www.tubewaysolar.at

 

  

 

Bautechnische Anregung 

 

für VAKUUM-

 

Wandmodule  

 

 

 

 

 

 

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

 

 

Im Wirkprinzip einer Thermoskanne* bleibt z.B. Kaffee - per zweier hauchdünner, silbriger Gläser und einem Grobevakuum - noch bis zum nächsten Tag heiß. Die hier entstehenden differenten Wellenlängen finden thermophysikalisch eine stark verlangsamte Barriere vor.

 

Auch die in der Raumfahrt unter Vakuum eingesetzten dünnen “MLI-Folien” ersetzen die an unseren Gebäuden übliche Speichermasse und sämtliche isolierende Materialien. Im All bewahren diese Folien tatsächlich vor weit höheren Temperaturunterschieden, als sie auf der Erde vorkommen.

 

Hier auf Erden ermöglicht ein in Modulen eingeschlossener Unterdruck und spiegelnde Folien eine optimale Gebäudedämmung. 

 

 

Bevor die Baubeschreibung folgt, möchte ich die Vorzüge dieser Bauweise nennen: 

 

# Dieser Art Baumodule eignen sich überall und zur jeder klimatischen Gegebenheit; und sie sind rasch vorzufertigen. 

    

# Die vollständig aus Holz bestehenden, kosten- und ressourcen-sparenden Module lassen eine rationelle Bauplanung zu.

 

# Die transportablen und leichtgewichtigen Bauelemente (mit nur ~ 17 bis 28 kg/m²) gewähren jeweils eine tragfähige Gebäudestatik. 

 

# Sie lassen sich in platzsparender Stapelung anliefern. Sie werden ohne Baukran oder Baugerüst (z.B. im OSB-Format 1,25 x 2,5 m) von nur zwei Personen zur elastomeren Verfugung gehandhabt.

 

# Im voraus wählbare Objektdesigns, bieten beliebige architektonische Freiheiten. 

 

#  Erhebliche Energiekosten-Einsparung beim winterlichen Heizen wie auch an der sommerlichen Raumkühlung. 

 

#  Teures Nachrenovieren, Verputzerneuerung per Baugerüst sowie Styroporeinsatz entfallen bei dieser Bauweise. 

 

# Die Wände ergeben keine sich aufheizenden Speichermassen; das vermindert auch den städtischen Hitzestau*. 

 

# Die Wände sind schwer entflammbar und bewahren ggf. vor Termitenbefall. Diese Tragfähigkeit gilt auch für mehrstöckige Bauten. Auch bieten die Wände einen perfekten Lärmschutz und übertragen kaum Festkörperschall an die Bewohner.  Weiters gibt es nie feuchte Mauern. 

 

#  Mit leichten Holzwangentreppen anstatt massiver Betonstiegen, sowie Holzrippen-Zwischendecken (z.B. EcoCell-Elemente des Schweizer Architekten Fredy Iseli). Auch da ist `Nachwachsendes´ der bessere Baustoff. 

 

#  Mit den ~drei Zentimeter breiten Elastomerfugen sind die zu 100% aus Holz hergestellten Module in dauerhaft fester Verbindung und gewähren eine sehr hohe Erdbebensicherheit.

    

# Zur Wohnbau-Neuerrichtung, nach Kriegsschäden oder Katastrophen und für den Migrations-Wohnbedarf ermöglicht dieser Ansatz einen günstigen und schnell erstellbaren Wiederaufbau. 

 

#  Durch ein Aufschneiden der elastomeren Fugen ist so ein Gebäude auch schnell restrukturiert. Danach kann es anderen Ortes mit derselben Art Verfugung wieder errichtet werden. Die natürliche Bausubstanz bietet einen hohen Langzeitnutzen. 

 

# Schlanke Zwischenwände wie auch mehrere Stockwerke tragende Wände sind in dieser Vakuumtechnik ausstattbar. Bei mehrstöckigen Bauten werden in den unteren Etagen-Sandwiches entsprechend stärker dimensionierte Stehbalken verbaut. Allgemein ergeben sich auch weit geringere Wandlasten, als in der heute üblichen Massivbauweise. 

