Neugestaltung einer Lawinenverbauung. VA - Vertiefungsarbeit von Gian Andri Bezzola Berufsschule für Gestaltung, Zürich Grafiker Herbstsemester 07/08

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1 Neugestaltung einer Lawinenverbauung VA - Vertiefungsarbeit von Gian Andri Bezzola Berufsschule für Gestaltung, Zürich Grafiker Herbstsemester 07/08

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3 «Natürliches und Technisches vereint» 3

4 Inhaltsverzeichnis Einleitung 5 Statische Berechnung 20 Schneebrücken 6 Konstruktion 22 Redesign 7 Daten und Fakten 24 Inspiration und Recherche 8 Nah- & Fernwirkung 26 Ideen und Skizzen 10 Tourismus 28 Modelle 16 Schlusswort 30 Ein neues Design 18 Quellenverzeichnis 31 4

5 Einleitung Es ist ein schöner, kühler Wintermorgen. Ich schlendere durch die frisch verschneite Landschaft im Engadin. Lärchen, Fichten und Föhren stehen wie mit einem leichten Zuckerguss übergossen in der weissen Landschaft. Am Horizont erscheint langsam die rotgelbe Sonne und taucht die Umgebung in ein bezauberndes, goldenes Licht. Ich biege um einen Felsvorsprung und da sehe ich sie! Wie Trümmer eines abgestürzten Flugzeuges ragen die rostigen Stäbe aus dem Boden. Dutzende dieser Konstruktionen stehen in einer Reihe angeordnet am Hang über mir. Wie riesige, rostige Spinnen kleben sie bedrohlich am Hang. Ich blicke zur gegenüberliegenden Talseite und entdecke noch mehr solche braunen Reihen aus rostigem Metall. Der ganze Hang ist voll damit. Wie Verletzungen durch ein riesiges Messer, mit dem in den Berg hinein geschnitten wurde, stehen sie im Schnee. Dieses Bild sieht man leider viel zu oft in den Alpen. Segen und Fluch zugleich die Lawinenschutzbauten im Schweizer Alpenraum! Die nebenan geschilderte Tatsache beschäftigt mich schon eine ganze Weile. Warum werden Lawinenverbauungen nicht so entworfen und gebaut, dass sie sich in das Landschaftsbild einfügen und dieses nicht stören? Die Antwort ist einfach. Lawinenverbauungen werden nur zu einem Zweck errichtet, um den Lebensraum des Menschen zu schützen. Sie sind möglichst einfach, billig und stabil konstruiert und gebaut. Doch leider wird dabei kaum Rücksicht auf die gestalterische und ästhetische Qualität der Konstrukte genommen. Mit dieser Tatsache habe ich mich, lange Zeit, wohl oder übel abgefunden. Als wir uns nach einem geeigneten Vertiefungsarbeits-Thema (VA-Thema) umsehen mussten, kam mir die Idee: Ich werde in meiner VA ein neues Design für einen bestimmte Lawinenverbauungstyp im Schweizer Alpenraum entwickeln, welches alle alten Kriterien erfüllt und trotzdem eine hohe ästhetische Qualität aufweist, die sich optimal in die Natur integrieren lässt. Was Sie hier nun vor sich haben, ist das Resultat einer langen und intensiven Auseinandersetzung mit diesem Thema. Mir war von Anfang an wichtig, alle Bereiche des Themas kurz anzuschneiden und zu erläutern. So wird sichtbar, wie viele verschiedene Faktoren eine wichtige Rolle spielen um einen wirksamen Schutz gegen Lawinen zu erhalten. In meiner Arbeit möchte ich Ihnen liebe Lesenden einen tieferen Einblick in den sehr technischen Bereich des Lawinenwesens besonders der Schutzmassnahmen geben. Dieses Projekt ist in erster Linie ein Experiment, in welchem ich versuche, die Ästhetik einer Form mit der geforderten Technik und der geografischen Umgebung zu verknüpfen, um so ein neues, eigenständiges und individuelles Design zu erhalten. Ob mir dies gelungen ist, dürfen Sie am Schluss dieses Dossiers selber entscheiden. Viel Vergnügen beim Lesen und Betrachten der Arbeit. 5

