VERFAHREN ZUM ERRICHTEN VON GEBäUDEN MIT VORGEFERTIGTEN MODULAREN LE I CHTBAUTE I LEN UND VORGE- FERTIGTE MODULARE LE I CHT BAU T E I LE ZU DESSEN AUSFUHRUNG

Die Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen auf den Gebaudebau angewandten Bauverfah- rens, das auf ein vorgefertigtes System beruht, das aus Modulen herabgesetzter Abmessungen (vollständig mit Tragstruktur, Anlagen und Ausrüstungen) besteht, die industriell hergestellt und an der Baustelle automatisch zusammengebaut werden.

Die derzeitigen, auf vorgefertigten Platten beruhenden Bauverfahren werden fast ausschließlich auf I ndu s t r i egebaude angewandt, da die Ab- messungen der Platten Standard, großer Abmessungen und schwer an den Gebaudebau herkömmlicher Art anpassbar sind. Sie sind überdies unvollständig oder nur teilweise mit den Ausrüstungen und Anlagen vervollständigt, wodurch ]e- denfalls ein hoher Anteil an Arbeitskräften bei der Ausfuhrung verlangt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin: - die Baukosten betrachtlich herabzusetzen und sie mit einer größeren Verwendung von neuartigen Baut echno 1 og ien (die vor allem auf das

Energieersparnis gerichtet ist) auszugleichen;

- automatisch das Gebäude unter Zuhilfenahme von leicht programmierbaren Geraten leichter Bauweise zu errichten, die an die Besonderheiten der Baustelle anpassbar sind (dank einer geeignet entwickelten Software, die imstande ist, die Maschine gemäß den geometrischen Parametern des Bauloses einzurichten, auf dem der Bau errichtet wird);

- die Arbeitsbedingungen an den Baustellen zu verbessern (vor allem in der Sicherheit und Koordination) , und zwar den Anteil der Arbeitskräfte (vor allem bei den delikaten und gefahrlichen Bauschritten in der Hohe) unter der Einfuhrung von neuen Be ru f s f i guren zu begrenzen, wie von eigentlichen Ba u t echni kern und Werktechnikern;

- die Bauzeiten (und folglich die Marktkosten) dank automatischen Zusammenbaus und Montagearbeiten der einzelnen Module drastisch herabzusetzen;

- Le l chtbaue 1 einen t e herzustellen, die leicht transportfähig sind; - Erzielen eines Gesamtgewichts des Gebäudes, das um über 30% gegenüber den herkömmlichen Bausystemen herabgesetzt ist, mit daraus folgendem Ersparnis an Material;

- Erweitern der Möglichkeit in der Verwendung von Recycling-Material;

- Sicherstellen einer äußersten Freiheit am Bausystem, auch bei eventuellen änderungen am

Bauplan, die von neuen Bedurfnissen des Auftraggebers (Konzept der Austauschbarkeit von Wohnbereichen) abgeleitet werden;

- alle Verwa 1 t ungs kos t en eines Baus (ordentli- che und außerordentliche Instandhaltung) dank des Konzeptes der Modularitat und Austauschbarkeit auf der kleinen Skala eines jeden einzelnen "Bausteins" oder Moduls herabsetzen; - Ausnutzen der gesamten Dicke der Decke als Festigkeit, mit der daraus folgenden Herabsetzung der verwendeten Kubatur;

- Anwenden des Verfahrens an einer beliebigen Gebaudeart .

Diese Aufgaben werden durch den kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs bezüglich des Verfahrens und den kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs bezuglich des Moduls ge- lost.

Die numerisch gesteuerte Einfuhrung des kompletten Moduls erlaubt ein erhebliches Ersparnis an Kosten und Bauzeiten. Die Ergänzung durch Anlagen und Ausrüstungen innerhalb des

Moduls erlaubt die Herstellung von Gebäuden mit einem hohen technologischen Inhalt, das die Wahl der Art der technologischen Ausstattung (z.B. für die beste Losung zum Energieerspar- ms, für die beste Losung bei der Schalldämmung, usw.) beim Planungs sehr i t t getroffen und im Werk mittels eines Industrieprozesses ausgeführt (indem sie optimiert werden) werden.

Das neue System erlaubt überdies eine drastische Herabsetzung der Arbeitskräfte und folglich eine Niederschlagung von Baukosten; die Modularitat selbst des Systems ist es, dass die Automatisierung an der Baustelle bewirkt: Die Arbeitskräfte können durch neue Baumaschinen ersetzt werden, welche die vorgefertigten, mo- dularen Element mittels einfacher Verstell-, Positionier-, Stapel-, Verbindungs- (und

Kupplungs-) und/oder Ve rpr e s s a rbe i t en zusammenbauen. Dies setzt erheblich die Gefahren herab, die mit der Baustelle selbst verbunden sind.

