Cliphut holz-bausystem

ClipHut Holz-Bausystem

Ort Germany
Baujahr 2017
Architekt ClipHut-Team
Ingenieur ClipHut-Team
Verwendete Produkte Kerto
Typ Wohnhäuser
Endanwendung Modulares Bausystem

Ein flexibles Bausystem auf Basis von strukturellen Holzverbindungen 

ClipHut ist ein parametrisch generiertes Bausystem, das eine direkte Antwort auf die mitteleuropäischen Klimabedingungen, Topographie, sowie die regionalen Bauvorschriften gibt. Die Idee des Systems wurde von einem interdisziplinären Team der Fachhochschule Ostwestfalen-Lippe in Deutschland entwickelt. Ein mit dem ClipHut-System entworfenes Gebäude könnte mit jedem Holzwerkstoffmaterial realisiert werden, aber die Verwendung von materialeffizientem Kerto® LVL-Furnierschichtholz macht den Bauprozess schnell, leicht und ökologisch.

Thomaz Vieira

​Systementwickler, Projektleiter

Maria Wilkens

​Projektleiter, Leiterin Medien

Tomás Mena

​Projektentwickler, Leiter Datenmanagement)

Das Team

​Andere Mitwirkende:
Professoren Jan Kahre Heidemann, Hans Sachs and Jens-Uwe Schulz, Alvaro Balderrama, Onurcan Kurt, Spencer Culhane, Angelina Aziz, Gesana Biti, Supak Kosolsirisukkul, Yonnie Kweon, Azita Mazaheri, Yi Ju.

Der Nutzer gibt die gewünschten Gebäudedaten in einem Punkteraster in die ClipHut-Programmiersoftware ein und gibt dann den geografischen Standort und die vorgesehene Nutzung des Gebäudes an. Das parametrische ClipHut-Modell erstellt Werkstattzeichnungen für einen Bausatz, der auf die besonderen Bedürfnisse des Nutzers zugeschnitten sind. Das Ergebnis ist eine strukturelle Rasterkonfiguration mit Bauteilen, die den örtlichen baurechtlichen Anforderungen entsprechen.

Die Größe des Moduls, das integrierte Nummernsystem und die einfachen Verbindungen ermöglichen auch für einen Laien mit geringer Bauerfahrung eine einfache Montage. ClipHut-Gebäude lassen sich außerdem leicht ab- und wiederaufbauen. In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit eine der wichtigsten Anforderungen an das Bauen ist, reduziert die Wiederverwendbarkeit der Gebäudeteile erheblich Abfallstoffe und verbessert die Umweltbilanz des Gebäudes.

Open Source Wood-Preis

Values guide Metsä Group's operations 
 

Offen geteilte innovative Ideen

ClipHut erhielt den Open Source Wood-Preis, wobei die Expertenjury die Flexibilität und das innovative Struktursystem lobte, das ein schnelleres Bauen ermöglicht.

„Wir haben mit der Erforschung von Holzverbindungen begonnen und schließlich ein Bausystem entwickelt. Das System respektiert die Eigenschaften des Holzwerkstoffs und optimiert seine Nutzung“, erklärt das ClipHut-Team bei der Einreichung bei Open Source Wood.

Die Open Source Wood Initiative von Metsä Wood ist eine  Online-Plattform für Architekten und Ingenieure, die ihre innovativen Ideen für den modularen Holzbau vorstellen und teilen. Nutzer können ihre Projekte und Konzepte auf der Plattform hochladen, um Feedback und Angebote zur Kooperation zu erhalten. Die Experten von Metsä Wood bewerten die Einreichungen und zeichnen die innovativsten Ideen aus, so wie ClipHut.

 „ClipHut ist die erste Idee, die ich gesehen habe, wo mit einer Handvoll Teilen fast jede Gebäudeform konstruiert werden kann. Der Einsatz von Steckverbindungen zwischen vorgefertigten Bauteilen kann eine schnelle Installation vor Ort ermöglichen“, sagt Jussi Björman, Director des Technical Customer Service bei Metsä Wood.  
 
