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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft Verbesserungen an oder betreffend Gebäudestrukturen
und genauer eine modulare Gebäudestruktur
und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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Der
Bau eines beliebigen Gebäudes,
etwa eines Hauses, einer Fabrik oder Ähnlichem, ist in der Regel
mit dem Legen eines Fundamentes verbunden, etwa das Errichten von
Fundamentplatten zum Definieren des Grundrisses eines Stockwerks
und der Raumanordnung, das Bauen von Strukturwänden und das Bereitstellen
einer Dachkonstruktion. Ein einzelner Bauunternehmer würde in der
Regel alle diese Arbeiten übernehmen,
obwohl einige Arbeiten entweder von dem Bauunternehmer oder vom Bauherrn übernommen
werden können.
Nach Abschluss dieser Arbeit oder parallel dazu werden in der Regel
andere Bauunternehmer, etwa Installateure, Elektriker, Tischler,
Stuckateure und Dekorateure, in die Errichtung des Gebäudes mit
einbezogen. Das zeigt nicht nur, dass diese Arbeit an einem Ort
ausgeführt
wird, sondern auch, dass sehr viele Bauunternehmer erforderlich
sind, um ein einziges Gebäude zu
errichten. Das führt
zu einem komplizierten Verfahren, da typischerweise viele Kommunikationswege
erforderlich sind und es häufig
erhebliche Überschneidungen
und Unstimmigkeiten sowohl in den Arbeitsbereichen, die für jedes
Gewerk erforderlich sind, als auch im Hinblick auf die Zuständigkeiten
in verschiedenen Aufgaben gibt.
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Fertigbauverfahren
können
eingesetzt werden, wenn die Arbeit ganz oder teilweise von der Baustelle
entfernt werden soll. Diese Verfahren fallen im Wesentlichen in
zwei Kategorien: Fertigbauelemente und ,volu [TEXT FEHLT]ist in jedem
Gebäude mehr
oder weniger abhängig
von der jeweiligen Bedeutung der Faktoren, etwa Ausführungszeit,
Ort, Kosten und Qualität.
Ferner hängt
das Maß,
in dem das Bauelement oder das ,volumetrische' Modul selbst vorgefertigt ist, von ähnlichen
Faktoren ab.
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Beispiele
für solche
Bauelemente reichen von Türen
und Fenstern bis hin zu Böden
und Wandplatten. Beispiele für
,volumetrische' Module
reichen von Badmodulen, die in Gebäuden wie Hotels, eingesetzt
werden, bis hin zu vollständig
fertigen Häusern.
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Durch
den Einsatz aller vorhergehend genannten Verfahren wird das Gebäude jedoch
mit einer fertigen Struktur erhalten, die nach Fertigstellung hinsichtlich
Größe, Design
und Anordnung im Wesentlichen festgelegt ist.
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Die
französische
Patentanmeldung Nr. 7834744 legt ein mehrstöckiges Gebäude offen, in dem eine Hauptummantelung
aus Unterbaugruppen hergestellt ist, die durch Zusammenbau einer
geringen Anzahl fabrikseitig vorgeformter Elemente auf der Baustelle
ausgebildet werden. Die Unterbaugruppen bestehen aus mittigen Zellen
und Außenzellen, die
vertikal an den mittigen Zellen befestigt sind. Jede Außenzelle
besteht aus einer röhrenförmigen Struktur,
die nicht geschlossen ist, die aus zwei parallelen, vertikalen,
rechteckigen Flächen
aus schwerem Eisenblech und oberen und unteren Flächen ausgebildet
ist, die bogenförmig
an den Kanten ausgebildet sind. Die untere Fläche stützt einen horizontalen Boden,
der an entsprechend angeordneten Streben zwischen der unteren Fläche und
dem Boden anliegt. Beim Errichten des Gebäudes werden mehrere mittige
Zellen übereinander
und seitlich angeordnet, und Außenzellen
oder Treppenhäuser
werden von den mittigen Zellen abgehängt.
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Die
deutsche Patentschrift Nr. 2306865 legt ein Fertigbausystem offen,
bei dem eine Grundstruktur durch Bereitstellen von zusätzlichen
Einheiten fertig gestellt wird, die Wohnbereiche, Arbeitsbereiche und
so weiter bereitstellen. Die zusätzlichen
Einheiten sind entweder an tragenden Strebpfeilern, die von der
Wand der Stützstruktur
vorstehen, oder zwischen zwei Stützstrukturen
angeordnet.
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Die
US-Patentschrift Nr. 3,541,744 legt eine tragbare Wohnstruktur offen,
die mit einer oder mehr Säulen
mit den mehreren sich seitlich erstreckenden Stützwänden ausgestattet ist. Die
Wände sind
mit vertikal beabstandeten parallelen Aufnahmen für tragbare
Wohneinheiten ausgestattet. Die Wohneinheiten sind mit zusammengehörenden Aufnahmen ausgestattet,
die in den Stützwandaufnahmen
angeordnet sind, um die tragbaren Wohneinheiten freitragend von
den Stützwänden zu
tragen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte
Gebäudestruktur
und ein Verfahren zum Herstellen dieser bereitzustellen, das ein
Gebäude
bereitstellt, dessen Größe, Aufbau und
Anordnung veränderbar
sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Gebäude bereitzustellen,
das mit Räumen
ausgestattet ist, die austauschbar sind und dadurch leicht qualitativ
aufgewertet werden können,
oder deren Funktionalität
verändert
werden kann.
