US20090071088A1 | 2009-03-19 | |||
US20080174147A1 | 2008-07-24 | |||
CN110861720A | 2020-03-06 | |||
CN209079744U | 2019-07-09 | |||
CN207128721U | 2018-03-23 |
Patentansprüche 1 Umweltfreundliche Konstruktion für mobile Behausungen umfassend starre vertikale Konstruktionsprofile (1) mit horizontalen/diagonalen Verbindungen zur Bildung eines lastenabtragenden Gerüsts für einen Innenraum, wobei die horizontalen Konstruktionsprofile (lh) sowie die vertikalen Konstruktionsprofile (lv) aus tragfähigem Aluminium, Karbon oder anderen in der Leichtbautechnik verwendeten Materialien bestehen, mit Füllpaneelen (3) in den Zwischenräumen des Gerüsts, dadurch gekennzeichnet, dass Aerogel (9) im Bereich der Profile aussen und eine isolierende Schicht (4) im Bereich der Füllpaneelen (3) innen angebracht ist. 2 Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen und/oder diagonalen Verbindungen ebenfalls Konstruktionsprofile und/oder Spannseile sind. 3 Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schicht (4) im Bereich der Füllpaneelen (3) ebenfalls aus Aerogel besteht. 4. Konstruktion gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Aerogel (9) im Bereich der Profile aussen, von einer inneren Dampfbremse/Dampfsperre (8a) sowie einer äusseren Dampfbremse/Dampfsperre (8b) umhüllt ist, und so das Konstruktionsprofil vollständig isoliert. 5. Konstruktion gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum durch das Aerogel und die isolierende Schicht durchgehend und gleichmässig isoliert ist. 6. Konstruktion gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenverkleidung (5) und dem Konstruktionsprofil (1) sowie zwischen dem Konstruktionsprofil (1) und dem Füllpaneel (3) ein diffusionsoffenes Dichtungsband (2) angebracht ist. 7. Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kontruktionsprofil (1) und der Isolationsschicht (4) Höhlräume (17) belassen werden. 8. Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Konstruktionsprofil (1) Bohrungen zur LuftZirkulation angebracht sind. 9. Konstruktion gemäss Ansprüchen 6,7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der diffusionsoffenen Werkstoffe und/oder Hohlräume und/oder der Bohrungen einen Diffusionsweg zum Konstruktionsprofil bilden. 10. Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Füllpaneele (3) als austauschbare Segmente über KlemmProfile/Abdeckprofile (10) lösbar fixiert sind. 11. Konstruktion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllpaneele (3) auch biologisch hergestellt und abbaubar sein können. |
[1] Die vorliegende Erfindung betrifft eine umweltfreundliche Konstruktion für mobile Behausungen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 insbesondere betrifft sie eine lastenabtragende, diffusionsoffene Konstruktion für Mobile Homes, Wohnwagen, Wohnmobile und Tiny Houses.
[2] Mobile Homes und Tiny Houses sind oft massive fahrbare Behausungen auf Fahrgestellen (Anhänger), welche dauerhaft bewohnt werden können. Wohnwagen/-mobile sind überwiegend temporär bewohnte und leichte fahrbare Behausungen, welche in ihrer Bauart und Nutzung auch Wohnkabinen und Absetzwohnkabinen einschliessen. Angedacht ist bei Mobile Homes wie auch bei Wohnwagen die mobile Behausung, beide Konzepte legen aber grundlegend unterschiedliche Schwerpunkte in ihrer Ausrichtung. [3] Bekannte Wohnwagen/-mobile werden aus Holzrahmen, Styropor,
Kunstharzeinlagen sowie GFK mit Aluminiumbeschichtung gefertigt. Die genannten Werkstoffe werden hierfür zu einem vollflächigen Verbundpaneel verpresst. Die lastenabtragende Rahmenkonstruktion aus Holzplatten, wie zum Beispiel in CN 209079744 U dargestellt, wird in die Verbundpaneele zusammen mit Styropor zur Isolation sowie den Einlagen zur Befestigung des Mobiliares mit eingeklebt. Diese gepressten Verbundpaneele wiederum stellen die fertigen
Seiten/Rücken und Front Sektionen dar welche anschliessend zu einer Einheit verschraubt und dicht verklebt werden. Zur weiteren Verstärkung werden die Seitenwände mit dem Mobiliar und das
Mobiliar mit dem Boden verbunden. Aufgrund der fahrdynamischen und wetterbedingten Belastungen an der Aussenhaut, werden diese aus GFK und Aluminium Schichten aufgebaut. Aufgrund der konsequent diffusionsfreien Bauweise eines Wohnmobils/Wohnwagens besteht keine Möglichkeit zur passiven Regulierung eines geschlossenen Raumklimas. Durch die Verpressungen verschiedener Elemente mit unterschiedlichen Funktionen (Tragende Struktur, Isolation, Befestigungspunkte für Inferior, Kabel etc.) zu einem einzigen Verbund, wird ausserdem der Austausch und/oder die Reparatur einzelner Komponenten oder Teilsegmenten nur mit unverhältnismässigen Aufwand möglich. Ausserdem ist das Rezyklieren sehr aufwändig, falls überhaupt möglich, was sich negativ auf die Nachhaltigkeit auswirkt.
