölzern sind weitaus größere
Bauhöhen durchführbar. Da die Aussteifung der Wände über das Dach erfolgt, ist diese
Bauweise auch für größere Gebäude ohne Zwischenwände geeignet. Da die Hölzer in
Faserrichtung eine wesentlich höhere Tragfähigkeit als in Querrichtung aufweisen,
können auch dünnere Hölzer, z. B. Halbhölzer verwendet werden, um tragende Wandelemente
herzustellen. Hiermit kann eine erhebliche Einsparung an Holzmaterial und damit
an Kosten verbunden sein. Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es insbesondere,
daß weitgehend unbearbeitetes Splintholz verwendet wird, welches insbesondere widerstandsfähig
gegenüber Insekten und Pilzen ist. Durch die senkrechte Anordnung der Hölzer kann
das Regenwasser in den vertikalen Schwundrißen leicht ablaufen, so daß die Haltbarkeit
der Hölzer entscheidend verlängert wird. Erhöht wird dieser Effekt dadurch, daß
die Fasern der Hölzer nicht angeschnitten sind.
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Das Quellen und Schwinden von Holz ist in Faserrichtung gegenüber
der radialen und tangentialen Richtung minimal. Es unterscheidet sich in der Größenordnung
um den Faktor 20. Demzufolge können bei einer Anordnung von senkrechten Hölzern
auch andere Materialien mit geringem Schwundverhalten verwendet werden. In besonderer
Ausgestaltung wird dann die Quellung längs zur Wandrichtung durch ein Nut-Federsystem
ausgeglichen, so daß nur kürzeste Spannungszonen innerhalb der Wand vorliegen.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich durch die hohe Wirtschaftlichkeit.
Infolge der hohen Holzausbeute gegenüber gesägten Kanthölzern ergibt sich durch
die Konstruktion mit Nut und Feder eine Materialersparnis bis zu 50 %. Weiterhin
weist die erfindungsgemäße Konstruktion eine hohe Stabilität gegenüber mechanischen
Beschädigungen auf.
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Als weiterer Vorteil muß auch die Demontierbarkeit ohne Beschädigung
der Einzelelemente angesehen werden.
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Nicht zuletzt spielt auch die Ästhetik eine wesentliche Rolle, da
mit einem naturbezogenen Werkstoff eine landschaftsnahe Bebauung möglich ist. Die
erfindungsgemäße Holzkonstruktion ist derart aufgebaut, daß sie ab dem Fundament
ein selbsttragendes Hauselement darstellt. Dabei ist es wesentlich, daß - im Gegensatz
zur Palisadenkonstruktion - die tragende Funktion nicht durch Einspannung im Boden,
sondern durch die Konstruktion selbst hervorgerufen wird. Die Konstruktion kann
deshalb auch als Fertighauskonstruktion leicht transportabel ausgeführt sein. Je
nach Holzkonstruktion
leicht transportabel ausgeführt sein. Je
nach Holzbearbeitungsgrad sind verschiedenste Ausführunqsformen möglich.
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So kann das Holz mehr in natürlicher rustikaler Art oder in verfeinerter
Ausführung durch Sägen und Hobeln gefertigt werden.
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Dabei sind runde und ebene Flächen an den Hölzern möglich.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung möglich. Gemäß den Maßnahmen des Unteranspruchs
2 wird die Aussteifung der Wände bzw. Wandelemente durch eine spezielle Decken-
bzw. Dachkonstruktion aus Binder, d. h. aus Fachwerkträger für Dachkonstruktionen
bewirkt. Derartige Binderkonstruktionen mit Längsverband und Knickverband, ggf.
mit zusätzlichen Diagonal-Pfetten-Kippverband sind an sich in der Technik bei der
Herstellung von Dachstühlen bekannt. Die Aussteifung des Daches in Längs- und Querrichtung
kann auf die verschiedensten Weisen auch durch Windrispen, Kopfbänder, Zangen und
Streben erfolgen. Maßgeblich für die vorliegende Erfindung ist eine Decken- bzw.
