CH701312A2

CH701312A2 - Holz-Strukturelement.

Info

Publication number: CH701312A2
Application number: CH01091/10A
Authority: CH
Inventors: Hans Gisler
Original assignee: Gisler Holzbau
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2010-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Holz-Strukturelement (7, 10) mit eingelegten Lamellenelementen (1) mit hoher Wärmedämmung. Die erfindungsgemässen Bauelemente eignen sich insbesondere für die Anwendung im Bereich von Gebäudefassaden und/oder Dächern und/oder Zwischendecken. Das einzelne Strukturelement (7, 10) ist für ein Kastenbaukonzept ausgebildet. Es ist in einer stabilen Ständerbauweise hergestellt. In das Strukturelement (7, 10) werden ein oder mehrere Lamellenelemente (1) eingelegt, welche eine Vielzahl durch Einfräsungen gebildete handorgelartige Lamellen resp. entsprechende Längsschlitze aufweisen. Dadurch wird in Wärmedämmrichtung eine entsprechende Vielzahl von in sich geschlossenen Kammern (25) gebildet. Das Lamellenelement (1) eignet sich für den Einbau als Wärmedämmelement in den Kasten (7) eines Holz-Strukturelementes (10).

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Holz-Strukturelement mit hoher Wärmedämmung, für den Bereich von Gebäudefassaden und/oder Dächern und/oder Zwischendecken und/oder Wänden mit eingelegten Lamellenelementen.

[0002] Vollholzhüllenkonstruktionen, beispielsweise als Block- oder Strickbau, waren früher oft der einzige Garant für einen winterlichen Wärmeschutz. Den heutigen Bedürfnissen können solche Konstruktionen mit einer Wandstärke von 80 mm bis 120 mm nicht mehr genügen. Es ist bekannt, dass Menschen Wohnräume in Vollholzkonstruktionen als angenehm wahrnehmen. Innentemperaturen und Luftfeuchtigkeit sind in einer guten Balance, sofern nicht durch übermässiges Heizen die Luft ausgetrocknet wird. Bestrebungen, sich heutigen Herausforderungen, wie schonendem Umgang mit Ressourcen zu stellen, bedingen eine permanente Suche nach neuen Lösungsansätzen im Bereich Wärmedämmung von Gebäuden. Optimierungspotential in der Gebäudehüllenkonstruktion ist vorhanden, indem Wechselwirkungen - von Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicherung, Feuchtigkeitstransport und Feuchtigkeitsgehalt in eine gute Balance gebracht werden. Es muss somit eine Zielsetzung sein, in Zukunft Gebäudeholzhüllen mit verbesserten Wärmedämmeigenschaften bevorzugt regional herzustellen. Dabei sollte man neben der Seitenware (Fichten/Weisstannen) auch Laubhölzer wie Buche verwenden können. Die Multifunktionalität von Massivholz betreffend Statik, Wärmedämmung, Energiespeicherung, Schallschutz und Brandschutz soll möglichst ganzheitlich ins Spiel gebracht werden.

[0003] In jüngerer Zeit sind vermehrte Bestrebungen im Gange, anstelle der älteren Fachwerkbauten vorfabrizierte Wand- und Decken-Bodenelemente zu verwenden. Diese werden als Elemente verlegt, oder die Elemente werden direkt auf der Baustelle als Elementverbund zu ganzen Gebäuden zusammengebaut. Eine besondere Schwierigkeit stellen dabei die Verbindungsmittel für den Elementverbund dar. Die DOS 19 743 905 schlägt dafür Schlossscheiben zur kraftschlüssigen Verbindung von je zwei aufeinanderstossenden Elementen vor. Jedes der Elemente ist im Inneren mit Isolationsmaterial vollgepresst, wobei die Aussenhülle durch massive, in den Randbereichen durch Kanthölzer verbundene Platten gebildet ist. Der Nachteil solcher Lösungen liegt darin, dass für die Herstellung entsprechender Strukturelemente beachtlich viel Handarbeit zum Teil auf der Baustelle erforderlich ist. Selbst nach sorgfältigem Einbau des Isolationsmaterials besteht keine Gewähr, dass dieses nach längerer Zeit nicht in sich zusammensackt und örtlich die Isolationswirkung verschlechtert wird.

