Über die gestalterische Qualität von technischen Bautenwoerzberger.de/picture/pdf/Vortrag-Zur-gestalterischen-Qualitaet-von... · cogito ergo sum- ich denke, also bin ich. In der

Einleitung

Mit der Betonung auf „Technik“ meint man oft, dass das Thema bei einem Bauingenieur gut aufgehoben sei.Nun ist der Beruf des Bauingenieurs in der Ausübung inzwischen mindestens ebenso vielfältig geworden, wie der des Architekten. Wir, die wir uns mit der technischen Seite, dem tragkonstruktiven Entwurf, der Berechnung und Konstruktion von Hochbauten und Brücken befassen, nennen uns gerne „Tragwerksplaner“. Damit wollen wir zum Ausdruck bringen, dass der gängige Begriff „Statiker“ das Tätigkeitsfeld nur sehr einseitig beschreibt. Dennoch hält sich diese Bezeichnung hartnäckig; das hat mit der geschichtlichen Entwicklung und der Selbstdarstellung der Bauingenieure zu tun.

Über die gestalterische Qualität von technischen Bauten aus dem Zusammenspiel von Architekten und Ingenieuren

Auszug aus einem Vortrag für den Kunstförderverein Düren e.V. mit Ergänzungen

Architektinnen + Ingenieurinnen

erfinden, entwickeln, entwerfen, gestalten und bauen

• Geschichtlicher Rückblick• Auswirkungen der Technik auf Architektur• Denkarten und Konsequenzen• Schwerpunkte im Wissensverständnis• Herausragende Beispiele• Neue Formen in der Wissensvermittlung

Lassen Sie uns damit beginnen und aufspüren, wie und wodurch es begann.

Die Kuppel St. Peter in Rom gab den Anlass, dass sich der Beruf des universalen Baumeisters aufspaltete. Nach einigen Vorgängern befasste sich auch Michelangelo Buonarotti als Künstler mit dem Entwurf. 1549 wurde er zum obersten Architekten von St. Peter ernannt. Dabei dilettierte er auf einem technischen Gebiet, von dem er offensichtlich zu wenig verstand. Die Folge davon waren Risse in der Kuppel.

Ausgerechnet ein Bauschaden war also der Anlass, weshalb sich 3 Mönche (Boscovich, Le Seur und Jacquier) als Mathematiker mit der Analyse von Riss-Schäden an der Kuppel im Jahr 1742 befassten. Das vorgelegte Gutachten bei Pabst Benedikt XIV vom 20. Jan.1743 wird von vielen als der Geburtstag der ersten Statik der Welt bezeichnet.

Geschichtlicher Rückblick

Offenbar gab es beim Kuppelentwurf keine ausreichende Übereinstimmung zwischen gestalterischer Qualität - handwerklicher Art –und den Übereinstimmungen mit den Naturgesetzen der Statik als Teilgebiet der Physik.

Seither weiß man, dass diese Schulweisheiten nutzbar sind, um die gestalterische Absicht hinsichtlich des Tragverhaltens zu überprüfen, damit Schäden vermieden werden können.

Das bedeutet bis heute: man muss zuerst entwerfen, die Tragwerks-Form und die Details gut abschätzen, um diese anschließend in so genannten „statischen Nachweisen“ rechnerisch bestätigen zu können.

Diesen rechnerischen „Nachweisen“ müssen somit stets ingeniöse „Vorweise“ vorausgehen.


Das wiederum erfordert ein gutes „statisches Gefühl“. Bei so manchen Entwürfen in unserer Zeit kann man da nicht so sehr auf Ähnliches, bereits Gebautes zurückgreifen.

Wie sich inzwischen die Auffassungen von Gestaltung, gepaart mit gesellschaftlicher Toleranz, in dem Bau mit Schalen-Bruchstücken manifestieren, erleben wir derzeit hier bei uns in Köln.

Dieser einmalige Entwurf erfordert viel „statisches Gefühl“ und zum Nachweis dieser Annahmen eine Statik, die erst seit Einführung des Computers und geeigneter Computerprogramme möglich ist. Früher hätten wir uns nicht getraut, so etwas statisch zu verantworten.

