EP2256262A1 - Holzgebäudemodul, seine Verwendung, und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
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- E04B7/22—Roofs consisting of self-supporting slabs, e.g. able to be loaded the slabs having insulating properties, e.g. laminated with layers of insulating material
Definitions
- the application relates to a wooden building module, the use of the module, and a method for its production.
- the invention sets itself the goal of providing improved modules and manufacturing methods therefor.
- the modules according to the invention comprise mutually parallel first and second elongate components which are connected by respective pin arrangements to third elongated members such that the pins are aligned in at least two different directions, obliquely and transversely to the longitudinal direction of the first and second members.
- the module can be easily built, and may have cavities for receiving insulation material and / or supply lines. From the point of view of the production of a wooden building module, the invention proposes to lay elongated components parallel with their underside on a flat surface and to peg with other elongate components so that the bottom is not penetrated and the pins in at least two different directions and obliquely are arranged transversely to the laying direction.
- the module to be set up in a lying position, whereby the module does not need to be turned between individual steps, which contributes to the dimensional accuracy and efficiency of the method.
- the underside of the module remains unharmed as a visible surface.
- the parallel woods come to lie horizontally, so that acting on it loads.
- the third, connecting woods also parallel and in each case between two of the other to arrange such that the third woods on one side of the plane of the remaining woods protrude.
- the anchoring takes place e.g. in this plane, wherein each of the third woods over the entire length, that is connected to a plurality of alternately inclined dowels with two adjacent woods.
- each of the dowels protrudes through two third woods and the intervening first or second wood.
- an embodiment may be provided with two opposing horizontal planes by again fitting and interlocking wood between the parts of the third woods projecting out of the plane.
- a transverse strip can be dowelled as a conclusion.
- the parallel woods are generally oblique to the vertical and to the horizontal.
- a lower level of alternating first and second woods is arranged with arranged on the joints, also parallel third woods in different directions obliquely to the longitudinal direction such that in particular the bottom is not penetrated, but the dowels obliquely through the third woods in blind holes of the first or second woods protrude.
- This dowel expediently extends over the entire length of the third woods.
- a roof covering can be applied, or another continuous wooden layer of turn alternating woods.
- the yes no visible surface represents, then stand the dowels through the position alternately obliquely in the third woods.
- a bar can be doweled across them.
- the latter two constructions can be combined with each other by e.g. a surface as above for the ceiling module, which is opposite as described above for the roof module. It is also possible to use the ceiling module unchanged, but in an inclined position as a roof module, or the two-walled roof module in a horizontal position as a ceiling module.
- the terminations can be designed so that additional modules can be placed on a shoulder of the neighboring module, so that no continuous gap remains and the modules can perform natural movements.
- the first and second woods are held only pointwise and can work without causing excessive tension.
- the connecting third woods can be split lengthwise and pegged points, which may be useful especially when used as a wall module, as this measure the sound insulation is improved.
- the attachment of the crossbars of the wall module is expediently carried out in recesses in the first and second woods, wherein the Schrägverdübelung is carried out through the bearing surfaces of the recesses for the third woods.
- recesses or bevels in the third (ceiling module) or first and second woods (roof module) may be provided to strengthen the cohesion with the respective complementary woods.
- each of the third woods is pinned twice to each of the adjacent first and second woods such that the pegs face in at least four different directions.
- opposing first and second woods are pinned with the intervening third woods, so that two parallel wooden panels arise.
- the third woods are parallel to the first and second woods, and on or between them.
- the dowels are pre-dried so that they swell when installed and connect the woods even more firmly.
- Transverse includes “oblique”, but also an included angle between 89 ° and 90 ° or between 70 ° and 90 °.
- transverse means an included angle ⁇ of 20 ° to 90 °.
- the corresponding supplement angle ⁇ is in each case 180 ° - ⁇ and may alternatively be in the stated intervals.
- the angle between such adjacent dowels connecting the same wood elements is suitably 8 ° to 120 ° or 20 ° to 80 °.
- dowels per meter of wood elements are used; their total cross-section per length of wood elements
- dowels with a diameter of 16 mm or 12 mm it is more than 500 mm 2 / m or at least 1000 mm 2 / m.
- the first wall module shown are two parallel wooden panels 1 and 2 formed from vertically connected squared timbers 11, 12 joined together by grooves and springs 5 (generally 1-4, alternatively foreign springs) via two transverse and horizontally arranged transverse beams 3 'and 3 "with each other pegged 4.
- FIG. 1B an exploded view;
- Figure 1C a top view from above;
- FIG. 1D a view, again with two distant squared timbers of the front plate 1; and
- Figure 1E a cut along in FIG. 1D dot-dash line e1-e1.
- the crossbars 3 'and 3 are in grooves 7 and recesses 6 in the vertical squared timbers 11, 12, 11', 12 'fitted, the dowels 4 are introduced obliquely to the longitudinal direction, without the outside of the plates 1, 2 to Moreover, in the illustrated embodiment, the dowels are skewed towards one another, respectively in the direction of the next adjacent squared timber 12, 11, as best seen in the plan view Figure 1C seen.
- 12 blind holes are provided in the vertical squared timbers 11, and 3 "and 3" through holes in the transverse beams 3.
- the through holes are pre-drilled and the dowels are then pressed about halfway through the blind holes through them.
- the later outer side 2 has the slightly longer squared timbers 11, 12 with the transverse groove 7, so that these squared timbers later stand out above the upper transverse beam 3 'and represent a screen.
- the transverse groove 7 is milled before the squared timbers 11, 12 are fixed to each other.
- the cross section of the outer and inner squared timbers 11, 12 and 11 ', 12' may be identical, the wood species but different.
- the outer and inner squared timbers can be offset from one another with uniform cross section, as shown in FIG Figure 1C is indicated.
