Cordwood-Konstruktion ] (auch als " Kordelmauerwerk ", " Kordelholzbau ", " Stapellandbau ", " Brennholzbau ") oder Stapelholzkonstruktion ") ist eine Bezeichnung für eine natürliche Bauweise, bei der kurze Holzstämme kreuzweise aufgestapelt werden, um eine Mauer zu bauen, wobei Mörtel oder Maiskolben verwendet werden, um sie dauerhaft zu sichern. Diese Technik kann lokale Materialien zu minimalen Kosten verwenden.
Konstruktion [ edit ]
Wände sind normalerweise so konstruiert, dass die Stammenden um einen geringen Betrag (ein Zoll oder weniger) aus dem Mörtel herausragen. Wände sind normalerweise zwischen 8 und 24 Zoll dick, obwohl einige Wände im Norden Kanadas bis zu 36 Zoll dick sind.
Cordwood-Häuser sind attraktiv für ihre optische Attraktivität, die Maximierung des Innenraums (mit einem abgerundeten Plan), die Wirtschaftlichkeit der Ressourcen und die einfache Bauweise. Holz macht in der Regel etwa 40-60% des Wandsystems aus, der verbleibende Teil besteht aus einer Mörtelmischung und einer isolierenden Füllung. [1] Je nach Konstruktion und Prozess kann die Konstruktion von Cordwood nachhaltig sein. Es gibt zwei Haupttypen der Kordelholzkonstruktion: Durchwand und M-I-M (Mörtelisoliermörtel). In der Wandung enthält die Mörtelmischung selbst ein Isoliermaterial, in der Regel Sägemehl, gehacktes Zeitungspapier oder Papierschlamm, und zwar in teilweise sehr hohen Massenanteilen (80% Papierschlamm / 20% Mörtel). Beim M-I-M ist der Mörtel, anders als bei Ziegelmauerwerk oder Mauerwerk, nicht durchgehend. Stattdessen sorgen drei oder vier Zoll (manchmal mehr) Mörtelperlen auf jeder Seite der Wand für Stabilität und Halt, mit einer separaten Isolierung zwischen ihnen. Cordwood-Wände können tragend sein (mit gebauten Ecken oder gekrümmten Wänden) oder in einem Pfosten-Riegel-Rahmen verlegt werden, der strukturelle Verstärkung bietet und für erdbebengefährdete Bereiche geeignet ist. Als tragende Wand ermöglicht die Druckfestigkeit von Holz und Mörtel die direkte Verbindung der Dacheindeckung mit der Wand. Unterschiedliche Mörtelmischungen und Isolierfüllmaterialien beeinflussen den gesamten R-Wert der Wand oder den Widerstand gegen den Wärmefluss. und umgekehrt zu seiner inhärenten thermischen Masse oder Wärme- / Kühlspeicherfähigkeit.
Geschichte [ edit ]
Die Überreste von noch immer vorhandenen Cordwood-Bauten reichen bis zu eintausend Jahre in Ostdeutschland zurück. [2] In Europa, Asien und Amerika sind jedoch aktuellere Versionen zu finden. [3] Über die Ursprünge des Kordelholzbaus liegen keine detaillierten Angaben vor. Es ist jedoch plausibel, dass Waldbewohner schließlich einen einfachen Unterschlupf zwischen einem Feuer und einem gestapelten Holzhaufen errichteten. [4] In der Arbeit von William Tischler von der University of Wisconsin gibt er an, dass "aktueller" Cordwood wahrscheinlich im späten 19. Jahrhundert begann ( Jahrzehnt) in Quebec, Wisconsin und Schweden. [5] Er glaubt, dass die Technik in diesen Gebieten ungefähr zur gleichen Zeit begann. [6]
Die Konstruktion aus Cordwood ist eine sparsame Verwendung von Baumstämmen oder umgestürzten Bäumen in stark bewaldeten Gebieten. Andere häufige Holzquellen sind Sägewerke, Spaltholz, Pfosten (ohne Kreosot), Zaunpfosten mit Spaltzaun und Holzschrägschnitt. Es ist nachhaltiger und oft ökonomisch, recycelte Materialien für die Wände zu verwenden. Unabhängig von der Quelle muss sämtliches Holz vor Baubeginn entrindet werden. Während viele verschiedene Holzarten verwendet werden können, sind die fäulnisbeständigsten Hölzer Pacific Eibe, Kahlzypresse (neues Wachstum), Zedern und Wacholder. Zu den akzeptablen Hölzern gehören auch Douglasie, westliche Lärche, östliche Weißkiefer und Fichte.
