-
Die
vorliegende Erfindung betrifft modulare Bauwerke und insbesondere
deren Struktur, das Verfahren zu deren Erbauen und gegenseitigem
Verbinden.
-
Es
ist gut bekannt, daß unter
Umständen, unter
denen in einer Notlage oder auf einer zeitweiligen Grundlage eine
Unterbringung gebraucht wird, ein tragbares modulares Bauwerk bereitgestellt
wird. Solche Bauwerke müssen
schnell und leicht zusammenzubauen sein, um zu Zeiten von Natur-
und anderen Katastrophen dem Bedarf an bewohnbaren Notstrukturen
gerecht zu werden. Außerdem
sind solche Gebäude
häufig
an entlegenen Orten für
Arbeiter in der Bauindustrie erforderlich, wenn während der
Zeit des Bauvorhabens eine zeitweilige Unterbringung gebraucht wird.
-
Es
besteht ein Bedarf an einem modularen Allzweck-Bauwerkssystem, das
sowohl durch den Wohnungs- als auch den Geschäftsbaubereich der Industrie
genutzt werden kann. Bis heute haben sich tragbare und vorgefertigte
Bauwerksauslegungen nicht als geeignet zur Anwendung in beiden Bereichen
erwiesen. Modulare Bauwerke haben die Vorteile, daß sie leicht
und schnell zu erreichen, abzubauen oder umzusetzen sind, leicht
zu transportieren sind und insofern flexibel, als sie unkonfiguriert
werden können,
um sich verändernden
Anforderungen in Größe oder
Bedürfnissen
zu entsprechen. Unglücklicherweise
sind vorhandene Auslegungen solcher Bauwerke allgemein von zeitweiliger
Beschaffenheit und sind für
langfristige oder dauerhafte Anwendungen nicht geeignet.
-
Bestehende
modulare Bauwerke haben mehrere Nachteile, die folgendes einschließen: Streckung,
die Abnutzung und Bruch an der Struktur des Bauwerks verursacht
und häufig
zu Lecks, Knarren und Konstruktionsschäden führt, Kondensation, unzulängliche
Innentemperaturkontrolle, unwirksamer Schallschutz und ein übermäßiger Eintritt
von Schmutz und Staub (insbesondere in Umgebungen wie beispielsweise
Baustellen).
-
US-A-3
742 666 beschreibt eine modulare Bauwerksstruktur, bei der ein vorgefertigtes
Modul für
Versorgungssysteme in einem vorgerüsteten Zustand an die Baustelle
geliefert und mit begrenzter Mühe
und Zeit zusammengebaut werden kann. Das Modul hat Seitenwandöffnungen,
durch die es an Bauwerksmodulen befestigt werden kann.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor erwähnten Nachteile
zu beseitigen oder zu mildern und eine modulare Bauwerksstruktur bereitzustellen,
die eine verbesserte Lebenserwartung hat, so daß sie den Anforderungen dauerhafterer
Strukturen entspricht, während
sie die Vorteile ihrer modularen Beschaffenheit beibehält. Der
Begriff „Bauwerksmodul" wird im folgenden
verwendet, um einen bewohnbaren Baustein zu bezeichnen, der als Wohnbereich,
ein Büro,
ein Tagungsraum, eine Toilette oder ein Waschraum oder ein anderer
Raum verwendet werden kann, der einen Teil einer größeren Bauwerksstruktur
bildet.
-
Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine modulare
Bauwerksstruktur bereitgestellt, die ein Servicemodul umfaßt, das
eine Vielzahl von Anschlußknoten
zum Anschließen
an Öffnungen
in gesonderten Bauwerksmodulen definiert, wobei das Servicemodul
eine Vorrichtung für die
Zufuhr und Verteilung von wenigstens einer Netzversorgung zu den
Bauwerksmodulen enthält,
wobei jedes Bauwerksmodul freistehend, vorgerüstet für seine beabsichtigte Verwendung
und an einen der Anschlußknoten
und an die Zufuhr wenigstens einer Netzversorgung angeschlossen
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Servicemodul die Form eines Verbindungsgangs hat, der die Öffnungen
in den Bauwerksmodulen verbindet, um so einen Zugang zu denselben
zu gewährleisten.
-
Die
modulare Struktur der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine sehr flexible
Anordnung, in der die Bauwerksmodule, sobald das Servicemodul vor
Ort installiert worden ist, in der gewünschten Zahl und Weise an dasselbe
angeschlossen werden können.
Falls es Bedarf an mehr Bauwerksmodulen gibt, können diese ohne die Notwendigkeit,
weitere Netzversorgungsanschlüsse
zu legen, einfach hinzugefügt
werden. Ähnlich
ist das Entfernen eines bestimmten Bauwerksmoduls ebenfalls ein
leichter Arbeitsgang. Da der Netzversorgungsanschluß innerhalb
des Servicemoduls enthalten ist, wird die Notwendigkeit vorherigen
Bodenaushubs beseitigt. Außerdem
sind wenige oder keine Fundamente erforderlich.
-
Der
Gang kann zweckmäßigerweise
mit Boden- und Deckenhohlräume
versehen werden, in denen die Netzversorgungsanschlüsse verlegt
werden. Vorzugsweise ist ein Bauwerksmodul ein spezieller Anlagenraum,
der den Netzversorgungsanschluß in das
Servicemodul einspeist.
