Baukonstruktion - vom Prinzip zum Detail

Baukonstruktion dient der materiellen Umsetzung eines Bauwerksentwurfs. Dabei gilt es, das Bauwerk – ein menschengemachtes, technisches Gebilde – entsprechend einer festgesetzten Form mithilfe ausgewählter Materialien zwecks Erfüllung vorgegebener Aufgaben auszuführen.

Jede Baumaßnahme ist, und war stets, ein Eingriff in die natürliche Umgebung und stellt immer eine (auch wenn noch so kleine) lokale Störung des ökologischen Gleichgewichts dar. Rohstoffe werden zu diesem Zweck der Natur entnommen, unter Einsatz von Energie und weiteren Ressourcen in komplexen technischen Prozessen zu Bau- oder Werkstoffen umgewandelt, an andere Orte transportiert und dort zu Bauwerken verarbeitet, manchmal über den Zwischenschritt einer Vorfertigung von Bauelementen in einem stationären Werk.

Es gilt als allgemein anerkannt, dass eine gute Kenntnis der Baumaterialien eine wesentliche Grundlage für qualifiziertes und zielführendes Konstruieren ist. Verschiedene Werkstoffe haben untereinander weit streuende mechanische und bauphysikalische Eigenschaften, die bereits im Vorfeld des Konstruierens sehr unterschiedliche Vorgaben für den konstruktiven Entwurf machen.

Bauwerke werden für spezifische Zwecke errichtet, welche die verhältnismäßig hohen Investitionen rechtfertigen, die das Bauen stets voraussetzt. Diese entsprechen zumeist ganz unterschiedlichen Zielsetzungen: Zum großen Teil sind es menschliche Aktivitäten, die im Gebäude stattfinden sollen, wie Wohnen, Arbeiten, sich Versammeln, sich Unterhalten oder Zerstreuen und viele mehr. Diese können sozusagen als Grundfunktionen von Bauwerken gelten und werden über den Gebrauch bzw. die Nutzung des Gebäudes definiert – sie lassen sich also als Nutzungsfunktionen bezeichnen.

Nachdem die Grundelemente betrachtet wurden, über die der Entwerfende und Konstruierende für den Gebäudeentwurf verfügt, d. h. die Werkstoffe, mit denen man diese zu einem nutzbaren und gebrauchstauglichen baulichen Gefüge zusammensetzen kann, wird man sich im Folgenden mit einer wichtigen Frage des Konstruierens beschäftigen, die sich oftmals im Bewusstsein des Planers nicht mit besonders großer Deutlichkeit stellt, aber zu den fundamentalen, manchmal nicht leicht lösbaren Aufgaben jedes Konstrukteurs gehört: Sie gründet sich auf der elementaren Einsicht, dass Gebäude im Wesentlichen aus Flächenbauteilen bestehen, die eine im Regelfall räumlich geschlossene Hülle schaffen. Das Gebäude aus dieser Perspektive zu betrachten, nämlich zunächst einmal als ein mehr oder weniger komplexes Gefüge einzelner gebauter Flächen, an welche teilweise sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt werden und die in ihrer bauüblichen Größenordnung erst einmal konstruiert und gebaut werden wollen, ist eine intellektuell ganz brauchbare Übung. Sie ist zwar ungewohnt und erscheint möglicherweise auf den ersten Blick viel zu reduktionistisch, will sagen: ungebührlich vereinfachend, da sie im Vorfeld eine ganze Reihe gewichtiger, emotional stark beladener Aspekte der menschlichen Wahrnehmung und des Erlebens gebauter Architektur ausblendet.

Nachdem man sich im vorigen Kapitel näher mit der Frage beschäftigt hat, wie sich eine funktionsfähige Schicht in einem Flächenbauteil in den beiden Hauptdimensionen der Fläche lückenlos konstruktiv zusammensetzen lässt, wird man im Folgenden der Frage nachgehen, wie ein möglichst konfliktarmes Zusammenspiel der verschiedenen baulichen Teilfunktionen im Bauteil, bzw. der Materialschichten, welche die Funktion umsetzen, konstruktiv sicherzustellen ist. Dabei wird statt der beiden Flächendimensionen – Länge und Breite – die dritte, bisher außer Acht gelassene Dimension, nämlich die Dicke des Bauteils, im Zentrum der Aufmerksamkeit stehen. Diese ist nämlich maßgeblich im Hinblick auf die zu garantierenden Schutzfunktionen der Hülle, da sie vermittelnd im Übergangsbereich zwischen dem Innen- und dem Außenraum angeordnet ist. Zwischen beiden Seiten der Bauteildicke treten nämlich planmäßig verschiedene Gradienten bzw.

In den vorigen Kapiteln wurde diskutiert, wie man aus den verfügbaren Werkstoffen und Bauprodukten eine funktionsfähige Fläche in baurelevanter Größenordnung schaffen kann. Dieses Kapitel wird sich nun mit der Frage beschäftigen, wie man aus diesen Flächenbauteilen und gegebenenfalls zusätzlich notwendigen Elementen ein Gesamtgebäude zusammensetzen kann. Wegen der Komplexität und des breiten Umfangs der Thematik wird man sich dabei notwendigerweise auf einige wenige Urtypen – man könnte auch sagen: Bauweisen – beschränken müssen, um an ihnen einige zur Anwendung kommende konstruktive Prinzipien deutlich zu machen.

Bauen setzt stets ein räumliches Zusammenführen von einzelnen Teilen voraus, die am Ende die dem Gebrauch gewidmete fertige Baustruktur, das fertige Bauwerk ergeben oder ausmachen. Damit das derart entstandene Bauwerksgerüst den äußeren Einwirkungen widersteht und seine Zweckbestimmung über seine Lebenszeit hinweg erfüllt, sind die Einzelteile dauerhaft fest miteinander zu verbinden. Dies gewährleistet, dass die aus den äußeren Lasten entstehenden Kräfte am Ende in den Baugrund abgeleitet werden, und zwar derart, dass sowohl die Sicherheit der Baustruktur als auch ihre Gebrauchstauglichkeit durch Eingrenzung der auftretenden Verformungen gesichert sind.

In vorigen Kapiteln sind wesentliche Aspekte im Zusammenhang mit der Baukonstruktion diskutiert worden, nicht jedoch im Einzelnen der Vorgang des Konstruierens selbst. Um die Haupthypothese dieses Werks deutlich zu machen – nämlich dass das Erkennen von und der richtige Umgang mit Lösungsprinzipien entscheidend für den Erfolg beim Konstruieren ist –, lohnt ein näherer Blick auf den Konstruktionsprozess selbst: Damit gemeint ist nicht so sehr der eigentliche Prozess des Zusammensetzens von Einzelteilen (die ursprüngliche Bedeutung des Wortes, die in der Bausprache allerdings keine Rolle spielt), sondern in erster Linie der planerische Prozess der Konzeption und detaillierten Definition einer baulichen Struktur.