[4] Mobile Home und Tiny House Konstruktionen werden wie herkömmliche Häuser aus massiven Holzkonstruktionen, gebaut und auf Fahrgestelle montiert wie in CN 207128721 U ersichtlich. Diese Konstruktionen sind verhältnismässig schwer und nur auf Fahrgestellen bewegbar, welche auf hohe Lasten ausgelegt sind. Stark eingeschränkte Praktikabilität durch niedrige Geschwindigkeiten und/oder hohe Kosten für die Mobilität sind die Folgen dieser Bauart.
[5] Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe eine umweltfreundliche Konstruktion für Behausungen der eingangs genannten Art vorzustellen, welche leicht, lastabtragend, reparierbar, gut isoliert, diffusionsoffen, wetterfest sowie nachhaltig ist.
[6] Diese Aufgabe löst eine umweltfreundliche Konstruktion für mobile Behausungen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Merkmale und Ausführungsbeispiele gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
Z eichnungen
Fig 1 Querschnitt durch eine Wandkonstruktion
Fig 2 Seitenansicht des Querschnitts der Wandkonstruktion
Fig 3 Konstruktionsprofile
Fig 4 Querschnitt durch die Wandkonstruktion mit diffusionsoffenen Werkstoffen
Fig 5 Ansicht Rahmen mit Verbundpaneel und Aerogel
Fig 6 Querschnitt Hinterlüftung
Fig 7 Querschnitt Füllpaneel
Die Figuren stellen mögliche Ausführungsbeispiele dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden.
BezugsZeichen:
(lv) vertikales Konstruktionsprofil (lh) horizontales Konstruktionsprofil
(2) diffusionsoffenes Dichtungsband
(3) Füllpaneel
(4) Isolationsschicht
(5) Innenverkleidung
(6) Anschlagleiste
(7) Klebstoff
(8a) innere Dampfbremse und/oder Dampfsperre (8b) äussere Dampfbremse und/oder Dampfsperre
(9) Aerogel als matte/platte und/oder aufgespritzt
(10) Klemmprofil/Abdeckprofil
(11) Drahtseil
(12) Mechanische Fixierung
(13) Alternativer Anschlagwinkel
(14) Alternatives Kontruktionsprofil
(15) Wetterbeständige Dichtung
(16) Bohrungen zur LuftZirkulation
(17) Hohlraum
(18) Hinterlüftung
(19) Luftstrom
(20) Wasserdichte Schicht
(21) Füllpaneel-Isolation
(22) Füllpaneel-Beschichtung Beschreibung
[7] Das Grundgerüst besteht aus vertikalen Konstruktionsprofilen (lv) sowie horizontalen Konstruktionsprofilen (lh) (ersichtlich in Fig. 5), und/oder Alternativen Konstruktionsprofilen (14) (ersichtlich in Fig. 3), aus starrem tragfähigem Material wie Aluminium und/oder Kohlefaser (Carbon), welche mechanisch und vibrationsfest verbunden und/oder geschweisst werden. Zur zusätzlichen Versteifung dieses gebildeten Rahmens werden Spannseile (11) aus Stahl und/oder Kohlefaser (Carbon), und/oder Spannstangen aus Aluminium und/oder Stahl und/oder Kohlefaser
(Carbon) horizontal und/oder diagonal mit dem Rahmen mechanisch und vibrationsfest verbunden und/oder geschweisst. Damit entsteht wie in Fig. 5 beispielhaft abgebildet eine leichte, starre und lastabtragende Konstruktion für einen Innenraum, der hohe Lasten wie beispielsweise ein Obergeschoss oder überhängende Lasten abtragen kann ohne dass eine zusätzliche Stützung/Versteifung durch die Aussenhülle nötig ist. Die vertikalen
Konstruktionsprofile (lv) und die horizontalen
Konstruktionsprofile (lh) sowie diagonalen Verbindungen sind in austauschbare Segmente aufgeteilt um einen Ersatz oder Reparatur einzelner Teile zu ermöglichen.