6 Stützfläche Rostbalken Schneebrücken Träger Stütze Schneerechen Schneenetze Schneebrücke Schneerechen Schneenetz (Abb : aus Margreth 2007) Die effektivste Art der technischen Verbauungen sind die Stützverbauungen im Anrissgebiet. Hier unterscheidet man im Wesentlichen zwischen Schneebrücken, Schneerechen und Schneenetzen. Diese drei Verbauungstypen haben alle die gleiche Aufgabe, unterscheiden sich aber vor allem durch die Bauweise. Die Schneebrücke Die meist verwendete Art ist die Schneebrücke. Dieses Stützwerk muss (wie die anderen übrigens auch) den Bereich der Anrisszone so sichern, dass keine Lawine entstehen kann. Dieser permanente Stützverbau kommt aber nur dort zum Einsatz, wo Lawinen dauerhaft verhindert werden müssen. Je nach erwartender Schneehöhe werden sie bis zu vier Meter hoch gebaut und können mit bis zu 2,5 Tonnen pro Quadratmeter belastet werden. Lawinen entwickeln sich naturgemäss in steilen, nur schwer zugänglichen Gebieten. Bauarbeiten und Materialanlieferung sind demzufolge sehr schwierig. Die Verbauungen werden im Tal vormontiert und am Berg nur noch aufgestellt und fundamentiert. Der Transport von Arbeitsgeräten und Baumaterial ist oftmals nur durch einen Hubschrauber möglich. So bleibt der Lawinenverbau im Anrissgebiet trotz des technischen Fortschritts eine schwierige und nicht zuletzt auch gefährliche Arbeit. Aus diesem Grund kann auch nur gut geschultes Personal mit viel Erfahrung und einem breiten Fachwissen eingesetzt werden. Trotz dieser Widrigkeiten hat sich die Schneebrücke bis anhin besonders gut bewährt. Denn sie kann grossen Kräften standhalten und verursacht nur geringe Unterhaltskosten. Ausserdem ist sie im Vergleich zu anderen Verbauungsmassnahmen langlebig. So können Schneebrücken problemlos 100 Jahre lang ohne massive Unterhaltskosten eingesetzt werden. Doch vielfach wirken diese massiven Bauwerke durch ihre Dominanz im Landschaftsbild störend. Aus diesen Gründen habe ich mich entschlossen für diesen Verbauungstyp eine neue Gestaltung zu entwickeln. 6

7 Redesign «Wie Trümmer eines abgestürzten Flugzeuges ragen die rostigen Stäbe aus dem Boden» Nach dem allgemeinen Teil zum Thema Lawinen und Lawinenschutz folgt hier nun der Hauptteil meiner Vertiefungsarbeit: Die Neugestaltung eines Lawinenverbauungstyps, der schliesslich von einem Ingenieur auf seine Statik geprüft und korrekt berechnet wurde. Die folgenden Seiten bieten einen vertieften Einblick in den gesamten Gestaltungsprozess. Es ist eine zusammengefasste Dokumentation des ganzen Prozesses, ein Making-Of, welches die Entstehung des neuen Designs zeigt. So erhalten Personen, die sich bis anhin noch nicht mit diesem Thema befasst haben, einen vertieften Einblick in diesen Bereich. Die Dokumentation soll auch darstellen, wie viele verschiedene Arbeitsschritte in einem solchen Prozess nötig sind, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Aufgabenstellung Um mir die Arbeit etwas zu erleichtern, formulierte ich zu Beginn des Gestaltungsprozesses eine Aufgabenstellung. Diese kommt einem Briefing gleich und dient als Orientierungshilfe während des gesamten Designprozesses. Aufgabe Das Projekt besteht darin, eine bestimmte Art von Lawinenverbauung (die Schneebrücke) im Schweizer Alpenraum neu zu gestalten. Dieses Design wird schliesslich von einem Ingenieur auf seine Statik geprüft und physikalisch korrekt berechnet. Die Konstruktion ist somit in der Lage, den auftretenden Kräften standzuhalten und so die Entstehung einer Lawine zu verhindern. Ausgangslage Als Ausgangslage dienen die vorhandenen Arten von Lawinverbauungen. Die bestehenden Schutzbauten in diesem Bereich haben eines gemeinsam: Bei ihrer Konstruktion und Herstellung wird nicht auf das Design geachtet. Sie werden alleine zum technischen Nutzen erstellt und wirken meist wie ein Schandfleck in der Landschaft. Ziel Es ist mein Ziel, mit dieser Arbeit einen neuen Lawinenverbauungstyp zu entwickeln, welcher den technischen Nutzen mit gutem Design verbindet. Er soll einen hohen ästhetischen Qualitätsanspruch besitzen und dennoch technisch und preislich realisierbar sein. Die neugestalteten Lawinenverbauungen sollen als Bestandteil der Natur wirken und sich so dezent in der Landschaft integrieren lassen. Sie sollen wie etwas Wertvolles wirken wie ein Schmuck, der den Berg ziert und ihm einen speziellen Charakter verleiht. Kriterien Wirkung als Ganzes Eigenständigkeit, Innovationsgehalt Skizzen Bandbreite und Reichhaltigkeit der Skizzen/Ideenfindung Inhaltliches Konzept Idee, Originalität und inhaltliche Richtigkeit Ästhetische Qualitäten Formensprache, Farben, Material Ökonomische Realisierbarkeit Preis und Budget Realisierbarkeit/Statik 7

8 Inspiration und Recherche Inspiration kommt, wann sie will und wo sie will Bei der ersten intensiven Besprechung des Projektes mit dem Ingenieur führte er mich in die Grundlagen des technischen Lawinenschutzes ein. Er erklärte mir, worauf es genau ankommt, auf welche Kriterien man achten muss und wie diese Bauwerke überhaupt funktionieren. Dies war insofern wichtig, damit ich so gewisse statische Prinzipien schon im Hinterkopf hatte und sie beim Gestalten berücksichtigen konnte. Schon zu diesem Zeitpunkt faszinierte mich das Aufeinandertreffen der technischen und gestalterischen Welt. Ich liess mich von allen möglichen (und unmöglichen) Dingen inspirieren. Das Wichtigste bei einem solchen Prozess ist, dass man immer die Augen offen hat und die vielen kleinen Besonderheiten im Alltag entdeckt. So sammelte ich alle möglichen Dinge: Blätter, die mir vor die Füsse fielen. Steine und Muscheln, die mich durch ihre Formen ansprachen. Ich unternahm breite Bildrecherchen im Internet zu verschiedensten Themen: Von Schnee und Lawinen bis hin zu Helm, Muschel oder Zelt. Alles, was ich irgendwie für die Gestaltung der Lawinenverbauungen brauchen konnte, trug ich zusammen und liess es auf mich wirken. So entstand schon nach kurzer Zeit eine beträchtliche Sammlung verschiedenster Gegenstände, die alle eines gemeinsam haben Sie inspirierten mich! Eine kleine Auswahl dieser Objekte zeigen die unten- und nebenstehenden Bilder. 8

