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Bautechnische Anregung für VAKUUM-Wandmodule 

 

 

 

Wegen der ungelösten Umweltprobleme bei der Zementherstellung und beim  Abbau von Bausand müssen im Bausektor gänzlich neue Wege beschritten werden

 

 

Ich rege den Bau von statisch tragfähigen Wandelementen an, welche analog zum Wirkungsprinzip einer Thermoskanne angedacht sind.

Auch die in der Raumfahrt eingesetzten, dünnen Vakuumfolien ersetzen dort die an Gebäuden übliche Speichermasse und sämtliche isolierenden stofflichen Materialien. Im All bewahren diese Folien tatsächlich vor weit höheren Temperaturunterschieden, als sie auf der Erde vorkommen.

 

Doch auch unsere irdischen Temperaturunterschiede können im Bausektor langzeitig isoliert gehalten werden, 

wenn - in Sandwich-Modulen angewandt - deren Hohlraum im  wellenbrechenden Nichts eines Grobvakuums gehalten ist. 

Ein im Hohlraum der Module eingeschlossener Unterdruck ermöglicht die optimale Gebäudedämmung.  

 

 

Bevor die Bauanleitung folgt, möchte ich die weiteren Vorzüge dieser Vakuum-Module nennen: 

 

# Die Tragfähigkeit eines mit Blechen verkleideten Wandelements, auch für mehrstöckige Bauten.

 

# In dieser Weise kann in rationeller Bauplanung vorgearbeitet und ressourcensparend und kostengünstig gebaut werden.

 

# Erhebliche Energie-Kosteneinsparung beim winterlichen Heizen bzw. an der sommerlichen Raumkühlung.

 

# Zur Wohnbau-Neuerrichtung nach Kriegsschäden oder nach Katastrophen und für den Migrations-Wohnbedarf ermöglicht dieser Ansatz einen günstigen und schnell erstellbaren Aufbau. Vorgefertigte, extrem leichte Bauteile lassen sich in platzsparender Stapelung anliefern. Sie lassen sich - auch ohne Baukran - bereits ab vier Personen tragend handhaben und im weiteren verfugen.

     

# Durch ein Aufschneiden der Elastomer-Fugen ist so ein Gebäude auch schnell restrukturiert. Danach kann es anderen Ortes mit derselben Art Verfugung wieder errichtet werden. Auch bieten diese substanziell beständigen Bauten einen hohen Langzeitnutzen. 

 

# Teure spätere Renovierungen, wie z.B. Verputzerneuerung per Baugerüst, entfallen bei dieser Bauweise. Es wird nur einen  Schutzlackauftrag benötigt. 

 

# Die Wände sind unbrennbar und bewahren vor Blitzschlag, allen Strahlungsarten sowie ggf. Termitenbefall. Zur Sturmfestigkeit der Gebäude genügen Verbindungen zu den tief-verankerten Punktfundamenten oder ggf. zum Gebäudekeller. Diese Bauweise ergibt eine hohe Erdbebensicherheit und sie lässt keine feuchten Mauern zu. Weiters bieten die Wände einen guten Lärmschutz für die Bewohner. 

 

# Die transportablen und leichtgewichtigen Module mit nur  ~ 15 kg/m² ergeben in ihrer Riegel-Bauweise eine selbsttragende Gebäudestatik, welche der jeweiligen architektonischen Gestaltung große Spielräume gewährt. An den Oberflächen der Gebäude und den inneren Raumwänden lassen sich beliebige dekorative wetter- und lichtbeständig lackierte Designs auftragen. 

 

# Werden die Fassadenflächen mit PV-Folie beklebt, so ergibt dies ein llig energieautarkes Gebäude, dessen Stromüberschuss sogar die Ladestation für die E-Mobilität mitversorgt!

 

# U-Werte von 0,03 W/(m²K)  sind - auch für die Fenster und Türen - ohne weiteres erreichbar.

   

Die langfristig durch Diffusion entstehende Vakuum-Verminderung ist über das Modulventil wieder nachjustierbar

 

# Mit leichten Holzwangentreppen anstatt massiver Betonstiegen, ist auch da ein nachwachsender Baustoff die bessere Wahl.

 

# Mit dieser Isoliermethode sind auch Anwendungen an Pipelines sowie Industrie- und Transportbehältern glich und sinnvoll.

 

# Der größte Vorteil ist aber die globale CO²-Reduktion, welche durch einen Paradigmenwechsel in der Baubranche erfolgen kann.

