DE10030729A1 - Plattenelement zur Erstellung von Wand,Decke oder Dach eines Bauwerks - Google Patents

Abstract

Plattenelement zur Erstellung von Wand, Decke oder Dach eines Bauwerks, aus Beton und Holz, mit einer äußeren Betonschicht und einer gitter- oder rostförmigen Holzstruktur, die an der Betonschicht innenseitig befestigt ist, wobei an der dem Beton gegenüberliegenden Seite des Plattenelementes eine zweite Schicht (10) aus einem mechanisch stabilen, selbsttragenden Material angeordnet ist, die Holzstruktur aus zueinander parallelen, voneinander beabstandeten Distanzhaltern (2) besteht, an deren dem Beton (1) und der zweiten Schicht (10) zugewandten Seiten senkrecht zu ihnen, parallel voneinander beabstandete Bretter (3) oder Latten (4) befestigt sind, die jeweils mit dem Beton (1) und der zweiten Schicht (10) verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Plattenelement zur Erstellung von Wand, Decke oder Dach eines Bau­ werks, aus Beton und Holz, mit einer äußeren Beton­ schicht und einer gitter- oder rostförmigen Holz­ struktur, die an der Betonschicht innenseitig befe­ stigt ist.

Plattenelemente in Holz/Betonverbundbauweise sind im Bauwesen in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie bestehen im allgemeinen aus einer tra­ genden Betonschicht mit einer Stärke von mehreren Zentimetern, an der eine gitter- oder rostförmige Holzstruktur befestigt ist. Sie werden im allgemei­ nen in standardisierten Größen industriell herge­ stellt, weisen eine rechteckige Gestalt auf und sind zur Erstellung von Außenwänden, Dachkonstruk­ tionen oder zur Errichtung von Zwischenwänden in Gebäuden geeignet. Im eingebauten Zustand weist die Betonschicht nach Außen und an der innenseitigen Holzstruktur werden Dämmstoffe und/oder Schalplat­ ten zur Verkleidung des Plattenelementes ange­ bracht. Sie werden nach dem Baukastenprinzip zusam­ mengesetzt zur raschen und kostensparenden Errich­ tung von Gebäuden. Die Verbindung der Werkstoffe miteinander erfolgt über Verschraubungen, wobei die Holzbretter oder -latten mit Winkeleisen an der Be­ tonschicht befestigt werden. Auch das Eingießen der Hölzer in die Betonschicht, während der Herstel­ lung, ist bekannt.

Als nachteilig hierbei ist anzusehen, daß mit den bekannten Plattenelementen gestellte bautechnische Anforderungen nicht erfüllbar sind. So sind sie häufig nicht in der Lage den gestellten Brand­ schutzanforderungen gerecht zu werden, da die in­ nenseitigen Holzteile nicht ausreichend gegen Feuer geschützt sind. Zur Schall- und Wärmedämmung sind weitere Dämm- oder Isolationsschichten notwendig, um die Ausbildung von Kälte oder Trittschallbrücken von Innen nach Außen bzw. zwischen benachbarten Plattenelementen zu verhindern.