 

# Die meisten Produktionsschritte größerer Serien können auch von Roboterarmen - und die nachfolgende Errichtung ohne Baukran und ohne Baugerüst - geleistet werden! 

 

# Die langfristig durch Diffusion entstehende Vakuumminderung ist mittels Drehschieberpumpe über das raumseitig zugängliche Modulventil wieder nachjustierbar. 

 

# Der größte Vorteil kommt aber mit der globalen CO²-Reduktion, welche durch den einsetzenden Paradigmenwechsel in der Baubranche erfolgen kann und wird - denn, Bausand wird künftig einfach zu teuer!

 

 

Zum Stand der Technik: 

 

Ähnlich angedachte Produkte befinden sich bereits am Markt. 

Diese "VIP Paneele” kosten, durch die aufwendigen Prozesse ihrer Herstellung, je m² bis zu 100.- €! 

Sie sind langfristig nicht dicht bzw. ihr Vakuum nicht nachjustierbar - und vor allem - sie bieten keine statische Funktion. 

 

Statisch tragfähige Vakuummodule sind am Markt bisher nicht evident! Jedoch sind schon “VIG Fenster” in Vakuum-Ausführung zu haben.

Der lizenzfreie, hier veröffentlichte Ansatz ist somit "Stand der Technik".

 

 

Wie werden diese Bauelemente hergestellt?

 

Die Modulrahmen tragen beiderseits Hartglas, Blech- oder OSB Platten. 

Die OSB`s (bzw. Bleche) bekommen auf deren Sichtflächen mit Zaponlack verklebte, 20 my starke Alufolien (welche sich in jeweils gewünschter Farbgebung lackieren lassen). Raumseits können auch Tapeten eine Lackierung erübrigen. 

Zwischen den Platten sind zueinander gereihte, maximal trockene Kantholzsteher verbaut. Entlang zweier stumpfen Kanten werden die Steher zueinander verleimt. Ihre beiden scharfen Kanten hingegen, liegen den zwei OSB´s (oder Blechen) an. Diese minimale Längskantenberührung lässt somit keine nennenswerte thermische Übertragung entstehen.  

Der Modulrahmen bestehen aus 16 mm starkem und an dessen vier Ecken verzahnten Sperrholz. Die OSB´s werden jede vom rundum laufenden Rahmenfalz eingefasst und mit ihm elastomer verklebt. Das Ergebnis sind dauerhaft gasdichte Sandwichelemente. Die Modulstöße werden mit außen sichtbaren Isolierstreifen bedeckt.  

 

 

Werkseitig werden sie mit halbem Unterdruck versehen ausgeliefert.

Kabel und andere Installationen werden in separierten Schächten zwischen den Modulstößen verlegt. 

Nach der Bauerrichtung wird jedem Modulfeld mit einer Drehschieberpumpe ein atmosphärisch höhenabhängiger etwa 95 %iger Unterdruck  beigebracht. Die Absaugventile befinden sich wohnraumseitig und ermöglichen eine Nachjustierung, der über die Jahre  entstehenden  Luftdiffusion.

 

Werden die Fassadenflächen mit PV-Folie beklebt, so ergibt dies ein völlig energieautarkes Gebäude, dessen Stromüberschuss auch die Ladestation für die E-Mobilität bedienen kann! 

   

Zwischen Fensterscheiben oder vollflächigen Glaselementen wird - auf deren Fläche verteilt - eine entsprechende Anzahl transparenter Acryl-Abstandshalter zwischen-gesetzt. Auch diese Flächen sind über Ventile nachjustierbar. Einen Überschuss an UV-Einstrahlung könnten UV/IR-Folien reflektieren; oder außen platzierte Sonnenrollos regulieren  autosensorisch zur Wunschtemperatur. 

 

Mit einer solar-thermisch unterstützten Wärmepumpenheizung und Frischluft per  Wärmetauscher wird ganzjährig für ein ökonomisches Raumklima gesorgt. 

