Funktion & Form: Gestaltungsvielfalt im Ingenieur-Holzbau

179 Pages·1985·38.416 MB·German

by  Charles von Büren (auth.)

Charles von Büren
Gestaltungsvielfalt
im Ingenieur-Holzbau
Springer Basel AG
Umschlagabbildung:
Innenraum der Marktkirche von Rouen, Frankreich.
Tragwerk der Dachkonstruktion.
Photo Candelier-Brumaire, Ezy-sur-Eure
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Büren, Charles von:
Funktion & [und] Form: Gestaltungsvielfalt im
Ingenieur-Holzbau I Charles von Büren.
Basel ; Boston ; Stuftgart: Birkhäuser, 1985.
ISBN 978-3-0348-6252-3
Die vorliegende Publikation ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte,
insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des
Verlages in irgendeiner Form-durch Photokopie, Mikrofilm oder
andere Verfahren-reproduziert oder in eine von Maschinen,
insbesondere Datenverarbeitungsanlagen, verwendbare Sprache
übertragen werden.
© Springer Basel AG 1985
Ursprünglich erschienen bei Birkhäuser Verlag Basel 1985
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1985
ISBN 978-3-0348-6252-3 ISBN 978-3-0348-6251-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-0348-6251-6
8 Bauen mit Holz im Wandel der Zeit 99 Ausstellungen, Veranstaltungen
12 Mühlen und mechanische Werke 100 Multi halle, Mannheim, BRD
12 Schiffe und Dächer 104 Galleria-Messe, Frankfurt, BRD
14 Tempel und Kirchen 106 Tropicarium, Monheim, BRD
20 Brückenbauten 108 Ausstellungshalle Euroflor, Dortmund, BRD
26 Wettstreit der Baustoffe 110 Ta coma-Dome, Washington, USA
27 Wissenschaft, Industrie und Holzbau 114 Ausstellungs-Kuppel Phänomene, Zürich,
28 Statische Berechnung als Grundlage Schweiz
30 Bautechnische Erfahrung ... 116 Seeparksaal Arbon, Schweiz
34 und Entwicklung aus der Forschung 120 Messehallen Klagenfurt, Österreich
36 Zusammenspiel von Materialien und Kräften
123 Unterricht
39 Holzverbindungen: Struktur und Funktion
124 Gymnasium, Oberhoching bei München, BRD
40 Form und Gestalt 126 Hunt Junior HighSchool, Tacoma
Inhalt 42 Raumgestalt und Konstruktion
(Wash.), USA
46 Architekt und Ingenieur: Ingenieur-Architektur
128 Membrandach Pädagogische Hochschule,
48 Ingenieur-Holzbau: Konstruktion und Form
Ludwigsburg, BRD
51 Zu neuen Horizonten 130 Rudolf Steiner Seminar, Järna, Schweden
56 Bildnachweis
132 Pavillon Pratt-lnstitut, Brooklin, USA
134 Hörsaalgebäude der Universität Reims,
Frankreich
57 Gestaltungsvielfalt im Ingenieur-Holzbau
139 Sport
58 Tragwerke und Dachformen 140 Eis-Sporthalle, Davos, Schweiz
144 Squash-Halle, München-Pasing, BRD
61 Industrie, Gewerbe, Verkehr
146 Hallen- und Freibad, Kochel am See, BRD
62 Abfall-Recycling-Anlage, Wien, Österreich
148 Reithalle, München-Riem, BRD
66 Lager- und Produktionshalle, Galgenen,
150 Sportanlage, Verbier, Schweiz
Schweiz
154 Kunsteisbahn, Bern, Schweiz
68 Plattform für elektronische Tests, Kirtland Air
156 Schwimmhalle, Brown University,
Force Base, New Mexico, USA
Providence, USA
69 Bürohaus für den Hagedone-Verlag, Creur
158 Pavillon einer Pharmafabrik, Pasadena, USA
d'A lene, ldaho, USA
160 Erholungszentrum, Neusiedl am See,
70 Forschungsbau ökologisches Bauen mit
Österreich
natürlichen Formen, Hahnwald, BRD
162 Tennishalle, Teufenthal, Schweiz
72 Bahnstation, Humppila, Finnland
164 Sportpalast, Limoges, Frankreich
74 Themse-Sperre vor London, England
166 Kunsteisbahn, Zuchwil, Schweiz
76 Brückenbauten und Holz
168 Hallenbad Greve, Dänemark
78 Lehrgerüst, Rotbachbrücke, Schweiz
170 Olympia-Radstation, München, BRD
80 Panoramabrücke, Wörthersee, Velden,
Schweiz
173 Material und Werkstoff Holz
82 Dörflibrücke, Eggiwil, Schweiz
173 Wachstum
85 Kirchen 175 Bautechnische Eigenschaften
86 Kirche Rautivaara, Finnland 175 Ein Leichtgewicht mit großen Kräften
88 Griechisch-Orthodoxe Kirche, 176 Holzfeind Wasser
lndianapolis, USA 177 Holzfeinde Pilz und Käfer
90 Congregational Church, California, USA 177 Holzfeind Feuer
92 Gottsunde Kirche, Uppsala, Schweden 178 Holzbau verlangt Überlegung
96 Markthalle und Marktkirche, Rouen, 179 Benutzte Literatur
Frankreich 180 Holzinformation
Das Wort, die Technik sei dazu da, die von der Natur 6
offen gelassenen Lücken zu schließen, trifft auch für das
Bauen zu. Beim Holzbau schließt sich sinngemäß der
Kreis: Technik mit einem Baustoff aus der Natur.