„Wir können sehen, wie Nachhaltigkeit Teil der Denkweise von Metsä Wood ist“, sagt Thomaz Viera, der Systementwickler von ClipHut. „Wenn wir die Bauwirtschaft in eine zunehmend umweltbewusste Richtung bringen wollen, sollten wir nicht nur bessere Produkte erfinden. Wir müssen auch in eine dezentrale Produktions- und Vertriebskette investieren, dabei unseren ökologischen Fußabdruck reduzieren, die Produktivität erhöhen und in Lösungen zur Massenanpassung investieren.“

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  Tragwerk

  • ClipHut
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Arbeiten mit kleinen, leichten Rahmen aus Kerto® LVL-Furnierschichtholz für eine stabile Struktur

Die auf die Struktur einwirkenden Lasten werden durch eine Reihe von kleinen Rahmenschichten übertragen, wobei jede Schicht etwa 1 Meter lang ist. Alle Bauteile werden mit einer CNC-Fräsmaschine nach den Vorgaben des parametrischen ClipHut-Modells präzise geschnitten. Der ursprüngliche Prototyp wurde aus OSB-Platten (oriented strand board, Grobspanplatte) gefertigt, um die Parameter des Systems zu testen. Das Team sieht in Kerto® LVL-Furnierschichtholz einen besonders geeigneten Baustoff für ClipHut-Häuser, da es eine höhere Festigkeit und ein besseres Festigkeit-Gewichts-Verhältnis aufweist, was die montierte Struktur äußerst stabil macht.  

„Kerto® LVL-Furnierschichtholz ist von hoher Qualität; es ist dicht und auch steifer als OSB und somit können die Verbindungen mehr Lasten aufnehmen, was einen größeren Abstand zwischen den Säulen ermöglicht und in einigen Fällen den Materialbedarf reduziert“, erklärt Viera. „Weitere Vorteile sind die Möglichkeit, höhere oder sogar mehr Stockwerke zu bauen und die Lebensdauer des Gebäudes zu verlängern.“

Versteifung    

 

Vertikale Bauteile für verbesserte Stabilität

In jeder Schicht sind vertikale Bauteile angeordnet, die eine seitliche Versteifung ermöglichen, die Scherkräften trotz fehlender diagonaler Bauteile standhält. Durch die Begrenzung der Ausrichtung auf horizontale und vertikale Richtungen entfällt die Notwendigkeit komplexer Winkelverbindungen und zusätzlicher Befestigungselemente. Der Bau des Prototyps zeigte, dass sich die Bauteile leicht miteinander fixieren lassen, und nach Fertigstellung jeder Schicht war die Struktur insgesamt recht steif, da die Rahmen im Zusammenspiel eine seitliche Versteifung bildeten.

Verbindungen

Cliphut - wood construction system with clever connections 
 

Vorgefräste Steckverbindungen beschleunigen die Konstruktion

Horizontale Platten werden auf einer CNC-Fräsmaschine mit vorgeschnittenen Schlitzen hergestellt, die die vertikalen Bauteile aufnehmen. So muss vor Ort weder geschätzt noch gemessen werden. In beide Enden der vertikalen Bauteile wird der innovative Steckmechanismus gefräst, der in die horizontalen Bauteile gleitet und sicher fixiert. „Hierbei handelt es sich um einen nach innen biegbaren Clip, der das Material durch eine gefräste Tasche verbindet und zusammenzieht. Diese Verbindung ist vollständig in das Material gefräst, d. h. sie wird vorgefertigt und nur vor Ort zusammengebaut“, erklärt Jan Kahre Heidemann, Professor und Mentor des Projekts an der Universität. Die genaue Anordnung aller ClipHut-Elemente wird digital dokumentiert und während der CNC-Fräsphase auf die Bauteile graviert.