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10 Ideen und Skizzen Durch das Material meiner Recherchen inspiriert entwickelte ich die ersten Ideen und fuhr im Gestaltungsprozess fort. Ideenfindung Ich hinterfrage mich selber, wie meine Konstruktionen schlussendlich aussehen sollen, damit sie optisch hochwertiger sind als die alten. Sie müssen sicher und stabil wirken. Denn sie besitzen in erster Linien eine Schutzfunktion und sind enormen Kräften ausgesetzt. Dennoch sollen sie aber auch ästhetisch aussehen, die Formen der Natur aufnehmen und sich so optimal in den Hang einfügen. Es wäre schön, wenn die Verbauungen wie ein Teil der Landschaft wirken würden. Wie fremde Blumen, die an einen neuen Ort gepflanzt werden und ihm nun einen neuen Charakter verleihen. Weiter soll das neue Design auch das Element der Bewegung aufnehmen. Denn wie bereits erwähnt ist die Bewegung das zentrale und treibende Element einer Lawine. Die Verbauung soll aus diesem Grund die Kraft und die Dynamik einer Lawine reflektieren. Ein weiteres wichtiges Kriterium war, dass man die Konstruktionen aneinander reihen kann, denn Lawinenverbauungen stehen niemals alleine. Sie werden in Reihen aufgestellt und wirken wie eine Kette, die den Berg umschliesst und den Schnee fixiert. Ausserdem war mir noch wichtig, dass die Verbauungen wertvoll wirken. Es soll nicht einfach ein Klotz sein, der nur zum Schutz aufgestellt wird, sondern die Skulptur eines Künstlers, die ganz bewusst dorthin gesetzt wird, um die Natur zu verschönern. Nach diesen Vorstellungen und Wünschen entstanden die ersten Skizzen für die Gestaltung. Der Designprozess war durch die vielen Randbedingungen und Anforderungen kein einfaches Unterfangen. Doch ich fand wirksame Möglichkeiten, wie man mit einfachen Mitteln ein neues, ästhetischeres Design erarbeiten kann. Erste Entwürfe im Skizzenbuch zur Ideenfindung 10

11 Skizzen Erste Skizzen zur Formensuche der Lawinenverbauung 11

12 12 Erste Skizzen zur Formensuche der Lawinenverbauung

13 Erste Skizzen zur Formentwicklung der Verbauung 13

14 14 Skizzen zur definitiven Formentwicklung der Verbauung

15 Skizzen zur definitiven Formentwicklung der Verbauung 15

16 Modelle Dreidimensionale Skizzen Das wichtigste Arbeitsinstrument in diesem Gestaltungsprozess sind die Modelle. Wenn man mit dem Bleistift skizziert, befindet man sich immer auf einer zweidimensionalen Ebene. Das kann gut sein, um einfache Formen schnell zu veranschaulichen. Aber warum soll man beim Entwerfen eines Gegenstandes nur zweidimensional skizzieren? Um die dritte Dimension wirklich voll ausschöpfen zu können, erstellte ich dreidimensionale Skizzen. Kleine, schnell realisierbare Modelle eignen sich besonders gut, um Form und Konstruktion kurz darzustellen und beurteilen zu können. So entstanden während des gesamten Designprozesses immer wieder neue Modellskizzen, bis ich schliesslich eine ganze Sammlung hatte. Die Modelle während ihres Entstehungsprozesses Der Modellbau war für mich eine willkommene Abwechslung zum Rest der Arbeit. Bei dieser Art von Skizzen kann man handwerklich tätig sein. Man spürt die Materialien mit den Händen und kommt dank der dreidimensionalen Umgebung auch schnell auf neue Ideen. Das ist besonders schön, da man heutzutage vielfach nur noch am Computer arbeitet. Fünf Modelle, die ich während des Designprozesses angefertigt habe, um die Gestaltungsideen auch räumlich zu veranschaulichen. 16

17 Als ein Entwurf vorlag der ästetisch wie auch statisch den vorgegebenen Anforderungen standhalten würde, erstellte ich ein grösseres Modell im Masstab 1:26. 17