>> So kann insgesamt nachhaltig bebaut und gewohnt werden! << 

   

 

Was kostet ein m² Vakuumwand in etwa? 

 

2 m² Kronoply-OSB, 12 mm                                     46,- €

2 m² Alufolie                                                                2,- €

17 lm Kantholz + 2 lm Sperrholz + Elastomer    ~ 30,- €

Arbeitszeitaufwand der Vorfertigung pro m²    ~ 22,- €

            -  "  -            an der Baustelle in etwa             20.- €   

      =  in Summe etwa                                                   120,- €*   

 

       *Diese Schätzung bezieht sich auf Serienproduktion, ohne Bepreisung mit erwartbarem Gewinn.

 

 

Die Entscheidung der Bauherren dürfte also immer öfter auf diese Bauweise fallen; Massivbau kostet etwa das Doppelte bis Mehrfache pro m² (den Produkt-Lebenszyklus mit Abrisskosten gar nicht eingerechnet)!

 

Die Marktüberwachung für Bauprodukte liegt bei den jeweiligen Behörden; Bauphysikalische Institute sind für entsprechende Zertifikation im Bereich Dämmung, Brandschutz, Schall- und Tragwerktauglichkeit zuständig. 

Quelle IPCC  /  Die Zementproduktion emittiert mehr CO² als Flugverkehr und Schifffahrt gemeinsam.

 

Mit den sicherlich weiter steigenden Kosten für Bausand geht unweigerlich eine Wende unserer bautechnischen Praxis einher. Ein Umstieg von Zement, Sand, Styropor und Betonstahl - auf Holz und Vakuum-intregiertes Glas sowie auf applizierte PV-Folien ist nachhaltig, zukunftsfähig und wünschenswert. 

 

Vakuum-Wandmodule sind in der Konstruktionsphase wie auch der Nutzungsphase absehbare Energie- und Ressourcensparer! Auch macht ihr Recycling nur geringen Aufwand.  

 

Ferner drängt es, die CO² belastende Zementherstellung und die ökologischen Folgen des Bausand-Raubbaues zurückzufahren. Die Nahrungskette maritimen Lebens beginnt ja mit der Mikro-Vielfalt, welche vorwiegend auf sandigen Meeresböden ihre Grundlage hat!

 

* Das Vakuumgefäß wurde vom Chemiker James Dewar bereits 1874 in kalorimetrischen Versuchen benutzt.[2] Diese heute als Dewargefäß bezeichneten Behältnisse waren aus Metall hergestellt.[3] Erst später wurden sie aus ineinanderliegenden Glaskolben gefertigt. Zur Reduktion der Wärmestrahlung verspiegelte Dewar die Innenflächen der Glasgefäße (Wikipedia).

Bei der Bewunderung seiner erfinderischen Leistung fiel es mir zu, deren Erweiterung hin zu thermischen Bauelementen zu gestalten. 

  =  =  =  =  =

  

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

 

Auf vertikalen, distanzhaltenden Hinterlüftungslatten werden diese Wände außen mit Glas und innen mit Blech, Sperrholz oder OSB´s verkleidet. Sie ergeben die Basis für eine Vakuum-gesteuerte Wärmespeicherung und kann an fast jedem Gebäude auch in nachträglicher  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 geschieht eine über die Nacht verteilte, kontinuierliche Wärmeabstrahlung in dahinter liegende Räume. 

An heißen Tagen verhindert eine außen platzierte, sensorisch  geregelte Sonnenrollo eine Überhitzung oder ungewünschte Erwärmung der Speichermauer.

 

# Beide bautechnischen Ansätze könnten von mittelgroßen Handwerksbetrieben umgesetzt werden. 

 

Zur Skalierbarkeit, F+E, R+D etc. kann ich keine Werte angeben, da ich z.B. auch mit Betriebswirtschaft nicht vertraut bin. 

 

       >  Im Sinne der Erfüllung unserer SDGs !  <

 

Copyright 2008, Graz, Austria  -  aktualisiert, Wien, Oktober 2019 - Michael Thalhammer 

 

#    #    #    #    #

  

 

 Im nächsten Button >> das Stadt-ASYL ersehen Sie ein Beispiel zu leistbarer, reiner Holzbauweise ... zur Wohnbau-Neuerrichtung, nach Kriegsschäden oder Katastrophen und den Migrations-Wohnbedarf!