[0004] Die DE 19 604 433 schlägt eine Vakuumverleimte Schichtholzplatte vor. Es wird von einer Brettschichtholzplatte, mit einer Vielzahl flach aufeinanderliegend gestapelter Holzschichten, die an paarweise benachbarten Flachseiten miteinander flächig, insbesondere vollflächig, verklebt sind, ausgegangen, wobei zumindest ein Teil paarweise benachbarter Holzschichten quer oder senkrecht zueinander, verlaufende Faserrichtungen haben. Aufgabe war eine Schichtholzplatte der oben beschriebenen Art anzugeben, bei der die Verteilung des Klebstoffs optimiert ist. Die neue Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der paarweise benachbarten und miteinander verklebten Flachseiten jeweils mit einer Vielzahl im Wesentlichen in Faserrichtung und etwa parallel verlaufenden Nuten versehen sind, derart, dass zumindest in einem Teil der mit quer zueinander verlaufenden Faserrichtungen paarweise einander benachbarten Holzschichten die Nuten der benachbarten Flachseiten sich kreuzen. Der grosse Nachteil bei dieser Lösung liegt darin, dass zwar die Verleimung verbessert, jedoch gleichzeitig die Wärmdämmung verschlechtert wird.

[0005] Der neuen Erfindung wurde nun die Aufgabe gestellt, insbesondere leichte Strukturelemente mit höchster Stabilität und Wärmedämmwirkung zu schaffen, bei denen die Isolationswirkung auch über Zeiträume von Jahrzehnten und mehr unverändert erhalten bleibt. Dabei sollen die Strukturelemente preisgünstig herstellbar sein und am Einsatzort mit möglichst wenig Handarbeit schnell aufgebaut werden können.

[0006] Die neue Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Strukturelement einen Kasten aufweist, in welchen ein oder mehrere Lamellenelemente mit einer Vielzahl von beidseitig und versetzt angeordneten, schmalen Längsschlitzen eingelegt sind, und zusammen und mit dem Kasten eine entsprechende Vielzahl von geschlossenen kleinen Luftkammern bilden, wobei die einzelnen kleinen Luftkammern einen etwa rechteckförmigen oder spitzwinkligen Querschnitt aufweisen und die kürzere Abmessung der Luftkammern in der Hauptwärmedämmrichtung ausgerichtet ist, so dass mit der Vielzahl der geschlossenen, kleinen Luftkammern sich eine hohe Wärmedämmwirkung ergibt.

[0007] Vom Erfinder ist erkannt worden, das im Stande der Technik in Bezug auf die beiden Anforderungen: höchste Stabilität und höchste Wärmedämmwirkungnur jeweils die eine Anforderung erfüllt werden konnte, zum Nachteil der jeweils anderen.

[0008] Im Stande der Technik ist der Wärmeverlust durch innere Konvektion vielfach vernachlässigt worden. Konvektion (= Mitführung) bedeutet die Übertragung von Wärme durch materielle Träger wie bewegte Flüssigkeiten oder Luft. Genau hier setzt die neue Erfindung ein. Es ist eine Tatsache, dass eine freie Luftbewegung durch Temperaturunterschiede einen minimalen Raum voraussetzt. Dadurch, dass gemäss der neuen Erfindung nur enge Luftkammern zwischen den schmalen Längsschlitzen in den Lamellenelementen bzw. Lamellenlängsprofilen vorgesehen sind, wird die Bewegung der Luft in den engen Luftkammern und damit der Wärmetausch über die Konvektion nahezu unterbunden. Mit der Vielzahl von Längsschlitzen in der Hauptwärmedämmrichtung ergibt sich zusätzlich eine Vielzahl von Sprüngen, von Luftkammern zu Luftkammer und damit eine massive Hemmung für den Wärmefluss. Unterstützt wird dies ferner durch die Ausgestaltung von dünnen Lamellen. Dies senkt die Wärmeleitung in den Lamellen. Erfindungsgemäss wird die Luft als maximaler Dämmfaktor benutzt. Im Verbund der Lamellenelemente mit einem geschlossenen Kasten ergibt sich eine überraschend hohe Stabilität für das ganze Strukturelement.

[0009] Die erfindungsgemässen Bauelemente verfügen über sehr gute Wärmedämm- und Schalldämmeigenschaften. Das Dämmelement kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wie Holz, Faserstoffe oder Verbundwerkstoffe. Dank den Luftschlitzen werden vor allem die Wärmedämmwerte (Lambda-Werte) und Schalldämmwerte gegenüber herkömmlichen Produkten maximiert. Die Wärmedämmwerte verbessern sich, je geringer die Schlitzdicke ist. Durch die Schlitze werden ebenfalls eine Materialersparnis und eine Gewichtsreduzierung erreicht. Infolge dieser Eigenschaften ergibt sich eine Anwendung des Elementes im Bereich Wärmedämmung, Wärmespeicherung, Schalldämmung in Baukonstruktionen oder in Produkten, wo solche Eigenschaften verlangt werden. Maximale Wärmedämmwerte werden erreicht, wenn die erfindungsgemässen Elemente so zusammengesetzt werden, dass im Kasten eine Vielzahl von geschlossenen Luftkammern entsteht. Diese verlaufen in der Ebene eines Bauteils oder einer Platte derart, dass der Wärmefluss durch der Holzkörper möglichst oft durch Luftkammern unterbrochen wird.