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Dementsprechend
stellt ein Gedanke der vorliegenden Erfindung eine Gebäudestruktur
bereit, die Folgendes umfasst:
ein Stützmodul, das mit Befestigungsmitteln
zur Befestigung eines Raummoduls am Stützmodul ausgestattet ist,
mehrere
geschlossene Raummodule, von denen jedes unabhängig am Stützmodul freitragend daran befestigt
werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes Befestigungsmittel
am Stützmodul
eine Anordnung von voneinander beabstandeten Befestigungsstellen
umfasst, die entlang einem Rahmenglied des Stützmoduls bereitgestellt sind,
wobei jede der Befestigungsstellen zum Zusammenwirken mit und zur
Befestigung an entsprechenden Befestigungsmitteln, die an einem Raumrahmen
eines Raummoduls bereitgestellt sind, geeignet ist, wobei die Position
der Befestigung des Raummoduls bezüglich des Stützmoduls
variabel ist, indem das Raummodul an verschiedenen Stellen entlang
dem Rahmenglied des Stützmoduls
befestigt wird.
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Zweckmäßigerweise
stützt
das Stützmodul ein
Raummodul neben einem anderen, wobei die Raummodule horizontal voneinander
beabstandet sind.
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Vorzugsweise
ist jedes Raummodul von dem oder jedem benachbarten Raummodul beabstandet.
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In
geeigneter Weise ist eine Verkleidung um die Gebäudestruktur herum bereitgestellt.
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Zweckmäßigerweise
ist die Verkleidung an einem Fundament befestigt und wird davon
gestützt.
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Vorzugsweise
ist die Verkleidung an einer Dachkonstruktion befestigt und wird
von ihr gestützt.
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In
geeigneter Weise ist die Verkleidung an mindestens einem Raummodul
befestigt und wird davon gestützt.
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Zweckmäßigerweise
umfasst die Verkleidung mehrere demontierbare Platten.
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Vorzugsweise
stützt
das Stützmodul
eine Dachkonstruktion, die das Stützmodul und jedes Raummodul bedeckt,
wobei die Dachkonstruktion von dem oder jedem angrenzenden Modul
beabstandet ist.
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In
geeigneter Weise enthält
die Dachkonstruktion ein Raummodul.
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Zweckmäßigerweise
liegt eine Fundamentkonstruktion unter dem Stützmodul, wobei die Fundamentkonstruktion
von dem oder jedem angrenzenden Raummodul beabstandet ist und mit
einem Hauptteil, auf dem das Stützmodul
sitzt, und einem oder mehreren Stabilisierungsteilen ausgestattet
ist, die sich von dem Hauptteil erstrecken, wobei die Fundamentkonstruktion
als eine Fertigbetonkonstruktion gefertigt ist.
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Vorzugsweise
liegt der oder jeder Stabilisierungsteil unter einem oder mehreren
Raummodulen und ist von dem oder jedem angrenzenden Raummodul beabstandet
und umfasst einen Rahmen mit einem Außenumfang aus Fundamentmaterial,
wobei die Mitte des Rahmens ein Hohlraum ist.
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In
geeigneter Weise erstrecken sich ein oder mehrere Pfähle von
der Fundamentkonstruktion in den darunter liegenden Grund.
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Vorzugsweise
umfasst ein Raummodul einen Raumrahmen, der ein Volumen definiert,
wobei der Raumrahmen mit Befestigungsmitteln ausgestattet ist, um
mit entsprechenden Befestigungsmitteln zusammenzuwirken, die an
einem Stützrahmen
des Stützmoduls
bereitgestellt sind, wobei die Platten zwischen den Gliedern des
Raumrahmens bereitgestellt sind, um Seitenwände, einen Boden und eine Decke
bereitzustellen, wobei der Raumrahmen aus einem oder aus mehreren
oberen und unteren Gliedern hergestellt ist, die durch aufrechtstehende
Glieder starr verbunden, aber nicht durch diagonale Glieder verstrebt
sind, wobei die Steifigkeit des Raumrahmens durch die Steifigkeit
der Rahmenverbindungen gewährleistet
wird.
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In
geeigneter Weise enthält
ein Raummodul einen oder mehrere innere Trennwände, um einen oder mehrere
Räume in
jedem Raummodul zu definieren.
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Zweckmäßigerweise
enthält
ein Raummodul mindestens eine Türöffnung und/oder
mindestens eine Fensteröffnung.
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Zweckmäßigerweise
umfassen die Befestigungsmittel mehrere Löcher, die in dem Stützrahmen des
Stützmoduls
und im Raummodul ausgebildet sind, wobei die Löcher aufeinander ausgerichtet
werden können,
um dadurch einen Verriegelungsbolzen aufzunehmen, um das Raummodul
am Stützmodul zu
befestigen.
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Vorzugsweise
enthält
das Stützmodul
einen Zirkulationsdurchgang mit Zugang zu jedem Raummodul, das daran
befestigt ist.
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In
geeigneter Weise kann ein weiteres Stützmodul oben auf dem Stützmodul
befestigt werden, um ein weiteres Stockwerk an der Gebäudestruktur bereitzustellen,
und/oder ein weiteres Stützmodul kann
neben dem Stützmodul
befestigt werden, um mehrere Stützglieder
im Nebeneinandergriff bereitzustellen. Zweckmäßigerweise werden die Versorgungseinrichtungen
für das
Gebäude
hauptsächlich durch
das Stützmodul
geleitet, wodurch die Verbindung der Versorgungseinrichtungen mit
jedem Raummodul vereinfacht wird, das am Stützmodul befestigt ist oder
werden kann, und jedes Raummodul ist mit Versorgungseinrichtungen
ausgestattet, die als Vorbereitung zur Verbindung mit entsprechenden Versorgungseinrichtungen
am Stützmodul
angebracht sind.
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Vorzugsweise
ist das oder jedes Stützmodul mit
demontierbaren Wandplatten ausgestattet, wobei die Wandplatten vollflächige Platten
für Wände des Stützmoduls
sind, die keine Öffnung
darin erforderlich machen, und Wandplatten mit einer Öffnung darin
für Wände des
Stützmoduls
sind, die eine Öffnung darin
erforderlich machen, wobei eine Öffnung
in einer Wandplatte des Stützmoduls
mit einer Öffnung
in einer Wandplatte eines Raummoduls ausgerichtet werden kann.