Die herabgesetzten Abmessungen und das niedrige Gewicht des "Modultyps" legen die Verwendung von Maschinen und Geraten leichter Bauart an der Baustelle (daher vielseitiger) und schnellere und sicherere Transporte vom Werk an die Baustelle nahe.

Die Erfindung gründet auf der Schaffung eines neuen Bauve r fahr en s von Gebäuden, das auf dem automatischen Zusammenbau von vorgefertigten Leichtmodulen beruht, von denen jedes aus heterogenen Materialien zusammengesetzt ist, die für zahlreiche Aufgaben geeignet sind: strukturelle Festigkeit (Tragfähigkeit) , Verbindung zwischen den Modulen selbst, Ergänzung aller Anlagen, Ergänzung der S cha 11 -Wa rme - Dämmung , Wa rme t r aghe i t sowie Vollständigkeit aller Außen- und I nnenau s r u s t ungen .

Zur Herstellung eines vollständigen Gebäudes wurden 10 Hauptmodule bestimmt:

1) Deckenelement;

2) freitragendes Deckenelement (oder Balkon- element) ;

3) Randelement;

4) vertikales Tragwandelement;

5) vertikales nicht tragendes Wandelement;

6) vertikales, tragendes Gegenbodenwande 1 e - ment;

7) übe r gangs e 1 ement zwischen den verschiedenen Stockwerken (oder Stiegenmodul) ;

8) Fundamentelement;

9) Abdeckelement; 10) Au s g 1 e i ch s e 1 emen t der Struktur.

Jedes Element (oder Modul) erfüllt eine sowohl statische als auch architektonische Spezial- funktion. Die durch die numerische Steuerung festgelegte Geometrie des Moduls erlaubt die

Ausfuhrung einer beliebigen Form und stellt eine äußerste Vielseitigkeit in der Verwendung sicher .

Weitere Merkmale und Vorteile des vorgefertigten modularen Elementes gemäß der Erfindung gehen aus den Pat enanspruchen und aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten, in der beigefugten Zeichnung dargestellten Au s f uh r ung s f o r- men hervor. Es zeigen,

Figur 1 schaubildlich ein Deckenelement;

Figur 2 schaubildlich in Expl o s i on s an s i ch t ein Deckenelement, vollständig mit den Ausrüstungen und Anlagen;

Figur 3 schaubildlich ein freitragendes Deckenelement ;

Figur 4 schaubildlich in Exp 1 o s i on s a n s i ch t ein freitragendes Deckenelement, vollständig mit Ausrüstungen und Anlagen;

Figur 5 schaubildlich ein Randelement;

Figur 6 schaubildlich in Expl o s i on s an s i ch t ein Randelement, vollständig mit Ausrüstungen und Anlagen;

Figur 7 schaubildlich ein tragendes, vertika- les Wandelement;

Figur 8 schaubildlich in Exp 1 o s i on s an s i ch t ein tragendes, vertikales Wandelement, vollständig mit Ausrüstungen und Anlagen;

Figur 9 schaubildlich einen Aufriss eines Gebäudes, in dem die verschiedenen Module (oder Elemente ) hervorgehoben werden, die dem Bauverfahren angehören und innerhalb einer möglichen architektonischen Ausbildung eingefugt s ind .

Beschreibung der einzelnen Module

Deckenelement 1

Beliebige Abmessungen im Grundriss (beispielsweise 60x60cm, 120xl20cm) .

Dicke: festgelegt aufgrund von strukturellen, architektonischen und anl agemaß i gen Bedurfnis- sen (z.B. lichte Weite = 10m h= 30-^35cm) .

Das Deckenelement besteht aus:

- einem oberen Teil zur Aufnahme von druckfestem Material (oder zugfestem Material, je nach statischem Schema) 2 (und eventuell mit einer Anlage für Fußbodenheizung 3) , eventuelle Isolierschichten sowie der obere Ab- schluss (Fußboden) 4,

- einem Zwischenteil 5, bestehend aus einem Ma- terialblock, der sowohl die tragende Funktion als auch die Funktion der Warme - S cha 11 dammung erfüllt. Dieser Block ist derart geformt, dass er alle Anlagen 5a (die schon im Modul selbst integriert sein können) aufnimmt und außen mit einer strukturellen, tragenden Hülle (Abschlussrahmen) 6 endet, der aus Gurten, Streben und Diagonalen (falls durch Berechnung erfordert) zur Aufnahme der verschiedenen Beanspruchungen besteht. Diese Hülle weist an den vertikalen Stirnseiten eine gelochte Flache zur Durchfuhrung der Anlagen auf ,

- einem unteren Teil, der den Zugbeanspruchungen (oder Druckbeanspruchungen je nach statischem Schema) 7 standhalt und die Hauptelemente zur Verbindung der Module sowie das Ve r kl e i düng s e 1 ement an der inneren Flache der Decke (herkömmlicher Verputz, blinde Decke und ahnliche) 10 aufnimmt;

- einem integrierten Kuppl ungs s ys t em (beispielsweise auskragende Gurtplatten aus Blech) 8 für das Einfügen, die vorlaufige Abstutzung und die Verbindung der anliegenden Modu 1 e .