Ausgehend vom Stand der Technik hat sich die Erfin­ dung zur Aufgabe gestellt, ein Plattenelement in Holz/Betonverbundbauweise zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten bautechnischen Anforderungen erfüllt, einfach herzustellen ist und das innensei­ tig keine weiteren Schal- oder Putzarbeiten erfor­ dert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an der dem Beton gegenüberliegenden Seite des Plattenelementes eine zweite Schicht aus einem me­ chanisch stabilen, selbsttragenden Material vorhan­ den ist, die Holzstruktur aus zueinander paral­ lelen, voneinander beabstandeten Distanzhaltern be­ steht, an deren dem Beton und der zweiten Schicht zugewandten Seiten senkrecht zu ihnen, parallel voneinander beabstandete Bretter oder Latten befe­ stigt sind, die jeweils mit dem Beton und der zwei­ ten Schicht verbunden sind.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, daß das Plattenelement einen dreischichtigen Aufbau aufweist. Die äußere Schicht wird dabei, wie im Stand der Technik bekannt, von einer tragenden Be­ tonschicht gebildet, die die statischen Kräfte, die auf das Bauteil einwirken, aufnimmt. An ihr ist in­ nenseitig eine Holzstruktur befestigt, die aus par­ allel zueinander beabstandeten Distanzhaltern be­ steht, zwischen denen im Inneren des Plattenelemen­ tes Hohlräume ausgebildet sind, wobei an den Seiten der Distanzhalter, die der Betonschicht und der zweiten Schicht zugewandt sind, jeweils senkrecht dazu, parallel voneinander beabstandete Bretter oder Latten befestigt sind, wobei diese mit dem Be­ ton bzw. der zweiten Schicht verbunden sind. Es kann sich hierbei wahlweise um flache Bretter han­ deln, deren Breite wesentlich größer ist als ihre Dicke oder um Latten oder Dachlatten, bei denen Breite und Höhe der Querschnittsfläche von dersel­ ben Größenordnung sind. Die zweite, innenseitige Schicht besteht aus einem mechanisch stabilen, selbsttragenden Werkstoff. Er ist im Rahmen der Er­ findung frei wählbar oder kann, wie weiter unten dargestellt, ausgeführt sein. Die Verbindung der einzelnen Bauteile des Plattenelementes miteinander bzw. der äußeren und inneren Schicht mit der Holz­ struktur kann ebenfalls in vielfältiger Weise er­ folgen, bevorzugt sind jedoch Kleb- und/oder Schraubverbindungen bzw. das Eingießen der Holz­ struktur in den flüssigen Beton. Die über die ge­ samte Länge oder Breite des Plattenelementes ver­ laufenden Bretter, Latten oder Distanzhalter erfül­ len eine zusätzliche tragende Funktion, da die senkrecht zueinander ausgerichteten Bauteile die Biegesteifigkeit des Plattenelementes erhöhen und damit besonders bei Decken größere lichte Weiten überspannt werden können.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Plattenelement nicht mit einer zusätzlichen Ver­ schalung, wie z. B. Gipsbetonplatten, versehen sein muß, sondern auf die zweite, mechanisch stabile Schicht unmittelbar eine Farbschicht oder Tapete aufgebracht werden kann. Bei geeigneter Material­ wahl für die zweite Schicht erfüllt das Plattenele­ ment auch die Anforderungen hinsichtlich der Feuer­ festigkeit. Die mit Luft gefüllten, nach Außen im wesentlichen vollständig abgeschlossenen Hohlräume in der Holzstruktur verbessern zudem die Wärmeiso­ lation des Bauteils. Mit dem mehrschichtigen Aufbau ist auch die Ausbildung von Trittschallbrücken ver­ bunden, da die mittlere Schicht aus Holz ein schlechter Schalleiter ist. Aufgrund der erhöhten Biegesteifigkeit kann zudem das Gewicht des Bau­ teils reduziert werden gegenüber bekannten Elemen­ ten mit einer vergleichbaren Biegesteifigkeit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­ genstand von Unteransprüchen.

Als Material für die zweite Schicht ist eine im Bauwesen an sich bekannte Gipsplatte oder Holz-, insbesondere Spanplatte, vorgeschlagen, die an der Holzstruktur mit einer Klebe- und/oder Schraubver­ bindung und/oder einer Vernagelung befestigbar ist. Die zweite Schicht kann ebenfalls in Beton ausge­ führt sein, wobei die Befestigung an der Holzstruk­ tur wie weiter unten beschrieben erfolgt. Damit verfügt das Element bei geringem Gewicht über eine hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere Biege­ steifigkeit.

Zur Erhöhung der Feuerfestigkeit des Plattenelemen­ tes besteht die äußere Betonschicht und/oder die zweite Schicht aus einem Faserbeton, wie er im Bau­ wesen an sich bekannt ist. Insbesondere die Verwen­ dung von Mineral- und/oder Glas- und/oder Metallfa­ sern als Zuschlagsstoffe ist vorgeschlagen. Je nach Wahl der Materialien kann der Fachmann die Stabili­ tät oder die statische Tragfähigkeit sowie die Feu­ erfestigkeit des Faserbetons wählen. Die Befesti­ gung einer Faserbetonplatte an der Holzstruktur er­ folgt über eine Verschraubung und/oder Vernagelung.

