Chassis: Leichtbau
Relevanz
Warum ist der Leichtbau für Tiny Houses so wichtig?
Führerschein
Mit gewöhnlichem Führerschein darfst Du einen Anhänger mit 750 kg ziehen. Für Tiny Houses musst Du Dir deswegen sinnvollerweise einen BE-Führerschein besorgen. Dieser erlaubt Deinem Anhänger ein Gewicht von 3,5t und kostet um die 1200 €.
Für Anhänger >3,5t ist ein CE-Führerschein notwendig. Dabei handelt es sich um einen LKW-Führerschein, der aufwendiger zu erlangen ist und um die 3000 € kostet.
Anhänger-Zubehör
Die Achsen, der Zugholm, die Deichsel und andere Kleinteile Deines Anhängers sind auf ein Maximalgewicht von 3,5t ausgerichtet. Das Zubehör für Anhänger >3,5t ist kostenaufwendiger.
Insbesondere die Achsen wechseln von einer Gummifederung bei <3,5t auf eine Druckluftfederung bei >3,5t. Für gewöhnlich liegen Letztere beim doppelten bis vierfachen des Preises.
Der konstruktive Leichtbau bezeichnet die Gewichtsoptimierung durch Konstruktion. Stell Dir einen Anhänger vor, der mit 500 kg Stahl gebaut ist. Denselben Anhänger hätte man natürlich auch mit 1000 kg Stahl bauen können. Da die Stabilität des Anhängers aber keine 1000 kg erfordert, bauen wir nur mit der Hälfte.
Im Umkehrschluss kann man sich genauso vorstellen, durch statische Analysen das Gewicht von 500 kg auf 250 kg zu optimieren. Nämlich, indem wir den Stahl extrem auf Maß schneiden und nur dort einsetzen, wo es gerade benötigt wird. Das ist konstruktiver Leichtbau.
Sinnvoll umsetzen kann man diese Art Leichtbau nur mit Unterstützung von Statik-Programmen, die einen davor schützen, an der falschen Stelle zu sparen.
Der technologische Leichtbau umfasst die Gewichtsreduktion durch Technologie. Stell Dir vor einen Anhänger aus Stahl mit einem Gewicht von 500 kg vor. Denselben Anhänger hätte man mit einer anderen Technologie, zum Beispiel dem Material Carbon statt Stahl, mit nur 250 kg bauen können. Das ist technologischer Leichtbau.
Dieses Beispiel ist die einfachste Art von technologischem Leichtbau. Durch die Kombination von Material, etwa bei Komposit-Elementen, ist es möglich, die Stärken einzelner Materialien zu überlagern. In einer Art Kreislauf schützt jedes eine Material mit seiner Stärke die anderen Materialien in ihrer Schwäche. Dadurch wird es möglich, dass das Komposit-Element keine dieser einzelnen Schwächen aufweist.
Chassis: Verstärkungen als Qualitätsmerkmal
Als Verstärkungen bezeichnen wir 2- oder 3-dimensionale Blechkonstruktionen, welche an kritisch belasteten Bereichen des Anhängers verschweißt werden, um das vorliegende Tragwerk zusätzlich zu unterstützen. Hierdurch ist eine Steigerung der Stabilität an dieser Stelle um 100-300 % möglich.
Die Spreu vom Weizen
Grundsätzlich gilt: Einem Tiny House Anhänger, welcher keine expliziten Verstärkungen für Tiny Houses aufweist, sollte man skeptisch gegenübertreten. Denn der Aufbau eines Tiny Houses belastet durch seine Geometrie auf charakteristische Weise bestimmte Bereiche des Anhängers unverhältnismäßig stark. Wir sprechen hierbei von bis zu 17-fachen (34/2) Belastungen an wenigen gezielten Stellen. Es ist wichtig, die Frage zu stellen, warum der jeweilige Anhänger keine Verstärkungen integriert.
Es gibt 3 Möglichkeiten, den Leiterrahmen eines Anhängers zu bauen:
Es sind keine Verstärkungen integriert, dafür jedoch die bereits vorhandenen Stahlprofile „auf den kleinsten gemeinsamen Nenner“ hin stärker dimensioniert. Ein solcher Anhänger würde jedoch mindestens das Doppelte wiegen und kann deshalb nicht sinnvoll als ein für Tiny Houses ausgelegter Anhänger bezeichnet werden, bei dem die Begrenzung auf 3,5t gilt.
Es sind keine Verstärkungen integriert und die Schwachstellen der Stahltraversen werden in Kauf genommen. Auch ein solcher Anhänger kann nicht sinnvoll als Tiny House Anhänger bezeichnet werden, da Gebäude gesetzlich vorgeschriebene Mindestanforderungen an ihr Tragwerk stellen, um Privatpersonen vor körperlichem Schaden und „Ramschware“ zu schützen.
Die Stahltraversen leiten bis zu mittelstarke Lasten eigenständig ab und integrierte Verstärkungen übernehmen besonders kritische Bereiche. Auf diese Weise wird in den Stahltraversen Gewicht gespart und trotzdem die Spitzenlasten entschärft.
Warum Verstärkungen selten zu finden sind
Zum einen ist sicherlich der finanzielle Aufwand ein Faktor, der dazu beiträgt, dass die beworbene Tiny House Spezialisierung der meisten Anhänger sich auf die Namensgebung beschränkt.
Der hauptsächliche Grund ist wohl, dass das Know-how dazu fehlt, was eigentlich Qualität bei einem Tiny House Anhänger bedeutet.
Wir machen dies am Beispiel der Verstärkungen deutlich. Um Verstärkungen sinnvoll zu positionieren, muss ich wissen, wo und in welchem Maße sie am Leiterrahmen benötigt sind. Im besten Fall kann ein erfahrener Anhängerbauer ein gutes Stück Abhilfe verschaffen, indem er typische Sollbruchstellen seiner Anhänger kennt und ihnen entgegenwirkt. Sollbruchstellen sind jedoch stets auf ihren Lastfall hin zu betrachten und der Fahrzeugbauer ist grundsätzlich nicht mit den Lastfällen vertraut, wie sie im Gebäudebau vorliegen. Ein häufiges Argument ist an dieser Stelle, dass Caravans und Bauwagen so unterschiedlich vom Tiny House doch nicht seien und manche Anhängerbauer sich mit diesen Strukturen doch auskennen. Tragwerkstechnisch ist diese Argumentation jedoch nicht korrekt. Denn bei Caravans wird die Last des Aufbaus von den Platten, welche die Wand bilden, in einer Streckenlast auf den Anhänger aufgetragen. Diese Streckenlast ist kategorisch unterschiedlich von der Punktlast, wie sie vom Ständerwerk bei Bauwagen und Tiny Houses in den Anhänger übertragen werden. Ein Anbieter von Bauwagen-Anhängern hat am ehesten das Potenzial dafür, dass sein Verständnis der Sollbruchstellen sich mit denen der Tiny Houses deckt. Anhänger für Bauwagen sind jedoch auf 7,5t und nicht 3,5t Gesamtlast ausgelegt. Zudem macht die meist unterschiedliche Gebäudehöhe, die stärker dimensionierten und häufig komplett andere Profilgeometrie der Stahltraversen, als auch die gegensätzliche Positionierung der Achsen, eine Übertragung der Erfahrung vom Bauwagen zum Tiny House sehr fraglich.
Selbst in einem theoretischen Szenario, in dem ein Anhängerbauer über Trial-and-Error Erfahrung mit den Sollbruchstellen hat, wie sie allein für Tiny Houses charakteristisch sind, kann kein Gebäudestandard erzielt werden. Denn der Gebäudestandard, wie jeder mit einem Dach über dem Kopf ihn tagtäglich unbewusst lebt, fordert mehr als nur die begrenzten praktischen Erfahrungen einer einzelnen Person oder kleinen Gruppe von Menschen. Nach Gebäudestandard zu bauen, bedeutet sich nach den Standards zu richten, wie sie über Jahrzehnte von akademischen Ingenieursgemeinschaften auf Basis empirischer Wissenschaft getragen werden. Eben hierauf basieren die gesetzlich vorgeschriebenen Anforderungen für Gebäude.
Anhängerbauer sind nicht mit Blick auf Gebäudenormen ausgebildet und besitzen nicht die Programme, wie sie für statische Berechnungen in der Bauindustrie notwendig sind, weil sie schlicht nicht der Bauindustrie angehören. Das ist auch in Ordnung so, soll aber nicht zu Verwirrung führen, dass Tiny House Anhänger gewöhnliche Anhänger seien.
Es fehlt allgemeinhin das ingenieurtechnische Know-how normgerechte statische Analysen zu betreiben, die Schwachstellen im Anhänger und damit die Notwendigkeit von Verstärkungen an bestimmten Stellen aufzeigen.
Verstärkungen im Anhängerzubehör
Mit den Verstärkungen im Leiterrahmen des Anhängers ist es nicht getan, denn die Qualität von Anhängerzubehör (Stützrad, Zugholm, Achse) variiert ebenso. Ein Anhängerbauer, der keine Verstärkungen im Stahlrahmen einsetzt, macht sich gängigerweise nicht die Mühe, Verstärkungen im Anhängerzubehör einzubauen. Denn den Anhängerbauer kosten die Verstärkungen im Zubehör mehr als die Verstärkungen im Stahl.
Es ist wichtig Achsen, Stützrad und Zugholm sinnvoll für den Zweck eines Tiny Houses einzukaufen. Diese 3 Komponenten gehören zum Tragwerk, indem sie die Lasten, wie sie vom Ständerwerk eingeleitet werden, aufnehmen und in den Erdboden ableiten.
Chassis: Nicht in Frage kommende Alternativen
Aufgrund seiner mangelnden Witterungsbeständigkeit ist Holz keine sinnvolle Option in der Materialwahl. Als Fundament eines Hauses, das auf Jahrzehnte bestehen soll, ist es deshalb ungeeignet.
Gegenwärtig ist Carbon, bezogen auf sein Gewicht, eines der stabilsten Materialien überhaupt. Von Jahr zu Jahr fallen die Materialpreise durch stetige Produktionsoptimierung. Bis sich jedoch erschwingliche Preise ergeben, die mit Aluminium und Stahl Schritt halten können, wird es noch einige Jahre dauern.
GFK wird gelegentlich als „kleiner Bruder“ des hochwertigeren CFK bezeichnet. Auf das Gewicht betrachtet übersteigt die Stabilität von GFK immer noch Aluminium und Stahl und ist zudem erschwinglich im Materialpreis.
