DE102007000810A1

DE102007000810A1 - Baustein, Bausatz und Verfahren zur Errichtung eines Bauwerks

Info

Publication number: DE102007000810A1
Application number: DE102007000810A
Authority: DE
Inventors: Philipp Hagenmeyer; Markus Hanisch; Annika Kuhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2009-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Baustein (01), bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, und einem in die Bausteinhülle eingebrachtem Füllmaterial. Neben dem Grundbaustein werden auch ein Torbogenbaustein und ein Fensterbaustein bereitgestellt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bausatz zum Aufbau eines Bauwerks (07) mit einer kreisförmigen Grundstruktur mit einer Vielzahl von Bausteinhüllen für Grundbausteine (01) in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist; mit mehreren Bausteinhüllen für Torbogenbausteine (03) in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck aufweist; und gegebenenfalls mit einem Fensterbaustein, bestehend aus einem Gestell, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht. Schließlich betrifft die Erfindung ein Bauwerk, welches sich aus solchen Bausätzen herstellen lässt, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Bauwerke.

Description

Die Erfindung betrifft einen Baustein bestehend aus einer Bausteinhülle und einem in die Bausteinhülle eingebrachtem Füllmaterial, einen Bausatz umfassend derartige Bausteine zum Aufbau eines Bauwerks mit einer im wesentlichen kreisförmigen Grundfläche, ein Bauwerk mit einer im wesentlichen kreisförmigen Grundfläche sowie ein Verfahren zum Aufbau eines derartigen Bauwerks.
Es gibt viele Ort in der Welt, in welchen es an schnell, preiswert und mit wenigen Hilfsmitteln zu errichtenden Unterkünften fehlt. Insbesondere betrifft dies von Naturkatastrophen oder kriegerischen Auseinandersetzungen heimgesuchte Regionen. In den Medien sind Bilder von zerstörten Häusern fast immer präsent, nicht aber eine befriedigende Lösung dieses Problems. Als aktuelle Notlösungen für die Unterbringung einer großen Anzahl obdachlos gewordener Menschen kommen heutzutage in Krisengebieten zumeist zeltartige Unterkünfte zum Einsatz, die aber nur einen gewissen, eingeschränkten Schutz gegen Wind, Wetter und eventuelle Nachbeben in Erdbebengebieten bieten.
Aus der DE 601 05 159 T2 ist ein als Notunterkunft verwendbarer Bunker mit einer bogenförmigen Verkleidung, welche zumindest zeitweise einen Träger bildet, und einer externen länglichen Ummantelung aus Säcken bekannt. Die Säcke erstrecken sich im Wesentlichen horizontal und sind mit einem Füllstoff gefüllt. Zum Befüllen sind die Säcke dicht neben Einlässen angeordnet durch die der Füllstoff einfüllbar ist. Die Säcke sind in Kammern unterteilt und derart montiert, dass die Kammern eines jeden Sackes von der Verkleidung zunehmend beabstandet sind. In der DE 601 05 159 T2 wird auch ein Verfahren zur Errichtung eines derartigen Bunkers angegeben. In einem ersten Schritt wird die bogenförmige Verkleidung aufgestellt. Anschließend werden leere Säcke über der Verkleidung angeordnet und miteinander verbunden. Im nächsten Schritt werden die Kammern der Säcke gefüllt von der innersten Kammer der untersten Säcke bis zum oder zu jeder äußeren Kammer an der Krone des Bogens. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass in jedem Fall eine entsprechende Stützstruktur benötigt wird, über welcher die leeren Säcke angeordnet und befüllt werden. Das Befüllen scheint auch relativ aufwendig zu sein, da die einzelnen Kammern in einer gewissen Reihenfolge aufgefüllt werden müssen. Außerdem werden für das Befüllen der großformatigen Säcke spezielle Vorrichtungen benötigt, die einen manuellen Aufbau der Unterkünfte unmöglich machen.
Die WO 99/42667 A1 beinhaltet ein Verfahren zur Kombination von Stacheldraht und herkömmlichen Säcken zur Schaffung von Bauwerksstrukturen. Zunächst wird eine Vielzahl von Säcken mit Füllmaterial gefüllt. Anschließend werden die Säcke in einer bestimmten Weise aufgestapelt und angeordnet. Zwischen die einzelnen Schichten der gestapelten Säcke wird Stacheldraht angeordnet. Durch den Stacheldraht soll ein Verrutschen der Säcke verhindert werden und eine erdbebenbeständige Bauwerkstruktur geschaffen werden. Ein Nachteil dieser Lösung ist in der Verwendung von Stacheldraht zur Schaffung einer selbsttragenden Bauwerksstruktur zu sehen. Bei der Verarbeitung von Stacheldraht kann es schnell zu Verletzungen kommen, wenn im Katastrophengebiet beispielsweise keine entsprechenden Schutzhandschuhe zur Verfügung stehen. Außerdem kann es durch den Stacheldraht zu Rissen und Löchern in den Säcken kommen, durch welche feinkörniges Füllmaterial heraustreten kann. Eine solche Gefahr besteht insbesondere nach mehrmaligen Auf- und Abbauen der Bauwerksstruktur.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Bauwerk für eine gefährliche Umgebung zur Verfügung zu stellen, welches schnell und ohne technische Hilfsmittel und ohne eigenständige Stützkonstruktion aufbaubar und auch wieder abbaubar ist. Für das Bauwerk soll ein kostengünstig herstellbarer und leicht zu transportierender Baustein zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin soll ein Bausatz zum Aufbau eines Bauwerks zur Verfügung gestellt werden. Schließlich soll noch ein Verfahren zum Aufbau eines derartigen Bauwerks angegeben werden.