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In
einem weiteren Gedanken der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Bauen einer Gebäudestruktur
bereitgestellt, das folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen
eines Stützmoduls,
Bereitstellen
mehrerer geschlossener Raummodule und Befestigen jedes Raummoduls
am Stützmodul, um
dadurch in einer unabhängigen
freitragenden Befestigung zu stützen,
dadurch
gekennzeichnet, dass der Schritt des Bereitstellens eines Stützmoduls
das Bereitstellen eines Stützmoduls
mit einem Befestigungsmittel zur Befestigung eines Raummoduls am
Stützmodul
umfasst, wobei jedes Befestigungsmittel eine Anordnung voneinander
beabstandeter Befestigungsstellen umfasst, die geeignet sind, mit
den entsprechenden Befestigungsmitteln zusammenzuwirken bzw. an
ihnen befestigt zu werden, die an einem Raumrahmen des Raummoduls
bereitgestellt sind, das entlang einem Rahmenglied davon bereitgestellt
ist, und den Schritt des Befestigens jedes der Raummodule, der das
Befestigen jedes der Raummodule an einer Befestigungsstelle umfasst,
die durch Befestigen des Raummoduls an unterschiedlichen Stellen
entlang des Rahmengliedes des Stützmoduls
variabel ist.
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In
geeigneter Weise umfasst der Schritt des Befestigens jedes Raummoduls
am Stützmodul
die folgenden Schritte:
Befestigen einer oder mehrerer Führungsschienen am
Stützmodul,
Anordnen
des Raummoduls auf der Führungsschiene,
Treiben
des Raummoduls entlang der Führungsschiene
in Eingriff mit dem Stützmodul
und
Befestigen des Raummoduls am Stützmodul.
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Zweckmäßigerweise
umfasst der Schritt des Entfernens jedes Raummoduls von dem Stützmodul die
folgenden Schritte:
Befestigen einer oder mehrerer Führungsschienen am
Stützmodul,
Anordnen
des Raummoduls auf der Führungsschiene,
Lösen des
Raummoduls von dem Stützmodul
und
Treiben des Raummoduls entlang der Führungsschiene von dem Stützmodul
weg.
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Ein
anderer Gedanke der vorliegenden Erfindung stellt eine Ausrüstung zum
Bau einer Gebäudestruktur
bereit, die Folgendes umfasst:
ein Stützmodul mit Befestigungsmitteln
zur Befestigung eines Raummoduls am Stützmodul und
mehrere geschlossene
Raummodule,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes Raummodul unabhängig so
am Stützmodul
befestigbar ist, dass es daran freitragend ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Befestigungsmittel am Stützmodul eine Anordnung von
voneinander beabstandeten Befestigungsstellen umfasst, die entlang
einem Rahmenglied des Stützmoduls
bereitgestellt sind, wobei jede Befestigungsstelle zum Zusammenwirken
mit und zur Befestigung an entsprechenden Befestigungsmitteln, die
an einem Raumrahmen eines Raummoduls bereitgestellt sind, geeignet
ist, wobei die Position der Befestigung des Raummoduls bezüglich des
Stützmoduls
variabel ist, indem das Raummodul an unterschiedlichen Stellen entlang
dem Rahmenglied des Stützmoduls
befestigt wird.
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Zum
leichteren Verständnis
der vorliegenden Erfindung werden ihre Ausführungsformen im Folgenden beispielhaft
anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
eine schematische Schnittansicht durch ein der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegendes Gebäude.
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2 ist
eine schematische Grundrissansicht eines Fundamentes zur Verwendung
bei dem Gebäude
in 1.
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3 ist
eine schematische Seitenansicht des Fundamentes in 2.
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4 ist
eine schematische Schnittansicht durch ein Raummodul zur Verwendung
in dem Gebäude
in 1.
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4A ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils des Raummoduls in 4.
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5 ist
eine schematische Schnittansicht durch ein der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegendes Gebäude.
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6 ist
eine schematische Grundrissansicht eines Teils eines der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegenden Gebäudes.
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7 ist
eine Grundrissansicht des Erdgeschosses des Gebäudes in 1.
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8 ist
eine Grundrissansicht des ersten Stockwerks des Gebäudes in 1.
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9 ist
eine schematische Grundrissansicht eines der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegenden Gebäudes.
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10 ist
eine Grundrissansicht mehrerer der vorliegenden Erfindung zugrundeliegender
Gebäude,
die terrassenförmig
angeordnet sind.
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11 ist
eine schematische Grundrissansicht eines Raummoduls, das an einem
Stützmodul angebracht
ist.
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12 ist
eine schematische Schnittansicht der Anordnung in 11.
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13 ist
ein schematischer Ausschnitt einer Zahnstangenvorrichtung in 12.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer Anordnung, mit der ein Raummodul
an einem Stützmodul
befestigt werden kann.
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15 ist
eine schematische Grundrissansicht eines Stützmoduls, das an zwei Raummodulen befestigt
ist.
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16 ist
eine schematische Schnittansicht von drei Raummodulen, die an jeweiligen
Stützmodulen
befestigt sind.
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17 ist
eine schematische Schnittansicht durch eine der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegende Gebäudestruktur.
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18 ist
eine schematische Schnittansicht durch eine andere der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegende Gebäudestruktur.
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In 1 umfasst
ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Haus 1 vier
Grundbauelemente: ein Fundament 2 zum Bereitstellen einer
stabilen Basis und Tragen der Last des Gebäudes, zwei Stützmodule 3,
die die hauptlasttragenden Elemente des Gebäudes selbst umfassen, mehrere
Raummodule 4, die die Hauptwohnräume in dem Gebäude umfassen,
und eine Dachkonstruktion 5.