Das Thema der vorliegenden Publikation ist der Holzbau,
speziell der lngenieurholzbau, die weitgespannten Trag
werke aus Holz. Architektur, und damit eine Baukultur,
kann durchaus auch bei Bauaufgaben mit völlig profaner
Bestimmung entstehen. Nun läßt sich aber über Ge
schmack und Gestaltung endlos streiten - zu dieser Dis
kussion will <Funktion & Form> indes nur am Rande beitra
gen. Immerhin: im Ingenieurholzbau wurden stets wieder
bauliche Leistungen erbracht, um die es nicht selten und
nach meiner Meinung zu Unrecht allzu still geblieben ist.
FUNKTION & FORM
Doch stellen auch rein bautechnische Leistungen, wenn
sie in Form und Funktion herausragend sind, immer ein
Stück Architektur dar. Dies gilt selbst dann, wenn ihre
Entwerfer nur wenig oder gar nichts mit bahnbrechender
Formgebung im Sinn hatten-und vielmehr Erfinderisches
und klares Konstruieren ihr Ziel war.
Bauten entstehen in einem recht komplexen Prozeß. Ihre
Zweckbestimmung, die bestehende Bauordnung, Zwang
zur Sparsamkeit oder der Hang zur Repräsentation, die
Materialwahl bei der Primärkonstruktion, der Bauhaut
und dem Ausbau, Klima und Baugrund oder bestehende
Bauten in der Nachbarschaft- alle diese Umstände und
zeitweilig noch einige dazu, bestimmen die Gestalt eines
Baus-ganz abgesehen vom Können des Architekten und
vom Wollen des Bauherrn.
Holzkonstruktionen machen hier keine Ausnahme. Aller
dings zwingt der Werkstoff Holz besonders dann, wenn
er als Tragwerk sichtbar bleibt, zu außerordentlicher
konstruktiver und gestalterischer Disziplin. Selbstver
ständlich kann auch eine einfache, ja simple Bauform die
richtige Lösung sein. Unter einem Hallendach aus in Serie
aneinander gereihten, brettschicht-verleimten Bögen
kann allerlei geschehen: ob hier Tennis gespielt, Salz
gelagert oder Lastwagen repariert werden, ändert an
Zimmerleute Konstruktion und Form nicht viel und ist auch von außen
und ihr Werkzeug kaum abzulesen- außer auf dem Hinweisschild am Ein
(um 1650)
gang. Doch bleibt bei einem derartigen Bau, selbst wenn
er korrekt geplant und ausgeführt wurde, ein ungutes
Gefühl: Hier wurde ja eben nicht die Kunst des Weglos
sens geübt. Hier war gar nie etwas zum Weglassen vor
handen, weil von Haus nicht eben viel Inspiration dem
Entwurf Pate gestanden hat. Da trifft wohl Ernst Blochs
Wort vom abstrakten lngenieurstil, der auf keinen Fall
qualitativ sei, zu.
