Bahnsteigüberdachung in Kassel – Harald Kloft, Klaus Fäth, Büro OSd

Die Logik der Form

Die einzigen in diesem Heft vorgestellten Ingenieure, die sich nicht aus dem »Stammbaum« der Stuttgarter Schule herleiten lassen, agieren bewusst unter dem abstrakten Titel osd. Eines ihrer Projekte wurde kürzlich eingeweiht, die hölzerne Trambahnüberdachung in Kassel, basierend auf der Zollingerbauweise, aber weiterentwickelt mit geklebten, biegesteifen Knoten.

  • Tragwerksplanung: osd – Architekten: Pahl + Weber-Pahl
  • Text: Dirk Szutarski Fotos: Heribert Menzel, osd
Langsam aber stetig wächst das 2002 gegründete Büro osd, das »Office for Structural Design«, mit seinen inzwischen zwölf Mitarbeitern in der Mainmetropole Frankfurt. Bei meinem letzten Besuch waren in der Eingangshalle des Büros nur Kunstwerke zu sehen, jetzt befinden sich dort elegante Möbel und eine freundliche Sekretärin. Die Firmengründer Harald Kloft und Klaus Fäth sind nach sechs Jahren gemeinsamer Tätigkeit viel gefragte Ingenieure. Beeindruckend ist die Liste ihrer Projekte und die der Architekten, mit denen sie zusammenarbeiten. Bei der großen Nachfrage ist ihre Leidenschaft für den Beruf des Tragwerksplaners aber nicht verloren gegangen. Im Gegenteil – man hat den Eindruck, dass sie sich teilen müssten, um all ihre Ideen, die nur so aus Ihnen heraussprudeln, umzusetzen.
Ihre Inspiration und Motivation beziehen beide aus ihrem Engagement als Hochschullehrer: Klaus Fäth unterrichtet an der FH Frankfurt Tragwerksplanung für Architekturstudenten; Harald Kloft ist Professor für Tragwerksentwurf und Konstruktionen an der TU Kaiserslautern und leitet an der TU Graz das Institut für Tragwerksentwurf, auch dort für angehende Architekten beziehungsweise »nur« für diese. Gerne würde er nämlich seine Auffassungen des Entwerfens von Tragwerken und des materialübergreifenden Denkens auch in der Ausbildung für Bauingenieure umsetzen. Gerade dort sieht er Bedarf, die immer noch zu sehr werkstoffgebundene Lehre zu verändern und den entwerfenden, interdisziplinär arbeitenden Ingenieur auszubilden. Während die Tragwerkslehre als etablierte und eigenständige Disziplin an Architekturfakultäten vertreten ist, ist dies bei den Bauingenieuren noch lange nicht der Fall.
Kein Stil, sondern Haltung
Auch wenn er sehr der Architektur zugewandt zu sein scheint, ist Kloft doch mit Leib und Seele Tragwerksplaner – wobei er beide Disziplinen als symbiotische Einheit sieht. Im Vordergrund einer Bauaufgabe steht für ihn das gemeinsame Streben nach der bestmöglichen Architektur, das Tragwerk soll dieses Ziel in einem integralen Planungsprozess unterstützen. Bei osd arbeiten auch zwei Architekten, deren Aufgabengebiete sich mit denen der Ingenieure überschneiden, etwa in der computergenerierten ›
› Architektur mit 3D-Datenmodell – einer der Schwerpunkte von Klofts Forschung. Durch die Technologien der computergesteuerten Planung und Fertigung lassen sich architektonische und ingenieurtechnische Formen strukturell neu definieren und in eine neue, zeitgemäße »Logik der Form« [1] überführen. Für die Überdachung eines Busbahnhofes am Zürichsee, ein gemeinsames, noch in der Planung befindliches Projekt mit den Berliner Architekten Hausmarke, wurde beispielsweise solch eine computergenerierte Logik der Form entwickelt: Die komplex geformte Dachstruktur liegt nur auf wenigen, asymmetrisch angeordneten Stützen auf. Die hieraus resultierende, sehr unterschiedliche Momentenverteilung verlangt geradezu nach einer statischen Optimierung. Um Formveränderungen gegenüber dem Wettbewerbsentwurf zu vermeiden, schlug Kloft vor, die Konstruktionshöhe des Daches beizubehalten und die statische Optimierung durch eine innere, dem Spannungsverlauf angepasste »Porosität« zu erzeugen. Die vierendeelartig ausgehöhlte Trägerrostkonstruktion vermittelt so eine Leichtigkeit, die einhergeht mit der Logik des Kraftflusses.
Kloft, der neben dem Bauingenieurstudium an der TH Darmstadt auch teilweise Architektur bei den Professoren Steiger, Belz und Behnisch studierte, beschreibt die Auffassung des Büros osd wie folgt: »Als Tragwerksplaner hat man eine übergeordnete Haltung zu seiner Aufgabe als Ingenieur und verfolgt weniger eine Stilrichtung, wie sie häufig bei Architekten vorzufinden ist. Diese übergeordnete Haltung erlaubt es uns, gemeinsam mit Architekten auch ganz unterschiedlicher Architekturstile die optimale Lösung für die jeweilige Aufgabe zu finden.« Wichtig dabei sei natürlich, dass der ›