[0010] Das Lamellenelement kann als Einzelteil oder in zusammengesetzter oder verleimter Form verwendet werden. Die Lamellenelemente werden mit einer äusseren formgebenden, stabilen Kasten als Strukturelement zusammengebracht, so zum Beispiel in eine Ständerkonstruktion als Wand-, Dach- oder Deckenelement. Jedes Lamellenelement bildet mit dem Kasten eine Vielzahl von in sich geschlossenen Luftkammern, welche quer zur Hauptwärmedammrichtung verlaufen.

[0011] Die neue Erfindung gestattet eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen bzw. Anwendungen. Bevorzugt weist das Lamellenelement durch Einfräsungen handorgelartige, je gegenseitig angeordnete dünne Lamellen resp.

[0012] eine entsprechende Vielzahl von Längsschlitzen von 1 bis 5 mm vorzugsweise 1 bis 3 mm Schlitzbreite sowie 10 bis 50 mm Schlitztiefe. Die kleinen Luftkammern sind damit klar definiert und bleiben auch über eine ganze Lebensdauer der betreffenden Elemente ohne Einbusse erhalten.

[0013] Das Holzstrukturelement kann als Rahmen oder Platte ausgebildet werden und ist mit einen Umleimer versehen und weist in diesem Fall nur eine Lage von Lamellen auf. Vorteilhafterweise kann gemäss einem weiteren Anwendungsfall als Strukturelement bzw. Platte für ein Stecksystem mit Umleimer für jede Platte in Grössen ausgebildet werden, welche mit Körperkraft händelbar sind. Dies ist besonders dort sehr wichtig, wo z.B. bei einer Fassadenrenovation kein Platz für die Stellung eines Krans vorhanden ist. Die Umleimer werden stirnseitig überstehend bzw. zurückstehend ausgebildet, derart, dass das Strukturelement bzw. die Platten in entsprechendem Stirnbereich zusammensteckbar sind. Bei einem Verbund von einer Vielzahl von Platten für eine ganze Wand werden für eine Wand die einzelnen Platten versetzt angeordnet Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird das Strukturelement als Deckenelement in der Art eines Deckenbalkens mit vertikalen Plankenbrettern ausgebildet, wobei der Kasten in Längsrichtung geschlossen ausgebildet ist. Die vertikalen Plankenbretter werden seitlich je vorstehend bzw. rückstehend angebracht, derart, dass beim Zusammenfügen einer Vielzahl von Deckenelementen für eine ganze Decke, diese ein Stecksystem bilden.

[0014] Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere einzelne Deckenelemente als Verbund zusammengefügt sind, wobei die mittleren Planken aufrechtstehende Balken sind, welche mit je zwei Boden- bzw. Deckenbrettern über Nut- und Kamm verbunden sind, wobei die vertikalen Plankenbretter seitlich je vorstehend bzw. rückstehend angebracht sind, derart, dass beim Zusammenfügen einer Vielzahl von Deckenelementen für eine ganze Decke, diese ein Stecksystem bilden.

[0015] Für eine Schalldämmung bzw. Schallschutz werden an der Unterseite der Deckenbretter in Längsrichtung eine grössere Anzahl Einschnitten angebracht. Vorteilhafterweise wird der in Ständerbauweise hergestellte Kasten aus Brettern gebildet, wobei die Brettdicke den jeweiligen statischen Anforderungen entsprechend wählbar ist.

[0016] Jedes Strukturelement ist zumindest als 3-seitiger Kasten ausgebildet, wobei die vierte Seite durch bauseitig bestimmbares Wandmaterial, beispielsweise Gipsplatten, oder Wandtäfer ausgebildet werden kann. Als vierseitig geschlossener Kasten kann das Holzstrukturelement als Boden- bzw. Deckenelement verwendet werden. Dabei ist es möglich, dass durch entsprechende Endbearbeitung der Boden- und Deckenbretter der ganze Boden bzw. die ganze Decke für die Nutzung fertig sind, also keine zusätzlichen Materialien mehr benötigen.

[0017] Vorteilhafterweise wird der Übergang von Strukturelement zu Strukturelement durch Verdübelung oder mittels Federn und/oder Verleimen gemacht, wobei die Fugen jeweils mit Dämmstreifen gedichtet werden können. Das einzelne Lamellenelement ist vor dem Einbau in einen Kasten in der Querebene instabil und erst nach dem Einbau können wesentliche Teile der Last sowie die Stabilität durch beide übernommen werden, wobei im Falle von tragenden Strukturelementen die Lamellenelemente in. dem Kasten eingeleimt werden. Die dünnen Lamellen des Lamellenelementes weisen eine Dicke auf, die etwa der Dicke (d ́ ́) der entsprechenden Längsschlitze bzw. Luftschlitze entspricht, wobei die Dicke (d ́ ́) der Lamellen bzw. des entsprechenden Luftschlitzes 1 bis 5 mm vorzugsweise 1 bis 3 mm beträgt und die Tiefe der Luftschlitze 10 bis 50 mm.