Zur Lösung dieser Aufgaben dienen ein Grundbaustein gemäß dem beigefügten Anspruch 1, ein Torbogenbaustein gemäß dem beigefügten Anspruch 7 sowie ein Fensterbaustein gemäß dem beigefügten Anspruch 8.
Der erfindungsgemäße Grundbaustein besteht aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist. In die Bausteinhülle wird Füllmaterial, beispielsweise Sand eingebracht. Die Realisierung des erfindungsgemäßen Grundbausteins als befüllbarer Hüllenstein ist nicht zu letzt unter Kostengründen sehr vorteilhaft. So können die leeren Bausteinhüllen ins Katastrophengebiet gebracht werden und dort mit vorhandenen Füllmaterialien, z. B. Sand, Geröll, zerkleinerter Schutt usw. befüllt werden. Für den Transport der leeren Bausteinhüllen wird nur ein geringer Platz benötigt. Außerdem können sie problemlos aus der Luft über dem Katastrophengebiet abgeworfen werden.
Die durch die Bausteinhülle vorgegebene Bausteinform eignet sich zum Aufbau eines halbkugelschaligen Bauwerks. Ein derartiges Bauwerk erlaubt eine größere Stabilität gegenüber Druckeinwirkung von außen als ein vergleichbarer Flachbau. Die Beschädigung eines einzelnen Bausteins hat bei einem kuppelförmigen Aufbau eine geringere Auswirkung auf die Gesamtstabilität als bei einem vergleichbaren Flachbau.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Grundbaustein in mehrere Kammern unterteilt. Durch diese Unterteilung wird der Grundbaustein zusätzlich verstärkt, wodurch sich auch die Stabilität der gesamten Bauwerkskonstruktion erhöht.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Grundbaustein mit feinpartikularem Material befüllt wird. Als Füllmaterial eignet sich beispielsweise Sand, Erde, Sand mit Zement vermischt, Kies, Wasser, Schnee, Eis, Luft, Fasern, Tuchstücke, Gewebe, Schaumstoff, Bauschaum, Schüttgüter und schäumende Materialien. Es können jedoch auch ganze Schuttelemente verwendet werden, welche durch Auffüllen mit feinpartikularem Füllmaterial die Bausteinhülle ausfüllen. Die Grundbausteine können untereinander mit verschiedenen Materialien befüllt sein. Ein Stein selbst kann mit verschiedenen Materialien befüllt sein.
Von Vorteil ist es, wenn die Bausteinhülle aus textilartigem Material, wie beispielsweise Jeansstoff, Jute, Kevlar besteht. Das Material sollte dabei so stabil ausgelegt sein, dass es den Inhalt eines Bausteines beim Anheben sicher verwahrt. Vorteilhaft ist die Verwendung eines wasserdichten bzw. wasserabweisenden Materials für die Bausteinhülle. Auf diese Weise kann ein guter Schutz vor nasser Witterung bereits durch den Grundbaustein selbst erreicht werden. Das Material der Bausteinhülle soll an das geplante Füllmaterial angepasst sein. Wenn am Einsatzort kein festes Füllmaterial zur Verfügung steht können wasserdichte Bausteinhüllen auch mit Wasser gefüllt werden. Ebenso sind aufblasbare Bausteinhüllen möglich, für deren Befüllung dann lediglich ein Kompressor benötigt wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Torbogenbausteins lässt sich ein als Eingang dienender Torbogen auf einfache Art und Weise realisieren. Der Torbogenbaustein ist wie der Grundbaustein als befüllbarer Hülsenbaustein ausgeführt. Er unterscheidet sich vom Grundbaustein lediglich durch seine Form.