Dachkonstruktion, die eine ausreichende Aussteifung der Wände gegeneinander bewirkt,
um die in erster Linie auftretenden Windkräfte aufzunehmen. Je nach äußerer Belastung
auf das Bauwerk muß das Dach mehr oder wendiger aufwendig durch Binder, Pfetten
oder Sparren usw. ausgestaltet werden. Gemäß der Erfindung erfolgt die Aussteifung
der Wände über die Abschlüsse der Wände durch die als Scheibe ausgebildete Dachkonstruktion.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung nach Unteranspruch 3 ist
eine
Kippaussteifung für die Wände bzw. Wandelemente vorgesehen.
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Diese kann vorzugsweise durch Zugbänder in den Längs- bzw. Querwänden
erfolgen, die als sog. Aussteifungsscheiben ausgebildet sind. Alternativ hierzu
ist vorgesehen, daß zwischen den senkrecht angeordneten Hölzern Bolzen eingebracht
sind, die ein axiales Verschieben der Hölzer und damit eine Kippmöglichkeit ausschließen.
Dies kann auch durch eine Dollenverbindung oder Stabdübelverbindung der Hölzer bewerkstelligt
werden.
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Gemäß dem Merkmal des Unteranspruchs 5 ist vorgesehen, daß die Hölzer
zu Elementen in bestimmter Länge zusammengefaßt werden.
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Diese Elemente können im Werk z. B. in einer Wandbreite in Längen
von 2 bis 10 m zusammengefaßt und an der Baustelle an Ort und Stelle aufgebaut werden.
Hierfür ist es notwendig, daß die senkrechten Hölzer oben und unten durch Abschlußbalken
bzw.
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Schwellenelemente eingefaßt sind. Die Verbindung dieser Abschlußelemente
geschieht dabei auf vorteilhafter Weise dadurch, daß an der oberen und unteren Stirnseite
der Hölzer Nuten eingefräst bzw. entsprechende Federn angebracht sind, die mit korrespondierenden
Verbindungselementen an den Abschlußelementen zusammenwirken. So können die Balken
in der Fertigung der Elemente einfach in die entsprechenden Führungen des oberen
und unteren Abschlußelements aufgeschoben werden. Das Profil in der Schwelle und"
im oberen Abschluß des Wandelements verhindert deshalb ein Herausfallen des Holzes.
Zusätzlich wird es gegen Verdrehen oder Verwinden gestützt.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die einzelnen Hölzer untereinander
mit einem Nut-Feder-System gegenseitig gehalten werden. Hierdurch wird eine dichte
Verbindung zwischen den Hölzern erzielt wobei sich Längs- und Querspannungen ohne
weiteres ausgleichen können.
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Die Hölzer können bearbeitet oder unbearbeitet gegeneinander stoßen,
so daß sich bei Rundhölzern eine flächenhafte Berührung oder eine linienförmige
Berührung ergibt. Günstig ist die flächenhafte Berührung mit zusätzlichem Nut-Feder-System.
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Gemäß der Erfindung werden die Fenster und Türen bzw. Fenster-und
Türrahmen in die Wandelemente eingebaut. Dies geschieht durch entsprechende Aussparungen
in ordnungsgemäßer Ausführung.
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Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Hölzer auf der Rauminnenseite als
glatte, ebene Innenwände ausgebildet sind, um eine leichte Pflege, gute Installationsmöglichkeiten
für Leitungen und sanitären Anlagen sowie weitere Wärmeisolationsmöglichkeiten zu
gewährleisten. Durch diese Bauausführung können auch kostengünstig Halbhölzer verwendet
werden.
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Ein vorteilhaftes und zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Holzhauses,
Fig. 2a bis c ein Ausführungsbeispiel der Dachkonstruktion, Fig. 3 einen Schnitt
gem. der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 4 und 5 einen Schnitt durch die Verbindung zwischen
den senkrechten Hölzern und der Deckenkonstruk tion in zweierlei Ausfertigung, Fig.
