NL1042932B1 - Gevelconstructie, en werkwijze voor het vervaardigen daarvan - Google Patents

Abstract

Beschreven is een gevelstructuur (100), omvattende: een basiseenheid (10), omvattende een vakwerk (15) van staanders en liggers met daarin aangebrachte isolatie-elementen (16) en aan weerszijden voorzien van een buitenbeplating (14) en binnenbeplating (18); een tegen de buitenzijde van de buitenbeplating (14) bevestigde isolatie-draagplaat (35); tegen de buitenzijde van de isolatie-draagplaat (35) bevestigde isolatieplaten of isolatiepakketten (23). Bij voorkeur zijn er voorts op de isolatiepakketten (23) bevestigde draagribben (32), bij voorkeur door schroeven (33) die door de isolatiepakketten (23) reiken en aangrijpen op de staanders (15) van de basiseenheid (10).

Description

GEBIED VAN DE UITVINDING

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een bouwconstructie voor het bouwen van woningen of andere gebouwen. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het construeren van de buitengevel.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Een woning (of ander gebouw) heeft wanden, die kunnen worden onderverdeeld in binnenwanden en buitenwanden. Een buitenwand vormt de overgang naar de buitenlucht, en wordt ook aangeduid ais gevel, soms zelfs voor de duidelijkheid als buitengevel'’.

Een buitengevel moet voldoen aan een aantal voorwaarden. Bij een traditionele manier van bouwen is de buitengevel onderdeel van de dragende constructie van het gebouw, en dient dus voldoende sterkte en draagvermogen te hebben. Daarenboven dient de buitengevel te voldoen aan eisen met betrekking tot isolatie en ventilatie.

Traditioneel heerst de gedachte, dat isolatie en ventilatie moeten worden aangebracht in een spouw. De traditionele opbouw van een buitengevel omvat derhalve twee muurdelen of muurbiaden (typisch baksteen of beton), op onderlinge afstand van elkaar. In de hierdoor tussen de muurbiaden overblijvende ruimte (de spouw) wordt dan isolatiemateriaal aangebracht. Soortgelijke oplossing vinden we bij Houtskeletbouw waar men in een soort sandwichgevel isolatie tussen de dragende staanders plaatst.

Dergelijke oplossingen zullen zeker kwalitatief goede resultaten bieden, maar hebben als nadeel onder meer dat de gehele constructie erg zwaar is en kwalitatief niet alle aspecten kan realiseren t.a.v. duurzaamheid en circulair.

Figuur 1 toont schematisch een horizontale dwarsdoorsnede van een gedeelte van een traditionele buitenwand 1A van een gebouw. De bovenzijde is naar buiten gericht, de onderzijde is naar de binnenzijde van het gebouw.

Referentie 2 duidt een gemetseld binnenmuurblad aan, referentie 3 duidt een gemetseld buitenmuurblad aan, op afstand van het binnenmuurblad 2. Als variant wordt het binnenmuurblad 2 ook wel uitgevoerd in beton.

De ruimte 4 tussen het binnenmuurblad 2 en het buitenmuurblad 3 wordt aangeduid als spouw. Voor thermische isolatie is in de spouw 4 een isolatiemateriaal 5 aangebracht.

Gebruikelijk hebben de muurbladen 2 en 3 een dikte van 110 mm; dikkere muren worden ook toegepast. Dergelijke muren zijn bijzonder zwaar.

De spouw 4 heeft typisch een breedte van 5-7 cm. Dit is een beperking voor het aanbrengen van isolatiemateriaal, en bij nieuwbouw is men vaak gedwongen om gebruik te maken van oplosmiddel-houdende PUR/PIR plaat. Dergelijke platen zijn niet circulair, en na verloop van tijd neemt de isolatiewaarde af door het uittreden (uitgassen) van oplosmiddel.

Figuur 2 is een met figuur 1 vergelijkbare dwarsdoorsnede van een buitenmuur 1B waarvan het binnenmuurblad is uitgevoerd in houtskeletbouw. Referentie 5 duidt een vakwerk van verticale en eventueel horizontale balken aan, dat wordt gevuld met isolatiemateriaal 8, ©n dat aan weerszijden wordt voorzien van beplating 6 en 7. 6 is normaliter een OSB-plaat, en 7 is normaliter een afwerkplaat, bijvoorbeeld gipsplaat. De verticale balken 5 vormen de dragende constructie, en hebben een breedte (verticaal in de figuur) van gebruikelijk 170 mm. Bijgevolg kan het isolatiepakket een dikte hebben van 170 mm, en kan er bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van minerale wol.