Brandschutz

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Flexible Verkleidungsmöglichkeiten, die den örtlichen Vorschriften entsprechen

Das Verhalten von Kerto® LVL-Furnierschichtholz im Brandfall ist bekannt: Das Material ist homogen und seine Verkohlungsrate vorhersehbar. Konstruktionsrichtlinien, insbesondere in Europa, liefern alle notwendigen Informationen für eine sichere Auslegung mit Furnierschichtholzstrukturen.

In Anlehnung an die örtlichen Brandschutzvorschriften kann ein Gebäude, das auf dem ClipHut-System basiert, mit nicht brennbaren Materialien verkleidet werden, so dass es vom Wohn- bis zum Gewerbebereich vielfältig genutzt werden kann. Das System lässt sich auch flexibel in verschiedenen Klimazonen einsetzen, da eine Vielzahl von Wandmontagen problemlos durchgeführt werden kann. Isolierung, Regenschutz, Heizsysteme und Beschattungsanlagen können in das ClipHut-System integriert werden. Die Fassade wird mit kleinen 3D-Druckclips fixiert, die mit Ankern an der Struktur befestigt werden und einen durchgehenden belüfteten Hohlraum außerhalb des Strukturrasters ermöglichen.

Flexibles System  für den Holzbau   

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Ein kostengünstiges und flexibles Bausystem mit Kerto® LVL-Furnierschichtholz

Von Anfang an hatte das ClipHut-Team eine klare Vision: neue Lösungen im Bauwesen zu entwickeln, die das Bauen zugänglicher und erschwinglicher machen. Sie erreichen dies, indem sie dem Nutzer das Design und die Dokumentation überlassen. „Das bedeutet, dass nicht die fertigen Stücke geliefert werden, sondern der Nutzer mit der vorliegenden Datei zu einem Schreiner oder einer Firma gehen kann, die die Teile herstellen können. Oder, wenn man Zugang zu bestimmten Maschinen wie CNC- oder 3D-Druckern hat, können diese auch selbst hergestellt werden“, erklärt Maria Wilkens, die Projektleiterin von ClipHut.

Die innovative Steckverbindung ermöglicht eine schnelle und einfache Konstruktion und der Einsatz von Kerto® LVL-Furnierschichtholz sorgt für Materialeinsparung und reduziert die Gesamtbaukosten. „Jedes Material hat so seine Vorteile“, sagt Viera, „Kerto® LVL-Furnierschichtholz hat aber sicherlich alle Eigenschaften, die für ein richtiges Haus notwendig sind, und wir freuen uns darauf, es zu bauen!“

Referenzen zu Bau und Konstruktion 

  • Mega Market Gewerbegebäude

  • Metsätapiola – Bürogebäude in Holzbauweise

  • Aylesbury Waterside Theatre

  • Gebäude von Tommi Mäkinen Racing

  • Ausstellungszentrum „My Green World“

  • Edinburgh Center for Carbon Innovation

  • Metropol Parasol – eines der weltweit größten Bauwerke aus Holz

  • Bezugsfertige Häuser von Kannustalo

  • Einkaufszentrum Karisma

  • Hauptsitz von Diesel Benelux

  • Landwirtschaftsgebäude, Koski Manor

  • Behandlungsanlage Ämmässuo für Bauschutt

  • Kerteminde Kinderheim

  • Polizeistation in Paris – Anbau in Holzbauweise aus Kerto-Furnierschichtholz

  • Immanuel-Kirche

  • Straagaarden – Experiment für eine nachhaltige Zukunft

  • Cinema de Roma – Kinorenovierung

  • Kaifu-Bad – das älteste Spa Hamburgs

  • Schlagwerk – Fertigungshalle für Musikinstrumente

  • Berlin-Britz – Open-Air-Bühne

  • Eine moderne Dachkonstruktion aus Holz für den Speisesaal Hochschulzentrum Schwäbisch Gmünd

  • Das Besucherzentrum Pro Nemus

  • SPA-Bungalow

Referenzen suchen 

Cliphut - a wood construction system

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