Um bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Plat­ tenelementes das Eindringen von Beton in die Hohl­ räume zwischen den Distanzhaltern in der Holzstruk­ tur zu verhindern ist an den Brettern bzw. Latten, die senkrecht zu den Distanzhaltern ausgerichtet sind eine Abdichtung zu den Hohlräumen vorhanden. Dabei ist es erfindungsgemäß unerheblich, ob sie an der nach Außen weisenden Seite der Bretter ange­ bracht ist oder an ihrer den Distanzhaltern zuge­ wandten Innenseite. Vorzugsweise ist die Abdichtung eine über die gesamte Fläche des Elementes sich er­ streckende Kunststoffolie, vorzugsweise aus PE. Sie kann auch über eine Klebeverbindung an Brettern oder Latten befestigt sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Distanzhalter in Form von flachen Holz­ brettern ausgeführt, die senkrecht zur Grundfläche des Plattenelementes orientiert sind. Damit ist die Biegezugfestigkeit gegenüber einem Brett, das par­ allel zur Grundfläche ausgerichtet ist, wesentlich erhöht und die Abmessungen des Elements können grö­ ßer gewählt werden bzw. das Gewicht der Holzkon­ struktionen bei vergleichbarer Festigkeit reduziert werden.

Zur Verbesserung des Wärmeisolationsvermögens des Plattenelementes sind die Hohlräume mit einem wär­ meisolierenden Material ausgeschäumt. Insbesondere wird die Verwendung von extrudiertem Polystyrol vorgeschlagen, das aufgrund seiner geschlossenzel­ ligen Struktur keine Feuchtigkeit aufnimmt und über einen hohen Wärmedämmwert verfügt. Das Ausschäumen der Hohlräume erfolgt während der Herstellung des Plattenelementes bevor die Holzstruktur mit der ab­ schließenden zweiten Schicht verschlossen wird.

Für Plattenelemente, deren Stirnseiten einen Teil der Außenwand des Gebäudes bilden ist vorgeschla­ gen, daß an den Stirnseiten zumindest teilweise eine Betonschicht angebracht ist. Insbesondere ist sie durchgehend an die äußere Schicht angeformt, d. h. bereits bei der Herstellung des Elementes wird die Stirnseite mit Beton überzogen. Damit ist das Innere des Plattenelementes gegen Witterungsein­ flüsse von Außen oder mechanische Beschädigungen geschützt, auch die Anbringung von Beschlägen wie Dachrinnen odgl. an der zusätzlichen Betonschicht ist möglich.

Um den Zusammenbau der Plattenelemente zu erleich­ tern sind sie zumindest teilweise an ihren Stirn­ seiten mit Auflagern ausgestattet, die an einer oder mehreren Stirnseiten oder um das gesamte Plat­ tenelement umlaufend angeordnet sind. Vorzugsweise sind sie in Form einer Hartholzleiste ausgeführt, die über eine Verschraubung an der inneren Holz­ struktur befestigt ist. Wird mit dem Plattenelement eine Decke oder ein Boden errichtet, liegt das Auf­ lager auf den im wesentlichen horizontalen Mauer­ werkskronen auf und kann dort in geeigneter Weise befestigt werden. Auch die Anbringung von Metall­ winkelleisten an den Auflagern ist möglich, wobei die Winkelleisten ihrerseits an einer Rahmenkon­ struktion des Gebäudes befestigbar sind.

Um das Eindringen von Feuchtigkeit von Außen nach Innen durch das Plattenelement hindurch zu verhin­ dern, ist es mit einer Dampfsperrschicht ausgestat­ tet, wie sie an sich im Bauwesen bekannt ist. Die wasserdichte Kunststoffolie ist dabei vorzugsweise innerhalb der Holzstruktur, z. B. zwischen Distanz­ haltern und Brettern bzw. Latten angeordnet und er­ streckt sich über die gesamte Fläche des Platten­ elementes und verhindert die Diffusion von Wasser­ dampf von außen nach innen.

