Ingenieurporträt

Julius Natterer

Kaum jemand hat in den vergangenen Jahren die Entwicklung des Holzbaus so entscheidend mitgeprägt wie er: Julius Natterer hat den Einsatz von Holz im Bauwesen wesentlich gefördert und in den verschiedensten Tragsystemen angewendet. Auch heute, nach Beendigung seiner Lehrtätigkeit in Lausanne, wird zumindest in zwei von ihm gegründeten Büros noch weiter entwickelt, experimentiert und konstruiert.

Hardly another in the past few years has had so formative a share in the development of wood construction than Julius Natterer: he has essentially promoted the use of wood in building and applied it in widely differing structural systems. Even today, after relinquishing his teaching in Lausanne, in at least two of his established offices there is further development, experimentation and construction.

Seine Herkunft schien den späteren Beruf vorherzubestimmen: Als Sohn einer Försterfamilie wurde Julius Natterer am 5. Dezember 1938 im niederbayrischen Haggn geboren. Nach dem Abitur studierte er Bauingenieurwesen an der Technischen Universität München und begann dort, im Anschluss an sein Diplom 1965, eine neunjährige Assistententätigkeit am Lehrstuhl für Baukonstruktion und Holzbau, an dem die Professoren Rucker, Gattnar, Kupfer und Heimeshoff einen prägenden Einfluss auf ihn ausübten. Bereits in diese Zeit fiel die Gründung seines ersten Ingenieurbüros für Tragwerksplanung.