Gespannt dürfen deshalb sein, wie dieser großartige Entwurf des Kölner Architekten Paul Böhm auch im Detail gelingt, damit die versprochene kühne Ankündigung gebaute Wirklichkeit werden kann.





Der Bauingenieur Conrad Zuse baute 1941 den ersten Computer der Welt

(die Z3)

Der deutsche Bauingenieur Conrad Zuse baute 1941 die erste funktionstüchtige programmgesteuerte Rechenmaschine, den ersten Computer der Welt. Dieser arbeitete mit binären Zahlen.

Zuse studierte an der Technischen Hochschule Berlin-Charlottenburg (heute Technische Universität Berlin) zuerst Maschinenbau, wechselte schnell zu Architektur und schließlich zum Bauingenieurwesen. Dies erschien ihm die ideale Kombination aus Ingenieur und Künstler.

Dennoch arbeitete er im Krieg als Statiker bei den Henschel-Flugzeugwerken. Dabei war Ihm die eintönige Rechnerei – wie er einmal über gleichartige, wiederkehrende Berechnungen sagte - zuwider. Dagegen erfand er als Hilfsmittel den Computer.

Auswirkungen der Technik auf Architektur

Das binäre Zahlensystem, entwickelt um 1700 von Gottfried Wilhelm Leibniz, bildet bis heute die

Voraussetzung, damit Programme auf Computern überhaupt laufen.

Die Voraussetzung, dass Computer überhaupt funktionieren können, lieferte weit vorher Gottfried Wilhelm Leibnitz um 1700. Durch ihn wurde das digitale oder binäre Zahlensystem überhaupt erst vollständig entwickelt.

Zahllose Theoriebeiträge hervorragender Ingenieure waren nach Zuse notwendig, um daraus die Grundlagen für die heutigen leistungsfähigen Rechenprogramme nach der der Finiten Elemente Methode (FEM) zu entwickeln. Diese werden von Ingenieuren erfolgreich angewendet, um schwierigste Konstruktionen zu berechnen und die Sicherheit gegen Versagen zuverlässiger als jemals zuvor abschätzen zu können. Die Weiterentwicklung der FEM – Programme leisten heutzutage Spezialisten-Teams aus Ingenieuren mit Informatikern. Hinzu erleichtern leistungsfähige Zeichenprogramme (CAD) die Konstruktionsarbeit. Zunehmend erfolgt die Fertigung über digitale Signale (CAM).

Es ist doch erstaunlich zu sehen, wo die Wurzeln unseres heutigen Tuns liegen.


Beispiel 1: ICC Dresden Modellbildungen von Architekt und Ingenieur

Architekten haben die Entwicklungen des Computers und der EDV-Programme interessiert verfolgt und sich gewundert, was Ingenieure im Laufe der Zeit damit so alles leisten können.

Für das Internationale Congress Centrum in Dresden wurde beispielsweise die gesamte Stahlkonstruktion oberhalb der schrägen Decke über dem Kongress-Saal als statisches Gesamtsystem abgebildet und mittels FEM berechnet (www.dlubal.de) .


http://www.dlubal.de/

Ebenso wurde die unterspannte Saaldecke als Ganzes im Rechner statisch behandelt (www.infograph.de).

Insofern erleben wir mehr und mehr, wie Architekten die EDV-technisch erweiterten Fähigkeiten der Ingenieure nutzen.

Architekten: SEP Storch-Ehlers+Partner, Hannover;

Wörzberger Ingenieure GmbH, Rösrath

mit Erfurth+Partner GmbH, Chemnitz


http://www.infograph.de/

Beispiel 2: KGW – Salzburg Modellbildungen für die Kulturwissenschaftliche Fakultät der Universität Salzburg

Für die Universität der Stadt Salzburg wurde der Wettbewerb mit einer Idee eines scheinbar schwebenden Bibliotheksgebäudes gewonnen. Eine grandiose entwurfliche und städtebauliche Meisterleistung der Architekten SEP Storch Ehlers und Partner aus Hannover.

Dafür wurden sämtliche Anstrengungen unternommen, um es konstruktiv und gestalterisch in den Griff zu bekommen.Der Ingenieur schlug dafür zunächst eine Stahlleichtbauweise vor; der Architekt wollte hingegen lieber einen schweren Massivbau mit wärmetechnischer Betonkernaktivierung.Der Ingenieur entwickelte daraus ein Raumtragwerk, bestehend aus Massivdecken, die über Raumdiagonalen die Lasten zu den nur sehr wenigen Stützen leiten sollten. Immerhin war es der erklärte gestalterische Wille, im öffentlichen Durchgang des Erdgeschosses möglichst wenige Stützen zeigen zu wollen.


