Dachkonstruktionen

Raffinierte Leichtbaukonstruktionen

Die besten Ideen liegen oft direkt vor der eigenen Nase. Die Kunst ist es, diese auch als solche zu erkennen. Kein Problem für kreative Ingenieure: So wurden zum Beispiel das Speichenrad und das Küchensieb zum Vorbild für geniale Leichtbau-Dächer.

Von Susanne Decker

Speichenrad

Werfen Sie vor Ihrer nächsten Fahrradtour doch noch mal schnell einen genaueren Blick auf das, womit Sie problemlos über Kopfsteinpflaster fahren und spielend Bordsteinkanten überwinden. Kaum zu glauben, dass eine schmale Fahrradfelge so eine Belastung aushält – ganz zu schweigen vom Gewicht des Fahrers, das sie noch zusätzlich tragen muss.

Das Geheimnis der Felge: Der Rahmen ist mit dünnen Speichen verspannt und wird dadurch stabil und fest. Bevor man die Speichen einsetzt, müssen sie noch vorgespannt werden. Ein geniales Prinzip, das nicht nur äußerst effektiv als "Fahr-Rad" funktioniert, sondern auch als Dachkonstruktion für riesige Sportarenen.

Die "Felge", also der äußere Ring des Daches, wird auf dem Tribünenrand "abgelegt" und über Seilbinder (vergleiche: "Fahrradspeiche") mit dem "Inneren Ring" (vergleiche: "Fahrradnabe") verbunden. Die Konstruktion muss beim Aufbau äußerst präzise eingestellt werden, sodass sich Zug- und Druckkräfte optimal verteilen können.

Solche mit Membranen bespannten Ringseildächer sind höchst stabile Dachkonstruktionen, die große Wind- und Schneelasten aushalten können. 1993 wurde das Gottlieb-Daimler-Stadion in Stuttgart mit einer solchen Ringseilkonstruktion überdacht. Es war das erste seiner Art.

Viele weitere "Stadion-Speichenräder" folgten, zum Beispiel die Überdachung des Stadions in Kuala Lumpur (1997), das Dach der "Commerzbank-Arena" in Frankfurt (2005) oder das Dach des Olympiastadions Kiew 2011.

Küchensieb

Bestimmt befindet sich irgendwo in Ihrem Haushalt eines dieser zeitlos anmutenden Küchensiebe aus Drahtgittergeflecht. Beim etwas genaueren Blick auf die winzig-kleinen Maschen wird das Prinzip dieser genial-einfachen, selbsttragenden Konstruktion deutlich, von dem sich Ingenieure bei der Planung moderner Stahl-Glas-Kuppeln inspirieren ließen.

Das Küchensieb ist in den Augen der Ingenieure eine doppelt gekrümmte Fläche. Nimmt man das Maschengeflecht aus dem Halterungsring heraus und drückt es platt, so entdeckt man lauter ebene Quadrate. Schiebt man es danach langsam wieder zurück in die ursprüngliche Form, kann man an den Maschen beobachten, wie die ebene Form alleine durch die Veränderung der Maschenwinkel im Drahtgeflecht wieder zur Kuppel wird.

Die Kuppel des "Aquatoll-Spaßbades" in Neckarsulm (1989) ist nach diesem Prinzip gebaut. Die "Maschen" wurden zusätzlich noch mit vorgespannten diagonalen Stahlseilen stabilisiert und mit gekrümmter Isolierverglasung belegt. Auch die Überdachung des Innenhofes des "Museums für Hamburgische Geschichte" in Hamburg (1989) und die Überdachung des Schlüterhofes im "Deutschen Historischen Museum" in Berlin (2002) sind Netzschalenkonstruktionen nach dem Küchensieb-Prinzip.