Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wandelement, umfassend zumindest zwei Massivholzplatten. Weiters betrifft die Erfindung eine Anordnung, umfassend ein solches Wandelement und eine solargespeiste Temperiereinrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Gebäude mit einem solchen Wandelement.

Aus Holz gefertigte Häuser haben sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht Vorteile gegenüber aus Beton oder Ziegel gefertigten Häusern. Als nachwachsender, natürlicher Baustoff ist Holz z.B. unbedenklich für die Gesundheit, C0 ₂ -neutral, leicht bearbeitbar, von geringer Masse und es weist gute Wärmedämmeigenschaften auf. Darüber hinaus wird das Wohngefühl in Häusern in Holzbauweise als besonders behaglich empfunden. Meist wird als Holzwerkstoff Fichte verwendet, wobei Mehrschichtplatten wie z. B. Brettsperrholz aus statischen aber auch aus brandschutztechnischen Gründen bevorzugt eingesetzt werden.

Der Nachteil von Häusern in Holzbauweise ist derzeit der hohe Holzbedarf, der für ein Einfamilienhaus mit rund 150 m ² Wohnfläche bei rund 80 m ³ massives Holz liegt. Auch stellt sich die ideale Temperierung eines Hauses in Holzbauweise aufgrund der geringen Wärmespeicherkapazität in mehrerlei Hinsicht als komplex dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wandelement bereitzustellen, welches gegenüber den herkömmlich eingesetzten Mehrschichtplatten einen deutlich geringeren Holzbedarf aufweist. Außerdem soll eine optimale Temperierung ermöglicht werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Wandelement, umfassend eine erste Massivholzplatte und eine zweite Massivholzplatte, welche über Querstege parallel und mit Abstand zueinander befestigt sind, wobei ein Hohlraum gebildet wird, der von der Innenfläche der ersten Massivholzplatte und der Innenfläche der zweiten Massivholzplatte sowie den Querstegen begrenzt ist, wobei der Hohlraum mit einem Dämmstoff ausgefüllt ist, wobei an der Außenfläche der ersten Massivholzplatte eine Noppenmatte vorgesehen ist und wobei an der Außenfläche der zweiten Massivholzplatte eine Noppenmatte vorgesehen ist.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass ein erfindungsgemäßes Wandelement im Vergleich zu einer herkömmlichen Mehrschichtplatte bei gleicher Dicke verbesserte wärme- und schallisolierende sowie ausreichende statische Eigenschaften, bei deutlicher Holzeinsparung aufweist.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Noppenplatten Zellstoff umfassen, da Zellstoff ebenfalls ein natürlicher Werkstoff ist, leicht verarbeitbar ist und auch gute statische Eigenschaften mitbringt, wenn eine Putzschicht angebracht werden soll. Außerdem lassen sich zwischen den Noppen Rohre, insbesondere für Heizung und Kühlung der Wand, verlegen. Die Matrix für die nötigen Rohre ist bereits in der Platte vorhanden. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Hohlräume der Noppenplatte von rückwärts mit einem Latentmaterial verfüllt werden. Mit demselben Latentmaterial, eingemischt in Verputzmaterial (wie Lehm, Kalk, Gips), kann die Vorderseite der Noppenplatte verputzt werden. Eine Effizienzsteigerung von ca. 30 % sowohl beim Heizen als auch beim Kühlen ist erzielbar.

Die Noppenplatten können aus Faserguss hergestellt werden. Ausgangspunkt sind dabei Naturfasern (Zellstoff), der z.B. aus Verpackungskarton bzw. Stanzabfällen aus der Erzeugung von Verpackungskartons stammen können. Dieser Zellstoff wird mit Wasser vermischt und anschließend in einem Verfahren, mit Hilfe von Formen, in die Form einer Noppenplatte gepresst. Durch erwärmen auf 180°C wird die Noppenplatte getrocknet und sterilisiert. Typischerweise beträgt die Erhöhung der Noppen zwischen 8 und 20 mm und kann anschließend aufgebrachte Putzschichten zwischen 15 mm und 30 mm tragen. Die Noppenhöhe, die Noppenform, und deren Anordnung, können nach Bedarf, auch in anderen Maßen gefertigt werden.