18 Ein neues Design Natürliches und Technisches vereint Der Gestaltungsprozess dauerte lange und war sehr intensiv. Er bestand hauptsächlich darin, Entwürfe anzufertigen und diese anschliessend mit dem Ingenieur zu besprechen. Er sagte mir, was statisch umsetzbar ist und wo noch Änderungen nötig sind. So entstanden oft hitzige Diskussionen zwischen uns, da wir ganz unterschiedliche Standpunkte zum Thema hatten. Vielfach waren meine Entwürfe zu komplex, um sie statisch korrekt konstruieren zu können. Die nötigen Änderungen hätten aber die ganze Ästhetik des Designs zerstört. So entstand ein ständiges Ping-Pong Spiel zwischen den beiden Seiten, bis sich schliesslich ein Entwurf heraus kristallisierte. Diesem verpasste ich anschliessend noch den nötigen Feinschliff und brachte ihn so in seine definitive Form. Skizze der definitiven Formgebung Konzept Im Konzept folgt eine genaue Erklärung zur Form- und Farbgebung des neuen Lawinenverbauungstyps. Wie im Teil der Recherchen bereits erwähnt, liess ich mich durch ganz viele verschiedene Dinge inspirieren. Ziel war es mit möglichst einfachen, billigen Mitteln eine möglichst hohe, optische Qualität erreichen zu können. So suchte ich mit den Teilen bereits vorhandener Lawinenverbauungen nach neuen Formen, die zu einem ästhetischeren Gesamtbild beitragen. Rost Schon bald stiess ich auf die Fächerform. Diese spezielle Anordnung ermöglicht auch streng geometrischen Elementen ein ästhetisches Gesamtbild. Diese fächerförmige Anordnung findet man in der Natur immer wieder, zum Beispiel in Blättern und Blüten von Pflanzen, bei Muschelschalen oder Schutzpanzern diverser Tiere. Eine Oberfläche mit Rippen, die fächerförmig angeordnet sind, erhält zusätzliche Stabilität, ein perfektes Beispiel, wie die Natur Schutz und Ästhetik vereint. Es war mir auch ein grosses Anliegen, dass die neue Verbauung nicht so steif und steril wirkt wie die Alten. So war es wichtig, dass das zentrale Element Bewegung auch mit integriert werden konnte, auch dies wird durch die fächerartige Anordnung der Rostbalken ebenfalls erreicht. So entsteht mit einfachen Mitteln eine starke Dynamik. Die Anordnung sollte das Freisetzen und Einfangen einer Energie darstellen. Weiter soll die Bewegung in der Fächerform die Wandlung und Lebendigkeit der Schneemassen zum Ausdruck bringen.

19 1 2 Rahmen Der Rahmen besteht aus zwei Elementen: einem Bogen(1) und einer Geraden(2), die in einem Dreieck zueinander gestellt sind. Diese zwei Formen sollen durch ihre Ungleichheit harmonieren. Der Kontrast zwischen Gebogenem und Geradem soll, in der Dreiecksform vereint den Charakter eines Berges reflektieren: das Harte und das Weiche, das Schöne und das Gefährliche. All diese Gegensätze sollen mit diesen beiden Elementen zum Ausdruck gebracht werden. Die Dreiecksform ist die stabilste Form, die auf der Welt existiert. Sie wirkt ästhetisch und ist zugleich sehr robust. Aus diesem Grund entschied ich mich, diese Form als Grundlage für die Verbauung zu verwenden. Stütze Das wohl auffälligste Merkmal am neuen Design ist, dass die Verbauung nur eine Stütze besitzt. Diese verläuft parallel zum geraden Rahmenteil und unterteilt so das erste grosse Dreieck in ein zweites kleineres. Die Stütze trägt zusätzlich dazu bei, dass die Asymmetrie der gesamten Konstruktion noch zusätzlich verstärkt wird. Mir war es wichtig von der starken Symmetrie der alten Lawinenverbauungen wegzukommen, weil sie gerade deshalb so steif und steril wirken. Farbe Einer der Hauptgründe, warum die vorhandenen Lawinenschutzbauten vielen Personen negativ auffallen, ist ihr rostiger Braunton. Desshalb sollte die neue Verbauung eine passendere Farbe erhalten. Diese soll zusätzlich noch edel und freundlich wirken. Die Wahl fiel desshalb auf ein mattes Silber. Dies erhält man durch das Verzinken der Stahlträger. Das gleiche Verfahren wird auch bei Seilbahnmasten angewendet. Die Zinklegierung fällt im sowohl im Winter wie auch im Sommer nicht zu stark auf, ist aber dennoch erkennbar. Aufgrund der Recherchen ist es nicht optimal, wenn die Lawinenverbauungen optisch nicht mehr auffallen. Der psychologische Aspekt des Schutzes für ein Dorf entsteht in erster Linie dadurch, dass die Bewohner nicht nur wissen, dass Schutzbauten existieren, sondern diese auch sehen können und so ein Gefühl von Sicherheit erhalten. Mit all diesen Elementen ist das neue Design eigenständig und in sich abgeschlossen. Durch die Kombination ästhetischer und technischer Formen lässt es sich gut in die Natur integrieren und verschafft ihr so ein neues, dezentes Gesamtbild. 19