Die erfindungsgemäßen Fensterbausteine sind in ihrer Form adäquat dem Grundbaustein ausgeführt. Dadurch lassen sie sich problemlos gemeinsam mit den Grundbausteinen verbauen, wodurch an beliebigen Stellen im späteren Bauwerk Fenster integrierbar sind.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient auch ein Bausatz gemäß dem beigefügten Anspruch 10. Mit dem erfindungsgemäßen Bausatz stehen den betroffenen Menschen im Katastrophengebiet bzw. deren humanitären Helfern sämtliche Elemente zur Verfügung, die zum Aufbau einer Notunterkunft benötigt werden. Dadurch, dass im Bausatz lediglich die Bausteinhüllen für die Grundbausteine bzw. Torbogenbausteine enthalten sind, zeichnet sich der Bausatz durch ein kompaktes Packmaß und ein geringes Gewicht aus. Er lässt sich daher kostengünstig transportieren.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Bauwerk gemäß dem beigefügten Anspruch 14. Das erfindungsgemäße Bauwerk eignet sich gut für eine gefährliche Umgebung. Es besitzt eine hohe Stabilität und Robustheit gegen Wind, Wetter und eventuelle Nachbeben. Die verwendeten Bausteine zeichnen sich vor allem im Vergleich mit den bislang verwendeten zeltartigen Notunterkünften durch eine relativ hohe Isolationswirkung aus und schützen so gut vor Kälte und Hitze. Die latent vorhandene Nachgiebigkeit der Bausteine erlaubt eine passgenaue Schichtung und somit größere Dichtigkeit als nicht nachgiebige Bauelemente erlauben würden.
Das Bauwerk kann, wenn es nicht mehr benötigt wird, abgebaut und an einem neuen Standort wieder aufgebaut werden. Die Füllmaterialien werden hierzu aus den Bausteinhüllen entfernt, die im entleerten Zustand gut transportiert und am neuen Standort entsprechend neu befüllt werden können. Falls als Füllmaterial lokale Materialien verwendet werden, können diese am ursprünglichen Standort verbleiben. Die Verwendung von lokal verfügbarem Füllmaterial erlaubt die Verwendung des Bauwerks auch im Weltraum auf anderen Planeten oder Himmelskörpern.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Bauwerk mindestens einen Fensterbaustein. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Tageslicht in das Bauwerk eintreten kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Gestell des Fensterbausteins von einer transparenten Bausteinhülle überdeckt, wodurch aus dem bislang offenen Fensterbaustein ein geschlossener wird. Offene Fensterbausteine können dort eingesetzt werden, wo die klimatischen Verhältnisse eine zusätzliche, permanente Belüftungsöffnung sinnvoll erscheinen lassen. Die Fensterbausteine können an beliebigen Stellen die Grundbausteine ersetzen. Es können auch mehrer Fensterbausteine aneinandergereiht bzw. übereinander angeordnet werden. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, zwei Fensterbausteine mit der breiten Fläche zum Boden gerichtet nebeneinander anzuord nen und zwischen den beiden Fensterbausteinen einen dritten Fensterbaustein mit der Spitze nach unten in die dreieckige Lücke zwischen den beiden Fensterbausteinen anzuordnen.
Von Vorteil ist es, wenn das Bauwerk eine Öffnung im Dach aufweist. Es besteht somit die Möglichkeit, innerhalb des Gebäudes Feuer zu machen. Feuer kann als Wärmequelle aber auch zum Kochen dienen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Bauwerk von einer an die Bauwerksform angepassten Abdeckhaube aus wasserdichtem bzw. wasserabweisendem Material überdeckt. Die Abdeckhaube ist vorteilhaft in einem kleinen Abstand über dem Bauwerk angebracht. Durch die Abdeckhaube soll das Gewebe der Bausteine vor Zerstörung durch Umwelteinwirkungen geschützt werden. Auf die Abdeckhaube kann verzichtet werden, wenn die Bausteinhüllen selbst aus einem wasserdichten bzw. wasserabweisenden Material bestehen. In dem Fall, dass im Gebäude Feuer gemacht wird, kann der dabei entstehende Rauch in den Hohlraum zwischen Abdeckhaube und Mauer geleitet werden, um die Wärme des Rauches für Heizzwecke zu nutzen.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt das Bauwerk einen Außenradius von etwa 150 cm und eine Wanddicke von etwa 40 cm. Ein Bauwerk mit solchen Maßen lässt sich relativ schnell realisieren und hat dennoch eine gewisse Mindestnutzungsgröße. Es soll jedoch keine Einschränkung auf die angegebenen Bauwerksmaße erfolgen, andere Abmaße sind natürlich möglich.