Weniger dichte und luftigere Hölzer sind überlegen, weil sie in geringeren Anteilen schrumpfen und sich ausdehnen als dichte Harthölzer. [2] Das meiste Holz kann in einer Wand verwendet werden, wenn es richtig getrocknet und an der relativen Luftfeuchtigkeit des Außenklimas stabilisiert wird. [2] Des Weiteren können, während Stammenden verschiedener Arten in einer Wand gemischt werden können, Stammenden identischer Spezies und Quellvariablen die Expansions- / Kontraktionsvariablen einschränken.
Verschiedene Experten empfehlen verschiedene Rezepturen für Mörtelmischungen. Ein Rezept, das sich seit 1981 als erfolgreich erwiesen hat, sind 9 Teile Sand, 3 Sägemehl, 3 Baukalk (nicht landwirtschaftlich) und 2 Portlandzement nach Volumen. [2] Baukalk macht die Wand flexibler, atmungsaktiver und selbstheilender denn es dauert länger, vollständig zu abbinden als Zement. [3][2] Portlandzement bindet den Mörtel chemisch und sollte entweder vom Typ I oder II sein. [7] Ein anderes Rezept verwendet 3 Teile Sand, 2 eingeweichte Sägemehl, 1 Portlandzement und 1 Kalkhydrat; soll den Vorteil haben, langsamer zu härten und weniger Risse zu zeigen. [8][9][10]
Thermische Masse und Isolierung [ edit ]
Abhängig von einer Reihe von Faktoren (Wandstärke, Holzart, insbesondere Holz) Mörtelrezept)) ist der Isolationswert einer Cordwood-Wand, ausgedrückt als R-Wert, im Allgemeinen geringer als der einer Hochleistungs-Ständerwand. Cordwood-Wände haben eine größere thermische Masse als der Bolzenrahmen, jedoch weniger als übliche Ziegel und Mörtel. Dies liegt daran, dass die spezifische Wärmekapazität von Tonziegeln höher ist (0,84 gegenüber Holz von 0,42) und dichter ist als luftige Hölzer wie Zeder, Zypresse oder Kiefer. Durch die isolierte Mörtelmatrix, die in den meisten Cordwood-Wänden verwendet wird, wird jedoch auf beiden Seiten des isolierten Innenhohlraums eine nützliche Wärmemasse platziert, die im Winter Wärme speichert und im Sommer "Coolth" speichert. [3] Durch die thermische Masse kann ein Gebäude die mittleren Innentemperaturen während der täglichen heißen und kalten Phasen leichter halten. In Klimazonen wie der Wüste mit breiten täglichen Temperaturschwankungen absorbiert die thermische Masse die Mittagshitze und gibt sie langsam wieder ab, kühlt sie nacheinander ab und mildert die Temperaturschwankungen. Thermische Masse ersetzt nicht die Funktion von Isoliermaterial, sondern wird in Verbindung damit verwendet.
Je länger die Stämme (und je dicker die Wand sind), desto besser sind die Dämmqualitäten. Eine gewöhnliche 16-Zoll-Cordwood-Wand für gemäßigtes Klima besteht aus 150 mm Perlit- oder Vermiculit-Isolation zwischen den Mörtelfugen. Eine weitere Dämmoption, die Rob Roy und andere Baumwollbauer seit über 40 Jahren einsetzen, ist trockenes Sägemehl, wird durch ein halbes Inch-Sieb geführt und mit Baukalk (Bauart S) im Verhältnis von 12 Teilen Sägemehl zu 1 Teil Kalk behandelt. Mit leichten, luftigen Sägespänen ähnelt diese Isolierung in ihrem R-Wert den herzustellenden Schüttisolierungen zu einem Bruchteil der Kosten. [2]
Holz ist jedoch in Bezug auf den Wärmefluss ein anisotropes Material. Das heißt, der Wärmewiderstand hängt von der Richtung des Wärmeflusses relativ zur Holzmaserung ab. Holz hat zwar einen häufig genannten R-Wert von etwa 1,25 pro Zoll (je nach Holzart und Feuchtigkeitsgehalt), dies gilt jedoch nur, wenn der Wärmefluß senkrecht zur Maserung ist, wie dies bei der üblichen Holzrahmenkonstruktion der Fall ist. [11] With Cordwood / Stackwall-Konstruktion, die Richtung des Wärmeflusses ist parallel zum Korn. Bei dieser Konfiguration beträgt der R-Wert nur etwa 40% des Senkrechten zum Korn. Somit liegt der tatsächliche R-Wert von Holz, wenn er in Kordelholz- / Stapelwandkonstruktionen verwendet wird, näher bei etwa 0,50 pro Zoll.
