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Die Erindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung einer tragenden Wand nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Bauelement zur Durchführung des
Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Derartige Verfahren und die entsprechenden Bauelemente
werden zur Errichtung tragender Wände in der Bauwirtschaft, beispielsweise
für Wohngebäude eingesetzt.
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Die Herstellung tragender Wände beispielsweise
für Wohngebäude ist
durch baustatische Anforderungen einerseits und notwendige Wärmeverordnungsvorschriften
andererseits sehr kostenintensiv. Lokal auf einer Baustelle verfügbare Stoffe,
beispielsweise der Bodenaushub der Baugrube oder Holzhackschnitzel
von einer vorangegangenen Flächenberäumung können für einen
späteren
Neubau nicht als Baustoffe verwendet werden, da ihre genauen Eigenschaften
unbekannt und solche Stoffe dadurch nicht der Normung zugänglich sind.
Stattdessen müssen
die Stoffe kostenpflichtig deponiert und durch genormte, jedoch
teure Baustoffe ersetzt werden.
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Bekannt ist der klassische Mauerwerksbau, bei
dem die tragende Eigenschaft von Wänden durch eine entsprechend
hohe Festigkeit der Bauelemente gewährleistet ist. Als Bauelemente
finden unterschiedliche Natursteine oder industriell hergestellte Ziegel
Anwendung. Dabei werden die Bauelemente überlappend aufgeschichtet und
durch Mörtel
in diesem Verbund befestigt.
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Der klassische Mauerwerksbau wird
nur noch selten angewendet. Als nachteilig erweist sich, dass derartige
Mauerwerksbauten meist zusätzlich aufwendig
gedämmt
werden müssen.
Als Hauptnachteil solcher Mauerwerksbauten aber erweist sich der
mit hohen Kosten verbundene Arbeitsaufwand zur Herstellung. Die
tragende Funktinn der Wand wird inzwischen von großformatigen
Steinen, wie beispielsweise Zweihandsteine bis hin zu monolithisch gegossenen
Wänden
aus Beton erfüllt.
Dadurch wird ein Einsatz von Hebezeugen und anderen Hilfsgeräten notwendig.
Durch das Aufstellen der Schalung und das spätere Ausschalen bei monolithisch
gegossenen Wänden
geht ein großer
Teil der Arbeitszeit- und Kostenersparnis wieder verloren.
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Um dieses zu kompensieren, wurden
verlorene Schalungen entwickelt, welche meist als Zweihandstein
nach dem Vergießen
mit Beton entweder roh oder als Putzträger an diesem in einem kraftschlüssigem Haftverbund
verbleiben. Bei diesen Mantelbetonwänden wird die tragende Eigenschaft durch
die Festigkeit der Betonfüllung
gewährleistet. Dabei
kommen unterschiedliche Schalungssteine zum Einsatz, wie beispielsweise
in der
DE 29507580 oder
der
AT 407173B beschrieben.
Dabei weisen Schalungssteine typischerweise Längs- und Querwände auf,
zwischen denen Hohlräume
ausgebildet sind. Zur Verbesserung des Wärmeschutzes werden Schalungssteine
für Außenwände nicht
mehr aus Beton oder Ziegelton gefertigt, sondern aus Leichtbeton oder
porosiertem Ton. Einige Schalungssteine weisen zudem Einlagen aus
Holzweichfaserdämmplatten
bzw. Polystyroldämmplatten
auf. Inzwischen sind Schalungssteine üblich, die fast vollständig aus
Wärmedämmmaterial,
beispielsweise Polystyrol bestehen. Ein Schalungsstein, dessen Innenteil
aus einem mineralischen Werkstoff und dessen Außenteil aus Polystyrol besteht
ist in der
AT 003881
U1 vorgestellt. Mehrere Querwände aus gespritztem Kunststoff
verbinden das Außen-
mit dem Innenteil dieses Schalungssteins, so dass sich zwischen
den Wänden
mit Beton verfüllbare
Hohlräume
ausbilden.
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Schalungssteine werden entweder trocken aufeinander
geschichtet und dabei in bekannter Weise als Nut-Feder ineinander
gesteckt oder werden mittels einer Dünnbett-Vermörtelung
verbunden. Die Schalungssteine sollen dabei die Anforderungen an den
Wärmeschutz
für die
Wand realisieren, für
die tragende Eigenschaft der Wand leisten sie hingegen keinen Beitrag.