- Figure 1E which is a section along the dash-dotted line e1-e1 in FIG. 1D 4, it can be seen that the dowels 4 are inserted obliquely outwards through the transverse bars 3 ', 3 "into the outer 2 or inner plate 1.
- the angles to the longitudinal direction are the squared timbers equal in size; but it can also be provided depending on the application and different sized angles inside and outside.
- the angles of the dowels to the plate normal (left and right) in Figure 1C equal in terms of size; but it is also possible to provide different angles to the plate normal.
- FIGS. 2A-E illustrated second wall module are two parallel, from each other by grooves and springs 5 connected vertically squared timbers formed wood panels 1, 2 again two flat and horizontally arranged, but longitudinally split and selectively dowelled crossbars 13a 'and 13b' or 13a "and 13b " connected with each other.
- FIG. 2A a complete view with two squared timbers
- FIG. 2B an exploded view
- Figure 2C a top view from above
- FIG. 2D a view, again with two distant squared timbers of the front plate
- Figure 2E a section through the module along line e2-e2 in FIG. 2D
- This module is useful for interior walls that are thinner and therefore more susceptible to unwanted sound transmission.
- FIGS. 3A-E shown ceiling module are two horizontal parallel wood panels by alternately arranged flat 21, 22 and 21 ', 22' and 23 upright Asked, pinned together squared timbers or beams, so that the connection between the two plates is provided by the edgewise wood 23 and dowels 24 therethrough.
- FIG. 3A a complete view with a distant square timber at the top
- FIG. 3B an exploded view
- FIG. 3C a top view from above
- Figure 3D a longitudinal section through the module along line e3-e3 in Figure 3C
- FIG. 3E a cross section.
- the dowels may be arranged in through holes or the last hole may be a blind hole.
- a frontally mounted board 34 is shown, which closes the interspaces 26 formed between the parallel woods.
- This face board 34 is pegged or pinned 25 ', 25 "with the flattened woods 21 and 22 or 21' and 22" of the upper and lower levels in turn in two different, oblique to the longitudinal direction of the parallel woods directions.
- For 34 through holes 27 are provided in the front board.
- a support assembly 28 may be formed at the end of the module, with which the module can be placed on a neighboring module to form a ceiling without continuous joints.
- FIGS. 4A-E shown two parallel mounted wood panels 1, 2 by flat Asked squared timbers 29 'and 29 "are formed, which in turn are connected by at their joints edgewise built timbers or beams 31 shows FIG. 4A a complete view; FIG. 4B an exploded view; FIG. 4C a top view from above; Figure 4D a cross section through the module (line e4-e4); and Figure 4E a longitudinal section.
- the pinning or anchoring is done obliquely by the edgewise wood 31 such that the underside of the lower plate 1 is not penetrated and thus provides an undiluted visible surface down.
- blind holes are formed in the flattened square timbers 29 "of the lower layer 1, into which the anchors 33 protrude FIGS. 4A-E shown, an upper plate 2 is provided, the squared timbers 29 'of this level are pegged from above with the upright standing timber 31.
- Through holes are provided in the upper plate 2.
- the holes in the upright standing timber 31 can either be through-holes or blind holes, since this area is no longer visible after assembly anyway. Similar to the case of the ceiling module, a support for a neighboring module can be arranged peripherally. In FIG.
- 4C 37 also shows a purlin, with the upper marginal squared timber is removed.
- the space between the parallel woods 29 ', 31, 29 can be closed outwardly as shown by intermediate boards 38.
- these boards 38 are placed where the outer wall W terminates below (see FIG Figure 4E ), so that the protruding part of the roof module provides a canopy.
- a vapor barrier 36 made of a film or the like.
- FIG. 6 shows another variant of the roof module, in which the upper wooden plate 2 is formed by arranged between the edgewise wood 31 flattened squared timbers 42, similar to the design of the ceiling module according to FIGS. 3A-E , Regardless of the modular design is in FIG. 6 to recognize a laterally, ie gable-side gedübeltes end plate 41, which extends over the entire thickness of the module.
- FIG. 7 is a flow diagram of an embodiment of the manufacturing method according to the invention shown. Accordingly, first several squared timbers are laid out in parallel on a flat surface S1 as well as further squared timbers either on, or placed between the parallel squared timbers S2 and then sequentially pinned or pegged with the timber laid out on the flat surface S3. In the case that the other woods are placed on the already laid out woods, they can be placed parallel or transverse or perpendicular to the latter. The pinning or pegging takes place in embodiments in such a way that the underside of the laid-out woods is not penetrated, from which an undamaged (later visual) surface results.
- a double-layered module is to be produced, squared timbers can again be arranged on or between parts of the further woods leading away from the flat surface and pinned or pinned to these parts S4.
- the resulting gap can be closed off at the front eg by a board S5.
- sealing or insulating material can be introduced into the intermediate space S6.
- one or two layers of impregnated paper (or other fiber material) are expediently used as windbreak, and one or more sheets of softwood fiber as thermal insulation. If several plates are stacked, they can be connected, if desired, with a small amount of white glue.
- an array of vertically skewed struts may be provided in the space between the upper and lower transoms. These struts can be dotted up or down with the crossbars, or juxtaposed. If both oblique struts and insulation are provided, the insulation material is cut according to the inclination of the struts.
- a door and / or window frame may be provided in the space in wall modules. In this case, the vertical squared timbers are shortened or divided accordingly, in such a way that a smaller opening remains in the outer layer than in the inner layer. As a result, the door or window frame can be fastened from the inside to the protruding edge of the outer layer.
- first and second elongate timber building elements eg square timbers or beams
- a connection is provided by either the third, transverse or parallel to the first and second lying thereon or therebetween.
- the third elements are in at least two different with the first and second Directions obliquely and transversely to the longitudinal direction of the first and second elements pinned or pegged.
