1
Bories in Gordes (F) Häuser in Tahoua (Niger) Holzkassettendecke Beton bewehrt, Patent 1855 Stein, Gesteine Kiese Sand Lehm Erzgestein Metall (Meteorit) Baumsaft (Kautschuk) Cellulose Baumwolle Ruten Bäume Lehm – Adobe Lehm – Pisé Ziegel / Klinker Putz Stroh Stahlfasern Glasfasern Stahlbewehrungsnetz Kunststofffasern Hanfseil Stahlkabel Bretterverkleidung Stahlträger Kanthölzer Mauer aus Naturstein Mauer 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-Verbunddecke Holz-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 Massivbau Lehm (Adobe) Stein Ziegel Mischbau Hybrid (=organisches Geflecht und Lehmüberzug) Filigranbau Bambus Holz Henry H. Richardson: Gerichtshof, Pittsburgh (USA) 1888 Tafelbau balloonframe light steel framing Riegelbau Überlagerung von Grundriss- und Schnittlösung («Sparmauer») Lehmziegel luftgetrocknet MINERALISCH Stein, Gesteine (im Speziellen Kalk und Mergel) Kiese Sand Erden Tone, Lehm, Silte SPäTER Erzgesteine – › Metalle VERFüGBARKEIT UND MISCHUNGEN MATERIELLER RESSOURCEN ORGANISCH Pflanzenfasern (Baumwolle) Haare (Felle, Wolle) Knochen Ruten, Geäst, Bambus Bäume SPäTER Erzgesteine (Erze) – › Metalle Baumsaft (Kautschuk) – › Gummi Cellulose – › Viskose Erdöl – › Bitumen, Kunststoffe 1. ROHSTOFFE ROHSTOFFE 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. MISCHBAU MISCHBAUWEISEN KOMBINIEREN «DAS BESTE» VON BEIDEN, SOFERN DEMENTSPRECHENDE RESSOURCEN VERFüGBAR SIND: FRAGE: WAS IST DIE MOTIVATION ZUR KOMBINATION? 2. MODULE MODULE ENTSTEHEN DURCH EINE ERSTE VEREDELUNG DER ROHSTOFFE. DIE «BAU- STEINE» UND «WERKSTüCKE» BILDEN DIE KLEINSTEN FüR DEN BAU ZUGERICH- TETEN GRUND KOMPONENTEN. 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 + Stahlfasern Beton + Glasfasern Beton + Kunststofffasern Beton + Stahlnetze LINEARE, FORMLABILE MODULE LANGE, ORGANISCHE MOLEKüLKETTEN Pflanzenfasern, Schnüre, Seile, Tierhaare, Kunststoffe und Kunststofffasern LANGE ANORGANISCHE MOLEKüLKETTEN Drähte, Stahlkabel, Glas-, Keramik- und Kohlenstofffasern Knoten (Verbindungen knüpfen) Textile Gewebe (Bespannungen) Bewehrung (Netze, Fasern, Kabel) LINEARE, FORMSTABILE MODULE STEIFE MODULE: PFOSTEN = VERTIKAL, BALKEN = HORIZONTAL Rundholz, Kantholz, Brettschichtholzträger, Stahlprofile FLEXIBLE BZW. ELASTISCHE MODULE Ruten, Geäst, Stangen, Bambusrohr, Stahlprofile OBERFLäCHEN (= «WäNDE», 2D+) formstabil, steif: Holzbeplankung (sägen) formstabil, formbar: Bleche (treiben) formlabil, flexibel: Textile (spannen) 3. ELEMENTE ZUSAMMENFüGEN VON EINZELNEN MODULEN ZU ELEMENTEN (BAUTEILEN) SOWOHL IN DER VERTIKALEN ALS AUCH IN DER HORIZONTALEN. ELEMENTE VERTIKAL MAUER (= SELBSTäNDIGER 3D-KöRPER, 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) Kragkuppel Druckkuppel (Radialkuppel) gegossene Kuppel ELEMENTE VERTIKAL WAND (= 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) DECKE Balkenlage Kassettendecke Flachdecke (Tafelbau) DACH Sparrenlage (schiefe Balkenlage) Strickpyramide Schichtkuppel oder -kegel Gitterkuppel oder -kegel Tensile Membranen (auf