"Architektur und Bauen"

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1 Architektur - Grundlagen Seite 1 von 7 "Architektur und Bauen" Neben der Malerei und der Skulptur ist die Architektur die dritte große Gattung der Kunst und wurde oft als die größte künstlerische Gattung interpretiert, die alle anderen in sich, unter sich vereint. "Vom Bau' sind wir alle. Jedermann nämlich weiß, wie man der Schwerkraft ein Schnippchen schlägt - wir richten uns auf, stehen, gehen, laufen... Auch weiß jeder, daß ein Tisch oder ein Stuhl mindestens drei Beine haben muß und eine Kiste, soll sie stabil sein, mindestens einen Boden oder Deckel. Jedermann bedient sich der Schwerkraft mit List und Tücke. Auch leichte Materialien wie Bierdeckel und Spielkarten handhabt er - ihrem eigentlichen Zweck entfremdet - konstruktiv: er baut, richtet Konstruktionen auf. Besonders erfahren ist da der Campingfreund. Er weiß: feste Stäbe tragen das Zeltdach, doch würden sie umfallen, wenn nicht die Dachhaut ihrerseits die Stäbe in ihrer Lage stabilisiert. Dazu muß die Haut mit Zugankern, die man quer zur Zugrichtung in den Boden schlägt, in dauernder Hochspannung gehalten werden. Eine Falte erweist sich da als Makel. Jeder weiß also, was bauen heißt: das Aufschichten, das Aufrichten tragender und selbsttragender Teile und Montage solcher Elemente, die das räumliche Werk stabilisieren, falls sich die tragenden Teile nicht gegenseitig halten. Wir alle wissen, was Architektur ist: Material, in eine Form gebracht, die als plastischer Baukörper (der ganz unterschiedlich beschaffen sein kann) einen Innenraum vom Außenraum trennt; zum Zweck, daß wir in und mit diesen Räumen leben können. Architektur bildet, insgesamt, unseren unmittelbaren Lebensraum."(Ulrich Conrads) Der Begriff "Architektur" leitet sich von dem griechischen Wort "archein' ab, was soviel bedeutet wie "beginnen, der erste sein" und dem Wort "tekton", das "Zimmermann, Handwerker" bedeutet. Der Architekt ist jemand, der dem Handwerk verpflichtet ist. Darüber hinaus könnte man auch die Ableitungen des Wortes "tekton" weiterführen, das mit dem bei uns gebräuchlichen Wort "Technik" in Zusammenhang steht, das im Griechischen ursprünglich Handwerk, aber auch Kunst in bezug auf Handwerk bedeutet. In diesem Sinne ist Architektur "Bau-Kunst". Architektur meint also nicht das bloße Bauen, sondern auch die ästhetische, künstlerische Gestaltung von Bauwerken. Erste Behausungen: Höhle, Schutzhütte "Jedes vom Menschen hergestellte Konstruktionsgebilde, das dem Wetterschutz dient, ist Architektur." (Heinrich Klotz) Dicke, in der Erde eingegrabene Pfosten hielten eine Art Wetterdach. Nicht zu belegen ist zum Beispiel, ob bereits Stämme mit Astgabeln am Ende Verwendung fanden, über die dann ein Firstbalken gelegt wurde. Zur Stabilisierung wurden große Steine direkt um die Konstruktion herum gelegt. Die Maße dieser Hütten betrugen ca. 6 x 12 Meter. "Dieses Ausgrabungsergebnis beweist, daß nach heutiger Kenntnis die Frühform der menschlichen Behausung erklärlicherweise kein griechischer Primitivtempel war, auch keine kreisförmige Jurte oder eine vom klassischen Geschmack geprägte Laubhütte, sondern eine Art Ast-Zelt, das sich wie ein auf den Boden gesetztes Satteldach ausnimmt." (Heinrich Klotz). Von Interesse ist es, die Entstehungszeit dieser frühen Behausungsform in wichtige Daten der Urgeschichte des Menschen einzuordnen: 2,5 Millionen Jahre v. Chr.: Erste Steinwerkzeuge v. Chr.:Erste Zeltbauten in Rußland v. Chr.: Prähistorische Malereien in Höhlen Um 4000 v. Chr.: Jurte (zusammenfaltbare Zelte)

