Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010.

Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010.

Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010. Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010.

Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010.

Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010. Stein

HolzFiligranbau

MassivbauLehm (Adobe)

Bambus

Ziegel

Hybrid (= organisches Geflecht mit Lehmüberzug) Mischbau

Aus: Sascha Roesler: Konstruktion der Konstruktion,

eine Diskursgeographie des aussereuropäischen Hausbaus,

Dissertation ETH Zürich 2010.

Bories in Gordes (F)

Häuser in Tahoua (Niger)

HolzkassettendeckeBeton bewehrt, Patent 1855

Stein, Gesteine

Kiese

Sand

Lehm

Erzgestein

Metall (Meteorit)

Baumsaft (Kautschuk)

Cellulose

BaumwolleRuten

Bäume

Lehm – Adobe

Lehm – Pisé

Ziegel / Klinker

Putz

Stroh

Stahlfasern

Glasfasern

Stahlbewehrungsnetz

Kunststofffasern

Hanfseil

Stahlkabel

Bretterverkleidung

Stahlträger

Kanthölzer

Mauer aus NatursteinMauer aus Lehm

Kragbogen Druckbogen

Lineares Sturzelement aus Holz

Rutenflechtwerk + Lehm

Riegelbau mit Ausfachung (Flechtwerk + Lehm)

Kraggewölbe, sogenanntes «falsches» Gewölbe

Betonkuppel Pantheon, Rom (I), 118–128 n. Chr.

Holz-Beton-VerbunddeckeHolz-Beton-Verbunddecke

Verbunddecke Stahl

Holoribdecken

Balkenlage

Sparrendach

Gitterkegel

Eckverzahnung Natursteinmauer

Optimierungen Schnittkonzepte

Eladio Dieste: Kirche von Atlántida (Uruguay) 1960

Félix Candela: Restaurant, Cuernavaca (Mexiko) 1958

Mies van der Rohe: Lake Shore Drive Apartments,Chicago (USA) 1951

Haus in Brione (CH)Wohn- und Torbau in Belfort (F)

Kornrad Wachsmann: Mobilar Structure, 1945

Fachwerk

Blockbau

Tafelbau

Mauerdimensionierung nach Rondelet, 1835

Villa Hadriana, Tivoli (I) 118–134 n. Chr Grundriss-Dispositive vs. Schnitt-Dispositive

Staufer & Hasler: Kantonsschule Wil (CH) 2004

light steel framing

Fabrik 19. Jh., Gusseisenstützen und Holzbalkendecken (verkleidet) Jurte in der Mongolei

Jurte (Gerüst) in der Mongolei

Riegelbau + Mauerfüllung

Owen Williams: Boots Factory, Beeston (UK) 1932

Speicherburg Ksar Ferich, Tunesien (Schottenprinzip)

Konstatin Melnikow: Atelier Melnikow, Moskau (Russland) 1929

Offenes Stahlgerüst

Temperaturphasenverschiebung

Hassan Fathy: Funktionsskizze Malqaf (Windfänger)

Traditionelles Bauernhaus mit «Heustock» im Jura (CH)

Mashrabiya

Lacaton & Vassal: Wohnhaus in Floirac (F) 1993

Massive Schale + Dämmschicht

Traditionelle Architektur am Tobasee in Indonesien

Bambusflechtwerk

Wärmedämmung in Holzrahmen

André Studer, Jean Hentsch: Habitat Marocain, Casablanca(Marokko) 1955

Malqaf – Windfänger

Häuser in Djennée (Niger)

Roger Boltshauser: Haus Rauch, Schlins (A) 2008

Kolosseum, Rom (I) um 80 n. Chr. (Opus Caementitium)

Sigurd Lewerentz: Kirche St. Peter, Klippan (S) 1966

Hütten aus Ruten und Lehm, Westafrika

Rathaus Bamberg (D) 14. Jh.