Für die Grundbausteine hat sich für die Seitenlänge der Grundfläche des Pyramidenstumpfes ein Maß von etwa 47 cm und für die Seitenlänge der Deckfläche des Pyramidenstumpfes des Grundbausteins ein Maß von etwa 34 cm als günstig erwiesen. Ein derart ausgeführter Baustein lässt sich gut handhaben und ohne zusätzliche technische Hilfsmittel verarbeiten und auch im gefüllten Zustand noch leicht bewegen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient schließlich auch noch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 24. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine Notunterkunft in einem Krisengebiet schnell, ohne technische Hilfsmittel und ohne jegliche fachliche Vorkenntnisse auch von Laien problemlos aufbauen. Durch die Form der verwendeten Bausteine selbst wird die Mauerform mitbestimmt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden zunächst in einem ersten Verfahrensschritt die Bausteinhüllen der Grundbausteine und der Torbogenbausteine befüllt. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Bausteinhüllen zum Befüllen in eine zur Bausteinform adäquate Negativform eingelegt werden. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Füllgrad der Steine gewährleistet werden. Beim Befüllen ist es vorteilhaft, die Füllstandshöhe mit Hilfe einer an der Negativform angeordneten Füllstandsanzeige zu kontrollieren. Dadurch kann eine optimale Füllhöhe sichergestellt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Grundbausteine an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes Befestigungselemente, insbesondere Schnüre, auf, wobei die Befestigungselemente eines Grundbausteins mit den Befestigungselementen eines zwei Steinreihen darunter liegenden Grundbausteins verbunden sind. Bei der Verwendung von Schnüren sind diese vorzugsweise elastisch ausgeführt. Durch das Verbinden benachbarter Grundbausteine bildet sich ein zur Lagesicherung dienendes Netz. Zur Lagesicherung können die Steine auch mit Klettverschlüssen versehen werden bzw. zwischen den Steinen können Krähenfüße angeordnet werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn in einer Steinreihe vier Grundbausteine, welche an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes eine Öse aufweisen, um jeweils 90° zueinander versetzt angeordnet werden. In die Ösen werden anschließend über die Kuppelhöhe hinausragende Stangen eingesetzt. Die Stangen werden über Schnüre am Boden und untereinander abgespannt. Das Bauwerk wird somit am Untergrund gesichert und erhält gleichzeitig mehr Stabilität.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Innenkreis einer oberhalb des Torbogens liegenden Steinreihe ein verstellbarer Ring eingespannt. Der Ring kann vorzugsweise über eine Feder verstellt werden. Durch den vom Ring auf die Steinreihe ausgeübten Druck wird die Konstruktion der Steinreihe gestützt und damit eine Stabilisierung des gesamten Bauwerks erreicht.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1a eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Grundbausteins;
1b eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Grundbausteins;
1a eine Iso-Ansicht des erfindungsgemäßen Grundbausteins;
2 mathematische Beziehungen am Grundkreis eines erfindungsgemäßen Bauwerks;
3 den Ablauf beim Errichten einer Mauer mittels erfindungsgemäßen Grundbausteinen;
4 ein erfindungsgemäßes Bauwerk in einer ersten Ausführungsform in einer Ansicht von vorne;
5 einen Torbogen aus erfindungsgemäßen Torbogenbausteinen in einer schematischen Schnittansicht;
6 den erfindungsgemäßen Torbogenbaustein in vereinfachter perspektivischer Ansicht;
7 einen erfindungsgemäßen Fensterbaustein in vereinfachter perspektivischer Ansicht;
8 ein Fensterelement aus drei Fensterbausteinen in vereinfachter perspektivischer Ansicht;
9 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauwerks.
1 zeigt verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Grundbausteins. Der erfindungsgemäße Grundbaustein 01 besteht im befüllten Zustand aus einer Bausteinhülle und einem in die Bausteinhülle eingebrachten Füllmaterial. Die Bausteinhülle besitzt die Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist. Zur Ermittlung der Maße des Grundbausteins s_i, s_a siehe 2.
Der Grundbaustein 01 kann zum Erreichen einer höheren Stabilität in mehrere Kammern unterteilt werden. Das in die Bausteinhülle eingebrachte Füllmaterial sollte vorzugsweise feinpartikular sein. Es können jedoch auch gröbere Materialien verwendet werden. Das Füllmaterial muss nur wenige wesentliche Eigenschaften aufweisen, es muss füllbar und mit der Material der Bausteinhülle kompatibel sein. Die Bausteinhülle besteht bevorzugt aus textilartigem Material. Als zweckmäßig hat sich ein formstabiles Gewebe erwiesen. Beispielsweise wurde zur Errichtung eines ersten Prototypen-Bauwerks Leinenstoff verwendet. Die Grundbausteine 01 weisen vorzugsweise an den Ecken der Grundfläche des Pyramidenstumpfes Schnüre auf durch welche mehrere Grundbausteine miteinander verbunden werden können.