2 Architektur - Grundlagen Seite 2 von 7 Pfahlbauten Pfahlbauten sind eine Frühform menschlicher Behausung, deren Besonderheit es ist, daß sie auf senkrechten Pfählen, die die Funktion von Stützen haben, errichtet worden sind. Die Bodenfläche, auf der sich das Haus erhob, wurde durch waagrechte Stämme geschaffen, wobei diese Fläche deutlich vom Boden (Untergrund), in dem die senkrechten Stämme gegründet waren, abgehoben war. Die Wände wurden dabei sowohl waagrecht oder auch senkrecht mit Stämmen errichtet. Weitere Wandformen wurden durch Flechtwerk oder durch Rutengeflecht, das mit Lehm bestrichen wurde, geschaffen. Als Wohnform findet man solche Pfahlbauten erstmals im Endneolithikum und zu Beginn der Bronzezeit. Errichtet wurden sie bevorzugt an See- oder Flußufern oder dort, wo Moore waren. Dabei bestand ihre Funktion darin, sowohl vor Hochwasser als auch vor natürlichen Feinden zu schützen. Beispiele von Pfahlbauten lassen sich auch in der griechischen Antike finden. Beispiele solcher Pfahlbauten finden sich auch in außereuropäischen Kulturen (Südamerika, Südostasien), wo sie heute noch z.b. bei den Ureinwohnern der Insel Borneo eine wichtige Rolle als Behausungsform spielen. Die Funktionen von Bauten: Sakral- und Kultbauten (griechischer Tempel, Basilika, mittelalterlicher Dom, gotische Kathedrale, Barockkirche u.a.) Öffentliche Bauten (Brücken, Bahnhöfe, Museen, Schulen, Regierungsbauten, Schlösser, Burgen, Theater, Sportstätten, Kaufhäuser, Passagen u.a.) Wohnbauten (von den ersten Urhütte bis zu den Wohnsiedlungen oder Wohnhochhäusern des 20. Jahrhundert). Die Materialien: Holz- und Fachwerkbau (Skelettbau) Stein- und Massivbau (griechischer Tempel) oder Skelettbau (gotische Kathedrale) Eisen und Stahl (Eisenskelettbauweise, Stahlbetonbauweise als Skelettbauweise bei Hochhäusern) Glas in Verbindung mit Stahl (Skelettbauweise, Glashäuser) Textile Materialien (Zeltbauweise). Architektonische Betrachtungspunkte: Zeichnerische Planung Statik Konstruktion Werkstoffe (Stahl, Holz) Baukörper (Pyramiden, Kathedrale) Bauelemente (konstruktiv: Portale, Türen, Fenster, Stützen, Türme, Treppen, Brücken) Bauornamente: (Säulenkapitelle, Brunnen) Bauplastik (Denkmäler..) Fassade (konkav und konvex oder gerade - form follows function) Innenraum (Umfassung des Raums)

3 Architektur - Grundlagen Seite 3 von 7 Außenraum (Pyramiden: Abprallen - Öffnen der Bauwerke durch Glas, Spiegelung) Städtebau (gewachsen konstruiert) Architektur und Natur Blickführung - Bewegung - Rhythmus Maß - Zahl - Proportion Wirkung Bedeutung Symbolik

4 Architektur - Grundlagen Seite 4 von 7 Bautechnik - Konstruktion - Bauprinzipien: 1. Massenbau: Pyramiden 2. Flächenbau: Massivbau 3. Skelettbau: Fachwerk, Stahlskelett 4. zugbeanspruchte Konstruktion: Zeltbauten Die Zug- und Druckbelastung: Die Biegebeanspruchung bewirkt das Durchhängen des Materials. Dem wird z.b. durch Auskragen der Balken bei Fachwerkbauten begegnet. Die Werkstoffe sind beim Bauen Kräften und Spannungen ausgesetzt (Eigengewicht, Regen, Schnee, Wind, Bodenverschiebungen). Es gibt Biege- und Druckbelastungen. Jedes Bauelement (Stütz, Balken, Fachwerk, Bogen, Gewölbe...) zeigt unter Belastung ein eigenes Tragverhalten. Jeder Werkstoff besitzt eine bestimmte Belastbarkeit: Steine, Beton und Ziegel sind nur auf Druck, Holz und Stahl auf Druck und Zug belastbar. Durch die Einlage von zugbeanspruchbaren Stahlgittern wird bei Beton an zugbelasteten Stellen die Belastbarkeit erhöht - Stahlbeton. Der Massivbau: Holz, Naturstein, Lehm, Ziegelmauerwerk, Schüttbeton. Der Massivbau besitzt großes Eigengewicht, kann hohe Druckkräfte, aber nur geringe Zugkräfte aufnehmen. Öffnungen müssen durch Hilfskonstruktionen überbrückt werden (Fenstersturz, Türbogen...) und sollten unter konstruktivem Gesichtspunkt möglichst klein sein. Eine industrielle Vorfertigung ist nicht möglich. Ein wesentliches Element ist die Mauer. Die Außenerscheinung ist unabhängig vom Innenraum. Die tragende Funktion ist identisch mit der raumabschließenden Funktion des Massivbaus. Die Mauer: Blockhaus aus behauenen Baumstämmen, Lehmbauten, Ziegelbau Verbundmöglichkeiten!, Steinbau, Betonbau Der waagrechte Abschluß (Türsturz, Fenstersturz, Dach) ist ein Steinblock, Holzbalken, oder Stahlträger. Dessen Größe wird durch die auf ihn einwirkenden Kräfte bestimmt. Stütze und Last Stütze: Unter Stützen versteht man senkrecht stehende Bauelemente zur punktweisen Aufnahme von Lasten. Jahrtausendelang stand nur Holz als Baustoff zur Verfügung, das sich aufgrund seiner gewachsenen Faserstruktur, relativ hoher Festigkeit und einfachen Bearbeitungsformen besonders als Baumaterial eignet. Baugerüste ergaben sich durch in den Boden eingerammte Baumstämme, die durch Querbalken miteinander verbunden wurden. Aus diesem Prinzip entwickelte sich der Fachwerkbau (Skelettbauweise). Neben dieser Bauweise wurde im Laufe der Entwicklung der Architektur mehr und mehr auf Stein als Material zurückgegriffen. Über zwei nebeneinander senkrecht aufgestellte Steine, in den Anfängen der Steinbauweise kaum bearbeitet, wurde ein Querbalken aus Stein gelegt als einfachstes Beispiel zur Demonstration des Verhältnisses von Stütze und Last: die Last des Querbalkens wird punktweise auf die senkrecht stehenden Stützen übertragen und nach unten abgeleitet. Würde man mehrere solcher Elemente nebeneinander stellen, so hätte man bereits einen Raum, während ein einzelnes Element ein Tor repräsentiert. Angewandt wurden solche Bauweisen in prähistorischen Kultstätten - Stonehenge