Der R-Wert einer Mauermauer aus Kordelholz muss jedoch sowohl den Holzanteil als auch den isolierten Mörtelbereich als kombiniertes System berücksichtigen. Der einzige maßgebliche Test des R-Wertes von Kordholzmauerwerk wurde im Winter 2004-2005 von Dr. Kris J. Dick (PE) und Luke Chaput durchgeführt. Er basierte auf Wärmesensoren, die an der Universität in einer 24 Zoll dicken Wand angeordnet waren von Manitoba. Ein Papier, das über ihre Ergebnisse berichtet, erscheint in Cordwood und der Code: ein Handbuch für die Baugenehmigung Die Autorenzusammenfassung sagt zum Teil: "Basierend auf ungefähr drei Monaten Temperaturdaten für die Wintermonate war die Wand festgesetzt haben einen RSI-Wert von 6,23 (m²K / W), R-35 für ein 24-Zoll-Wandsystem. " [2]
Eine Analyse der thermischen Leistungsfähigkeit von 1998 unter Verwendung der Computersoftware "HOT 2000" zeigte die Beziehung zwischen den Wandtypen und ihren Isolationswerten. Die Simulation ergab einen R-Wert von 20,5 für die Musterkordelwand. Vergleichen Sie dies mit der einfachen 2 x 4 Holzständerwand und 2 x 6 schaumstoffisolierten und ummantelten Wand mit R-Werten von 15,8 bzw. 25,7 [12] . Cordwood-Wände sind nicht die besten natürlichen Isolatoren, sondern können nach thermischen Effizienzstandards gebaut werden . Der R-Wert einer Cordwood-Wand steht in direktem Zusammenhang mit dem Verhältnis von Holz zu Mörtel und Dämmstoff. Der R-Wert im Kordelholzbau ist jedoch aufgrund der hohen thermischen Masse nicht so bedeutend wie beim Stockrahmenbau, wodurch ein signifikant höherer "effektiver R-Wert" erzielt wird. [13] Bauherren passen ihr Design und ihre Verhältnisse an das vorhandene Klima an .
An der Universität von Manitoba wurden im Winter 2005 R-Wert-Tests durchgeführt. Die von der Konstruktionsabteilung zusammengetragenen Erkenntnisse ergaben, dass jeder Zoll der Cordwood-Wand (Mörtel, Stammende und Sägemehl / Kalk-Isolierung) einen R-Wert ergab von 1,47 [14]
Ein Cordwood-Haus ist in vielen Fällen für wesentlich geringere Anschaffungskosten als ein Standard-Stockrahmenhaus von vergleichbarer Größe konstruiert, da in vielen Fällen die Arbeit hauptsächlich von der Polizei erledigt wird Besitzer oder Freiwillige: Bei ordnungsgemäß gebauten Cordwood-Wänden besteht in der Regel ein geringerer Wartungsaufwand als bei Standard-Stockrahmen, da weniger Bauteile hergestellt werden (z. B. Glasfaserdämmung, Nageln, Abstellgleise, Abdrücke usw.) Holz und Beton, die den Elementen an der Außenseite der Wand ausgesetzt sind, und ein schlecht gebautes Kordelhaus ohne ausreichende Isolierung kann höhere Heizkosten verursachen als ein herkömmlicher Ständerrahmen Haus.