Denkbar ist demnach ein Chassis aus GFK. Hier fehlen jedoch die Erfahrungswerte von Straßenfahrten. Die Fahrt auf der Straße wirkt mit dynamischer Last auf einen Anhänger. Stahl und Aluminium haben sich über die Jahrzehnte behaupten können. Das Verhalten von GFK und insbesondere seiner Verbindungen bei solchen Kräften ist jedoch wenig bekannt.
Türen & Fenster: Nachhaltigkeit & Recycling
Allgemein
Fenster sind immer Materialverbunde. Sie bestehen aus Glas und Metall, und je nach Rahmenart zusätzlich aus Holz, Kunststoff oder Metall bzw. aus mehreren dieser Materialien.
Beim Recycling müssen die Materialien zunächst getrennt werden. Das abgetrennte Glas darf nicht als Altglas entsorgt werden, da es überwiegend beschichtet ist. Es wird von der Glasindustrie recycelt. Auch die abgetrennten Metallteile können recycelt werden.
Fensterglas wird als Altglas recycelt oder als Bauzusatzstoff bzw. Zuschlagstoff genutzt. Dabei ist der Reinheitsgrad des gesammelten Altglases entscheidend für die Qualität des Recyklats. Klare Floatglasscherben können ohne Aufbereitung dem Schmelzprozess zugeführt werden. Andere Flachglasscherben müssen zuerst einem Aufbereitungsprozess unterzogen werden. Dann können die Schmelzen wieder in Floatglas eingesetzt werden oder in Guss- oder Behälterglas, als Dämmwolle oder Schmirgelpapier etc.
Früher wurde zwischen den Scheiben von 2-fach verglasten Fenstern oft einfach Luft, dann auch das stark klimaschädliche Gas SF6 verwendet. Es ist ca. 20.000 Mal so klimaschädlich wie CO₂. Daher müssen solche alten Fenster unbedingt von einem Fachbetrieb entsorgt werden. Eine einfache Luftschicht isoliert schlecht, und SF6 ist ab Juli 2007 als Fensterfüllgas verboten.
Deshalb verwendet man heute meist das relativ preiswerte Edelgas Argon als Füllgas. Es hat eine um ca. ein Drittel geringere Wärmeleitfähigkeit als Luft (λ = 26 mW/(m·K) für Luft, λ = 18 mW/(m·K) für Argon). Argon ist umweltverträglich, da es aus unserer Luft gewonnen wird, wo es zu ca. 1% vorkommt.
Deutlich besser isolierend sind die Edelgase Krypton (λ = 9,5 mW/(m·K)) oder Xenon (λ = 5,5 mW/(m·K)). Allerdings sind sie sehr viel teurer als Argon (Krypton ca. 100 mal, Xenon ca. 1000 mal), da sie zwar auch in der Luft vorkommen, aber wesentlich weniger und folglich die Gewinnung wesentlich teurer ist. Als Kompromiss wird daher manchmal auch eine Argon-Krypton-Mischung verwendet, wenn man spezielle Anforderungen an die Isolierung erreichen möchte.
Bei Holzfenstern sind Rahmen und Flügel praktisch immer mit Ölen, Lacken oder Lasuren beschichtet. Außerdem haften noch Dichtungsmittel (wie Silikon und Gummi) und Glasreste an. Deshalb kann das Holz im Allgemeinen stofflich nicht verwertet werden, sondern wird nach Schreddern des Holzes zu Spänen und anschließender Absiebung von Glas- und Anstrichpartikeln energetisch verwertet. Das so aufbereitete Altholz ist als Biomasse nach dem EEG anerkannt, was es für die Recyclingindustrie lukrativ macht. Die energetische Verwertung erfolgt in Großfeuerungsanlagen, deren Abgasreinigungstechnik auch bei Holz mit früher als schädlich angesehenen Behandlungen heute als ungefährlich angesehene Emissionen erlaubt (alternativ muss solches z.B. PCB-behandeltes Holz auf eine geeignete Sondermüll-Deponie). In Kleinfeuerungsanlagen darf das aufbereitete Altholz nicht verbrannt werden, da diese meist nicht über die erforderliche Abgasreinigungstechnik verfügen. Die stoffliche CO₂-Bilanz der Holzrahmen und -flügel ist damit ausgeglichen, und ihre Verbrennung spart fossile Brennstoffe ein. Sind Rahmen und Flügel nachweislich nicht mit halogenorganischen Verbindungen oder Holzschutzmitteln in Kontakt gekommen (AltholzV-Kategorie A II), oder falls sie naturbelassen oder nur mechanisch bearbeitet wurden und praktisch nicht verunreinigt sind (AltholzV-Kategorie A I), können sie stofflich verwertet werden, z.B. bei der Fertigung von Spanplatten.
Heute gibt es auch schon Fensterkonstruktionen, die die stoffliche Trennung zwischen Glas und Holz erleichtern.
Aluminiumrahmen werden geschreddert und von Fremdmaterialien getrennt, dann in Schmelzwerken eingeschmolzen und zu Pressbolzen gegossen, die als Rohstoff weiterverkauft werden. Herstellung und Recycling von Aluminium verbrauchen dabei viel Energie, jedoch ist das Recycling sehr viel weniger energieaufwändig.
Bei Kunststofffenstern werden Rahmen und Flügel vorwiegend stofflich recycelt. Das gesamte Fenster, mit Glas, Beschlägen, Dichtungen und etwaigen Resten der Fassade kommen in einen Schredder. Mithilfe von Abscheidern werden Metallbestandteile und das gesamte Glas aus dem Materialstrom ausgesondert. Das PVC-Mahlgut von ca. 20 mm Durchmesser wird nachfolgend in einer Schneidemühle auf wenige Millimeter Korngröße zerkleinert. Anschließend durchläuft das Mahlgut verschiedene Trenn- und Aufbereitungsprozesse, um dessen Qualität weiter zu verbessern. Das gesäuberte PVC-Mahlgut wird dann erhitzt und durch ein Sieb gepresst. Am Ende des Recyclingprozesses steht hochwertiges, sortenreines PVC-Granulat. Dieses wird auf Qualität geprüft und kann wieder der Profilproduktion zugeführt werden. Theoretisch kann sich ein Zyklus aus Fensternutzung und Wiederverwertung bei der Herstellung neuer Fenster- und Bauprofile mindestens sieben Mal ohne Einflüsse auf die Rohstoff- oder Verarbeitungsqualität wiederholen.
So kann ca. 90% CO2 gegenüber ohne Recycling hergestellten Rahmen eingespart werden. Andererseits verbrauchen Kunststofffenster bei der Herstellung fossile Rohstoffe, und Herstellung und Recycling selbst sind energieaufwändig.
Die Metallteile von Fenstern gehen ebenfalls in spezielle Weiterverarbeitungsbetriebe. Sie werden zerkleinert, sortiert, gereinigt und eingeschmolzen. Aus dem so gewonnen Rohstoff entstehen dann neue Fenster- und Türenbestandteile sowie Bauprofile.
Dichtheit
Luftdichtheit bedeutet, dass das Ausströmen von Raumluft aus dem Innern des Tiny Houses vermieden wird.
Vorteile der Luftdichtheit sind insbesondere die Vermeidung von feuchtebedingten Bauschäden, von Zugluft und Fußkälte und von Wärmeverlusten.
Feuchtebedingte Bauschäden können bei mangelnder Luftdichtheit durch die Konvektion von Wasserdampf in die Bausubstanz und anschließender Kondensation des Dampfes zu Wasser entstehen.
Seit 1.11.2020 löst das Gebäudeenergiegesetz GEG die EnEV ab. Auch das GEG sagt in § 13 Dichtheit: „Ein Gebäude ist so zu errichten, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig nach den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet ist.“
Die Prüfung der Luftdichtheit kann durch einem Drucktest erfolgen; dieser wird auch als „Blower Door Test“ bezeichnet und stellt eine Dichtheitsmessung dar.
Im Gegensatz zur Luftdichtheit bedeutet Winddichtheit, dass die Gebäudehülle gegen von außen eindringenden Wind geschützt ist.
Insbesondere muss eine Luftzirkulation innerhalb der Wärmedämmung vermieden werden, da diese die Dämmwirkung entscheidend vermindern würde. Schon gar nicht darf der Wind durch irgendwelche Ritzen oder Löcher von außen in das Gebäude eindringen.
Dies kann bei einer diffusionsgeschlossenen Bauweise durch eine luftundurchlässige Schicht außen vor der Dämmung oder durch eine luftundurchlässige Dämmung, bei einer diffusionsoffenen Bauweise mit einer möglichst luftdichten, aber dampfdurchlässigen Schicht erfolgen (z.B. eine Unterspannbahn, wobei die Dampfdurchlässigkeit hilft, Kondensationsschäden in der Dämmung vorzubeugen).
Die Wirkung aller Wärmedämmung beruht auf den Lufteinschlüssen im Dämm material (Zelluloseflocken, Kork, Woll-, Mineralfaser oder anderen Materialien):
Voraussetzung für die dämmende Wirkung dieser Lufteinschlüsse ist aber deren Schutz vor Luftbewegung. Deshalb ist bei der idealen Dämmkonstruktion der Dämmstoff allseitig abgeschlossen:
Ein Beispiel: Auch die wärmedämmende Wirkung eines Wollpullovers beruht auf unbewegten Lufteinschlüssen in den Fasern: Sobald ein kalter Wind weht, lässt die Dämmwirkung nach. Zieht man eine dünne Windjacke darüber, die selbst keine nennenswerte wärmende Funktion hat, ist die Wirkung wiederhergestellt.
Schall
Die Schalldämmung bezeichnet das Abwehren eindringender Schallwellen. Es stellt den Unterschied dar, ob ich aus dem Fenster blickend ein Auto nur sehe oder sehe und höre.
Über 2 Mechanismen kann Schalldämmung erzeugt werden: Masse und Entkoppelung.
Masse
Schall ist das Bewegen von Molekülen. Trifft Schall auf eine Wand, beginnen die Moleküle in der Luft die Moleküle in der Wand zu bewegen. Auf der anderen Seite der Wand bewegen die Moleküle der Wand wiederum die Müleküle der Luft. Dieser Schall gelangt dann in unser Ohr.
Je Massereicher die Wand ist, desto weniger Bewegung können die Molküle in der Luft in den Molekülen der Wand erzeugen. Je geringer die Molkülbewegung in der Wand, desto weniger Bewegung kann am anderen Ende an die Luftmoleküle weitergegeben werden.