- the first and second elements are identical per se and are part of the same plate.
- a possibly opposite second plate is accordingly formed by possibly differently constructed fourth and fifth, in turn alternating elements, so that the first to fifth elements form an H-like structure (exception: top open roof module according to FIG. 5 ).
- the central third element is connected to each of the four surrounding elements by at least two obliquely oriented dowels (pins), resulting in the particular stability and durability.
- pins obliquely oriented dowels
- H (side by side) forms, that is connected to a plurality of first and second (possibly also fourth and fifth) elements.
- a variety in this sense are at least six.
- the resilience of the presented modules results from the variety and mutually angled arrangement of the dowels.
- the dowels are introduced with a lower moisture content than the moisture content of the building moisture (eg pre-dried) in obliquely pre-drilled holes. Suitable are hardwoods, such as beech and oak. Due to the oblique to the axis and possibly level drilled dowels results in a three-dimensional, solid compound on the Abscher vom and friction surfaces.
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Abstract
Description
- Die Anmeldung betrifft ein Holzgebäudemodul, die Verwendung des Moduls, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
- Es ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 20 2004 014 003 U1 bekannt, ein doppelwandiges Baumodul herzustellen, indem man nebeneinander angeordnete Kanthölzer miteinander in der Wandebene verstiftet, so dass die Stifte senkrecht zur Längsrichtung der Kanthölzer ausgerichtet sind. Die Verbindung zwischen den beiden Ebenen wird dabei durch stirnseitige, podestartige Schwellen bereitgestellt. - Es hat sich herausgestellt, dass die Eigenschaften solcher Module noch unbefriedigend sind.
- Dem zu Folge setzt sich die Erfindung zum Ziel, verbesserte Module und Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen.
- Die erfindungsgemäßen Module weisen zueinander parallele erste und zweite längliche Bauelemente auf, die durch jeweilige Stift-Anordnungen mit dritten länglichen Bauelementen derart verbunden sind, dass die Stifte in wenigstens zwei verschiedenen Richtungen, schräg und quer zur Längsrichtung der ersten und zweiten Elemente ausgerichtet sind.
- Dadurch wird eine besonders günstige Verteilung der Lasten auf das Modul erreicht. Es sind weder metallische noch chemische Verbundmittel oder Kleber erforderlich. Das Modul kann leicht gebaut werden, und kann Hohlräume zur Aufnahme von Dämmmaterial und/oder Versorgungsleitungen aufweisen. Unter dem Aspekt der Herstellung eines Holzgebäudemoduls schlägt die Erfindung vor, längliche Bauelemente parallel mit ihrer Unterseite auf einer ebenen Fläche zu verlegen und mit weiteren länglichen Bauelementen so zu verstiften, dass dabei die Unterseite nicht durchsetzt wird und die Stifte in wenigstens zwei verschiedenen Richtungen schräg und quer zur Verlegerichtung angeordnet sind.
- Dadurch wird ein Aufbauen des Moduls in liegender Position ermöglicht, wobei das Modul zwischen einzelnen Schritten nicht gewendet zu werden braucht, was der Maßhaltigkeit und Effizienz des Verfahrens förderlich ist. Zudem bleibt die Unterseite des Moduls als Sichtfläche unverletzt erhalten.
- Insbesondere kann das Modul als Wand-, Decken- oder Dachmodul verwendet werden, z.B. in den folgenden Varianten:
- Im ersteren Fall können die zueinander parallelen Hölzer vertikal stehen. Es ist zweckmäßig, diese vertikalen Hölzer mit wenigstens zwei Waagrecht- oder Querbalken zu verbinden und dabei jeden Querbalken mit jedem der vertikalen Hölzer zweifach, in verschiedenen Richtungen, zu verdübeln. Für eine Ausführung mit Außen- und Innenwand kann auf der gegenüberliegenden Seite der Querbalken eine weitere Lage aus wiederum zueinander und/oder zu den senkrechten Hölzern parallelen Hölzern in gleicher Weise angedübelt werden. Dabei können Innen- und Außenwand aus verschiedenen oder gleichen Hölzern bestehen. Dazwischen können zusätzliche Schräg-Verstrebungen zwischen den Querbalken, Dämmmaterial, Weichholzplatten, Papier- und/oder andere Faserschichten angeordnet werden. In Innen- und Außenwand können Tür- oder Fensterausschnitte angeordnet werden, wobei zweckmäßig der Ausschnitt in der Außenwand in Höhe und Breite kleiner ist, so dass an dem Überstand der jeweilige Tür- bzw. Fensterrahmen angebracht werden kann. Bei doppelwandiger Ausführung kann eine der Wände über den oberen Querbalken überstehen und so einen Sichtschutz bieten.
- Im zweiten Fall, dem Deckenmodul, kommen die parallelen Hölzer horizontal zu liegen, so dass darauf Traglasten wirken. Es ist in diesem Fall zweckmäßig, die dritten, verbindenden Hölzer ebenfalls parallel und jeweils zwischen zwei der anderen derart anzuordnen, dass die dritten Hölzer auf einer Seite aus der Ebene der übrigen Hölzer hervorstehen. Die Verdübelung erfolgt z.B. in dieser Ebene, wobei jedes der dritten Hölzer über die ganze Länge, also mit einer Vielzahl von abwechselnd schräg gestellten Dübeln mit beiden benachbarten Hölzer verbunden ist. Insbesondere ragt jeder der Dübel durch jeweils zwei dritte Hölzer und das dazwischenliegende erste bzw. zweite Holz. Auch in diesem Fall kann eine Ausführungsform mit zwei einander gegenüberliegenden, horizontalen Ebenen vorgesehen sein, indem zwischen den aus der Ebene hervorstehenden Teilen der dritten Hölzer wiederum Hölzer eingepasst und in gleicher Weise verdübelt werden. Stirnseitig kann als Abschluss eine Querleiste angedübelt werden.