1978 wurde er als Professor an die Eidgenössisch Technische Hochschule Lausanne (EPFL) berufen und mit der Leitung des Ibois, dem Institut für Holzkonstruktionen, beauftragt. Nach den Erwartungen des damaligen Präsidenten der Hochschule, Maurice Cossandey, sollte dieses Institut eine Antriebsrolle bei der Verwendung von Holz im Bauwesen spielen und zum Impulsgeber für die schweizerische Holzwirtschaft werden. Unter der Führung Natterers, der hier bis zu seiner Emeritierung lehrte und forschte, erlangte es darüber hinaus überregionale Ausstrahlungs- und Anziehungskraft.
Während seiner Tätigkeit als Hochschullehrer in Lausanne blieb er der Praxis verbunden und gründete weitere Ingenieurbüros wie die »Planungsgesellschaft Natterer und Dittrich« 1980 in München, das »Bois Consult Natterer« 1983 im schweizerischen Etoy, 1987 das »Ingénierie, Conception, Structure Bois« in Les Lanches in Frankreich sowie im Jahr 1993 das »Internationale Entwicklungszentrum für Holzkonstruktionen« in Wiesenfelden. Seine Einstellung, die sich in seinem viel zitierten Satz »Nur die Ruhe macht’s« wiederfindet, half ihm über diese hektische Phase und die nicht einfache Koordination der verschiedenen Büros mit seiner Hochschultätigkeit hinweg.
Wissenstransfer Die Neigung zu Tragwerksentwurf und Konstruktion bestimmte die Inhalte seiner Lehre und Forschung. Besonderen Wert legte er auf die Förderung der konzeptionellen und konstruktiven Fähigkeiten der angehenden Ingenieure und riet ihnen, »gut konstruiert ist halb gerechnet«; oder bei Architekturstudenten »gut konstruiert ist halb gestaltet«. So vermittelte er seinen Schülern die Tragwerksplanung und versuchte, beide Berufe auf die gemeinsame Arbeit vorzubereiten. Dieses didaktische Konzept lag auch dem seit 1988 im regelmäßigen Turnus veranstalteten Nachdiplomstudiengang »Bauen mit Holz« zugrunde. Dieser brachte Ingenieure und Architekten verschiedenster Nationen an das Ibois, das sich zu Beginn der Neunziger als Anlaufstelle für Planer, Wissenschaftler und Unternehmer entwickelte. Auf vielen Reisen trug Natterer sein Wissen in die Öffentlichkeit, seine lebhaften Vorträge füllten Säle, riefen Begeisterung aber auch Nachdenklichkeit hervor und weckten Interesse am Baustoff Holz. Auf internationalen Konferenzen war er als Vortragender fest eingeplant. Im Jahr 1998 richtete er selbst mit seinen Mitarbeitern die World Conference in Timber Engineering in Montreux aus. Sein Vortragstil war prägend: Wo zuvor Differentialgleichungen, Kennwerte und Nachweisverfahren das Selbstverständnis holzbaulicher Vorträge bestimmten, standen nun neue Konzepte und Konstruktionen im Vordergrund. Seine Ideen fanden Nachahmung bei Tragwerksplanern, Architekten und Studenten, so dass sich die Holzbaukultur zusehends veränderte. Wo sich die Gelegenheit bot, zeigte er aktuelle Fotos realisierter Projekte, die er in seiner Westentasche trug, oder zeichnete Skizzen, wie etwa beim Mittagessen mit den Assistenten. Auch auf diese Weise haben die wissenschaftlichen Mitarbeiter am Ibois wichtige Anregungen für ihre spätere Arbeit bekommen. Heute sind viele wiederum als Hochschullehrer in Forschung und Lehre tätig. Sie alle haben von ihrem einstigen Umfeld profitiert und versuchen, wenn auch auf unterschiedliche Art, das Bauen mit Holz fortzuschreiben. In seiner wichtigsten Veröffentlichung, dem Holzbauatlas, macht Natterer dem Leser seine Vorstellung von Tragwerksplanung deutlich. Für gut ein Drittel der darin enthaltenen Beispiele war er selbst als Tragwerksplaner verantwortlich. Bezeichnend ist die Autorengemeinschaft mit Kollegen aus der Architektur wie Thomas Herzog und Michael Volz, später zusätzlich mit Wolfgang Winter und Roland Schweitzer. Die Entstehung des Holzbauatlas erlebte ich zu Beginn meiner Assistentenzeit am Ibois Anfang der neunziger Jahre, wo zunächst eine kleine Schar junger Architekturstudenten Holzbauprojekte sichtete und Zeichnungen dafür erstellte. Bei dieser Arbeit entwickelte sich das Werk ständig weiter; heute gilt es als Standardlektüre für Studium und Praxis.
Denkweise Die konstruktive Handschrift Natterers lässt sich über die Jahre verfolgen; die Konstruktionen sind zweckmäßig und vereinfachen sich gleichzeitig. Bereits als Assistent in München befasste er sich mit hölzernen Flächentragwerken. Er beschäftigte sich mit statischen Systemen wie unterspannten Trägern, Fachwerken und Rosten, Hyparschalen sowie den Details, die daraus hervorgehen, wie etwa die Gelenkbolzenverbindung. Mir scheint, dass es keinen Tragwerkstyp gibt, den er nicht irgendwo realisiert hätte. Wenn möglich, verzichtete er auf aufwändige Holzwerkstoffe und Technologien oder schwere Verbindungen. Seine erste Wahl war das Rundholz – denn, so Natterer, »Holz wächst rund im Wald« –, dann das Kantholz, auch im Verbund mit mechanischen Verbindungsmitteln und schließlich das Leimholz und die Holzwerkstoffe. Oft erfüllten einfache Bretter, die mit mechanischen Verbindungsmitteln zu Stapeldecken und Kuppeln gefügt werden, den Zweck.