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2 und 3 zeigen,
dass das Fundament 2 zwei rechteckige Fertigbetonfundamentplatten 6 umfasst,
die, wenn sie in der gezeigten Form angeordnet sind, ein Fundament 2 schaffen,
das mit Hohlräumen 7 in
jeder Ecke ausgestattet ist, um einen mittleren Hauptteil 8 mit
einer kreuzförmigen
Anordnung bereitzustellen. Das Stützmodul 3 sitzt auf einem
Arm 9 der Kreuzform und der andere Arm 10 der
Kreuzform stellt eine Stabilisierungsfunktion bereit. Die Rahmen
der Hohlräume 7 in
den Fundamentplatten stellen auch eine Stabilisierungsfunktion bereit.
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Fertigbetonpfähle 11 werden
beispielsweise, entweder bevor die Fundamentplatte 2 angeordnet ist
oder durch Löcher,
die an jeder Ecke der Hohlräume 7 in
der Fundamentplatte 2 bereitgestellt sind, in den Grund
getrieben.
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Das
Stützmodul
umfasst einen Rahmen oder ein Gerüst, der oder das einen im Wesentlichen
würfelförmigen Raum
definiert. Der Rahmen ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt, aber
auch andere bekannte lasttragende Werkstoffe können verwendet werden. Der
Rahmen wird aus einer Vielzahl aufrechter und horizontaler Glieder
hergestellt, die, wenn erforderlich, kreuzweise verstrebt werden
können.
Die Verbindungen zwischen den Gliedern, die den Rahmen bilden, sind
starr. Das Stützmodul
ist mit Platten ausgestattet, von denen viele demontiert werden können, die
die Wände,
den Boden und die Decke bereitstellen.
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Die
Wandplatten sind vollflächige
Platten für Wände des
Stützmoduls,
die keinen Zugang nach Außen
und in beliebige am Stützmodul
befestigte Raummodule erforderlich machen. Die Wandplatten, die
einen Zugang nach Außen
oder in Raummodule erforderlich machen, sind mit einer Türöffnung darin ausgestattet.
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Die
Außenflächen des
Stützmoduls
sind mit Befestigungsmitteln ausgestattet, durch die die Raummodule
daran befestigt werden können.
In einem bevorzugten Beispiel umfasst das Befestigungsmittel am
Stützmodul
eine Reihe voneinander beabstandeter Lochanordnungen, die in einem
horizontal ausgerichteten Rahmenelement zu der Decke des Stützmoduls
bereitgestellt sind. Eine zweite Gruppe solcher Befestigungsmittel
ist entlang einem horizontal ausgerichteten Rahmenelement zum Boden
des Stützmoduls
bereitgestellt. Jede der Lochanordnungen kann mit einer entsprechenden
Lochreihe zusammenwirken, die an einem Rahmen eines Raummoduls bereitgestellt
ist, und daran befestigt werden, wobei die Befestigungsposition
des Raummoduls gegenüber
dem Stützmodul
auch durch Befestigen des Raummoduls an unterschiedlichen Stellen
entlang des Rahmenelementes des Stützmoduls veränderbar
ist. Die Position der Befestigungsmittel kann variabel sein oder
weitere Befestigungsmittel können zwischen
oder über
oder unter den vorhandenen Befestigungsmitteln bereitgestellt sein,
um die Konstruktion flexibel zu machen.
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In
dem vorliegenden Beispiel enthält
das Gebäude 1 zwei
Stützmodule 3,
die übereinander
gesetzt sind. Diese Stützmodule 3, 3' können auf
der Baustelle oder zur Lieferung an die Baustelle außerhalb
der Baustelle montiert werden. Der Zugang zum oberen Stützmodul 3' ist durch eine
Treppe im unteren Stützmodul 3 bereitgestellt.
Die Stützmodule
können
jedoch in zahlreichen Konfigurationen in Gruppen zusammengefasst
werden, so dass unterschiedliche Grundrisse für ein Gebäude möglich sind.
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Auch
wenn das Stützmodul 3 hier
als ein im Wesentlichen quaderartiges Volumen definierend beschrieben
wird, kann das Stützmodul 3 auch
flach sein, im Wesentlichen kein Volumen haben und beispielsweise
eine Stützwand
oder -fläche
sein.
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Wie
vorhergehend erklärt,
kann eine Vielzahl von Raummodulen 4 an jedem Stützmodul 3 befestigt
werden. Diese Raummodule 4 können auf der Baustelle oder
zur Lieferung an die Baustelle außerhalb der Baustelle montiert
werden. In 4 umfasst ein beispielhaftes
Raummodul 4 einen Stahlrahmen 12, der ein im Wesentlichen
quaderförmiges
Volumen definiert. Der Rahmen ist aus mehreren oberen und unteren
Elementen hergestellt, die durch aufrechte Glieder starr verbunden
sind, aber nicht durch diagonale Glieder verstrebt sind, wobei die
Steifigkeit des Rahmens durch die Steifigkeit der Rahmenverbindungen
gewährleistet
ist.
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Platten
sind zwischen den Strukturelementen des Rahmens 12 bereitgestellt,
um Seitenwände 13,
einen Boden 14 und eine Decke 15 bereitzustellen,
wodurch das im Wesentlichen quaderförmige Volumen geschlossen und
ein Raum geschaffen wird. In dem Beispiel ist jede Außenseite
der Platten durch ein einziges Blech 16 bedeckt. Das Blech 16 ist
entlang jeder seiner freien Kanten jeweils an einem Strukturelement
des Rahmens 12 befestigt. Um die Steifigkeit der Struktur
zu erhöhen
und das Befestigen des Blechs 16 an den Seitenwänden 13,
dem Boden 14 und der Decke 15 zu erleichtern,
erstreckt sich ein Falz 16A jedes Blechs 16, das
eine Platte bedeckt, nach innen zwischen jedes Strukturglied des Rahmens 12 und
der benachbarten Platte. Der Falz 16A ist genauer in 4A gezeigt.
Die Platten können
aus jedem geeigneten Werkstoff oder aus einer Verbindung von Werkstoffen,
beispielsweise aus Stahl, Glas, Holz oder Gipsplatte hergestellt
sein.
