Die gestaltende Kraft des Ingenieurs
Wenn es darum geht, die faszinierendsten Bauingenieure beim Namen zu nennen, muss der Name Pier Luigi Nervi zwingend fallen. Der in der Lombardei geborene Bauingenieur gehört nicht nur in Italien zu den ganz großen Persönlichkeiten des Bauingenieurwesens. Vielleicht rührt diese Stellung aus der genialen Fähigkeit als Tragwerksplaner, die Theorie mit der Praxis zu verbinden und dadurch Bauwerke entstehen zu lassen, die im wahrsten Sinne des Wortes herausragen.
Im konventionellen Bauen ist die Architektur für die Gestaltung zuständig, während das Ingenieurwesen den mechanischen Kontext, quasi als Beiwerk und Hintergrund, liefert. So weit, so schlecht. Vielleicht ist diese Zweiteilung mehr Last als Nutzen. Richtigerweise wird Pier Luigi Nervi als „Grenzgänger zwischen Architektur und Ingenieurwesen“ [1] bezeichnet, weil das Tragende bei ihm gleichzeitig das Ästhetische und Formelle ist. Nichts ist Schein, alles ist tragfähiges Sein – die höchste Form des Bauens.
Indem Architektur und Tragwerk keinen Gegensatz mehr bilden und auch kein Nebeneinander mehr sind, sondern sich gegenseitig zur Einheit durchdringen, entsteht das, was wir heute im Rahmen von BIM (Building Information Modeling) und interdisziplinärer „Integraler Planung“ mühevoll anzielen, ohne wirkliche Fortschritte zu erzielen, weil sich niemand in sein Metier reinpfuschen lassen will. Dadurch werden Chancen nicht genutzt, die sich für alle Beteiligten (Bauherr, Bauindustrie, Planer und Fachplaner) ergeben könnten.
Es kommt nicht von ungefähr, wenn Fritz Leonhardt den Bauingenieur Pier Luigi Nervi, der die Einheit von Architektur und Bauingenieurwesen gelebt hat, in der Deutschen Bauzeitung 1979 „ein Vorbild“ nennt.
Die Theorie
Der Theoretiker Pier Luigi Nervi versteht es, die Prinzipien der Mechanik genial in der baulichen Planung umzusetzen. Wir erleben heute vielfach, dass Bauteile und Bauprozesse eher aus wirtschaftlichen Gründen so oder anders verwirklicht werden, während die mechanische Vernunft eigentlich andere Formen begünstigen würde. Nervi versuchte sich von dieser Praxis zu distanzieren, indem er als Bauunternehmer selbst die praktische Umsetzung revolutionierte und dabei geschickt neuartige Werkstoffe sowie Halbfertigteile handwerklich einzusetzen wusste. Innovation im wahrsten Sinne des Wortes.
Pier Luigi Nervi schreibt zu seiner Herangehensweise: „Der Ingenieur sollte nicht versucht sein, eine Konstruktion durch das Lösen von Rechnungen zu ermitteln und „nach Formeln zu bauen“, sondern vielmehr seine „bauliche Intuition“ walten lassen. Oder anders gesagt: „Der Ingenieur sollte gewohnt sein, die Dimensionen und die innerste Essenz des Baus, den er plant, zu fühlen“ [1]. Freilich, diese bauliche Intuition rührt von wissenschaftlicher Tiefe. Inwieweit dies Nervi gelingen sollte, unterstreichen die rippenartigen Konstruktionen.