- Im dritten Fall als Dachmodul liegen die parallelen Hölzer im Allgemeinen schräg zur Vertikalen und zur Horizontalen. Eine untere Ebene aus einander abwechselnden ersten und zweiten Hölzern ist mit auf den Stoßstellen angeordneten, ebenfalls parallelen dritten Hölzern in verschiedenen Richtungen schräg zur Längsrichtung derart verdübelt, dass insbesondere die Unterseite nicht durchsetzt wird, sondern die Dübel schräg durch die dritten Hölzer in Sacklöcher der ersten bzw. zweiten Hölzer ragen. Diese Verdübelung erstreckt sich zweckmäßig über die ganze Länge der dritten Hölzer. Auf diese Anordnung kann entweder direkt eine Dachbedeckung aufgebracht werden, oder eine weitere durchgehende Holzlage aus wiederum einander abwechselnden Hölzern. Bei dieser oberen Lage, die ja keine Sichtfläche darstellt, stehen dann die Dübel durch die Lage hindurch abwechselnd schräg in den dritten Hölzern. Zwecks Abschluss des Raumes zwischen den dritten Hölzern kann quer zu ihnen eine Leiste angedübelt werden. Zur Bildung eines Vordaches können die ersten und zweiten, gewünschtenfalls auch die dritten Hölzer darüber hinausstehen.
- Grundsätzlich können die letzteren beiden Bauweisen miteinander kombiniert werden, indem z.B. eine Fläche wie oben für das Deckenmodul, die gegenüberliegende wie oben für das Dachmodul beschrieben gebildet wird. Es ist auch möglich, das Deckenmodul unverändert, jedoch in geneigter Lage als Dachmodul zu verwenden, oder das zweiwandige Dachmodul in horizontaler Lage als Deckenmodul.
- Bei Dach- und Deckenmoduln können die Abschlüsse so ausgebildet sein, dass weitere Moduln auf einen Absatz des Nachbarmoduls gelegt werden können, so dass kein durchgehender Spalt bleibt und die Moduln natürliche Bewegungen ausführen können.
- Durch die Verdübelung vermittels dritter Hölzer werden die ersten und zweiten Hölzer nur punktweise festgehalten und können arbeiten, ohne übermäßige Spannungen hervorzurufen. Die verbindenden dritten Hölzer können längs geteilt und punktuell verdübelt sein, was besonders bei der Verwendung als Wandmodul zweckmäßig sein kann, da durch diese Maßnahme die Schalldämmung verbessert wird. Die Anbringung der Querbalken des Wandmoduls erfolgt zweckmäßig in Ausnehmungen in den ersten und zweiten Hölzern, wobei die Schrägverdübelung durch die Auflageflächen der Ausnehmungen für die dritten Hölzer hindurch erfolgt. In ähnlicher Weise können bei Decken- oder Dachmoduln Ausnehmungen oder Abfasungen in den dritten (Deckenmodul) bzw. ersten und zweiten Hölzern (Dachmodul) vorgesehen sein, um den Zusammenhalt mit den jeweils komplementären Hölzern zu verstärken.
- Durch die schräge Ausrichtung der Stifte bzw. Dübel liegen beim Wandmodul diejenigen, die ein gegebenes erstes und zweites Holz mit dem dritten verbinden, höchstens paarweise in einer Ebene. Die durch mehrere Paare dieser Dübel aufgespannten Ebenen sind zueinander jedoch nicht parallel.
- In Ausführungsformen wird jedes der dritten Hölzer doppelt mit jedem der benachbarten ersten und zweiten Hölzer derart verstiftet, dass die Stifte in mindestens vier verschiedene Richtungen weisen. In weiteren Ausführungsformen werden einander gegenüberliegende erste sowie zweite Hölzer mit den dazwischenliegenden dritten Hölzern verstiftet, so dass zwei parallele Holztafeln entstehen. In weiteren Ausführungsformen liegen die dritten Hölzer parallel zu den ersten und zweiten Hölzern, und auf oder zwischen diesen.
- In Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens werden die Dübel vorgetrocknet eingebracht, so dass sie im eingebauten Zustand aufquellen und die Hölzer noch fester verbinden.
- Im Rahmen dieser Anmeldung bedeutet "schräg" einen eingeschlossenen Winkel α von 1° bis 89° oder 5° bis 70°. "Quer" umfasst "schräg", aber auch einen eingeschlossenen Winkel zwischen 89° und 90° bzw. zwischen 70° und 90°. Bevorzugt bezeichnet "quer" einen eingeschlossenen Winkel α von 20° bis 90°. Der entsprechende Supplementwinkel β ist dabei jeweils 180°-α und kann alternativ in den genannten Intervallen liegen. Als Längserstreckungsrichtung der Holz-Elemente wird jeweils die Richtung der deren Mittellinie umfassenden Geraden verstanden. Der Winkel zwischen solchen benachbarten Dübeln, die dieselben Holz-Elemente verbinden, beträgt zweckmäßig 8° bis 120° oder 20° bis 80°. Allgemein werden wenigstens 4 oder 5 Dübel pro Meter der Holzelemente eingesetzt; ihr Gesamtquerschnitt pro Längenmeter der Holz-elemente beträgt z.B. bei Dübeln des Durchmessers 16 mm oder 12 mm mehr als 500 mm2/m oder mindestens 1000 mm2/m.