[0018] Das neue Elementsystem, das bevorzugt durch und durch aus Holz besteht, weist bei einer Einfachschale eine Wandstärke im Bereich von 10 bis 15 cm und bei einer Doppelschale eine Wandstärke im Bereich von 20 bis über 40 Zentimetern entsprechend einer Gebäudeaussenwand auf, zeichnet sich durch ein raffiniertes Luftkammersystem aus. Die geschlossenen, kleinen Luftkammern stoppen den Wärmeabfluss und bringen auch schallschutztechnische Verbesserungen. Das Bauelement wird im Vergleich zu bekannten entsprechenden Bauelemente zudem erheblich leichter. Vollholzkonstruktionen, wie Blockhaus- oder Chaletbauten, gibt es seit Jahrzehnten. Diese erfüllen ohne zusätzliche Isolation aber die neuen gesetzlich geforderten Dämmwerte nicht mehr. Das Problem wurde nun mit einer Vielzahl von kleinen Luftkammern gelöst. Der Lambdawert konnte dadurch gegenüber einem normalen Vollholzbau um 50 Prozent verbessert werden. Für die Herstellung mussten Werkzeuge für den Produktionsprozess neu konzipiert werden.

[0019] Die neue Erfindung gestattet eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird dazu auf die Ansprüche 2 bis 18 Bezug genommen.

[0020] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen: <tb>die Fig. 1a<sep>ein erfindungsgemässes Lamellenelement bzw. Lamellenlängsprofil in perspektivischer Darstellung; <tb>die Fig. 1b<sep>ein Lamellenelement mit einem Rücken; <tb>die Fig. 1c<sep>vier Beispiele von Lamellenelementen im Querschnitt; <tb>die Fig. 2a<sep>eine Darstellung der Holzausnutzung von einem Baumstamm im Sägewerk, besonders für die Lamellenlängsprofile; <tb>die Fig. 2b<sep>schematisch die vertikale und seitliche Belastung P bzw. B1 eines Strukturelementes für eine Gebäudewand; <tb>die Fig. 3a-3d<sep>eine Demonstration eines kurzen Musters von einem Lamellenelement, teils unter Belastung; <tb>die Fig. 4a und 4b<sep>eine Anwendung der Lamellenelemente im Bereich Wand- und Fensterbau; <tb>die Fig. 5a<sep>ein Strukturelement bzw. Lamellenlängsprofil für die Anwendung als Zwischendecke bzw. Zwischenboden mit einseitig offenem Kasten. Die offene Seite wird hier bauseits verschlossen bzw. verkleidet; <tb>die Fig. 5b<sep>schematisch drei Strukturelemente als Verbund zusammengefügt; <tb>die Fig. 6a<sep>ein Verbund von vier Decken- bzw. Bodenelementen mit je geschlossenen Kasten und verstärkten senkrechten Planken: <tb>die Fig. 6b<sep>entspricht Fig. 6a, jedoch in perspektivischer Darstellung; <tb>die Fig. 6c<sep>einen weiteren Ausgestaltungsgedanken, wobei die unteren Deckenbretter eine grössere Anzahl Schlitze für eine Dämmung bzw. für Schallschutz für den ganzen Raum aufweisen; <tb>die Fig. 7a<sep>ein Beispiel für die Anwendung des Strukturelementes als Wandelement mit einer Lage von Lamellenelementen; <tb>die Fig. 7b<sep>ein weiteres Beispiel für die Anwendung des Strukturelementes als Ausschnitt eines Wandelementes mit zwei Lagen von Lamellenelementen; <tb>die Fig. 7c<sep>eine Ansicht von oben der Fig. 7bgemäss Pfeil VII; <tb>die Fig. 8a<sep>ein Beispiel mit einem Querschnitt als Platte oder Wandelement mit einer Lage von Lamellenelementen; <tb>die Fig. 8b<sep>eine perspektivische Ansicht der Fig. 8a; <tb>die Fig. 9<sep>einen Wandausschnitt mit eingebautem Fenster sowie Rahmenverbreiterung; <tb>die Fig. 10a<sep>ein weiteres Beispiel eines Verbundes von Wandelementen mit einer Lage von Lamellenelementen als Stecksystem mit von Hand händelbaren Kleinplatten; <tb>die Fig. 10b<sep>einen Schnitt X - X der Fig. 10a; <tb>die Fig. 11<sep>ein Einbaubeispiel von Wandelementen; <tb>die Fig. 12a und 12b<sep>das Prüfmuster für die Prüfung des Wärmedurchgangskoeffizienten.