 

# Dieser bautechnische Ansatz kann bereits von mittelgroßen Handwerksbetrieben umgesetzt werden.

 

 

 Zum Stand der Technik: 

 

Es werden bereits ähnlich gedachte und gefertigte Produkte einiger Hersteller im Internet angeboten. Diese Paneele kosten, durch die

aufwendigen Prozesse ihrer Herstellung, je m² bis zu 100.- €. Sie bieten aber keine statische Funktion und sind langfristig nicht dicht

bzw. ihr Vakuum nicht nachjustierbar.  Statisch tragfähige Wandmodule sind am Markt bisher nicht evident. Jedoch sind schon Fensterscheiben in Vakuum-Ausführung zu haben.

Mein hier veröffentlichter Ansatz ist eine lizenzfreie Innovation und somit zugleich "Stand der Technik" - also ein nicht mehr

patentierbarer Gegenstand.

 

 

Wie werden diese Bauelemente hergestellt?

 

Die Modulrahmen sind beiderseits mit verzinkten Blechen oder Glasscheiben belegbar. Die Innenseite der Bleche wird mit Alufolie kaschierten Karton belegt. Zwischen den Blechen wird das statisch geplante hölzerne Riegelbau-Skelett verbaut. Die Leerräume zwischen den stehenden Hölzern bergen waagrechte, in die Wandtiefe reichende Zeilen gestaffelter Wellkartonstreifen. Jeder Wellkartonstreifen wird links und rechts, mit seinen über die Distanz der Stehhölzer hinausragenden abgewinkelten Enden, an die Flanken der Stehhölzer angetackert. 

Jeder Wellkartonstreifen birgt ca. alle 16 cm ein 4 x 4 mm starkes Bambusstäbchen in sich - diese werden einfach in einem der Wellbögen hineingesteckt. Die Wellkartonzeilen bilden übereinander separierte Fächer, mit einem 16 cm hohen Parallelabstand. Diese Fächer werden in ihrer Höhe und Tiefe mit einer zusätzlichen diagonalen Kartoneinlage zweigeteilt, so dass die restliche Modulluft nur in schmalen Dreieck-Räumen thermisch zirkulieren kann. Für eine weitere Reflexion, sind auch diese Einlagen mit einer Alufolie kaschiert. 

 

Gemeinsam verteilen Riegelbau-Skelett, Wellkartonstreifen und die Bambus- o.ä. Stäbchen den Außendruck, welcher nach der Bauerrichtung auf den luftevakuierten Modulflächen lasten wird.

Die gut getrockneten Ständer, Querstreben und waagrechten Hölzer werden, mittels 3 mm schmaler Dreikantprofile aus gespaltenem Bambus, in minimaler Berührung zu den Blechflächen gehalten. So minimiert sich auch dort eine thermische Übertragung. Zuletzt erhält jedes Modul noch ein Päckchen Trocknungsmittel (Zeolith) eingelegt. 

 

Die Modulrahmen, als Schwachpunkt der Dämmwirkung, bestehen aus mit Zaponlack versiegelten, nur ca. 6 mm starkem Sperrholz - in der Breite der jeweiligen Wandstärke. Ein 1 - 3 cm breiter Umlauffalz der Bleche ist elastomer mit den Rahmenkanten jedes Moduls verbunden. So bilden beide Bleche zum Rahmen ein 100 % dichtes Sandwich. Die Fugen zweier Module werden hinzu mit außen und/oder innen applizierten 30 x 60 mm starken PUR-Schaum-Streifen isoliert. 

 

Statik-bildende, etwa 8 cm starke Wände, schlanke Zwischenwände sowie Stockwerk tragende Wände ab ~ 12 cm sind so herstellbar. Auch Boden, Geschossdecke, Flachdach und andere Dachformen sowie alle Türen lassen sich in dieser Technik ausbilden. Als statische Last sind nur Bruchteile üblicher Wandgewichte in die Berechnungen aufzunehmen. 

Zu thermischen Sanierungen herkömmlicher Gebäude können auch extra-dünne, maßgefertigte Paneele - raumsparend und frei von Problemstoffen - als außen oder innen applizierte Isolierungen dienen. Eine Bienenwabenstruktur aus Karton - mit Eck-platzierten Bambusstäbchen - stellt hier die Distanz zu den rundum miteinander verlöteten Blechen her. 

 

Zuletzt wird allen elastomer-verschlossenen Modulfeldern über ihr Kugelventilmit einer Drehschieber-Vakuumpumpe - ein atmosphärisch höhenabhängiger Unterdruck abgepumtt (~ 80 - 95 %). Dies geschieht, nachdem die Module zu einem fertigen Bau verfugt wurden. Die langfristig durch Diffusion entstehende Vakuum-Verminderung ist den Modulen über deren Ventile wieder nachjustierbar. Das Nachpumpen wird über das Manometer kontrolliert und könnte auch mit einer manuellen Pumpe erfolgen*.