7 Jedoch kann gerade auch bei Ingenieurbauten ein gutes tionsmaterial am Entstehen von <Funktion & Form> großen
Stück Baukultur entstehen - wenn konstruktives Können Anteil:
sich mit Formwillen verbindet und die vorgegebene Funk Soles Affentranger (Geschäftsführer des Schweizerischen
tion zur bewußt erarbeiteten Form wird. Sicher: auch bei Zimmermeisterverbandes SZV, Zürich), Lisbeth Balslew
wie selbstverständlich wirkenden Tragwerken sind immer Jörgensen (Samligen of Arkitekturtegninger, Kopenha
in irgendeiner Weise Kompromisse zwischen den unter gen), Werner Blaser (Architekt und Publizist, Basel), Paul
schiedlichen Randbedingungen geschlossen worden. Da Greiner (Zürich), Jan Hagstedt (T räinformation, Stock
spielt vieles mit: Der Formwillen des Architekten, die holm), Dr. Peter Hahn (Bauhaus-Archiv, Berlin), Jürgen
Gegebenheiten des Materials, organisatorische Anforde Hennicke (Institut für leichte Flächentragwerke [Frei
rungen an den Raum, statisch-konstruktive Gegebenhei Otto], Stuttgart), Bruce E. Lyons (American Plywood
ten- jede Bauaufgabe ist wieder neu und anders als die Association, Tacoma, USA), M. Leport (Compagnons du
vorhergehende. Wie vielfältig, wie verschieden die Devoir, Paris), F. J. Lips-Ambs (Redaktor <Bauen mit Holz>,
Lösungen beim lngenierholzbau aussehen können, das Karlsruhe), Paul T. Nicholas (American Institute of Timber
will dieses Buch mit ausgewählten Beispielen zeigen und Construction, Colorado, USA), Marie-Jo Poisson-Nguyen
außerdem die Entwicklung dieser Bautechnik allgemein (Pressestelle des CCI im (entre Georges Pompidou,
verständlich skizzieren. Paris), Professor Dr. Helmuth Resch (Oregon State Uni
versity, USA), Dr. Wendeli E. Rossman, (Architekt, Phoe
Kein Sachbuch entsteht im Alleingang des Autors - das nix, Arizona, USA), Michael Ruppert (Deutsche Arbeits
gilt auch für <Funktion & Form>. Mein Dank für tatkräftige gemeinschaft Holz, Düsseldorf), Dr. Gerhard Stindl (Bun
Mitarbeit gilt in erster Linie dem Birkhäuser-Verlag und desholzwirtschaftsrat, Wien), Wolf Strauss (Verbände des
seinen Mitarbeitern. Hans-Joachim Bender hat die Idee Bayerischen Zimmerer- und Holzbaugewerbes, Mün
bereits im frühen Stadium mitgestaltet, unterstützt, geför chen), Marshall R. Turner (Western Wood Structures,
dert und bis zur Drucklegung verständnisvoll begleitet. Oregon, USA), Tarmo Vilppula (Puuinformaatio, Hel
Lala Felix besorgte geduldig das Lektorat und half tat sinki), Christion Waefler (Journalist, Zürich), Dkfm. Wolf
kräftig bei der Beschaffung des Materials aus aller Welt. (Österreichischer Leimbauverband, Wien).
Albert Gomm vereinigte mit großem Einfühlungsvermö Darüberhinaus habe ich von vielen Architekten, Ingenieu
gen Text und Bild zu einer Einheit-er hat dem Band seine ren und Unternehmen kollegiale Mithilfe in Form von
Gestalt gegeben. Carl Einseie und Hans-Peter Thür Plänen, Baubeschrieben und Illustrationen erhalten. Auch
scheuten nicht das Risiko, diesen recht hölzigen Stoff zu ihnen gehört mein herzliches Dankeschön.
verlegen.
Ihnen allen gehört mein herzliches Dankeschön für ihr Die Publikation <Funktion & Form> ist allen jenen gewid
Engagement, ohne das diese Publikation nie möglich met, die mit Sachverstand Erfahrung und unter mutigem,
geworden wäre. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich persönlichem Einsatz diese großen Holzbauten erst mög
dem Direktor der Schweizerischen Arbeitsgemeinschaft lich machen und errichten - den Zimmerleuten.
für das Holz Lignum, Peter Hofer. Er hat mich für diese
Arbeit das Lignum-Archiv benützen lassen und nur so war Im Frühjahr 1985
es mir möglich, zwischen Winter 1983/84 und Frühjahr Charles von Büren
1985 diese Publikation neben meiner sonstigen Pressear
beit für die Lignum fertigzustellen. Ein weiteres Riesen
merci auch an Ruth Schott- sie hat mir an langen Aben
den die notwendige Ruhe zur Arbeit verschafft, Ideen
beredet und beim administrativen Aufwand geholfen.