- Weitere Vorteile und Aspekte ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand von Zeichnungen. Es zeigen:
- Figuren 1A-E
- eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wandmoduls in diversen Perspektiven;
- Figuren 2A-E
- eine Variante des erfindungsgemäßen Wand- moduls in diversen Perspektiven;
- Figuren 3A-E
- eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Deckenmoduls in diversen Perspektiven;
- Figuren 4A-E
- eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dachmoduls in diversen Perspektiven;
- Figuren 5+6
- zwei Varianten des Dachmoduls; und
- Figur 7
- ein Laufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
- Bei dem in den
Figuren 1A-E dargestellten ersten Wandmodul sind zwei parallele, aus miteinander durch Nuten und Federn 5 (allgemein deren 1-4; alternativ fremde Federn) verbundenen vertikal gestellten Kanthölzern 11, 12 gebildete Holzplatten 1 und 2 über zwei flach und horizontal angeordnete Querbalken 3' und 3" miteinander verdübelt 4. Dabei zeigtFigur 1A eine Komplettansicht des Moduls mit zwei aus der vorderen Platte 2 entfernten Kanthölzern;Figur 1B eine Explosionsdarstellung;Figur 1C eine Draufsicht von oben;Figur 1D eine Ansicht, mit wiederum zwei entfernten Kanthölzern der vorderen Platte 1; undFigur 1E einen Schnitt entlang der inFigur 1D strichpunktierten Linie e1-e1. - Die Querbalken 3' und 3" sind in Nuten 7 bzw. Ausnehmungen 6 in den vertikalen Kanthölzern 11, 12, 11', 12' eingepasst, wobei die Dübel 4 schräg zu deren Längsrichtung eingebracht sind, ohne die Außenseite der Platten 1, 2 zu durchsetzen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Dübel darüber hinaus zueinander schräggestellt, nämlich jeweils in Richtung von dem nächstbenachbarten Kantholz 12, 11 weg, wie am besten aus der Draufsicht gemäß
Figur 1C ersichtlich. Dazu sind in den vertikalen Kanthölzern 11, 12 Sacklöcher vorgesehen, in den Querbalken 3' und 3" Durchgangslöcher. Bei der Montage des liegenden Moduls sind die Querbalken 3' und 3" noch von unten und oben problemlos zugänglich; nach Aufstellen des Wandmoduls sind die Dübel 4 praktisch unsichtbar. Die Durchgangslöcher werden vorgebohrt und die Dübel dann durch sie hindurch etwa hälftig in die Sacklöcher gedrückt. Die spätere Außenseite 2 weist die etwas längeren Kanthölzer 11, 12 mit der Quernut 7 auf, so dass diese Kanthölzer später nach oben über den oberen Querbalken 3' hinausstehen und eine Sichtblende darstellen. Die Quernut 7 wird eingefräst, bevor die Kanthölzer 11, 12 aneinander fixiert sind. Ebenso wird mit den randständigen Ausnehmungen 6 der längeren (unten) und der kürzeren Kanthölzer 11', 12' (unten und oben) der späteren Innenseite 1 verfahren. Der Querschnitt der äußeren und inneren Kanthölzer 11, 12 bzw. 11', 12' kann identisch sein, die Holzart aber unterschiedlich. Um beim Aneinandersetzen mehrerer Moduln durchgehende Fugen zu vermeiden, können die äußeren und inneren Kanthölzer bei gleichbreitem Querschnitt gegeneinander versetzt angeordnet sein, wie dies inFigur 1C angedeutet ist. Aus derFigur 1E , die einen Schnitt entlang der strichpunktierten Linie e1-e1 inFigur 1D darstellt, ist ersichtlich, dass die Dübel 4 durch die Querbalken 3', 3" hindurch schräg nach außen in die Außen- 2 bzw. Innenplatte 1 eingebracht werden. In diesem Beispiel sind die Winkel zur Längsrichtung der Kanthölzer betragsmäßig gleich groß; es können aber je nach Anwendung auch unterschiedlich große Winkel innen und außen vorgesehen sein. Ebenso sind die Winkel der Dübel zur Plattennormalen (links und rechts) inFigur 1C betragsmäßig gleich groß dargestellt; es ist aber auch möglich, verschieden große Winkel zur Plattennormalen vorzusehen. - Bei dem in den
Figuren 2A-E dargestellten zweiten Wandmodul sind zwei parallele, aus miteinander durch Nuten und Federn 5 verbundenen vertikal gestellten Kanthölzern gebildete Holzplatten 1, 2 wiederum über zwei flach und horizontal angeordnete, jedoch längs geteilte und punktuell wieder verdübelte Querbalken 13a' und 13b' bzw. 13a" und 13b" miteinander verbunden. Dabei zeigtFigur 2A eine Komplettansicht mit zwei entfernten Kanthölzern;Figur 2B eine Explosionsdarstellung;Figur 2C eine Draufsicht von oben;Figur 2D eine Ansicht, mit wiederum zwei entfernten Kanthölzern der vorderen Platte; undFigur 2E einen Schnitt durch das Modul entlang Linie e2-e2 inFigur 2D . Im Unterschied zum erstgenannten Modul ist in diesem Fall kein Überstand der Außenwand 2 vorgesehen. Dieses Modul ist zweckmäßig für Innenwände, die dünner ausgeführt werden und deshalb anfälliger für unerwünschten Schalldurchtritt sind. - Abgesehen von der Ausbildung der Querbalken und der Außenwand ist dieses Modul gleich aufgebaut wie das vorstehend beschriebene; meist werden in diesen Figuren die gleichen Bezugszeichen wie vorher mit derselben Bedeutung verwendet. Um die separaten Querbalkenkomponenten 13a' und 13b' bzw. 13a" und 13b" zu verbinden, werden sie durch durchgehende Dübel 16 punktuell gekoppelt. Dadurch wir die Festigkeit gewährleistet, im Wesentlichen ohne Schall zu übertragen.