2 zeigt die mathematischen Beziehungen am Grundkreis eines erfindungsgemäßen Bauwerks, mit Hilfe derer die Maße des erfindungsgemäßen Grundbausteins 01 bestimmbar sind. Beim Aneinanderreihen und Stapeln des erfindungsgemäßen Grundbausteins kann die Form einer Halbkugelschale (Kalotte) realisiert werden. Es ergibt sich ein igluförmiges Bauwerk mit variablem Grundkreis in Abhängigkeit von Anzahl und Form der Steine. Zum Bestimmen der Maße des Grundbausteins 01 muss zunächst der Radius des Grundkreises des späteren Bauwerks und die Anzahl der für diesen Grundkreis verwendeten Grundbausteine festgelegt werden. Bei einem vorgegebenen Außenradius r_a = 150 cm ergibt sich bei einer Wanddicke von d = 40 cm ein Innenradius r_i = 110 cm. Nachdem die Größe des Grundkreises festgelegt wurde, wird nun die Anzahl n der Steine im Grundkreis definiert. Aus der Winkelbeziehung im Kreis α = 360°/n ergibt sich der Winkel α. Bei 20 Steinen im Grundkreis würde sich ein Winkel α von 18° ergeben. Über die Beziehungen der inneren und äußeren Bogenlängen b_i und b_a zum Winkel α werden die Seitenlängen der Dreiecke, welche die Außenseiten des Grundbausteins 01 bilden, approximiert. Mit bi = Pi·ri·α/180° ba = Pi·ra·α/180°ergibt sich für b_i = 34,56 cm und b_a = 47,12 cm. Da die Außenseiten des Grundbausteins 01 jedoch als Geraden angenähert werden und keine Kreisbögen darstellen, ergeben sich die entsprechenden Kreissehnen s_i und s_a aus si = 2·ri·sinα/2 sa = 2·ra·sinα/2.
Damit ergibt sich s_i ≈ 34 cm und s_a ≈ 47 cm. Eine Angabe der Werte mit einer Genauigkeit von mehr als einem cm macht auf Grund der späteren Fertigungstoleranzen wenig Sinn, zudem kann es zu großen Verformungen beim gefüllten Stein kommen. Somit sind sämtliche Abmaße des Grundbausteins 01 bestimmt, welcher im gewählten Beispiel zum Bau eines Kuppelhauses mit einem Außenradius von 150 cm und 20 Steinen im Grundkreis dient.
3 zeigt das Errichten einer Mauer mittels erfindungsgemäßen Grundbausteinen. Anhand 3 soll auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bauwerks mit einer kreisförmigen Grundfläche (siehe 4) erläutert werden.
Für das Bauwerk kommen neben den bereits beschriebenen Grundbausteinen auch Torbogenbausteine 03 (siehe 6) und Fensterbausteine 04 (siehe 7) zum Einsatz. Wie die Grundbausteine 01 bestehen auch die Torbogenbausteine 03 aus einer Bausteinhülle und einem in die Hülle eingebrachtem Füll material. Die Torbogenbausteine 03 besitzen jedoch eine abgewandelte Form, und zwar weisen die Bausteinhüllen die Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck bildet auf. Mit Hilfe der Torbogenbausteine 03 kann das Bauwerk mit einem als Eingang dienenden Torbogen 05 versehen werden (siehe 5).
Die Fensterbausteine 04 umfassen ein Gestell 06, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht. Dieses Gestell 06 kann mit einer transparenten Bausteinhülle überzogen sein. Da die Form der Fensterbausteine der Form der Grundbausteine entspricht, können die Fensterbausteine an beliebigen Stellen anstelle der Grundbausteine 01 verwendet werden. Mehrere Fensterbausteine 04 können auch zu Fensterelementen zusammengesetzt werden. Ein Fensterelement bestehend aus drei Fensterbausteinen 04 ist in 8 dargestellt.
Bevor der Aufbau beginnen kann, müssen zunächst die Bausteinhüllen der Grundbausteine 01 und der Torbogenbausteine 03 befüllt werden. Hierzu werden die Bausteinhüllen vorzugsweise in eine zur Bausteinform adäquate Negativform eingelegt. Zur Erzielung einer optimalen Füllstandshöhe kann die Bausteinform mit einer Füllstandsanzeige versehen sein. Zum Befüllen wird in der Regel Füllmaterial, welches sich in der Nähe vom Aufbauort befindet, verwendet. Das Befüllen kann manuell mit Schaufeln oder dergleichen erfolgen, wenn keine Maschinen zur Verfügung stehen. Es ist natürlich auch möglich, die Bausteine an einem anderen Ort zentral zu befüllen und die bereits befüllten Bausteine zum Aufbauort zu transportieren. Die befüllten Bausteine müssen bevor sie verwendet werden können, natürlich noch entsprechend verschlossen werden, damit kein Füllmaterial aus der Bausteinhülle entweichen kann.