Entkoppelung
Die Entkoppelung führt über einen Flaschenhalseffekt und Mediumwechsel zur Schalldämmung. Genutzt wird der Effekt oft in Subwoofern, die auf kleinen Gummi-Stelzen stehen.
Die Schallabsorption wird oft auch als Hallreduzierung bezeichnet. Die Absorption verhindert nur geringfügig, dass ein Geräusch erstmalig das Ohr erreicht. Vielmehr handelt es sich um das Brechen von Schallwellen, damit diese nicht im Raum „schwirren“ und dadurch eine unangenehme Nachhallzeit bilden.
In vielen Haushalten können Wohnzimmer und Badezimmer genutzt werden, um einen Kontrast in der Nachhallzeit zu erleben. Dafür geht man in das jeweilige Zimmer, schließt die Türe und klatscht in die Hände. Das Klatschgeräusch wird im Regefall im Badezimmer länger zu hören sein, als im Wohnzimmer. Dies ist die Nachhallzeit.
Zur Schallabsorption taugen besonders Oberflächenreiche Materialien. Aus diesem Grund werden in Tonstudios Schaumstoffe und Textilien gerne verwendet. Eine sehr anschauliche makroskopische Oberflächenrauheit findet man im Eierkarton.
| Hörschwelle | 0 |
| Atmung | 10 |
| Ticken einer Armbanduhr | 20 |
| Blätterrauschen | 30 |
| Lern- und Konzentrationsstörungen möglich | |
| Kühlschrankbrummen | 40 |
| Kühlschrank aus 1 m Entfernung, Vogelgezwitscher im Freien aus 15 m Entfernung | 50 |
| Lärmender Rasenmäher aus 10 m Entfernung | 60 |
| Leiser Haartrockner aus 1 m Entfernung zum Ohr | 70 |
| Vorbei fahrender lärmender LKW in 7,5 m Entfernung, stark befahrene Autobahn in 25 m Entfernung | 80 |
| Hörschaden bei Einwirkdauer von 40 Stunden pro Woche möglich | |
| Handschleifgerät im Freien in 1 m Entfernung | 90 |
| Häufiger Pegel bei Musik über Kopfhörer, Presslufthammer in 10 m Entfernung | 100 |
| Martinshorn aus 10 m Entfernung, häufiger Schallpegel in Diskotheken und in der Nähe von Lautsprechern bei Rockkonzerten, Geige fast am Ohr eines Orchestermusikers | 110 |
| Schmerzschwelle, ab hier Gehörschäden schon bei kurzer Einwirkung möglich | |
| Trillerpfeife aus 1 m Entfernung, Probelauf von Düsenflugzeug in 15 m Entfernung | 120 |
| Lautes Händeklatschen aus 1 m Entfernung | 130 |
| Düsenflugzeug in 30 m Entfernung | 140 |
| Hammerschlag in einer Schmiede aus 5 m Entfernung | 150 |
| Hammerschlag auf Messingrohr oder Stahlplatte aus 1 m Entfernung, Airbag-Entfaltung in unmittelbarer Nähe (30 cm) | 160 |
| Ohrfeige aufs Ohr, Feuerwerksböller auf der Schulter explodiert, Handfeuerwaffen aus etwa 50 cm Entfernung | 170 |
| Spielzeugpistole am Ohr abgefeuert | 180 |
| Schwere Waffen, etwa 10 m hinter der Waffe | 190 |
Schnee
Schneelasten sind eine durch das Klima bedingte und veränderliche Einwirkung auf Bauwerke oder Bauteile. Die Schneelast oder Schneedruck gehört zu den klimatisch bedingten veränderlichen Einwirkungen auf Bauwerke. Sie hängt von Schneeart und Schneemenge ab. Die baulichen Lastannahmen bezüglich der Schneelast, auf die eine Dachkonstruktion auszulegen ist, hängen ab von der geografischen Lage und von der Form des betrachteten Bauwerks. Die charakteristischen Werte für Schneelasten werden für regionale Zonen (Schneelastzonen) mit unterschiedlichen Intensitäten der Schneelast ermittelt.
In Deutschland ist die Schneelast in fünf verschiedene Zonen unterteilt: Zone 1, 1a, 2, 2a und 3. Diese Schneelastzonen teilen Deutschland grob in Klimazonen ein, in denen gewöhnlich mehr oder weniger Schnee fällt. Eine kleinere Nummer bedeutet dabei eine geringere Schneelast. Die charakteristischen Werte für Schneelasten (sk) werden für regionale Zonen (Schneelastzonen) mit unterschiedlichen Intensitäten der Schneelast ermittelt.
- In Zone 1 beträgt die Schneelast bis zu 0,65 kN/m² bis zur Höhe von 400 m.
- In Zone 1a beträgt die Schneelast bis zu 0,81 kN/m² bis zur Höhe von 400 m.
- In Zone 2 beträgt die Schneelast bis zu 0,85 kN/m² bis zur Höhe von 285 m.
- In Zone 2a beträgt die Schneelast bis zu 1,06 kN/m² bis zur Höhe von 285 m.
- In Zone 3 beträgt die Schneelast bis zu 1,10 kN/m² bis zur Höhe von 255 m.
Die Schneelast hängt von der Form des Dachs ab, da die Schneelast auf eine Dachfläche verweht werden kann. Die charakteristische Schneelast kann durch Formbeiwerte abgemindert oder erhöht werden. Je größer die Dachneigung desto geringer ist der Formbeiwert – umso geringer die Schneelast. Die zulässige Schneelast gibt an, wie viel Schnee ein Hausdach aushält. Die Schneelast ist generell abhängig von der Form sowie der geografischen Lage des Bauwerks und wirkt als sogenannte Flächenlast senkrecht zur Grundfläche. Wenn es lange und intensiv schneit, „stapelt“ sich der Schnee schichtweise auf dem Dach.
Straßenfahrt
Eine ausschlaggebende Eigenschaft unserer Tiny Häuser ist ihre Fähigkeit, im Straßenverkehr transportiert zu werden. Dies bedeutet für Wechselbrücken ein Transport auf dem Tieflader, und für alle Häuser mit einem Chassis als Unterbau, der Transport als Anhänger mit Ihrem PKW. Während solcher Straßenfahrten sind zusätzliche Lastfälle, und andere Dinge, wie G-Kräfte in Kurvenfahrten zu beachten.
Es ist zu beachten, dass bei Tiny Häusern – genauso wie bei gewöhnlichen Anhängern, das Heck frei schwingt. Dabei verstärkt die inverse Lastverteilung dieses Schwingen, sodass bei der Fahrt besonders darauf geachtet werden muss, nicht ins Schlingern zu kommen.
Bei Fahrten mit dem Tiny House fallen Lasten durch die Umgebungswinde und Fahrtgeschwindigkeit an.
Bei Kurvenfahrten wirken verstärkte G-Kräfte auf das Tiny House. Dabei beachten wir Vorgaben zur Ladungssicherung.
2015
Traditionelles Ständerwerk
Ein traditionelles Ständerwerk ist dominiert von Pfosten (senkrechten Stäben). Für Durchbrüche, wie etwa Fenster und Türen, werden Riegel (waagerechte Stäbe) nach Bedarf eingebaut. Zur Aussteifung gegen eine Parallelogrammverschiebung werden dann Windrispen (Stahlbänder), im Idealfall kreuzweise, auf das Ständerwerk aufgebracht. Alternativ kann diese Aussteifung über Kopfbänder oder vergleichbare diagonale Stäbe erfolgen.
2018
Rautenständerwerk
Unser Rautenständerwerk ist aus der statischen Analyse heraus entstanden, dass Tiny Houses gegenüber großen Gebäuden weniger von vertikalen und mehr von lateralen und horizontalen Kräften beansprucht werden. Ein traditionelles Tragwerk kann aus diesem Grunde tragwerkstechnisch prinizipiell nicht die 1. Wahl sein.
Wir haben uns in aufwendiger Entwicklungsarbeit daran gemacht, ein Ständerwerk zu entwickeln, welches eben diese lateralen und horizontalen Kräfte ideal abträgt und sind nach über 700 Iterationen zu dem Rautenständerwerk gelangt, wie es in unserem Musterhaus zu sehen und spüren ist.
2019
Hybrid-Ständerwerk
Im Hybrid-Ständerwerk haben wir die charakteristischen Vorteile des traditionellen und des Rautenständerwerks kombiniert.
Das traditionelle Ständerwerk hat zwar keine tragwerkstechnischen Vorteile, bietet aber ein reguläres senkrechtes Raster zur waagerechten und senkrechten Verschraubung von Innen- und Außenverkleidung. Der Wert steckt in seiner Praktikabilität.
Das Rautenständerwerk genießt ganz klar Alleinstellungsmerkmal in der Effizienz als Tragwerk, der primären Aufgabe eines Ständerwerks.
Durch die Kombination der beiden Systeme konnten wir die Praktikabilität des traditionellen Ständerwerk komplett erhalten und die Effizienz des Rautenständerwerks etwas weniger pointiert, aber doch in erstaunlich hohem Maße beibehalten.
Die Ingeneiursarbeit an >1000 Modellen hat uns vom traditionellen zum Rautenständerwerk und schließlich zu einem Allrounder mit Spitzenwerten geführt, unserem Hybridständerwerk.
2020
Strebenfachwerk (light wood framing)
Die Entwicklung von dem Hybrid-Ständerwerk weg, hin zum Strebenfachwerk rührt daher, dass wir einen Weg gefunden haben, unsere Fassade auch mit dem Einsatz von weniger Balkenware zu montieren.
Es ist außerdem von Vorteil, die Diagonalpfosten über die gesamte Höhe durchlaufen zu lassen, und keine Unterbrechung inmitten der Diagonalen zu haben. Wechsel haben wir deswegen trotzdem. Für Fenster, Lofts oder für die Montage unserer Fassadenelemente. Diese sind aber im Vergleich zu der Rautenbauweise weniger dramatisch, da die Diagonalpfosten, welche den Großteil der Kräfte aufnehmen, aus einem durchgehenden Stück Holz gefertigt sind.
2022
Strebenfachwerk (timber framing)
Timber Framing verwendet im Vergleich zum Light Wood Framing weniger Hölzer mit größerem Querschnitt. Das lässt unsere Bauweise immer mehr an den traditionellen Fachwerkbau erinnern, den man aus Fachwerkhäusern eben kennt.
Der Einsatz von wenigen, dafür massiveren Diagonalpfosten führt zwar nicht unbedingt zu dem Einsatz von weniger Holzmasse insgesamt, dafür bringt er andere Vorteile mit sich, welche die Einbußen im Leichtbau wieder fit machen.