› Ingenieur schon von Anfang an in das Projekt eingebunden wird und in die Entwurfs- und Formfindungsprozesse eingreifen kann. Und er sollte Verständnis für den architektonischen Entwurf haben, erst dann kann er sich durch eigene Ideen als entwerfender Ingenieur selbst einbringen.
Bereichernd findet Kloft, dass er durch seinen Beruf viele Architekten und deren ganz unterschiedliche Architektursprachen kennenlernt. Zufrieden ist er dann, wenn am Ende gute Architektur herauskommt. Denn diese bedeute auch immer gutes »Engineering«. Zwar sehe man die Arbeit des Tragwerksplaners nicht immer, aber das Ergebnis guter Ingenieurplanung spüre man dennoch. Dieses Ingenieurverständnis als entwerfender Ingenieur hat er in seiner Zeit als Projektleiter im Büro Bollinger + Grohmann in Frankfurt gelernt und gibt es nun in seiner Profession als Hochschullehrer weiter.
Hölzerner Verkehrsknoten
In dem Projekt des Trambahnhofes in Kassel, bei dem gemeinsam mit den Architekten Pahl + Weber-Pahl aus Darmstadt eine Holzgitterschale mit neuartigen Knotenpunkten entworfen wurde, zeigt sich die Haltung von osd deutlich. Bereits im Wettbewerb arbeiteten die Ingenieure mit den Architekten eng zusammen und entwickelten gemeinsam die architektonische Entwurfsidee der Bahnsteigüberdachung. Sie basiert auf der Integration einer räumlich homogenen Figur, die einerseits die neue Haltestelle eigenständig akzentuiert und andererseits, durch typologisches Aufgreifen der bestehenden Bogendächer, sich in das Gesamtensemble der Bahnüberdachungen einfügt.
Die gewählte Rauten-Lamellen-Technik, die auf die Zollinger Bauweise zurückgeht, wurde bisher vor allem mit Knotenpunkten aus Stahlverbindungen mit beispielsweise eingeschlitzten Blechen und Stabdübeln ausgeführt. osd entwickelte eine neue Konstruktion, bei der parallel zur Holzfaserrichtung teilweise bis zu ein Meter lange Gewindestangen eingeklebt und als konstruktive Verbindungsmittel für die Knotenpunkte verwendet wurden. Durch diese nicht sichtbare Knotenverbindung und die Holzüberdeckung der integrierten Verbindungen wurde ebenfalls das Problem des Brandschutzes (F 30) gelöst.
Die stützenfreie Holzgitterschale der Überdachung überspannt eine Fläche von 98 x 18,5 m. Das Tragwerk selbst setzt sich zusammen aus einem ›
› rautenförmigen Brettschichtholzträgern mit jeweils gleichen Querschnittsabmessungen (b/h 14 x 38 cm), aber sechs unterschiedlichen Lamellengeometrien. Mit einem Radius von 22,8 m ergab sich ein sehr flacher Bogen, der ohne horizontale Zugbänder ausgeführt wurde. Die somit sehr hohen, horizontalen Auflagerkräfte aus dem Bogen mussten über eine Stahlkonstruktion in die Fundamente übertragen werden. Der flache Bogen konnte sowohl aufgrund der großen Steifigkeit der Stahl- als auch der Holzkonstruktion realisiert werden. Jede Lamelle ist mit der jeweils gegenüberliegenden über die an den eingeklebten Gewindestangen geschweißten Stahllaschen biegesteif verbunden. Die Fügung dieser Laschen erfolgt an der Unterseite über eine Steckverbindung mit Scherbolzen und auf der Rippenoberseite über eine Verschraubung.
Bei allen Knotenpunkten ist die Knotengeometrie gleich, so dass die oberen und unteren der drei eingeklebten Gewindestangen die Biegemomente aufnehmen. In Kombination mit der oberseitig aufgebrachten Stahllasche sind somit zwei Zug-/Druckbänder vorhanden, die die Kräfte aus den Momenten aufnehmen. Die mittlere Gewindestange nimmt die Querkräfte auf, die über die vertikale Stahlkopfplatte in das obere Stahlzugband eingeleitet wird (vgl. Bild 4).
Die Montage verlief nach dem Anordnungsprinzip von Zollinger, schließlich wurden nur noch die Scherbolzen von unten eingesteckt und verschraubt, die Knotengeometrie ausgerichtet und die Stahllaschen auf den Oberseiten aufgeschraubt. Am Ende ist sicherlich das herausgekommen, was osd und die Architekten wollten: gute Architektur basierend auf gutem »Engineering«.•
[1] Torroja, Eduardo, Die Logik der Form, Callwey Verlag, München, 1961
  • Bauherr: KVC KVV Bau- und Verkehrs-Consulting Kassel GmbH Architekten: Pahl + Weber-Pahl Planungsgesellschaft mbH & Co.KG, Darmstadt Projektleiter: Burkhard Pahl Mitarbeiter: Stefan Hambach, Edin Saronjic Tragwerksplanung: osd, Frankfurt/Main, Klaus Fäth, Harald Kloft Mitarbeiter: Frank Brückner, Florian Mähl, Tanja Hofmann, Anja Ölsner Lichtplanung: Steinigeweg + Partner, Darmstadt Nutzfläche: 3000 m2 Baukosten (Haltestelle mit Überdachung): 5,2 Mio. Euro netto Bauzeit: 2003 bis 2007
  • Beteiligte Firmen: Holzbau: Firma Grossmann Bau GmbH & Co KG, Rosenheim Stahlbau: Heinrich Lamparter Stahlbau GmbH & Co KG, Kassel