Demanega

Südlich der Alpen sind es – im mediterranen Raum – im Gegensatz zum Werkstoff Holz in den Alpen andere Gegebenheiten, die die baulichen Realitäten prägen. Die Wälder sind spärlicher. Die Bäume sind zarter. Die klimatischen Bedingungen sind weit weniger drastisch und dramatisch. Es ist naheliegend, Häuser aus Stein zu bauen. In gebirgiger Umgebung – und wo au den natürlichen Gegebenheiten heraus verfügbar – erfolgt die Steinbauweise mit quaderförmigen Steinen. In den Hügellandschaften sind es eher abgerundete Flusssteine. Im Flachland hingegen verstärkt Ziegel aus Lehm und Ton.

Der gebrannte Ziegel wurde bei den Römern zum charakteristischen Element der baulichen Gestaltung, eingesetzt für Mauern, Bauwerke und Viadukte, zur Pflasterung von Plätzen und Straßen sowie zur Dachdeckung. Farblich schwingen mit der gebrannten Erde die Erdverbundenheit sowie warme Töne mit.

Der ungarische Architekt Ákos Moravánszky schreibt zum Ziegelstein: „Im Kontrast zur Härte des Granits, zur Ewigkeit des Marmors, zu eher übermenschlichen Eigenschaften, erweckt der von menschlicher Hand hergestellte und eingebaute Ziegel Assoziationen an Wärme“ [1].

Im alten Rom wurde die Mauerwerkskunst perfektioniert. Das Gewölbe war nicht nur eine gestalterische Angelegenheit, sondern eine dauerhafte und tragfähige Möglichkeit, Räume zu überwölben, weitgespannte Bauwerke zu schaffen und diesen eine materielle Ästhetik zu geben. Die Verwendung von Kalk als Bindemittel erhöhte die Möglichkeiten beim Bauen drastisch.

Der Kunstgriff bestand nach dem Bauingenieur Alfred Pauser darin, nicht mehr – wie dies noch bei den Griechen üblich war – auf die Monolithbauweise zu bestehen, sondern einen Gleichgewichtszustand aus Keilsteinen zu erzeugen[ii]. Dabei handelte es sich um eine „Entmaterialisierung“, also einer Abkehr von der Verwendung von Werkstoffen in ihrer ursprünglichen Form. Es begann die konkrete Formgebung.

Größer werdende Spannweiten bergen größer werdende Schwierigkeiten. Da auf Druck beanspruchten Bauteile in hohem Maße der Gefahr des Ausbeulens und Ausknickens ausgesetzt sind, kann sich die Gleichgewichtslage verändern und das Bauteil versagt. Begegnen kann man diesem Umstand mit zunehmender Materialstärke – das Bauwerk wird massiver – oder durch Rippen, also durch lokale Verstärkungen der Konstruktion, die die Schnittkräfte förmlich anziehen.

In Rom wurde – man denke an das Pantheon – der letztere Weg gewählt. Im Pantheon werden die größer werdenden Spannweiten durch Kassetten, also lokale Verstärkungen, bewältigt. Im Pantheon kam zudem bereits Beton zum Einsatz, der je nach Höhenlage zunehmend leichter wird.

In Wirklichkeit war die Nachahmung der römischen Mauerwerkskunst alles andere als einfach. Über lange Zeit hinweg wurden die filigranen Techniken vergessen. Die Romanik ging dazu über, bei höheren Spannweiten und folglich höheren Lasten die Mauerwerksdicken entsprechend zu erhöhen. Erst im Laufe der Gotik wurde der Mauerwerksbau in Form der Mauerwerksverbände weiterentwickelt, sodass Möglichkeiten zur Verfügung standen, das Mauerwerk auch im profanen Bereich effizient einzusetzen. Die fortschreitenden Techniken in der sakralen Kunst wirkten sich auch auf die profane Baukunst beispielgebend aus.

Gewölbe sind eine Faszination für sich, stellen diese doch durch gekonnte statische Formgebung den Sieg der Materie über die Schwerkraft dar. Detlef Böttcher schreibt zu den Gewölben: „Jede Hochkultur hat Gewölbe neu geschaffen oder aus Vorgängerkonstruktionen weiterentwickelt“ [3]. Und weiter: „Keine andere Deckenkonstruktion verbindet eine deutlich sichtbare Lastableitung mit einer solchen Ästhetik“.

Im Römischen Reich waren Gewölbe die vorherrschende Form zur Überwindung großer Spannweiten.

Das Tonnengewölbe ist als einfach gekrümmtes Gewölbe die einfachste Form der Überwölbung. Bautechnisch sind Tonnengewölbe durch Vorrücken eines Lehrgerüstes einfach herzustellen.