So spart man sich eine Menge an teurer Verbindungstechnik und Arbeitskraft, da einfach weniger Verbindungen durchzuführen sind. Sei es im Wechsel oder bei der Anbindung an Chassis oder Rähm.
Die physikalischen Eigenschaften im Blick auf Kraftaufnahme etc. steigen ebenfalls erheblich bei dem Wechsel auf einen größeren Querschnitt.
Lust auf etwas Tragwerkstechnik?
Du findest im folgenden softe Theorie zum Eintauchen:
Faserrichtung trumpft
In der Konzeptphase eines Ständerwerks ist es sinnvoll festzustellen, in welcher Reihenfolge die vertikalen, horizontalen und lateralen Lasten auf das Gebäude dominieren.
Die meisten Fasern des Ständerwerks sollten nämlich in eben diese dominierende Lastrichtung verlaufen. Denn Faserwerkstoffe, wie Holz, sind meist um einen Faktor von bis zu 8 leistungsfähiger darin, Lasten in Richtung ihres Faserverlaufs aufzunehmen, als sie es rechtwinklig zu ihrem Faserverlauf sind.
Nun verhält es sich natürlich nicht ganz so einfach. Denn Lasten treffen nicht ausschließlich vertikal, horizontal und lateral auf das Gebäude. Kräfte wirken aus allen Richtungen, sogar solche, die das TIny House geradewegs in den Himmel heben möchten.
Eine nahezu ideales Ständerwerkkonzept ist unter anderem deswegen ohne statische Computersimulationen praktisch nicht möglich. Es bleibt jedoch der Grundgedanke, dass Ständerwerke grundsätzlich nach ihren dominanten Faserrichtungen beurteilt werden können, weil Faserrichtung trumpft.
Oberflächen-Volumen-Verhältnis indiziert Parallelogrammverschiebung
Tiny Houses haben grundsätzlich ein besonders hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Nehmen wir exemplarisch ein Tiny House in Würfelform mit 10m Länge, 2,5m Breite und 4m Höhe. Dem gegenüber stellen wir ein Haus in Würfelform mit 12m Länge, 10m Breite und 9m Höhe.
Tiny House
Oberfläche: 150m² ((10m*2,5m+10m*4m+2,5m*4m)*2)
Volumen: 100m³ (10m*2,5m*4m)
Verhältnis: 1,5 (150/100)
Haus
Oberfläche: 636m² ((12m*10m+12m*9m+10m*9m)*2)
Volumen: 1.080m³ (12m*10m*9m)
Verhältnis: 0,59 (636/1.080)
Das Oberflächen-Volumen-Verhältnis des Tiny Houses ist etwa 2,5 (1,5/0,59) mal so groß wie das des Hauses. Das ist ein sehr großer Sprung. Erhöhen wir zur Verdeutlichung das besagte Verhältnis noch einmal um 2,5 vom Haus aus, landen wir etwa bei dieser beinahe palastartigen Größe mit 35m Länge, 25m Breite und 20m Höhe.
Palast
Oberfläche: 4.150m² ((35m*25m+35m*20m+25m*20m)*2)
Volumen: 17.500m³ (35m*25m*20m)
Verhältnis: 0,23 (4.150/17.500)
Die Veränderung des Oberflächen-Volumen-Verhältnis zum Tiny House hin, sollte Beachtung finden. Denn je höher das Oberflächen-Volumen-Verhältnis, desto mehr muss das Ständerwerk Parallelogrammverschiebungen widerstehen.
Zur Veranschaulichung der Thematik eine Analogie: Stell Dir ein Tauziehen vor, bei der jeder Mensch nur mit dem linken Arm ziehen darf und mit der rechten ein 10kg-Gewicht in den Himmel strecken muss. Nun steht auf einen Seite ein Elefant und auf der anderen 10 Männer und Frauen. Im nächsten Schritt ersetzen wir diese 10 Menschen durch 1 Person, die ebenso stark ist wie die vorigen 10 gemeinsam. Nun muss die eine Person mit dem linken Arm wie die 10 Menschen zuvor einen Elefanten bezwingen, mit dem rechten Arm, muss er aber nur 10kg hochheben weil er 1 Mensch ist, wohingegen zuvor 100kg in den Himmel gestreckt werden mussten.
Übertragen gesprochen kürzen wir ein Gebäude von 10m Breite auf 1m Breite. Das Gebäude muss nun natürlich nur 10% der Schneelast aufnehmen weil das Dach um 90% verkleinert wurde (Dies sind die 100kg auf 10kg). Die Länge des Hauses hat sich jedoch nicht geändert und dort trifft die Windlast mit derselben Kraft auf (Dies ist der Elefant, dessen Kraft unverändert bleibt).
Betrachten wir also nur die Schneelast erscheint es, dass wir unser Ständerwerk in derselben Art beibehalten und nur im selbem Maße mit der Breite des Gebäudes kürzen. Betrachten wir jedoch die Windlast, darf das Ständerwerk gar nicht gekürzt werden.
Das zur Verfügung stehende Holz in der 1m breiten Wand muss nun viel mehr waagerechte Last als senkrechte Last abtragen. Ist der Stiel zu senkrecht ausgerichtet, kommt es also zunehmend zu Parallelogrammverschiebungen. In anderen Worten: Die Raumtiefe, und damit das Potential der Wand, dem Wind zu widerstehen, nimmt ab. Im Gegenzug müssen die Stäbe waagerechter ausgelegt werden also zuvor, um zum kompensieren, dass nun weit mehr waagerechte als senkrechte Lasten vorhanden sind.
Auf diese Weise induziert ein zunehmendes Oberflächen-Volumen-Verhältnis die Gefahr einer Parallogramverschiebung. Noch einmal in anderen Worten: Mit zunehmendem Oberflächen-Volumen-Verhältnis werden waagerechte Fasern im Ständerwerk immer wichtiger und senkrechte unwichtiger.
Nicht in Frage kommende Alternativen
Unter den Konstruktionshölzern gibt es neben der Fichte etwa die Birke oder auch Buche. Ihr Verhältnis von Stabilität zu Gewicht liegt jedoch nie so günstig, wie das von Fichte.
Metalle sind abgesehen von wenigen Ausnahmen im Bau von Tiny Houses ungeeignet. Der Grund: Kältebrücken.
Materialien wie Stahl und Aluminium misst man gelegentlich scherzend den Dämmwert einer offenen Tür bei. Wenngleich das nicht stimmt bestehen sie jedoch nicht den Vergleich zu Holz. Um den Dämmwert von 10cm Fichte (U-Wert=1,06) mit Stahl zu erreichen, benötigen wir 39m (U-Wert=1,08). Bei Aluminium sogar 120m (U-Wert=1,09). Eine solche Wanddicke ist beinahe unvorstellbar und macht deutlich, dass ein Ständerwerk aus Metall eine klare Kältebrücke im Winter und Hitzebrücke im Sommer ist.
Kältebrücken dieser Art sind jedoch nicht nur wärmedämmtechnisch nachteilig. Die Gefahr für Dein Tiny House liegt im Kondensat, zu welchem ein Ständerwerk mit Kältebrücken führt. Als Faustregel gilt, dass Kondensat entsteht, wenn eine Kältebrücke den warmen mit dem kalten Bereich verbindet. Der warme Bereich ist dabei Dein Tiny House und der kalte Bereich die Umwelt. Durch das Aufeinandertreffen beider Temperaturen auf einem stark wärmeleitenden Material kommt es zu Kondensat am Metall. Dieses Kondensat befindet sich nun innerhalb Deiner Wand und kann über kurz oder lang zu Schimmelbildung führen.
Abgesehen von speziellen Ausnahmen raten wir Dir von einem Metall-Ständerwerk stark ab!
Kunststoffe vereinen die gute Witterungsbeständigkeit vom Metall mit der geringen Wärmeleitfähigkeit von Holz. Diese Kombination macht sie sehr interessant.
Gleichzeitig aber sind die baurechtlichen Zulassungen von Kunststoffen als Konstruktionsmaterialien in Deutschland recht rar. Der Bausektor verändert sich nur langsam und Kunststoffe in der Qualität von Konstruktionsmaterial sind noch jung.
Aufgrund des Gewichts von Steinen werden sie im Bau von Tiny Houses nicht in der Konstruktion verwendet.
CNC-Bearbeitung
Allgemein
CNC bedeutet „Computer Numerical Control“. Die CNC-Bearbeitung ist demnach eine Maschinenbearbeitung, bei der die Maschinen von einem Computer und nicht von einem Menschen angesteuert werden.
Bei der Bearbeitung von Konstruktionshölzern bezeichnet man diese CNC-Arbeit auch als Abbund.
Präzision
Der Präzisionsunterschied ergibt sich bei Mensch und Maschine nicht prinzipiell durch ihr Werkzeug. Zwar erhält der Mensch einen Bohrer mit ergonomischen Griff und die Maschine etwa einen Bohrer mit Befestigung über einen Gewindestift, der Bohrkopf aber bleibt derselbe.
Der Unterschied ergibt sich durch die Werkzeug-Führung. Der Mensch führt sein Werkzeug mit handwerklichem Geschick und Erfahrung, die Maschine über einen Computer, welche die Position des Werkzeugs in einem 3D-Koordinatenraster bestimmt.
In sehr einfachen Bearbeitungsschritten kann der geübte Handwerker die Qualität einer CNC-Maschine erreichen. In >90% aller Bearbeitung ist es dem Menschen jedoch nicht möglich, die Präzision von Maschinen zu erreichen.
Qualität: Graduell und Kategorisch
Meist liegt der Vorteil von Maschinen in der Präzision ihrer Bearbeitung. Man kann dies einen graduellen Qualitätsunterschied nennen.
Gelegentlich sind wir aber mit Bearbeitungen konfrontiert, die in erster Linie nicht einmal menschenmöglich sind. Die Maschine bietet an diesen Stellen nicht nur einen graduellen, sondern kategorischen Qualitätsunterschied.
Profil-Fräse
Die Profil-Fräse ermöglicht uns den exakten Zuschnitt unseres Ständerwerks. Mit ihr können wir Schrägen, Ausklinkungen, Bohrungen, Markierungen und mehr in Millimeterpräzision am gesamten Ständerwerk durchführen.