20 Statische Berechnung von Buchstaben zu Zahlen Als das Design definitiv fertig war und mir der Ingenieur versicherte, dass es auch statisch umsetzbar ist, übergab ich ihm eine Vorlage der Gestaltung. Er berechnete anschliessend anhand dieser Vorlage, wie die Verbauung bemessen sein muss und welche Befestigungsmöglichkeiten am besten geeignet sind, damit die Lawinenverbauung dem Druck des Schnees standhält. Nach rund 12 Arbeitsstunden konnte ich die Ergebnisse bei ihm abholen. Es folgte eine lange und ausführliche Besprechung, in der er mir seine Berechnungen erklärte. So konnte ich seine Gedanken auch nachvollziehen und hatte ein genaues Bild von der statischen Funktionsweise meiner Lawinenverbauung. Statik Die folgenden Beschreibungen der statischen Berechnung beziehen sich nur auf den Rost der Lawinenverbauung. Selbstverständlich wurden alle Teile der Verbauung berechnet und bemessen. Aus Platzgründen wird hier jedoch auf eine genauere Veranschaulichung aller Elemente verzichtet. Die nötigen technischen Richtlinien für die Berechnungen stammen aus dem Buch Lawinenverbau im Anbruchgebiet des Bundesamtes für Umwelt. (Siehe Quellenverzeichnis) Schneehöhe Last auf das Verbauungselement a) Last pro Quadratmeter Ph = 7.5KN/m 2 b) Last pro Laufmeter Pl = Ph x h = 16.5 KN/m' c) Totale Last pro Verbauungselement Ptot = Ph x l x h = 59.4 KN (bzw. ca. 6t) a) Ph b) maximale Schneehöhe h = 2.2m Pl Länge eines Verbauungselementes l = 3.6m c) Ptot h l = Bezugsfläche für Lastangaben 20

21 Last auf den Rost, bzw. einen Rostbalken PB Laufmeterlast pro Rostbalken (mit 25% Zuschlag) PB = 1.25 x Ph x b = 1.25 x 7.5KN/m 2 x 0.5m = 4.7 KN/m' Schnittkräfte für Stab 3 Ein Balken, der auf zwei Punkten (R1 &R2) aufliegt, wird durch zwei verschiedene Arten von Kräften beansprucht: dem Biegemoment (Grafik 1) und der Querkraft (Grafik 2) R2 Stab 3 mit Auflagepunkten (R1 &R2) 8 Schneedruck PB R1 Biegemoment Durch die Last entsteht im Balken einerseits ein Biegemoment, durch das der obere Teil des Balkens gestaucht und der untere Teil gedehnt wird. Querkraft Die Last verursacht im Balken aber auch eine Querkraft (Schubkraft), durch die der Balken geschert wird. Moment [knm] Querkraft [kn] Biegemoment für Stab 3 (Grafik 1) 5 0 1m 2m 3m 4m R2 Querkraft für Stab 3 (Grafik 2) R2 R2 R2 Maximale Schnittkräfte für alle Stäbe Während in Grafik 1 und 2 die Schnittkräfte für Stab 3 gezeigt werden, zeigen die Grafiken 3 und 4 die maximalen Schnittkräfte für jeden der 8 Stäbe des Rostes. M [knm] Q [kn] maximales Biegemoment für alle Stäbe (Grafik 3) Stab maximale Querkraft für alle Stäbe (Grafik 4) Wahl der Stahlprofile für den Rost Stahlprofil für Stäbe 1-4 und 6-8 MSH 100 x100 x4mm quadratisches Hohlprofil Fabrikat Mannesmann Gewicht: 12kg pro Laufmeter Stahlprofil für Stab 5 4mm 100mm 100mm Da der Stab 5 vor allem durch das Biegemoment deutlich stärker belastet ist als die übrigen Stäbe, wird für ihn ein stärkeres Profil benötigt. Aus ästhetischen Gründen ist es jedoch wichtig, dass die Rostbalken äusserlich alle gleich aussehen. Gewählt wurde desshalb ein quadratisches Hohlprofil, das mit unterschiedlichen Wandstärken erhältlich ist und somit optimal an die vorhandenen Kräfte angepasst werden kann. MSH 100 x100 x8mm quadratisches Hohlprofil Fabrikat Mannesmann 8 Schneehöhe h 8mm 100mm R2 R m 2m 3m 4m Stab Gewicht: 22.7kg pro Laufmeter 100mm 21

22 Konstruktion Konstruktion eines Designs Nach der statischen Berechnung der Lawinenverbauung ging es an das Konstruieren. Ich fertigte nach den errechneten Massen Konstruktionspläne an, die im Detail zeigen, wie die Verbauung hergestellt wird. Auf diesen Plänen kann man nun sehr schön erkennen, wie eine Lawinenverbauung nicht nur über der Erdoberfläche ihre konstruktiven Reize besitzt, sondern auch unter dem Boden einiges zu bieten hat. Da der gesamte Druck des Schnees vom Rost, über den Rahmen und die Stütze in das Fundament geleitet wird, muss dieses den grössten Kräften standhalten können und somit auch entsprechend robust konstruiert werden. Ein weiterer wichtiger Punkt sind die Anker. Mit diesen wird die Verbauung bergseitig am Hang festgemacht. Diese Anker werden mit speziellen Werkzeugen in den Boden gebohrt und mit Beton injiziert. So entsteht ein Pfropfen, der sich in der Erde verankert und den Anker fixiert. Überdies wird auf den Konstruktionsplänen gezeigt, wie die diversen Teile der Verbauung aneinander befestigt werden müssen, damit sie ihren Zweck optimal erfüllen können. Aufriss (Rost) Rostbalken Die mit einer Kopfplatte versehene Stütze wird mit dem Rahmen verschweisst Rahmen 1m 22

