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809 Berichte Stahlbau 72 (2003), Heft 11 1 Einleitung Die Welterbekommission der UNESCO hat auf ihrer Sitzung am 14. Dezember 2001 die Zeche und die Kokerei Zollver- ein in Essen-Katernberg, die im Ruhrge- biet mit ihrem 55 m hohen Doppelbock- Fördergerüst und ihren kubischen Tage- bauten bekannt ist, in die Liste des Kul- tur- und Naturerbes der Welt aufgenom- men (Bild 1). Die Zeche Zollverein – 1847 in Be- trieb genommen – wurde nach dem 1834 von 18 deutschen Staaten gegründeten Zoll- und Handelsverein benannt. Um die Arbeitsabläufe bei den Tagesanlagen wei- ter zu rationalisieren, entschloß sich die Vereinigte Stahlwerke AG 1928, eine Zen- tralschachtanlage zu errichten. Die För- derung und Aufbereitung der Kohle so- wie die Energieversorgung wurden somit im Zollverein XII konzentriert, wobei die Ein- und Ausfahrt und die Versorgung der Kumpel von den anderen Schacht- anlagen übernommen wurde. 2 Geschichte der Schachtanlage Zollverein XII Martin Schupp (1896–1974) und Fritz Kremmer (1894–1945), die „Zollverein- architekten“, haben diese Anlage von vornherein als ein Gesamtkunstwerk an- gelegt und bei aller Funktionalität auch als ein repräsentatives Denkmal der Ar- beit und der Industrialisierung geplant. Die von den Betriebsingenieuren vorge- gebene Anordnung der Bauten und die einzelnen Funktionsabläufe wurden nach architektonischen Prinzipien der Achse und der Symmetrie geordnet und das Ensemble durch Grünflächen und Höfe strukturiert (Bild 2). Im Jahre 1932 wur- den die Tagesanlagen und die Schacht- förderung in Betrieb genommen. Insge- samt bestand das Areal aus einer För- deranlage, einer Kohlenwäsche, einem Feinkohlenverladeturm, einer Freiluft-Um- spannanlage, einem Kesselhaus und meh- reren Werkstätten. Fritz Schupp wurde später auch mit der Planung der Koke- rei beauftragt. Die Kokerei Zollverein, die in den Jahren 1957 bis 1961 errichtet wurde, galt lange als modernste Kokerei Europas. 1986 wurde die Kohleförderung im Baufeld Zollverein eingestellt. Seitdem werden lediglich zwei Schächte für die zentrale Wasserversorgung weiter betrie- ben. Die Schachtanlage XII wurde unter Denkmalschutz gestellt und vom Land Nordrhein-Westfalen (NRW) angekauft. Seit 1998 koordiniert und organisiert die vom Land NRW und der Stadt Essen ge- gründete Stiftung Zollverein die Aktivi- täten auf der Schachtanlage XII. Die ge- samte Anlage wurde nach einem vorbild- lichen Erhaltungsplan saniert. Insbeson- dere an den Fachwerkfassaden wurden alle korrosionsgeschädigten Träger und Pfosten erneuert, die Ausfachung mit Mauerwerk an schadhaften Stellen er- setzt bzw. ausgebessert. Seit Anfang der 1990er Jahre haben sich auf Zollverein über zwanzig Institutionen aus Kunst, Kultur, Design und Neue Medien ange- siedelt. Unter anderem zog das renom- mierte Designzentrum NRW in das vom Londoner Architekturbüro Foster umge- baute Kesselhaus ein. Im Turbinenhaus hat sich das Gourmetrestaurant „Casino Zollverein“ etabliert, im Salzlager der Kokerei wurde das „Haus der Träume“ von Ilja Kobakov installiert. In der gro- ßen Lesebandhalle, wo früher Gesteins- brocken aus der Kohle gelesen wurden, finden heute Konzerte statt. Am 31. August 2002 wurde die Welt- kulturerbeplakette feierlich überreicht. Auf Initiative der Stiftung Zollverein wurde das Gesamtwerk von Schupp und Kremmer 2002 in einer Ausstellung im Zollverein gewürdigt. Die Ausstellung ist in diesem Jahr im UNESCO-Hauptquar- tier in Paris zu sehen. Zollverein XII wurde zu einem Zeitpunkt errichtet, als der Stahlbau in Deutschland in einem starken Wand- lungsprozeß begriffen war. Etwa um 1930 wurde der Übergang von den Niet- zu Schweißkonstruktionen eingeleitet, und zwar auch bei dynamisch beanspruch- ten Tragelementen wie Brücken oder För- dergerüsten. Man ging dazu über, große und weitgespannte Träger nicht mehr aus einzelnen Stäben zu Fachwerken zusam- menzusetzen, sondern aus vollwandigen Blechen zu schweißen. Ebenfalls um diese Zeit wurden die Stahlqualitäten genormt und korrosionsträge Stahlsorten entwik- kelt. Alle diese Neuerungen finden in den Zollvereinsgebäuden ihren Niederschlag, was zusätzlich zur Bedeutung dieser be- merkenswerten Architektur beiträgt. Für die Haltung von Schupp ist be- zeichnend, daß er in bezug auf die Inge- nieure eine eher partnerschaftliche Hal- tung einnimmt. Seiner Meinung nach sollte der Architekt im Industriebau die künstlerische Fähigkeit haben, die Ge- gebenheiten in eine höhere Ordnung zu bringen. Sache des Architekten sei es, die vom Ingenieur in der Reihenfolge ihrer betrieblichen Funktion nebeneinander gestellten Bauten zusammenzuordnen. Schupp versuchte nicht Dominanz aus- zuüben; er war eher bemüht, die Arbeit des Ingenieurs zu ergänzen und zu ver- edeln [1], [2]. Somit bestand auch bei der Planung der Schachtanlage Zollverein XII zwi- schen Architekten und Ingenieuren eine klare Arbeits- und Kompetenzteilung. Die technischen Anlagen wurden nach Maß- gabe der von den Ingenieuren vorgege- benen Abläufe geordnet. Allen wurde dann eine gemeinsame Hülle – das „Eisenfachwerk“ – übergestülpt. Was die tragende Konstruktion anbetrifft, ist die Einflußnahme der Architekten nur bei den von außen sichtbaren Konstruktio- nen, wie z. B. bei den Fördertürmen, nach- haltig spürbar, während die vom Eisen- fachwerk umhüllten Tragkonstruktionen eher den ausführenden Firmen überlas- sen wurden. Die Stahlfachwerkkonstruktionen, die für die Fassaden der Industriebauten gewählt wurden, waren keine Erfindung von Schupp und Kremmer. Diese wurden bereits sowohl in Deutschland als auch im Ausland mehrfach eingesetzt. Schupp Stahl im Industriebau der klassischen Moderne: die Zeche Zollverein Cengiz Dicleli Bild 1. Zollverein XII, Förderturm (Quelle: Archiv Dicleli) Bild 2. Zollverein XII, Achse Schachthalle (Quelle: Archiv Dicleli)