5 Architektur - Grundlagen Seite 5 von 7 Eine erste künstlerisch gültige und weitreichende Lösung fand das Problem Stütze und Last in der Architektur der griechischen Antike. Die Funktion der Stütze kommt in den Säulen griechischer Tempel unmittelbar zum Ausdruck. Über zwei nebeneinander stehende Säulen wurde der Querbalken (waagrechter Steinbalken, Architrav (wörtl. Hauptbalken) gelegt. In der griechischen Architektur werden Stütze und Last als tragende und getragene Elemente auf harmonische Weise sichtbar gemacht. Sie stehen in einem vollkommenen Gleichgewicht. Durch ausgewogene Proportionen und die klare Formensprache erhält der von Natur aus schwere Steinbau Straffheit und Elastizität. Dem Mangel an geeigneten langen Balken begegnete man bald mithilfe des Bogens. Der Bogen: Lastkräfte und Schubkräfte, Die Schubkräfte beim Bogen werden aufgefangen durch: Erdverankerung, Widerlager, Reihung von Bögen, Zuganker, Auflast, Strebepfeiler. Der falsche Bogen: Dolmen und Trulli Dolmen (abgeleitet von "dol", keltisch, der Tisch, und "men", der Stein, also Steintisch), sind vorgeschichtliche Grabkammern der Kelten, wie sie heute noch häufig in der Bretagne (Frankreich) anzutreffen sind. Dabei sind vier bis sechs ungehauene Felssteine senkrecht (aufrecht) in einem Viereck aufgestellt und tragen eine große Deckplatte. So entsteht ein niederer Zugangsraum zum Grab oder der eigentliche Grabraum. Trulli (Trullo) sind runde Wohnbauten mit nur einem Raum und einem spitzkuppelförmigen, unechten Gewölbe. Der Bau ist fensterlos und besitzt außen einen ein- oder zweistufigen Absatz oder einen viereckigen Unterbau. Trulli kommen vor allem in Apullen (Süditalien) und Sardinien vor, wo sie auch von Hirten als Schutzhütten auf offenem Feld errichtet wurden. Der nächste große Entdeckungsschritt vollzieht sich in der römischen Antike mit der Konstruktion von Bögen und Gewölben. Unter Gewölbe versteht man eine aus Natur- oder Backsteinen zusammengesetzte Baukonstruktion mit einem bogenförmigen Querschnitt. Die Last, der Gewölbeschub, wird durch die Strebemauern aufgenommen. Der Kräfteverlauf im halbkreisförmigen Bogen: die Stützlinie (Parabel), Kettenlinie kennzeichnet den inneren Verlauf der auftretenden Kräfte, es entstehen Bruchfugen Bau aus Keilsteinen und Schlußstein Gewölbeformen: Tonnengewölbe, Kreuzgewölbe Die frühchristlichen Basiliken in Rom haben gewölbte Räume. Im Abendland setzte die Einwölbung von Sakralbauten im 11. Jahrhundert ein. Das Schema der frühchristlichen Basilika wird in der romanischen Architektur fortgeführt. Aus der Durchdringung zweier Tonnengewölbe entwickelt sich das rundbogige Kreuzgewölbe, das sich aus vier durch Grate getrennten Kappen zusammensetzt. Der Druck der Lasten läuft hier entlang den Graten und wird an vier Punkten durch die Strebepfeiler aufgenommen. Um die so entstandenen Gewölbe in der Gotik lichter, leichter und höher bauen zu können, verstärkte man die Grate. So entstanden die Rippen, die das Gewölbe verspannen.