Die Noppenplatte weist vorzugsweise eine Graphitbeschichtung, besonders bevorzugt in Form einer vollflächigen Graphitbeschichtung auf. Bei einer Graphitbeschichtung handelt es sich um eine elektrisch leitfähige, strahlungs- und wärmeabschirmende Flächenbeschichtung . Mit Graphitmischungen können Eigenschaften hinsichtlich des Brandschutzes, der Wärmeleitfähigkeit oder auch verbesserte Putzträgereigenschaften, erfüllt werden . Ein hoher Graphitanteil in der Beschichtung verleiht der Noppenplatte eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit. Wärme wird gleichmäßig auf der Fläche verteilt und effizient an die Putzschicht abgegeben. Es entsteht ein völlig homogenes Wärmebild ohne Temperaturunterschiede. Besonders bevorzugt weist die Graphitbeschichtung Blähgraphit (expandierender Graphit) auf. Blähgraphit dehnt sich bei höheren Temperaturen aus und fungiert dann als Intumeszenzbeschichtung im Brandfall. Graphitbeschichtete Noppenplatten an Wand- Decke- oder Dachschräge angebracht, absorbieren sowohl das gesamte, sichtbare Strahlungsspektrum, als auch hochfrequente Strahlung, wie z. B. Elektrosmog und Mobilfunkwellen im Raum und geben die so aufgenommene Energie, in Form von wohltuender Wärmestrahlung, in den Raum ab.

Der Dämmstoff zeichnet sich durch eine Wärmeleitfähigkeit, welche geringer als die der Massivholzplatte ist, aus. Typischerweise weist dieser auch eine geringere Dichte als die Massivholzplatten auf. Der Dämmstoff besteht in einer Ausführungsvariante bevorzugt aus einem natürlichen, nachwachsenden Material. Dieses kann ausgewählt aus der Gruppe Faserplatten wie etwa Hanf, Flachs, Holzweichfaser oder Mischungen davon sein. Ebenso können Faserplatten aus Altpapier und Tonerde mit Fasermaterial (Glasfasern) und Bindemitteln versetzt, eingesetzt werden. Diese weisen zusätzlich zu den guten Wärmedämmeigenschaften, auch ein hohes Schalldämmmaß auf. Der Dämmstoff kann aber auch Blähperlit eingesetzt werden, vorzugsweise gebunden mit Naturkalk und/oder Zement. In diesem Fall besteht der Vorteil in der Unbrennbarkeit (AI zertifiziert). Weiters können in einer Ausführungsvariante Installationskanäle vorgesehen sein, die in der Dämmebene, nach der ersten Massivholzplatte ausgespart werden. In diesen kann typischerweise die gesamte Elektroinstallation wie z. B. stromführende Leitungen, Steuerleitungen, Telekommunikationsleitungen (Telefon, Netzwerk, Internet, Bussysteme etc.) verlegt werden, ohne dass die Massivholzplattenoberfläche durch zum Beispiel Fräsen von Kanälen kostenintensiv beschädigt werden muss.

Weiters kann vorgesehen sein, dass das Wandelement Installationskanäle, bestehend aus Faserplatten, aufweist, die an der Innenfläche der zweiten Massivholzplatte angebracht sind. Bevorzugt ist in den Installationskanälen, welche an der zweiten Massivholzplatte angebracht sind, ein Leitungssystem für eine Temperieranlage vorgesehen

Weiters kann in der Noppenmatte der ersten Massivholzplatte ein Leitungssystem für eine Temperieranlage vorgesehen sein. Dieses Leitungssystem an der Innenseite der Wand kann beispielsweise mit einem Erdwärmespeicher, einem Klimagerät oder einer Heizeinrichtung etc. verbunden sein. Damit kann bei höheren Temperaturen z.B. im Sommer, Wärme aus dem Wohnraum abgeführt werden und bei niedrigeren Temperaturen Wärme zum Heizen des Wohnraums zugeführt werden.

Auch kann die Temperierung elektrisch erfolgen.