Das Deckenelement ist zweiseitig gerichtet, so- wohl was die statische Funktion als auch die Verteilung der Anlagen betrifft.

Das Material und die geometrischen Abmessungen des Moduls (die Dicken der Bauelemente und nicht inbegriffen) sind beim Planungsschritt festzulegen.

Die Kupplungen zwischen den die Anlagen bildenden Elementen können durch Mu f fenve rb indungen 9 unter Steck- und Gegenauszugssystem (oder

Steckverbindung nach der Art Nut-Feder) oder mittels eines beliebigen anderen marktgängigen Systems (oder auch zu schützendes System) erfolgen .

Freitragendes Deckenelement (oder Balkonmodul) 20

Ein solches Deckenelement verwirklicht die Vor ^¬ sprunge eines Gebäudes (z.B. Balkone) und alle freitragenden Teile.

Abmessungen im Grundriss beliebig (z.B. βOxβOcm, 120xl20cm) . Dicke: festgelegt aufgrund der strukturellen, architektonischen und anla- genmaßigen Bedurfnisse (z.B. freitragend l=2m h = 20cm) .

Das freitragende Element besteht aus:

- einem oberen Teil 21 um den Zugbeanspruchungen (oder Druckbeanspruchungen je nach statischem Schema) , eventuellen Isolierschichten, sowie der Ausrüstung (Fußboden) 22 standzuhalten,

- einem Zwischenteil 23, bestehend aus einem Materialblock, der die Tragfunktion und die Wa rme s cha 11 dammung s f un kt i on erfüllt. Dieser Materialblock ist derart geformt, dass alle Anlagen 26 (die schon im Modul selbst integriert sein können) aufgenommen werden können und endet außen mit einer strukturellen Trag- hulle ( Abs chl u s s r ahmen ) 24, der aus Gurten, Streben und Diagonalen (falls durch Berechnung erforderlich) zur Aufnahme der verschiedenen Beanspruchungen besteht. Eine solche Hülle weist an den vertikalen Stirnflachen eine Lochflache für die Durchfuhrung der An- lagen auf,

- einem unteren Teil, der den Druckbeanspruchungen (oder den Zugbeanspruchungen je nach dem statischen Schema) 25 standhalt und die

Verbindungselemente zwischen den Modulen (Verbindungen, die auch im oberen Teil des Moduls eingebracht werden können) sowie das Ve r kl e i düng s e 1 ement innerhalb der Auskragung (herkömmlicher Verputz oder wie auch immer) und eventuelle Isolierschichten aufnimmt, - einem integriertes Kuppelsystem (z.B. vorstehende Gurtplatten aus Blech) 28 für das Einfügen, die vorübergehende Lagerung und die Verbindung der anliegenden Module.

Randelement 10

Das Randelement ist per Definition das Verbin- dungselement zwischen dem Deckenelement

(und/oder Balkonelement) und dem vertikalen Tragwandelement .

Je nach der Funktion, die erfüllt werden muss, kann es vier Hauptformen besitzen: a) Kastenform |; b ) L-Form; c ) T-Fo rm d ) Kreuz form + .

Das Randelement, unter Bezugnahme auf den häufigsten Fall einer L-Form, besteht hauptsachlich aus : - einem oberen Teil zur Aufnahme des druckfes- ten Materials (oder zugfesten Materials je nach dem statischen Schema) 13 (und eventuell die Fußbodenhe i z ung s anl age 3), eventuelle

Warmeschichten sowie die Ausrüstung m der Oberflache (Fußboden) 4,

- einem strukturelles Rahmengestell (beispielsweise aus Blech oder einem anderen Material) 11 mit steiferen Elementen im Bereich der

Kupplung mit der Decke (oder mit den freitragenden Modulen) und mit einer Reihe von vertikalen Tragelementen (ausgeführt beispielsweise mit offenen oder geschlossenen Metall- profilen) die vorrangig im Bereich der Kanten des Moduls selbst angeordnet sind,

- einem Materialblock 12, der die Funktion der Wa rme - S cha 1 ldamp fung erfüllt und derart geformt ist, dass die Anlagen 12a aufgenommen werden und dessen Durchfuhrung von einem Modul zum anderen erlaubt wird,

- einem unteren Teil, der den Zugbeanspruchungen (oder Druckbeanspruchungen je nach dem statischen Schema) 18 standhalt, - einem integrierten Kuppelsystem (beispielsweise einer oder mehreren vorstehenden Gurtplatten aus Blech) für das Einfuhren, die vorübergehende Halterung und die Verbindung des Deckenmoduls 15 und für den unten tragenden Wandmodul 36,

- einem äußeren Ve r kl e idungs e 1 ement 14 (belüftete Wand, herkömmlicher Verputz, photovol- taische Platten, usw.) um die Voraussetzungen der Funktionen zu verwirklichen, die bei der Planung verlangt werden,

- einem inneren Ve r kl e idung s e 1 ement 19 (herkömmlicher Verputz mit Netz, Gipskarton, syn-

thetische Wände, usw.) vertikal und horizontal (innerhalb der Decke) .