- Bei dem in den
Figuren 3A-E dargestellten Deckenmodul sind zwei horizontale parallele Holzplatten durch abwechselnd angeordnete flach 21, 22 bzw. 21', 22' und hochkant 23 gestellte, miteinander verstiftete Kanthölzer oder Balken gebildet, so dass die Verbindung zwischen beiden Platten durch die hochkant gestellten Hölzer 23 und dahindurchgehenden Dübel 24 bereitgestellt ist. Dabei zeigtFigur 3A eine Komplettansicht mit einem entfernten Kantholz vorn oben;Figur 3B eine Explosionsdarstellung;Figur 3C eine Draufsicht von oben;Figur 3D einen Längs-Schnitt durch das Modul entlang Linie e3-e3 inFigur 3C; und Figur 3E einen Querschnitt. - Wie man aus den
Figuren 3A und3E erkennt, tragen die bis zur Außenseite durchgehenden, hochkant gestellten Balken 23 die Hauptlast. Durch die Verdübelung innerhalb der oberen und unteren Lage mit den jeweils benachbarten, flachgestellten Kanthölzern 21 und 22 bzw. 21' und 22' wird erreicht, dass wiederum die Dübel 24 nicht durch die Ober- bzw. Unterseite treten, und nach erfolgtem Zusammenbau unsichtbar sind. Im Übrigen sind in diesem Beispiel Dübel 24 dargestellt, die durch jeweils zwei benachbarte hochkantgestellte Kanthölzer 23 sowie ein flach dazwischenliegendes Kantholz 21 bzw. 22 bzw. 21' bzw. 22" ragen, wie in denFiguren 3C und 3D zu erkennen ist. Auf diese Weise wird die Verbindung zu den benachbarten Hölzern gewährleistet. Es ist aber möglich, die Verdübelung nur zwischen jeweils zwei benachbarten Hölzern vorzunehmen, wobei die Dübel in Durchgangslöchern angeordnet sein können oder das jeweils letzte Loch ein Sackloch sein kann. In derFigur 3B ist zusätzlich ein stirnseitig angebrachtes Brett 34 dargestellt, welches die zwischen den parallelen Hölzern gebildeten Zwischenräume 26 abschließt. Dieses Stirnbrett 34 wird mit den flachgestellten Hölzern 21 und 22 bzw. 21' und 22" der oberen und unteren Ebene wiederum jeweils in zwei verschiedenen, zur Längsrichtung der parallelen Hölzer schrägen Richtungen verdübelt oder verstiftet 25',25". Dafür sind in dem Stirnbrett 34 Durchgangslöcher 27 vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind jeweils zwei, ein bestimmtes Kantholz mit dem Stirnbrett 34 verbindende Dübel 25',25" aufeinander zu weisend angeordnet. Im Zuge des fortschreitenden Zusammenbaus des Moduls wird jeweils ein weiteres der parallelen Hölzer mit den bereits montierten verdübelt. Wie in derFigur 3E zu erkennen ist, kann am Ende des Moduls eine Auflageanordnung 28 ausgebildet sein, mit der das Modul auf ein Nachbarmodul aufgelegt werden kann, um eine Decke ohne durchgehende Fugen zu bilden. - Bei dem in den
Figuren 4A-E dargestellten ersten Dachmodul sind zwei geneigt zu montierende parallele Holzplatten 1, 2 durch flach gestellte Kanthölzer 29' bzw. 29" gebildet, die ihrerseits durch an ihren Stoßstellen hochkant eingebaute Kanthölzer oder Balken 31 verbunden sind. Dabei zeigtFigur 4A eine Komplettansicht;Figur 4B eine Explosionsansicht;Figur 4C eine Draufsicht von oben;Figur 4D einen QuerSchnitt durch das Modul (Linie e4-e4); undFigur 4E einen Längs-Schnitt. - Bei diesem Modul erfolgt die Verstiftung bzw. Verdübelung schräg durch die hochkant gestellten Hölzer 31 derart, dass die Unterseite der unteren Platte 1 dabei nicht durchsetzt wird und somit nach unten eine unverletzte Sichtfläche bereitstellt. Dazu sind in den flachgelegten Kanthölzern 29" der unteren Lage 1 Sacklöcher ausgebildet, in die die Dübel 33 hineinragen. Falls, wie in den in den
Figuren 4A-E dargestellt, eine obere Platte 2 vorgesehen ist, werden die Kanthölzer 29' dieser Ebene von oben her mit den hochkant stehenden Hölzern 31 verdübelt. In der oberen Platte 2 sind dazu Durchgangslöcher vorgesehen. Dabei können die Löcher in den hochkant stehenden Hölzern 31 entweder Durchgangs-35 oder Sacklöcher sein, da dieser Bereich nach der Montage ohnehin nicht mehr sichtbar ist. Ähnlich wie im Falle des Deckenmoduls kann randständig eine Auflage für ein Nachbarmodul angeordnet sein. InFigur 4C ist ferner mit 37 eine Pfette dargestellt, wobei das obere randständige Kantholz entfernt ist. Der Zwischenraum zwischen den parallelen Hölzern 29', 31, 29" kann wie dargestellt nach außen durch zwischengesetzte Bretter 38 abgeschlossen werden. Zweckmäßigerweise werden diese Bretter 38 dort angeordnet, wo darunter die Außenwand W endigt (sieheFigur 4E ), so dass der überstehende Teil des Dachmoduls ein Vordach bereitstellt. Wie aus derFigur 4D ersichtlich, kann zudem auf der unteren Platte 1 eine Dampfbremse 36 aus einer Folie oder dergleichen angeordnet sein. - Bei der in
Figur 5 dargestellten ersten Variante des Dachmoduls ist die obere der Holzplatten weggelassen worden, so dass eine Dachabdeckung direkt auf die hochkant eingebauten Hölzer 31 (die grundsätzlich auch einen runden oder quadratischen Querschnitt haben können) aufgebracht werden kann.Figur 6 zeigt eine andere Variante des Dachmoduls, bei der die obere Holzplatte 2 durch zwischen den hochkant gestellten Hölzern 31 angeordnete flachgestellte Kanthölzer 42 gebildet ist, ähnlich der Bauweise des Deckenmoduls gemäßFiguren 3A-E . Unabhängig von der Modulbauweise ist inFigur 6 ein seitlich, d.h. giebelseitig angedübeltes Abschlussbrett 41 zu erkennen, welches sich über die gesamte Dicke des Moduls erstreckt. - In