Im nächsten Verfahrensschritt wird nach einer möglichst ebenen Fläche zum Aufstellen des Bauwerks gesucht. Gegebenenfalls ist es erforderlich, den Baugrund auszuschachten und/oder zu planieren. Im Anschluss daran wird der Außendurchmesser des Grundkreises markiert und der Standort für den Torbogen 05 festgelegt. Nun kann mit dem Aufbau der ersten Reihe begonnen werden. Hierzu werden die Grundbausteine 01 kreisförmig aneinandergereiht angeordnet, wobei die breite Fläche des Grundbausteins 01 zum Boden gerichtet ist und die Grundfläche des Pyramidenstumpfs mit dem markierten Außendurchmesser abschließt. Zwei aneinandergereihte Grundbausteine 01 sind in 3a gezeigt. Der für den Torbogen 05 vorgesehene Bereich wird dabei freigelassen. An den beiden an den Torbogenbereich grenzenden Enden wird jeweils ein Torbogenstein 03 angeordnet. Nachdem die erste Reihe aufgebaut wurde, kann anschließend die zweite Reihe errichtet werden. Die Grundbausteine 01 werden hierzu mit der Spitze nach unten in die dreieckigen Lücken der ersten Reihe eingefügt. Dies ist in 3b dargestellt. Die erste und die zweite Reihe, welche gemeinsam die erste Steinreihe des Bauwerks bilden, werden auf der Grundfläche entsprechend fixiert. Die nachfolgenden Steinreihen können nun aufgebaut werden. Hierfür wird immer abwechselnd eine Reihe mit Grundbausteinen 01 mit der breiten Fläche nach unten und eine Reihe mit Grundbausteinen 01 mit der Spitze zum Boden angeordnet. Eine Steinreihe umfasst demnach immer eine Reihe mit Grundbausteinen 01, bei denen die breite Fläche nach unten zum Boden zeigt und eine eingepasste Reihe, bei der die Spitze der Grundbausteine 01 nach unten zeigt. Die Steinreihen werden dabei so lange mit Torbogenbausteinen 03 abgeschlossen bis der Torbogen 05 geschlossen ist. In 3c ist eine Mauer mit zwei aufgebauten Steinreihen dargestellt.
Für das unter 2 beschriebene Beispiel würde sich folgende Anordnung ergeben. Die erste Steinreihe umfasst eine untere Reihe mit 17 Grundbausteinen und eine obere Reihe mit 18 Grundbausteinen. Die zweite Steinreihe umfasst eine untere Reihe mit 16 und eine obere Reihe mit 17 Grundbausteinen. Die dritte Steinreihe umfasst eine untere Reihe mit 15 und eine obere Reihe mit 16 Grundbausteinen. Die vierte Steinreihe umfasst eine untere Reihe mit 14 und eine obere Reihe mit 15 Grundbausteinen. Bei der vierten Steinreihe können vier Grundbausteine an ihrer nach außen zeigenden dreieckigen Grundfläche mit einer Öse versehen werden. Diese „Ösensteine" sind vorzugsweise um etwa 90° versetzt zueinander angeordnet. In die Ösen können über die Kuppelhöhe hinausragende Stangen eingesetzt werden, welche über Schnüre am Boden und untereinander abspannbar sind. Auf diese Weise können die Kuppelsteine in den Schnüren eingespannt und so gesichert werden. Der Torbogen 05 schließt mit der vierten Steinreihe und umfasst insgesamt 11 Torbogensteine 03. Die fünfte Steinreihe umfasst eine unteren Reihe mit 10 Grundbausteinen, 4 Fensterbausteinen und eine obere Reihe mit 13 Grundbausteinen und 2 Fensterbausteinen, wobei die Fensterbausteine so angeordnet sind, dass jeweils ein Fensterbaustein der oberen Reihe zwischen zwei Fensterbausteinen der unteren Reihe angeordnet ist. Mit Abschluss der fünften Steinreihe ist die Fläche über dem Torbogen 05 mitgefüllt.
In einer oberhalb des Torbogens 05 liegenden Steinreihe kann ein verstellbarer Ring zum Abstützen der Steinreihe eingespannt werden, wodurch eine zusätzliche Stabilisierung des Bauwerks erreicht werden kann.
Während des Aufbaus bzw. im Anschluss daran werden die Schnüre der Grundbausteine 01 miteinander verbunden. Hierbei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Schnüre eines Grundbausteins 01 mit den Schnüren eines zwei Steinreihen darunter liegenden Grundbausteins 01 verknotet werden. Auf diese Weise entsteht ein die Steine in ihrer Lage sicherndes Netz.
Nachdem sämtliche Steinreihen aufgebaut wurden ergibt sich ein in 4 dargestelltes Bauwerk in einer ersten Ausführungsform. Das Bauwerk 07 besitzt die Form eines Iglus.