Zug beanspruchte Zeltstoffe) 4. STRUKTUR — STRUKTURBILDUNG PRINZIP DER PORTIKALITäT TRAGWERK STABILITäT ERDBEBEN (STARR – FLEXIBEL) FEUERRESISTENZ ELEMENTE VERTIKAL + ELEMENTE HORIZONTAL MAUERABWICKLUNG Mauerwinkel und -faltungen Eckverzahnungen Mauerkrümmungen 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 FILIGRAN MAUERN + DECKEN (LEHM- ODER MAUERBAU) Mauer + Holzbalkenlage MAUERN + DACH: (LEHM- ODER MAUERBAU) Mauer + Sparrenlage (schiefe Balkenlage) ELEMENTE VERTIKAL FILIGRAN + ELEMENTE HORIZONTAL MASSIV WAND + DECKEN (ZEITGENöSSISCHER HOLZBAU) Tafel-, Rahmenbau + Holzbeton-Verbunddecke STüTZEN + PLATTEN (STAHLBETON) Stützen-Platten oder Wand-Platten-Systeme Schalen- und Falttragwerke GERüST + DECKEN (STAHLBAU) Stahlgerüst + Verbunddecken in Stahl (Profilblech + Beton) Stahlgerüst + Stahlbeton-Flachdecke (kraftschlüssig verdübelt) ELEMENTE VERTIKAL + ELEMENTE HORIZONTAL WANDABWICKLUNG (= MAXIMALE LäNGE GEMäSS MODUL [PFOSTEN, BALKEN]) Wände (Strick-, Blockbau, balloonframe) Rahmen (2D+, Riegel-, Ständer- und Rahmenbau) Tafeln (Tafel-, Massivholzbau) WANDSTäRKE entspricht der Modul- oder Elementstärke Queraussteifung durch Stützstreben (Diagonalstäbe) bzw. Querwandanschlüsse Aussteifung (in Längsrichtung): Diagonalstreben Diagonalschalung oder Paneelbeplankung GITTER (= «OFFENE» GERüSTE [3D]) «offene» Gerüste (3D) variable Steifigkeit = Flexibilität bei Erdbeben geringe Feuerresistenz 5. STRUKTUR — RAUMBILDUNG RAUMBILDUNG RAUMKöRNUNG öFFNUNGSGRAD DIREKTE, UNMITTELBARE RAUMBILDUNG Kammerungen (+ Aussen-innen-Trennung) Raumkörnung in Abhängigkeit der Raumüberspannung Kammerung – › Grundriss-Dispositive öFFNUNGSGRAD: «TOO FEW OPENINGS» Perforation des Mauerkörpers: Die Öffnung (Fenster, Türe, Raumverbindung) als Störung im Mauergefüge WäHLBARE RAUMBILDUNG Grundrissbestimmt (z.B. Mauer-Decken-Systeme) Schottenprinzip Schnittbestimmt (z.B. Stützen-Platten-Systeme) KOMBINATIONEN Riegelbau + Mauerfüllungen (Verschluss) Ständer + Glasmembran (Verglasung) Maueröffnung + Fensterelement (Rahmen) Stützen-Platten-System + curtain wall (Verglasung) INDIREKTE, MITTELBARE RAUMBILDUNG Offene «Stützenraster», Gerüst- oder Gitterstrukturen Gitterstrukturen in Abhängigkeit von max. Balkenspannweite Offene «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 — KLIMA äUSSERE EINWIRKUNGEN: TEMPERATUR, WIND, LUFTFEUCHTIGKEIT, REGEN PRINZIP DER THERMODYNAMIK ENERGIEHAUSHALT AUFGESCHICHTETE MASSE (= TENDENZIELL [LUFT-] DICHT) wärmespeichernd (Temperaturphasen verschiebend) feuchtespeichernd windabschirmend DACH wenig Regen: Gewölbe, Kuppel (Lehm) viel Regen: Gewölbe, Kuppel (Stein, Beton) öFFNUNGEN SCHAFFEN (= LUFTZIRKULATION) Perforation der Masse – › Lüftungsöffnungen zur Abfuhr von Wärme in heissen Klimazonen «SPEICHERKONZEPTE» schwer: eher viel graue Energie (für Produktion, Transport und Recycling) FASSADE Massive Aussenmauer + filigrane Mashrabiya (= windabschirmende Mauer mit winddurchlässigem Öffnungseinsatz [Filter / Fenster]) Massive Aussenmauer + «Pufferzonen» (Loggia, Veranda, Wintergarten) Riegelbau + Mauerfüllungen (mit Abdichtung der Fugen) «SCHICHTEN-SPLIT» (FASSADENKONSTRUKTION) massive Schalen + integrierte Dämmschicht nach dem Prinzip Tragschicht, Dämmschicht, Schutzschicht (T– D – S) DACH viel Regen: Steildach wenig Regen: Flachdach (z.B. Balkenlage mit Lehmdeckschicht) viel Regen: Flachdach (z.B. Stahlbeton-Flachdecke mit Abdichtung) OFFENES GERüST (= TENDENZIELL [LUFT-] OFFEN) wärmeabführend feuchteabführend winddurchlässig DACH viel Regen: Steildach wenig Regen: Flachdach ABSCHLüSSE SCHAFFEN (= LUFTDICHTIGKEIT) Verdichtung des Gerüsts – › Windschutz, Wärmerückhalt in kalten Klimazonen «DäMMKONZEPTE» leicht: eher wenig graue Energie (für Produktion, Transport und Recycling) LEHMBAU Adobe (von Hand) Pisé (mit Schalung) MAUERBAU Stein (unbehauen) Stein (behauen) – › Stereotomie Ziegel, Klinker (modulare Schalen) BETONBAU Opus Caementitium: «Mauerbau» (als verlorene Schalung) + Schüttung Betonguss (mit Schalung) 7. BAUWEISEN 8. TYPOLOGIEN ARCHETYPEN DER ARCHITEKTUR MASSSTAB S – M – L KOMBINATORIK DER TYPEN STRATEGIEN DER STADTVERDICHTUNG LEHMBAU («BEWEHRT») Adobe (von Hand) auf Flechtwerk (Ruten = «Bewehrung») HOLZBAU (RIEGELBAU) Riegelbau + Mauerfüllung Riegelbau + Flechtwerk + Adobe oder Verputz STAHLBETONBAU Stahlbewehrung + Beton (mit Schalung) Stahlbewehrung + Beton (Spritzguss oder Torkret-Verfahren) HOFHAUS nach innen zum Hof orientiert – › introvertiert äussere Mauerschale ≠ Fassade Grundrissdisposition «shelter» Hofhaus mit privatem Hof (S) Quartier mit Hof- oder Patiohäusern (M) Stadtgefüge mit Platz («Hof») (L) vertikale Addition Hofhaus – › nicht möglich horizontale Addition Hofhaus – › dichte, flächige Ausbreitung GERüST- UND ZELTBAU Zelte (Gerüst + Bespannung: textile oder tensile Konstruktionen) Hütten (Flechtwerk aus Ruten, Geäst, Blattwerk und dergleichen) HOLZBAU Strickbau, Blockbau Riegelbau, Rahmenbau Tafelbau STAHLBAU Rahmenbau 3D-Gitter VERANDAHAUS (= PUNKTHAUS / SOLITäR) nach aussen orientiert – › extrovertiert Ausbildung von Fassaden Grundrissdisposition «Tempel» Punkthaus mit Veranda und / oder Garten vertikale Addition Verandahaus – › Hochhäuser horizontale Addition Verandahaus – › Reihenhäuser (einseitig oder back-to-back) KOMBINATIONEN HOFHAUS + VERANDAHAUS Hofhaus in Filigranbauweise Verandahaus in Massivbauweise ELEMENTE VERTIKAL «WäNDE» (= PRINZIP DER BEWEHRUNG) Rutenflechtwerk + Lehmbeschichtungen Riegel- 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 Lehm Verbunddecken Stahl: Profilblech + Beton STAHLBETON Flachdecke gegossenes Gewölbe gegossene Kuppel Faltwerke ARCHETYPEN DER KONSTRUKTION Faltplakat 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
![Thermoplastische Polyurethan-Elastomere (TPU)... · 120 100 80 60 40 20 0 Wandstärke [mm] 123 4 5 6 78 9 60 Shore A 85 Shore A 64 Shore D Für die Verarbeitung von Elastollan sind](https://static.unterlagen.site/doc/80x56/5e217399eb3fd77f0c5c1f8f/thermoplastische-polyurethan-elastomere-tpu-120-100-80-60-40-20-0-wandstrke.jpg)