 

See too my site: wirundunserklima.jimdo

 See too Video:  

https://www.youtube.com/watch?v=8zKFXlEW15A

  

  Copyright 2008, Graz, Austria  -  aktualisiert, Wien, Oktober 2019

Michael Thalhammer 

 

  =  =  =  =  =

  

Gebäude können zu einer globalen CO2-Senke werden – mit dem Baustoff Holz statt Zement und Stahl

28.01.2020 
Eine Materialrevolution, die im Städtebau Zement und Stahl durch Holz ersetzt, kann doppelten Nutzen für die Klimastabilisierung haben. Das zeigt jetzt die Studie eines internationalen Teams von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Erstens kann sie Treibhausgasemissionen aus der Zement- und Stahlproduktion vermeiden. Zweitens kann sie Gebäude in eine Kohlenstoffsenke verwandeln, da im Bauholz das von den Bäumen zuvor aus der Luft aufgenommene und in ihren Stämmen eingelagerte CO2 gespeichert wird. 
Gebäude können zu einer globalen CO2-Senke werden – mit dem Baustoff Holz statt Zement und Stahl
Hochhausbau mit Holz. Foto: naturallywood.com - KK Law

"Verstädterung und Bevölkerungswachstum werden eine enorme Nachfrage nach dem Bau neuer Gebäude für Wohnen und Gewerbe schaffen - daher wird die Produktion von Zement und Stahl eine Hauptquelle von Treibhausgasen bleiben, wenn wir nicht handeln", sagt die Hauptautorin der Studie, Galina Churkina, die sowohl der Yale School of Forestry and Environmental Studies in den USA als auch dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung in Deutschland (PIK) angehört. "Diese Risiken für das globale Klimasystem können aber in ein wirksames Mittel zur Eindämmung des Klimawandels verwandelt werden, wenn wir den Einsatz von technisch verarbeitetem Holz – engineered wood – im weltweiten Bausektor stark steigern. Unsere Analyse zeigt, dass dieses Potenzial unter zwei Bedingungen realisiert werden kann. Erstens: Die geernteten Wälder werden nachhaltig bewirtschaftet. Zweitens: Das Holz aus dem Abriss von Gebäuden wird weiterverwendet.“

Wenn auch Länder mit einer derzeit geringen Industrialisierung den Übergang schaffen, sind sogar 90 Prozent Holz im Bau denkbar, erklären die Forschenden. Dies könnte dazu führen, dass zwischen 10 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr im niedrigsten Szenario und fast 700 Millionen Tonnen im höchsten Szenario gespeichert werden. Darüber hinaus reduziert der Bau von Holzgebäuden die kumulierten Emissionen von Treibhausgasen aus der Stahl- und Zementherstellung auf Dauer um mindestens die Hälfte. Das Umstellen auf Holz würde einen Unterschied für das Erreichen Klimastabilisierungsziele des Pariser Abkommens machen.

Unter der Annahme, dass weiterhin mit Beton und Stahl gebaut wird und die Bodenfläche pro Person nach dem bisherigen Trend zunimmt, könnten bis 2050 die kumulierten Emissionen aus mineralischen Baustoffen bis zu einem Fünftel des CO2-Emissionsbudgets erreichen - ein Budget, das nicht überschritten werden sollte, wenn wir die Erwärmung auf deutlich unter 2°C halten wollen.

Gebäude könnten eine solche Senke sein - wenn sie aus Holz gebaut werden. Ein fünfstöckiges Wohngebäude aus Brettschichtholz kann bis zu 180 Kilogramm Kohlenstoff pro Quadratmeter speichern, das ist dreimal mehr als in der oberirdischen Biomasse natürlicher Wälder mit hoher Kohlenstoffdichte. Dennoch würde selbst im 90-Prozent-Holz-Szenario der in Holzstädten über dreißig Jahre hinweg angesammelte Kohlenstoff weniger als ein Zehntel der Gesamtmenge des oberirdisch in Wäldern weltweit gespeicherten Kohlenstoffs betragen.

