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Bauen mit lebenden Bäumen und verzinktem Stahl

Holz ist ein traditioneller Werkstoff für den Bau von Tragwerken in der Architektur und wird seit Jahrtausenden verwendet. Neu ist jedoch der Ansatz der Baubotanik, sie verwendet lebende Holzpflanzen, das heißt Bäume, als tragende Struktur.

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Die noch junge Baubotanik versucht Bäume und ihre Wachstumsprozesse für bauliche Funktionen zu domestizieren und die Faszination für das Lebewesen Baum in die Architektur zu tragen. Das Stuttgarter Architektenbüro Ludwig Storz Schwertfeger hat erste Bauprojekte realisiert und hierbei auch feuerverzinkten Stahl verwendet. An einem prototypischen Steg lässt sich die Kombination des Prinzips des ingenieurmäßigen Konstruierens mit dem des natürlichen Wachsens beispielhaft nachvollziehen. Darüber hinaus macht das Projekt die besonderen Eigenschaften dieser lebenden Architekturform in exemplarischer Form deutlich. Der Entwurf kombiniert bewusst pflanzlich-lebende mit technisch-toten Bauelementen. Als Kontrast zu den organischen Strukturen der Pflanzen wurde eine klare, geometrische Formensprache gewählt. Aus schnell wachsenden Weiden wurde eine Stützenstruktur gebildet, die eine begehbare Fläche aus feuerverzinkten Stahlgitterrosten trägt. Alle Bauwerkslasten werden von den Pflanzen, einer Weidenart, aufgenommen.

"Feuerverzinkten Stahl setzten wir wegen der Dauerhaftigkeit und aus Kostengründen ein. Bei unserer Bauweise konnten wir bisher eine recht gute Pflanzenverträglichkeit des Zinks feststellen", kommentiert Ferdinand Ludwig einer der Baubotanikpioniere die Entscheidung für eine Feuerverzinkung.

Die ist nicht verwunderlich, denn Zink ist ein natürliches Element und für Menschen, Tiere und Pflanzen lebensnotwendig.

Mit lebenden Werkstoffen zu konstruieren bedeutet, Bauwerke zu pflanzen statt Betonfundamente zu gießen. Die "Wurzelgründung" ist eine besonders schonende Art der Bauwerksverankerung, bei der keinerlei künstliche Stoffe in den Boden eingebracht werden. Für die Baupraxis bedeutet das fehlende Fundament aber auch, ohne eine feste Basis und ohne ein ebenes Niveau konstruieren zu müssen. Bereits wenige Wochen nach dem eigentlichen Bauprozess wird offensichtlich, dass Baubotanik-Bauwerke nicht allein durch menschliche Schaffenskraft entstehen, sondern sich durch Wachstumsprozesse kontinuierlich verändern. Dies betrifft die Gestalt des Bauwerkes, aber auch Konstruktionsdetails.

Wo technische mit lebenden Teilen verbunden sind kommt es zu Überwallungen, das heißt zu einem lokalen Dickenwachstum und miteinander verbundene Pflanzen wachsen an diesen Knotenpunkten zusammen. Ein wesentlicher Aspekt des baubotanischen Ansatzes ist es, derartiges Dickenwachstum gezielt zu provozieren und konstruktiv zu nutzen. Das so genannte "Axiom der konstanten Spannung", bildet hierzu die Konstruktionsgrundlage: Bäume streben eine gleichmäßige Spannungsverteilung auf ihrer Oberfläche an und versuchen Spannungsspitzen abzubauen, indem sie an den am stärksten belasteten Stellen mehr Holz anlagern. In der Baubotanik werden deshalb an Knotenpunkten die Pflanzen sehr fest aneinander beziehungsweise an technische Bauteile gedrückt, wodurch eine hohe lokale Spannung erzeugt wird, auf die der Baum mit ausgeprägtem Dickenwachstum reagiert. So werden derartige Konstruktionsdetails und damit die gesamte Konstruktion im Laufe der Zeit immer stabiler.

Der baubotanische Ansatz will die bekannten ökologischen Vorteile des Baustoffs Holz mit der selbst regelnden Intelligenz des Baumes verbinden. Es sollen die Selbstbildungs-, Selbstreparatur- und Selbstoptimierungsprozesse des Baumes technisch nutzbar gemacht werden. Im Idealfall passen sich die Tragstrukturen kontinuierlich an den im Mittel vorhandenen Lastfall an, denn der Werkstoff "lebendes Holz" reagiert ohne zusätzliche Kontroll- und Regelungsmechanismen dynamisch und adaptiv auf die auftretenden Belastungen. Lebendes Holz ist quasi ein natürliches High-Tech-Material, wenn es als lebender Konstruktionswerkstoff verwendet wird.

Aufgrund des bisherigen Wissens ist die Baubotanik in der Lage ihre Konstruktionen statisch zu berechnen, was die Voraussetzung für eine baurechtliche Genehmigung ist. Allerdings können bisher jedoch nur relativ einfache, in ihrer Größe und Komplexität beschränkte Tragstrukturen gebildet werden, wodurch auch das Anwendungsspektrum eingeschränkt ist. Die Baubotanik hat nicht den Anspruch konventionelle Bauformen zu ersetzen, ihre Chancen liegen in besonderen Bauaufgaben, bei denen ökologische und sinnliche Qualitäten der Bauweise als entwurfsprägende Elemente zur Geltung gebracht werden können. Da die Baubotanik in der Regel auch nicht lebende Werkstoffe verwendet, bietet sich feuerverzinkter Stahl aufgrund seiner Langlebigkeit und seiner vielfältigen ökologischen Vorteile als ideale Ergänzung an.