In einer vergleichenden wirtschaftlichen Analyse von 1998 aus Gestell, Kordelholz, Strohballen und Maiskolben scheint Kordholz eine wirtschaftlich vertretbare Alternative zu sein. [ Zitat benötigt ] [19456501] Eine zweigeschossige 2.512 233,4 m 2 ) Cordwood-Haus in Cherokee, North Carolina, ausgestattet mit "hochwertigen Kacheln, Nut- und Feder-Kiefern, russischem Holzofen, lebendigem Erddach, handgeformtem Zedernholz, erhabenen Kabinetten und einem handgemachte Kieferntür "kostete den Besitzer geschätzte 52.000 $. [ Zitat benötigt ] Da der Eigentümer 99% der Arbeit leistete, kostete das Haus ihn 20,70 $ pro m² Zitat benötigt Ein vergleichbar großes und möbliertes Stockrahmenhaus im Jahr 1998 würde zwischen 75.000 und 120.000 US-Dollar kosten, ohne dass der Besitzer des Arbeitgebers zutrifft. [ Zitat benötigt [19456501] ] Die Angaben zu den Wohnkosten von 1997 zeigen ein "durchschnittliches" Ausstattungsniveau von 190 m 2 . Haus kostet $ 64,48 bis $ 81,76 pro Quadratfuß. [15] Sowohl der Materialeinkauf als auch die Arbeitsquelle spielen eine wichtige Rolle bei den Anfangskosten für den Bau eines Cordwood-Hauses.
Prozess [ edit ]
In bestimmten Gerichtsbarkeiten unterliegen Baupläne der Genehmigung des Bauinspektors. Vor dem Bauen müssen die Bodenzustände auf dem Gelände überprüft werden, um schwere Mauermauern aus Cordholz zu tragen.
Bei gefälltem Holz sollte die Rinde im Frühjahr mit einer Schaufel, einem Meißel oder einem Borkenspuder entfernt werden. Der Saft läuft noch im Frühling und bietet eine schmierende Kambiumschicht zwischen Rinde und Holz, was die Trennung zu einer leichteren Aufgabe macht, als wenn sie bis zum Absturz verbleibt, wenn die beiden Schichten gut miteinander verbunden sind. Nach dem Entrinden sollten die Protokolle mindestens drei Sommer lang trocknen, um das Aufteilen und Prüfen zu begrenzen. Es ist wichtig, die Stämme auf die gewählte Baulänge zu schneiden. Richard Flatau, Cordwood Construction: Best Practices (2012) schlagen vor, 70% des Holzes für ein besseres Trocknen und Würzen zu spalten. [18]
Nach dem Trocknen müssen die Stämme geschnitten werden auf die gewünschte Länge (normalerweise 8, 12, 16, 18 oder 24 Zoll.). In diesem Fall ist eine Handsäge aus Metall einer Kettensäge vorzuziehen, da ihr feiner Schnitt das Eindringen von Feuchtigkeit und Schädlingen verhindert. [ Zitat erforderlich ] Tatsächlich eine "Trennsäge" oder "Kreissäge" "Schnelle Schnitte beim Schneiden von Cordwood in ausgewählte Längen. Für besonders pelzige Enden wie auf Zedernholz können Raspeln zum Glätten verwendet werden.
Das Holz muss dann zur Baustelle transportiert werden. Es ist günstig, die Quelle für Kordelholz und die Baustelle in der Nähe zu haben. Sobald ein ordnungsgemäßes Fundament gegossen wurde, das sich mit einem Spritzschutz 12 bis 24 Zoll über dem Boden erhebt, kann der Bau der Wände beginnen. Temporäre Schutzhütten können verwendet werden, um die Baustelle und das Nadelholz vor Regen zu schützen. Ein Pfosten-Riegel-Rahmen liefert diesen Schutz für das anschließende Mörteln von Cordholz.