Chassis
Jede Modellierung beginnt mit dem Chassis. Es stellt den Grundstein eines Tiny Houses dar, da durch das Chassis alle Lasten in das Erdreich abgeführt werden müssen, egal ob Fahrt oder Stand. Anhänger und Wechselbrücken werden im Allgemeinen aus Stahl- oder Aluminiumprofilen gebaut, in Sonderfällen kommen auch Holz und Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Diese Profile werden meistens als Flächen modelliert, da diese es in der Auswertung ermöglichen lokale Spannungsspitzen zu identifizieren und nur dort Verstärkungen einzubringen, anstelle das gesamte Profil höher dimensionieren zu müssen.
Ständerwerk
Auf oder an das Chassis wird das Ständerwerk angebracht. Das Ständerwerk bildet nicht nur ein optisches Highlight, sondern erfüllt in erster Linie die Aufgabe, alle Lasten, die auf das Tiny House einwirken, aufzunehmen und weiterzuleiten. Das eigentliche Ständerwerk besteht aus Diagonal-, Eck- und Stirnpfosten. In dieses werden daraufhin die Wechsel für Türen und Fenster eingebracht, sowie die Riegel und Sparren für Lofts oder Empore. Als Werkstoff wird für das gesamte Ständerwerk ein Fichte/Tannen Brettschichtholz (BSH) der Festigkeitsklasse C24 verwendet.
Verbindungstechnik
Die passende Dimensionierung von Hölzern im Ständerwerk und den Profilen im Chassis stellt immer nur die halbe Miete dar. Die beiden Komponenten müssen auch miteinander verbunden werden, auf eine Weise, dass alle Kräfte und Momente von einem Träger in den anderen weitergeleitet werden können. Hier kommt die Verbindungstechnik zum Einsatz. Um die Verbindungstechnik berücksichtigen zu können, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise für Kreuzverschraubungen gibt es von den Herstellern allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen, über welche die Tragfähigkeit eines Schraubenpaares berechnet wird und dann mit den Schnittgrößen an der Verbindungsstelle abgeglichen werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Verschraubungen direkt in dem Statikprogramm zu modellieren und darüber den Nachweis zu erbringen.
Wind
Windlast
Die Windlast bezieht sich auf die Kraft oder Belastung, die der Wind auf eine Struktur ausübt, wie zum Beispiel ein Gebäude, eine Brücke oder eine andere Konstruktion. Sie wird durch Faktoren wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung und der Form der Struktur beeinflusst. Ingenieure berücksichtigen die Windlast bei der Gestaltung von Gebäuden, um sicherzustellen, dass sie den Kräften standhalten können, die durch den Wind erzeugt werden.
Windlasten sind eine durch das Klima bedingte und veränderliche Einwirkung auf Bauwerke oder Bauteile. Die Windlast ergibt sich aus der Druckverteilung um ein Bauwerk, welches einer Windströmung ausgesetzt ist. Die Windlast wirkt im Allgemeinen als Flächenlast senkrecht zur Angriffsfläche und setzt sich vor allem aus Druck- und Sogwirkungen zusammen. So entsteht bei einem Bauwerk an den frontal angeströmten Flächen durch die Strömungsverlangsamung ein Überdruck (Winddruck). Im Bereich der Dach- und Seitenflächen löst sich die Luftströmung an den Gebäudekanten ab und bewirkt dort einen Unterdruck (Windsog). Durch den Nachlaufwirbel wird an der Gebäuderückseite ebenfalls ein Unterdruck erzeugt. In den Normen werden die Windlasten in Rechenwerte zur Ermittlung der Tragwerkssicherheit überführt. Dabei wird aufgrund der starken zeitlichen und räumlichen Schwankungen der ausgeprägt stochastische Charakter beachtet.
Windzonen
Windzonen sind geografische Zonen, die in Deutschland in vier Windzonen mit unterschiedlichen Grundwindgeschwindigkeiten unterteilt sind. Die Grundwindgeschwindigkeiten sind wie folgt untergliedert:
- Grundgeschwindigkeit: 22,5 m/s (Windzone 1)
- Grundgeschwindigkeit: 25,0 m/s (Windzone 2)
- Grundgeschwindigkeit: 27,5 m/s (Windzone 3)
- Grundgeschwindigkeit: 30,0 m/s (Windzone 4)
Vor allem in Grenzgebieten der Windzonen ist es schwierig, diese eindeutig festzulegen. Es gibt auch eine DIN EN 1991-1-4 Windzone Karte.
Geländekategorien
Bei statischen Berechnungen zu Wind sind die Geländekategorien von Bedeutung. Die Geländekategorien sind in der DIN EN 1991-1-4 definiert und geben an, wie stark der Wind auf ein Gebäude einwirkt. Die Geländekategorie hängt von der Umgebung ab, in der sich das Gebäude befindet. Es gibt vier Geländekategorien, die wie folgt definiert sind:
- Geländekategorie I: Offenes Gelände mit einer Höhe von weniger als 10 Metern.
- Geländekategorie II: Offenes Gelände mit einer Höhe von mehr als 10 Metern.
- Geländekategorie III: Bebauung mit einer Höhe von weniger als 15 Metern.
- Geländekategorie IV: Bebauung mit einer Höhe von mehr als 15 Metern.
Schnee
Schneelast
Schneelasten sind eine durch das Klima bedingte und veränderliche Einwirkung auf Bauwerke oder Bauteile. Die Schneelast oder Schneedruck gehört zu den klimatisch bedingten veränderlichen Einwirkungen auf Bauwerke. Sie hängt von Schneeart und Schneemenge ab. Die baulichen Lastannahmen bezüglich der Schneelast, auf die eine Dachkonstruktion auszulegen ist, hängen ab von der geografischen Lage und von der Form des betrachteten Bauwerks. Die charakteristischen Werte für Schneelasten werden für regionale Zonen (Schneelastzonen) mit unterschiedlichen Intensitäten der Schneelast ermittelt.
Schneelastzonen
In Deutschland ist die Schneelast in fünf verschiedene Zonen unterteilt: Zone 1, 1a, 2, 2a und 3. Diese Schneelastzonen teilen Deutschland grob in Klimazonen ein, in denen gewöhnlich mehr oder weniger Schnee fällt. Eine kleinere Nummer bedeutet dabei eine geringere Schneelast. Die charakteristischen Werte für Schneelasten (sk) werden für regionale Zonen (Schneelastzonen) mit unterschiedlichen Intensitäten der Schneelast ermittelt.
- In Zone 1 beträgt die Schneelast bis zu 0,65 kN/m² bis zur Höhe von 400 m.
- In Zone 1a beträgt die Schneelast bis zu 0,81 kN/m² bis zur Höhe von 400 m.
- In Zone 2 beträgt die Schneelast bis zu 0,85 kN/m² bis zur Höhe von 285 m.
- In Zone 2a beträgt die Schneelast bis zu 1,06 kN/m² bis zur Höhe von 285 m.
- In Zone 3 beträgt die Schneelast bis zu 1,10 kN/m² bis zur Höhe von 255 m.
Dachform
Die Schneelast hängt von der Form des Dachs ab, da die Schneelast auf eine Dachfläche verweht werden kann. Die charakteristische Schneelast kann durch Formbeiwerte abgemindert oder erhöht werden. Je größer die Dachneigung desto geringer ist der Formbeiwert – umso geringer die Schneelast. Die zulässige Schneelast gibt an, wie viel Schnee ein Hausdach aushält. Die Schneelast ist generell abhängig von der Form sowie der geografischen Lage des Bauwerks und wirkt als sogenannte Flächenlast senkrecht zur Grundfläche. Wenn es lange und intensiv schneit, „stapelt“ sich der Schnee schichtweise auf dem Dach.
Nicht in Frage kommende Alternativen
Aufgrund seiner mangelnden Witterungsbeständigkeit ist Holz keine sinnvolle Option in der Materialwahl. Als Fundament eines Hauses, das auf Jahrzehnte bestehen soll, ist es deshalb ungeeignet.
Gegenwärtig ist Carbon, bezogen auf sein Gewicht, eines der stabilsten Materialien überhaupt. Von Jahr zu Jahr fallen die Materialpreise durch stetige Produktionsoptimierung. Bis sich jedoch erschwingliche Preise ergeben, die mit Aluminium und Stahl Schritt halten können, wird es noch einige Jahre dauern.
GFK wird gelegentlich als „kleiner Bruder“ des hochwertigeren CFK bezeichnet. Auf das Gewicht betrachtet übersteigt die Stabilität von GFK immer noch Aluminium und Stahl und ist zudem erschwinglich im Materialpreis.
Denkbar ist demnach ein Chassis aus GFK. Hier fehlen jedoch die Erfahrungswerte von Straßenfahrten. Die Fahrt auf der Straße wirkt mit dynamischer Last auf einen Anhänger. Stahl und Aluminium haben sich über die Jahrzehnte behaupten können. Das Verhalten von GFK und insbesondere seiner Verbindungen bei solchen Kräften ist jedoch wenig bekannt.
Das Chassis von TechTinyHouse
Unser Chassis ist ein wesentlicher Bestandteil unserer ganzheitlichen Systematik im Bau von Tiny Houses
Unser Chassis haben wir über Jahre entwickelt, um es so zu haben, wie wir es für unseren Eigenbedarf auch selbst nutzen würden. Dieses Designer-Chassis ist für Tiny Housler bestimmt, die Wert legen auf ein für die ganz spezifischen Anforderungen von Tiny Houses gebautes Chassis – ein Chassis, das auf den Rest des Tiny Houses abgestimmt ist und mit ihm ein systematisches Ganzes bildet.
Bauen wir ein Chassis aus Stahl, dann setzen wir den hochwertigsten Baustahl ein, der innerhalb der geforderten Profilgeometrie zu finden ist.
Ebenso nutzen wir Aluminium mit höheren Festigkeitswerten und sehr hoher Korrosionsbeständigkeit für unsere Alu-Anhänger.
Unsere Stahlteile werden von Maschinen gelasert und von Maschinen gekantet. Durch aufwendig konstruierte Fügehilfen erreichen wir so von Anfang bis Ende gleichbleibende Qualität in Maschinenpräzision.
Wir sind verrückt nach Leichtbau! Doch dies niemals zulasten der geltenden Standards und Normen. Insbesondere über konstruktiven, aber auch über technologischen Leichtbau kitzeln wir ein Minimum an Gewicht heraus.
Ein ordentlicher Anhänger lässt sich selbstverständlich auch gut fahren. Wir beachten deshalb im Design unseres Chassis die geltenden Normen für den öffentlichen Straßenbau. Durch das Verzahnen unserer Stahlteile, die aufwendigen Verbindungen unserer Aluminiumteile, die gewählten Profilgeometrien und zusätzliche Unterstützungen gegen Torsion ist das Fahrverhalten auch bei Chassis bis zu 12 m Länge sehr gut.