Gegebenenfalls können in der Noppenmatte der ersten Massivholzplatte Heizdrähte vorgesehen sein, um die Wand zu heizen.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist (sind) zwischen erster Massivholzplatte und zweiter Massivholzplatte eine oder mehrere Massivholzplatte(n) vorgesehen ist(sind), wobei jede weitere Massivholzplatte jeweils parallel und mit Abstand zur ersten und zur zweiten Massivholzplatte mittels Querstegen befestigt ist. In diesem Fall weist das Wandelement insgesamt mindestens drei beanstandete, parallele Massivholzplatten auf, wobei Querstege vorgesehen sind, die jede Massivholzplatte von der nächsten mit Abstand hält, sodass jeweils ein Hohlraum zwischen bei benachbarten Massivholzplatten vorgesehen ist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass eine höhere Stabilität sowie eine effizientere Wärme- und Schalldämmung , bei gleichzeitig reduziertem Holzbedarf im Vergleich zur Massivholzplatte ermöglicht wird .

Es hat sich gezeigt, dass bei einem Aufbau mit drei beabstandeten Massivholzplatten einen Wärmedurchgangswert von unter 0,016 erzielbar ist. Mit zusätzlich aufgebrachten Noppenmatten und Graphitbeschichtung konnte dieser Wert noch unterschritten werden, womit Passivhausqualität erreichbar ist.

Extrem hohe Brandschutzwerte konnten erzielt werden, wenn zumindest eine der beiden Massivholzplatten eine Putzträgerplatte, bestehend aus Blähperlite, aufweist. Die Putzträgerplatte ist vorzugweise etwa 12 mm dick.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend ein solches Wandelement und eine Temperiereinrichtung .

Es ist mit einer solchen Anordnung möglich, am Dach des Hauses anfallende Solarwärme, mittels eines Rohrkreislaufes, in einen Wärmespeicher abzuführen, um sie dort zu speichern, bis die Wärme benötigt wird . In der Regel tritt Solarwärme nämlich dann auf, wenn sie im Inneren des Hauses nicht benötigt wird und umgekehrt. In Summe trifft pro Jahr allerdings genügend Solarwärme auf ein Haus, um es ausreichend mit Wärme über das gesamte Jahr zu versorgen. Unter der Dachhaut treten an sonnigen Tagen Temperaturen bis zu 80°C auf. Der Wärmespeicher kann z. B. ein aktivierter Betonkern sein. Ein derart aktivierter Betonkern kann beispielsweise im Keller eines Gebäudes eingebracht werden.

Diese Temperaturen werden mit Hilfe eines Solarkrafternters eingefangen und über einen zentralen Installationsschacht in einen ausreichend dimensionierten Langzeitwärmespeicher, der stark wärmegedämmt, im Fundament des Gebäudes eingebaut ist, gespeichert. Der Solarkraft Ernter besteht aus einer ca. 60 mm starken, graphitbeschichteten Holzweichfaserplatte, in den Kanäle zur Leitungsführung eingelassen sind, die zur Abfuhr der permanent unter Dachhaut auftretenden Wärme dienen.

Dadurch, dass permanent die Wärme, die auf die Dachhaut auftrifft, abgeführt und in den Langzeitwärmespeicher eingelagert wird, werden die unter dem Dach liegenden Gebäudeteile kühl gehalten. In der kalten Jahreszeit wird die gespeicherte Wärme, mittels an der Innenseite des Wandelements angebrachter graphitbeschichteter Faserplatten und dem darin eingebrachten Rohrsystems, (Vorlauf) zum Erwärmen des Raums benutzt. Das Rohrsystem wird im äußeren Drittel der Wand, ebenfalls über eine Faserplattenebene, zurück (Rücklauf) in den Wärmespeicher geführt. Dort wird es wieder auf die, zur Temperierung der Räume erforderliche Vorlauftemperatur, von ca. 30°C gebracht und der Kreislauf beginnt von neuem. Die um einige Grade geringere Rücklauftemperatur reicht jedoch aus um den Wandkern zu erwärmen. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass der vom Wandelement umschlossene Raum beheizt wird, sondern auch, dass der Rücklauf die Temperatur des Wandelements erhöht, sodass der Temperaturgradient im Wandelement geringer wird, der Wärmedurchgang durch das Wandelement entscheidend verringert wird und keine Kondensation von feuchter Luft im Wandelement mehr auftreten kann.

Der Langzeitwärmespeicher ist in das wärmegedämmte Betonfundament des Gebäudes eingebaut. Er besteht aus den, laut Wärmebedarfsberechnung des Gebäudes, benötigten und miteinander verschalteten, 1000 Liter fassenden Kunststoffwasserbehältern. Weitere Vorteile und Details der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren und Figurenbeschreibungen erläutert.