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Da
das Raummodul 4 als eine Reihe unverstrebter Rahmen errichtet
ist, ist eine Querverstrebung nicht erforderlich (obwohl eine Querverstrebung
gegebenenfalls bereitgestellt werden kann), so dass die Wände 13 des
Raummoduls 4 keine konstruktionsbedingten Behinderungen
aufweisen, und Türen
und Fenster dort angebracht werden können, wo sie gewünscht sind.
Geeignete Öffnungen
sind in den Platten dort bereitgestellt, wo Türen und Fenster vorgesehen
sind. Alternativ zu einem Raummodul, das mit einem Rahmen oder einem
anderen Rahmenwerk ausgestattet ist, kann das Raummodul aus einer
Anzahl Platten gefertigt sein, durch die, wenn sie verbunden werden,
das Raummodul eine strukturelle Stabilität erhält.
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Ein
Ende jedes Raummoduls 4 kann an einem Stützmodul 3 befestigt
werden. Der Raummodulrahmen 12 ist mit Befestigungsmitteln
ausgestattet, um mit den entsprechenden Befestigungsmitteln zusammenzuwirken,
die am Rahmen des Stützmoduls 3 bereitgestellt
sind. Vorzugsweise trägt
der Rahmen vier Platten jeweils in einer Ecke des Raummoduls am
Ende zum Befestigen am Stützmodul. 14 zeigt
jede der Platten mit einer 2 × 1-Lochanordnung 22 darin
ausgestattet, die mit den Löchern 23, 23A ausgerichtet
werden können,
die in dem Rahmen des Stützmoduls
ausgebildet sind. Das Raummodul 4 kann dadurch mit dem
Stützmodul 3 verbunden
und daran mit Verriegelungsbolzen befestigt werden, die durch die zusammenwirkenden
Löcher 22, 23(A) geführt sind.
Diese Anordnung ist schematisch auch in 1 durch
die Befestigungsmittel dargestellt, denen die Bezugszahlen 17 zugeordnet
wurden.
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Die
Raummodule 4 sind daher unabhängig an den Stützmodulen 3 befestigt.
Entscheidend ist, dass die Raummodule 4 freitragend von
den Stützmodulen 3 befestigt
sind. Weiter ist jedes Raummodul von seinem horizontal oder vertikal
benachbarten Raummodul beabstandet. Ferner sind die Raummodule 4 auf
dem Grundriss von dem Fundament 2 beabstandet. Auf diese
Weise ist jedes Raummodul 4 absolut unabhängig von
den anderen Raummodulen 4.
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Die
Raummodule 4 können
jedoch miteinander verbunden und die Wand, der Boden oder die Deckenplatten
entfernt werden, wo die Raummodule 4 zusammentreffen, um
einen einzigen großen
Raum zu bilden. Die Raummodule 4, die auf diese Weise verbunden
werden, wären
dann weiter einzeln entfernbar und würden nicht gegenseitig gestützt. Gegebenenfalls
muss nicht jede Platte entfernt werden, so dass beispielsweise nur
ein Türdurchgang
zwischen den beiden Raummodulen 4 bereitgestellt sein kann.
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In
dem in 1 und 5 gezeigten Beispiel ist die
Dachkonstruktion 5 aus mehreren „volumetrischen" Modulen in der Form
entweder eines Flachdachs, wie in 5 gezeigt,
oder eines Giebeldachs, wie in 1 gezeigt,
ausgebildet. Größe, Form,
Konstruktion und Ausführung
des Daches können
viele unterschiedliche Formen annehmen, die, abgesehen von dem Wetterschutz,
gegebenenfalls der Umgebung angepasst sein können oder die das äußere Erscheinungsbild
des Gebäudes
ergänzen können. Die
Dachkonstruktion 5 ist nur durch das Stützmodul 3' gestützt und überlagert
die Raummodule, die von beiden Seiten der Stützmodule freitragend sind,
um eine Abdeckung und einen Schutz dafür bereitzustellen. Entscheidend
ist, dass die Raummodule 4 des oberen Stockwerks des Gebäudes 1 neben
der Dachkonstruktion 5 von der Dachkonstruktion 5 beabstandet
sind.
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Wenn
es der Aufbau des Daches zulässt, was
beim Giebeldach in dem Beispiel in 1 der Fall
ist, kann ein weiteres Raummodul 4 in der Dachkonstruktion 5 aufgenommen
werden.
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Während die
Dachkonstruktion 5 einen gewissen Wetterschutz bieten kann,
kann insbesondere, wenn sich das Gebäude nicht in einem gemäßigten Klima
befindet, ein besserer Schutz erforderlich sein. 5 zeigt
ein Beispiel, bei dem eine Verkleidung oder ein „Regenhaut"-Material 18 um das Gebäude herum,
insbesondere um die Raummodule 4 bereitgestellt ist. Ähnlich wie
die Dachkonstruktion 5 kann auch die Verkleidung eine Reihe
unterschiedlicher Formen annehmen, die der Umgebung angepasst sein
können
oder das ästhetische
Erscheinungsbild des Gebäudes
ergänzen.
Beispielsweise kann die Verkleidung 18, wie in 5 gezeigt,
aus mehreren demontierbaren Platten ausgebildet sein, die jeweils
mit dem Fundament 2, der Dachkonstruktion 5 und
den Raummodulen 4 verriegelt sind. Die Platten können aus
Glas, Holz, Metall oder aus jeder anderen geeigneten Schutz- oder
Verkleidungsform ausgebildet sein. Im Beispiel wird die Verkleidung 18 von
dem Fundament 2 gestützt,
das sich zu dem Zweck in ausreichender Weise von dem Stützmodul 3 entfernt
erstreckt.
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Die
Verkleidung 18 muss das Stützen der Raummodule 4 nicht
unterstützen,
die von den Stützmodulen 3 vollständig freitragend
sind und von ihnen gestützt
werden. Das Befestigen vorzugsweise durch Verriegeln der Verkleidung 18 an
den Raummodulen 4 kann jedoch dazu dienen, Windlasten,
die auf die Verkleidung 18 auftreffen, auf die lasttragenden Stützmodule 3 zu übertragen.