[8] Aufgrund des selbsttragenden Grundgerüstes können leichtere, weniger belastbare Füllpaneele (3) zur Verkleidung verwendet werden, welche an Anschlagleisten (6) und/oder mit alternativen Anschlagwinkeln (13) (ersichtlich Fig. 3) eingespannt werden und somit ebenfalls austauschbar sind. Die Füllelemente/Verbundpaneele können schnell über Klemmprofile/Abdeckprofile (10) fixiert und gelöst werden. Da die Füllpaneele (3) keine strukturellen Lasten abtragen müssen, werden energieeffiziente Reparaturen/Instandsetzungen ermöglicht und dank den niedrigen Belastungen kann ein breiteres Spektrum an Werkstoffen wie beispielsweise PVC und/oder Kohlefaser (Carbon) und/oder Bio-PVC und/oder geeignetes Holz als Füllpaneel-Beschichtung (22) genutzt werden (ersichtlich in Fig. 7). Klassisch besteht die Füllpaneel- Isolation (21) aus XPS und/oder EPS und kann zur Nachhaltigkeit durch biologische Alternativen wie OrganoPor, Bio-Korit ect. ersetzt werden.
[9] Zur ausreichenden Isolation der tragenden Struktur werden Aerogele verwendet, welche einen durchschnittlich dreifachen Isolationswert zu führenden herkömmlichen Werkstoffen wie XPS, Glas/Steinwolle oder Styropor aufweist, hydrophob sowie Formstabil und hitzeresistent ist und nach einer Reparatur wiederverwendet werden kann. Durch Anbringen von Aerogel auf die vertikalen Konstruktionsprofile (lv) sowie horizontalen Konstruktionsprofile (lh)zwischen den Füllpaneelen (3) werden die Isolationsdifferenzen der beiden Bereiche ausgeglichen da sehr hohe Isolationswerte bei geringer Dicke auf den vertikalen Konstruktionsprofilen (lv) sowie horizontalen Konstruktionsprofilen (lh) benötigt wird. Durch das Anbringen von Füllpaneelen (3) und einer Isolationsschicht (4) aus
Aerogel und/oder XPS und/oder OrganoPor und/oder Glaswolle und/oder gleichwertigen Werkstoffen wie Schafwolle, Hanffaser,
Styropor etc. wird der Innenraum isoliert, so dass zusammen mit den Aerogelen (9), welche die vertikalen Konstruktionsprofile (lv) sowie horizontalen Konstruktionsprofile (lh) isolieren, eine durchgehende und gleichmässig isolierende Schicht geschaffen wird. Das Aerogel (9) ist dabei von einer inneren Dampfbremse/Dampfsperre (8a) sowie einer äusseren Dampfbremse/Dampfsperre (8b) umschlossen, wie in Fig. 1 und Fig. 2 abgebildet.
[10] In kleinen bewohnten Räumen kann Staunässe durch Feuchtigkeit in Luft und Werkstoffen schnell gebildet werden. Damit die Überschüssige Feuchtigkeit nach aussen diffundieren kann und somit der Staunässe entgegenarbeitet wird, werden diffusionsoffene Werkstoffe an spezifischen Stellen angebracht um eine passive Raumklimatisierung zu ermöglichen. Hierfür wird wie in Fig. 1 dargestellt zwischen der Innenverkleidung (5) und dem Konstruktionsprofil (1) sowie zwischen dem Konstruktionsprofil (1) und dem Füllpaneel (3) ein diffusionsoffenes Dichtungsband (2) angebracht, wobei das Dichtungsband (2) zwischen der Innenverkleidung (5) und dem Konstruktionsprofil (1) auch diffusionsgeschlossen sein kann, wenn ausgleichend eine diffusionsoffene Innenverkleidung (5) angebracht wird und/oder Bohrungen in den Konstruktionsprofilen (1) zur LuftZirkulation (16) vorhanden sind. Für maximalen Wirkungsgrad kann als