Der obere Teil des Randelementes ist derart, dass sowohl die Bindungsart Decke-Mauer ausgeführt wird, die bei der Planung durch die strukturelle Berechnung verlangt wird als auch das Einfügen zwischen den verschiedenen in der Decke enthaltenen Anlagen (beispielsweise durch das Einfügen von geeigneten T oder L oder anderen Kupplungen für das Einbringen von Rohrleitungen der Anlage) enthalten sind, die an verschiedene Hohe des Gebäudes we i t e r z u fuh r en sind.

Innerhalb der Kategorie "Randmodul" sind zwei Unt e r kat ego r i en zu bezeichnen: "Wandrandmodul" und "Winkelrandmodul" .

Die Verbindung zwischen zwei Randelementen in vertikaler und horizontaler Richtung erfolgt über die Technik der Stapelung 16 und der Druc k kl emmung 17.

Vertikales Tragwandelement 30

Die Abmessungen im Aufriss sind beliebig (z.B. 120xl20cm und 60xl20cm) .

Dicke: festgelegt aufgrund der strukturellen, architektonischen und an 1 agemaß i gen Bedurfnissen.

Das Element besteht aus: einer rahmen formi gen Tragstruktur (z.B. Metallstruktur oder aus einem anderen Material) 31, innerhalb der alle Anlagen und die Ausrüstungen aufgenommen sind, mit vertikalen Ve r s t e i fung s e 1 ement en , die vorrangig im Bereich der Kanten des Moduls angeordnet sind; einem Materialblock 32, der die Funktion der Wa rme - S cha 1 ldammung erfüllt, dessen Form zur Aufnahme der Anlagen 34 profiliert ist und deren Kontinuität zwischen einem und dem anderen Modul sicherstellt, einen Außenteil, vervollständigt mit der Ausrüstung 33 (Verputz, belüftete Wand, fo- tovoltaische Tafeln, usw.) der mittels geeigneter Kupp lungs s y s t eme (beispielsweise Steckkupplungen) mit dem T ragr ahmenge ru s t verbunden ist, - einem inneren Teil, der zur Befestigung der Innenbekleidung 35 (herkömmlicher Verputz mit Netz, Gipskarton, synthetischen Wanden, usw.) ausgebildet ist, einem integrierten Kuppelsystem 36 (bei- spielsweise auskragende Gurtplatten aus

Blech) für das Einfügen, vorübergehende HaI- terung und Verbindung der anliegenden Module .

Innerhalb der Kategorie "vertikales Tragwandmodul" sind zwei Unterkategorien hervorzuheben: "vertikaler Tragwandmodul an der Wand" und

"vertikaler Tragbandmodul an der Ecke", die sich untereinander nur in den Abmessungen un ^¬ terscheiden .

Die vertikalen Kanten verwirklichen die Tragstruktur, um die vertikalen Lasten ( über die Technik des Stapeins 16 und der Druckselbst- klemmung 17) den unteren vertikalen Elementen und daher dem Fundament s s ys t em zu übertragen.

Das Einbringen von Offnungen (Türen oder Fenstern) ist sichergestellt, indem ein blinder Modul (und zwar ein leerer Modul, dessen Rahmen den Gegenrahmen für die Fenster und Türen selbst bildet, verwendet wird, oder alternativ ein Modul mit integriertem Fenster oder Tur, die im Werk vorher zusammengebaut wurden.

Nicht tragendes, vertikales Wandelement

Das Element besteht aus: einem Traggerüst, bestehend aus einer oder mehreren Streben, Gurten und Diagonalen (falls durch Berechnung erforderlich) inner- halb dem die Anlagen und die Ausrüstungen aufgenommen sind, ein Materialblock, der die Funktion der Warme - S cha 1 ldämmung erfüllt, dessen Form profiliert ist, um die Anlagen aufzunehmen und deren Kontinuität zwischen einem und dem anderen Modul sicherzustellen, aus den seitlichen Stirnseiten, die für die Befestigung der Innenbekleidung (herkommli-

eher Verputz mit Netz, Gipskarton, synthetischen Wanden, usw.) ausgebildet sind, einem integrierten Kuppe 1 s ys t em (beispielsweise vorstehende Gurtplatten aus Blech) für das Einfügen, die einstweilige Halterung und die Verbindung der anliegenden Module.