Bei der Berechnung der Traglasten einer Wand werden sie deshalb
nicht berücksichtigt. Die
Tragfähigkeit
ergibt sich nur aus dem inneren Beton kern, der in Fällen besonders
hoher Beanspruchung eine Stahlarmierung aufweist. Üblicherweise wird
eine Füllung
als breiige Fertigbetonmischung, dem sogenannten Transportbeton
in externen Mischstationen hergestellt, zur Baustelle gefahren und
dort mit Spezialfahrzeugen und -geräten in die Hohlräume der
Schalungssteine gepumpt.
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Durch die Verwendung von speziellen
Betonwerkstoffen und der notwendige Einsatz von Spezialgeräten und
-personal ist diese Bauart kostenintensiv. Die Errichtung von Gebäuden erfolgt
meist in Geschnssbauweise. Bedingt durch die Betonfüllung der wandhohen
Schalungssteinreihen und die nachfolgende Aushärtung des Betons, die abgewartet
werden muss, verzögert
sich entsprechend der Baubeginn für jedes weitere Geschoss. Derartige
Zwangspausen verzögern
die Rohbaufertigstellung und wirken sich damit nachteilig auf die
Kosten aus. Ein kontinuierliches Arbeiten ist deshalb nicht möglich.
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Eine solche Betonfüllung erreicht
erst nach 28 Tagen die erforderliche Normfestigkeit, besitzt aber
auch nach dieser Zeit noch einen sehr hohen Wassergehalt. Dies ergibt
sich einerseits aus einer unzulänglichen
Feuchtigkeitsleitfähigkeit
der Schalungssteine und einer betontypischen geringen und langsamen
Wasserabgabe andererseits. Eine für ein angenehmes Raumklima
notwendige Gleichgewichtsfeuchte stellt sich frühestens nach 1 bis 2 Jahren
ein. Deshalb müssen
derartige Neubauten "trockengewohnt" werden. Dies kann besonders
für Erstmieter
sehr unangenehme Folgen haben.
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Lokal verfügbare niedrig- oder nicht veredelte
und deshalb kostengünstige
Baustoffe wie beispielsweise Lehm oder auch eine Verwendung nachwachsender
Rohstoffe wie beispielsweise Holzhackschnitzel werden nicht eingesetzt,
da sie nicht in die weitgehend standardisierten Verfahren passen.
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Bekannt sind Bauelemente, die als
Hohlblocksteine bezeichnet werden und deren Hohlkörper tragfähig aus
Beton ausgeführt
ist. Der tragfähige Hohlkörper weist
typischerweise eine Quaderform und einen oder mehrere Hohlräume auf.
Die Hohlräume
sind dabei vertikal nicht durchgehend ausgeführt.
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Hohlblocksteine aus Beton erfüllen die
Anforderungen an Schallisolierung, Dämmung und Feuchtigkeitsregulierung
nur ungenügend.
Die Verwendung solcher Hohlblocksteine für Wohngebäude ist dauerhaft mit Nachteilen
behaftet. Durch die mangelnde Schallisolierung dringen Geräusch von
außen ein
und wirken störend.
Die mangelnde Dämmung kann
nur durch aufwendige Isolierungen kompensiert werden, die teuer
sind. Besonders nachteilig für
das Raumklima wirkt sich die mangelnde Feuchtigkeitsregulierung
aus. In Gebäuden
mit unangepasstem Raumklima müssen
zusätzliche
Klimageräte
installiert werden, die teuer sind und entsprechende Wartung benötigen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zu Grunde, ein gattungsmäßiges Verfahren
zur Herstellung einer tragenden Wand und ein entsprechendes Bauelement
dazu zu entwickeln, das lokal verfügbare Baustoffe und nachwachsende
Rohstoffe verwendet und damit neben der vorgeschriebenen tragenden Eigenschaft
eine sehr gute Schall- und Wärmeisolierung
sowie eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsregulierung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird verfahrensseitig
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckdienliche
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3. Im Bezug auf
das entsprechende Bauelement wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 4 gelöst
und zweckdienlich durch die Unteransprüche 5 bis 8 ausgestaltet.