Du findest bei uns aus Überzeugung nur Hochlader: keine den Aufbau und die Raumnutzung störenden Radkästen und keine Begünstigung von Undichtigkeiten und Instabilitäten. Unter ihresgleichen sind unsere Hochlader aber echte Lowrider.
Unsere Anhänger sind für ein langes Leben gebaut. Dafür sorgen wir durch Verstärkungsbleche an allen kritischen Stellen rund um den Anhänger, die wir durch unser CAD identifiziert haben.
Zuwasser
Rohre
Man kann Zuwasserrohre in drei primären Ausführungen erhalten. Dazu gehören reine Kunststoffrohre, rein metallische Rohre (meistens Kupfer), sowie Verbundrohre, die beide genannten Materialien enthalten. Typischerweise sind Verbundrohre folgendermaßen aufgebaut: eine Schicht Kunststoff innen, dann eine Schicht Metall (z.B. Aluminium) in der Mitte, und außen dann auch wieder eine Schicht Kunststoff. Somit kommt das Trinkwasser, genauso wie bei reinen Kunststoffrohren, ausschließlich mit Kunststoff in Kontakt. Es gibt aber auch Verbundrohre, die anders aufgebaut sind. Und zwar haben diese als innerste Schicht ein Metall (z.B. Kupfer oder Edelstahl), und darüber dann eine Schicht aus Kunststoff. Solche Rohre sind für uns besonders attraktiv, da wir vermeiden wollen, dass das Wasser in Kontakt mit Kunststoffen kommt. Der Hauptgrund dafür ist, dass der Pilzbefall bei Kunststoff durch dessen Oberflächenbeschaffenheit stärker ist (sog. Filmbildung). Außerdem kann man nie ausschließen, dass sich keine mikroskopischen Stoffmengen aus dem Kunststoff lösen und somit in das Trinkwasser gelangen.
Nun gibt es auch einen guten Grund, sich aktiv für ein metallisches Rohr zu entscheiden, und nicht nur nach dem Ausschlussprinzip zu handeln. Die sogenannte Fließregel: Sie besagt, dass Rohre zum Verbraucher hin immer edler werden müssen. Als Hersteller von Tiny Häusern können wir nicht wissen aus welchen Netzen das Zuwasser kommen wird, und wie edel diese Netze bereits sind. Somit gehen wir auf Nummer sicher, und wählen direkt das edelste Material als interne Zuwasserleitung: Edelstahl.
Der Grund, warum wir uns dann für ein Verbundrohr und kein rein metallisches Rohr entscheiden, liegt in der Steifigkeit von rein metallischen Rohren. Verformungen durch Setzung, Fahrten, etc. können nicht vom Rohr aufgenommen werden, wodurch sich die Kräfte an den Fittings anstauen und eventuell zu Lecks führen könnten. Ein Verbundrohr ist in diesem Fall nicht so stark belastet, da sich das Rohr verformt, bevor es zu einem Kraftstau an den Fittings kommt. Inmitten des Rohres ist die Wahrscheinlichkeit eines Lecks durch Verformung praktisch null.
All diese Argumente führen uns zu einem, optimalen Zuwasserrohr für die Verwendung in Tiny Häusern: Einem flexiblen Verbundrohr, dessen innerste Schicht aus Edelstahl besteht.
Nun gehört zu der Wahl des richtigen Rohres auch die Wahl passender Fittings. Diese Wahl wird durch das Strömungsverhalten gefallen. Dieses sollte möglichst reibungslos sein, sodass sich keine Ablagerungen an den Übergängen sammeln können. Bei weniger qualitativen Fittings kann es dazu kommen, dass sich beispielsweise der Durchmesser von Rohr auf Fitting verkleinert, und somit ein eher holpriger Übergang entsteht. Außerdem sollte bei Fittings ebenfalls auf die Fließregel geachtet werden.
Filter
Die Wahl der richtigen Filter ist besonders bei bestrebter Autarkie ein äußerst wichtiges Thema. Obwohl es sich erstmals etwas übertrieben anhören mag, empfehlen wir den Einsatz von drei Filtern im Zuwassersytem des Tiny Houses. Der erste Filter ist an der Schnittstelle von Fremdnetz und Tank platziert und filtert die gröbsten Partikel und Unreinheiten aus dem Wasser. Der zweite Filter sitzt an der Schnittstelle von Tank und dem Hausnetz. Dort wird das Wasser für den Gebrauch in Bad, Dusche etc. aufbereitet, nachdem es einige Zeit im Tank verbracht hat. Der dritte und letzte Filter ist an der Trinkwasserzapfstelle platziert. Dieser filtert neben Partikeln auch andere Unreinheiten wie Medikament-Rückstände oder Bakterien aus dem Wasser.
Die beliebteste Art, Trinkwasser zu filtern, ist die Filterung durch eine Umkehrosmoseanlage (RO-Anlage). Der Filterungsprozess beginnt normalerweise mit einer Vorfiltration, bei der größere Verunreinigungen wie Sand, Schlamm, Rost und Sedimente aus dem Rohwasser entfernt werden, um die empfindlichen Membranen in der Umkehrosmoseeinheit zu schützen. Dabei helfen die zwei vorinstallierten Filter. Das Herzstück der Umkehrosmoseanlage ist die semipermeable Umkehrosmosemembran. Diese Membran besteht aus mikroskopisch kleinen Poren, die nur Wassermoleküle durchlassen können, während sie die meisten gelösten Feststoffe, Schwermetalle, Bakterien, Viren und andere Verunreinigungen zurückhalten. Um das Wasser durch die Umkehrosmosemembran zu zwingen, wird Druck auf das Rohwasser ausgeübt. Dieser Druck überwindet den osmotischen Druck und zwingt das Wasser, von der konzentrierteren Seite der Membran (Rohwasserseite) zur verdünnteren Seite (Reinwasserseite) zu fließen. Dabei werden die meisten Verunreinigungen und Salze zurückgehalten. Auf der anderen Seite der Umkehrosmosemembran wird das gereinigte Wasser, auch Permeat genannt, gesammelt und für den Verbrauch bereitgestellt. Dieses Wasser ist im Allgemeinen frei von den meisten Verunreinigungen und Salzen und daher trinkbar. Während des Prozesses wird ein Teil des Rohwassers als Konzentrat abgeleitet, das die zurückgehaltenen Verunreinigungen und Salze enthält und oft in den Abfluss oder ein Entwässerungssystem geleitet wird. Die Umkehrosmoseanlage kann eine Vielzahl von Verunreinigungen aus dem Wasser entfernen, darunter Schwermetalle, Pestizide, organische Chemikalien, Salze und viele andere. Sie ist eine äußerst effektive Methode zur Bereitstellung von sauberem und trinkbarem Wasser, insbesondere in Gebieten mit problematischem Grundwasser oder hohem Salzgehalt im Wasser.
Die beste Filtertechnik zur Trinkwasseraufbereitung hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Ausgangsqualität des Rohwassers, der Art der Verunreinigungen, die entfernt werden müssen, der verfügbaren Ressourcen und des Budgets. Hier gibt es neben RO-Anlagen mehrere effektive Filtertechniken, die je nach den spezifischen Anforderungen und Bedingungen eingesetzt werden können. In vielen Fällen werden mehrere dieser Techniken in Kombination eingesetzt, um eine umfassende Trinkwasseraufbereitung sicherzustellen. Es ist ratsam, eine Wasseranalyse durchzuführen, um die spezifischen Anforderungen für die Aufbereitung des Wassers individuell zu bestimmen.
Aktivkohlefilter sind wirksam bei der Entfernung von organischen Verbindungen, Chlor, Schwermetallen und einigen Chemikalien. Sie sind oft in Kombination mit anderen Filtertechniken wie Sedimentfiltration oder UV-Desinfektion im Einsatz.
Sedimentfilter werden verwendet, um große Partikel wie Sand, Schlamm und Rost aus dem Wasser zu entfernen. Sie dienen dazu, die Lebensdauer von feineren Filtern wie Aktivkohle oder Umkehrosmosemembranen zu verlängern.
Neben der Umkehrosmose gibt es auch andere Membranfiltrationsverfahren wie Mikrofiltration und Ultrafiltration, die Bakterien, Viren und kleinere Partikel aus dem Wasser entfernen können.
UV-Desinfektionssysteme verwenden ultraviolettes Licht, um Krankheitserreger wie Bakterien, Viren und Protozoen im Wasser abzutöten. Sie sind besonders nützlich, wenn es darum geht, mikrobiologisch sicheres Trinkwasser bereitzustellen.
Diese Methode wird häufig eingesetzt, um bestimmte Ionen wie Natrium oder Härtebildner aus dem Wasser zu entfernen. Ionenaustauscher werden oft in Haushaltswasserenthärtungssystemen eingesetzt.
Diese Techniken verwenden Chemikalien, um Schadstoffe zu destabilisieren und sie zu größeren Partikeln zusammenzuführen, die dann leichter entfernt werden können.
Tank
Bei der Wahl des Frischwassertanks erfolgt die Wahl des Materials nicht nach denselben Kriterien, denen sie im Falle der Zuwasserrohre folgt. Denn ein Tank aus reinem Edelstahl ist zwar möglich und wäre ohne die Existenz von Filtern vielleicht auch die beste Wahl, dennoch handelt es sich hierbei um eine sehr schwere und kostspielige Art der Wasserlagerung. Kunststofftanks sind um einiges leichter und günstiger, und durch den Einsatz von Filtern lassen sich jegliche negative Nebenwirkungen eliminieren.
Aus vergangenen Projekten haben wir gelernt, keinen Flexitank einzusetzen. Für den Bootsbau entwickelt, sind diese Tanks, wie der Name schon sagt, extrem flexibel. Man kann sie sich wie eine Art Weinschlauch vorstellen, dessen einzig feste Komponenten die Gewinde für Zu- und Abwasseranschluss sind. Durch diese Flexibilität im restlichen Tank, können sich die Anschlüsse schief stellen, und Lecks entstehen. Ursprünglich waren diese Tanks für uns sehr attraktiv, da es schwierig war, Tanks zu finden, deren Maße zu unseren Anforderungen gepasst haben. Die beste Position für Wassertanks im Tiny House ist zwischen der Traversen, unter dem Boden. Hier verbrauchen die Tanks keinen wertvollen Wohnraum, und müssen auch nicht getrennt vom Haus transportiert werden. Diese Platzierung erfordert ein sehr ungewöhnliches Format: obwohl die Tanks beinahe so breit wie das Haus sein könnten, ist deren Länge auf das Raster der Quertraversen, und deren Tiefe auf die maximal mögliche Tiefe des Unterbaus beschränkt.