23 Aufriss (Fundamente) 1m Bodenanker zur Befestigung des Rahmens am Hang. Seitenriss Fixierung der bergseitigen Auflage durch Bodenanker Rahmen Rostbalken Stütze Anker Stütze Verstärkung des Rahmens im Bereich der Stütze durch das Einschweissen von zwei Platten. Anker Befestigung der Hauptstütze auf dem Fundament durch lange Betonschrauben. Aushub für Fundament Aushub für Fundament Betonfundament Betonfundament 1m 23

24 Daten und Fakten Was, Wie, Wo und Wie viel Kosten Konventionelle Verbauung: Komplette Verbauung (Oberbau & Fundation/ Werklänge 4m) = 8000 bis CHF Neue Verbauung (Prototyp): Komplette Verbauung (Oberbau & Fundation): 4m Werk = bis CHF Oberflächenbehandlung: Feuerverzinkt = 500 bis 1000 CHF/Werk Masse Schneehöhe (h): 2.20m Gesamthöhe (htot) : 2.75m wirksame Länge (l): 3.60m Gesamtlänge: (ltot): 4.80m Neue Verbauung (Serienproduktion): Komplette Verbauung (Oberbau & Fundation/ Werklänge 4m) = bis CHF Oberflächenbehandlung: Feuerverzinkt = 500 bis 1000 CHF/ Werk (Etwas teurer als die konventionelle Verbauung durch den gebogenen Träger) htot h Kosten inklusive Herstellung, Lieferung, Flug, Aufbau, Fundation, Montage ltot l htot h 24

25 Anordnung am Hang Belastbarkeit Verwendete Stahlprofile Konstruktionselemente Meereshöhe: 2000 m.ü.m. Horizontale Anordnung: Minimale Länge (f1): 16-20m Maximale Länge (f2): ca. 50m f1: 16-20m f2: ca. 50m Vertikale Anordnung: Maximalabstand der Verbauung senkrecht zum Hang (g): ca. 15m Gebrauchslast: 6 Tonnen Bruchlast: ca. 9.5 Tonnen Die Maximallast, die auf die Verbauung einwirken kann, bevor sie bricht, entsprich etwa dem Gewicht eines mittleren LKWs. Profil 1: Breitflanschträger HEB 140 x140 x7mm EURONORM Gewicht: 33.7kg pro Laufmeter Profil 2: quadratisches Hohlprofil MSH 100 x100 x4mm Fabrikat Mannesmann Gewicht: 12kg pro Laufmeter Profil 3: quadratisches Hohlprofil MSH 100 x100 x 8mm Fabrikat Mannesmann mm 140mm 4mm mm 140mm 100mm 100mm 1. Rostbalken: Nr. Länge Profil Nr. Länge Profil m Profil m Profil m Profil m Profil m Profil m Profil m Profil m Profil 2 2. Rahmenteil (gerade): m Profil 1 3. Rahmenteil (gebogen): m Profil 1 4. Stütze: m Profil 1 5. Fundament: 1.35 x 0.5m x 0.75m 6. Anker: 4 Stück / 6.1, 6.2, 6.3, mm 1.7 Farbe Um den Werken ein edleres Aussehen zu verschaffen wird die Stahloberfläche verzinkt. Das 1.3 Gewicht: 22.7kg pro Laufmeter mm 1.2 matte Silber fällt im Winter wie im Sommer g nicht zu stark auf, ist aber dennoch erkennbar. Die Verbauungen erhalten so noch zusätzlich einen schmückenden Charakter

26 Nah- & Fernwikung Erschaffen einer natürlichen Wikung Wichtig für ein solches Projekt ist vor allem die Wirkung des Objektes in seiner endgültigen Umgebung. Um die Lawinenverbauung möglichst realistisch darzustellen, konstruierte ich die Verbauung in einem 3d-Programm und setzte sie anschliessend mit einem Bildbearbeitungsprogramm in Fotos von Berglandschaften. Anhand dieser Retouchen kann man sich einfach und schnell einen Eindruck davon verschaffen, wie die Verbauungen in der Natur wirken würden. Zu beachten ist, dass es die Lawinenverbauungen aus der Nähe ganz anders wirken, als aus der Ferne. Aus diesem Grund erstellte ich Retouchen für beide Perspektiven um so ihre Wirkung bestmöglich darzustellen. Die nebenstehenden Bilder zeigen, dass sich die neue Lawinenverbauung gut in die Natur integrieren lässt und dadurch ein interessantes Spiel zwischen natürlichen und technischen Formen entsteht. Konstruktion der Verbauung im 3d-Programm Rendern der endgültigen Perspektive Einfügen des 3d-Modells in die Fotografie 26

27 Nahwirkung Fernwirkung Durch die fächerartige Anordnung der Stäbe des Rostes wirkt die neugestaltete Verbauung leichter und feiner als konventionelle Bauten. Dank der Dreiecksform wirkt die neugestaltete Lawinenverbauung nicht wie ein eisernes Band, sondern wie einzelne Glieder einer Kette, die den Hang schmücken. 27