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Das erfindungsmäßige Verfahren zur Herstellung
einer tragenden Wand beseitigt unter Verwendung des entsprechenden
Bauelementes die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei
ist von besonderem Vorteil, dass neben der Kostensenkung durch die
Verwendung vorhandener Baustoffe eine kontinuierliche Bauweise ohne
mehrwöchige Zwangspausen
zum Aushärten
von Betonfüllungen gewährleistet
ist. Dies ist insbesondere auch dann möglich, wenn die Bestandteile
des Füllstoffs
mit einem oder mehreren Lösungsmitteln
vermengt werden und der Füllstoff
unter Abgabe der Lösungsmittel aushärtet.
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Dabei ist die Anwendung des Verfahrens
unter Nutzung der Bauelemente so einfach, dass eine solche Bauweise
besonders für
Erdbebengebiete interessant sein kann. In Erdbeben- und Überschwemmungsgebieten
werden von staatlichen Stellen und privaten Hilfsorganisationen
Depots angelegt, welche das Überleben
und die Selbsthilfe der ortsansässigen
Bevölkerung
ermöglichen,
auch wenn die Verkehrswege unpassierbar und das Gebiet von der Außenwelt
abgeschnitten ist. In den Depots finden sich auch Baustoffe zur
Errichtung von Gebäuden.
Die Menge der herkömmlichen
Baustoffe ist begrenzt und die üblichen
Bindemittel wie Kalk oder Zement werden durch Alterung und Witterungseinflüsse schnell
minderwertig oder unbrauchbar. In Katastrophenfällen, wie Erdbeben, Vulkanausbrüchen oder Überschwemmungen
wird nach der Soforthilfe versucht, der überlebenden Bevölkerung
den Umzug von Notzelten in neuerrichtete, feste Gebäude zu ermöglichen.
Diese Hilfe scheitert oft am logistischen und Transportaufwand,
da fast alle Baustoffe und der dazugehörige Maschinenpark zur Errichtung
der Gebäude
in das Katastrophengebiet geschafft werden müssen. Der Anteil der möglichen
Selbsthilfe der Bevölkerung
ist aufgrund der hohen Spezialisierung innerhalb der Bereiche Tief-,
Hoch- und Straßenbau recht
gering. In derartigen Fällen
ist die vorgeschlagene Bauweise vorteilhaft.
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Verfahrensseitig ist es von Vorteil,
wenn die lokal verfügbaren
Stoffe einerseits Lehm aus einem Bodenaushub und andererseits Holzhackschnitzel aus
einer Beräumung
sind, weil diese einerseits kostengünstig verfügbar sind und andererseits
nicht kostenpflichtig auf eine Deponie entsorgt werden müssen. Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Herstellung in einfachen
Mischanlagen erfolgt, wie sie auf jeder Baustelle verfügbar sind
und dadurch die Anschaffung oder Miete teurer Spezialmaschinen entfällt. So
kann der Füllstoff
in einfacher Weise selbst hergestellt werden. Dabei können dem
Füllstoff
ein oder mehrere Lösungsmittels
beigegeben werden, um das Befüllen
der inneren Kernfüllungen mit
fließfähigen Füllstoffen
zu erleichtern.
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Bezogen auf das Bauelement ist es
vorteilhaft, wenn die äußere Schalung
einerseits eine typische Quaderform besitzt, deren Abmessungen von Länge zu Höhe etwa
2:1 betragen und die Breite bezogen auf die gewünschte Wärmedämmung anpassbar ist, wobei
beide Längswände eine
Innenwand und eine gegenüberliegende
Außenwand
ausbilden, die einstückig
durch zwei stirnseitige Querwände
und eine mittigen Querwand verbunden sind und andererseits aus tragendem
und porigem Holzspanbeton besteht, dessen Verhältnis von Holz zu Beton etwa 8:1
beträgt,
wobei die Holzspäne
eine Länge
von bis zu 6 cm bei geringem Querschnitt von maximal 0,5 x 0,5 cm
aufweisen, weil derartige Bauelemente in einfacher Weise verwendet
werden können
und damit auch für
Selbstbauer geeignet sind. Neben den sehr guten Schall- und Wärmeisolierungseigenschaften ist
die sehr hohe Feuchtigkeitsleitfähigkeit
vorteilhaft, weil dadurch der hohe Feuchtigkeitsgehalt der frisch eingebrachten
Kernfüllungen
kurzfristig nach außen geleitet
werden kann. Das Ermöglicht
ein zügiges
Errichten einer tragenden Wand ohne zwischengelagerte Trocknungsphasen.