Projekte Die Bauwerke Natterers reichen von den verschiedenartigsten Konstruktionen bei Hochbauprojekten wie etwa dem Pavillon in Dortmund zur Gartenschau 1969, den Messehallen in Nürnberg 1974, dem Landwirtschaftsministerium in Châlons-sur-Marne 1989 bis zu einer Recyclinghalle in Wien 1981 oder Brücken wie die weit gespannte Fachwerkbrücke über die Simme in der Schweiz (Bild 5). Aus den vergangenen Jahren stammt eine Wohnanlage in Brettstapelbauweise (Bild 6). Im Zuge der 700-Jahrfeier der Schweiz 1991 erhielt Natterer den Zuschlag für den Bau des Polydoms auf dem Gelände der EPFL. Nach kurzer Planungs- und Bauzeit entstand eine sphärische Brettstapelkuppel aus einfachen Brettern, deren quadratischer Grundriss von 25 m mit einem Netz sich kreuzender Brettlamellen ausgelegt wurde. Die Baustelleneinrichtung beschränkte sich auf vier Gerüste mit Flaschenzügen, mit deren Hilfe die Kuppel schrittweise angehoben und in den Knotenpunkten mit Schraubenbolzen gefügt wurde. Auf diese Weise entstand ein filigranes Tragwerk aus nur drei Brettlagen über den Größtkreisen. Angesichts der Einfachheit und Plausibilität fragt man sich, warum diese Entwicklung so lange auf sich warten ließ. Den Höhepunkt seiner praktischen Tätigkeit stellte 2000 der Bau des Daches für die Expo-Weltausstellung in Hannover dar (Bild 2). Die Eleganz der zuvor realisierten Schalen dürften den Ausschlag dafür gegeben haben, dass sich das Dach gegenüber anderen Vorschlägen durchsetzen konnte. Dieses Tragwerk stellte seiner Neuartigkeit und Größe wegen eine Herausforderung an die Trag- werksplanung und alle am Bau Beteiligten dar. Die Stützen der zehn Schirme bestanden aus Rundholz: jeweils vier Weißtannen aus dem Schwarzwald, die vor über 200 Jahren angepflanzt wurden und ursprünglich für Masten holländischer Segelschiffe bestimmt waren. Zur Vermeidung von Trocknungsrissen wurden die Stämme in der Mitte aufgetrennt. Herzstück des gesamten Projektes bildeten die 20 x 20 m großen Brettstapelschalen, die mit ihrer geschwungenen Form zwischen die Kragträger eingehängt waren. Die statische, numerische Berechnung wurde von Natterers Sohn Johannes durchgeführt. Julius Natterer erhielt für seine Arbeiten zahlreiche nationale und internationale Preise und Auszeichnungen wie etwa den Mies-van-der-Rohe-Preis 1981, die Médaille de l’Académie de l’Architecture 1986, den Ernst-Pelz-Preis und den Merit Award in den USA im Jahr 1995, den Royal Swedish Academy of Engineering Sciences 1992 oder den World Award for Timber Structures in Malaysia 2002, aber auch den Deutschen Stahlbaupreis 1976.
Forschung Wichtiges Bindeglied zwischen Lehre und Praxis stellte seine Forschung dar. Über zwanzig Jahre arbeitete Julius Natterer an neuen Technologien, Baustoffentwicklungen, Verbindungstechniken sowie Holz- und Verbundbauweisen. Neben dem Holzbauatlas entstanden aus diesen Themen zahlreiche Veröffentlichungen und Konferenzbeiträge, die ein Zeugnis von den konstruktiven Untersuchungen des Lehrstuhlinhabers ablegen. Neue Forschungsthemen wurden durch seine Tragwerksplanung angeregt und spiegelten sich wiederum in der Praxis wider, die Verwertung der Ergebnisse ist in neuen Projekten und in der Industrie zu erkennen. Über viele Jahre befasste man sich am Ibois mit der Sortierung von Schnittholz mit Hilfe von Ultraschall. Aus diesen Untersuchungen ging ein transportables Gerät hervor, das zur Sortierung hoch beanspruchter Tragwerksteile und in der Sanierung eingesetzt wird, aber auch in Produktionsbetrieben zur Verbesserung der Qualität dient.
Die Verbindungstechnik ist ein zentraler Gegenstand im Holzbau. Bereits zu Beginn seiner Tätigkeit entwickelte Natterer den Gelenkbolzen, der die planmäßige Einleitung der Kräfte in den Stab sicherstellt und gleichzeitig über ein aufgenageltes Stahlblech die Schubkräfte im Holzquerschnitt verteilt. Auch an Nagelverbindungen mit dichteren Verbindungsmittelabständen als es die Normen vorsehen wurden umfangreiche Versuche durchgeführt.
Mitte der achziger Jahre befasste sich das Ibois mit der Holz-Beton-Verbunddecke (Bild 3). Das Thema führte zu einer Dissertation mit theoretischen und experimentellen Befunden zum nachgiebigen Verbund, der viele weitere Untersuchungen folgten. Überlegungen zur Bauphysik, insbesondere zum Brandschutz und zur Wirtschaftlichkeit, stellten die Randbedingungen für die konstruktiven Entwicklungen. Durch diese Untersuchungen entstand Mitte der neunziger Jahre in Gilamont nahe Vevey ein Bau von fünf Geschossen mit Holz-Beton-Verbunddecken, die über eine Länge von 10 Meter spannen. Weitere Großprojekte folgten. Die Forschung am Ibois hat zu weiteren, weltweit ergänzenden Untersuchungen auf diesem Gebiet geführt, die bis heute andauern.
In den letzten Jahren am Lehrstuhl beschäftigte man sich mit der wachsenden Bedeutung von Glas als tragendem Baustoff und seinem Verbund mit Holz. Als erste Anwendung entstehen Deckenträger in Holz-Glas-Verbund für ein Hotel am Neuenburger See (Bild 4). Die theoretischen und experimentellen Grundlagen fanden auch Niederschlag in einer der zahlreichen Dissertationen, die Natterer betreut hat.
Optimierung Bei der Verarbeitung des Rohholzes entstehen in großem Umfang Nebenprodukte wie Seitenware, Hackschnitzel sowie Säge- und Hobelspäne, die am Markt nur einen geringen Preis erzielen und dadurch das Schnittholz »belasten«. So dachte Natterer an die Weiternutzung der anfallenden Seitenbretter und befasste sich mit ihrer Anwendung bei der Brettstapelbauweise und deren tragende Verwendung im Wohnungsbau. Nägel verbinden die Bretter zu ebenen Elementen, die universell in Wand, Decke und Dach eingesetzt werden. Der Verbund mit Beton gewährleistet die Spannweite und die geforderte Brandwiderstandsdauer. Mittlerweile hat sich die Brettstapelbauweise als Alternative zum Holzrahmenbau entwickelt; in Gilamont kamen insgesamt 1800 m3 in Wand und Decke zum Einsatz. Auch dank Natterers reger Vortragstätigkeit erlangte diese Bauweise in nur wenigen Jahren einen hohen Bekanntheitsgrad.