Die nicht tragenden vertikalen Wände (innere Trennwände) sind hingegen unmittelbar mit dem Deckenelement (deren obere Ausrüstung (Fußboden) lokal unterbrochen wird) verbunden, indem die Streben in die Bohrungen des Deckenelementes eingebracht und befestigt werden, die innerhalb des druc kbe s t andi gen Materials bereit- gestellt sind. Die Rohrleitungen bezüglich der Anlagen der Trennwände müssen mit den Rohrleitungen der Decke verbunden werden, indem geeignet T-Kupplungen bereitgestellt werden, die außerhalb eines einzelnen Deckenelementes vor- springen.

Vertikales Wandelement gegen den Boden 37

Dieses Element ist morphologisch ähnlich dem vertikalen Tragwandelement.

Unter dem Gesichtspunkt der Struktur muss es derart gemessen werden, dass außer der strukturellen Festigkeit, die Festigkeit des seitli- chen Schubes des Bodens sichergestellt ist.

Unter dem Gesichtspunkt der Funktion muss der Modul mit der Schicht integriert sein, um den

Schutz gegen äußere Einflüsse (beispielsweise Schutzhülle, Di cht he i t s s chi cht , usw.) auszufuhren.

übe rgang s e 1 ement zwischen den verschiedenen Stockwerken (oder Stiegenmodul) 38

Das in Frage stehende Element verwirklicht eine oder mehrere Stufen (oder einen Teil derselben) und besteht aus einem trapezförmigen Tragrahmen (oder einer beliebigen Form je nach den architektonischen Bedur fni s s en ) , innerhalb dem der Ma t e r l a IbI oc k eingebracht ist, der die Funktion der Wa rme - S cha 1 ldammung erfüllt; dieser Block ist derart profiliert, dass die Anlagen aufgenommen werden und deren Kontinuität zwischen einem Modul und dem anderen sichergestellt wird. Der obere Teil ist derart ausgebildet, dass die Au s ru s t ungs s chi cht aufgenommen wird. Der untere Teil ist hingegen derart ausgebildet, um sowohl die Ausfuhrung der Kupplung zwischen Modul und dem anderen erlaubt wird, als auch um die Befestigung der Au s ru s t ung s s ch i cht (herkömmlicher Verputz mit Netz, Gipskarton, synthetischen Wanden, usw.) sicherzustellen.

Dieses letztere kann (oder nicht) direkt im Modul selbst integriert sein.

Fundament s e 1 ement 39

Das Element besteht aus: einer strukturellen Hülle ( Ab s ch Iu s s rahmen ) tragend, bestehend aus Gurten, Streben und

Diagonalen aus Stahl (falls durch die Berechnung verlangt) zur Aufnahme der verschiedenen Beanspruchungen; einem Materialblock (eingebracht innerhalb der Tragstruktur), der die Funktion der Wärmedämmung (beispielsweise belüftete Packlage) , die derart ausgebildet ist, dass die Anlagen aufgenommen werden und deren Durchfuhrung von einem Modul auf das andere er- laubt wird; aus einem oberen Teil, der für die Ausfuhrung der Au s ru s t ung s s chi cht (Fußboden) geeignet ist und von eventuellen weiteren Dammschichten, falls dies bei der Planung erforderlich ist.

Unter dem Gesichtspunkt der Funktion kann der Modul mit einer Schicht integriert werden, die zur Ausfuhrung des Schutzes gegen Auß ene inf lus • se (beispielsweise Schutzhülle, Dichtheitsschicht, usw.) geeignet ist.

Abdeckelement 40

Das Element, welches das Bedürfnis einer beliebigen Neigung des Daches erfüllen kann, besteht aus : einer strukturellen Hülle ( Ab s ch Iu s s rahmen ) tragend, bestehen aus Gurten, Streben und Diagonalen (falls durch Berechnung erforderlich) zur Aufnahme der verschiedenen Beanspruchungen;

einem Materialblock (zwischengeschaltet in der Tragstruktur) , der die Funktion der Warme - S cha 11 dammung (beispielsweise Beluftungs- schicht) erfüllt, derart profiliert, dass die Anlagen aufgenommen werden und deren

Durchfuhrung von einem Modul auf das andere erlaubt wird; einen oberen Teil, der für die Ausfuhrung der Aus rus t ung s s chi cht (beispielsweise Zie- gel, abschließende Platten, Blech, usw.) geeignet ist und von eventuellen anderen Isolierschichten, falls bei der Planung erforderlich; einem unteren Teil, der geeignet ist, den Zugbeanspruchungen (oder Druckbeanspruchungen je nach dem statischen Schema) standzuhalten und die Haupt ve rbindungs e 1 ement e zwischen den Modulen sowie das Verkleidungselement innerhalb der abdeckenden Decke (her- komml icher Verputz, Blinddecke oder ahnlichen) aufzunehmen; einem integrierten Kupplungs s y s t em (z.B. vorstehende Gurtplatten aus Blech) für das Einfügen, die vorübergehende Halterung und die Verbindung der anliegenden Module.