-
Das
Servicemodul besteht vorzugsweise aus Sektionen, so daß es verlängert oder
verkürzt
werden kann, um je nach Erfordernis mehr oder weniger Anschlußknoten
bereitzustellen. Es kann mehr als ein Servicemodul bereitgestellt
werden, und sie können
sich in Querrichtungen erstrecken. Die Netzversorgung kann Elektrizität, Abfallentsorgung,
Klimaanlage, Wasser usw. sein. Im Fall einer Abfallentsorgung wird
jedes Servicemodul mit einem Sammeltank versehen und an einen Toiletten-
oder Waschbereich eines benachbarten Bauwerksmoduls angeschlossen.
Vorzugsweise werden die Sammeltanks von benachbarten Servicemodulen
durch ein Abfallabsaugrohr verbunden.
-
Die
Anordnung beseitigt die Notwendigkeit einer schwerkraftbetriebenen
Abfallentsorgung. Im Fall einer Klimaanlage wird jedes Servicemodul
vorzugsweise mit einem Wärmeaustauscher
ausgerüstet
und hat eine externe Pumpe zum Abführen warmer Luft. Jedes Bauwerksmodul
hat ebenfalls einen eigenen Wärmeaustauscher,
der an die Pumpe und den Wärmeaustauscher
des benachbarten Servicemoduls angeschlossen wird.
-
Vorzugsweise
hat jedes Paar von aneinanderstoßenden Bauwerksmodulen oder
Servicemodulen eine Vorrichtung zum Anschließen benachbarter Module, wobei
die Vorrichtung ein Gehäuse,
das Öffnungen
definiert, die sich in die Struktur jedes Moduls erstrecken, und
einen flexiblen elastischen Einsatz umfaßt, der satt in jeder Öffnung aufgenommen
wird und die zwei Module überbrückt, wobei
der Einsatz auf einem Befestigungselement getragen wird, das an
jedem der Module befestigt wird.
-
Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Erbauen einer Modulbauwerksstruktur bereitgestellt, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte einschließt: Vorbereiten eines Standorts,
an dem die Bauwerksstruktur errichtet werden soll, Aufstellen eines
Servicemoduls am vorbereiteten Standort, wobei das Servicemodul
eine Vielzahl von Anschlußknoten
zum Anschließen
an Öffnungen
in gesonderten Bauwerksmodulen definiert, Installieren wenigstens
einer Netzanschlußversorgung
an dem Servicemodul, Anschließen
wenigstens eines vormontierten Bauwerksmoduls an einen Anschlußknoten
und Anschließen
des Bauwerksmoduls an die Anschlußversorgung des Servicemoduls, gekennzeichnet
durch Einrichten des Servicemoduls derart, daß es die Form eines Verbindungsgangs
hat, der die Öffnungen
in den Bauwerksmodulen verbindet.
-
Es
werden nun, nur als Beispiel, spezifische Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindungen beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer modularen Bauwerksstruktur der vorliegenden
Erfindung, erbaut aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen
Modulen, ist, wobei einige Tafeln der Klarheit wegen entfernt sind,
-
2 eine
aufgeschnittene Seitenansicht der Schnittstelle zweier Module ist,
die Anschlußpunkte
und eine Befestigungsbaugruppe zeigt,
-
3 eine
Seitenansicht einer Durchführungsdichtung
der in 2 gezeigten Befestigungsbaugruppe ist,
-
4 eine
Seitenansicht eines Durchführungsdichtungsgehäuses des
in 2 gezeigten Anschlußpunktes ist,
-
4a eine
schematische Darstellung einer Durchführungsdichtung zum vertikalen
Verbinden zweier Bauwerksmodule ist,
-
4b eine
schematische Darstellung eines Hebehakens ist,
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines Gangs des modularen Bauwerks ist,
wobei der Gang teilweise weggeschnitten und mit einem Bauwerksmodul
verbunden gezeigt wird,
-
6 eine
perspektivische Ansicht eines zweistöckigen modularen Bauwerks nach
der vorliegenden Erfindung ist,
-
7 eine
Stirnansicht eines eingerichteten Gangmoduls ist, wobei die Stirnwände der
Klarheit wegen entfernt sind,
-
8 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines modularen
Bauwerks der vorliegenden Erfindung ist, die ein Abwasserentsorgungssystem
zeigt,
-
9 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines modularen
Bauwerks der vorliegenden Erfindung ist, die ein Klimatisierungssystem
zeigt,
-
10 eine
schematische Auslegung eines modularen Büroblockbauwerks zeigt und
-
11 eine
schematische Auslegung eines modularen Bauwerks zeigt, das einen
Betrieb mit Büros
bildet.
-
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt nun 1 eine beispielhafte
modulare Bauwerksstruktur, die eine Vielzahl von Kabinenmodulen 1,
verbunden durch Gänge 2,
umfaßt.
Die Kabinenmodule 1 werden dafür ausgelegt, zum Beispiel als Büros oder
Wohnbereiche eingerichtet und genutzt zu werden, während die
Gänge 2 Durchgänge bilden, die
zusätzlich
zur Bereitstellung von Gehwegen zwischen den Kabinenmodulen 1 Netzversorgungsleitungen
zu den Kabinenmodulen 1 tragen und verteilen. Das gezeigte
Bauwerk hat mehrere Stockwerke, die durch ein Treppenhaus 3 im
Vordergrund miteinander verbunden werden.
