Stahl: Nachhaltigkeit und Ästhetik, Strategien für einen effizienten Architekturentwurf

Abstract

Im Architekturentwurf resp. in der Tragwerksplanung, welches die zentralen Untersuchungsgebiete der vorliegenden Arbeit sind, werden Entwurfsentscheidungen häufig in erster Linie, aus architekturräumlicher, -funktionaler und/ oder gar aus gestalterischer Sicht getroffen, während die statische Machbarkeit, die Systematik des Tragwerkes und damit resultierende, konstruktive Aspekte, zunächst vernachlässigt werden. Die Berücksichtigung einiger Faustregeln seitens Architekten, welche sich bei tendenziell rationalen Entwürfen, der Erfahrung nach, auf einige wenige Kernthemen wie Träger und Stützenraster, Spannrichtungen, aussteifende Kerne usw. zusammenfassen, führen hierbei in der Regel zu einer komplikationslosen, baulichen Planung und Ausführung. Die Praxis zeigt allerdings, dass mit steigender Komplexität des Entwurfes, diese Separation, bei der beide Entwurfsvorgänge, nämlich jene der Architektur vorerst und die des Tragwerkes nachgestellt, in autarke Arbeitsprozesse aufgebrochen werden, oft erhebliche Probleme nach sich zieht, die nicht selten rückgriffige Adaptionen oder gar Schmälerungen des Entwurfes erfordern. Die iterative Abfolge, welche mitunter die Korrespondenz der Planungsbeteiligten in den Leistungsmodellen, der chronologischen Abfolge der einzelnen Entwurfsschritten nach, vorsieht, hat hierbei nicht zwangsläufig eine kohärente und architekturschlüssige Umsetzung des Entwurfes zur Folge. Am Beispiel des Stahlbaus, ergo dem Entwerfen mit dem Baustoff Stahl, lässt sich die enge Verknüpfung zwischen einem grundlegenden Entwurfsgedanken, mag jener auch schier gestalterischer Natur sein und dessen entsprechende, physische Formgebung, so akkurat wie nur möglich demonstrieren. Seiner maßgebenden Leistungsfähigkeit geschuldet, wurde insbesondere am Baustoff Stahl die Beziehung zwischen tragendem und zutragendem, die Interaktion zwischen Form und Konstruktion erhellt. Architekten und Ingenieure konnten schon im historischen Eisenbau, wie auch in modernen Stahlbauwerken diese Nähe und enge Verflechtung zwischen Architektur, Statik und Konstruktion eindrucksvoll demonstrieren. Das vermittelnde Schnittgebiet zwischenArchitektur und Tragwerksplanung, deren gemeinsamer Ursprung und die Beziehung der Disziplinen ist demnach primärer Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Das Thema Statik im Entwurf, wird hierbei nicht lediglich als Bemessung und Dimensionierung statischer Anforderungen, dem Architekturentwurf nachgestellt, vielmehr werden Kraftfluss und Lastpfade als bestimmende Grö ßen und Determinanten des Entwurfes an sich verstanden und damit inhärenter Bestandteil der entstehenden Architektur. Entlang der spezifischen Trageffizienz des Stahles, sollen Potenziale, einerseits des Baustoffes, andererseits von konstruktiv effizienten Herangehensweisen erkenntlich gemacht werden. In einer theoretischen Abhandlung, werden letztlich die funktionellen undästhetischen Fragen der Architektur dahingehend hinterfragt und derenWertungen gegenüber einer erstrebenswerten Nachhaltigkeit imArchitekturentwurf aufgewogen und reflektiert.

In architectural design and in structural engineering, which are the main topics of the present work, design decisions often are made from a spatial, functional or creative point of view, whereas structural considerations such asthe supporting system firstly are neglected. By taking some primary rulesat the side of the architect, concerning grids and span direction, structural cores,into account, the planning and execution of constructions in regular run properwithout complications. On the other hand, practical experiences show thatwith enhancing the complexity of an architectural design, the separation ofthe two processes: the architectural design on one side, and the structural onthe other, the probability of occuring problems rises which not exceptionallyleads to reversal adaptions of the design. The iterative order, which demands the correspondence of all planning participants in the given standardmodels, does not necessarily evoke a coherent execution of the architecturaldesign. On the example of steel architecture, the narrow connection between an essential design idea, and its equivalent physical execution becomes asclear as possible. Due to its decisive capability, the material steel, through itsfiligree formal language, not least with the emerging hightecharchitecture, firstlymade the interaction between form and construction, the relation between thesupporting and what is supported, clearly seen. These relations are the primaryinvestigation fields of the present work. Therefore, the central goal hereby is toshape the understanding of this inherent role of the structural engineering as part of a coherent architectural design, planning and execution. Strategic designmethods for more efficient material uses will be compared with conventionalmethods in terms of sustainability. This design approach ultimately will be setagainst sheer aesthetical principles and argued in a theoretical discourse.