Ohne die zahlreichen Informanten wären zudem die Bau
ten nicht oder nur sehr unvollständig zu dokumentieren
gewesen. Mein herzlicher Dank gehört auch ihnen, sie
alle haben mit Ideen, Hinweisen und auch Dokumente-
Ein Bau muß Nutzen, Dauer Holz dient seit Jahrtausenden als Rohstoff und Konstruk- 8
und Schönheit zugleich enthalten tionsmaterial für fast jeden Zweck: Für Gerätschaften
Vitruv genauso wie für Bauten, vom kleinen Haus bis zur Groß
konstruktion. So baute Noah nach biblischer Überliefe
rung seine Arche aus Holz; im Buch Mose ist der Bauplan
anschaulich beschrieben: «Mache Dir eine Arche von
Gopherholz; mit Kammern sollst Du die Arche machen
und sie von innen und von außen mit Harz verpichen.
Dreihundert Ellen sei die Länge der Arche, fünfzig Ellen
ihre Breite und dreißig Ellen ihre Höhe.» Wenn dieses
Ellenmaß dem ursprünglichen Maß des Unterarms von
rund 30 cm Länge entspricht, war also Noahs Arche
stolze 10 0 m lang.
Bauen mit Holz im Wandel der Zeit
Tatsächlich gehört Holz zu den ältesten Baustoffen über
haupt. Die Gründe dafür sind auch heute noch leicht
nachzuvollziehen und einleuchtend: Holz läßt sich in vie
lerlei Qualitäten und Arten verhältnismäßig leicht
beschaffen, es wächst sozusagen vor dem Werkplatz. Der
Baustoff aus dem Walde ist mit einfachen Mitteln leicht zu
bearbeiten und gemessen an seinem Gewicht hoch
belastbar. Kein Wunder also, wenn aus Holz seit jeher
eine Unmenge von Dingen des täglichen Bedarfs herge
stellt worden sind, wenn es nebst dem Stein das Baumate
rial par Excellence gewesen ist - für kleine wie auch für
große Konstruktionen. Selbstverständlich sind insbeson
dere bei großen Holzbauten immer auch andere Materia
lien mit im Spiel gewesen: Steine und Mauerwerk für
Fundamente, Sockel und Wände; Ziegel als Abdeckung
und Wetterschutz; auch Eisenteile für Beschläge oder als
VerbindungsmitteL Wohl jeder greifbare oder neu ent
deckte Stoff wurde irgendwann beim Bauen erprobt und
eingesetzt. Doch darf der Beruf des Holzspezialisten, des
Zimmermanns, als der des eigentlichen und ursprüngli
chen Baumeisters und Generalunternehmers gelten. Der
Zimmerer weiß einen Holzbau in seiner ganzen Struktur
zu planen, er versteht die Grundlagen der darstellenden
Geometrie und verfügt damit über räumliches Vorstel
lungsvermögen. Seine praktische Erfahrung läßt ihn das
Spiel der Kräfte in der Konstruktion abschätzen und auch
die Eigenschaften des Werkstoffs Holz sind dem Zimmer
mann bekannt.
Diese el~mentaren Fähigkeiten zum Planen, Konstruieren
und Bauen machten die Zimmerleute zu eigentlichen Bau
meistern, ließen sie teilweise sogar überhaupt zu Gene
ralunternehmern werden. Aber auch Spezialisten kristalli
sierten sich aus der Zunft der Zimmerer heraus: neben
dem ursprünglichen Häuserzimmermann entwickelten
9 sich verwandte und auch auf besonderen Gebieten tätige
Berufszweige: so etwa der Schiffsbauer, der Maschinen
zimmermann oder Mühlenbauer. Im Bergbau waren Zim
merleute zur Absicherung der Stollen und Schächte tätig.