Pier Luigi Nervi: Palazzetto dello Sport, Rom (I) 1960

Apachen-Hütte, Nordamerika

Fritz Haller: Kantonsschule Baden (CH) 1964

Marcel Meili, Markus Peter: Holzfachschule Biel (CH) 1999

Schema und Grundriss-disposition Hofhaus

Patiohäuser in San Martin de Porre, Lima (Peru)

Plaza Mayor, Madrid (E), © 2013 Google, DigitalGlobe, BCN IGN España

Schema und Grundriss-disposition Verandahaus

Haus mit Garten, Massachusetts (USA)

Hochhäuser in Hongkong (China)

Einfamilienhäuser in Phoenix (USA) 1999

Mamluk Townhouse, Kairo (Ägypten)

Shapono-Rundhaus der Yanomami, Südamerika

André Studer, Jean Hentsch: Habitat Marocain, Casablanca (Marokko) 1955

Blockrand in Barcelona (E)

Massiv-, Misch- und Filigranbau weltweit

MassivbauLehm (Adobe)SteinZiegel

MischbauHybrid (=organisches Geflecht  und Lehmüberzug)

FiligranbauBambusHolz

Henry H. Richardson: Gerichtshof, Pittsburgh (USA) 1888

Tafelbau

balloonframe

light steel framing

Riegelbau

Überlagerung von Grundriss- und Schnittlösung(«Sparmauer»)

Lehmziegel luftgetrocknet

MineralischStein, Gesteine (im Speziellen Kalk und Mergel) Kiese Sand Erden Tone, Lehm, Silte

späterErzgesteine –› Metalle

Verfügbarkeit und Mischungen Materieller ressourcen organischPflanzenfasern (Baumwolle) Haare (Felle, Wolle) Knochen Ruten, Geäst, Bambus Bäume

späterErzgesteine (Erze) –› Metalle Baumsaft (Kautschuk) –› Gummi Cellulose –› Viskose Erdöl –› Bitumen, Kunststoffe

1. rohstofferohstoffe sind stoffe und Materialien, die als potenzielle bauMaterialien zur Verfügung stehen und deMentsprechend Vorbereitet und «zugerüstet» werden.

MassiVbau«schwere bauweise»

MassiVe bauweise aus erden und gestein. bildet Massige, plastische, Meist schwere körper. die rauMbildung erfolgt unMittelbar.

filigranbau«leichte bauweise»

filigrane bauweise aus feingliedrigen, linearen eleMenten. bildet leichte, «luftige» strukturen. zur rauMbildung bedarf es koMpleMentärer MassnahMen.

MischbauMischbauweisen koMbinieren «das beste» Von beiden, sofern deMentsprechende ressourcen Verfügbar sind: frage: was ist die MotiVation zur koMbination?

2. ModuleModule entstehen durch eine erste Ver edelung der rohstoffe. die «bau­steine» und «werkstücke» bilden die kleinsten für den bau zugerich­teten grund koM ponenten.

aMorphe «gehäufe» (= in feuchteM zustand plastisch forMbar, härtend)

Lehm (modulare Handportionen) –› Adobe Lehm (gestampft in Schalung) –› Pisé Beton (gegossen in Schalung)

Modulare «bausteine» (= druckfest)

Steine (un- / behauen) Ziegel (luftgetrocknet / gebrannt) Klinker (hochgebrannt = gesintert)Zementsteine (modular, vorgefertigt)(Glas = Brocken aus Quarzsand und Silikat)

oberflächen (= «wände», 2d+)

Verputze, Schlämme Mosaik, Fliesen, Plattenbeläge (Stein- oder Kunststein)

MaterialMischungen(= zuMischen Von fasern zur bewehrung Mineralischer Materialien)

Lehm + Stroh Beton + StahlfasernBeton + GlasfasernBeton + KunststofffasernBeton + Stahlnetze

lineare, forMlabile Modulelange, organische MolekülkettenPflanzenfasern, Schnüre, Seile, Tierhaare, Kunststoffe und Kunststofffasern

lange anorganische MolekülkettenDrähte, Stahlkabel, Glas-, Keramik- und Kohlenstofffasern