Schupp kremmer 11 2003

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Die Welterbekommission der UNESCO hat auf ihrer Sitzung am 14. Dezember 2001 die Zeche und die Kokerei Zollverein in Essen-Katernberg, die im Ruhrgebiet mit ihrem 55 m hohen Doppelbock- Fördergerüst und ihren kubischen Tagebauten bekannt ist, in die Liste des Kultur- und Naturerbes der Welt aufgenommen (Bild 1). Die Zeche Zollverein – 1847 in Betrieb genommen – wurde nach dem 1834 von 18 deutschen Staaten gegründeten Zoll- und Handelsverein benannt. Um die Arbeitsabläufe bei den Tagesanlagen weiter zu rationalisieren, entschloß sich die Vereinigte Stahlwerke AG 1928, eine Zentralschachtanlage zu errichten. Die Förderung und Aufbereitung der Kohle sowie die Energieversorgung wurden somit im Zollverein XII konzentriert, wobei die Ein- und Ausfahrt und die Versorgung der Kumpel von den anderen Schachtanlagen übernommen wurde.

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Berichte

Stahlbau 72 (2003), Heft 11

1 Einleitung

Die Welterbekommission der UNESCOhat auf ihrer Sitzung am 14. Dezember2001 die Zeche und die Kokerei Zollver-ein in Essen-Katernberg, die im Ruhrge-biet mit ihrem 55 m hohen Doppelbock-Fördergerüst und ihren kubischen Tage-bauten bekannt ist, in die Liste des Kul-tur- und Naturerbes der Welt aufgenom-men (Bild 1).

Die Zeche Zollverein – 1847 in Be-trieb genommen – wurde nach dem 1834von 18 deutschen Staaten gegründetenZoll- und Handelsverein benannt. Um dieArbeitsabläufe bei den Tagesanlagen wei-ter zu rationalisieren, entschloß sich dieVereinigte Stahlwerke AG 1928, eine Zen-tralschachtanlage zu errichten. Die För-derung und Aufbereitung der Kohle so-wie die Energieversorgung wurden somitim Zollverein XII konzentriert, wobei dieEin- und Ausfahrt und die Versorgungder Kumpel von den anderen Schacht-anlagen übernommen wurde.