[0021] In der Folge wird auf die Fig. 1aund 1bBezug genommen. Die Fig. 1azeigt ein Lamellenelementes bzw. Lamellenlängsprofil 1 in perspektivischer Darstellung. Lamellen 2 wurden erzeugt durch Einfräsungen, welche von beiden Seiten entsprechend Pfeilen 3 mittels angedeuteter Fräsblätter 3 ́ dargestellt sind. Es ergibt sich dabei seitlich eine Vielzahl von offenen Längsschlitzen 5 und 6, solange das Lamellenelement nicht in einem Kasten 7 (Fig. 4a) eingebaut ist. In der Fig. 1bist ein Lamellenelement V dargestellt, welches einen zusätzlichen Rücken 8 aufweist, welcher die Form einer Vierkant-Leiste hat. Im Übrigen sind die Lamellenelemente 1 der Fig. 1a und 1b identisch und bilden je ein Basismodul. Mit den dem Bezugszeichen 9 ist angedeutet, dass eine Vielzahl von Lamellenelementen für ein ganzes Strukturelement verdübelt werden können.

[0022] Das Lamellenelement 1, 1 ́ wird als Grundelement aus massiven Brettern, in der Regel Seitenware der Holzarten Fichte, Weisstanne, Buche, etc. auf einem Vierseitenhobelautomat profiliert. Das Basismodul gemäss Fig. 1bhat einen Rücken mit beispielsweise 30 mm Tiefe. Dieser kann für die Querverdübelung der Lamellen benutzt werden, ähnlich einer verdübelten Brettstapelbauweise. Damit wird der Verbund rein mechanisch, ohne Einsatz von Leimen, gewährleistet. Allerdings sind auch Verklebungen auf der Basis von emissionsfreien Silikatklebern möglich. Der nach aussen gerichtete wärmedämmende Teil mit z.B. 120 mm Tiefe erhält in der Regel beidseitige Einfräsungen. Diese Luftpolster verbessern den A-Wert des Massivholzes bzw. den U-Wert der Konstruktion auf λ = 0.064. Eine bionische Analogie kann damit zum Bärenfell, mit der Haut auf der Innenseite und den nach aussen gerichteten Fellhaaren, hergestellt werden.

[0023] Die Fig. 1c zeigt Beispiele von Querschnitten mit konkreten Massangaben von vier verschiedenen Lamellenelementen 1. Die angegebenen Masse können im Rahmen einer wirtschaftlichen Grössenordnung beliebig variieren. Der Grundcharakter ist jedoch immer derselbe. Die beiden herausstehenden Merkmale sind dünne Stege 2, bzw. Schlitze 3, sowie die Länge «L». Die Breite des Lamellenelementes 1 ist mit B und die Dicke mit D bezeichnet, entsprechend den Breitflächenkanten.

[0024] In Sonderfällen ist es möglich, Lamellenelemente 1 aus Kunststoff herzustellen, vor allem dann, wenn das Lamellenelement in einer Kunststoffumgebung eingesetzt wird.

[0025] Die Fig. 2a zeigt schematisch die Holzausnutzung bei einem Baumstamm. In dem Bereich des Kernholzes 30 kann die beste Qualität von Brettern für die Herstellung des Kastens 7 bzw. als Bretter 19, 20, 21, 22 verwendet werden (Fig. 4a). Die schlechtere Qualität 31 wird genutzt für die Herstellung der Lamellenelemente 1. Hieraus ist deutlich erkennbar, dass beim Sägen eines Baumstammes die schlechte Qualität durch eine erfindungsgemäss Bearbeitung zu einem hohen Mehrwert gebracht wird. Dies kommt auch deutlich zum Ausdruck in der Fig. 2b.

[0026] Die Fig. 2b zeigt schematisch ein Strukturelement 10 für den Einsatz als Wandelement unter einer senkrechten Belastung, entsprechend Pfeil P. Dadurch, dass die Lamellenelemente 1 vollständig eingeschlossen und gegebenenfalls eingeleimt sind in einen Kasten 7, tragen sie nicht unwesentlichen Teil der senkrechten Gebäudelast (P) einer Bodenlast (Bl). Das einzelne Wand- bzw. Bodenelement 10 genügt allen statischen Anforderungen der Bautechnik.

[0027] Die Fig. 3a zeigt ein kurzes Muster eines Lamellenelementes 1 mit den Lamellen 2 in unbelastetem Zustand. Die Fig. 3bzeigt dasselbe Muster die Luft- bzw. Längsschlitze 5, 6 zusammengepresst. Bei den Fig. 3c und 3dist das kurze Muster von Hand auf die eine, bzw. die andere Seite gebogen bzw. verformt. Die Fig. 3b, 3cund 3czeigen im Sinne eines Demonstrationsmusters eine besondere Eigenschaft eines Lamellenelementes 1.