Im Laufe der Planung gesellten sich die Einschätzungen aus der Baugrundanalyse schrittweise hinzu: Salzburger Seeton in einer Mächtigkeit von rd. 60 Metern ! In seiner Ruhe gestört, verhält er sich wie nasser Mergel –umgangssprachlich: Schlamm.Wie damit umgehen? Bohrpfähle schieden aufgrund der erforderlichen Länge aus. Stattdessen wurden die Untergeschosse -ähnlich einem Boots-Rumpf - in Stahlbeton auf dem schlammigem Untergrund geplant, um die hohen Stützenlasten wie abgespannte Segelmastbäume darauf stellen zu können.

Das Ausschreibungsergebnis bestätigte prompt die Befürchtungen, dass hohe gestalterische Ansprüche über hohe Ingenieurleistungen auf schlechtem Baugrund zu hohen Baukosten führen. Baukunst hat schon ihren Preis. Wer diese haben will, sollte sich darüber bewusst sein.

Architekten: SEP Storch-Ehlers+Partner, Hannover;

Wörzberger Ingenieure GmbH, Rösrath

mit Erfurth+Mathes GmbH, Chemnitz





Archimedes (3.Jh.a.c.)

Galilei (17.Jh.)

Empirismus, die induktive Denkart

Seit dem Altertum sind zwei wissenschaftliche Denkarten zu unterscheiden, welche als dual bezeichnet werden können:

Einerseits der Empirismus, die induktive Denkart, welche ausgehend von der Erfahrung das Experiment in den Mittelpunkt stellt und von dort versucht, auf mathematische Gesetzmäßigkeiten zu schließen.

Als Vertreter dieser Methode seien stellvertretend Archimedes (3.Jh.a.c.) und Galilei (17.Jh.) genannt.

Denkarten und Konsequenzen

Pythagoras (6.Jh. a.c.)

Descartes (17.Jh.)

„cogito ergo sum“

Rationalismus, die deduktive Denkart

Andererseits der Rationalismus, die deduktive Denkart, welche die Mathematik in den Mittelpunkt rückt und zugehörige Anwendungen ableitet.

Als wichtigste Vertreter seien Pythagoras (6.Jh. a.c.) und Descartes (17.Jh.) aufgeführt. Letzterer prägte die elementare Aussage: cogito ergo sum - ich denke, also bin ich.

In der Ausgabe des Kölner Stadtanzeigers vom 25.11.2009 fand sich dazu eine treffende Abwandlung für unsere Zeit im Rahmen einer Demo in der Kölner Universität gegen Studiengebühren.


http://de.wikipedia.org/wiki/Cogito_ergo_sum

Robert Hooke 1678, Begründer der Elastizitätstheorie

Ut tensio sic vis - Wie die Dehnung, so die Kraft

Der Rationalismus hat sich in unserer Neuzeit zur bevorzugten Methode der Wissenschaften weiter entwickelt.Mag diese Vorgehensweise in vielen Anwendungsgebieten zweckmäßig sein, so scheint gerade in ihr eine der Hauptursachen für die „Spaltung zwischen Architekt und Ingenieur“ begründet zu sein. So waren Ingenieure glücklich, in der Elastizitätstheorie - begründet durch Robert Hooke 1678 – ein geschlossenes Denkgebäude gefunden zu haben.

Die Folgerichtigkeit dieses mathematischen Gebildes ist jedoch umstritten. Da die Elastizitätstheorie eigentlich nur für Porzellan zutrifft, ist sie streng genommen ungeeignet für die Traglastberechnung von Bauwerken aus Holz, Stahl oder aus Stahlbeton. Stefan Polónyi sagt sarkastisch dazu: „Die Elastizitäts-Theorie ist nur solange folgerichtig, wie sie nicht angewendet wird. Diese Tatsache hat bis heute offenbar niemanden gestört.“





Das Wissensverständnis beider: Architekt und Ingenieur kann man auch hilfsweise graphisch darstellen. In einem gewissen Zeitabschnitt verläuft die Grenzlinie zwischen Wissensbreite und Wissenstiefe in der Form einer Hyperbel, d.h.: Wissensbreite mal Wissenstiefe ist konstant, Dabei tut jeder in der Summe gleich viel und ist gleich fleißig.