Diese Anordnung stellt auch sicher, dass alle Öffnungen an den nach außen gerichteten
Seiten der Raummodule 4 mit den entsprechenden Öffnungen
ausgerichtet sind, die in der Verkleidung 18 ausgebildet
sind.
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Ein äußeres Rahmenwerk
umfasst die Verkleidung oder kann zusätzlich zu der Verkleidung so bereitgestellt
sein, dass es dem freien Ende jedes Raummoduls eine zusätzliche
Stütze
gibt. In dem Fall würden
die Raummodule als eine gestützte
Auslegerstruktur von dem Stützmodul
bereitgestellt. Beispielsweise kann dieses dann wünschenswert
sein, wenn die „Nutz"-Last eines Raummoduls
(d.h. wenn es von den Bewohnern des Gebäudes genutzt wird) wahrscheinlich
deutlich größer ist
als das Eigengewicht des Raummoduls.
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6 zeigt
eine Ausführungsform
des Gebäudes,
das ein einziges Stützmodul 3,
ein Raummodul 4 und ein Abstandsmodul 19 umfasst.
Das Abstandsmodul 19 ist einfach ein querverstrebtes Rahmenwerk,
das verwendet werden kann, um „Hohlräume" in dem Gebäude auszufüllen und
dadurch die gewünschte
Linie der Verkleidung zu halten, während es eine Struktur bereitstellt,
um alle Windlasten zurück
auf das Stützmodul 3 zu übertragen.
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Die
Stützmodule
stellen den Hauptweg für alle
Versorgungseinrichtungen in dem Gebäude zu den Raummodulen bereit.
Die Versorgungseinrichtungen enthalten (ohne auf diese begrenzt
zu sein) Wasser, Gas, Strom, Telekommunikation, Klima, Heizungsleitungen
oder Zentralheizung, Vakuum, Computer-Netzkabel und Video- und Audio-Zuführungen. Die
Versorgungseinrichtungen sind hinter den demontierbaren Wandplatten
und in den Hohlräumen zwischen
benachbarten Modulen versteckt. Vorzugsweise stehen die Versorgungseinrichtungen
jedem Raummodul zur Verfügung,
das an einem Stützmodul
befestigt werden kann, wobei die Versorgungseinrichtungen am Stützmodul
mit zusammenwirkenden Versorgungsein richtungen an einem Raummodul
verbindbar sind. Ferner sollen eingehende Versorgungseinrichtungen
dem Gebäude
durch das Stützmodul 3 zugeführt werden.
Beispielsweise kann sich die Strom-, Wasser oder Gasversorgung in
dem Erdgeschoss-Stützmodul 3 befinden
oder mit ihm verbunden sein.
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Der
vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Gebäude sind leicht und schnell
aufbaubar, wobei eine geringe Qualifikation bei der Endmontage auf der
Baustelle erforderlich ist. Alle Module eines Gebäudes können als
eigenständige
Einheiten von einzelnen, spezialisierten Lieferanten bezogen werden. Jedes
Raummodul soll ein vollständig
fertiggestellter Raum sein, der mit den geeigneten Beschlägen und Armaturen,
etwa Netzanschlüssen,
Lichtanschlüssen,
Fenstern, Türen,
Küchenzellen,
Badzellen, Toiletten, Waschbecken und Ähnlichem ausgestattet ist und
auch Möbel
enthält,
wo sie angebracht sind.
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In
einem besonderen Beispiel, das in 7 und 8 gezeigt
ist, könnten
zwei Stützmodule 3, ein
Küchenmodul 4,
ein Wohnraummodul 4, ein Essraummodul 4, drei
Schlafraummodule 4 und ein Badmodul 4 alle direkt
von einzelnen, spezialisierten Lieferanten bezogen werden, um ein
einfaches Haus mit drei Schlafräumen
zu errichten. Wenn ein Fundament 2 gelegt ist, wird das
Gebäude
leicht durch Verriegeln der Raummodule an den Stützmodulen montiert. Eine geeignete
Dachkonstruktion und eine Verkleidung könnten dann hinzugefügt werden,
wenn es gewünscht
ist. In Gebieten mit gemäßigtem Klima
ist möglicherweise,
wenn überhaupt,
nur eine minimale Dachkonstruktion und Verkleidung erforderlich.
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Wenn
sich der Hausbesitzer zwei Schlafräume nicht leisten kann oder
will, beispielsweise die Schlafräume 2 und 3,
dann kann der Hausbesitzer ein einzelnes Abstandhaltermodul 19 kaufen,
das die Stelle der beiden Schlafraummodule 4 einnimmt. Kann
sich der Hausbesitzer weitere Schlafräume leisten, oder benötigt er
diese, dann, da das Abstandhaltermodul 19 von dem Stützmodul 3 unabhängig freitragend
ist, kann es einfach entfernt und durch zwei Schlafraummodule ersetzt
werden. Auf diese Weise kann das Gebäude so angepasst werden, dass
der Besitzer eines der Erfindung zugrundeliegenden Hauses einfach
entscheiden kann, Räume hinzuzufügen, zu
entfernen oder umzustellen, wann und wie es erforderlich ist. Auf ähnliche
Weise, wenn das Badmodul modernisiert werden soll, kann das alte
Badmodul einfach durch ein höherwertiges
ersetzt werden.
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Wenn
ein weiteres Stockwerk für
das Gebäude
erforderlich ist, kann ein weiteres Stützmodul 3 gekauft
werden, die Dachkonstruktion 5 entfernt und das neue Stützmodul 3 auf
die vorhandenen Stützmodule 3 gesetzt
werden. Weitere Raummodule 4 können dann am neuen Stockwerk
befestigt und die Dachkonstruktion 5 ersetzt werden. Vorstellbar
ist auch, dass Raummodule an einer Seite eines Gebäudes durch
solche an der anderen Seite des Gebäudes einfach ausgetauscht werden,
um die Ansicht eines einzelnen Raumes zu verändern.