Aufwändiger ist die Herstellung von Kreuzgewölben als doppelt gekrümmte Gewölbe. Die Wölbung umfasst folglich mehr als eine Achse. Im alten Rom wurden vorwiegend Tonnengewölbe gebaut.

Kreuzgewölbe sind über jeder Vielecksform des Grundrisses ausführbar [4]. Die Kämpfer, die Auflagerpunkte des Gewölbes auf der Mauer, geben die Lasten weiter. Wesentlich ist es, dass die Kämpfer stark genug ausgeführt werden, um den Gewölbeschub aufzunehmen.

Die Bögen zwischen den einzelnen Gewölben werden Gurtbögen genannt. Die Schildbögen sind hingegen die Bögen, die an der Längswand gebildet werden. Es handelt sich folglich um die an der Wand anliegenden Bögen. Die Diagonalbögen bilden die Grate des Gewölbes. Die Scheitellinie verbindet hingegen die höchsten Punkte des Gewölbes. Die Gewölbekappe ist begrifflich das flächige Schalenbauteil des Gewölbes.

Römische Kreuzgewölbe sind ohne Gurtbögen ausgeführt. Schild- und Diagonalbögen haben gleiche Pfeilhöhen. Die Pfeilhöhe bezeichnet den Abstand zwischen Kämpferlinie, also der Horizontale, die durch die Auflager geht, und dem Scheitel, also dem höchsten Punkt. Die Schildbögen sind beim römischen Gewölbe Kreisbögen, während die Diagonalbögen halbe Ellipsen sind.

In der Romanik verfügen die Gewölbe sodann über halbkreisförmige Schild- und Diagonalbögen beziehungsweise halbkreisförmige Schildbögen und Diagonalbögen in Form von überhöhten Ellipsen. Daraus folgt, dass die Scheitellinien steigend und nicht wie beim römischen Gewölbe waagrecht sind.

Beim gotischen Kreuzgewölbe sind die Schildbögen spitzbogig, während die Diagonalbögen spitzbogig oder halbkreisförmig sind. Der spitzförmige Bogen der Gotik wirkt charakteristisch-

Der Spitzbogen ist statisch eine Weiterentwicklung des Rundbogens. Durch die weniger flache Form ist der Seitenschub geringer. Die Form kommt der Stützlinie, also der umgekehrten Seillinie näher, welche die zusammengefassten Normalkräfte bezeichnet. Jede Abweichung von der Stützlinie bewirkt im Gewölbe grundsätzlich die Gefahr von Zugkräften, welche gefährdend wirken, da weder Steine, noch der Mörtel auf Zug wirken können und sich in der Folge Fugen und Risse öffnen.

Beim Kreuzrippengewölbe sind die Grate zusätzlich verstärkt, was nicht nur eine dekorative, sondern besonders auch eine statisch-konstruktive Erfordernis ist, die lokal wirkt.

Kreuzgratgewölbe bestehen hingegen aus zwei sich durchdringenden Tonnengewölben. Durch die zusätzliche Unterteilung der Gewölbekappen entstehen Stern- oder Netzgewölbe.

Grundsätzlich verfügen massive Gewölbe über ein extrem hohes Eigengewicht, sodass die Nutzlasten, die darauf wirken, zu keiner relevanten Lasterhöhung führen. Effektiv handelt es sich um keine filigranen Bogentragwerke, sondern um ein komplexeres statisches System, bei dem die Bögen durch enorme Auflasten aus Eigengewicht und Aufschüttung, welche lastverteilende und dämpfende Wirkung haben, unter Druck gesetzt sind, während die Bögen sich horizontal gegenseitig abstützen. Daraus ergibt sich die hohe Belastbarkeit.

Problematisch wird es, insofern sich die Kämpfer, also die Auflager, horizontal verschieben, weil der Horizontalschub zu groß wird oder der Baugrund nachgibt, sodass sich im Scheitelbereich Risse bilden, die gefährdend wirken. Dieses Problem wusste man im Mittelmeerraum bereits ab dem Mittelalter durch Zuganker im Kämpferbereich zu lösen, während man in nördlicheren Gegenden nach wie vor auf massive Strebepfeiler zurückgriff. Die Methode der Zuganker fand im nördlichen Europa erst im 19. Jahrhundert Anwendung.

Literatur:

[1] Moravánszky, Ákos: „Stoffwechsel – Materialverwandlung in der Architektur“, Birkhäuser, Basel 2018

[2] Pauser, Alfred: „Gedanken über 2000 Jahre Bohenbrücken“, Denkmalpflege in Niederösterreich – Band 11, Wien 1993

[3] Böttcher, Detlef: „Sanierung von Holz- und Steinkonstruktionen“, Beuth Verlag, Berlin 2016

[4] Bergmeister, Konrad: „Natürliche Bauweisen – Bauernhöfe in Südtirol“, Spectrum Verlag, Bozen 2008