   

Zwischen Fensterscheiben oder ganzen VSG-Wänden wird - auf deren Fläche verteilt - eine entsprechende Anzahl transparenter Acryl-Abstandshalter gesetzt. Wie die Wände sind auch die Fenster über deren Kugelventile nachjustierbar. UV-Folien können den Überschuss an solarer UV-Einstrahlung reflektieren. Eventuell regulieren auch außen platzierte Sonnenrollos autosensorisch zur Wunschtemperatur. 

 

Kabel und andere Installationen werden in separierten Schächten verlegt. 

 

Der Versuch, in so ein Gebäude unerlaubt einzudringen, ist dabei nicht schwerer oder leichter als bei einem gewöhnlichem Bau, wo sich ein Fenster oder eine Türe als Schwachstelle für einen Einstieg anbietet. Auch lässt sich die Erdgeschoss-Fassade stabil verkleiden. 

 

Was kostet ein m² Wand in dieser Bauart?

 

2 m² lackiertes, verzinktes Blech, 0,6 mm                     50,- €

3 m² Alu-kaschierte Wellpappe                                        12,- €

2 lm Staffel + 1 lm Sperrholz + Elastomer                   ~ 14,- €

Arbeitszeitaufwand der Vorfertigung pro m²             ~ 22,- €

            -  "  -               an der Baustelle in etwa                17.- €

in Summe etwa                                                                115,- €

 

Mit den sicherlich noch weiter ansteigenden Kosten für Bausand ist eine Wende in unserer bautechnischen Praxis

unvermeidbar. Ein Umstieg von Zement, Sand, Styropor und Betonstahl auf Holz, Blech, Glas und Karton sowie applizierten

PV-Folien wäre nachhaltig und insgesamt äußerst wünschenswert. Auch aus Lehm gebrannte Ziegel sind kein unbegrenzter Baustoff.

Hier bieten sich meine Ansätze zu Vakuum-Bauelementen und massiven solaren Wandspeicher-Beheizungen - frei von

hinderlichen Patenten und Lizenzen - an.

Es gilt, die CO² belastende Zementherstellung und die ökologischen Folgen des Bausand-Raubbaus zu mindern. 

Die Nahrungskette irdischen Lebens beginnt ja mit der Mikro-Vielfalt, welche vorwiegend auf sandigen Meeresböden 

ihre Grundlage hat. 

Die Zeit drängt!

 

 

* Sollte ein Modul implodieren, wird die nach innen gerichtete Vakuumkraft von 0,08 bar frei. Die 2 x 4 Tonnen Luftdruck auf jeden Modul- m² würde die Bleche mit einem Knall zueinander pressen - aber sie richten dabei vermutlich keinen Personenschaden an. 

 

 

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 Mit technisch ähnlichem Ansatz vermögen sonnenbeschienene, massive Außenwände die dahinter liegenden Räume mit der eingelagerten Wärmestrahlung aus kostenfreier Sonnenenergie zu beheizen.

 

Diese Wände werden außen mit Glas und innen mit Blech verkleidet und ergeben so die Basis r eine Vakuum-gesteuerte Wärmespeicherung. Diese Installation kann an fast jedem Gebäude auch als nachträgliche Aufrüstung erfolgen.

 

Tagsüber erwärmt sich - bei Normaldruck - hinter dem Glas die Mauermasse. Abends wird die äußere Fassade mittels automatischer Regelung zu jener Vakuum-Isolierung, welche tagsüber zur Raum-Innenseite hin aufrecht war.

Nun ist eine über die Nacht verteilte, kontinuierliche Wärmeabstrahlung in dahinter liegende Räume möglich. 

 

Ein außen platziertes Sonnenrollo verhindert per autosensorischer Regelung eine Überhitzung oder ungewünschte Erwärmung der Speichermauer.

 

Beide bautechnischen Ansätze könnten von mittelgroßen Handwerksbetrieben umgesetzt werden. 

 

Beide Ansätze konnte ich nicht austesten, weil ich das erforderliche Kapital selber nicht aufbringen kann. Ihre Erfahrungen ren in der Sache nützlich, und ich bitte Sie, diese ggf. mit mir zu teilen: thalhammerm@yahoo.de.

 

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Bitte diese Anregungen mit dem Link www.tubewaysolar.at an Interessierte weitervermitteln. DANKE

 

 

 

     Copyright 2008, Graz, Austria        -        aktualisiert, Wien, Dezember 2018

Michael Thalhammer

 

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Sie und jede Firma können diese Ansätze zu einer Produktlinie Ihrer Marke ausbauen. Keine Patente, keine strikten Bedingungen.

Zuwendungen aus Gewinnerlösen nehme ich gerne an.  

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You and every Company can these approaches  expand to an product line of its trademark. No patents - no strict conditions. 

I would like to receive donations from winners.

      

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