2 Geschichte der Schachtanlage

Zollverein XII

Martin Schupp (1896–1974) und FritzKremmer (1894–1945), die „Zollverein-architekten“, haben diese Anlage vonvornherein als ein Gesamtkunstwerk an-gelegt und bei aller Funktionalität auchals ein repräsentatives Denkmal der Ar-beit und der Industrialisierung geplant.Die von den Betriebsingenieuren vorge-

gebene Anordnung der Bauten und dieeinzelnen Funktionsabläufe wurden nacharchitektonischen Prinzipien der Achseund der Symmetrie geordnet und dasEnsemble durch Grünflächen und Höfestrukturiert (Bild 2). Im Jahre 1932 wur-den die Tagesanlagen und die Schacht-förderung in Betrieb genommen. Insge-samt bestand das Areal aus einer För-deranlage, einer Kohlenwäsche, einemFeinkohlenverladeturm, einer Freiluft-Um-spannanlage, einem Kesselhaus und meh-reren Werkstätten. Fritz Schupp wurdespäter auch mit der Planung der Koke-rei beauftragt. Die Kokerei Zollverein,die in den Jahren 1957 bis 1961 errichtetwurde, galt lange als modernste KokereiEuropas.

1986 wurde die Kohleförderung imBaufeld Zollverein eingestellt. Seitdemwerden lediglich zwei Schächte für diezentrale Wasserversorgung weiter betrie-ben. Die Schachtanlage XII wurde unterDenkmalschutz gestellt und vom LandNordrhein-Westfalen (NRW) angekauft.Seit 1998 koordiniert und organisiert dievom Land NRW und der Stadt Essen ge-gründete Stiftung Zollverein die Aktivi-täten auf der Schachtanlage XII. Die ge-samte Anlage wurde nach einem vorbild-lichen Erhaltungsplan saniert. Insbeson-dere an den Fachwerkfassaden wurdenalle korrosionsgeschädigten Träger undPfosten erneuert, die Ausfachung mitMauerwerk an schadhaften Stellen er-setzt bzw. ausgebessert. Seit Anfang der1990er Jahre haben sich auf Zollvereinüber zwanzig Institutionen aus Kunst,Kultur, Design und Neue Medien ange-siedelt. Unter anderem zog das renom-mierte Designzentrum NRW in das vomLondoner Architekturbüro Foster umge-baute Kesselhaus ein. Im Turbinenhaushat sich das Gourmetrestaurant „CasinoZollverein“ etabliert, im Salzlager derKokerei wurde das „Haus der Träume“von Ilja Kobakov installiert. In der gro-ßen Lesebandhalle, wo früher Gesteins-brocken aus der Kohle gelesen wurden,finden heute Konzerte statt.

Am 31. August 2002 wurde die Welt-kulturerbeplakette feierlich überreicht.Auf Initiative der Stiftung Zollvereinwurde das Gesamtwerk von Schupp undKremmer 2002 in einer Ausstellung imZollverein gewürdigt. Die Ausstellung istin diesem Jahr im UNESCO-Hauptquar-tier in Paris zu sehen.

Zollverein XII wurde zu einemZeitpunkt errichtet, als der Stahlbau inDeutschland in einem starken Wand-lungsprozeß begriffen war. Etwa um 1930wurde der Übergang von den Niet- zuSchweißkonstruktionen eingeleitet, undzwar auch bei dynamisch beanspruch-

ten Tragelementen wie Brücken oder För-dergerüsten. Man ging dazu über, großeund weitgespannte Träger nicht mehr auseinzelnen Stäben zu Fachwerken zusam-menzusetzen, sondern aus vollwandigenBlechen zu schweißen. Ebenfalls um dieseZeit wurden die Stahlqualitäten genormtund korrosionsträge Stahlsorten entwik-kelt. Alle diese Neuerungen finden in denZollvereinsgebäuden ihren Niederschlag,was zusätzlich zur Bedeutung dieser be-merkenswerten Architektur beiträgt.

Für die Haltung von Schupp ist be-zeichnend, daß er in bezug auf die Inge-nieure eine eher partnerschaftliche Hal-tung einnimmt. Seiner Meinung nachsollte der Architekt im Industriebau diekünstlerische Fähigkeit haben, die Ge-gebenheiten in eine höhere Ordnung zubringen. Sache des Architekten sei es, dievom Ingenieur in der Reihenfolge ihrerbetrieblichen Funktion nebeneinandergestellten Bauten zusammenzuordnen.Schupp versuchte nicht Dominanz aus-zuüben; er war eher bemüht, die Arbeitdes Ingenieurs zu ergänzen und zu ver-edeln [1], [2].

Somit bestand auch bei der Planungder Schachtanlage Zollverein XII zwi-schen Architekten und Ingenieuren eineklare Arbeits- und Kompetenzteilung. Dietechnischen Anlagen wurden nach Maß-gabe der von den Ingenieuren vorgege-benen Abläufe geordnet. Allen wurdedann eine gemeinsame Hülle – das„Eisenfachwerk“ – übergestülpt. Was dietragende Konstruktion anbetrifft, ist dieEinflußnahme der Architekten nur beiden von außen sichtbaren Konstruktio-nen, wie z. B. bei den Fördertürmen, nach-haltig spürbar, während die vom Eisen-fachwerk umhüllten Tragkonstruktioneneher den ausführenden Firmen überlas-sen wurden.