In einer sinnvollen Weiterbildung der Erfindung sind die Hohlräume im Inneren des Plattenelementes mit Warm- oder Kaltluft beaufschlagbar. Damit wird eine Klimatisierung des gesamten Gebäudes ermög­ licht, wobei beim Heizen die gleichmäßig von Boden, Wand oder Decke ausstrahlende Wärme für ein ange­ nehmes Raumklima sorgt. Die Ausstattung der Platten­ elemente mit Anschlüssen zur Einleitung von Heiß- oder Kaltluft ist dem Fachmann möglich. Um eine ausreichende Zirkulation der Luft im Inneren der Plattenelemente bzw. zwischen benachbarten Platten­ elementen zu ermöglichen sind die Distanzhalter so­ wie ggf. die Bretter bzw. Betonschichten an den Stirnseiten mit ausreichend dimensionierten Durch­ brüchen versehen.

Um die Errichtung eines Bauwerks zu beschleunigen, sind die Plattenelemente mit Installationskanälen für die Elektro- und/oder Sanitärinstallation aus­ gestattet. Sie können entweder innerhalb des Plat­ tenelementes, vorzugsweise in der Holzkonstruktion, angeordnet sein, z. B. werden bereits bei der Her­ stellung Kunststoffröhren zur Verlegung von Kabeln mit in die Holzstruktur eingebaut. Entsprechende Vorrichtungen können auch außenseitig angebracht werden. Z. B. ist ein Lehrrohr im Winkel zwischen Stirnseite des Plattenelementes und Auflager ange­ ordnet.

Zur Befestigung der einzelnen Schichten bzw. der einzelnen Bauteile der Holzstruktur miteinander ist vorgeschlagen, daß eine Verklebung und/oder Ver­ schraubung und/oder Vernagelung angewendet wird. Zur Erhöhung der Stabilität können in den Ecken zwischen benachbarten Bauteilen auch Winkelleisten vorgesehen sein, die ihrerseits mit dem Bauteil vernagelt oder verschraubt sind. Die mechanisch dauerhafte Verbindung von Holzteilen z. B. mit ei­ ner Faserbetonplatte ist dem Fachmann möglich. Ins­ besondere zur Verbindung der Holzstruktur mit der äußeren Betonschicht ist vorgeschlagen, daß bei der Herstellung die Holzstruktur vorgefertigt und mit flüssigem Beton überzogen wird, wobei der Beton in die Zwischenräume zwischen benachbarten voneinander beabstandeten Latten eindringt und die dadurch ge­ bildete Verzahnung nach der Erstarrung des Betons eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Werkstoffen ergibt. Dabei ist die Holz­ struktur mit einer oben beschriebenen Folie gegen das Eindringen von Beton in die Hohlräume zwischen den Distanzhaltern abgedichtet. Die Herstellung bzw. das Überziehen einer Holzstruktur mit einer Betonschicht kann auch in maschinellem, automati­ schem Ablauf erfolgen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand zweier Zeichnun­ gen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher darge­ stellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein Plattenelement im Querschnitt,

Fig. 2 den dazu senkrechten Querschnitt des Plattenelementes.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung handelt es sich um ein Platten­ element, das einen dreischichtigen Aufbau aufweist.