Knoten (Verbindungen knüpfen)Textile Gewebe (Bespannungen) Bewehrung (Netze, Fasern, Kabel)

lineare, forMstabile Module steife Module: pfosten = Vertikal, balken = horizontalRundholz, Kantholz, Brettschichtholzträger, Stahlprofile

flexible bzw. elastische ModuleRuten, Geäst, Stangen, Bambusrohr, Stahlprofile

oberflächen (= «wände», 2d+)

formstabil, steif: Holzbeplankung (sägen) formstabil, formbar: Bleche (treiben) formlabil, flexibel: Textile (spannen)

3. eleMentezusaMMenfügen Von einzelnen Modulen zu eleMenten (bauteilen) sowohl in der Vertikalen als auch in der horizontalen.

eleMente VertikalMauer (= selbständiger 3d­körper, tragfähig und stabil)verzahnt (Steine / Ziegel / Lehm)gegossen (Beton / Lehm)

Öffnungen im Mauerkörper: «Löcher bauen»Bogen = lineare Überspannung (Spannweite / Stichhöhe)Leibung («Saum») = seitliche Fassung der Öffnung

eleMente horizontal(= beanspruchung auf druck)(= spannweiten: lehM 3–4 M, stein / ziegel 5 M, beton 6–7 M)

bogen (= lineare überspannung)Kragbogen Druckbogen (Radialbogen)

gewölbe (= 2d + bogen)Kraggewölbe Druckgewölbe (Radialgewölbe) gegossenes Gewölbe

kuppel (= rotationsbogen)KragkuppelDruckkuppel (Radialkuppel)gegossene Kuppel

eleMente Vertikalwand (= rahMen oder dünnwandige Mauer, tragfähig und nicht kippstabil)geschichtet – horizontal (Holz: Strick- / Blockbau)geschichtet und verleimt – vertikal (Holz: Tafelbau)gefügt, lineare Module (Holz / Stahl: Ständer-, Rahmen-, Riegel- / Fachwerkbau, light steel framing)

Öffnungen in der Wand: «strukturelle Öffnungen»

eleMente horizontal(= beanspruchung auf biegung) (= spannweiten: zelt 4–5 M, holz 5 M, stahl 8–10 M)

deckeBalkenlage KassettendeckeFlachdecke (Tafelbau)

dachSparrenlage (schiefe Balkenlage)StrickpyramideSchichtkuppel oder -kegel Gitterkuppel oder -kegelTensile Membranen (auf Zug beanspruchte Zeltstoffe)

4. struktur —strukturbildungprinzip der portikalitättragwerk stabilität erdbeben (starr – flexibel) feuerresistenz

eleMente Vertikal + eleMente horizontalMauerabwicklungMauerwinkel und -faltungenEckverzahnungenMauerkrümmungen

Mauerstärke b Richtwert bei frei stehender Mauer: B = 1/10 H (Mauerhöhe)

Optimierungen:Böschung (Schnittlösung)Stufung (Schnittlösung)Rippen (Grundrisslösung)Überlagerung von Grundriss- und Schnittlösungen

Masse Problematisch in Erdbebenzonen, da «starre» Strukturen mit vielen Lagerflächen (Lagerfugen = viele «Gelenke» im Schnitt)hohe Feuerresistenz

eleMente Vertikal MassiV + eleMente horizontal filigranMauern + decken (lehM­ oder Mauerbau)Mauer + Holzbalkenlage