Von besonderem Vorteil ist dabei, wenn die Breite der mittigen Querwand
der Breite beider stirnseitiger Querwände beträgt, weil dadurch beim Verbau
im klassischen Fugenverbund die Kernfüllungen automatisch als vertikale
Hohlräume
die gesamte Wand durchziehen und diese damit in einfacher und kostengünstiger
Weise mit einem Füllstoff
ausgefüllt
werden können.
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Es ist vorteilhaft, wenn der innere
Kern einerseits in vertikaler Richtung durch die äußere Schalung
umschlossen ist und die Form eines Quaders aufweist und andererseits
aus Holzhackschnitzel-Leichtlehm besteht, dessen Verhältnis von
Holzhackschnitzel zu Lehm etwa 3:1 beträgt, wobei die Holzhackschnitzel
eine Länge
von bis zu 4 cm bei geringem Querschnitt von maximal 1,0 × 1,0 cm
aufweisen, weil diese Leichtlehmfüllung eine ausgezeichnete feuchtigkeitsregulierende
Wirkung auszeichnet, so dass die Luftfeuchte in einem Innenraum
ganzjährig bei
etwa 50% gehalten wird. Eine solche konstante Luftfeuchte von etwa
50% wird von Menschen als sehr angenehm empfunden. Für bestimmte
Gruppen, beispielsweise Allergiker ist ein so gleichmäßiges und
natürliches
Raumklima sehr hilfreich im Bezug auf die Eindämmung der Symptome ihrer Allergien.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Bauelementes in einer perspektivischen
Ansicht,
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2 eine
schematische Darstellung mehrerer Bauelemente in einem typischen
Verbund, beispielsweise für
eine Wand und
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3 die
Darstellung der 2 in
einer perspektivischen Ansicht.
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Das erfindungsgemäße Bauelement ist gemäß 1 zweiteilig ausgeführt und
besteht aus einer äußeren Schalung 1 und
zwei inneren Kernfüllungen 2, 2'.
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Die äußere Schalung 1 ist
einstückig
ausgeführt
und besitzt eine für
ein Bauelement typische Quaderform, deren äußeres Abmessungsverhältnis von
Länge zu
Breite zu Höhe
etwa 2:1:1 beträgt.
Es sind gleichfalls andere Abmessungsverhältnisse denkbar, die dann die
jeweiligen Festigkeitserfordernisse entsprechend berücksichtigen.
Dabei bilden die beiden Längswände der äußeren Schalung 1 eine Innenwand 3 und
eine der Innenwand 3 gegenüberliegende Außenwand 4.
Die äußere Schalung 1 weist jeweils
stirnseitig zwei, die Innenwand 3 und die Außenwand 4 verbindende
Querwände 5, 5' auf.
Zudem besitzt die äußere Schalung 1 eine
mittig angeordnete Querwand 6, die gleichfalls die Innenwand 3 und die
Außenwand 4 verbindet
und deren Breite der Breite beider stirnseitigen Querwände 5, 5' entspricht.
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Die äußere Schalung 1 besteht
aus einem Holzspanbeton, wobei dessen Verhältnis von Holz zu Beton etwa
8:l beträgt.
Die Holzspäne
besitzen eine geeignete Form und weisen dabei eine Länge von
bis zu 6 cm bei einem geringen Querschnitt von maximal 0,5 × 0,5 cm
auf. Die Holzspäne
werden typischerweise durch das Eindringen mineralischer Feinstoffe in
die Holzporen mineralisiert. Die äußere Schalung 1 des
Bauelementes besitzt dadurch zum einen eine tragende Eigenschaft
und zum anderen eine durch eine Porigkeit des Holzspanbetons vorgegebene ausgezeichnete
Feuchtigkeitsleitfähigkeit
sowie eine sehr gute Schall- und Wärmeisolierung.