"Entscheidend ist der Schutz der Wälder vor nicht nachhaltiger Abholzung“

"Wenn der Einsatz von Bauholz stark gesteigert werden soll, ist der Schutz der Wälder vor nicht nachhaltiger Abholzung und einer Vielzahl anderer Bedrohungen entscheidend wichtig", betont Co-Autor Christopher Reyer vom PIK. "Unsere Vision für eine nachhaltige Bewirtschaftung und Regulierung könnte aber die Situation der Wälder weltweit tatsächlich sogar verbessern, da diesen dann ein höherer Wert zugemessen wird", betont Christopher Reyer vom PIK.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fassen mehrere Belegketten zusammen, von der offiziellen Statistik zu Holzernten bis hin zu komplexen Simulationsmodellen, und ermitteln auf dieser Grundlage, dass theoretisch die derzeit ungenutzten Potenziale der weltweiten Holzernte den Bedarf des 10-Prozent-Holz-Szenarios decken würden. 

"Zusätzlich wären Plantagen erforderlich, um den Bedarf zu decken, einschließlich des Anbaus von schnell wachsendem Bambus durch Kleingrundbesitzerinnen und -besitzer in tropischen und subtropischen Regionen."

Wenn zudem das Verwenden von Rundhölzern als Brennstoff verringert würde - derzeit wird etwa die Hälfte der Rundhölzer verbrannt, was ebenfalls zu Emissionen führt -, könnte mehr davon für das Bauen mit verarbeiteten Holzwerkstoffen zur Verfügung stellen. Darüber hinaus kann die Wiederverwendung von Holz nach dem Abriss von Gebäuden die Menge an verfügbarem Holz erweitern.

Die Technologie der Bäume - "um uns ein sicheres Zuhause auf der Erde zu bauen"

Holz als Baumaterial weist eine Reihe interessanter Merkmale auf, die in der Analyse beschrieben werden. Zum Beispiel sind große Bauhölzer bei richtiger Verwendung vergleichsweise feuerbeständig - ihr innerer Kern wird beim Verbrennen durch das Verkohlen ihrer äußere Schicht geschützt, so dass es für einen Brand schwer ist, die tragende Konstruktion zu zerstören. Viele nationale Bauvorschriften erkennen diese Eigenschaften bereits an.

"Bäume bieten uns eine Technologie von beispielloser Perfektion", sagt Hans Joachim Schellnhuber, Ko-Autor der Studie. "Sie entziehen unserer Atmosphäre CO2 und wandeln es in Sauerstoff zum Atmen und in Kohlenstoff im Baumstamm um, den wir nutzen können. Ich kann mir keine sicherere Art der Kohlenstoffspeicherung vorstellen. Wenn wir das Holz zu modernen Baumaterialien verarbeiten und die Ernte und das Bauen klug managen, können wir Menschen uns ein sicheres Zuhause auf der Erde bauen"

 Artikel: Galina Churkina, Alan Organschi, Christopher P. O. Reyer, Andrew Ruff, Kira Vinke, Zhu Liu, Barbara K. Reck, T. E. Graedel, Hans Joachim Schellnhuber (2020): Buildings as a global carbon sink. Nature Sustainability [DOI:10.1038/s41893-019-0462-4]            Weblink zum Artikel: https://www.nature.com/articles/s41893-019-0462-4                     

 Quelle: Potsdam-Institut f. Klima- u. Folgenforschung 

If you do NOT want to receive email about the activities of TubeWay solar, please send an e-mail with the subject "unsubscribe". 

  - - - - - - - - 

Falls Sie NICHT mehr über Aktivitäten von TubeWaySolar informiert werden wollen, schicken Sie mir eine e-Mail mit dem Betreff "unsubscribe".

  - - - - - - - -     

Kontakt

e-mail:  

thalhammerm@yahoo.de

  

Skype: michael.th3

Tel. +43(1)9195724,  Austria