-
Zum
Zweck der Klarheit werden die Stirnwände der Kabinenmodule 1 und
alle Gangwände nicht
gezeigt. Die einzigen gezeigten Teile des Gangs sind die Böden und
die Decken (die an Zwischengeschossen verbunden werden).
-
Die
Bauwerksstruktur wird aus den Kabinenmodulen 1 und den
Gängen 2 zusammengebaut,
unter Anwendung des bekannten Wabenprinzips, bei dem es keinen Gesamtüberbau gibt
und die integrale Festigkeit der Struktur sowohl in seitlicher als
auch in vertikaler Richtung von jedem Modul geteilt wird, so daß die Last
durch benachbarte Module aufgenommen wird, sollte ein Modul versagen.
Aus der Zeichnung von 1 wird zu sehen sein, daß die Kabinenmodule 1 unterschiedliche
Größen haben
können, obwohl
sie den gleichen Grundaufbau haben. Die Kabinen- und die Gangmodule 1, 2 können in
einer Reihe von Standardgrößen ausgelegt
werden, um zu ermöglichen,
daß aus
fabrikgefertigten Einheiten unterschiedliche Typen und Konfigurationen
zusammengebaut werden. Die Gänge 2 haben
den gleichen Grundaufbau wie die Kabinenmodule 1, sind
aber geeignet, andere Stirnabschnitte und andere untere Boden- und
obere Deckenstrukturen zu haben. Die Module 1 werden auf
eine Weise miteinander verbunden, die sie leicht ersetzen oder austauschen
läßt, so daß das Bauwerk
jederzeit aktualisiert oder erneuert werden kann.
-
Die
modulare Struktur des Bauwerks ist ideal für Bürogebäude, Hotels, Schulen, Leichtindustriestandorte
sowie als Wohngebäude
geeignet. In diesem Stadium ist sie nicht für Gebäude einer bedeutenderen Größe, wie
beispielsweise große
Fabriken, Lagerhäuser,
Stadien und Theater usw., vorgesehen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft die Struktur und das Aufbauverfahren
der Bauwerksstruktur und die Weise, auf welche die Kabinenmodule 1 aneinander
befestigt werden.
-
Jedes
Kabinenmodul 1 umfaßt
eine viereckige Kastenbaugruppe mit einer oberen, einer unteren und
Seitenwänden 4, 5, 6 und
offenen Enden 7. Das Modul 1 kann in einer Reihe
unterschiedlicher Höhen,
Längen
und Breiten konstruiert werden. Die viereckige Struktur gewährleistet
Festigkeit, ohne daß Stirnwände notwendig
sind, und ohne die Notwendigkeit teurer Überbauten oder Fundamente.
-
Jedes
Kabinenmodul 1 wird mit einer Decke und einem Boden 8, 9 ausgestattet,
innen abgehängt,
um so umschlossene Hohlräume 10, 11 zu
definieren. Die Hohlräume 10, 11 nehmen
Versorgungsanschlüsse,
Lüftungsgeräte, indirekte
Beleuchtung und andere Zusatzgeräte
auf.
-
Jedes
Kabinenmodul 1 hat eine Vielzahl von Anschlußpunkten 20 (siehe 2),
die in regelmäßigen Abständen oben
und unten in allen vier Wänden 4, 5, 6 und
an den offenen Enden der Kabine angeordnet werden. Die Anschlußpunkte 20 ermöglichen, daß benachbarte
Kabinenmodule 1 durch Befestigungsanordnungen 21 (siehe 3),
die vom Inneren der Boden- oder Deckenhohlräume 10, 11 aus befestigt
werden, miteinander verbunden werden, und werden durch in den Boden-
und Deckenhohlräumen 10, 11 angeordnete
Gehäuse 22 (eines
in 4 gezeigt) definiert. Jedes Gehäuse 22 hat
eine kreisförmige
Zugangskammer 23, die zum Inneren der Kabine offen ist,
und eine längliche
Bohrung 24, die sich in Radialrichtung von der Zugangskammer 23 aus
durch eine Wand oder einen Endrahmen des Kabinenmoduls 1 nach
außen
erstreckt. Die Befestigungsanordnung 21, gezeigt in 3,
umfaßt
einen Doppelkopf-Befestigungsbolzen 25, der eine elastische,
aber flexible, Durchführungsdichtung
aus einem Elastomermaterial, wie beispielsweise Neopren oder EPDM,
und zwei Bünde
an jeder Seite der Durchführungsdichtung
trägt.
Bei Anwendung erstrecken sich die Durchführungsdichtung und der Bolzen 25 in
die ausgerichteten länglichen
Bohrungen 24 der Anschlußpunktgehäuse 22 benachbarter
Kabinenmodule 1, um so zwei Kabinenmodule 1 miteinander zu
verbinden. 2 zeigt die Befestigungsanordnung 21 bei
der Verwendung, um zwei Kabinenmodule 1 nebeneinander miteinander
zu verbinden. Die gleiche Anordnung wird verwendet, um Kabinenmodule 1 in
einer vertikalen Gruppierung, hintereinander zu befestigen oder
um Gangmodule 2 mit Kabinenmodulen 1 zu verbinden.