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Die beiden inneren Kernfüllungen 2, 2' des Bauelementes
werden von den Wänden
der tragenden Schalung 1 derart umschlossen, dass die inneren
Kernfüllungen 2, 2' je weils
die Form einer vertikal durch die tragende Schalung 1 verlaufenden
Röhre besitzt.
Dabei ist eine von der Röhre
abweichende Form durchaus möglich.
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Die inneren Kernfüllungen 2, 2' bestehen
aus einem Holzhackschnitzel-Leichtlehm, wobei das Verhältnis von
Hackschnitzel zu Lehm etwa 3:1 beträgt. Die Hackschnitzel besitzen
eine geeignete Form und weisen dabei eine Länge von bis zu 4 cm bei geringem
Querschnitt von maximal 1,0 x 1,0 cm auf. Die inneren Kernfüllungen 2, 2' des
Bauelementes besitzen dadurch zum einen eine nichttragende Eigenschaft
und zum anderen durch die in dem Holzhackschnitzel-Leichtlehm begründeten Eigenschaften
einer sehr guten Schall- und Wärmeisolierung
sowie einer ausgezeichneten Feuchtigkeitsregulierung.
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In einer ersten Ausführungsform
beinhaltet das erfindungsgemäße Bauelement
in der äußeren Schalung 1 bereits
die inneren Kernfüllungen 2, 2' aus
Holzhackschnitzel-Leichtlehm.
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In einer zweiten Ausführungsform
beinhaltet das erfindungsgemäße Bauelement
in der äußeren Schalung
l keine innere Kernfüllung 2, 2'.
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Die Herstellung einer tragenden Wand,
beispielsweise für
ein Wohngebäude
soll nun anhand einer Funktionsbeschreibung erläutert werden. Verwendung finden
die entsprechenden Bauelemente der zweiten Ausführungsform.
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Dazu werden die Bauelemente gemäß 2 und 3 in einen mauerwerkartigen Verband gebracht. Dabei
werden die Bauelemente typisch angeordnet, wonach ein Bauelement
einer höhergelegenen
Reihe 7 mittig auf einer zwischen zwei Bauelementen einer darunter
gelegenen Reihe 8 entstehenden Fuge aufgesetzt wird. Die
Bauelemente werden untereinander in entsprechender Weise durch Mörtel oder
Kleber verbunden. Dadurch liegen die inneren Kernfüllungen 2, 2' in
einer Flucht und durchziehen den gesamten mauerwerkartigen Verband
vertikal.
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In beliebig wählbaren Zeitabständen, spätestens
jedoch nach Beendigung der obersten Reihe der Wand wird Holzhackschnitzel-Leichtlehm
in entsprechender Weise von oben in die vertikal übereinander liegenden
inneren Kernfüllungen 2, 2' eingefüllt. Dazu
werden die üblichen
Verfahren wie Gießen
oder erdfeuchtes Einstampfen angewendet.
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Der Holzhackschnitzel-Leichtlehm
wird auf der Baustelle bereitet. Als Bestandteile werden beispielsweise
der als Bodenaushub vorhandene Lehm und die von einer Beräumung stammenden
Holzhackschnitzel verwendet, die in entsprechender Weise vermischt
werden.
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Nach dem Befüllen und der parallel dazu durchgeführten Verdichtung
benötigt
der mauerwerkartige Verband je nach Bindemittel etwa 2 bis 12 Stunden
zum Abbinden und je nach Witterung 1 bis 2 Wochen
zum Trocknen. Bereits nach dem Abbinden kann, da die Wand dann eine
tragende Eigenschaft besitzt, kontinuierlich, beispielsweise mit
dem Aufsetzen einer Decke und des folgenden Geschoss weitergebaut
werden. Spätestens
bei Einzug in einen solchen Neubau weisen die Wände eine entsprechende Wärme- und
Schallisolierung sowie eine feuchtigkeitsregulierende Wirkung auf.
Die Wirkung der Wärme-
und/oder der Schallisolierung kann durch zusätzliche Dämmmaßnahmen den individuellen Bedürf- oder
Erfordernissen angepasst werden.
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- 1
- äußere Schalung
- 2,
2'
- innere
Kernfüllung
- 3
- Innenwand
- 4
- Außenwand
- 5,
5'
- stirnseitige
Querwand
- 6
- mittige
Querwand
- 7
- höhergelegene
Reihe
- 8
- darunter
gelegene Reihe