Die Stahlfachwerkkonstruktionen,die für die Fassaden der Industriebautengewählt wurden, waren keine Erfindungvon Schupp und Kremmer. Diese wurdenbereits sowohl in Deutschland als auchim Ausland mehrfach eingesetzt. Schupp

Stahl im Industriebau der klassischen Moderne:

die Zeche Zollverein

Cengiz Dicleli

Bild 1. Zollverein XII, Förderturm(Quelle: Archiv Dicleli)

Bild 2. Zollverein XII, Achse Schachthalle(Quelle: Archiv Dicleli)

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und Kremmer zeichneten sich jedochdurch eine seltene Konsequenz aus, dieGrenzen dieser Bauweise auszuloten undüber Jahrzehnte hinweg ihre Gestalt zuperfektionieren.

3 Zur Entwicklung des Stahlskelett-

baus in Deutschland

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts geht imIndustriebau in Deutschland eine ganzentscheidende Veränderung vor. Mit derUmstellung vom Transmissionsbetrieb aufden elektrischen Einzelantrieb von Ma-schinen wird eine Neuorganisation derArbeitsabläufe und der Fabrikationsbe-dingungen eingeleitet [3]. Die Kraft derDampfmaschinen, die als Energiequelledienen, mußte bis dahin mit Hilfe vonmechanischen Übertragungselementenwie Rädern, Wellen und Riemen bis andie einzelnen Maschinen herangeführtwerden. Dies hatte zur Folge, daß dieDecken- und Dachkonstruktionen auchdiese Elemente mit aufnehmen mußten.Der Wegfall der Transmissionsaggregatehat unmittelbare Einwirkungen auch aufdie Konstruktion und die Architektur derIndustriebauten. Befreit von den dyna-

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mischen Lasten, muß das Tragwerk nichtmehr so massiv ausgelegt werden. Leich-tere Stahlkonstruktionen führen zu höhe-ren, helleren und geräumigeren Hallen-bauten.

In den 1920er und 1930er Jahrenwerden viele Skelettbauten mit vorge-hängten oder vorgestellten Fassaden ausMauerwerk gebaut. Bei den meisten Ske-lettbauten aus dem ersten Viertel des20. Jahrhunderts wird die Tragkonstruk-tion nach außen hin nicht gezeigt; siewird durch vorgestellte Mauerwerks- undGlasfassaden umhüllt. Man kann vielfachnicht erkennen, daß es sich hier nichtum Massivbauten handelt. Oft wird diehinter dem Mauerwerk versteckte Ske-lettstruktur durch eine entsprechendeGliederung der Fassaden nach Außen an-gedeutet. Die besten Beispiele lassen sichin der „Siemensstadt“ und bei den Bau-ten der AEG in Berlin studieren. Dasmehrgeschossige „Kleinbauwerk“ (fürSchalter, Steckdosen und Fassungen) vondem Architekten Karl Janisch (Baubeginn1905) besteht aus einem Stahlskelett mitaus [-Profilen zusammengesetzten und ander Fassade vollständig eingemauertenRahmenstützen. Auch das Wernerwerk II

von Karl Janisch und Hans Hertlein fürdie Fabrikation von Meßinstrumenten(1916) und das Schaltwerkhochhaus(1916) (Bild 3) sowie der 1928 fertigge-stellte Wernerwerk-Hochbau von HansHertlein sind bekannte Beispiele dieserGattung.

Gleichzeitig beginnt man verstärkt,ausgemauerte Fachwerkfassaden aus Stahlvon außen sichtbar vor die tragendeStahlkonstruktion zu stellen, so wie beidem Wasserturm von Poelzig in Posen1911 (Bild 4) und ebenfalls im gleichenJahr bei der Porzellanfabrik von PeterBehrens in Hennigsdorf. Die Verwandt-schaft mit den Fassaden der Übertage-bauten von Schupp und Kremmer ist beider Stoßstromprüfanlage von Hans Hert-lein aus dem Jahre 1927 am deutlichstenzu erkennen (Bild 5).