28 Tourismus Mit dem Schutz vor Lawinen Touristen anziehen Die Alpen sind ein Wahrzeichen der Schweiz. Touristen aus der ganzen Welt kommen in die Schweiz um Ferien zu machen. Die Schweiz besitzt zahlreiche Skigebiete und ist bekannt für ihr umfangreiches Wintersportangebot. Alle können in den Schweizer Alpen ihre Ferien geniessen. Doch die intensive Erschliessung des alpinen Raumes hat auch ihre Schattenseiten. So werden wegen der immer grösseren Nachfrage neue Gebiete bebaut und die Natur immer weiter zurückgedrängt. Die heutigen technischen Mittel erlauben zudem, schwieriges Gelände für Touristen zugänglich zu machen. Das stellt aber auch hohe Ansprüche an den Schutz dieser Gebiete. Besonders die Lawinengefahr ist im Winter immer ein aktuelles Thema. Doch wie in der Einleitung bereits erwähnt wird beim Lawinenschutz bislang nicht darauf geachtet, wie die Verbauungen auf die Natur und den Menschen wirken. So gibt es viele Skigebiete, bei welchen gleich am Pistenrand solche rostigen Konstruktionen stehen und das Landschaftsbild stören. Die neue Lawinenverbauung Alvar (romanisch: Aufgang, aufgehen ) setzt hier ein. Sie kann gezielt an Hängen platziert werden, die direkt an Wintersportgebiete grenzen und deshalb das Landschaftsbild und auch das Image der Schweiz massgebend prägen. Durch die fächerförmige Anordnung der einzelnen Elemente der Verbauung sowie eine entsprechende Farbgebung entsteht ein Gesamtbild, welches sich harmonisch in die Natur einfügt. Alvar wirkt leicht und dennoch stabil. Die Verbauung vermittelt so ein Gefühl von Sicherheit und hat gleichzeitig auch einen hohen ästhetischen Wert. Ein Wintersportgebiet kann so sein optisches Erscheinungsbild mit einfachen und verhältnismässig günstigen Mitteln aufwerten und den Lawinenschutz so auch gleich touristisch vermarkten. Das kann bestenfalls so weit gehen, dass Alvar zu einer Art Wahrzeichen eines bestimmten Ortes werden kann. Denn die grosse Stärke von Alvar liegt in der Verknüpfung verschiedener Bereiche, die in der heutigen Gesellschaft von Bedeutung sind. Alvar ist eine Bereicherung für bewohnte Gebiete in den Alpen, die mit dem Thema Lawinen & Lawinenschutz konfrontiert sind. «Alvar» fügt sich elegant in die Natur ein «Alvar» fällt angenehm auf «Alvar» erzielt mit einfachen Mitteln eine grosse Wirkung. «Alvar» schmückt jeden Lawinenhang «Alvar» verbindet Design und Funktionalität 28 Die Schweiz: Ein Land, das bekannt ist für den Wintersport Oft befinden sich Lawinenschutzbauten direkt am Pistenrand

29 Meinungen zu «Alvar» Im Verlauf dieser Arbeit habe ich viele Inputs, Feedbacks und Kritiken erhalten. Da dieses Projekt nicht für mich, sondern für die Gesellschaft gedacht ist, war es mir wichtig auch immer die Meinung anderer Personen aus verschiedensten Fachbereichen in die Gestaltung einfliessen zu lassen. Ich erhielt viele konstruktive Inputs aus den Bereichen Design, Natur, Technik, Schutz und Tourismus. So konnte aus einer einfachen Anfangsidee ein schönes Projekt entstehen welches hoffentlich viele LeserInnen begeistern wird. An dieser Stelle möchte ich mich bei allen, die mich bei dieser Arbeit in irgend einer Form unterstützt haben, ganz herzlich bedanken. «Von der Konstruktion her gesehen kann eine genügend abstützende Wirkung der Schneedecke erwartet werden.» Stefan Margreth / Dipl. Bauing.ETH Swiss Federal Institute for Snow and Avalanche Research SLF «Gute Integration in die Umgebung bei gleichzeitiger Vermittlung von Sicherheit: eine überzeugende gestalterische Lösung.» Nicole Kind / Leitung Vertiefung Industrial Design Zürcher Hochschule der Künste «Eine gelungene Synthese zwischen Design und technischer Funktionalität eines Nutzgegenstandes.» Martin Frei / Dipl. Forsting. ETH Amt für Wald Graubünden / Schutz vor Naturgefahren «Ich als Touristiker, begrüsse alternative, gestalterisch anspruchsvolle Schutzbauten.» Heinz Imhasly / Geschäftsführer Luftseilbahnen Fiesch-Eggishorn AG «Eine visuell ansprechende Formensprache die sich optimal in die Natur integrieren lässt.» Stephan Gimmi / Graphic Designer Freelancer 29