Zum Schutz des Bausteinhüllengewebematerials kann das Bauwerk 07 mit einer an die Bauwerksform angepassten Abdeckhaube aus wasserdichtem bzw. wasserabweisendem Material überdeckt werden. Eine derartige Abdeckhaube erübrigt sich, wenn die Bausteinhüllen selbst aus einem entsprechenden Material gefertigt werden. Die vom Torbogen 05 gebildete Türöffnung kann mit einer Decke oder ähnlichem verschlossen werden.
9 zeigt das erfindungsgemäße Bauwerk in einer zweiten Ausführungsform. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass zwei igluförmige Bauwerke 05 über einen Bogengang 09 miteinander verbunden sind. Anhand dieses Ausführungsbeispiels soll verdeutlicht werden, dass mit den erfindungsgemäßen Bausteinen nicht nur Bauwerke mit einer kreisförmigen Grundfläche errichtet werden können, sondern beispielsweise auch Bogengänge, Mauern und gekrümmte Dachkonstruktionen. Dadurch ergibt sich ein großer Einsatzbereich für den erfindungsgemäßen Baustein.

01: Grundbaustein
03: Torbogenbaustein
04: Fensterbaustein
05: Torbogen
06: Gestell des Fensterbausteins
07: igluförmiges Bauwerk
09: Bogengang
s_i: Seitenkante der Deckfläche des Pyramidenstumpfs des Grundbausteins
s_a: Seitenkante der Grundfläche des Pyramidenstumpfs des Grundbausteins
d: Tiefe des Grundbausteins, Wanddicke
r_i: Innenradius des Grundkreises
r_a: Außenradius des Grundkreises
b_i: innere Bogenlänge
b_a: äußere Bogenlänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 60105159 T2 [0003, 0003]
- WO 99/42667 A1 [0004]

Claims

Grundbaustein (01) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, und einem in die Bausteinhülle eingebrachtem Füllmaterial.
Grundbaustein (01) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in mehrere Kammern unterteilt ist.
Grundbaustein (01) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial feinpartikulares Material ist.
Grundbaustein (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bausteinhülle aus textilartigem Material besteht.
Grundbaustein (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bausteinhülle aus einem wasserdichten oder wasserabweisenden Material besteht.
Grundbaustein (01) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes Befestigungselemente, insbesondere Schnüre, befestigt sind.
Torbogenbaustein (03) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck aufweist, und einem in die Hülle eingebrachtem Füllmaterial.
Fensterbaustein bestehend aus einem Gestell, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht.
Fensterbaustein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell von einer transparenten Bausteinhülle überdeckt ist, welche am Gestell befestigt ist.
Bausatz zum Aufbau eines Bauwerks (07) mit einer kreisförmigen Grundstruktur mit – einer Vielzahl von Bausteinhüllen für Grundbausteine (01) in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist; – mehreren Bausteinhüllen für Torbogenbausteinen (03) in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck aufweist; – gegebenenfalls mindestens einem Fensterbaustein bestehend aus einem Gestell, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht.
Bausatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Abdeckhaube aus wasserdichtem bzw. wasserabweisendem Material zum Überdecken des Bauwerks (07) aufweist.
Bausatz nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Bausteinhüllen für Grundbausteine (01) an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes eine Öse aufweisen, und dass er weiterhin umfasst – mindestens 4 Stangen, welche durch die Ösen der Bausteinhüllen der Grundbausteine (01) durchführbar sind, – mehrere Bodenhaken sowie – Schnüre zum Verbinden der Stangen untereinander sowie der Stangen mit den Bodenhaken.
Bausatz nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens einen in seinem Durchmesser verstellbaren Ring zum Abstützen einer Bausteinreihe aufweist.
Bauwerk (07) mit einer kreisförmigen Grundfläche bestehend aus – einer Vielzahl von Grundbausteinen (01) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist und einem in die Bausteinhülle eingebrachtem Füllmaterial; – mehreren Torbogenbausteinen (03) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck aufweist, und einem in die Hülle eingebrachtem Füllmaterial, wobei sämtliche Grundbausteine (01) mit der Deckfläche des Pyramidenstumpfes zur Innenseite des Bauwerks zeigen und mehrere Reihen von Grundbausteinen (01) derart kreisförmig übereinander angeordnet sind, dass sich eine Reihe, bei der die breite Fläche des Grundbausteins (01) zum Boden gerichtet ist mit einer Reihe bei der die Grundbausteine (01) mit der Spitze nach unten in die dreieckigen Lücken der vorhergehenden Reihe angeordnet ist, abwechseln, wobei die Reihenenden im Bereich des als Eingang dienenden Torbogens (05) von jeweils einem Torbogenstein (03) abgeschlossen sind.
Bauwerk (07) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen Fensterbaustein umfasst, bestehend aus einem Gestell, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht.