Die Spezialisierung der Zimmerleute auf vielfältige
Gebiete, wiederspiegelt die universellen Möglichkeiten
der Holzverwendung und nicht zuletzt auch die ehemals
leichte Verfügbarkeit des Baustoffs aus der Natur. Wer
beim Wort Holzkonstruktion nur gerade an Häuser oder 2
Brücken denkt, engt diesen Begriff allzusehr ein. Auch auf Darstellung eines römischen Theaters auf der
T rajansäule. Die Vorläufer der römischen Theater
anderen Gebieten entwickelte sich nach und nach eine bauten aus Stein waren Holzkonstruktionen, welche
raffiniert ausgeklügelte Holz-Konstruktions-Technik. mit leichten Dächern und auskragenden Sonnen
segeln versehen waren-frühe weitgespannte
Die bei Großkonstruktionen aus Holz gemachten Erfah
Konstruktionen mit Holz:
rungen - beim Mühlen- und Schiffsbau etwa - dürften 1 Segeldach an Seilen
auch die Technik des Baus von Häusern, Brücken und 2 Vela an waagrechten Holzstangen
3 Sonnensegel mit Raffmechanismus über einem
großen Hallen mehr oder weniger stark mitbestimmt , kleinen Holztheater
haben. Aber auch Hilfskonstruktionen aus Holz, wie Lehr 4 Mögliche Halterungen für die Masten
5 Mögliche Konstruktion für ein Sonnensegel
gerüste für Brückenbauten, stellen eigenständige und
größerer Dimension über den Sitzstufen eines
beachtliche Leistungen mit dem besonderen ästhetischen römischen Steintheaters
Reiz einer kühnen und folgerichtig erstellten Konstruktion Verbürgt sind als leichte und demontierbare Dach
konstruktionen Segelstangen und Zeltdächer. Un
dar. Die aus der Handwerkstradition überlieferte, breit
sicher ist indes, auf welche Weise die riesigen
gefächerte Bauerfahrung der Zimmerleute befähigte seit Arenen in Rom, Nimes oder Orange überspannt
jeher die Besten der Zunft zur Bewältigung großer Bau worden sind. Als wahrscheinlich gelten heute
Schattendächer aus Holzmasten mit segelartigen
aufgaben. Brücken, Türme, Hallen, weitgespannte Dach Verspannungen.
stühle und auch Befestigungsbauten forderten nicht nur
das vorhandene Können, sondern führten fortwährend
auch zu neuen Entwicklungen im gestalterischen und kon
struktiven Bereich.
Die Grundlagen der Baustatik - der Bemessung und
Berechnung von Tragwerken mit genügender Sicherheit
diese Methoden sind heute als Theorie und Hilfsmittel für
die Planung großer Tragwerke unentbehrlich. Bis vor
rund 150 Jahren waren Bauen und Konstruieren im Blick
auf die berechenbaren Sicherheiten der Statik mehr oder 4
weniger ganz auf Überlieferung und Erfahrung angewie
sen. 1794 wurde in Paris die Ecole Polytechnique gegrün
det und rund dreißig Jahre später erschien die erste
zusammenfassende Darstellung der Baustatik und Festig
keitslehre. Um so erstaunlicher und bewunderungswürdig
wirken vor diesem Hintergrund die großen Holzkonstruk
tionen alter Zeit.
ln den nachfolgenden Ausführungen sind die eher abseits
des eigentlichen Baugeschehens gelegenen Themen, wie
etwa der Schiffs-, Mühlen- oder Bergbau nur kurz
gestreift. Mehr zum Thema passen Kirchen, Hallen oder
Tempelbauten und insbesondere im Brückenbau dürften
die Wurzeln des heutigen Ingenieur-Holzbausam ehesten
zu finden sein.
10
3 6
Arche Noah in der Darstellung von Malheus Merian Zimmerleute beherrschen die Grundlagen der Geo
in »lcones Biblicae/Biblische Figuren«, Kupferslieh metrie und planen ihre Bauten und Konstruktionstei
von 1625 le bis ins Detail auf dem Reißboden.
4 7
Der Werkstoff Holz war dort, wo er leicht verfügbar Holz gehört zu den ältesten Baustoffen überhaupt.
war, für Geräte und Bauten allgegenwärtig. Bei Das mit einem Querbeil bearbeitete Ulmenholz mit
diesen alten Heustadeln im Lötschental (Schweiz) einem Zapfenloch wurde in Thayngen-Weier gefun
wurde von der Grundkonstruktion bis zum Türbe den. Es stammt aus der Jungsteinzeit, ca. 3000
schlag sozusagen alles aus Holz hergestellt. v.Chr.
5 8
Bei großen Holzkonstruktionen sind immer auch Empirische Bemessungsregeln bildeten noch bis ins
andere Materialien im Spiel gewesen: Steinstützen, 18. Jahrhundert die Grundlagen zur Planung und
Mauerwerk, Ziegel. Die Zeichnung zeigt die Rekon Konstruktion von Holztragwerken. Im Brückenbau
struktion einer griechischen Dachkonstruktion aus buch von Jakob Leupold wurden Wirkungsweise
Holz beim Poseidon-Tempel in Paeslum. und Tragfähigkeil einfacher und zusammengesetz
ter Balken anhand von Zeichnungen dargestellt.