Fig. la, lb zeigen im Querschnitt den Aufbau eines Wandelements gemäß der

Erfindung, wobei Fig . lb die Gesamtansicht und Fig . la eine Detailansicht zeigt. Fig. 2 zeigt eine Schrägrissansicht eines Wandelements gemäß Fig . la - teilweise weggebrochen - um den Schichtaufbau besser darzustellen.

Fig. 3 zeigt ein Gebäude mit Wandelement und Temperiereinrichtung.

In Fig . la und Fig . lb ist ein Wandelement 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Die in den Fig . la und lb linke Seite ist in den Innenraum eines Gebäudes gerichtet, die in den Fig . la und lb rechte Seite stellt die Außenseite eines Gebäudes dar.

Das Wandelement 1 umfasst eine erste Massivholzplatte 11 und eine zweite Massivholzplatte 12, welche über Querstege 15 parallel und mit Abstand D zueinander befestigt sind . Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine dritte Massivholzplatte 13 vorgesehen, die ebenfalls mit Abstand d', d" zu erster Massivholzplatte 11 und zweiter Massivholzplatte 12 über Querstege 15 angeordnet ist. Insgesamt wird im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur ein Hohlraum 16, 16' sondern es werden zwei Hohlräume 16, 16' gebildet. Der jeweilige Hohlraum 16, 16' wird von der Innenfläche 21 der ersten Massivholzplatte 11 und der Innenfläche 22 der zweiten Massivholzplatte 12 sowie den Querstegen 15 begrenzt unterbrochen durch die dritte Massivholzplatte 13 und somit zweigeteilt, sodass zwei Hohlräume 16, 16' gebildet werden. Die Hohlräume 16, 16' sind mit einem Dämmstoff 19 (aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig . la nicht gezeigt) ausgefüllt.

Weiters ist an der Außenfläche 31 der ersten Massivholzplatte 11 eine Noppenmatte 35 vorgesehen und es ist an der Außenfläche 32 der zweiten Massivholzplatte 12 eine Noppenmatte 35 vorgesehen. Die Noppenmatte 35 weist einzelne Noppen (oder Vorsprünge) 36 auf, die einen etwa kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweisen. Die Noppen 36 weisen Abstände auf, sodass in die Noppenmatte 35 der ersten Massivholzplatte 11 ein Leitungssystem 40 für eine Temperieranlage eingebracht werden kann.

Weiters sind Installationskanäle 51 vorgesehen. Die Installationskanäle 51 sind an der Innenfläche 21 der ersten Massivholzplatte 11 angebracht. Im vorliegenden Beispiel könnten z. B. Leitungen einer Elektroinstallation eingebracht werden. Installationskanäle können auch an der Innenfläche 22 der zweiten Massivholzplatte 12 angebracht sein (nicht dargestellt). Im vorliegenden Beispiel könnten z. B. Leitungen einer Elektroinstallation oder ein Leitungssystem 53 für eine Temperieranlage eingebracht sein. Die Noppenmatte 35 weist an der Oberfläche jeweils eine Beschichtung aus Wärmeleitfarbe vermischt mit einem Anteil Blähgraphit auf, um im Brandfall die Feuerausbreitung für einen bestimmten Zeitraum zu unterbrechen. Die Noppenmatte 35 besteht im Übrigen aus Pappe und kann anschließend mit einer Putzschicht 60, 61 versehen werden. Hierfür wird zunächst meist ein Armierungsgitter 62 auf den Noppenspitzen angebracht.

Fig. 2 zeigt das Wandelement gemäß Fig . la und lb im Schrägriss, um den Schichtaufbau noch besser zu verdeutlichen.

Fig. 3 zeigt ein Gebäude A, in welches mehrere Wandelemente 1 gemäß Fig . la bis 2 integriert sind . Am Dach des Gebäudes befindet sich zumindest ein Solarkrafternter B, welcher Solarenergie einfängt. Über einen nicht dargestellten Installationsschacht wird die aufgefangene Wärme in einem Langzeitwärmespeicher C gespeichert. Der Langzeitwärmespeicher kann z. B. im Fundament des Gebäudes A eingebaut sein. Der Solarkrafternter B besteht aus einer ca. 60 mm starken, graphitbeschichteten Holzweichfaserplatte, in den Kanäle zur Leitungsführung eingelassen sind, die zur Abfuhr der permanent unter Dachhaut auftretenden Wärme dienen.