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Somit
sind die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Gebäude so konstruierbar,
dass sie den Bedürfnissen
zahlreicher Haushalte gerecht werden und leicht umgestellt oder
erweitert werden können.
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9 zeigt
eine Grundrissansicht eines Stockwerks eines anderen der Erfindung
zugrundeliegenden Gebäudes.
In diesem Beispiel ist das Stützmodul 3 mit
einer achteckigen Form ausgestattet. Natürlich sind auch andere mehreckige
Raum- oder Stützmodule
verwendbar.
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10 zeigt
eine Möglichkeit,
der Erfindung zugrundeliegende Häuser
miteinander auszurichten, um eine Gebäudezeile bereitzustellen, indem
die Stütz module 3 der
jeweiligen benachbarten Gebäude ausgerichtet
werden.
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Natürlich ist
es wünschenswert,
Raummodule 4 eines vorhandenen Gebäudes zu entfernen oder einzusetzen,
ohne die horizontal oder vertikal benachbarten Raummodule zu zerstören oder
entfernen zu müssen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Gebäude enthalten
Raummodule, die voneinander beabstandet sind, die Dachkonstruktion
und das Fundament, so dass sie leicht und unabhängig voneinander entfernt werden
können. Ein
besonders bevorzugtes Verfahren zum Befestigen eines Raummoduls 4 an
(oder zum Entfernen von) einem Stützmodul ist in 11 bis 13 gezeigt.
Ein Paar starrer Stahlschienen 20, jeweils mit einer senkrecht
angeordneten Platte 21 an einem Ende ausgestattet, ist
bereitgestellt. Die Platten ähneln
denen, die am Befestigungsende eines Raummoduls 4 vorgesehen
sind. Jede Schiene 20 ist mit ihrer Platte 21 am
Stützmodul 4 in
einer Position unmittelbar über
der beabsichtigten Seite einer der oberen Ecken des zu befestigenden
Raummoduls 4 befestigt. 14 zeigt
schematisch die Befestigungslöcher 23,
die für
die Platten 21 am Stützmodul 3 bereitgestellt
sind.
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Die
Reihe der Lochanordnungen 23 dient dazu, an entsprechenden
Befestigungsmitteln verriegelt zu werden, die an den oberen Ecken
der Raummodule 4 bereitgestellt sind. Die Reihe der Lochanordnungen 23A an
der Basis des Stützmoduls 3 dient dazu,
mit entsprechenden Befestigungsmitteln verriegelt zu werden, die
an den unteren Ecken der Raummodule 4 bereitgestellt sind.
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In
ihrer Position erstrecken sich die Schienen 20 hinter der
Linie 18A der Verkleidung 18, so dass ein Raummodul
unter den Schienen 20 außerhalb des Gebäudeumfangs
gehalten wird.
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Ein
Raummodul ist mit den Schienen verbunden und ein Kran oder ein anderes
geeignetes Hebemittel wird an den Schienen befestigt und eingesetzt, um
das Raummodul 4 anzuheben. Vorzugsweise tragen die Schienen 20,
wie in 13 gezeigt, eine Zahnstange 24,
und die vier Deckenecken des Raummoduls 4 werden jeweils
mit einem Zahnrad 25 verbunden. Die Zahnräder 25 an
den Ecken des Raummoduls werden von den Zahnstangen 24 gehalten,
so dass das Raummodul 4, das an den Zahnrädern 25 durch
vertikale Stützen 28 befestigt
ist, unterhalb der Schienen 20 zu dem Stützmodul 3 durch den
Zahnstangen- und
Zahnradantrieb getrieben wird. Die Antriebskraft zum Drehen der
Zahnräder 25 wird
durch entsprechende Einzelmotoren 29 bereitgestellt, die
jeweils ein Zahnrad 25 antreiben und daran befestigt sind.
Das Raummodul 4 kann daher am Stützmodul 3 vorgesehen
sein, wobei die Befestigungsplatten am Raummodul mit ihren jeweiligen Lochanordnungen 23, 23A am
Stützmodul 3 ausgerichtet
sind, um damit verriegelt zu werden. Nachdem das Raummodul 4 am
Stützmodul 3 befestigt
wurde, können
die Schienen 20 von dem Stützmodul 3 gelöst und mit
Hilfe des Krans entfernt werden.
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Für zusätzliche
Stärke
und Steifigkeit können
die Schienen in der Nähe
des von dem Stützmodul
am weitesten entfernten Endes durch ein Paar angelenkter diagonaler
Streben 26 querverstrebt werden, wie es in 11 gezeigt
ist, so dass das Paar Schienen durch einen bestimmten Abstand entsprechend
der Breite des betreffenden Raummoduls 4 beabstandet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens zum Befestigen eines Raummoduls 4 werden
die Schienen 20 zunächst
an den Zahnrädern 25 angeordnet,
und die ganze Anordnung Schiene 20 und Raummodul 3 wird
von dem Kran in die Stellung gebracht, in der die Schienen 20 am Stützmodul 3 für das nachfolgende
Anbringen des Raummoduls 4 am Stützmodul 3 befestigt
werden können.
Durch dieses Verfahren muss das Raummodul 4 nicht mehr
mit den Schienen 20 in Eingriff gebracht werden, wenn die
Schienen 20 bereits am Stützmodul befestigt sind.
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Beim
Errichten eines neuen Gebäudes
und bei einem ausreichenden vorhandenen Zugang kann es vorteilhaft
sein, das Raummodul 4 mit Hilfe herkömmlicher Hebemethoden, etwa
(ohne darauf begrenzt zu sein) einen Kran 27 oder einen
Gabelstapler am Stützmodul 3 anzubringen.
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Da
die Raummodule 4 sowohl vertikal als auch horizontal von
der Dachkonstruktion 5 und von dem Fundament 2 beabstandet
sind, kann das vorhergehend beschriebene Verfahren verwendet werden,
um Raummodule 4 unabhängig
von ihrer Anordnung um das Stützmodul 3 zu
entfernen oder hinzuzufügen.