30 Schlusswort Aufeinandertreffen von zwei Welten Es ist ein schöner, kühler Wintermorgen. Ich schlendere durch die frisch verschneite Landschaft im Engadin. Lärchen, Fichten und Föhren stehen wie mit einem leichten Zuckerguss übergossen in der weissen Landschaft. Am Horizont erscheint langsam die rotgelbe Sonne und taucht die Umgebung in ein bezauberndes, goldenes Licht. Ich biege um einen Felsvorsprung und da sehe ich sie! Wie grosse faszinierende Blumen schmücken sie den Hang über und unter mir. In ihrem matten Silber reflektieren sie leicht die goldgelbe Sonne und wirken wie Schmuckstücke, die in der weissen Pracht präsentiert werden. Das optische Bild der Natur wird nicht gestört, es wird sogar aufgewertet. Dezent fügen sich die Konstrukte in die winterliche Landschaft ein und verleihen ihr somit einen neuen, individuellen Charakter. Dieses Bild sieht man leider noch nirgends in den Alpen. Aber eventuell eines Tages... Was mich an dieser Arbeit am meisten gefesselt hat, ist das Aufeinandertreffen der kreativen und technischen Welt. Die enge Zusammenarbeit mit einem Ingenieur, der die gesamte Statik errechnet hat, ermöglichte mir einen tiefen Einblick in die Welt der Ingenieure. Faszinierend war für mich besonders, dass das Technische auch vieles zu bieten hat, was für das Kreative hilfreich sein kann. Das Zusammenspiel zwischen Technik und Ästhetik hat mich schon immer fasziniert und mit dieser Arbeit konnte ich diese Freude wieder einmal so richtig ausleben. Das Zusammentreffen dieser beiden Welten war sehr interessant aber zugleich auch anstrengend, denn der Lernzuwachs war enorm. Durch die Tatsache, dass dieses Projekt verschiedenste Themenbereiche beinhaltete, gab es mir die Möglichkeit auch viel Neues zu lernen und so meinen Horizont zu erweitern. Beim Gestalten stiess ich auf diverse neue Arbeitsmethoden, die mir sicherlich auch in Zukunft eine grosse Hilfe sein werden. Im Bereich der Statik wusste ich zu Beginn noch gar nichts. Doch schon bald konnte ich selber beurteilen, ob ein Designentwurf den Schneekräften standhält und somit statisch umsetzbar ist. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Ingenieur lernte ich auch viele neue Bereiche aus einem ganz anderen Berufsfeld kennen. Das Diskutieren und nach gemeinsamen Problemlösungen Suchen hat grossen Spass gemacht. An dieser Stelle möchte ich dem Ingenieur (Gian Reto Bezzola) auch ganz herzlich danken. Obwohl er selber eine Menge Arbeit hat, widmete er mir ein Teil seiner wertvollen Zeit und trug dazu bei, dass die Lawinenverbauung nun auch statisch einwandfrei funktioniert. Mit dieser VA konnte ich einmal mehr erfahren, wie komplex und vielschichtig ein einzelnes Thema sein kann, wenn man sich intensiv damit auseinandersetzt. Das gewählte Thema hat mich durch seine Vielseitigkeit immer wieder aufs Neue gepackt und mitgerissen. Ich hoffe auch Sie liebe Lesende erhielten mit dieser Arbeit einen vertieften und nicht ganz alltäglichen Einblick in ein ungewohntes Thema. Danke für Ihr Interesse Gian Andri Bezzola 30

31 Quellenverzeichnis Bücher: Ammann, Walter / Buser, Othmar / Vollenwyder, Usch: Lawinen. Birkhäuser Verlag, Basel, Boston, Berlin 1997 Bayerisches Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen StMLU: Lawinenschutz. Heft 33 der Schriftenreihe Wasserwirtschaft in Bayern, München 2002 Colani, Luigi: Design I. Inova-Verlag Zürich und CDB Colani Design, Bern 1986 Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL: Leben mit dem Lawinenrisiko - Die Lehren aus dem Lawinenwinter Bern 1999 Munter, Werner: Neue Lawinenkunde. Verlag des Schweizer Alpen-Clubs, Bern 1991 Lamunière, Ines: Habiter la menace, Presses polytechniques et universitaires roman des, Lausanne 2006 Margreth, Stefan: Lawinenverbau im Anbruchgebiet. Technische Richtlinie als Vollzugshilfe. Umwelt-Vollzug Nr Bundesamt für Umwelt, Bern, WSL Eidgenössisches Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF, Davos, Bern 2007 Salm, Bruno: Lawinenkunde für den Praktiker. Verlag des Schweizer Alpen-Clubs, Bern 1982 Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein SIA: Stahlbau Norm 263. Verlag SIA, Zürich 2003 Schweizerische Zentralstelle für Stahlbau SZS: Stahlbau-Tabellen Verlag Schweizerische Zentralstelle für Stahlbau, Zürich 2004 Filme: CRDP académie de Grenoble SCEREN: Neige et avalanches - Connaissance et gestion du risque, Grenoble 2005 Internet: Nationale Plattform Naturgefahren PLANAT: Der Kreislauf des integralen Risikomanagements. URL: abgefragt am Wikipedia: Moodboard. URL: abgefragt am Mündliche Quellen: Bezzola, Gian Reto, Sektionschef Risikomanagement Bundesamt für Umwelt, 3003 Bern (Interviews zum Thema Risikomanagement bei Naturgefahren am , und ) Bezzola, Gian Reto, Dipl. Bauing. ETH Dorfstrasse 30b, 8954 Geroldswil (Interviews zum Thema Statik und Konstruktion von Lawinenverbauungen, statische Berechnung der neuen Lawinenverbauung in der Zeit vom bis ) Abbildungen: Die Fotos auf Seite 15 (links) & 32 (rechts) stammen aus der lizenzfreien Datenbank flickr URL: Alle übrigen Bilder ohne Quellenangabe stammen vom Autor (Gian Andri Bezzola) 31

32 Gian Andri Bezzola Dorfstrasse 30b 8954 Geroldswil