Aus diesem Dilemma heraus kamen wir schließlich zu einer einzigen Lösung: Wir müssen den Tank selbst bauen. Um Tanks in diesem Format selbst zu bauen, verwenden wir Polyethylen (PE). Um genauer zu sein HDPE (High-Density-Polyethylen). HDPE wird aus mehreren Gründen als geeignete Materialoption für die Herstellung von Trinkwassertanks angesehen: Eine entscheidende Eigenschaft von HDPE ist seine hohe chemische Beständigkeit sowie seine Resistenz gegenüber Korrosion. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es oft für die Lagerung von Trinkwasser verwendet, da es keine schädlichen Substanzen in das Wasser abgibt. HDPE ist äußerst langlebig und kann über lange Zeiträume hinweg im Freien eingesetzt werden, ohne nennenswerte Abnutzung zu zeigen. Die UV-Beständigkeit von HDPE macht es ebenfalls für den Außeneinsatz geeignet. In Bezug auf die Sicherheit ist HDPE ungiftig und für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen. Es sind keine bekannten gesundheitlichen Risiken im Zusammenhang mit dem Trinken von Wasser aus HDPE-Tanks bekannt. Die Verarbeitung von Polyethylen ist vergleichsweise einfach, da es sich leicht schweißen lässt. Dadurch können Tanks mit verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden. Ebenso ist es leicht zu bearbeiten, um Rohrleitungen und Armaturen zu installieren. HDPE-Trinkwassertanks erfordern nur minimalen Wartungsaufwand. Sie lassen sich leicht reinigen und müssen in der Regel nicht gestrichen oder beschichtet werden. Den Tank von Zeit zu Zeit zu reinigen, ist sehr wichtig. Deshalb bringen wir unsere Tanks so an, dass sie im Falle einer anstehenden Reinigung einfach abzulassen, und leicht zugänglich sind.
Thema Anschlüsse: Um an ein fremdes System anschließen zu können, ist es ratsam standardisierte Anschlüsse, beziehungsweise Anschlüsse, die sich nach dem Zuwassersystem richten, zu wählen. In unserem Fall bedeutet das ein 3/4″ Anschluss für den Tank und Sammelleitungen, und 1/2″ Anschlüsse für alle Anschlussleitungen. Zum Zuwasseranschluss an der Schnittstelle Fremdnetzwerk/Tank wechseln wir von unserem internen System auf einen GEKA-Anschluss. Dort kann man entweder direkt anschließen, oder, wenn der Anschluss des Fremdnetzwerks Gardena voraussetzt, einen GEKA-Gardena-Adapter zwischensetzen.
Warmwasser
Durchlauferhitzer erhitzen das Wasser erst dann, wenn es gebraucht wird, wodurch Energie gespart wird. Sie sind kompakt und platzsparend, was in kleinen Räumen wie Tiny Häusern von Vorteil ist.
Es ist wichtig zu beachten, dass man einen Durchlauferhitzer nur mit Drehstrom betreiben kann. Demnach könnte das vorhandene Stromnetz bereits ausschlaggebend für die Wahl der Warmwasserzufuhr sein.
Durchlauferhitzer kann man Gas- oder Elektrobetrieben erhalten. Gasbetriebene Wasserheizer sind eine Option für Orte, an denen kein Strom verfügbar ist oder wenn eine schnelle Erwärmung des Wassers erforderlich ist. Sie arbeiten mit Propan oder Erdgas und erzeugen heißes Wasser auf Abruf. Besonders wenn bereits Gasleitungen unter dem Haus verlegt sind, macht es Sinn sich für diesen Durchlauferhitzer zu entscheiden.
Die elektrische Variante des Durchlauferhitzers benötigt Strom, um das Wasser zu erhitzen. Sie ist eine gute Wahl, wenn das Tiny House an das Stromnetz angeschlossen ist.
Boiler sind Warmwasserbereiter mit einem Vorratstank, der das Wasser konstant auf einer bestimmten Temperatur hält. Sie bieten eine konstante Warmwasserversorgung, haben jedoch den Nachteil, dass sie Energie verbrauchen, um das Wasser im Tank auf Temperatur zu halten. Dazu kommt, dass sie im Vergleich zu Durchlauferhitzern mehr Platz verbrauchen, sowie ein höheres Gewicht aufbringen.
Boiler haben den Vorteil, über das einphasige Stromnetz betrieben werden zu können. Somit reicht der Zugang zu einer einfachen Schuko-Steckdose, um das Wasser in seinem Tiny House zu erwärmen.
Wasserführende Öfen, auch bekannt als wasserführende Kamine oder wasserführende Herde, sind Heizgeräte, die nicht nur dazu dienen, einen Raum zu beheizen, sondern auch warmes Wasser zu erzeugen, das für Heizzwecke oder zur Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Sie sind mit einem integrierten Wärmetauscher ausgestattet, der in der Regel aus Kupfer oder Edelstahl besteht. Das Heizwasser zirkuliert durch diesen Wärmetauscher und wird durch die Hitze des Ofens erwärmt. Diese Öfen sind oft eine umweltfreundliche und effiziente Methode zur Beheizung von Wohnräumen und zur Warmwasserversorgung in Gebäuden.
Es ist jedoch zu beachten, dass die Warmwasseraufbereitung immer die Aktivität des Ofens voraussetzt. Wenn die Umgebungstemperatur das Heizen überflüssig macht, muss man also eine andere Methode finden, an warmes Wasser zu kommen, oder den beheizten Innenraum in Kauf nehmen.
Abwasser
Im Zusammenhang mit Abwasser ist die Wasseraufbereitung im Vergleich zum Frischwasser kein wesentliches Thema. Aus diesem Grund müssen wir uns auch keine Gedanken bezüglich des Einflusses der Rohre auf die Wassergüte machen. Somit fällt die Wahl der Rohrausführung klar auf das reine Kunststoffrohr. Es ist leichter, günstiger und in einem breiten Sortiment zu erhalten.
Es gibt zwei Arten von Abwasserrohren: HT-Rohre und KG-Rohre. KG-Rohre finden hauptsächlich im Tiefbau Verwendung und sind daher für die Verwendung im Tiny House Sektor uninteressant.
Verglichen mit den Rohren für die Wasserversorgung gibt es bei HT-Rohren nicht so große Qualitätsunterschiede, was sich auch auf die Kosten auswirkt – sie sind in der Regel günstiger. Wir verwenden Rohre, deren Dichtungsring im Herstellungsprozess bereits eingepresst wird. Dadurch ist gewährleistet, dass die Dichtung beim Zusammenstecken der Rohre nicht schief sitzt oder herausfällt. Dazu ist keine zusätzliche Einfettung/Eindichtung nötig, da die Dichtungen selbstfettend sind.
Das Entgraten der Rohre ist ebenfalls nicht erforderlich. Obwohl wir es dennoch empfehlen, führt eine mangelhafte Entgratung dieser Rohre nicht zu Problemen, wie es bei anderen Rohren der Fall sein könnte.
Die Verbindungen dieser Rohre bestehen immer aus Rohr und Muffe. In unserem Fall sind die Muffen nur minimal größer als die Rohre selbst, was es ermöglicht, nachträglich eine Rohrdämmung anzubringen. Andernfalls müsste die Rohrdämmung seitlich angebracht werden, was zu störenden Stößen an den Übergängen und einer Beeinträchtigung der Dämmleistung führen kann.
Wichtig zu beachten ist, dass HT-Rohre im Grunde nicht UV-stabil sind. Daher ist es umso ratsamer, eine Rohrdämmung zu verwenden. Ohne diese Dämmung können die Rohre nur eine begrenzte UV-Stabilität von etwa zwei Jahren bieten.
Abwasserrohre kann man in Anschlussleitungen, Sammelanschlussleitungen, Fallleitungen und Grundleitungen unterteilen. Grundleitungen existieren in unserem System nicht. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass die jeweiligen Rohrdurchmesser an die individuellen Anforderungen angepasst werden. Bei Anschlussleitungen reicht oft ein Durchmesser von 50DN. Anschlussleitungen, welche eine höhere Kapazität erfordern, sowie Sammelanschlussleitungen sollten einen Durchmesser von mindestens 75DN aufweisen. Bei Fallleitungen wählen wir immer einen Durchmesser von 90DN. Es ist wichtig darauf zu achten, dass eine Leitung nie von einem größeren Durchmesser auf einen kleineren Durchmesser wechselt, sonst kann es zu einer Anstauung des Abwassers, und einer Verstopfung des Systems kommen.
Frostschutzmaßnahmen
In den Wintermonaten können Tiny Häuser vor besondere Herausforderungen gestellt werden, insbesondere wenn es um die Sanitäranlagen geht. Frost kann Wasserleitungen beschädigen und Tanks einfrieren lassen. Daher ist es entscheidend, geeignete Frostschutzmaßnahmen zu ergreifen, um den Komfort und die Funktionalität im Tiny Haus während der kalten Jahreszeit sicherzustellen.
Eine der grundlegendsten Frostschutzmaßnahmen für Sanitäranlagen im Tiny Haus ist die Rohrdämmung. Hierbei werden Isolationsmaterialien um Wasserleitungen gewickelt, um sie vor dem Einfrieren zu schützen. Gängige Isolationsmaterialien sind zum Beispiel Schaumstoffröhren. Diese helfen dabei, die Wärme im Inneren der Leitungen zu halten und die Auswirkungen von Kälte zu minimieren.
Ein gut gedämmtes Rohr macht einen immensen Unterschied in Sachen Energiesparen und Kostensenkung. Dazu spielt sie eine große Rolle beim Einhalten spezifischer Brandschutzbestimmungen.
Die Rohrbegleitheizung ist ein elektrisches Heizband oder Heizkabel zur Befestigung an Rohrleitungen. Es wandelt Strom in thermische Energie um und schützt flüssige Medien zuverlässig vor dem Einfrieren.
Warum braucht man eine Rohrbegleitheizung?