Der Ingenieur wird bereits im Studium in die vertiefte Betrachtung einer mathematisch-deduktiv geprägten Welt geführt.Der mehr induktiv denkende Architekt hingegen muss sich um so viele Dinge kümmern, dass für solche Vertiefungen gar keine Zeit bleibt. Er muss als Generalist sich breit ausbilden lassen. „Von Allem etwas“. Im Extremfall weiß der Eine „über nichts alles“ und der Andere „über alles nichts“.

Die gemeinsame Wissens-Schnittmenge versuche ich an der Düsseldorfer Hochschule als Bauingenieur am Fachbereich Architektur zu lehren.

Schwerpunkte im Wissensverständnis

Die Lücke zwischen den beiden Extremen: Wissensbreite und Wissenstiefe haben die so genannten „Sonderfachleute“ erkannt.

Davon will ich nur zwei erwähnen: Den Fachingenieur für Haustechnik bzw. Energietechnik (ein zunehmend wichtiges Thema) - und den Fachingenieur mit dem Blick auf Kosten und Termine.

Letzterer kurz: „Projektsteuerer“ genannt, vertritt i.d.R. den Bauherren. Gute Projektsteuerer interessieren sich dabei fürs Ganze und erkennen rechtzeitig, wann und wodurch es klemmt. Sie wissen von allen Fachgebieten soviel, um damit behutsam steuernd handeln zu können.

Ketzer meinen hingegen: „Wer glaubt, dass ein Projektsteurer Projekte steuert, der glaubt wohl auch, dass ein Zitronenfalter Zitronen faltet.“


Datum 12.12.2009 ; Quelle: http://www.baulinks.de/webplugin/2005/0909.php4?url1

Architekten denken – anders als deduktiv geprägte Ingenieure, eben mehr induktiv. Dabei wissen sie, dass es ohne feste Regeln und ohne die Mitwirkung der Ingenieure nicht schadlos geht.

Vielleicht steckt auch das Prinzip „Angst“ dahinter, weshalb im Laufe der Planungszeit immer mehr „Sonderfachleute“ von Architekten dazu gerufen werden. Schlussendlich kommen nicht selten Juristen hinzu.

Als Gerichtsgutachter weiß ich, dass diese „Angst“ vor der Denkweise der Juristen in gewisser Weise gerechtfertigt ist. An Überlegungen, wie juristische Begleitung sich positiv auf das Baugeschehen auswirken könnte, wird derzeit noch gearbeitet.

Es ist schon ein kleines Wunder, dass wir: Architekten und Ingenieure trotz alledem immer wieder das Wagnis „Planen und Bauen“ auf uns nehmen. Am Beginn unseres Studiums hat man uns darüber nicht genügend aufgeklärt.





Die Architekten Busmann und Haberer mit dem genialen Bau-Ingenieur Stefan Polónyi gewannen 1987 den Wettbewerb für den Neubau der Kölner Vorhallen zum Hauptbahnhof.

Die Bezeichnung genial bedeutet: vom lateinischen Genius, ursprüngl. „der Erzeuger“, später „Anlage, Begabung“, eine Person mit überragender schöpferischer Geisteskraft. Das trifft auf Polónyi zweifelsohne zu.

Immerhin schaffte er es, gemeinsam mit den Architekten, eine im Grundriss trompetenförmig gekrümmte Fläche (ca.1ha) mit einer Stabwerkschale aus Kreuzgewölben zu überspannen und dafür nur ebenflächige Glasscheiben (8mm VSG) zu verwenden.

Herausragende Beispiele und Teamarbeit

Um es für andere nachvollziehbar zu machen, listete er alle in Frage kommenden Grundformen für die Bahnhofsvordächer für den Bauherren (die DB) sowie für interessierte Leser auf.

Daraus leitete er die an dieser Stelle angemessenste Form aus miteinander kombinierten Kreuzgewölbe-Stabwerkschalen ab.