Mauern + dach: (lehM­ oder Mauerbau)Mauer + Sparrenlage (schiefe Balkenlage)

eleMente Vertikal filigran + eleMente horizontal MassiVwand + decken (zeitgenössischer holzbau)Tafel-, Rahmenbau + Holzbeton-Verbunddecke

stützen + platten (stahlbeton)Stützen-Platten oder Wand-Platten-SystemeSchalen- und Falttragwerke

gerüst + decken (stahlbau)Stahlgerüst + Verbunddecken in Stahl (Profilblech + Beton)Stahlgerüst + Stahlbeton-Flachdecke (kraftschlüssig verdübelt)

eleMente Vertikal + eleMente horizontalwandabwicklung (= MaxiMale länge geMäss Modul [pfosten, balken])Wände (Strick-, Blockbau, balloonframe)Rahmen (2D+, Riegel-, Ständer- und Rahmenbau)Tafeln (Tafel-, Massivholzbau)

wandstärkeentspricht der Modul- oder Elementstärke Queraussteifung durch Stützstreben (Diagonalstäbe) bzw. Querwandanschlüsse Aussteifung (in Längsrichtung):DiagonalstrebenDiagonalschalung oder Paneelbeplankung

gitter (= «offene» gerüste [3d])«offene» Gerüste (3D) variable Steifigkeit = Flexibilität bei Erdbebengeringe Feuerresistenz

5. struktur —rauMbildungrauMbildung rauMkörnung öffnungsgrad

direkte, unMittelbare rauMbildung Kammerungen (+ Aussen-innen-Trennung)Raumkörnung in Abhängigkeit der RaumüberspannungKammerung –› Grundriss-Dispositive

öffnungsgrad: «too few openings»Perforation des Mauerkörpers: Die Öffnung (Fenster, Türe, Raumverbindung) als Störung im Mauergefüge

wählbare rauMbildungGrundrissbestimmt (z.B. Mauer-Decken-Systeme)SchottenprinzipSchnittbestimmt (z.B. Stützen-Platten-Systeme)

koMbinationenRiegelbau + Mauerfüllungen (Verschluss)Ständer + Glasmembran (Verglasung)Maueröffnung + Fensterelement (Rahmen)Stützen-Platten-System + curtain wall (Verglasung)

indirekte, Mittelbare rauMbildungOffene «Stützenraster», Gerüst- oder GitterstrukturenGitterstrukturen in Abhängigkeit von max. BalkenspannweiteOffene «Stützenraster» –› Schnitt-Dispositive(Ausnahme: Strick-, Block- oder Tafelbau in Holz = Kammerung)

öffnungsgrad: «too Many openings»Strukturelle Öffnungen (Rahmen- oder Gitterintervalle) Verschlüsse:Bespannungen (Zelte, Hütten)Bedeckungen (Dachkonstruktionen)Beplankungen (Holzbau, Stahlbau, Trockenbau)Füllungen (z.B. light steel framing)

6. struktur —kliMaäussere einwirkungen: teMperatur, wind, luftfeuchtigkeit, regen prinzip der therModynaMikenergiehaushalt

aufgeschichtete Masse (= tendenziell [luft­] dicht)

wärmespeichernd (Temperaturphasen verschiebend)feuchtespeichernd windabschirmend

dachwenig Regen: Gewölbe, Kuppel (Lehm)viel Regen: Gewölbe, Kuppel (Stein, Beton)

öffnungen schaffen (= luftzirkulation)

Perforation der Masse –› Lüftungsöffnungen zur Abfuhrvon Wärme in heissen Klimazonen

«speicherkonzepte»schwer: eher viel graue Energie (für Produktion, Transport und Recycling)

fassadeMassive Aussenmauer + filigrane Mashrabiya (= windabschirmende Mauer mit winddurchlässigem Öffnungseinsatz [Filter / Fenster])Massive Aussenmauer + «Pufferzonen» (Loggia, Veranda, Wintergarten)Riegelbau + Mauerfüllungen (mit Abdichtung der Fugen)

«schichten­split» (fassadenkonstruktion) massive Schalen + integrierte Dämmschicht nach demPrinzip Tragschicht, Dämmschicht, Schutzschicht (T– D – S)

dachviel Regen: Steildachwenig Regen: Flachdach (z.B. Balkenlage mit Lehmdeckschicht)viel Regen: Flachdach (z.B. Stahlbeton-Flachdecke mit Abdichtung)

offenes gerüst (= tendenziell [luft­] offen)

wärmeabführendfeuchteabführendwinddurchlässig

dachviel Regen: Steildachwenig Regen: Flachdach

abschlüsse schaffen (= luftdichtigkeit)