Die Form des Moduls (z.B. der Dachfirst) muss die gesamten bei der Planung geforderten, architektonischen Bedurfnisse zufrieden stellen.

Ausgleichselement

Dieses Element liegt innerhalb der oben beschriebenen Modulen -Typologien, muss jedoch weitere Bedingungen erfüllen, um die spezifischen Bedurfnisse konstruktiver, struktureller, architektonischer und funktioneller Art zufrieden zustellen.

Das m Frage stehende Element ist ein Element, das imstande ist, die Struktur zu vervollstan- digen und das Fehlen von anderen Elemente zu übe rbrucken .

Beispiele von Ausgleichelementen sind die Krum- mungs e 1 emen t e einer Decke oder einer Wand, das Element, das die Hohensprunge überwindet, Verstärkung s e 1 ement e für besondere Spannungskonzentrationen, usw.

Zumal jedes Element im Werk numerisch überwacht wird, folgt, dass die Form und die Abmessungen verschiedener Art sein können, mit der Voraussetzung, dass die Vorbereitungsmatrix des Moduls selbst abgeändert wird.

Montageschema

Das nachfolgend beschriebene Mont age s chema bezieht sich auf die Haupt t ypo 1 ogi en von Modulen, und zwar in horizontalen Basismodulen (Funda- mente), vertikalen Tragelementen (Wände) und horizontalen Stockwerkelementen (Decken) , wobei auch die nicht in den konstruktiven Details beschriebenen Module (von Figur 1 bis 9) vorzuse-

hen sind, die einen integrierenden Teil des konstruktiven Systems bilden. Andere mögliche Montages Schemen verfolgen dieselbe Basisphilosophie, verwenden jedoch verschiedene Vorkeh- r ungen .

Fundament e

Die Fundamente werden ausgeführt (nachdem die Kampferplatte der Fundamente selbst festgelegt ist), indem die Fundamentsmodule über manuelle Pre s s kl emmung (oder automatisch) aneinander angenähert und verbunden werden.

Um eine vollkommen horizontale Fundament s ebene auszufuhren, ist es erforderlich, für die Kontrolle der einwandfreien Ho r i z on t a 1 i t a t vorzusehen. Diese Arbeit kann beispielsweise durch ein Gerat erfolgen, das bei überstreichen der gesamten Fundamentsflache unmittelbar auf das Einstellorgan der Module selbst wirkt.

Nach beendeter Einstellung wird es möglich sein, die Fundamente zu vervollständigen, wobei der obere Teil der Ausrüstung (Schicht, die schon im Modul integriert sein kann) ausgeführt wird und mittels geeigneter Ve rb i ndung s s y s t eme die vertikalen Tragwande innerhalb oder außerhalb des Erdbereiches angebracht werden. Es ist klar, dass die Ausfuhrung der Ausrustungs- schicht auch in einem nachfolgenden Schritt erfolgen kann.

Vertikale Wände

Der vertikale Wandmodul (gegen Erde und außerhalb der Erde) wird am Fundamentsmodul mittels geeigneter Ve rb i ndung s s y s t eme angebracht, die geeignet sind, die bei der Planung geforderte Verbindungstypologie auszufuhren .

Die vertikalen Elemente werden nacheinander montiert und zusammengebaut mittels von einfachen Anstell-, Stapel- und Pre s s kl emma rbe i t en .

Das Randelement, das per Definition sich mit dem Verbindungselement zwischen den horizonta- len T r a g s t ru kt ur en (Decken, Balkone, Stiegen, usw.) und den vertikalen T r ag s t ru kt uren identifiziert, vervollständigt oben jede vertikale Wand an jeder Ebenehohe.

Decke

Die Montage der Decke erfolgt, indem die erste Reihe von Deckenelementen mit der anliegenden Reihe von Randelementen verbunden wird, wobei das Montageschema verfolgt wird, das bei der

Planung vorgesehen ist. Die Verbindung ist möglich gemacht, dank des in den Modulen selbst (beispielsweise vorspringende Gurtplatten aus Blech) integrierten Kupplungssystems, welche die einstweilige Halterung, die einwandfreie Einbringung und die Verbindung von zwei oder mehreren anliegenden Modulen ermöglichen.

Die Verbindung zwischen die Anlagen bildenden Elemente erfolgt über das manuelle oder automatische Einstecken zwischen den Füge e 1 ement en , die an den Enden eines jeden Moduls angeordnet sind.