Ich glaube, er hat es gleich gewusst, dass in der Nähe zum Kölner Dom sowieso nichts anderes dafür in Frage kommt.


D1

D2

D1

D2 Als Neuling in seinem Kölner Büro hatte ich ab 1987 die Ehre, das Projekt leiten zu dürfen und dazu einige Detail-Skizzen anfertigen zu können. Dabei war mir klar, dass man räumliche Gebilde auch räumlich darstellen muss. Später habe ich daraus ein Prinzip gemacht:

•Zuerst skizziere ich es räumlich für mich selber,• danach diskutiere ich mit Kollegen darüber;• später mit dem Architekten.•Danach füge ich es der Ausschreibung bei, damit Unternehmer leichter den richtigen kalkulatorischen Ansatz dafür finden können. •Später landet das Ganze in Vorlesungen.

Diesen Reifegrad über die 5 Stationen müssen die Beiträge für Studierende durchlaufen. Nur so kann etwas Qualitätvolles entstehen und man kann über die „Gestalterische Qualität bei technischen Bauten“ in Vorträgen aus dem eigenen Tun authentisch berichten und auf Nachfragen eingehen.


Derzeit versuchen wir – im Büro und an der Hochschule - nach diesem Prinzip ein Forschungsvorhaben dafür weiter zu entwickeln.Es nennt sich: „Modulare Wissens-vermittlung via Internet“ kurz: MWvI.

Der Grundgedanke: Unternehmer (Planer und Firmen), die auf dem Gebiet des Bauwesens tätig sind, präsentieren ihre besten Leistungen (Planungen, Bauten, Produkte, Verfahren, Methoden etc.) nach außen über das Datenbanksystem MWvI und outen sich damit als Meister ihres Faches. Eigentlich genügt dazu ein entsprechender Link auf deren WEB-Site –vorausgesetzt man findet es dort lehrgerecht dargestellt.

Vorhallen Köln HauptbahnhofZeitraum: 1987 - 1989

Bauherr: Deutsche Bundesbahn, Abt. KölnArchitekten: Busmann und Haberer, Köln Ingenieur: Stefan Polónyi, Polónyi und Fink GmbH, Köln, Berlin Stahlbau: Firma : Ed. Züblin AG, Stuttgart Glasbau: Helmut Fischer GmbH, TalheimZeitraum: 1987 - 1989





Aufklärung und qualifizierte Berufsberatung sind heute wichtiger denn je. Wer weiß schon, was sich hinter den diversen Berufsbildern verbirgt. Welche Mutter oder Vater kann seiner Tochter oder Sohn schon sagen, was sich hinter den Bezeichnungen versteckt oder inwieweit die Ausbildung die spätere Praxis repräsentiert?

Der LIONS-Club Rösrath - in dem viele anständige Berufe vertreten sind - versucht da eine gewisse Hilfe zu leisten.

Nun mag man darüber streiten, ob das ausschnitthaft und zudem – wie im Beispiel -auch noch an Sonderbauten richtig ist. Ich meine: „warum nicht?“ lassen Sie uns damit anfangen. Es ist zumindest besser, als wenn ich als Schüler zum Arbeitsamt gehe oder mir von einem Fachlehrer erklären lasse, was ein Architekt oder ein Bauingenieur macht.

Neue Formen in der Wissensvermittlung

Auf der zuvor genannten geschichtlichen Grundlage ist es uns möglich, aus den unterschiedlichen Blickwinkeln heraus etwas über die „Gestalterische Qualität von technischen Bauten“ an Beispielen zu erläutern.

Beispielsweise etwas über ein Brückenbauwerk, das im besonderen städtebaulichen Umfeld zunächst etwas sonderbar erscheint.

So etwas kann dazu beitragen, dass es uns gelingt, auch in Zukunft für unsere Berufe auf den Gebieten des Bauwesens zu werben und dafür zu sorgen, dass es immer besser und harmonischer läuft.



Über diese und andere Bauten wird via Internet recht ausführlich berichtet. In dieser ergänzenden Form der Wissensvermittlung stecken noch ungeahnte Entwicklungsmöglichkeiten.

www.woerzberger.de

Am besten, Sie schauen dort einmal hinein.

Rösrath. 03.01.2011Ralf Wörzberger

http://www.woerzberger.de/

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