Bauwerk (07) nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass es eine Öffnung im Dach aufweist.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer an die Bauwerksform angepassten Abdeckhaube aus wasserdichtem oder wasserabweisendem Material überdeckt ist, wobei die Abdeckhaube vom Bauwerk beabstandet angebracht ist.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Grundbausteine (01) an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes Befestigungselemente, insbesondere Schnüre, aufweisen, wobei die Grundbausteine (01) durch die Befestigungselemente miteinander verbunden sind.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass es an seiner Außenseite mehrere Ösen aufweist, und dass durch diese Ösen Stangen durchgeführt sind, welche über die Kuppelhöhe hinausragen, wobei diese Stangen untereinander und mit Bodenhaken verbunden sind.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 19 dadurch gekennzeichnet, dass es an der Innenseite einer oberhalb des Torbogens liegenden Steinreihe einen verstellbaren Ring aufweist.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass es einen Außenradius von etwa 150 cm und eine Wanddicke von etwa 40 cm aufweist.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenlänge der Grundfläche des Pyramidenstumpfes (s_a) des Grundbausteins (01) etwa 47 cm und die Seitenlänge der Deckfläche des Pyramidenstumpfes (s_i) des Grundbausteins (01) etwa 34 cm betragen.
Bauwerk (07) nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Bausatz nach einem der Ansprüche 10 bis 13 herstellbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauwerks (07) mit einer kreisförmigen Grundfläche unter Verwendung von Grundbausteinen (01) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist und einem in die Bausteinhülle eingebrachtem Füllmaterial und Torbogenbausteinen (03) bestehend aus einer Bausteinhülle in Form eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein Rechteck aufweist, und einem in die Hülle eingebrachten Füllmaterial, mit folgenden Schritten – Auswahl einer Fläche zum Aufstellen des Bauwerks; – Markieren des gewünschten Außendurchmessers; – Festlegen des Standorts für den Torbogen (05); – Aufbau der ersten Reihe, indem die Grundbausteine (01) kreisförmig aneinandergereiht angeordnet werden, wobei die breite Fläche des Grundbausteins (01) zum Boden gerichtet ist und die Grundfläche des Pyramidenstumpfs mit dem markierten Außendurchmesser abschließt, und wobei der für den Torbogen (05) vorgesehene Bereich freigelas sen wird und an den beiden an den Torbogenbereich grenzenden Enden jeweils ein Torbogenstein (03) angeordnet wird; – Aufbau der zweiten Reihe, indem die Grundbausteine (01) mit der Spitze nach unten in die dreieckigen Lücken der ersten Reihe eingefügt werden; – Fixieren der ersten und zweiten Reihe, welche gemeinsam die erste Steinreihe des Bauwerks (07) bilden, auf der Grundfläche; – Aufbau der nachfolgenden Steinreihen, indem immer abwechselnd eine Reihe mit Grundbausteinen (01) mit der breiten Fläche zum Boden und eine Reihe mit Grundbausteinen (01) mit der Spitze zum Boden angeordnet werden, wobei die Steinreihen so lange mit Torbogenbausteinen (03) abgeschlossen werden bis der Torbogen (05) geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in einem ersten Schritt die Bausteinhüllen der Grundbausteine (01) und Torbogenbausteine (03) befüllt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bausteinhüllen zum Befüllen in eine zur Bausteinform adäquate Negativform eingelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandshöhe mit Hilfe einer an der Negativform angeordneten Füllstandsanzeige kontrolliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbaus mindestens ein Grundbaustein (01) durch einen Fensterbaustein ersetzt wird, wobei der Fensterbaustein aus einem Gestell besteht, dessen Aufbau den Kanten eines Pyramidenstumpfes, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundbausteine (01) an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes Befestigungselemente, insbesondere Schnüre, aufweisen und dass die Befestigungselemente eines Grundbausteins (01) mit den Befestigungselementen eines benachbarten Grundbausteins (01) verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Steinreihe vier Grundbausteine (01), welche an der Grundfläche des Pyramidenstumpfes eine Öse aufweisen, um jeweils 90° zueinander versetzt angeordnet werden, dass in die Ösen über die Kuppelhöhe hinausragende Stangen eingesetzt werden, und dass die Stangen über Schnüre am Boden und untereinander abgespannt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenkreis in einer oberhalb des Torbogens (05) liegenden Steinreihe ein verstellbarer Ring eingespannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk (07) in einem letzten Schritt mit einer an die Bauwerksform angepassten Abdeckhaube aus wasserdichtem oder wasserabweisendem Material überdeckt wird.
Bausteinhülle für einen Baustein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Form eines Pyramidenstumpfes hat, der als Grundfläche ein gleichseitiges Dreieck aufweist, und dass sie mit einem Füllmaterial befüllbar ist.
Bausteinhülle nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine verschließbare Befüllöffnung besitzt.
Bausteinhülle nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass in ihrem Inneren Zwischenwände angeordnet sind, welche den Innenraum in mehrere Kammern unterteilen.