Ein Bauwerk in Dortmund-Böving-hausen sticht in diesem Zusammenhang

Bild 3. Siemens Schaltwerkhochhaus, Hans Hertlein, Baubeginn 1916, (Quelle: Maier-Leibnitz, Der Industriebau, Berlin 1932)

Bild 4. Wasserturm in Posen, Poelzig 1911(Quelle: Julius Posener, Vorlesungen zurGeschichte der Neueren Architektur II)

Bild 5. Siemens Stoßstromprüfanlage, Hertlein 1927 (Quelle: Maier-Leibnitz)

Bild 6. Zeche Zollern 2 in DortmundBövinghausen, 1902 (Quelle: Archiv Dicleli)

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ganz besonders hervor: Die Maschinen-halle der Zeche Zollern 2, das Werk desArchitekten Bruno Möhring und des Bau-ingenieurs Reinhold Krohn (Bild 6). Beidem 1902 fertiggestellten Bauwerk, des-sen stählerne Tragkonstruktion z. T. nochJugendstilverzierungen aufweist, liegt dieAusmauerung in der Ebene der tragen-den Konstruktion, die im Gegensatz zuden Zollverein-Gebäuden dadurch innenund außen voll sichtbar bleibt. Die aus-steifenden Diagonalstäbe, die sonst in dieKonstruktionsachse gelegt werden, müs-sen wegen der Ausmauerung ebenfalls in-nen und außen angeordnet werden.

4 Konstruktive Voraussetzungen des

Stahlskelettbaus in Deutschland

So wie man zu Beginn des Eisenbaus be-reits bekannte Tragsysteme des Holzbauseingesetzt hatte, werden für die Stahlver-bindungen ebenfalls Verbindungsartendes Holzbaus und des Schmiedehand-werks gewählt: Niete, Schrauben, Feuer-verschweißung, Keile und Klemmen. Hatman sich bei gußeisernen Konstruktionenwegen der Sprödigkeit des Materials fürSchraubverbindungen entschieden, so set-zen sich mit der Zunahme von Walzpro-filen Nietverbindungen, später Schweiß-verbindungen durch.

Schraub- und NietverbindungenSchrauben waren bei Verbindungen imHolzbau schon vor dem 18. Jahrhundertbekannt und wurden mit der Entwick-lung von Stahlkonstruktionen auch imStahlhochbau eingeführt. Sie konntensich durch die theoretischen Untersu-chungen von Karl Culmann und AugustRitter in den 60er Jahren des 19. Jahr-hunderts sogar gegen die Nietverbindun-gen für eine Weile behaupten. Da dieSchrauben teurer sind als Niete und diedamaligen Verbindungen erhebliche Nach-teile hatten, wie selbständiges Lösen (dazunächst ohne Unterlagscheiben einge-setzt) und Klappern bei Brückenkonstruk-tionen (da noch keine Paßschrauben),setzten sich ab dem letzten Drittel des19. Jahrhunderts die Nietverbindungendurch. Schrauben werden nur gewählt,wenn Nietverbindungen örtlich nichtdurchführbar sind oder die Lösbarkeitder Verbindung verlangt wird. Das Warm-nieten ist trotz des hohen Arbeitsauf-wands ab etwa 1840 die vorherrschendeVerbindungsart im Stahlbau. Trotz derWeiterentwicklung der Niettechnik unddes Einsatzes von Preßlufthämmern undhydraulischen Nietmaschinen läßt sichdie Leistung jedoch nicht über etwa100 Niete pro Stunde steigern. Dennochhalten sich die Nietverbindungen bis inden 50er Jahren des 20. Jahrhunderts er-folgreich.

SchweißverbindungenDas erste deutsche Patent für Lichtbogen-schweißen wurde 1887 einem russischenIngenieur erteilt. Etwa um 1890 kam dieGasschweißung (Autogenschweißung)zum Einsatz. Wegen erheblicher Sicher-heitsbedenken vornehmlich bei dynami-

schen Lasten (Brückenbau) verzögertesich der Einsatz von Schweißverbindun-gen in Deutschland bis 1929. Erst 1931wurde die erste vollständig geschweißteEisenbahnbrücke auf der Strecke Mün-ster–Osnabrück in Betrieb genommen.Bis Ende 1932 wurden in Deutschlandetwa 30000 bis 40000 t Stahlkonstruk-tionen mit Schweißnähten hergestellt. DieWirtschaftlichkeit der Schweißverbindun-gen im Vergleich zu Nietverbindungen re-sultiert aus der Gewichtsersparnis (15 bis25 %), weil die Nietlochabzüge, die Über-lappung der Bleche oder Knotenblechebei Fachwerkkonstruktionen wegfallenoder kleiner sind. Auch die Bearbeitungim technischen Büro ist bei geschweiß-ten Konstruktionen weniger aufwendigals bei genieteten, wo praktisch jeder Nietberechnet und gezeichnet werden muß.