Unerfahrene Homebuilder sollten mit einer Reihe von Übungswänden experimentieren. Dies wird letztendlich den Bauprozess beschleunigen und zufriedenstellendere Ergebnisse liefern. Beim Experimentieren mit M-I-M (der gebräuchlicheren Form) werden zwei parallele 3 bis 4 Zoll große Mörtelperlen entlang des Untergrunds abgelegt, gefolgt von einer mittleren Füllung des Isoliermaterials. Dann werden Stämme mit gleichmäßigen Mörtelspalten aufgelegt, die an der Innenseite und Außenseite der Wand nicht mehr als 1 Zoll vorstehen. Die tatsächliche Platzierung hängt von der Größe und Form der Protokolle ab. Eine weitere Schicht Mörtel wird ausgebreitet, dann wird Dämmung dazwischen gegossen, weitere Scheite folgen und so weiter. Beim Experimentieren mit Throughwall wird eine dünne, gleichmäßige Schicht aus isolierendem Mörtel entlang des Untergrunds verlegt. Anschließend werden die Baumstämme gleichmäßig im Mörtelbett platziert, sodass zwischen den Mörteln nur genügend Platz verbleibt. Die Mörtelspalte werden gefüllt, um eine relativ flache obere Oberfläche zu bilden, dann wird eine weitere dünne Mörtelschicht hinzugefügt und der Vorgang wiederholt sich. Die Form und Außenorientierung von Protokollen ist nur für das Aussehen wichtig. Pre-Split-Brennholzstämme prüfen weniger, wenn sie sich in der Wand befinden, und sind leichter zu oder glätten und glätten sich gleichmäßig als runde Stücke, da die Mörtellücken im Allgemeinen kleiner sind. [ zitiert ]
Rob und Jaki Roy, seit 36 Jahren Co-Direktor der Earthwood Building School in West Chazy, NY, vertreten einen anderen Standpunkt. Früher verwendeten sie meistens Spaltholz, heute jedoch meistens weiße Zeder (oder gleichwertige). Die Schrumpfung ist in Spalten und Runden genau die gleiche, und die Roys fanden es einfacher, das Holz aufzulegen, weil es seine Form von einer Seite der Wand zur anderen leichter hält. Außerdem sind die Runden leichter zu zeigen, da sich an der Unterseite eines aufgeteilten Baumstamms eine unregelmäßige Kante befindet. Schließlich ist die größere Menge an Mörtel bei der Verwendung von Rundungen tatsächlich ein Plus, da der Mörtelbereich der Wand thermisch besser ist als der Holzbereich. [2]
Wenn Sie ein Haus mit Ecken bauen, sollte jeder Kabelstrang aus Kordelholz zur Erhöhung der Festigkeit kreuzschraffiert werden. In der Nähe des Endes sind möglicherweise kleine Fülllatten aus Holz erforderlich, um die Verbindung oder die Wandoberflächen zu beenden. Fenster und Türen sind mit Standardfenstern und Holzstürzen eingefasst. Für einen kreativen Glasmaleffekt können Glasflaschen eingesetzt werden. (Klempnerarbeiten und elektrische Verdrahtung sind Aspekte, die zu berücksichtigen sind, werden aber in diesem Artikel nicht näher erläutert).
Ein Cordwood-Haus sollte über tiefe, überhängende Dachvorsprünge von mindestens 12 bis 16 Zoll verfügen, um die Stammenden trocken zu halten und Pilzwachstum zu verhindern. Wenn die Enden trocken und gut belüftet sind, altern sie problemlos. Einige Eigentümer haben ihre Enden mit Leinöl beschichtet oder die äußeren Stammenden mit dem Mörtel bündig gemacht, um sie wetterfest zu machen. Im Laufe der Zeit sind einige Überprüfungen normal und können durch regelmäßige Wartung von Mörtel oder Abdichten behoben werden. [19]
Nachhaltigkeit [ edit
Obwohl Cordwood-Häuser an Orten wie Alberta an -40F-Standorten getestet wurden Ihr thermischer Wirkungsgrad liegt in jedem Klima unter dem eines reinen Kolbenhauses mit vergleichbaren Abmessungen. [1] In kalten Gegenden ist es ratsam, entweder eine dickere 24-36-Zoll-Wand oder zwei separate superisolierte Wände zu bauen. In vorwiegend nassen Bereichen können die Außenwände verputzt werden, so dass Luft und Feuchtigkeit die Drahtholzenden ersticken. Dies verdeckt jedoch die attraktiven Holzkanten der Kordeln und die Holzstämme verrotten. Die Arbeitsmenge im Verhältnis zur Erzielung eines spezifischen R-Wertes für Kordelholz ist im Vergleich zur Konstruktion von Strohballen und Stockrahmen höher. Die im Bauwesen eingesparten Mittel müssen möglicherweise für Heizkosten oder für die langfristige Instandhaltung des Außenbereichs bereitgestellt werden. [1] Ein organischer, mörtelähnlicher Kolben wirkt aufgrund der Verwendung von leicht verfügbarem Schlamm und Stroh weniger umweltschädlich, wohingegen Toxine während der Produktion ausgestoßen werden von Portlandzement sind sehr schädlich, wenn auch im Endprodukt weniger fühlbar. Wie viele alternative Baustile hängt die Nachhaltigkeit der Kordelholzkonstruktion von Materialien und Bauvariablen ab.