In der Mechanik bezeichnen die Hauptspannungen jene (theoretischen) Linienverläufe im Baukörper, entlang derer sich keine Schubspannungen, sondern ausschließlich Druck- und Zugspannungen entwickeln, die als solche senkrecht zueinander stehen. Es handelt sich bei den Hauptspannungsrichtungen folglich um jene Richtungen im Baukörper, entlang welcher sich die maximalen Spannungen einrichten. Ein Spannungszustand, etwa die Biegung, wird folglich durch die Hauptspannungen konzentriert als Druck- und Zuglinien dargestellt. Die Risse werden sich folglich in erster Linie entlang der Hauptspannungstrajektorien einstellen, weshalb es vernünftig ist, den Baukörper entlang der Hauptspannungen mit Rippen oder Stahleinlagen zu verstärken, weil dort die maximale Last verläuft [4].
Pier Luigi Nervi legte die Rippen, also die linienförmigen Verstärkungen, genau dort an, wo die Hauptspannungen zu erwarten sind. Damit entstanden Baukörper, die vielleicht nicht am einfachsten zu verwirklichen waren, jedoch das Material am Effizientesten auszunutzen und darüber hinaus auch noch ästhetisch beeindruckend waren.
Andererseits: In einem statisch unbestimmten System – und unsere realen Systeme sind statisch vielfach unbestimmt oder überbestimmt – folgt die Last der Form. Der amerikanische Bauingenieur David Billington folgt dieser Rhetorik: Nicht die Kräfte bestimmen die Form, sondern die Form bestimmt den Kraftfluss! [3]
Ein klein wenig kann man diese Methode ja auch bei gotischen Kirchen und Kathedralen bestaunen. Die beeindruckenden Gewölbe sind genau dort, wo Spannungskonzentrationen zu erwarten sind, mit Rippen verstärkt. Auf der anderen Seite ziehen diese Querschnitts- und Steifigkeitsverstärkungen die Schnittkräfte an. Und auf einer ganz anderen Seite fragt sich beim Bauen mit Stein auch, inwiefern diese Rippen wirklich zum Lastabtrag und zur Aussteifung beitragen oder ob – zeitgenössische Studien beantworten diese Frage differenzierter – diese nicht nur Zier sind und statisch eher wenig wirken.
Die Praxis
Die Theorie ist letztlich nur so viel wert, wie die Umsetzung in der Praxis. Pier Luigi Nervi war keinesfalls nur Theoretiker. Im Gegenteil. Durch seine Tätigkeit als Bauunternehmer, im Rahmen von Erfindungen in der Fertigteilindustrie, sowie durch Patentanmeldungen beim bewehrten Beton („ferrocemento“) versuchte Nervi, den Bauprozess effizient und günstig abzuwickeln, ohne dabei an Ästhetik und Formalismus einzubüßen. Sind es nicht meistens Phasen, in denen die Effizienz das Gebot der Stunde war, in denen die Kreativität letztlich über den Mangel siegte und besondere Leistungen entstehen ließ?
„Ferrocemento“ bezeichnet einen Verbundwerkstoff, der einerseits aus einem sehr zementgehaltigen Beton besteht, andererseits aus einem Netz an dünnen Stahleinlagen mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,5 Millimeter. Der Beton ist folglich nur wenige Zentimeter dick und plastisch sehr vielfältig formbar und eignet sich für die Konstruktion von dünnen Schalen. Schalen entwickeln einen Tragwiderstand durch Form statt durch Masse – für Nervi zu Recht die höchste Form der Tragwerksplanung.
Für Nervi war es wesentlich, dass die Bewehrung im Beton einen Gleichgewichtszustand herstelle, noch bevor der Beton hinzukomme, was eigentlich das gute Bewehren kennzeichnet [2].
Nervi erwies sich folglich als konsequenter Konstrukteur. Nervi zur Konstruktion der Bewehrung im Beton: „Die Bewehrung muss immer ästhetisch sein, sie muss den Eindruck eines Nervenstranges geben, welcher der trägen Betonmasse ein Leben gibt!“ [2]. Wie oft vergessen wir diese Ästhetik der Bewehrung beziehungsweise vergessen sogar in all der vermeintlichen Plastizität des Betons, dass im Innersten eine linienförmige Stahleinlage erst die Form ermöglicht?