TrägerquerschnitteDie ersten I-Profile wurden in Deutsch-land um 1858 gewalzt. 1880 kam das„Deutsche Normalprofilbuch“ für Walz-eisen heraus (T-, [- und ˚-Formen). Bereits1876 wurden auf der Pariser Weltausstel-lung 1,0 m hohe Walzträger vorgestellt. Pro-file mit größeren Höhen konnten durchSchrauben, Nieten oder Schweißen ausBlechen und ˚-Profilen zusammengestelltwerden. Beim Zusammenschweißen vonGurt- und Stegblechen von I-Profilen tratenjedoch Probleme auf. Die Bleche verform-ten sich infolge ungleichmäßiger Erwär-mung, und es entstanden sog. „Schrumpf-spannungen“. Damit beim Schweißen dieStegbleche genau mittig auf den Gurt-blechen saßen und die Schweißnaht et-was Abstand vom Gurtblech hatte, ent-wickelten die Stahlbaufirmen verschie-dene Lösungen: die „Nasenprofile“ derFirma Dortmunder Union, die „Wulstpro-file“ von Dörnen und die „Rippenplatten“von Krupp (Bild 7). Solche Profile werdenselbstverständlich auch bei den Zechen-bauten eingesetzt.

MaterialDie Zuständigkeiten der Länder und Ge-meinden bezüglich der Materialkenn-werte (z. B. zulässige Spannungen) sindin Deutschland lange nicht geklärt, so daßdiese Schwankungen unterworfen sind.Eine allgemeingültige Regelung über dieStahlgüten wurde erst 1925 festgelegt, wo-bei auch einheitlich der Begriff „Stahl“mit der Abkürzung „St“ eingeführt wurde.Es gibt den Baustahl St 37 mit der Min-destzugfestigkeit 37 kg/mm2 und einenhöherwertigeren Stahl St 48. 1937 wurdeSt 48 durch St 52 ersetzt, der bereits seit1928 als Werkstoff für genietete Brückeneingeführt war.

KorrosionsschutzGußeisen ist wegen seines hohen Koh-lenstoffgehalts weniger korrosionsgefähr-det als Stahl. Rostschutzanstriche mitLeinöl als Bindemittel gab es schon im19. Jahrhundert. Sehr geeignet sind diebleihaltigen Grund- und Deckanstriche,die ebenfalls Leinöl als Lösungsmittel ha-ben. Feuerverzinken war bei den Zechen-bauten bis in die 60er Jahre des 20. Jahr-

hunderts wegen der Größe der Konstruk-tionsteile im Zechenbau entweder kaummöglich oder zu teuer. Zudem führte dasnotwendige Ausbessern der bei der Mon-tage beschädigten Stellen durch Spritz-verzinken nicht zur erwünschten Quali-tät. So forderte 1962 Dieter Schupp, derSohn von Fritz Schupp, die Stahlherstellerauf, „einen Baustahl mit widerstandsfähi-ger Außenhaut“ (wetterfester Stahl) zuentwickeln [4]. Dabei gibt es in Deutsch-land seit etwa 1928 gekupferte Stahlsor-ten mit hoher Korrosionsfestigkeit quasials Vorläufer des wetterfesten Stahls. Der„Union-Baustahl“ der Vereinigte Stahl-werke AG, Dortmund, kann wegen seinerbesonderen Legierung als erster wetter-fester Stahl bezeichnet werden. Jedochwerden diese Legierungsbestandteile, imwesentlichen Chrom und Kupfer, 1940wegen der Kriegsbewirtschaftung limitiertund somit die Korrosionsbeständigkeit die-ser Stähle herabgesetzt. Seltsamerweisehat sich an diesem Umstand auch nachdem Kriege bis heute noch nichts geän-dert [5].

5 Stahlkonstruktionen der Schacht-

anlage Zollern XII

Die technischen Anlagen der Zechenbau-ten werden nach Maßgabe der von denIngenieuren vorgegebenen Abläufe geord-net, dabei bleibt der Inhalt der einzel-nen Gebäude unangetastet. Allen Anla-gen wird dann eine gemeinsame Hülle –das „Eisenfachwerk“ – übergestülpt [1,S. 22]. Was die tragende Konstruktion an-betrifft, ist die Einflußnahme von Schuppund Kremmer nur bei den von außensichtbaren Konstruktionen, wie z. B. beiden Fördertürmen, nachhaltig spürbar,während die vom „Eisenfachwerk“ um-hüllten Tragkonstruktionen eher den aus-führenden Firmen überlassen werden(Bild 8).