Deze constructie heeft een aanzienlijk gunstiger gewicht dan de stenen/betonnen constructie van figuur 1. Toch is vaak het buitenmuurblad 3 weer een gemetselde muur, zodat de muur als geheel nog steeds vrij zwaar is.

Bovendien is in veel gevallen een dikte van 170 mm voor een isolatiepakket van minerale wol onvoldoende. Dit kan dan worden opgelost door dikkere balken 5 te gebruiken, waardoor een dikker isolatiepakket kan worden toegepast, maar dat gaat gepaard met een hoger gewicht en hogere kosten. Qua constructie zou houtskeletbouw dus slanker en daarmee lichter uitgevoerd kunnen worden, maar door de noodzaak van het behalen van een hoge isolatiewaarde is men genoodzaakt zwaarder hout toe te passen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een bijzonder lichte buitenmuur, die heel gemakkelijk prefab gemaakt kan worden, en een hoge isolatiewaarde heeft met natuurlijke isolatie.

Daartoe heeft de buitenmuur de kenmerken van conclusie 1.

De door de uitvinding voorgestelde gevel is luchtdicht conform de geldende normen. Bij een juiste dimensionering is er luchtdichtheid tussen het constructieve dragende deel en de buitenlucht, waarmee dit concept zich onderscheid t.o.v. andere typen. Het constructieve dragende deel is tevens aanvullend geïsoleerd. Deze schil kan ook nog volledig worden voorzien van voorzieningen voor bijvoorbeeld gas, water en elektra, zonder de luchtdichtheid van de constructie nadelig te beïnvloeden zoals bij anderen type gevels. Door de meeste isolatie aan de “buitenzijde” van de schil te verlijmen ontstaat er bouwfysisch een gedegen oplossing en is de totale gevel wel dampopen maar toch luchtdicht, Door toepassing van het circulaire PE profiel als afstandhouder voor diverse typen gevelafwerking is de diversiteit in toepassing groot.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de volgende beschrijving van één of meerdere uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: figuur 1 schematisch een horizontale dwarsdoorsnede toont van een gedeelte van een traditionele buitenwand uitgevoerd in metselwerk;

figuur 2 een met figuur 1 vergelijkbare dwarsdoorsnede is van een buitenmuur die gedeeltelijk is uitgevoerd in houtskeletbouw;

figuur 3 schematisch in dwarsdoorsnede de opbouw toont van een buitenwand in houtskeletbouw volgens de onderhavige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

Figuur 3 toont schematisch in dwarsdoorsnede de opbouw van een buitenwand 100 in houtskeletbouw volgens de onderhavige uitvinding. Die opbouw omvat drie afzonderlijke functionele eenheden 10, 20, 30.

De eerste functionele eenheid 10 biedt de constructieve sterkte van de wand, en wordt daarom ook aangeduid als basiseenheid. De basiseenheid 10 omvat een vakwerk 15 van staanders en liggers met daarin aangebrachte isolatie-eiementen 16, bijvoorbeeld steenwol, en aan weerszijden voorzien van een houten beplating 14 en 18, bijvoorbeeld OSB-plaat / constructieplaat. Het vakwerk 15 en de daarin aangebrachte isolatie-eiementen 16 zijn dus als het ware gesandwicht tussen de platen 14 en 18. Het vakwerk 15 tezamen met de platen 14 en 18 vormen een stevige doos, stevig genoeg om de desbetreffende muur te dragen. Referentie 13 duidt een afwerkplaat aan, zoals een gipsplaat. Stippellijn 17 duidt een luchtdichtband aan, aangebracht op de naar de buitenplaat 14 gerichte zijde van de staanders en liggers 15, voor het waarborgen van de luchtdichtheid van de buitenste houtlaag

14.

