_Geneigtes Dach

Die Mkombozi Primary School ist eine Grundschule in Chamazi, einem rasch wachsenden Vorort von Daressalaam, der Hauptstadt von Tansania. Gegründet im Jahr 2008, betreut die Schule in kirchlicher Trägerschaft seitdem über 200 Schülerinnen und Schüler unterschiedlicher Altersstufen und Glaubensrichtungen. Die verschiedenen Schulgebäude und Außenbereiche verbindet seit Kurzem eine überdachte Promenade, die von Architekt Udo Thönnissen aus Zürich gemeinsam mit APC Architects aus Daressalaam realisiert wurde. Die 94,24 Meter lange Promenade dient nicht nur dem Zweck, einen schattigen beziehungsweise regengeschützten Verbindungsweg auf dem Gelände zu schaffen. Sie bietet auch Raum für Aktivitäten wie Spiele in der Pause, Unterricht im Freien oder auch gemeinsames Mittagessen.

Da die Klassenräume der schlichten, funktionalen Schulgebäude bereits mit Ziegelgewölben überspannt sind, beschlossen die Architekten, die Promenade ebenfalls mit einem gewölbten Dach vor Sonne und Regen zu schützen. Kontrastierend zur massiven Konstruktion der Schulgebäude konzipierte man das Dach jedoch als filigrane Stahl-Holzkonstruktion in einer Breite von 7,40 Meter und einer Höhe von 6 Metern. Als konstruktive Besonderheit weist das Gewölbe ein Hebelstabwerk auf.

Dach: Hebelstabwerk mit historischem Vorbild

Die Dachkonstruktion besticht durch ihre filigrane Erscheinung. Auf einer schlichten Stahlkonstruktion liegt eine Tragschale, die dem Betrachter wie eine dekonstruktivistische Zollinger-Bauweise erscheint. Für die Unterkonstruktion des Gewölbes wählten die Planer aus statischen Gründen und zum Schutz vor Termiten Stahl. Das Gewölbe selbst bildet ein Hebelstabwerk aus Holz. Der Unterschied zwischen einem Hebelstabwerk und anderen stabförmigen Tragwerken wie etwa der Gitterschale liegt in dessen „geöffnetem“ Knoten: Aufgrund dieser Öffnung treffen nur je zwei Elemente aufeinander, was den konstruktiven Aufwand für die Verbindung vermindert. Mindestens drei Stäbe lagern so aufeinander, dass sie sich gegenseitig unterstützen und eine drehende Grundfigur ergeben.

Unter anderem bereits Leonardo da Vinci erforschte dieses Verhalten in einem experimentellen Kuppelbau und hielt es in verschiedenen Skizzen in seiner Handschrift Codex Atlanticus fest. Flache Hebelstabwerke fanden später im 18. Jahrhundert in vielen Deckentragwerken europaweit Verwendung, da man auf diese Weise größere Spannweiten mit kurzen Elementen überbrücken konnte. Hebelstabwerke sind insbesondere für Regionen geeignet, in denen hoch entwickelte Zimmermannstechniken und Ingenieurbauholz zu aufwendig und lange Holzlängen bereits aus Transportgründen schwer erhältlich sind.

Aus der Forschung in die Praxis

An der ETH Zürich forscht man seit einigen Jahren an Lösungen für den Einsatz von Hebelstabwerken in der heutigen Architektur. Die Erkenntnisse dieser Arbeit sind in die Entwicklung des Promenadendaches eingeflossen.

Hierbei kombinierte man die Balken zu Drei- und Sechsecken. Diese steifen das Gewölbe in seiner Fläche aus und ermöglichen gelenkige Verbindungen. Zwei Balken wurden durch einen Stahlbolzen und einen Keil verbunden, der die axiale Verdrehung der Balken ausgleicht. Die Balken wurden lediglich auf Maß geschnitten und mit je vier Langlöchern versehen. Zu Beginn der Montagearbeiten erstellte man ein Lehrgerüst, das die Form des Gewölbes vorgab. Im Anschluss wurden alle weiteren Balken im freien Vorschub auf einer mobilen Bühne eingehängt.

Bautafel

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