Führen Leitungen flüssige Medien durch unbeheizte Bereiche, könnten diese im Winter einfrieren. Die Rohre könnten platzen und Wasser- oder Umweltschäden wären die Folge. Um das zu verhindern, kommt die Rohrbegleitheizung zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine Elektroheizung in Kabelform. Sie lässt sich direkt an den Rohren befestigen und erwärmt diese bei Bedarf. Möglich ist das über einen Heizleiter, der sich unter Spannung erhitzt. Die Heizung ist dabei in zwei Arten erhältlich:
- selbstregulierende Heizbänder
- einfache Heizkabel mit Thermostat
Für die Temperaturregelung des Zu- und Abwassers unserer Tiny Häuser verwenden wir selbstregulierende Heizbänder.
Was bedeutet selbstregulierendes Heizband?
Wie der Name bereits vermuten lässt, passen selbstregulierende Heizbänder ihre Leistung von allein an die Gegebenheiten an ihrem Einsatzort an. Das heißt: Unterschreitet die Umgebungs- oder Medientemperatur einen bestimmten Wert, nehmen sie den Betrieb auf und beginnen zu heizen. Möglich ist das durch den speziellen Aufbau der Heizkabel. Denn diese bestehen aus zwei parallel angeordneten stromführenden Leitungen, die von einer Kunststoffschicht getrennt sind. In dieser befinden sich wiederum Kohlenstoffteilchen. Ist es draußen sehr kalt, schrumpft der Kunststoff und die Kohlenstoffteilchen rücken näher zusammen. Sie leiten den Strom von der einen zur anderen Leitung und die Begleitheizung gibt Wärme ab. Steigen die Temperaturen an, dehnt sich der Kunststoff aus. Die Kohlenstoffteilchen trennen sich voneinander und weniger Strom fließt hindurch.
Montage der Rohrbegleitheizung
Um die Wärmeleitung auf die Kunststoffrohre zu verbessern, wird das Rohr vorerst mit selbstklebendem Aluminiumband umwickelt. Anschließend wird das Heizband an das Rohr gelegt und alle 15- 20 cm mit dem Aluminiumband fixiert. Dabei ist darauf zu achten, dass sich keine Feuchtigkeit zwischen Heizung und Rohr sammeln kann, da dies die Wärmeübertragung mindert.
Ist das Heizband angebracht, wird das Rohr samt Rohrbegleitheizung isoliert, damit keine Energie verloren geht.
Wenn Ihr Tiny Haus einen Wassertank für die Wasserversorgung verwendet, ist es wichtig, diesen Tank angemessen zu isolieren. Die Dämmung des Tanks verhindert, dass das Wasser im Inneren bei niedrigen Temperaturen gefriert. Dies kann durch das Anbringen von Dämmmaterialien an den Außenseiten des Tanks oder den Einbau von isolierten Tanks erreicht werden.
Um die Tanks unserer Tiny Häuser zu dämmen, liegen sie in einer aus Gehäuse aus XPS Platten – dem gleichen Material, welches wir zum Dämmen von Boden und Dach verwenden.
Dadurch sind sie perfekt gegen niedrige Temperaturen und andre Umwelteinflüsse geschützt.
Für zusätzlichen Schutz vor dem Einfrieren können Sie auch Tankheizungen in Betracht ziehen.
Die Tankheizung ist eine am Tank haftende Heizfolie und bietet zuverlässigen Schutz bei bis zu -40° C Außentemperatur.
Sie funktioniert in Schaltstufen. Das heißt sinkt die Temperatur am Tank auf unter 7°C ab, erwärmt sie das Wasser. Ab einer Temperatur von 19°C wird der Heizvorgang automatisch beendet. So spart man Energie und Kosten.
Abgesehen davon, dass die Tanks sich innerhalb der schützenden Tankdämmung befinden, ist die Heizfolie Steinschlagunempfindlich, da der Heizdraht nur ca. 15% der Fläche ausmacht.
Außerdem ist das Heizpad überhitzungssicher indem es durch eine spezielle Klebebeschichtung thermostatisch geregelt wird.
Sie wird einfach auf den Wassertank aufgeklebt und samt des Tanks innerhalb der Dämmung verstaut.
Zusätzliche Tipps:
Wasser in Bewegung halten: Das laufende Wasser in den Leitungen und Tanks friert weniger leicht ein. Wenn Sie also bei kaltem Wetter einen dünnen Wasserstrahl aus den Wasserhähnen tropfen lassen, kann dies das Einfrieren der Wasserwege etwas hinauszögern. Es ist selbstverständlich zu beachten, dass diese Präventionsmethode über Zeit sehr viel Wasser verbraucht, und einfache Dämmungen und Heizungen dann sehr schnell rentabler, und umweltfreundlicher sein können.
Gut isolierte Wände und Boden: Ein gut isoliertes Tiny Haus hält nicht nur die Wärme im Inneren, sondern schützt auch die Sanitäranlagen vor extremen Temperaturen. Letzteres gilt nur, wenn alle Wasserwege sich auch im Inneren des Hauses befinden. Wenn Tanks und Rohre außer-/unterhalb des Hauses angebracht sind (und Sie planen, sich in kälteren Gebieten aufzuhalten), ist eine extra Dämmung unverzichtbar.
Die richtige Kombination dieser Frostschutzmaßnahmen kann dazu beitragen, dass die Sanitäranlagen in Ihrem Tiny Haus selbst in den kältesten Wintermonaten einwandfrei funktionieren. Vergessen Sie nicht, regelmäßige Inspektionen und Wartungen durchzuführen, um sicherzustellen, dass alle Systeme ordnungsgemäß funktionieren. So können Sie den Komfort und die Lebensqualität in Ihrem Tiny Haus das ganze Jahr über genießen.
Die Nutzung von Gas als autarke Energiequelle
In einer Welt, in der der Bedarf an nachhaltigen und umweltfreundlichen Energiequellen immer stärker wird, gewinnt die Nutzung von Gas als autarke Energiequelle immer mehr an Bedeutung. Gas bietet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten und Vorteilen, die es zu einer attraktiven Option machen.
Die Entnahmeleistung, also die Menge an Gas, die aus dem Tank oder der Flasche pro Zeiteinheit entnommen werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Druck, die Temperatur und die Größe der Gasleitung. Sie ist nicht konstant. Somit gibt es ein Maximum der Entnahmeleistung, welches nur über kurze Zeit erreicht werden kann, sowie eine Mittel- und Dauerleistung. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die Entnahmeleistung den Anforderungen der angeschlossenen Geräte entspricht und ausreichend ist, um den Bedarf zu decken.
Letztendlich hängt die Rentabilität der Verwendung von Gas als Energiequelle von Ihrer individuellen Situation, Ihren Bedürfnissen und den aktuellen Marktbedingungen ab. Es ist ratsam, eine Kosten-Nutzen-Analyse durchzuführen und die langfristigen Kosten und Vorteile von Gas im Vergleich zu anderen Energiequellen zu bewerten, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.
Aufbau
Zur Installation einer Gasanlage in einem Tiny House benötigt man folgende Dinge:
- Gasflaschen: In der Regel handelt es sich bei dem Gas um Propan oder Butan. Diese Gase sind leicht verfügbar und lassen sich gut speichern. Sie sind außerdem umweltfreundlicher als einige andere fossile Brennstoffe und verursachen weniger schädliche Emissionen. Der Zugang zu Propan und Butan ist in den meisten Regionen recht einfach. Die Kosten können je nach Region und Verfügbarkeit variieren, sind aber oft wettbewerbsfähig im Vergleich zu anderen Energiequellen. In vielen Ländern und Regionen wird ein Pfandsystem für Gasflaschen verwendet. So können Gasflaschen nachgefüllt oder ausgetauscht werden. Einige Menschen bevorzugen den Austausch, da er bequemer ist, während andere ihre Flaschen nachfüllen lassen, um Kosten zu sparen. Gasflaschen sind mit speziellen Kennzeichnungen und Farbcodes versehen, um Informationen über den Inhalt und die Sicherheit bereitzustellen. Eine Standard-Propangasflasche für den Haushalt hat normalerweise ein Fassungsvermögen von 11 kg oder etwa 25 Litern.
- Gaskasten: Die Gasbehältnisse sollten aus Sicherheitsgründen, wenn möglich, außerhalb des Hauses gelagert werden. Um sie dennoch vor den Elementen zu schützen, werden sie in einem Gaskasten platziert. Dieser wird abnehmbar am Haus befestigt, sodass er bei Fahrt im Inneren gelagert werden kann. In einem Gaskasten können die Gasflaschen aufrecht gelagert und vor direkter Sonneneinstrahlung und extremen Temperaturen geschützt werden.
- Gasdruckminderer: Dieser wird der Flasche und den Rohren zwischengeschaltet, und regelt, wie der Name schon sagt, den Gasdruck. Die Größe des Gasdruckreglers kann variieren, aber üblicherweise liegen sie im Bereich von 30 mbar (Campingbedarf) bis 50 mbar (Gebäudebau), abhängig von den Verbrauchern. „Mbar“ steht für Millibar und ist eine Einheit des Drucks.
- Gasleitungen: Diese Rohrleitungen verteilen aus dem Gaskasten heraus das Gas gleichmäßig an alle Verbraucher. Sie werden an der Unterseite des Anhängers befestigt, und gelangen durch Durchbrüche im Boden zu den Verbrauchern im Haus. Der Durchmesser der Gasleitungen hängt von der benötigten Gasmenge und dem Druck ab. Typischerweise werden in Fahrzeugen Leitungen mit einem Durchmesser von 8 mm bis 10 mm verwendet. Dieser Durchmesser gewährleistet einen ausreichenden Gasfluss für die verschiedenen Geräte und Anwendungen im Fahrzeug, ohne den Druck zu stark zu reduzieren.
- Verbraucher: Folgende Anwendungen können unter anderem mit Gas betrieben werden: Heizungssysteme, Gasherde und -backöfen, Warmwasserbereiter (Durchlauferhitzer) sowie Kühlschränke und Klimaanlagen.
- Sicherheit: Beim Umgang mit Gasflaschen ist es wichtig, grundlegende Sicherheitsmaßnahmen zu beachten. Dazu gehört die Vermeidung von Flammen, Funken oder Hitzequellen in der Nähe von Gasflaschen, die ordnungsgemäße Belüftung beim Einsatz in geschlossenen Räumen und das Erkennen von Gaslecks (durch den charakteristischen Geruch oder spezielle Gasmelder). Gasgeräte sollten über Sicherheitsventile verfügen, die bei Überdruck oder anderen Problemen das Gas abschalten. Gasgeräte und -systeme sollten regelmäßig gewartet werden, um sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktionieren und keine Lecks aufweisen.