Die stählernen Fachwerkfassaden,die von Schupp und Kremmer eingesetztwerden, müssen außer ihrem Eigenge-wicht und den horizontalen Windlastenkeine anderen Gebäudelasten überneh-men. Sie bestehen lediglich aus einer Um-rahmung aus I- oder ]-Profilen, die mitMauerwerk, Verglasung oder geeignetenPlattenwerkstoffen ausgefüllt („ausge-

Bild 7. Gurtprofile für Schweißträger(Quelle: Werner, Seidel, Der Eisenbau,1992)

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facht“) sind (Bild 9). Die Größe der ein-zelnen Felder der Ausfachung wird durchdie Intensität der Windbelastung begrenzt.Bei größeren Höhen wird die Ausfachungwegen der Zunahme des Winddrucks mitzusätzlichen Bewehrungsstäben in denFugen verstärkt. Die Ausmauerung be-steht ursprünglich aus 12 cm dicken Zie-geln, die in 14 cm hohe [- oder I-Profileeingelegt werden; eine damals allgemeinübliche Lösung, die auch einige Nachteilehat. Im Bergsenkungsgebiet sind Risse im

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Mörtelbett nicht zu vermeiden [6], wo-durch Wasser leicht in die Kammer derStahlprofile eindringen kann (Bild 10).Die erheblichen Korrosionsschäden füh-ren zu einer Korrektur dieser Ausführung.Man wählt später 12 cm hohe Profile,füllt deren Kammer mit Mörtel aus undkann so die Ziegelausfachung bündig aus-führen (Bilder 11, 12 und 13).

Das „Eisenfachwerk“ kann weitge-hend unabhängig vom Raster des jewei-ligen Tragsystems vor oder in die Ebene

der Tragstruktur gestellt oder gehängtwerden und kann dadurch den innerenbetrieblichen Erfordernissen gut angepaßtwerden, da man diese Felder je nach Be-darf offen lassen, ganz oder teilweise ver-glasen, mit Wärmedämmung versehenbzw. auch zweischalig ausführen kann.Schupp bleibt diesem Prinzip fast 30 Jahrelang treu, bis in den 1960er Jahren Tra-pezbleche, großformatige Platten undSandwichelemente als Dach- und Fassa-denabdeckung sich auf dem Markt durch-setzen.

Die gesamte Schachtanlage Zollver-ein XII ist überwiegend in Flußstahl 37erbaut. Lediglich für die stärker korro-sionsgefährdeten Teile, wie z. B. das För-dergerüst und die Verbindungsbrücken,wird der so genannte „Patinastahl“ St 37mit 0,35 % Kupferzusatz verwendet. Fürdas untere Gestell der Wäsche und desFeinkohlenturms werden bis zu einerHöhe von 17,30 m Stahlbetonrahmen ge-

Bild 8. Isometrische Darstellung der Anlage Zollverein 12 (Quelle: Huberta de la Cheval-lerie, Gebauter Gedanke, die Zeche Zollverein Schacht XII in Essen)

Bild 9. Möglichkeiten der Anordnung der nichttragenden Fachwerkfassaden in bezug aufdie tragende Konstruktion (Dicleli)

Bild 10. Korrosionsschaden bei nicht-bündiger Ausführung von Stahlprofil undMauerwerk bei Fachwerkwänden (Quelle: Archiv Dicleli: Zollverein XII,Halle 8: Kompressorenhaus, AufnahmeMai 2002)

Bild 11. Typisches Fassadendetail beimZollverein XII (Quelle: Dicleli n. Zoepke)

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wählt, weil man noch der Meinung ist,daß für diese extrem hoch belasteten Bau-teile die Verwendung von Stahl zu ris-kant sei. Für die Hallen sieht man Zwei-und Dreigelenkrahmen vor (Bild 14).Das Dach und die Zwischenbühnenwerden massiv ausgeführt. Diese Schei-ben leiten die Windlasten auf die ver-schiedenen Rahmen und Windverbändeab. Sämtliche Transportbrücken werden

wegen der zu erwartenden Bodensen-kungen statisch bestimmt als Balken aufzwei Stützen mit je einem festen undeinem beweglichen Lager ausgebildet.Für die unteren Teile der Ecktürme

werden geschweißte Rahmen gewählt(Bild 15).

Obwohl die großen Rahmenkon-struktionen mit bis zu 110 cm hohen Rie-geln ursprünglich als genietete Konstruk-

Bild 12. Vertikal- und Horizontalschnitt durch Stahlfachwerkwandmit Dämmplatte, Schupp (Quelle: Henn, Walter, Bauten der Indu-strie, Bd. 2, München 1955)

Bild 13. Vertikal- und Horizontalschnitt durch zweischalige Stahl-fachwerkwand, Schupp (Quelle: wie Bild 12)

Bild 14. Die Tragkonstruktion der Wipperhalle, Zollverein XII (Quelle: Zoepke wie [7])

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tionen konzipiert werden, entscheidet mansich aus wirtschaftlichen Erwägungen(Gewichtsersparnis) doch für eine ge-schweißte Konstruktion. Dipl.-Ing. Zoepke,der bei der Konzeption und Durchfüh-rung maßgeblich beteiligt war, vermutet,daß sie die größte Schweißkonstruktionist, die bis dahin in Europa ausgeführtworden ist [7]. Die einzelnen Teile wer-

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den in der Werkstatt in transportablenGrößen zusammengeschweißt und aufder Baustelle nach dem Zusammenbaugenietet (Bild 16). Nur die Rahmen desKohleeckturms werden verschraubt. Beidem Fördergerüst traut man sich wegender dynamischen Lasten doch noch nicht,es ganz zu schweißen. Zoepke berichtet,daß nach Abschluß der im Gang befind-lichen Untersuchungen die Zeit nicht mehr

fern sei, wo man auch die Fördergerüstegeschweißt ausführen wird.