6 einen Schnitt gem. der Schnittlinie B-B in Fig. 1, Fig. 7 einen Schnitt gem. der
Schnittlinie C-C in Fig. 1, Fig. 8 einen Schnitt gem. der Linie D-D in Fig. 1 und
Fig. 9 einen Schnitt gem. der Linie E-E in Fig. 1 In der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße
Holzhaus 10 in Seitenansicht dargestellt. Im Gegensatz zu üblichen Holzhäusern in
Blockbauweise in waagrechtem Verband bestehen die Wände bzw. Wandelemente 11 aus
senkrecht nebeneinander angeordneten Hölzern wie Rundhölzer, Splintholz, Balken
oder dergleichen. In besonderer Ausgestaltung können diese Hölzer auch einfache
Bretter sein, sofern sie in der erfindungsgemäßen Konstruktion als selbsttragende
Elemente verwendet werden. Die Hölzer 12 sind oben von einem Abschlußbalken 13 und
unten von einer Schwelle 14 begrenzt.
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Das ganze Haus ist auf einem Betonfundament 15 aufgesetzt.
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Die Wände sind als Wandelemente 11 in einer bestimmten Länge 1 z.
B. von 5 m gefertigt, wobei die Montage bzw. vorfertigung der Elemente im Werk geschehen
kann. Dabei werden die Wandelemente 11 schon vom Werk aus mit Fenstern 16 und Türen
17 versehen. In Fig. 1 ist die Dachkonstruktion durch die Binder 18 angedeutet.
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In den Figuren 2a bis 2c ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Dachkonstruktion dargestellt. Dabei zeigt Fig.
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2a eine Draufsicht, Fig. 2b eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil 19
in Fig. 1 und Fig. 2c eine Frontansicht gemäß der Ansicht nach Fig. 1.
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Wie beschrieben, hat das Dach die Funktion der Aussteifung der Wände
bzw. Wandelemente 11 des erfindungsgemäßen Holzhauses.
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Hierzu sind parallel angeordnete Binder 18 vorgesehen, die als hölzerne
Fachwerkträger den Grundaufbau der Dachkonstruktion bilden. Die Aussteifung des
Daches in Längs- und in Querrichtung erfolgt durch einen Längsverband 20 und einen
sog. Knickverband 21 senkrecht hierzu. Zusätzlich kann ein Diagonal-Kippverband
22 aus Pfetten vorgesehen sein. Diese Maßnahmen bewirken, daß eine ausreichende
Aussteifung des Daches in Längs- und Querrichtung erzielt wird, so daß das Dach
die Funktion einer starren Scheibe erfüllen kann.
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Um ein Umkippen der senkrechten Hölzer 12 bei einer Belastung des
Bauwerks
aus einer Richtung entsprechend dem Pfeil 19 in Fig. 1 zu vermeiden, müssen in den
Wänden 11 weiterhin Kippversteifungen vorgesehen werden. Um eine Kraftbelastung
entsprechend der Pfeilrichtung 19 aufnehmen zu können, sind deshalb Aussteifungsscheiben
23 gemäß der Darstellung in Fig. 2 vorgesehen. Diese Aussteifungsscheiben weisen
Zugbänder auf, um den Horizontalschub auf das Bauwerk aufzunehmen. Dementsprechend
müssen die Wände senkrecht zur Blattebene gemäß Fig. 1 mit Aussteifungsscheiben
24 nach Fig. 2b ausgestattet sein, um Horizontalkräfte in senkrechter Richtung zur
Blattebene aufnehmen zu können.
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An Stelle von Zugbändern können z. B. auch Bolzen 25 zwischen den
senkrechten Hölzer eingebracht sein, um ein vertikales Verschieben der Hölzer zueinander
zu vermeiden.
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Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt A-A in Fig. 1 zeigt einen Schnitt
durch die Hölzer 12 der Wandelemente 11. Diese Hölzer sind als Splinthölzer ausgebildet,
die seitlich bearbeitete ebene Fläche 26 mit einer eingebrachten durchgehenden Nut
27 aufweisen. Eine Feder 28 dient zur weitgehend spannungsfreien Verbindung zwischen
den einzelnen Hölzern 12. Die Rückseite 29 der Hölzer 12 ist eben, so daß Halbhölzer
verwendet werden können. Die Vorderseite 30, die bei dem Bauwerk ins Freie gerichtet
ist, ist in der natürlichen Holzform belassen, wobei
die Rinde
jedoch entfernt werden muß.