Innenverkleidung (5) eine dünne Holzverkleidung genutzt werden welche Feuchtigkeit speichern und gleichmässig abgeben kann, so dass sie als Puffer für den Feuchtigkeistaustausch wirkt. Zu beachten ist dabei der auf Fig. 1 abgebildete Abstand zwischen der Innenverkleidung (5) und der Isolationsschicht (4) der für die Diffusion bestehen bleiben muss und somit eine punktuelle Klebung (7) und/oder mechanischen Fixierung (12) verlangt. Zwischen dem Kontruktionsprofil (1) und der Isolationsschicht (4) wird ein Hohlraum (17) belassen und/oder eingebracht welcher die Diffusion zur äusseren Dampfbremse/Dampfsperre (8b) ermöglicht. Die innere Dampfbremse/Dampfsperre (8a) wird direkt auf das Konstruktionsprofil (1) zum Füllpaneel hin (3) aufgebracht und verhindert den Feuchtigkeitseintritt zurück in die Werkstoffe und den Innenraum. Die äussere Dampfbremse/Dampfsperre (8b) wird von Füllpaneel (5) zu Füllpaneel (5) angebracht, umkleidet das Aerogel (9) und sorgt so für die hermetische Abdichtung zur Aussenluft gegen Feuchtigkeit, wie ebenfalls in Fig. 1 ersichtlich. Hohlräume (17) und Hinterlüftungen (18) werden in der Baustruktur gebildet, welche in Kombination mit den diffusionsoffenen Werkstoffen, die einen Feuchtigkeitsaustausch ermöglichen, und mit einer inneren Dampfsperre und/oder Dampfbremse (8a) sowie einer äusseren Dampfsperre und/oder Dampfbremse (8b) welche die Feuchtigkeitsabgabe nur nach aussen zulassen, eine passive Feuchteregulierung ermöglichen. Die Hinterlüftung (18) wird hierfür an der Aussenhülle angebracht, welche in Fig.l und beispielhaft in Fig. 6 abgebildet ist. In Fig. 6 ist ein Luftstrom (19) abgebildet, welcher durch geringe äussere Einflüsse wie
Thermik und Druckunterschiede naturbedingt entsteht und die Feuchtigkeit abtragen kann welche wiederum durch die in Fig. 4 in schwarz markierten diffusionsoffenen Werkstoffen hin zum Luftstrom diffundieren können.
[11] Zum Schutz vor äusseren Einflüssen wie Regenwasser, UV Einstrahlung, sowie zur Fixierung der Füllpaneele (3) wird abschliessend ein Klemmprofil/Abdeckprofil (10) mittels einer mechanischen Fixierung (12), wie z.B. Schrauben und/oder Nieten, an den vertikalen Konstruktionsprofilen (lv) sowie horizontalen Konstruktionsprofilen (lh) fixiert. Zwischen dem Klemmprofil/Abdeckprofil (10) und dem Füllpaneel (3) wird eine Wetterbeständige Dichtung (15) eingepresst und/oder verklebt zur Verhinderung eines Wassereintrittes von aussen in die Konstruktion. Zum Schutz vor Spritz, Stau und/oder Hochwasser kann der untere Teil der Konstruktion zusätzlich mit einer wasserdichten Schicht (20) über der Dampfbremse bezogen sein, wie in Fig. 6 abgebildet.
[12] Durch die modulare Bauweise ist eine partielle Teilreparatur der Konstruktion möglich, ohne dass komplexe oder ausgedehnte Teile, wie z.B. komplette Aussenwände, ersetzt werden müssen. Dadurch wird zudem die verhältnismässig einfache Rezyklierung vom Grossteil der verbrauchten Werkstoffe möglich gemacht.
[13] Die Konstruktion kann bezüglich Gewicht, Isolation und Nachhaltigkeit mit fortschrittlicheren Werkstoffen leicht weiter optimiert und/oder für verschiedene Einsatzgebiete spezialisiert werden. [14] Durch geringe Belastung auf die Adhäsion sowie Kohäsion des
Klebstoffes muss nicht zwingend ein chemischer
Hochleistungsklebstoff verwendet werden, was eine weitere
Optimierbarkeit hin zu nachhaltigeren Werkstoffen möglich macht. Die Innenverkleidungen aus Holz bilden eine nachhaltige Ergänzung zu existierenden Kunststoffinnenverkleidungen und können dementsprechend auch einfach rezykliert werden. Es können nachhaltige Materialien zur Isolation verwendet werden alternativ zum bisherigen Styropor, XPS und Schaumstoffmatten. Des weiteren kann das Grundgerüst sowie die Aerogele separiert, zerteilt, eingeschmolzen und wieder zu einem neuen gleichwertigen Produkt produziert werden. Alle diese Faktoren zusammen mit der partiellen Reparierbarkeit der gesamten Konstruktion machen eine auch in
Zukunft mit neuen Materialien weiter zu entwickelnde, nachhaltige Lösung für das mobile Wohnen möglich.
[15] Die Gewichtsersparnisse, welche sich aus der beschriebenen Konstruktion ergeben, machen auch den Transport dieser Produkte ökonomischer.