De tweede eenheid 20 zal worden aangeduid als een isolatie-eenheid. De isolatie-eenheid 20 omvat een isolatle-draagplaat 21, bijvoorbeeld een cementgebonden plaat of een gipsvezelplaat. De isolatle-draagplaat 21 is bevestigd tegen de buitenzijde van de buitenplaat 14 van de basiseenheid 10, bijvoorbeeld door schroeven. Aan de buitenzijde zijn op de isolatie-draagplaat 21 isolatieplaten of isolatiepakketten 23 gelijmd; referentiecijfer 22 duidt de lijmlaag aan. De isolatieplaten of isolatiepakketten 23 zijn licht en kunnen gemakkelijk gedragen worden door de isolatie-draagplaat 21; uit testen is gebleken, dat trekkrachten van 700 kg/m² kunnen gemakkelijk worden weerstaan.

De derde eenheid 30 zal worden aangeduid als afwerkeenheid, en omvat een gevelafwerking 31, bijvoorbeeld plaatwerk of latwerk, van een willekeurig gewenst uiterlijk, uitstraling en materiaal, bijvoorbeeld hout of steenstrips.

Voor het aanbrengen van de gevelafwerking 31 worden er, typisch op locatie, op de isolatiepakketten 23 (verticale en/of horizontale) draagribben 32 bevestigd, bij voorkeur gemaakt van gerecycled Poly Ethyleen. Deze bevestiging gebeurt door schroeven 33, bij voorkeur RVS, die door de isolatiepakketten 23 reiken en aangrijpen op de staanders 15. Op de draagribben 32 wordt vervolgens de gevelafwerking 31 geplaatst, bijvoorbeeld geschroefd. De draagribben 32 verzekeren het vrij blijven van een ventilatiespleet 34 tussen de gevelafwerking 40 en de isolatie 27.

De hoofdisolatie 23 bevindt zich nu buiten de draagconstructie 10. Er kan gebruik gemaakt worden van een minerale wol (steenwol) met grote dikte, waardoor reeds een hoge isolatiewaarde wordt bereikt zonder gebruik te moeten maken van PUR/PIR materiaal en/of ander gasvormig/opiosmiddelhoudende isolatiematerialen. Voorts is het belangrijk dat deze isolatie is geplaatst buiten de luchtdichte schil, gevormd door de platen 14 (en 21) en de luchtdichtband 17.

Binnen de luchtdichte schil, in de constructieve wand 10, is een secundaire isolatie 16 aangebracht, die van het zelfde materiaal kan zijn als de hoofdisolatie 23. Deze isolatie kan aanzienlijk dunner zijn dan in de bekende houtskeletbouw (figuur 2), zodat ook de staanders 15 smaller mogen zijn; een breedte van 120 mm is uit sterkte-overwegingen voldoende.

De hoofdisolatie 23 kan dan bijvoorbeeld een dikte hebben van 230 mm. De condensatielijn zal betrouwbaar ver buiten de luchtdichte schil liggen. Bijkomend voordeel: minder constructief bouwen en toch een hoge isolatiewaarde welke ca. 1,5 factor beter is dan huidige nieuwbouw-bouwbesluit. Daarnaast is het, door de “lichte bouwconstructie”, mogelijk op bestaande fundaties nieuwe woningen te bouwen. Grote voordeel is hierbij dat huiseigenaren minder sloopkosten hebben en dat bouwafval sterk gereduceerd kan worden.

De voorgestelde constructie biedt aldus de voordelen van hoge sterkte, hoge isolatie en laag gewicht in combinatie. Door het lage gewicht zal, in het geval van bestaande gebouwen, bouw op bestaande fundaties mogelijk zijn, waardoor een aanzienlijke besparing wordt bereikt op sloopkosten en minder (sloop)afval wordt geproduceerd. Door het gebruik van bestaande fundaties is het makkelijker om bouwplannen geaccepteerd te krijgen, en kan er sneller gebouwd worden.

Door het lage gewicht zal voorts het bouwen op zich makkelijker gaan, en minder zware voorzieningen vereisen. Indien toegepast in nieuwbouw op plaatsen van de ondergrond niet voldoende stevig is en er dus geheid moet worden, zullen er minder heipalen nodig zijn.

Het gebruik van draagribben 32, die enerzijds dienen als bevestigingsplaats voor de gevelaiwerking 31 en die anderzijds dienen voor het definiëren van een ventilatiespleet, welke draagribben 32 gemaakt kunnen zijn van nieuw hout maar bij voorkeur gemaakt zijn van gerecycleerd materiaal, zoals PE, bijvoorbeeld gerecycleerde doppen van PET-flessen, is het mogelijk om circulaire doelstellingen te halen. De gehele wandconstructie kan op deze wijze circulair genoemd worden.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.