Verdichtung des Gerüsts –› Windschutz, Wärmerückhalt in kalten Klimazonen

«däMMkonzepte»leicht: eher wenig graue Energie (für Produktion, Transport und Recycling)

lehMbauAdobe (von Hand)Pisé (mit Schalung)

MauerbauStein (unbehauen) Stein (behauen) –› StereotomieZiegel, Klinker (modulare Schalen)

betonbau Opus Caementitium: «Mauerbau» (als verlorene Schalung) + SchüttungBetonguss (mit Schalung)

7. bauweisen

8. typologienarchetypen der architektur Massstab s – M – l koMbinatorik der typen strategien der stadtVerdichtung

lehMbau («bewehrt»)Adobe (von Hand) auf Flechtwerk (Ruten = «Bewehrung»)

holzbau (riegelbau)Riegelbau + MauerfüllungRiegelbau + Flechtwerk + Adobe oder Verputz

stahlbetonbauStahlbewehrung + Beton (mit Schalung)Stahlbewehrung + Beton (Spritzguss oder Torkret-Verfahren)

hofhausnach innen zum Hof orientiert –› introvertiertäussere Mauerschale ≠ FassadeGrundrissdisposition «shelter»

Hofhaus mit privatem Hof (S)Quartier mit Hof- oder Patiohäusern (M)Stadtgefüge mit Platz («Hof») (L)

vertikale Addition Hofhaus –› nicht möglichhorizontale Addition Hofhaus –› dichte, flächige Ausbreitung

gerüst­ und zeltbauZelte (Gerüst + Bespannung: textile oder tensile Konstruktionen)Hütten (Flechtwerk aus Ruten, Geäst, Blattwerk und dergleichen)

holzbauStrickbau, BlockbauRiegelbau, RahmenbauTafelbau

stahlbauRahmenbau3D-Gitter

Verandahaus(= punkthaus / solitär)

nach aussen orientiert –› extrovertiertAusbildung von FassadenGrundrissdisposition «Tempel»

Punkthaus mit Veranda und / oder Garten

vertikale Addition Verandahaus –› Hochhäuserhorizontale Addition Verandahaus –› Reihenhäuser (einseitig oder back-to-back)

koMbinationen hofhaus + VerandahausHofhaus in FiligranbauweiseVerandahaus in Massivbauweise

eleMente Vertikal«wände» (= prinzip der bewehrung)Rutenflechtwerk + LehmbeschichtungenRiegel- und Fachwerkbau Stahlbeton

Öffnungen in der «Wand»:Sturz = lineare Überspannung (im Mauerwerk) aus Holz, Stahl, Stahlton, Stahlbeton

eleMente horizontal(= spannweiten: Verbunddecke holz 7–8 M / stahl 9–10 M, stahlbeton 7,5 M)

Verbunddecke (= prinzip der «Verlorenen schalung» Mit oder ohne Verdübelung)(Verbesserung von Tragfähigkeit, Brandschutz oder Schallschutz)Verbunddecken Holz: Holzbalkenlage + Beton oder LehmVerbunddecken Stahl: Profilblech + Beton

stahlbetonFlachdeckegegossenes Gewölbegegossene KuppelFaltwerke

archetypen der konstruktion

Plakat_DP_GzD_D.indd 1 09.09.13 19:40Faltplakat zum Buch „Architektur konstruieren“, 4. erweiterte Auflage 2013, Verkleinerte Ausgabe zur Vorlesung Entwurf und Konstruktion I/II, Prof. Andrea Deplazes © Prof. Andrea Deplazes, Departement Architektur, ETH Zürich und Birkhäuser Verlag GmbH, Basel