Figur 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dargestellt. Demgemäß werden zunächst mehrere Kanthölzer parallel auf einer ebenen Fläche ausgelegt S1 sowie weitere Kanthölzer entweder auf, oder zwischen die parallelen Kanthölzer gelegt S2 und dann nacheinander mit den auf der ebenen Fläche ausgelegten Hölzern verstiftet bzw. verdübelt S3. In dem Fall, dass die weiteren Hölzer auf die bereits ausgelegten Hölzer gelegt werden, können sie parallel oder quer oder senkrecht zu letzteren gelegt werden. Das Verstiften bzw. Verdübeln erfolgt in Ausführungsformen derart, dass dabei die Unterseite der ausgelegten Hölzer nicht durchsetzt wird, woraus sich eine unverletzte (spätere Sicht-)Fläche ergibt. Wenn ein doppelschichtiges Modul hergestellt werden soll, können auf oder zwischen von der ebenen Fläche wegweisenden Teilen der weiteren Hölzer wiederum Kanthölzer angeordnet und mit diesen Teilen verstiftet bzw. verdübelt werden S4. Der entstehende Zwischenraum kann stirnseitig z.B. durch ein Brett abgeschlossen werden S5. Außerdem kann in den Zwischenraum Dichtungs- oder Dämmmaterial eingebracht werden S6. Zweckmäßig sind hierbei für Außenwandmodule eine oder zwei Lagen aus imprägniertem Papier (oder einem anderen Fasermaterial) als Windschutz, sowie ein oder mehrere Platten aus Weichholzfaser als Wärmeisolierung. Werden mehrere Platten aufeinandergelegt, können diese gewünschtenfalls mit einer geringen Menge Weißleim verbunden werden. Wenn eine zusätzliche Versteifung erwünscht ist, kann in dem Zwischenraum zudem eine Anordnung von zur Vertikalen schräggestellten Streben zwischen oberem und unterem Querbalken vorgesehen sein. Diese Streben können oben oder unten mit den Querbalken verzapft, oder gegeneinandergestellt sein. Wenn sowohl Schrägstreben als auch Dämmung vorgesehen sind, wird das Dämmmaterial entsprechend der Neigung der Streben zugeschnitten. Ferner kann in dem Zwischenraum bei Wandmodulen ein Tür- und/oder Fensterrahmen vorgesehen sein. In diesem Fall werden die vertikalen Kanthölzer entsprechend gekürzt bzw. geteilt, und zwar derart, dass in der Außenlage eine kleinere Öffnung verbleibt als in der Innenlage. Dadurch kann der Tür- bzw. Fensterrahmen von innen an dem überstehenden Rand der Außenlage befestigt werden. - Zusammengefasst werden gemäß der Erfindung erste und zweite längliche Holzbauelemente, z.B. Kanthölzer oder Balken, abwechselnd nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Durch entweder quer, oder aber parallel zu den ersten und zweiten liegenden, darauf oder dazwischen stehende dritte Elemente wird eine Verbindung bereitgestellt. Die dritten Elemente sind mit den ersten und zweiten in zumindest zwei verschiedenen Richtungen schräg und quer zur Längsrichtung der ersten und zweiten Elemente verstiftet oder verdübelt.
- In Ausführungsformen sind die ersten und zweiten Elemente an sich baugleich und sind Bestandteil derselben Platte. Eine ggf. gegenüberliegende zweite Platte wird demgemäß durch ggf. anders aufgebaute vierte und fünfte, einander wiederum abwechselnde Elemente gebildet, so dass die ersten bis fünften Elemente eine H-ähnliche Struktur bilden (Ausnahme: oben offenes Dachmodul gemäß
Figur 5 ). Dabei ist das zentrale dritte Element mit jedem der vier es umgebenden Elemente durch jeweils mindestens zwei schräg zueinander orientierte Dübel (Stifte) verbunden, woraus sich die besondere Stabilität und Beständigkeit ergibt. Ersichtlich sind im Falle des Decken- und des geschlossenen Dachmoduls wesentlich mehr als zwei Verstiftungen pro "H" und außerdem eine Vielzahl von "H"s (übereinander) vonnöten, während im Falle des Wandmoduls jeder der beiden Querbalken als drittes Element eine Vielzahl von "H"s (nebeneinander) bildet, also mit einer Vielzahl von ersten und zweiten (ggf. auch vierten und fünften) Elementen verbunden ist. "Eine vielzahl" in diesem Sinne sind mindestens sechs. Die Belastbarkeit der vorgestellten Moduln ergibt sich aus der Vielzahl und zueinander gewinkelten Anordnung der Dübel. Bevorzugt werden die Dübel mit einer geringeren Holzfeuchte als der Bauzustandsfeuchte (z.B. vorgetrocknet) in schräg vorgebohrte Löcher eingebracht. Geeignet sind Harthölzer, wie Buche und Eiche. Durch die schräg zur Achse und ggf. Ebene eingebohrten Dübel ergibt sich eine dreidimensionale, feste Verbindung über deren Abscherflächen und Reibflächen. - Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Konstruktion sind in den variablen Holzabmessungen, der Einfachheit jeglicher Vorinstallation S7 (wie Rohre), der hohen Speicherkapazität auf Grund der massiven Innen- und Außenwände, der geringen Abminderung der Dämmung durch Wärmebrücken-bildende Holzanteile, und der beidseitig hochwertigen Sichtoberfläche zu sehen. Die Moduln stellen einsatzfertige Bauteile dar, für die keine vorgesetzte Dämmung oder Fassade nötig ist. Die Elemente können individuell arbeiten, wodurch weniger Risse auftreten. Dennoch ist eine exakte Bauteilgröße gewährleistet. Die Herstellung erfolgt am liegenden Objekt und ist einfach. Dabei kann je nach den bauphysiologischen Anforderungen und Wünschen auf Stahl und chemische Produkte wie synthetischen Leim in den Bauteilen verzichtet werden.