Eventuele in een conclusie gebruikte verwijzingscijfers dienen niet te worden uitgelegd als beperkend voor de omvang van die conclusie.

Claims (16)

1. CONCLUSIES

   1. Werkwijze voor het vervaardigen van een gevelstructuur (100), omvattende de stappen van:

   het verschaffen van een basiseenheid (10), omvattende een vakwerk (15) van staanders en liggers met daarin aangebrachte isolatie-elementen (16) en aan weerszijden voorzien van een buitenbeplating (14) en binnenbeplating (18);

   het tegen de buitenzijde van de buitenbeplating (14) bevestigen van een isolatiedraagplaat (35);

   en het tegen de buitenzijde van de isolatie-draagplaat (35) bevestigen van isolatieplaten of isolatiepakketten (23).
2. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) worden gelijmd tegen de isolatie-draagplaat (35).
3. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) van hetzelfde isolatiemateriaal zijn als de isolatie-elementen (16) van de basiseenheid (10).
4. 4. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) en/of de isolatie-elementen (16) van de basiseenheid (10) van minerale wol zijn, bij voorkeur steenwol.
5. 5. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) dikker zijn dan de isolatie-elementen (16) van de basiseenheid (10).
6. 6. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, voorts omvattende de stap van het op de isolatiepakketten (23) bevestigen van draagribben (32), bij voorkeur door schroeven (33) die door de isolatiepakketten (23) reiken en aangrijpen op de staanders (15) van de basiseenheid (10).
7. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, voorts omvattende de stap van het op de draagribben (32) aanbrengen van een gevelafwerking (31), bijvoorbeeld plaatwerk of latwerk, bijvoorbeeld hout of steenstrips, onder het vrijhouden van een ventilatiespleet (34) tussen de gevelafwerking (31) en de isolatie (23).
8. 8. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, waarbij de afstand/draagribben (32) zijn gemaakt van Poly Ethyleen, bij voorkeur gerecycleerd PE, met de meeste voorkeur gerecycleerde doppen van PET-flessen.
9. 9. Gevelstructuur (100), omvattende:

   een basiseenheid (10), omvattende een vakwerk (15) van staanders en liggers met daarin aangebrachte isolatie-eiementen (16) en aan weerszijden voorzien van een buitenbeplating (14) en binnenbeplating (18);

   een tegen de buitenzijde van de buitenbeplating (14) bevestigde isolatie-draagpiaat (35);

   tegen de buitenzijde van de isolatie-draagpiaat (35) bevestigde isolatieplaten of isolatiepakketten (23).
10. 10. Gevelstructuur volgens conclusie 9, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) zijn gelijmd tegen de isolatie-draagpiaat (35).
11. 11. Gevelstructuur volgens conclusie 9 of 10, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) van hetzelfde isolatiemateriaal zijn als de isolatie-eiementen (16) van de basiseenheid (10).
12. 12. Gevelstructuur volgens een willekeurige der voorgaande conclusies 9-11, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) en/of de isolatie-eiementen (16) van de basiseenheid (10) van minerale wol zijn, bij voorkeur steenwol.
13. 13. Gevelstructuur volgens een willekeurige der voorgaande conclusies 9-12, waarbij de isolatieplaten of isolatiepakketten (23) dikker zijn dan de isolatieeiementen (16) van de basiseenheid (10).
14. 14. Gevelstructuur volgens een willekeurige der voorgaande conclusies 9-13, voorts omvattende op de isolatiepakketten (23) bevestigde draagribben (32), bij voorkeur door schroeven (33) die door de isolatiepakketten (23) reiken en aangrijpen op de staanders (15) van de basiseenheid (10).
15. 15. Gevelstructuur volgens conclusie 14, voorts omvattende een op de draagribben (32) aangebrachte geveiafwerking (31), bijvoorbeeld plaatwerk of latwerk, bijvoorbeeld hout of steenstrips, met een ventilatiespleet (34) tussen de geveiafwerking (31) en de isolatie (23).
16. 16. Gevelstructuur volgens conclusie 14 of 15, waarbij de afstand/draagribben (32) zijn gemaakt van Poly Ethyleen, bij voorkeur gerecycleerd PE, met de meeste voorkeur gerecycleerde doppen van PET-flessen.

    1/3

    

    

    1A

    2/3

    

    3/3

    

    100