Nach der Cordwood-Konferenz 2005 in Merrill, Wisconsin, wurde ein Dokument veröffentlicht, in dem es um Best Practices in Bezug auf die Konstruktion von Cordwood und die Einhaltung der Bauvorschriften ging. Das Dokument mit dem Titel Cordwood und der Code: A Building Permit Guide hilft Cordwood-Bauherren, die erforderlichen Codegenehmigungen zu erhalten. [20]
Siehe auch [
. Referenzen edit ]
- ^ a b c Snell, C. & Callahan, T. (2005). Grün bauen. Lark Books: NY ..
- ^ a b c d d d e f g h Essential Cordwood Building: die vollständige Schritt-für-Schritt-Anleitung New Society Publishers: Gabriola Island, BC, Kanada
- ^ a b c Roy, Rob (2016), Cordwood-Gebäude: Umfassender Leitfaden zum Stand der Technik Herausgeber der New Society: Gabriola Island, BC, Kanada .
- ^ Roy, Rob (1980), Cordwood-Maurerhäuser Sterling Publishing Co., Inc.: NY
- ^ Roy, 2007, pp. 15-17
- ^ Flatau, 2007
- ^ Roy, 2003
- ^ Kordelkonstruktion: Best Practices (2012)
- Flatau, 2012
- ^ "Cordwood Construction". cordwoodconstruction.org
- ^ Kreith, F. (1973). Principles Of Heat Transfer.
- ^ Pierquet, 1998
- ^ Pickett, R. Thermische Masse jenseits des R-Werts Archiviert am 6. Januar 2009 bei der Wayback Machine. Abgerufen am: 1. September 2008.
- ^ Cordwood Conference Papers 2005, Flatau, Stankevitz
- ^ Whitton, 1998
- ^ "Warum ich mich bewegte: Ein Traum in Ruinen". The Times . London. 2002-11-24 . Abgerufen 2009-04-19 .
- ^ "Solaripedia - Grüne Architektur & Gebäude - Projekte in Grüner Architektur & Gebäude". solaripedia.com .
- ^ Flatau2012
- ^ McClintock, M. (1984), Alternative Hausbau Grolier Book Club: NY
- ^ Alan Stankevitz, Richard Flatau, Rob Roy und Dr. Kris Dick (2005): Cordwood und der Code: a Building Permit Guide
Weiterführende Literatur edit ]
- Roy, Rob (2018), Essential Cordwood Building: der vollständige Schritt-für-Schritt-Leitfaden New Society Publishers: Gabriola Island, BC, Kanada
- Roy, Rob (2016) ) Cordwood Building: Ein umfassender Leitfaden zum Stand der Technik Herausgeber einer neuen Gesellschaft: Gabriola Island, BC, Kanada
- Flatau, Richard (2012) Cordwood Construction: Best Practice
- Gregoire, R. (1983), Die thermische Effizienz von Cordwänden Mother Earth News, 79 .
- Hart, Kelly und Rosana (2007) Cordwood (Green Home Building-Website)
- Miner, RG (1983), Homebuilding & Shelter Mother Earth News
- Pierquet, P., Bowyer, J., Huelman, P. (1998). Wärmeleistung und Energie der kalten Klimawandsysteme. Forest Products Journal, Vol. 48, Ausgabe 6, S. 53–60.
- Roy, Rob (Juni – Juli 2003), Der Charme der Kordelkonstruktion Mother Earth News
- . Whitton, W. (1998), Vergleichende ökonomische Analyse zwischen Baumethoden: Gestell, Strohballen, Kolben und Kordelmauerwerk .
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