Die offene Zugangskammer 23 des Gehäuses 22 ermöglicht,
daß die
Befestigungsanordnung 21 leicht einzusetzen oder zu entfernen
ist.
-
Die
flexible und elastische Beschaffenheit der Durchführungsdichtung
ermöglicht,
daß benachbarte
Kabinenmodule 1 ohne das Erfordernis ihrer absoluten Ausrichtung
und ohne daß die
Befestigungsanordnung 21 beschädigt wird oder eine Beschädigung am
Rest der Struktur verursacht, aneinander gekoppelt werden. Dies
ist wesentlich für
einen schnellen Aufbau der Bauwerksstruktur. Darüber hinaus ermöglicht sie
eine leichte Umkonfigurierung, Umsetzung oder Zerlegung der Bauwerksstruktur. Die
Befestigungsanordnung 21 gewährleistet vorrangig eine horizontale
Befestigungsstärke,
aber ebenfalls eine teilweise vertikale Festigkeit. Der gleiche Anschlußpunkt 20 und
die Befestigungsanordnung 21 können verwendet werden, um Zusatzmodule, wie
beispielsweise Feuertreppen, Veranden, Treppenhäuser usw., an den Kabinen-
oder Gangmodulen zu befestigen.
-
Es
wird sich verstehen, daß das
Bereitstellen von mehreren Anschlußpunkten 20 an jedem
Modul eine selektive Verwendung derjenigen Punkte, die für eine jeweilige
Verbindung passend angeordnet sind, ermöglicht.
-
Wenn
die Kabinenmodule 1 übereinander geschichtet
werden, werden sie mit Hilfe einer halben Durchführungsdichtungsbefestigungsanordnung 30, die
an der oberen Fläche
des Kabinenmoduls 1 oder einem tragenden Rahmenelement
befestigt wird, in einer Vertikalrichtung befestigt.
-
Jede
Durchführungsdichtung 30 wird
an dem einen Ende um eine vorspringende Metallschraube 30a geformt,
die in eine Gewindeöffnung 30b in
dem Kabinenmodul oder dem Rahmenelement eingreift. Das andere Ende
hat eine Axialöffnung,
die einen Bolzen 30c sicher aufnimmt.
-
Die
Module werden angehoben und so aufeinandergestellt, daß jede halbe
Durchführungsdichtungsbefestigungsanordnung 30 in
einer Öffnung
in der unteren Wand des Kabinenmoduls 1 oder tragenden
Rahmenelements oben aufgenommen wird. Die halben Durchführungsdichtungsbefestigungsanordnungen 30 werden
danach mit Hilfe des Bolzens 30c über den Bund unter dem Bodenhohlraum 8 des
Kabinenmoduls 1 oben an einer geeigneten Befestigungsplatte
an ihrem Platz befestigt.
-
4b illustriert
die halbe Durchführungsdichtungsbefestigungsanordnung 30,
die mit einer Hebeöse 31 ausgetauscht
werden kann, die an einem Hebezeug befestigt werden kann, wenn die
Kabinenmodule 1 bewegt werden sollen.
-
Die
Kabinen- und Gangmodule 1, 2 der Bauwerksstruktur
können
durch eine von vielen unterschiedlichen Fundamentstrukturen, von
denen eine hier abgebildet wird, getragen und gegen die Elemente
gesichert werden. Die integrale Festigkeit der viereckigen Struktur
macht sie vielseitig zur Verwendung mit unterschiedlichen Fundamentsystemen. Zum
Beispiel können
für mittel-
und langfristige Anwendungen an Aufbockfüßen des Moduls befestigte Metallringe
in den Boden eingebracht und mit Beton gefüllt werden. Alternativ dazu
können
für weiche oder
schneebedeckte Böden
mit halben Durchführungsdichtungsbefestigungen
Kufen an dem Modul befestigt werden. Für Sumpfland, Binnengewässer und
Gebiete, die anfällig
für Überflutung
sind, werden Schwimmflöße, wie
beispielsweise in Betoneinfassungen eingekapselte Polystyrolblöcke, mit
halben Durchführungsdichtungsbefestigungen
an dem Modul befestigt. In Umgebungen, in denen hoher Winddruck
ein Problem sein kann, können
die Module mit Spreizstäben,
die mit halben Durchführungsdichtungsbefestigungen
an dem Modul befestigt werden, ausgestatte werden. Die Stäbe haben
allgemein die Form von gerade unter der Endoberfläche eingelassenen
Winkeleisen, die sich an jeder Seite des Moduls nach außen erstrecken.
Diese Spreizstäbe
können,
falls notwendig, in Verbindung mit anderen Fundamentstrukturen verwendet
werden.
-
Für kleinere
Gebäudekomplexe
kann der Spalt zwischen den Modulen und dem Erdboden durch Schalung
umschlossen und mit Polystyrol gefüllt werden. Dieses Fundament
kann in Gebieten, die für Überflutung
anfällig
sind, von besonderem Nutzen sein und sorgt außerdem für ein ästhetisches Aussehen. Während Polypropylen
für leichte
und schnell einsatzbereite Anwendungen geeignet ist, können für andere
Anwendungen andere Formen von Mineralfüllstoff verwendet werden. Die
Art des Füllstoffs
und der Druck dieser Füllung
werden entsprechend ausgewählt.