Claims (15)
- Holzgebäudemodul, umfassend:eine Vielzahl von ersten länglichen Holzbauelementen mit einer ersten Längs-Erstreckungsrichtung;eine Vielzahl von zweiten länglichen Holzbauelementen mit einer zweiten, zu der ersten parallelen Längs-Erstreckungsrichtung;mindestens zwei dritte längliche Holzbauelemente mit einer dritten Längs-Erstreckungsrichtung; undeine erste Anordnung von Verbindungsstiften zwischen den dritten länglichen Holzbauelementen einerseits und den ersten länglichen Holzbauelementen andererseits, sowie eine zweite Anordnung von Verbindungsstiften zwischen den dritten länglichen Holzbauelementen einerseits und den zweiten länglichen Holzbauelementen andererseits, wobei die erste und die zweite Anordnung von Verbindungsstiften entlang der dritten Längs-Erstreckungsrichtung ausgerichtet sind,wobei die Verbindungsstifte der ersten und der zweiten Anordnung in mindestens zwei verschiedenen Richtungen schräg und quer zu der Längs-Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten länglichen Holzbauelemente ausgerichtet sind.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 1, wobei jedes der dritten länglichen Holzbauelemente mit jeweils mindestens zwei der ersten länglichen Holzbauelemente und mit jeweils mindestens zwei der zweiten länglichen Holzbauelemente verstiftet ist, und mindestens vier Verstiftungen in unterschiedliche Richtungen weisen.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindungsstifte als Holzdübel ausgebildet sind.
- Holzgebäudemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dritte Längs-Erstreckungsrichtung quer oder senkrecht zur ersten und zweiten Längs-Erstreckungsrichtung liegt.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von ersten länglichen Holzbauelementen zusammen eine erste Holzplatte bilden, und wobei die Vielzahl von zweiten länglichen Holzbauelementen zusammen eine zweite, zur ersten parallele Holzplatte bilden.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 5, wobei die jeweils eine erste bzw. zweite Holzplatte bildenden ersten bzw. zweiten länglichen Holzbauelemente untereinander mit Nut und Feder verbunden sind.
- Verwendung des Holzgebäudemoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Wandmodul, wobei die erste und zweite Längs-Erstreckungsrichtung vertikal ist.
- Holzgebäudemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die dritte Längs-Erstreckungsrichtung parallel zur ersten und zweiten Längs-Erstreckungsrichtung liegt und die ersten und zweiten länglichen Holzbauelemente komplanar angeordnet sind.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von ersten länglichen Holzbauelementen und die Vielzahl von zweiten länglichen Holzbauelementen zusammen in alternierender Weise eine Holzplatte bilden, auf der die dritten länglichen Holzbauelemente angeordnet sind.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 9, wobei eine weitere in alternierender Weise aus einer Vielzahl von ersten länglichen Holzbauelementen und einer Vielzahl von zweiten länglichen Holzbauelementen zusammengesetzte Holzplatte auf der der einen Holzplatte gegenüberliegenden Seite der dritten länglichen Holzbauelemente angeordnet ist.
- Verwendung des Holzgebäudemoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 8 bis 10 als Dachmodul, wobei die erste und zweite Längs-Erstreckungsrichtung zur Horizontalen und zur Vertikalen geneigt ist.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von ersten länglichen Holzbauelemente und die Vielzahl von zweiten länglichen Holzbauelemente zusammen mit einer Vielzahl von dritten länglichen Holzbauelementen in alternierender Weise eine Holzplatte bilden, aus der Teile der dritten länglichen Holzbauelemente hervorstehen.
- Holzgebäudemodul nach Anspruch 12, wobei zwischen den hervorstehenden Teilen der dritten länglichen Holzbauelemente in alternierender Weise erste längliche Holzbauelemente und zweite längliche Holzbauelemente angeordnet sind, so dass eine weitere zusammengesetzte Holzplatte auf der der einen Holzplatte gegenüberliegenden Seite der dritten länglichen Holzbauelemente gebildet ist.
- Verwendung des Holzgebäudemoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 12 bis 14 als Deckenmodul, wobei die erste und zweite Längs-Erstreckungsrichtung horizontal ist.
- Verfahren zur Herstellung eines Holzgebäudemoduls, das Verfahren umfassend:Nebeneinanderlegen mehrerer länglicher Holzbauelemente mit ihrer Unterseite auf einer ebenen Fläche in einer Verlegerichtung quer zu einer Längs-Erstreckungsrichtung der länglichen Holzbauelemente;Verlegen mehrerer weiterer länglicher Holzbauelemente auf oder zwischen den nebeneinandergelegten länglichen Holzbauelementen; undVerstiften der weiteren länglichen Holzbauelemente mit jeweils mindestens zwei der nebeneinandergelegten länglichen Holzbauelemente nacheinander in der Verlegerichtung derart, dass die Unterseite der auf der ebenen Fläche befindlichen länglichen Holzbauelemente beim Verstiften nicht durchsetzt wird, wobei die Verstiftung in jedem der weiteren länglichen Holzbauelemente quer zur Längs-Erstreckungsrichtung und schräg zur Verlegerichtung derart erfolgt, dass die mindestens zwei Stifte in wenigstens zwei verschiedene Richtungen weisen.
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SI2256262T1 (sl) | 2013-09-30 |
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