Die Stahlkonstruktion wird von denWerken Dortmunder Union und Wan-heim der Vereinigte Stahlwerke A.G. ge-liefert und montiert. Die Schweißarbeitenführt die Gesellschaft für Elektroschwei-ßung m.b.H. Dortmund aus.

Literatur

[1] Schupp, F.: Architekt gegen oder und Inge-nieur. Berlin 1929.

[2] Schupp, F.: Architekt und Ingenieur im In-dustriebau, Berlin 1933.

[3] Rogge, H.: Fabrikwelt um die Jahrhundert-wende, Köln 1983.

[4] Schupp, D.: Fördertürme in Stahl- und inStahlbetonbauweise, Glückauf. Bergmänni-sche Zeitschrift 9 (1962), S. 473.

[5] Fischer, M.: Ist der heute im Stahlbau ver-wendete Baustahl optimal? Stahlbau 71 (2002),S. 13 ff.

[6] Busch, W.: Stahlfachwerkarchitektur, derBeitrag des Bergbaus zur modernen Architek-tur. In: Johannes Biecker und Walter Busch-mann, Bergbauarchitektur, Bochum 1986,S. 115–134.

[7] Zoepke: Geschweißte Konstruktionen bei denÜbertagebauten einer Großschachtanlage.Der Bauingenieur 21/22 (1932), S. 297 ff.

Autor dieses Beitrages:Prof. Dipl.-Ing. Cengiz Dicleli, Fachhochschule Kon-stanz, Fachbereich Architektur und Gestaltung,Fachgebiet Tragkonstruktionen, Postfach 100543,78405 Konstanz

Bild 15. Der untere Rahmenteil des Eck-turms (Quelle: Archiv Dicleli)

Bild 16. Geschweißte Rahmenecke mitgenietetem Montagestoß (Quelle: Zoepke)

Wechselausstellungshalle des Deutschen Historischen Museums

in Berlin

Stefan Zimmermann

Die große Glashalle des Wechselausstel-lungsgebäudes besteht aus drei Fassaden-und zwei Dachbereichen sowie der kon-struktiv eigenständigen Einheit des glä-sernen Treppenturms (Bild 1). Die beidenkleineren Fassaden formen den Eingangs-bereich. Die große Fassade verläuft imGrundriß polygonal und bildet den Ge-genpol zur historischen Fassade des Zeug-hauses. Die Fassade hat eine Höhe vonca. 13,4 m. Das Dach spannt über ca.10 m, wobei es auf der einen Seite auf denFassadenstützen, auf der anderen Seiteauf dem ebenfalls neu entstandenen Mas-sivbau aufliegt. Die beiden Dachbereicheschließen den Zwischenraum zwischenden Fassaden der Stahl-Glas-Halle unddem Massivbauteil des Wechselausstel-lungsgebäudes.

Treppenturm

Der verglaste Treppenturm baut sichdreiteilig auf: Da ist zunächst das sog.„Röckchen“ unterhalb des Treppenlaufs,

eine Rotunde mit umlaufender Sitzbank,die als Wartebereich dient. Geometrischgesehen handelt es sich bei diesem „Röck-chen“ um einen Kegelstumpf mit ver-setzter Mittelachse (Bild 2). Es steht aufder Erdgeschoßdecke und ist oben andie Unterkante des Treppenlaufs ange-schlossen. Der darüber gebaute Treppen-lauf verbindet das erste mit dem zweitenGeschoß der Glashalle. Er ist als Zylin-der mit einem Außendurchmesser vonca. 11 m ausgebildet. Die Tragkonstruk-tion von Treppenlauf und Treppendach istjeweils am Ende an einer Massivdeckebzw. an der Stahl-Glas-Halle aufgelagert,kragt im übrigen jedoch frei aus. Überdem Dach des Treppenlaufs baut sich einweiterer Zylinder auf, dessen Außen-durchmesser dem Innendurchmesser desTreppenlaufs entspricht. Dieser „kleineZylinder“ überragt das Dach der Stahl-Glas-Halle um ca. 4,5 m. Im Anschluß-bereich zum Dach der Stahl-Glas-Halleist der Zylinder mit einem Kegel ver-schnitten, so daß sich ein kegelförmiger

Bild 1. Haupteingang des Erweiterungs-baus Deutsches Historisches Museum, vonder Straße hinter dem Gießhaus (Foto: Ulrich Schwarz, Berlin)