Standpunkt Ingenieur

„Warum bauen wir leicht?“

Ingenieur Bernd Stimpfle

zum Thema „Leichte Ingenieurkonstruktionen“




Verwendet man den Begriff Leichtbau, so gibt es meist zwei Interpretationen. Für die einen bedeutet er das Bauen mit leichten Materialien wie zum Beispiel Aluminium, und man denkt unweigerlich an Flugzeugbau. Für die anderen, hierzu zähle ich auch mich, bedeutet er das Bauen mit leichter Technologie. Das heißt, ich verwende biegeweiche Materialien, achte darauf, dass wesentliche Teile der Lasten über Zug abtragen, Biegung möglichst vermieden und Druckelemente kurz gehalten werden.

Um dies zu können, werden Leichtbau-Konstruktionen üblicherweise vorgespannt. Als biegeweiche Materialien kommen beschichtete Gewebe, Folien und Seile aus Kunststoff oder Stahl zum Einsatz.

Hauptanwendungsgebiete sind Sportstätten mit großen Spannweiten, spektakuläre Messebauten und temporäre, wandelbare oder bewegliche Bauten. Durch Verwendung von leichten Materialien kann man schnell und Material sparend bauen. So kann eine Membrane beispielsweise gleichzeitig die äußeren Lasten abtragen und den wind- und wetterdichten Raumabschluss bilden.

Massive Konstruktionen mit großen Spannweiten würden einen großen Teil ihrer Tragkapazität dazu verwenden, ihr eigenes Gewicht zu tragen und nur zu einem sehr kleinen Anteil die äußeren Lasten, was eigentlich ihre Aufgabe ist. Leichtbau steht aufgrund der verwendeten Baustoffe häufig in der Kritik, nicht nachhaltig zu sein. Natürlich können Materialien, die aus Erdöl gewonnen werden, schwerlich als nachhaltig bezeichnet werden. Die Lebensdauer der Kunststoffe ist begrenzt, man rechnet mit einer Einsatzfähigkeit von 20 bis 30 Jahren bei den aktuell verwendeten Materialien. Doch auch Massivbauten unterliegen regelmäßigen und materialintensiven Wartungsarbeiten.

Die Leichtbauweise hingegen ist sehr Material sparend, und leichte Konstruktionen können einfach zurückgebaut oder an einen anderen Ort versetzt werden. Auf geänderte Anforderungen kann so schneller reagiert werden. Ein großer Vorteil, denn Neuerungen und technische Veränderungen geschehen heute immer schneller, so dass kaum ein Unternehmen für die nächsten 50 Jahren planen und bauen kann. In der Regel hat man maximal die nächsten 10 bis 20 Jahre im Blickfeld. Ergeben sich dann Änderungen, ist man froh über eine Technologie, die sich ändern oder umziehen lässt.

Gerade auch für spezielle und zeitkritische Anwendungen bietet sich die Leichtbauweise an; so soll in Fukushima beispielsweise eine Zeltkonstruktion als Schutzhülle für den havarierten Reaktor  erstellt werden. Dadurch kann man in sehr kurzer Zeit den Reaktor einigermaßen luftdicht abschirmen bevor dann  eine massive Hülle zum Einsatz kommt, die auch die radioaktive Strahlung zurückhält.

Die Leichtbau-Technologie entwickelt sich ständig weiter, ebenso wie sich die Designvorstellungen ständig verändern. Früher galt es beispielsweise als selbstverständlich, dass man Membranen und Seile stark krümmt, um möglichst kräfteschonend die Lasten abzu­tragen. Heute werden immer mehr Projekte mit ebenen oder nur schwach gekrümmten Flächen gebaut. Folienkissen ersetzen im Über­kopfbereich zunehmend  Verglasungen, die hohen Auflagen für Überkopfverglasungen verschaffen den Folien einen starken Marktvorteil. Gerade auch bei Letzteren geht die Tendenz weg von der mehrlagigen Kissenkonstruktion hin zur einlagigen Hülle in ungedämmten Fassaden oder über Kopf.

Ich bin überzeugt, dass die Leichtbauweise auch weiterhin ihren Platz in der Reihe der etablierten Bauweisen behaupten wird. Der Markt wird zunehmend temporäre beziehungsweise auf kürzere Zeiträume geplante Bauwerke mit höherer Mobilität und Flexibilität verlangen. Neue Materialentwicklungen und Technologien werden zudem zum Beispiel durch höhere Energieeffizienz zukünftige Leichtbaukonstruktionen auch in punkto Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit deutlich verbessern.

Der Ingenieur

Bernd Stimpfle, geboren 1965 in Stutt-gart, Studium des Bauingenieurwesens an der Universität Stuttgart mit einjährigem Aufenthalt an der INSA Lyon. 1992-98 Projektingenieur und Projektleiter bei IPL Ingenieurplanung Leichtbau GmbH, 1999 technischer Leiter bei Birdair Europe Stromeyer, von 2000-04 Geschäftsführer der IPL Ingenieurplanung Leichtbau GmbH, seit 2004 Geschäftsführender Gesellschafter von formTL ingenieure für trag­werk und leichtbau gmbh, Mitglied in der Ingenieurkammer Baden-Württemberg und Mitarbeit im NABau-Gremium (CEN/TC 250/WG 5; Membrantragwerke), Vice Chair von Tensinet. Zahlreiche Vorträge und Publikationen. www.form-tl.de

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