-
Der
Vorteil eines solchen Fundamentsystems ist, daß es unmittelbar auf den meisten
Bodenoberflächen
angeordnet werden kann, ohne die Notwendigkeit, daß die Bodenoberfläche vollkommen flach
oder eben ist oder daß Gras
oder ähnlicher
Bewuchs entfernt wird.
-
Der
Aufbau eines solchen Fundaments wird in den folgenden Phasen bewerkstelligt:
- 1. Die erste Phase ist notwendig bei Anwendungen,
wo starke Windbedingungen möglich
sind.
Spreizstäbe
werden gerade unter der Erdoberfläche angeordnet und werden mit
Bodenschrauben oder Senkern usw. am Erdboden befestigt, vertikale
Durchführungsdichtungsbefestigungen
(in der Länge
ausgedehnt) werden in Abständen,
die den Bodenwand-Anschlußpunkten
entsprechen, in die Spreizstäbe
geschraubt.
- 2. Eine Reihe von wurstförmigen
Schwimmsäcken
(wobei sich jeder Sack so lang erstreckt wie die Breite des Moduls
und ungefähr
einen Drittelmeter Durchmesser hat und in gesonderte Innenkammern
geteilt ist) wird so um den Standort ausgelegt, daß jedes
Modul durch wenigstens zwei Schwimmsäcke getragen wird.
Synthetische
grobe Sackleinwände
werden zwischen die Schwimmsäcke
gelegt derart, daß sie im
ausgedehnten Zustand ausreichend groß sind, um den Spalt zwischen
zwei Schwimmsäcken
zu füllen.
- 3. Danach werden die Erdgeschoßmodule in ihrer vorbezeichneten
Formation über
den Säcken
zusammengebaut und werden vorläufig
auf Blöcken getragen,
die ausreichen, um zu ermöglichen, daß die horizontalen
Durchführungsdichtungsbefestigungen
zwischen den Modulen lose in Eingriff gebracht werden und die verlängerten
vertikalen Durchführungsdichtungen
im Fußgehäuse angeordnet
werden.
- 4. Danach werden die Schwimmsäcke (unter Verwendung einer
mit einem Mehrauslaß-Verteiler und
einzelnen Druckmessern ausgestatteten Luftpumpe) ausreichend aufgeblasen,
um die lose Baugruppe allmählich
vom Erdboden abzuheben. Ein annäherndes
Nivellieren wird durch Einstellen der Drücke in den entsprechenden Kammern
der entsprechenden Schwimmsäcke
erreicht.
Durch Arbeiten von dem einen Ende der Baugruppe zum
anderen werden die horizontalen Durchführungsdichtungen in Position
festgezogen, bis die gesamte Baugruppe in horizontaler Ausrichtung
befestigt ist.
Danach kann die schwimmende Baugruppe abschließend nivelliert
und auf die gewünschte Höhe gehoben
oder gesenkt werden.
- 5. Die synthetischen groben Sackleinwände zwischen den Schwimmsäcken werden
danach mit sich ausdehnendem Polystyrolschaumstoff gefüllt, ausreichend,
um Hohlräume
zwischen den Schwimmsäcken
zu füllen,
während
vorläufige Sperren
eine Ausdehnung außerhalb
der Seiten der Baugruppe verhindern. Der sich ausdehnende Schaumstoff
wird in jeden Sack mit gleichem Druck eingebracht (bis zu einem
niedrigeren Druck als in den Schwimmsäcken).
- 6. Nachdem der Schaumstoff hart geworden ist, wird dann der
Druck in den Schwimmsäcken
verringert, und die modulare Baugruppe sinkt auf das Polystyrolfundament
ab.
Die Schwimmsäcke
werden abgelassen und herausgezogen, wonach die Hohlräume, die
verbleiben, mit sich ausdehnendem Polystyrolschaumstoff gefüllt werden.
- 7. Die vertikalen Durchführungsdichtungsbolzen, welche
die Module an den Spreizstäben
befestigen, werden in Position festgezogen.
-
Danach
können
die oberen Stockwerke zusammengebaut werden.
-
Schließlich, wenn
das Bauwerk vollständig ist,
werden die vertikalen Durchführungsdichtungen nachgezogen.
-
Der
Vorteil dieses Fundamentsystems gegenüber herkömmlichen Gründungen wird im Unterschied
bei der Geschwindigkeit und den Aufbaukosten gesehen. Außerdem sorgt
das System für
eine verbesserte Dämmung
und, im Hinblick auf das Füllen
des Raums unter den Modulen, einen gesteigerten ästhetischen Wert und Sicherheit.