Durch die Pr e s s klemmarbe i t wird das Verbindungselement eingefügt (Element, das weggelassen werden kann, wenn die Verbindung alleine die verlangte Fe s t ig ke i t s ga rant i en in der

Struktur liefert), welche die tragenden Strukturen der beiden anliegenden Module (Decke- Randelement, Decke-Decke, Ba 1 kon - Rande 1 emen t und Ba 1 ko n - Ba 1 kon ) starr verbindet: diese Ver- b i ndung s a rbe i t zwischen den Modulen ist vergleichbar mit dem "Naht"- Mechanismus, der beispielsweise durch eine spezifische "automatische Klammermaschine" mit (oder ohne) Verwendung von geeigneten Nieten, Bolzen, Schrauben, Schraubbolzen und ähnlichen, je nach den verlangten statischen Erfordernissen. Diese "automatische Klammermaschine" wird durch eine Software verwaltet, die imstande ist, der Maschine selbst die Stellung eines jeden Elementes (Raumkoordinaten) erkenntlich zu machen, und daher das Ve rb i ndungs e 1 emen t einwandfrei zu positionieren und für die Arbeit "automatisches Klemmen" vorzusehen, indem (falls durch die Berechnung gefordert) die Soll-Werte in der Vor- Spannung vorzusehen.

Es wird dann fortgefahren, indem die nacheinander folgenden Deckenelemente in schon montier-

ten Deckenelementen angenähert werden und die neuen Elemente mittels des Ve rb indungs e 1 emen t e s fest verbunden werden, immer dank der Zuhilfenahme der "automatischen Klammermaschine" oder durch einfache "manuelle Arbeiten". Eine weitere Möglichkeit besteht in der Montage eines ganzen Deckenteils (oder eines Abschnittes) (o- der einer beliebigen anderen Typologie von Modulen) an der Baustelle außerhalb des Gebäudes (z.B. am Boden) und ihn durch einfache Hebe-, Positionier- und Ve rb i ndung s a rbe i t en an den schon ausgeführten Strukturen einzubringen; dies wurde zu einer größeren Geschwindigkeit in der Ausfuhrung fuhren.

Die Funktion des Ve rbi ndungs e 1 ement e s , die mit einer Druc kklemmung oder mit herkömmlichen Verbindungstechniken erhalten werden kann, ist die starre Verbindung zwischen den Elementen (indem alle bestehenden Spiele behoben werden) mit der Möglichkeit, eine anfangliche Gegenmontage (falls durch ein statisches Schema vorgesehen) und eventuell auch einer Vorspannung; dies um die einwandfreie gegenseitige Zusammenwirkung zwischen den Elementen und der einwandfreien

Ho r i z ont a 1 i t at der Decke beim Betrieb zu erhalten.

Beschreibung der grundlegenden Aspekte und der Besonderheiten des Kons truktionssys tems

Alle horizontalen Elemente können innerhalb der beispielsweise den herkömmlichen Verfahren aus-

geführten, bestehenden Strukturen angebracht werden: dies erfolgt, indem die Module mittels einfacher Fugeelemente verbunden werden, die auf geeignete Weise ausgebildet und in den Mo- dulen selbst integriert sind, mit den bestehenden Tragstrukturen ("die an der Sanierung von Gebäuden angewandte Vorfertigung"); der Vorteil besteht in der Verstellung von Modulen herabgesetzter Abmessung, leichter Bauweise und emfa- eher Anpassungsfähigkeit auf die architektonischen Sani e rungsbedur fni s s e .

Eventuelle alternative Verbindungstechniken (z.B. Press Joining oder Kl amme rung , Verschrau- bung, Ve r s chwe iß ung , Verklebung, usw.) können in der Anwendung des vorgeschlagenen Konstruktion s ve r fahrens getroffen werden.

Die Herstellung von Modulen ist durch eine auf geeignete Weise entwickelte Software numerisch überwacht: jeder Modul kann mit einem integrierten Chip versehen sein, mit dem es möglich ist, die Stellung des sich im Mont age s ehr i t t befindlichen Elementes festzustellen ("automa- tisierte Serienmontage"), die Eingabe bezüglich der Haussteuerung („Hausautomation") zu verwalten und die funktionellen Merkmale im Betrieb ("automatisierte Instandhaltung") zu überwachen.

Das Verfahren erlaubt den Zusammenbau, die Bereitstellung und die Integrierung der verschiedenen jeder Modul bildenden Teile schon bei der

Herstellung (d.h. im Werk), zum Zwecke, Ausschlüsse (oder Verschwendung) an Material auf ein Minimum zu bringen, die Verwendung der menschlichen Ressourcen zu optimieren und den Transport der Module vom Werk an die Baustelle zu erleichtern.

Das Verfahren wurde erdacht, um die Montage des Gebäudes in "automatisierter Serie" auszufuh- ren.