[0028] Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel für den Einbau von erfindungsgemässen Wärmeisolierenden Holzbauelementen. Im oberen Bildteil (rechts) ist ein Fenster 24 dargestellt in dem ein einzelnes Lamellenelement 1 eingepasst ist. Ein Rahmenkantel ist zweigeteilt in einen inneren Rahmenteil 11 sowie einen äusseren Rahmenteil 12. Der Fensterrahmen 13 ist ebenfalls zweigeteilt, mit einem inneren Fensterrahmenteil 15 sowie einer äusseren Fensterrahmenteil 14. Der Fensterrahmen 13 ist angeschlagen an ein Wandstrukturelement 16 und ist abgedichtet (Bezugszeichen 18) sowohl gegenüber dem Wandstrukturelement 16 sowie gegenüber einem Stückbalken 17. Im Fensterrahmen 13 sind drei Lamellenelemente 1 eingepasst. Im Fensterflügelrahmen 10 ist ein Lamellenelement 1 eingepasst, wobei die Lamellenelemente 1 in allen vier Rahmenkanteln angeordnet sind. Die grosse Zahl von Luftkammern ist mit 25 bezeichnet (Fig. 4b).

[0029] Die Fig. 4a und 4b zeigen den Einsatz der erfindungsgemässen Wärmedämmung für den Fensterbau. Die jüngste Entwicklung hat gezeigt, dass die Fensterrahmen, sowie der Übergang von der Wand, sei es in Holz, Kunststoff oder Metall, in Bezug auf die Wärmedämmung die eigentliche Schwachstelle bei Gebäudefassaden sind. Je nachdem, aus welchem Material der Fensterrahmen besteht, werden fabrikationstechnisch die Lamellenelemente in Strukturelemente 10 eingebracht. Das gleiche gilt für den Fensterflügelrahmen bzw. für die Flügelkanteln und die Rahmenkanteln. Die Fig. 4a zeigt ferner ein ganzes Strukturelement 10. Das Strukturelement 10 weist aussen einen geschlossenen Kasten 7 und eine Vielzahl Lamellenelemente 1 auf, welche in den Kasten 7 vollständig eingeschlossen sind. Der Kasten 7 besteht aus je einem unteren Brett 19, einem oberen Brett 20 und zwei seitlichen Brettern 21 bzw. 22, welche über Schrauben 23 verbunden sind. Im eingebauten Zustand bildet jeder der Längsschlitze 5 und 6 je eine nach aussen geschlossene Luftkammer 25, was im Zusammenwirken die sehr hohe Wärmedämmung ergibt. Die Hauptwärmedämmrichtung ist mit Pfeil 38 eingezeichnet.

[0030] Die Fig. 5 bis 10 zeigen verschieden ausgestaltete Strukturelemente als Basismodule für je unterschiedliche Einsätze. Mit den Standardmodulen lassen sich Einzelsysteme zu Doppel- und Mehrfachsystemen kombinieren. Damit können die Gebäude-Aussenhüllen erstellt werden, die monolithisch ohne Zusatzschichten für die Wärmedämmung im Minergiestandard und darüber garantieren. Dank dem Doppelkammersystem lässt sich eine bionische Analogie zum Wespennest herstellen. Die Konstruktion basiert an diesem Vergleichsobjekt auf mehrschichtigen Papierhüllen mit Luftkammern. Die Wespen können damit eine konstante Bruttemperatur von 29 Grad Celsius gewährleisten. Beim Doppelmodul gemäss Fig. 5aund 5bist der Kasten nur auf 3 Seiten geschlossen. Die vierte Seite wird durch eine bauseitige Wandverkleidung, z.B. Gipsplatten für verputzte Wände, hergestellt.

[0031] Die Fig. 5a bis 6c zeigen das Kastenbaukonzept im Einsatz als Boden- und Deckenelemente. Damit die Schubübertragung gewährleistet ist, kann eine zusätzliche oder massivere Planke 22 eingebaut werden. Zudem kann eine Verdübelung und/oder Verleimung der Rücken, beispielsweise mit Silicot (baubiologisch unbedenklich) vorgenommen werden. Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit können auch Balken 34 als Planken eingesetzt werden.

[0032] Die Fig. 5a und 5b zeigen ein Standardmodul 30. Dabei ist der Kasten nur auf drei Seiten geschlossen. Als Deckenmaterial kann irgendein Deckenmaterial gewählt werden. In der Regel ist bei dieser Ausgestaltung die Decke nicht belastet. Bei der Fig. 5bsind drei Module zusammengesteckt.