-
5 zeigt
einen Teil eines Gangmoduls 2, verbunden mit einem quer
angeordneten Kabinenmodul 1. Der Gang 2 wird teilweise
weggeschnitten dargestellt, um so Versorgungsanschlüsse freizulegen,
die in jedes Kabinenmodul 1 getragen werden. Wie zuvor
erwähnt,
ist die Struktur des Gangmoduls 2 die gleiche wie die in
Bezug auf die Kabinenmodule 1 beschriebene. Im Deckenhohlraum 11 gibt
es eine Klimaanlage 40, die Leitungen, wie bei 41 gezeigt, und
eine Stromversorgungsinstallation 42 und entsprechende
Verkabelung 43 einschließt. Ein Hauswasserversorgungs-
und Abfallentsorgungssystem wird, wie bei 44 gezeigt, im
Bodenhohlraum 10 getragen. Die Gangmodule 2 definieren
Gehwege, die sich über
benachbarte Gangmodule 2 oder zwischen Gangmodulen 2 und
Kabinenmodulen 1 erstrecken. Spalte zwischen verbundenen
Modulen werden um den Gehwegbereich durch flexible balgenartige
Gehwegkupplungen 45 überbrückt.
-
Ein
Beispiel einer zweistöckigen
modularen Bauwerksstruktur wird in 6 gezeigt.
Die Struktur umfaßt
zwei vertikal geschichtete mittlere Gangmodule 2, wobei
jedes Stockwerk von sechs Kabinenmodulen 1 (drei auf jeder
Seite) flankiert wird. Die Module werden in Horizontalrichtung durch
die in 2 gezeigten Befestigungsanordnungen und in Vertikalrichtung
durch die halben Durchführungsdichtungsbefestigungen
von 4a miteinander verbunden.
-
Außerdem erstrecken
sich horizontale Durchführungsdichtungsbefestigungen
zwischen den Kanten der offenen Enden 7 jedes Moduls und der
Seitenwand des Gangmoduls 2.
-
Ein
vollständig
aufgebautes und eingerichtetes Gangmodul wird in 7 gezeigt,
wobei die Enden offen gezeigt werden, um die Decken- und Bodenhohlräume 10, 11 freizulegen.
-
Ein
Beispiel eines Abfallentsorgungssystems für eine Bauwerksstruktur der
vorliegenden Erfindung wird in 8 gezeigt.
Das System wird in Bezug auf einen Gang gezeigt, der drei in Axialrichtung verbundene
Gangmodule 2 und sechs an jeder Seite des Gangs 2 angeschlossene
Kabinenmodule 1 umfaßt.
Ein Servicemodul 110, das eine Saugpumpe und einen Tank 111 enthält, wird
mit einem Ende des Gangs 2 verbunden. Jedes Gangmodul 2 hat
einen Sammeltank 112 in seinem Bodenhohlraum. Jeder Tank 112 hat
flexible Leitungen 113, die mit einem Toiletten- und Waschbereich 114 jedes
Kabinenmoduls 1 verbunden werden, und benachbarte Sammeltanks 112 werden
durch ein Abfallabsaugrohr 115 verbunden. Die Abbildung
zeigt ebenfalls die flexible Balgenkupplung 95 zwischen
jedem Gangmodul 2 (i. Orig. hier: 3. Anm. d. Ü.) und jedem
Kabinenmodul 1 und Gangmodul 2.
-
In 9 wird
ein beispielhaftes Klimatisierungssystem gezeigt, das in Bezug auf
einen Teil einer Bauwerksstruktur abgebildet wird, die einen aus drei
in Axialrichtung verbundenen Gangmodulen 2 aufgebauten
Mittelgang und sechs Kabinenmodule 1, drei auf jeder Seite
des Gangs 2, umfaßt.
An einem Ende des Gangs 2 gibt es ein Servicemodul 120,
das eine zentrale Anlage 121 enthält, die einen Wärmeaustauscher 122 im
unmittelbar benachbarten Gangmodul 2 speist. Weitere Wärmeaustauscher 122 werden
in jedem Gangmodul 2 angeordnet, wobei jeder Wärmeaustauscher 122 mit
dem des benachbarten Gangmoduls 2 und mit weiteren Wärmeaustauschern 123 verbunden
wird, die in jedem benachbarten Kabinenmodul 1 angeordnet
werden. Eine Abgaswärmepumpe 124,
die mit dem Gangmodulwärmeaustauscher 122 verbunden
wird, wird außerhalb jedes
Gangmoduls 2 angeordnet. Neben der zentralen Klimaanlage
kann das Servicemodul 121 ebenfalls zentrale Alarm- und
Sicherheitskontrollsysteme, Service-, Reparatur- und Ersatzgeräte, Telefonsende-
und -empfangsgeräte,
eine Fernsehempfangseinrichtung, einen Frischwasserverteiler und,
im Fall von entlegenen Bauwerksstrukturen, elektrische Generatoren
enthalten.
-
Unter
Verwendung von Gängen
dieser Art ist es möglich,
eine Unterbringung für
kurzfristige Anwendungen bereitzustellen, ohne die Notwendigkeit, Gehwege,
Fundamente bereitzustellen oder vorbereitenden Bodenaushub für Entwässerungen
und Versorgungsanschlußleitungen
durchzuführen.
Die allgemein beim Schaffen solcher Einrichtungen vorgenommenen
Investitionen sind daher nicht verloren, wenn die Bauwerksstruktur
umgesetzt wird. Die Anordnung ermöglicht ebenfalls, daß Gebäudekomplexe
an abfallenden oder welligen Standorten gelegen sind, ohne die Notwendigkeit
einer Schwerkraft-Abfallentsorgung.