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Der in Fig. 6 dargestellte Schnitt B-B gemäß Fig. 1 zeigt den oberen
und den unteren Anschlußbereich des Holzes 12 im Schnitt.
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Um fertige Wandelemente 11 herstellen zu können, werden die Hölzer
12 oben durch den Abschlußbalken 13 und unten durch die Schwelle 14 begrenzt. Dabei
wird in die Hölzer oben eine Nut 31 und unten eine Nut 32 eingefräst. Der obere
Abschlußbalken ist hierfür mit einem kleineren, in die Nut 31 passenden Längsbalken
33 verbunden.' Die Schwelle 14 wird mit einem Aluminiumprofil 34 abgedeckt, um Regenwasser
nicht in die Schwelle eindringen zu lassen. Dieses Profil 34 weist ein rechteckförmiges
Längsprofil 35 auf, welches in die Nut 32 der Hölzer 12 eingreift. Zwischen den
Hölzern 12 und dem Profil 35 ist ein Spalt 36 zum Ablauf des Wassers vorhanden.
Der Abschlußbalken 13 und die Schwelle 14 mit den eingefügten Hölzern 12 bilden
ein Wandelement 11. Dieses wird auf ein Betonfundament 15 aufgesetzt. Selbstverständlich
können im Einzelfall, wie in Fig. 6 angedeutet, die Hölzer 12 auch direkt auf das
Fundament aufgesetzt sein. Die in Fig. 6 auf den Abschlußbalken 13 aufgesetzte Montageleiste
37 dient der Montage beim Zusammenfügen der einzelnen Wandelemente 11. Gemäß der
Ausführungsform in Fig. 6 sind die Hölzer 12 gegenüber dem Abschlußbalken 13 und
der Schwelle 14 an der Außenseite nach innen hin versetzt angeordnet.
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Das Wandelement 11 gemäß Fig. 6 wird gemäß der Darstellung in Fig.
4 oder Fig. 5 mit dem Dachelement 38 verbunden. Hierzu können Stahlwinkel 39 die
Verbindung zwischen Dachaufbau und Wandelement herstellen. In Fig. 4 ist der Dachaufbau
als Binder-Konstruktion, in Fig. 5 als Normaldach ohne Lüftung dargestellt.
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Dabei geschieht die Lüftung im Ausführungsbeispiel gem. Fig. 4 durch
Lüftung an der Traufe.
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In der Darstellung gem. Fig. 7 ist der Schnitt durch den Fensterbereich
in Fig. 1 (Schnittlinie C-C) dargestellt. Den entsprechenden senkrechten Schnitt
hierzu (Schnitt D-D) zeigt Fig.
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8. Die Isolierglasscheibe 40 ist in einem Rahmen 41 eingelassen, der
zwischen die Hölzer 12 eingespannt ist. Zur Rauminnenseite wird das Fenster von
einer Blende 42 begrenzt, die mit dem Rahmen 41 verklebt und in einer Nut 43 im
Holzbalken 12 verankert ist.
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In Fig. 9 ist ein entsprechender Schnitt E-E durch die senkrechten
Hölzer 12 im Türbereich durchgeführt. Der Türrahmen wird durch einen umlaufenden
Balken 44 gebildet der mit entsprechender Nut 27 und Feder 28 mit den Hölzern 12
verbunden ist. Auf diesen Türrahmen 44 ist das Türblatt 45 mit Umrahmung 46 angelenkt,
wobei ein Nut- und Federprofil 47 zur Abdeckung vorgesehen ist.
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Die Erfindung läßt sich in entsprechender Ausführung an Stelle
mit
Rundhölzern 12 auch mit entsprechenden Brettern, insbesondere in doppelschaliger
Bauweise ausführen, wobei die Abdeckung wiederum die Aussteifung der Wände übernimmt.
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