Das Verfahren erlaubt den Sektor der "Baustellen-Robotertechnik" zu entwickeln, indem Gerate, Maschinen und Werkzeuge entwickelt werden, die imstande sind, automatisch das Gebäude zu erstellen, wobei die Basis an einfachen Dateneingabearbeiten (z.B. Geometrie des Gebäudes oder die Ort sbe s t immungs koordi na t en ) innerhalb des Z e nt r a 1 ve rwa 1 t ung s p ro g r amms der Gerate und Maschinen genommen wird. Das Konzept der "angewandte Robotertechnik an der Baustelle" kann wie folgt erklart werden: Für die Zusammenbauarbeiten zwischen den Elementen können zwei Hauptmaschinen verwendet werden, eine Maschine leichter Bauweise, die die "Nahtarbeiten" der Deckenelemente von unten (und der frei tragenden Elemente von oben je nach den Konstruktion sbedur fni s s en ) ausfuhrt, und eine schwere Maschine, welche die Bewegung der Modu 1 e 1 ement e und der Maschinen leichter Bauweise von einem Stockwerk zum anderen erlaubt. Die schwere Maschine konnte (z.B.) aus einer Reihe von teleskopischen Kranen mit Plott er- Fun kt ions we i s e .

(Verfahren "Plottergesteuerte Konstruktion")

Das Verfahren weist einen erheblichen Vorteil unter dem Gesichtspunkt der Instandhaltung auf: Jeder Modul kann nämlich mit einem integrierten Chip versehen sein, mit dem es möglich ist, mit Einfachheit einen eventuellen Fehler an den Anlagen zu orten und für den Austausch des be- schadigten Teils dank der Aus t aus ch f ah i g ke i t der e selbst (Konzept der "Modulaustauschfahig- keit") vorzusehen.

Damit das I ndus t r ieve r f ahr en zur Herstellung der Module wirksam und wettbewerbsfähig sein kann, ist es angemessen, den größten Teil der Module herzustellen, indem die Standardabmessungen beachtet werden ("Standardisierung der Module"). Es wird bekräftigt, dass die Stan- dardabmessungen jedoch nicht unter dem Gesichtspunkt der Planung bindend sind: Jedes E- lement kann nämlich eine beliebige Form annehmen, da es durch numerisch gesteuerte Maschinen hergestellt wird, die es erlauben, zahlreiche Formen und Geometrien und Toleranzniveaus im Mi 11 ime t e rbe r e l ch zu erhalten.

Eine spezifische Software für die Berechnung der Struktur legt die Geometrie und die mecha- nischen Merkmale aller die Module bildenden E- 1 ement e fest.

Unter Bezugnahme auf das Deckenelement, sieht das System auch die Möglichkeit vor, Vorspannkabel oder andere Ve r s t e i fung s e 1 ement e (beispielsweise Gurtplatten aus Stahl oder anderem Material) einzubringen, die innerhalb oder außerhalb der Module selbst integriert, es erlauben, eine Gegenmontage zu erlauben oder eventuelle die von Bohrungen oder von hohen von der Berechnung abgeleiteten Spannungen beanspruchte Bereiche zu verstarken.

Die jeden Modul bildenden Materiale (in der Beschreibung der einzelnen Module) verstehen sich rein beispielsweise; die Wahl der Materialien wird sowohl von den technischen Merkmalen als auch von der Notwendigkeit der Anpassung an die He r s t e 1 lung s s ehr l t t e vorgegeben.

Die Formen der jeden Modul bildenden Elemente (durch die beigefugten Schemen angedeutet) sind rein beispielsweise, da jede Einheit im Werk durch Vorform und/oder Vo r zus ammenbaua rbe i t von zwei Elementen ("Industrialisierung des Konstruktionsverfahrens") ausgeführt wird. Die ge- ometrischen Merkmale solcher Elemente können daher je nach den Vorgaben bezuglich der Herstellungsmaschine ("numerisch gesteuerte Maschine") vielfaltig sein, wahrend sich die oben angegebenen funktionellen Merkmale nicht an- dern. Auch die morphologischen Merkmale können sich andern: es wird gerade die Verwendung von neuartigen Materialien der grundlegende Bestandteil sein, der die Erfindung selbst aus-

fuhrbar, vielseitig und wettbewerbsfähig gestalten wird ("Eco-Behauptung des Konstruktionsverfahrens")

Das vorgeschlagene Verfahren kann in zahlreichen Gebaudebaube re i chen angewandt werden: von der Sanierung von Gebäuden zur Ausfuhrung von komplexen Infrastrukturen, wie dies Straßenge- rüste von Brücken und Viadukten, die Tunnels oder eine beliebige andere Struktur, die mit

Modulen (z.B. Gebäude für den Schiffsbau, Flugzeugbau, usw.) . An der Basis des neuen Verfahrens liegt nämlich das Konzept der Vorfertigung von Modulen herabgesetzter Abmessungen, voll- standig mit der T rag s t ru kt ur , von Anlagen und Ausrüstungen je nach den statischen, architektonischen und funktionellen Bedur fn i s s en , die zufriedengestellt werden sollen.

Ein weiteres Erneuerungselement auf dem Gebiet des Baugewerbes, das mit diesem Verfahren eingeführt wird, ist die Möglichkeit, dass komplexe Gebilde bei jedem Schritt in seiner Standzeit zu überwachen.