[0033] Die Fig. 6a bis 6c zeigen je ein Elementverbund 31 bzw. 32 bzw. 33 für einen Boden oder für eine Deckenkonstruktion. Dabei sind je vier Einzelelemente bzw. Strukturelemente 10 in der Regel über Verbindungsschrauben zusammengefügt. Diese Lösung ist geeignet für stark belastete Decken oder Böden. Zur Verstärkung ist jedes einzelne Element mit den nächsten über je einen vertikalen Balken bzw. dicke Plankenbretter 34 vorgesehen, welche über eine Nut- und Kammverbindung 35, 36 stabil verbunden sind. Eine weitere Sonderheit ist in der Fig. 6cdurch Dämmschlitze 37. Damit kann der Raumschall spürbar reduziert werden. Für die bauseitige Montage können beliebig viele Elementverbunde 31, 32, 33 zusammengefügt werden, wobei die einzelnen Elementverbunde über irgendwelche Spannmittel zusammengefügt werden.

[0034] Die Fig. 7a bis 7c zeigen Ausschnitte von Strukturelementen für Wände.

[0035] Die Fig. 7a zeigt ein Strukturelement 10 mit nur einer Lage von Lamellenelementen 1. Das Strukturelement 10 ist rundum eingefasst mit einem starken Umleimholz 40, sowie nach innen und nach aussen mit einer Brettverschaltung 41 und 42, wobei die äussere und innere Verschalungen bauseits angebracht werden können. Die Lösung gemäss Fig. 7a ist für Anwendungen mit weniger grossen Ansprüchen für die Wärmedämmung konzipiert. Anstelle einer Brettverschaltung kann jedes beliebige Wandplattenmaterial verwendet werden.

[0036] Bei den Fig. 7b und 7c sind zwei Lagen von Lamellenelementen 1 dargestellt. Es handelt sich um den typischen Falle einer Aussenwand mit grosser Wärmedämmwirkung. Auch hier kann je ein Verbund von einzelnen Strukturelementen 10 angewendet werden, entsprechend den Fig. 6a bis 6c. Nach innen ist eine Lattung 43 für einen Putzträger angeordnet. Nach aussen können Stulpschalungen 44 und 45 angeordnet werden.

[0037] Die Fig. 8a und 8b zeigen ein einfaches Platten- bzw. Wandelement 46. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen der Fig. 7a.

[0038] Die Fig. 9 zeigt ein Wandelement im Übergang zu einem Fenster mit Rahmenverbreiterung 47. Die Fig. 9zeigt den Einsatz der erfindungsgemässen Wärmedämmung für den Fensterbau. Die jüngste Entwicklung hat gezeigt, dass Fensterrahmen, sei es in Holz, Kunststoff oder Metall, in Bezug auf die Wärmedämmung die eigentliche Schwachstelle bei Gebäudefassaden sind. In den Fensterrahmen 13 sind hier keine Lamellenelemente eingesetzt.

[0039] Die Fig. 10a und 10b und 11 zeigen eine weitere interessante Ausgestaltung bei der die Kleinplatten 48 von Hand zu einer ganzen Wand zusammengesteckt werden. Diese Lösung ist besonders dort interessant für Baustellen, wo für einen ganzen Wandaufbau zu wenig Platzvorhanden ist für das Aufstellen eines Baukranes. Die Kleinplatten können in beliebigen Grössen herstellt werden, z.B. 1 Meter auf 0,5 Meter. Grundsätzlich können die Kleinplatten auch mit zwei Lagen Lamellenelementen gebaut werden.

[0040] Die Fig. 11 zeigt ein Einbaubeispiel von Wandelementen 48 an einer bestehenden Wand 49.

[0041] In der Folge wird auf die Fig. 12aund 12bBezug genommen. Es handelt sich um Auszüge aus einem staatlichen Prüfprotokoll (EMPA) für die Bestimmung des Prüfkörper-Wärmedurchgangskoeffizienten. Die Fig. 12azeigt die Grössen-abmessungen einer Wandplatte 50. Die Fig. 12bzeigt einen Schnitt durch die Platte 50 der Fig. 12a mit Massangaben. <tb>Nettowärmestrom durch Prüfkörper ΦF<sep>[W]<sep>13.08[m<2> <tb>Gesamtwärmeübergangswiderstand Rs, tot<sep>KA/V]<sep>0.185 <tb>Strahlungstemperatur warmseitig θri<sep>[°C]<sep>22.78 <tb>Strahlungstemperatur kaltseitig θre<sep>[°C]<sep>3.03 <tb>Umgebungstemperatur warmseitig θni<sep>[°C]<sep>22.89 <tb>Umgebungstemperatur kaltseitig θne<sep>[°C]<sep>2.97 <tb>Umgebungstemperaturdifferenz θni<sep>[°C]<sep>19.93 <tb>Prüfergebnis<sep><sep>[W/ m<2> <tb>Gemessener Wärmedurchgangskoeffizient UF,m<sep>K]<sep>0.22 <tb>Messunsicherheit ΔUF,m<sep><sep>± 0.02