6 Architektur - Grundlagen Seite 6 von 7 Die Flächen zwischen den Rippen konnten nun dünner und leichter sein. Durch die Streckung der Grate in die Höhe entstanden die Spitzbögen. Damit wurden völlig neue Raumkonstruktionen und Wirkungen möglich.

7 Architektur - Grundlagen Seite 7 von 7 Neue Lösungen ergeben sich grundsätzlich erst wieder im 19. Jahrhundert durch die Verwendung von Eisen als Baumaterial. Das Beispiel der ehemaligen Maschinenhalle der Weltausstellung von 1889, die direkt neben dem Eiffelturm stand, verdeutlicht das Grundschema völlig neuer Konstruktionsmöglichkeiten, die durch neue Lösungen für das Verhältnis von Stütze und Last neue Räume von bisher nicht gekannter Größe schaffen konnten, ohne daß der Innenraum durch Stützen verstellt wurde. Die Pariser Maschinenhalle war völlig mit Glas verkleidet. Der Stahlbeton ermöglicht das Überspannen weiter Räume ohne Stützen. Die Skelettbauweise Holzfachwerk, Stahlskelett, Stahlbetonstützenbau. Im Gegensatz zur Massivbauweise erscheinen Bauwerke, die in Skelettbauweise errichtet wurden, oft leicht und offen. Die tragenden und nichttragenden Teile werden voneinander getrennt und die einwirkenden Kräfte über bestimmte Trageglieder (Balken, Stützen) abgeleitet. Die Idee, die auf einem Bauwerk einwirkenden Kräfte in einem tragenden Skelett aufzunehmen, wurde schon im Wandgerüst der gotischen Kathedralen und im Fachwerkbau verwirklicht. Die Wandausfachung muß nur das Eigengewicht tragen, deshalb können innerhalb dieser Felder beliebig große Fensteröffnungen angelegt werden. Außenform und Innenraum stimmen überein. Das tragende Skelett und die Wand kann völlig unabhängig sein, da die Ausfachung keine statische Funktion hat curtain wall : Vorhangfassade, z.b. aus Glas. Das wesentliche Element ist die Stütze. Stütze, Wand und Dach bilden eine Einheit. Es gibt eine Trennung von tragender und raumabschließender Funktion. Das Holzfachwerk ist eine frühe Form der Skelettbauweise auf der Basis von Holz ist die Fachwerkbauweise. Das Grundgerüst eines Skelettbaus kann nach außen hin sichtbar bleiben, aber auch verkleidet werden. Stahlskelettbau: Bestimmt wird die Ästhetik der Skelettbauweise durch das zugrundeliegende Rastersystem, das beliebig fortgesetzt werden kann. Hinzu kommt die höchstmögliche Durchlichtung und die Möglichkeit der Offenlegung des tragenden Gerüsts. Die Ursprünge und Anfänge des modernen Skelettbaus liegen in der Industriearchitektur des 19. Jahrhunderts, die erstmals gußeiserne Stützen anwandte. Das erste in Skelettbauweise erstellte Hochhaus entstand 1879 in Chicago. Im Amerikanischen sind für diese Bauweise die Begriffe "skin and skeleton" (Haut und Knochen) und "Curtain wall' (Vorhangwand) für die vorgehängten Wände, die nur noch raurnschließende und keine tragenden Funktionen mehr haben, gebräuchlich. In der zweiten Hälfte des 19. Jhd. löst der Stahl das Gußeisen ab. Baustahl (Rundstäbe und Matten für den Stahlbeton, Profilstahle (T-Träger, DoppelT-Träger), Hohlprofile) Profilstähle sind leichter und billiger bei gleichem Belastungsverhalten. Das Stahlskelett wird ähnlich wie der Holzfachwerkbau aufgerichtet. Stahl kann jedoch wesentlich größere Lasten als Holz aufnehmen und besitzt eine hohe Biegefähigkeit. Im Unterschied zu Holz ist Stahl in jeder Richtung gleich belastungsfähig. Durch die im Verhältnis zum Gesamtbauwerk geringen Gewichte können hohe Gebäude errichtet werden. Die Verbindung erfolgt durch Schweißen, Nieten und Schrauben. Medien: "Stütze und Last in der Baukunst. Von der Antike bis zur Gotik", 16 mm-film, 16 min., 1959 (Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht, Verleih über Landes- und Kreisbildstellen)