Raummodule 4 können
somit in jeder Reihenfolge hinzugefügt oder entfernt werden, da
die Raummodule vollständig
unabhängig
voneinander sind.
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14 zeigt
Raummodule 4, die am Rahmen eines Stützmoduls 3 befestigt
sind. Die horizontalen Glieder oben und unten am Rahmen des Stützmoduls 3 enthalten
Reihen von Lochanordnungen 23, 23A in der vorhergehend
beschriebenen Weise. Die Befestigungselemente 32 sind an
den Ecken der oberen und unteren Glieder des Rahmens der Raummodule 4 befestigt
oder bilden einen Teil davon. Jedes Befestigungselement 32 umfasst
zwei Platten, die rechtwinklig miteinander befestigt und durch Dreieckplatten
versteift sind. Die Befestigungselemente 32 sind mit der
Seite einer Platte zum Rahmen des benachbarten Stützmoduls 3 weisend,
wobei die Platte die 2 × 1-Lochanordnung 22 enthält. Das Raummodul 4 ist
am Stützmodul 3 durch
einen Bolzen befestigt, der durch jede 2 × 1-Lochanordnung 22 und
durch eines der Löcher 23, 23A in
dem Rahmen 12 des Stützmoduls 3 führt.
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15 zeigt
eine Grundrissansicht von zwei Raummodulen 4, die an einem
Stützmodul 3 in
der in Verbindung mit 14 beschriebenen Weise befestigt
sind. Zusammenwirkende Öffnungen
in der Wand und den umgebenden Platten des Stützmoduls und der benachbarten
Wand des Raummoduls stellen einen Türgang zwischen dem Stützmodul 3 und
dem Raummodul 4 bereit. Abdeckplatten 30 zum Bedecken
des Türgangs
sind bereitgestellt, die den Raum zwischen dem Raummodul 4 und
dem Stützmodul 3 überbrücken. Das
Raummodul 4 ist mit einer Tür 31 ausgestattet,
die mit Gelenken am Türrahmen
befestigt ist, um in das Raummodul 4 hinein geöffnet zu werden.
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16 zeigt
eine Schnittansicht von drei Stützmodulen 3,
die übereinander
gesetzt sind. Die Raummodule sind an der rechten Seite jedes Stützmoduls 3 in
der vorhergehend beschriebenen Weise mit Befestigungselementen 32 befestigt,
die die Rahmen der Raummodule 4 an die der Stützmodule 3 befestigen.
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Die
Ummantelung kann auch mit zusätzlichen
Eigenschaften ausgestattet sein, etwa thermischen oder akustischen
Eigenschaften, was von der Art des Gebäudes und seinem Aufstellungsort
abhängt.
Die Verkleidung soll von den Raummodulen beabstandet sein, um einen
geschlossenen Raum um die Raummodule zu bilden, wie es in 17 und 18 gezeigt
ist. Diese Anordnung würde
sich beispielsweise für
Gefängnisse
eignen, bei denen die Raummodule 4 einzelne Zellen bilden
können
und der geschlossene Raum, der durch die Verkleidung 18 gebildet
wird, wäre
ein gesicherter, geschlossener Bereich, in dem sich Gefangene und
Personal bewegen könnten.
Mehr als eine Gruppe Stützmodule 3, die
jeweils mehrere „Zellen"-Raummodule beinhalten,
können
in einer Ummantelung eingeschlossen sein. Möglich ist auch, dass ausreichend
Raum innerhalb der Verkleidungsstruktur vorhanden ist, damit die
Raummodule 4 innerhalb der Verkleidungsstruktur hinzugefügt oder
entfernt werden können,
ohne dass die Verkleidungsstruktur demontiert werden muss, wenn
das gewünscht
ist.
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17 und 18 zeigen
zwei Anordnungen eines Gefängnisgrundrisses. 17 zeigt
eine einzige. Verkleidung, die zwei Stützmodulgruppen 3 ummantelt,
die jeweils ihre eigenen Raummodule 4 haben. In der Verkleidung
ist ausreichend Raum bereitgestellt, um ein beliebiges Raummodul 4 in
den zentralen Raum zwischen den beiden Strukturpaaren hinein zu
entfernen, und ein Raummodul 4 ist schemenhaft gezeigt,
um dieses zu verdeutlichen. 18 zeigt
einen Gefängnisgrundriss,
bei dem die Verkleidung 18 nur ein Stützmodul 3 umgibt,
sich aber über die
Kante der Raummodule erstreckt, die daran befestigt sind, um einen
ziemlich großen
geschlossenen Raum bereitzustellen. In diesem Beispiel müsste die
Verkleidung entfernt werden, wenn ein Raummodul 4 aus der
Verkleidung herausgenommen werden soll.
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Die
der Erfindung zugrundeliegenden Gebäude sind besonders vielseitig
aufgrund ihrer veränderbaren
Größe, Konstruktion
und Anordnung. Ferner sind diese Gebäude mit Räumen ausgestattet, die austauschbar
sind und somit leicht auf einen höheren Standard modernisiert
werden können
und deren Funktion verändert
werden kann. Dieser Erfindung zugrundeliegende Gebäude stellen
ein vollständig
neues Konzept für
die Lieferung und die Fertigung von Gebäuden dar, weil die Grundgebäudeteile
leicht bezogen und in einer modularen Bauweise leicht hergestellt
werden können,
ohne viele verschiedene Händler
und qualifizierte Arbeitskräfte
auf der Baustelle zum Fertigen eines Gebäudes zu benötigen.
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Die
beanspruchte Erfindung ist in ihrer Anwendung nicht auf Wohngebäude beschränkt, sondern
in gleicher Weise auf andere Gebäudekonstruktionen,
etwa Krankenhäuser,
Hotels, Büros,
Geschäfte
und Ähnliches
anwendbar.