Claims

1. Holz-Strukturelement mit hoher Wärmedämmung für den Bereich von Gebäudefassaden und/oder Dächern und/oder Zwischendecken und/oder wänden mit eingelegten Lamellenelementen, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Strukturelement (10) einen Kasten (7) aufweist, in welchen ein oder mehrere Lamellenelemente (1) mit einer Vielzahl von beidseitig und versetzt angeordneten, schmalen Längsschlitzen (5, 6) eingelegt sind, und zusammen und mit dem Kasten (7) eine entsprechende Vielzahl von geschlossenen kleinen Luftkammern (25) bilden, wobei die einzelnen kleinen Luftkammern (25) einen etwa rechteckförmigen oder spitzwinkligen Querschnitt aufweisen und die kürzere Abmessung der Luftkammern (25) in der Hauptwärmedämmrichtung (38) ausgerichtet ist, so dass mit der Vielzahl der geschlossenen, kleinen Luftkammern (25) sich eine hohe Wärmedämmwirkung ergibt.

2. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenelement (1) durch Einfräsungen handorgelartige, je gegenseitig angeordnete dünne Lamellen (2) - resp. eine entsprechende Vielzahl von Längsschlitzen (5, 6) von 1 bis 5 mm vorzugsweise 1 bis 3 mm Schlitzbreite sowie 10 bis 50 mm Schlitztiefe aufweist.

3. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als Rahmen oder Platte ausgebildet und mit einen Umleimer (40) versehen ist, und eine Lage von Lamellenelementen (1) aufweist.

4. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als Platte für ein Stecksystem mit Umleimer (40) für jede Platte in Grössen ausgebildet ist, welche von Hand händelbar sind (Fig. 10a).

5. Holz-Strukturelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umleimer (40) zu der Platte (46, 48) stirnseitig überstehend bzw. zurückstehend ausgebildet sind, derart, dass die Platten in entsprechendem Stirnbereich zusammensteckbar sind (Fig. 10a).

6. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Verbund von einer Vielzahl von Platten für eine Wand die einzelnen Platten versetzt angeordnet sind (Fig. 10a).

7. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als Deckenelement in der Art eines Deckenbalkens mit vertikalen Plankenbrettern ausgebildet ist, wobei der Kasten in Längsrichtung geschlossen ausgebildet ist (Fig.-6a bis 6c).

8. Holz-Strukturelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Plankenbretter ’seitlich je vorstehend bzw. rückstehend angebracht sind, derart, dass beim Zusammenfügen einer Vielzahl von Deckenelementen für eine ganze Decke, diese ein Stecksystem bilden.

9. Holz-Strukturelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einzelne Deckenelemente als Verbund zusammengefügt sind, wobei die mittleren Planken aufrechtstehende Balken sind, welche mit je zwei Boden- bzw. Deckenbrettern über Nut- und Kamm verbunden sind, wobei die vertikalen Plankenbretter seitlich je vorstehend bzw. rückstehend angebracht sind, derart, dass beim Zusammenfügen einer Vielzahl von Deckenelementen für eine ganze Decke, diese ein Stecksystem bilden.

10. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterseite von jedem der Deckenbretter in Längsrichtung mit einer grösseren Anzahl Schlitze für eine Dämmung sowie Schallschutz aufweist (Fig. 6c).

11. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in Ständerbauweise hergestellte Kasten (7) aus Brettern gebildet ist, wobei die Brettdicke den jeweiligen statischen Anforderungen entsprechend wählbar ist.

12. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenelemente (1) aus sogenannt minderwertigem Schnittholz hergestellt sind (Fig. 2a).

13. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Strukturelement (10) zumindest als 3-seitiger Kasten (7) ausgebildet ist, wobei die vierte Seite durch bauseitig bestimmbares Wandmaterial, beispielsweise Gipsplatten, oder Wandtäfer ausgebildet ist (Fig. 5a und 5b).

14. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als vierseitig geschlossener Kasten (7) ausgebildet ist und beispielsweise als Boden- bzw. Deckenelement verwendet wird (Fig. 6abis 6c).

15. Holz-Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnen Lamellen (2) des Lamellenelementes (1) eine Dicke aufweisen, die etwa der Dicke (d ́ ́) der entsprechenden Längsschlitze bzw. Luftschlitze (5, 6) entspricht.

16. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d ́ ́) der Lamellen bzw. des entsprechenden Luftschlitzes 1 bis 5 mm vorzugsweise 1 bis 3 mm und die Tiefe der Luftschlitze 10 bis 50 mm beträgt.

17. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von Strukturelement (10) zu Strukturelement (10) durch Verdübelung oder mittels Federn und/oder Verleimen erfolgt, wobei die Fugen jeweils mit Dämmstreifen gedichtet werden.

18. Holz-Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Lamellenelement (1) vor dem Einbau in den Kasten in der Querebene instabil ist und nach dem Einbau einen wesentlichen Teil der Last und Stabilität übernimmt, wobei im Falle von tragenden Strukturelementen die Lamellenelemente in dem Kasten eingeleimt werden.