Die nach Außen weisende Betonschicht (1) ist in ei­ ner Stärke von einigen Zentimetern, insbesondere 2-5 cm, ausgeführt. Vorzugsweise ist sie aus Leicht­ beton hergestellt, der bei der automatischen Her­ stellung einfach zu verarbeiten ist und über eine relativ kurze Aushärtezeit verfügt. Die mittlere Schicht wird von einer dreidimensionalen Holzstruk­ tur gebildet, die aus hier in der Zeichenebene ver­ laufenden, parallel zueinander beabstandeten Di­ stanzhaltern (2) in Form von Holzbrettern sowie Brettern (3) bzw. Latten (4), deren Längsachsen senkrecht dazu ausgerichtet sind, zusammengesetzt ist. Die äußere Betonschicht (1) überdeckt auch die Stirnseiten des Elementes, die von einem weiteren Holzbrett (5) gebildet sind, wobei die oberen Kan­ ten durchgehend umgriffen werden. Zur Abdichtung der Hohlräume im Inneren der Holzstruktur ist eine Kunststoffolie (6) an den oberen Brettern (3) befe­ stigt, die das Eindringen des flüssigen Betons in die Hohlräume bei der Herstellung des Elementes verhindert. Durch die Verzahnung zwischen erstarr­ tem Beton und den Brettern (4) können hohe Scher­ kräfte zwischen den benachbarten Schichten übertra­ gen werden.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein Platten­ element abgebildet, der senkrecht zum ersten, eben­ falls in der Hauptebene der Platte orientiert ist. Die äußere Betonschicht (1) schließt hier bündig mit den Stirnseiten ab, an denen jeweils ein Aufla­ ger (7) in Form einer Holzleiste über eine Ver­ schraubung befestigt ist. Die Distanzhalter (2) in Form flacher Bretter sind senkrecht zur Zeichen­ ebene orientiert, wobei sie parallel voneinander be­ abstandet sind und ihre Fläche senkrecht zur Hauptebene des Elementes ausgerichtet ist. Die Dampfsperre (8) zwischen den innenseitigen Latten (4) und den Distanzhaltern (2) verhindert das Ein­ dringen von Feuchtigkeit von Außen nach Innen durch das Plattenelement. Die Hohlräume zwischen den Di­ stanzhaltern sind mit wärmeisolierenden Kunststoff (9), vorzugsweise extrudiertes Styrol, ausge­ schäumt. An der Innenseite des Plattenelementes ist eine zweite Schicht (10) befestigt, die vorzugs­ weise als nicht brennbare Faserzementplatte ausge­ führt ist. Sie kann über eine Vernagelung, Ver­ schraubung oder Verklebung an den Latten (4) befe­ stigt werden.

Claims (12)

1. Plattenelement zur Erstellung von Wand, Decke oder Dach eines Bauwerks, aus Beton und Holz, mit einer äußeren Betonschicht und einer gitter- oder rostförmigen Holzstruktur, die an der Betonschicht innenseitig befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
an der dem Beton (2) gegenüberliegenden Seite des Plattenelementes eine zweite Schicht (10) aus einem mechanisch stabilen, selbsttragenden Material vor­ handen ist,
die Holzstruktur aus zueinander parallelen, von­ einander beabstandeten Distanzhaltern (2) besteht,
an deren dem Beton (1) und der zweiten Schicht (10) zugewandten Seiten senkrecht zu ihnen, paral­ lel voneinander beabstandete Bretter (3) oder Lat­ ten (4) befestigt sind, die jeweils mit dem Beton (1) und der zweiten Schicht (10) verbunden sind.

2. Plattenelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Schicht (10) eine Gips­ platte oder Spanplatte ist oder aus Beton besteht.

3. Plattenelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton ein Faserbeton ist, insbesondere mit Mineral- und/oder Glas- und/oder Metallfasern.

4. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Bret­ tern (3) oder Latten (4) eine Abdichtung (6) zu den Hohlräumen zwischen den Distanzhaltern (2) vorhan­ den ist, insbesondere eine Kunststoffolie.

5. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz­ halter (2) flache Holzbretter sind.

6. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen den Distanzhaltern (2) ausgeschäumt sind, insbesondere mit extrudiertem Polystyrol.

7. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnsei­ ten des Plattenelements zumindest teilweise mit Be­ ton überzogen sind, insbesondere durchgehend zur äußeren Betonschicht.

8. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirn­ seiten des Elementes Auflager (7) befestigt sind, insbesondere in Form von Holzleisten.

9. Plattenelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Plattenele­ ment eine Dampfsperrschicht (8) vorhanden ist.

10. Plattenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl­ räume zwischen den Distanzhaltern (2) mit Warm- und/oder Kaltluft beaufschlagbar sind.

11. Plattenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Installati­ onskanäle für die Elektro- und/oder Sanitärinstal­ lation im Plattenelement vorhanden sind.

12. Plattenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzel­ nen Schichten miteinander verklebt und/oder ver­ schraubt sind und/oder die Holzstruktur zumindest teilweise in den Beton eingegossen ist.