Alle geräuschvolle
Ausrüstung
wird zweckmäßigerweise
in den Gängen
angeordnet, was die Kabinenmodule frei von Geräusch, Erschütterung und Unordnung hält. Die
Klimatisierung bietet außerdem
Schutz vor äußerer Störung (was
in geräuschvollen,
staubigen Umgebungen besonders wünschenswert
ist) und verringert ebenfalls die Kondensation.
-
Die
Standard-Kabinen- oder Gangmodule können nach Notwendigkeit, in
Abhängigkeit
davon, wie sie genutzt werden, angepaßt werden. Zum Beispiel können die
Gangdächer
in einem doppelt verglasten Aufbau hergestellt werden, um ein Gewächshaus
bereitzustellen. Zusatzstrukturen, wie beispielsweise Feuertreppen,
Balkons, Vordächer
und äußere Gehwege
können
durch die oben beschriebenen Durchführungsdichtungsbefestigungsanordnungen mit
den Modulen verbunden werden.
-
Die
modulare Beschaffenheit der Gang- und der Kabinenmodule bedeutet,
daß viele
unterschiedliche Bauwerksauslegungen möglich sind. Beispiele werden
in 10 und 11 gezeigt.
Die erstere zeigt eine Auslegung als Büroblock, der einen ersten Gang 130 mit
drei Bürokabinenmodulen 131 auf
der einen Seite und vier Kabinenmodulen 132, bestimmt für drei kleinere
Büros und
eine Imbißküche, auf
der anderen Seite hat. Ein Ende des ersten Gangmoduls 130 trifft
auf ein quer verlaufendes zweites Gangmodul 133, das mit
vier Kabinenmodulen 134 verbunden wird, die als Toiletten,
ein Empfangsbereich und ein Servicemodul mit Lager eingerichtet
werden.
-
In 11 wird
eine Beispielauslegung für
einen Betrieb mit Büros
gezeigt. Ein Mittelgang 140, der zwei Module umfaßt, verbindet
einen Vorführungs-
und Ausstellungsraum 141, der zwei nebeneinander gelegene
Kabinenmodule umfaßt,
an dem einen Ende und einen Werkstattbereich 142, der fünf nebeneinander
gelegene Kabinenmodule umfaßt, am
anderen Ende des Gangs 140 miteinander. Kabinenmodule 143 verschiedener
Größen werden
auf jeder Seite mit dem Gang verbunden und werden als Büros, Toiletten,
Servicemodule und eine Imbißküche eingerichtet.
Der Werkstattbereich 142 wird mit drei Kabinenmodulen verbunden,
die einen Lieferbereich 144 definieren.
-
Allgemein
gesprochen, ist das Vor-Ort-Verfahren zum Aufbauen eines Bauwerks
dieser Art wie folgt:
- a) das Servicemodul wird
an den Standort geliefert und an die richtige Position gestellt,
- b) die Fundamente mit Zugangsstraßen, Autoparkplatz, Umzäunungen
usw. werden ausgeführt,
- c) die Kabinenmodule und die Gangmodule werden geliefert und
an den Fundamenten und aneinander befestigt, und
- d) die Netzversorgungsanschlüsse
werden vom Servicemodul längs
der Gangboden- und Deckenhohlräume
hindurch zu den Kabinenmodulen geleitet, und das Bauwerk wird zum
Belegen geprüft.
-
Die
Bauwerksstrukturen der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich
insofern von früheren vorgefertigten
Bauwerken, als sie in ihrer Gesamtheit zusammen mit fertiggestelltem
Inneren in modularem Format gefertigt werden. Die Bauwerke sind
vergleichsweise leicht, haben keinen Gesamtüberbau und erfordern nur begrenzte
Fundamente. Angesichts der modularen Struktur ist der Vor-Ort-Aufbau weniger
kompliziert und schneller als bei herkömmlichen Bauwerken. Die Reihe
von Modulgrößen ermöglicht,
daß alle
Bauwerke aus fabrikgefertigten Einheiten zusammengebaut werden können.
-
Die
offenendige viereckige Struktur jedes Moduls kann mit einer Auswahl
von Standard-Endabschnitten
ausgestattet werden, die dazu dienen, die Identität und den
Zweck des Moduls, z.B. Kabinenmodul, Gangmodul, Behälter usw.,
zu bestimmen. Das einfache viereckige Kabinenmodul wird durch Mischen
einer Reihe von Standardmodulen mit einer Reihe von Standardendabschnitten
wie oben in eine Zahl von Veränderungen
umgewandelt. Diese Module können
danach miteinander zu unterschiedlichen Formationen verbunden werden,
um Bauwerke zu erzeugen, die sich alle einzigartig unterscheiden.
-
Die
Integrität
von Einzelmodulen, die zur sich verstärkenden Festigkeit eines Wabenbauwerks
verbunden wird, wird ferner unterstützt durch die Schaumstoffpolsterfundamente
und die elastische Toleranz in der Zwischenmodulbefestigung. Die
Wabenstruktur ist, verglichen mit Ziegeln und Mörtel oder Eisengerüstkonstruktionen,
weniger anfällig
für Zusammenbrechen.
Falls Abschnitte von Wabenbauwerken zerstört werden, dann kann die verbleibende Struktur
eine ausreichende Stütze
gewährleisten,
um den Rest des Bauwerks am Platz aufrechtzuerhalten.