Über die Nutzung von Säge- und Hobelspänen im Bauwesen stellte Natterer Überlegungen an, sie gebunden mit Zement und in Kombination mit Glasfasern als leichte tragende Bauteile mit guten bauphysikalischen Eigenschaften anzwenden.

Es fällt nicht leicht zu beurteilen, welche Eigenschaften Julius Natterer zu seiner erfolgreichen Arbeit befähigen. Ich meine, es ist sein Blick für das Wesentliche und eine gute Mischung aus Kreativität, Leistungswille, Kommunikationstalent und Mut zur Umsetzung.
Seit einem Jahr befindet er sich in Ruhestand, den man jedoch nicht wörtlich nehmen darf: Das Internationale Entwicklungszentrum für Holzkonstruktionen in Wiesenfelden leitet er weiter, zusätzlich hat er sein Büro Bois Consult daheim, in einem altehrwürdigen Haus am Rande von Etoy. Von Weinreben umgeben, hat es den bayrischen Bier- zum Weintrinker mutieren lassen. Um das Haus liegen viele Versuchskörper aus Massivholz, die an die technischen Fragen der vergangenen Jahre erinnern und nun, noch immer von Nutzen,
ihrer letzten Bestimmung für den Ofen des Esszimmers entgegensehen. Vielleicht auch daher, seine Vorliebe für das Massivholz. ph
Literatur:
Götz., Karl-Heinz, u.a., Holzbauatlas, Institut für internationale Architektur-Dokumentation, München, 1978 Natterer, Julius, Thomas Herzog und Michael Volz, Holzbauatlas Zwei, Institut für internationale Architektur-Dokumentation, München/Basel, 1991 Natterer, Julius, u.a., Holzbauatlas Drei, Institut für internationale Architektur-Dokumentation, München, 2003 Bogusch, Walter; Schweizer Holzbau: Sieben wechselvolle Holzbau-Jahrzehnte, in: Schweizer Holzbau 11/2004, S.12–23