„Der konzeptionelle Clou bestand darin, dass Nervi Strukturen entwarf, die als Konstruktionskörper zwar statisch als Ganzes tragfähig sind, jedoch als vorfabrizierte Einzelteile gedacht werden (…) Der technische Wille des Konstrukteurs zeigt sich hier im Gewand der erfahrenen Erfinders“ schreibt Georg Vrachliotis [1].
Im italienischen Faschismus sollte Nervi mit seinen Stahlbeton-Kompositionen vermeintlich unter Beweis stellen, wie progressiv und modern der Faschismus sei. Dementsprechend arbeitete dieser mit den Architekten des Razionalismo zusammen. Später wurde Nervi Sinnbild des kapitalistischen, industriellen Bauens – und zwar weltweit.
Interessant: Der Bauingenieur Pier Luigi Nervi arbeitet in Rom zwischen 1953 und 1955 mit dem Südtiroler Architekten Othmar Barth zusammen, der bis heute hin als wegweisende Koryphäe gilt.
Die Ästhetik
Christiana Chiorino urteilt zu Werk und Wirken Nervis: „Für ihn war die Anwendung der fortschrittlichsten technischen Lösungen immer gepaart mit einem Streben nach formaler Eleganz“ [1]. Gibt es eigentlich eine technische Lösung, die zufriedenstellend ist, welche sich nicht auf Eleganz beruft? Eher nicht.
Pier Luigi Nervi erachtet das gelungene Bauen als Erfüllung von funktionellen, statischen, konstruktiven und wirtschaftlichen Anforderungen, die im Gleichgewicht stehen und sich in einem baulichen Organismus vereinen [2] und bringt damit die Qualitäten des gelungenen Bauens auf den Punkt. Für Nervi handelt es sich dabei um das „einwandfreie Werk“. Dieses ist kein Widerspruch aus Form und Konstruktion, sondern eine Einheit. Ein seltener Anblick. Die Form selbst, ob bescheidene Ästhetik oder expressive Schönheit hängen dann von der Gestaltungskraft des Bauschaffenden ab, sei aber dann – so Nervi -, wenn die elementaren Anforderungen an das Gebaute erfüllt seien, niemals abweisend.
Nervis Wirken gilt besonders dem Stahlbetonbau. Während man dem Stahlbeton vielfach nachsagt, er sei alles andere als „schön“, verstand es Nervi, eine ureigene Ästhetik des Bauens in Beton zu schaffen. Nervi erinnert dabei an seinen Schweizer Kollegen Robert Maillart, der als Beton-Pionier im Brückenbau wirkte. Und während in der oberflächlichen Planung häufig davon ausgegangen wird, dass Stahlbeton eine plastische und amorphe Masse sei, die man beliebig formen könne, weiß der Statiker natürlich, dass die inneren Kräfte letztlich in Form der Bewehrungsstränge linienförmig abstrahiert werden. Unter der grauen Oberfläche eröffnet sich ein komplexes Ganzes, Sehnen und Stränge aus Stahl, welches niemals nur Beiwerk, sondern die eigentliche tragende Essenz ist.
Wenn man sich dieser bereits in der Gestaltung bewusst wird, entstehen effiziente, elementare und essentielle Bauwerke.
Weiterführende Beiträge:
Literatur:
[1] Leibinger / Gergnagel / Ballestrem / Strugar: „Das Prinzip Nervi“, Technische Universität Berlin, Berlin 2013
[2] Pier Luigi Nervi: „Costruire correttamente“, Ulrico Hoepli Editore, Milano 1965
[3] David Billington: „Der Turm und die Brücke – Die neue Kunst des Ingenieurbaus“, Ernst und Sohn Verlag, Hoboken 2013
[4] Walther Mann: „Vorlesungen über Statik und Festigkeitslehre: Einführung in die Tragwerkslehre“, Teubner Verlag, Leipzig 1997
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