-
Einer
der Hauptvorteile ist die beträchtliche Kostenverringerung
beim Fertigen von Bauwerken dieser Art. Eine beträchtliche
Menge von veränderlichen
Anwendungen kann aus vergleichsweise wenigen Grundbausteinen aufgebaut
werden. Das System stellt fabrikmäßige Innenausstattungen und
innere Versorgungseinrichtungen bereit, die allgemein von höherer Qualität und billiger
herzustellen sind als die vor Ort aufgebauten. Die Schnelligkeit
und Einfachheit, mit der das Wabenstrukturbauwerk errichtet werden
kann, verringert Bauzeit und -kosten drastisch. Außerdem gibt
es eine bedeutende Verringerung der Bauvorkosten, wie beispielsweise
der für
die Beschäftigung
von Architekten, Vermessern, Baustellenleitung usw. ausgegebenen.
-
Der
Aufbau der Kabinen ist geeignet für eine Massenproduktion, was
Kostenvorteile sowohl bei Arbeitskräften als auch bei Material
ergibt. Die durch die Verwendung abweichender Abmessungen des gleichen
Erzeugnisses erzeugten unterschiedlichen Modulgrößen und das Einbeziehen unterschiedlicher Endabschnitte
bedeuten, daß viele
unterschiedliche Märkte
beliefert werden können,
ohne daß die
Notwendigkeit unterschiedlicher Fertigungsverfahren erzeugt wird.
-
Nackte
Module (wobei der Boden, die Decke und die Endabschnitte angebracht
sind) können
zu Spezialausstattern geliefert werden, wo sie eingerichtet werden,
bevor sie zur Baustelle befördert
werden.
-
Die
Beförderung
der Module wird vereinfacht, da sie leicht und fest sind, was ermöglicht,
daß sie
auf einem leichten Anhänger
an Stelle eines Schwerlastfahrzeugs plaziert und bewegt werden. Die
Struktur der Module ist derart, daß sie, falls notwendig, auf
ihren Seiten befördert
werden können. Die
Module sind ebenfalls für
eine Luftbeförderung
zu unzugänglichen
Orten oder bei militärischen
Anwendungen oder unter Umständen
geeignet, unter denen eine schnelle Reaktion erforderlich ist (z.B.
Notlagen wie Naturkatastrophen).
-
Einmal
aufgebaut, kann die Bauwerksstruktur später verhältnismäßig einfach modifiziert, erweitert
oder umkonfiguriert werden, um sich wechselnden Anforderungen anzupassen.
Außerdem
kann die Bauwerksstruktur mit Leichtigkeit als Ganzes oder in Teilen
umgesetzt werden.
-
Da
die Teilmodule eine Standardkonstruktion haben, eignet sich die
Bauwerksstruktur gut für
einfache Systeme für
Rechnermodellierung und virtuelle Realität, die eine Entwurfsplanung
ermöglichen.
Die Einfachheit würde
ebenfalls ermöglichen,
daß der Endnutzer
des Bauwerks sich an der Gestaltung des Bauwerks beteiligt.
-
Die
modulare Beschaffenheit des Bauwerks ermöglicht, daß es in der Größe angemessen
erweitert oder verringert wird. Dies kann sowohl für den Wohn-
als auch für
den Gewerbemarkt einen Vorteil haben. Zum Beispiel werden Wohnraumerstkäufer in der
Lage sein, mit einem kleinen Haus mit einem Schlafzimmer zu beginnen,
die Größe des Gebäudes mit
der Zeit durch Hinzufügen
von Zusatzmodulen zu erweitern, wenn die Familie wächst, und
die Größe des Gebäudes durch
Entfernen von Modulen zu verringern, wenn sich die Familie verkleinert.
Der Stil des Hauses kann so gebaut werden, daß er zu den Vorlieben des Besitzers
paßt. Ähnlich kann
im gewerblichen Bereich die Größe des Gebäudes über dessen gesamte
Lebensdauer verändert
werden, um das Wachstum oder die sich verringernde Größe des Geschäfts widerzuspiegeln.
-
Ähnlich können ungenutzte
modulare Gebäude
zerlegt und entfernt werden, so daß häßliche, verwahrloste oder verwüstete Gebäude leicht
zu entfernen sind. Eine minimale Störung der Bodenstruktur bedeutet,
daß der
Boden in einen Grünflächenzustand
zurückgeführt werden
kann, nachdem die Gebäude
entfernt worden sind.
-
Eine
Vermögensbewertung
für Verkaufs- oder
Finanzierungszwecke wird insofern vereinfacht, als der Wert des
Vermögens
nicht mehr durch Lage und Gestaltung eingeschränkt wird und durch den Gesamtwert
seiner Einzelteile leicht eingeschätzt werden kann, während der
Standort gesondert in Bezug auf Größe und Lage bewertet wird.
-
Die
vorliegende Erfindung gewährleistet,
im Vergleich mit den 15 Jahren für
vorhandene Strukturen, eine verbesserte Haltbarkeit bei vorgefertigten Bauwerken
von etwa 40 Jahren, mit einem höheren Standard
der Innenausstattungen und inneren Versorgungseinrichtungen.