TWISTED

1896 entwickelte der russische Bauingenieur Wladimir Schuchow eine neue Tragwerkstypologie: den hyperbolischen Gitterturm. Die doppelt gekrümmte Fläche eines Hyperboloids kann durch die Rotation einer schiefen Geraden um eine vertikale Achse erzeugt werden. Schuchow erweitert dieses Prinzip und legt ein Netz aus gegenläufigen Stäben auf die Fläche. Die entstandene Konstruktion ist leicht und leistungsfähig. Zudem lässt sie sich einfach und schnell montieren. Statt einer großen Fläche, reichen auch verhältnismäßig dünne Stäbe, um große Lasten zu tragen. Neben zwei ca. 150 Meter hohen Türmen in Russland, werden Konstruktionen nach dem Schuchow-Prinzip beispielsweise bei Freiluftmasten, Sendetürmen oder Antennentürmen verwendet.

Das Projekt baut auf dem Prinzip von W. Schuchow auf und versucht es weiterzuführen. Spielerisch zeigt die entstandene Konstruktion mögliche Weiterentwicklungen der Anfangsidee. Die vertikale Achse ist nun nicht mehr gerade, sondern gekrümmt. Die Zwischenebenen sind räumlich geneigt und erweitern den Rahmen gestalterischer Möglichkeiten in erheblichem Umfang, wie folgendes Video eindrücklich zeigt.

Im "klassischen Schuchow-Tower" erfahren die räumlich geneigten, vertikal orientierten Stäbe unter Eigenlast primär Druckbeanspruchungen. Die horizontalen Ringe müssen hingegen in Abhängigkeit ihrer Lage sowohl Druck- als auch Zugkräfte aufnehmen können. Im TWISTED ändern sich mit der Geometrie auch die Beanspruchungen in den Stäben, was der Gesamtkonstruktion aber keinesfalls zum Nachteil gereicht.

Zwei 0,5 mm starke Aluminiumdeckschichten, die einen Kern (PU bzw. Mineralwerkstoff) umschließen, bilden einen bereits seit zirka 50 Jahren am Markt verfügbaren Composite-Werkstoff, der weithin als ALUCOBOND bekannt ist und in der Architektur primär im Fassadenbau zur Anwendung kommt. Mit dem o. g. Lagenaufbau wird eine im Vergleich zum Massivwerkstoff hohe Biegesteifigkeit des Werkstoffs bei geringem Plattengewicht erzielt. Als "Druckstab" findet das Material üblicherweise keine Anwendung, da die geringe Plattendicke von lediglich 4 mm (!) eine hohe "Knickanfälligkeit" mit sich bringt. Im TWISTED werden die Knicklängen der einzelnen schlanken "Stripes" durch die Ringe signifikant reduziert. Diese intelligente Verknüpfung von Gestalt, Struktur und Materialeigenschaften ermöglicht den Einsatz von ALUCOBOND in der Versuchsstruktur.

Das Projekt TWISTED hat bewiesen, dass ein traditionelles Konstruktionsprinzip wie das Schuchow’sche Stabnetz durch Nutzung der heutigen Möglichkeiten im Bereich der Rechentechnik und der computergestützten Fertigung, sehr wandelbar ist und erheblich weiterentwickelt werden kann. Trotz der veränderlichen Krümmung, können hyperbolische Gittertürme weiterhin uneingeschränkt leistungsfähig und materialsparend sein. Die Potenziale der Idee sind grundsätzlich aufgezeigt, eine tiefergehende wissenschaftliche Auseinandersetzung sollte dem äußerst ressourceneffizienten System den Weg zu einer Renaissance in einem sich dynamisch verändernden gesellschaftlichen Umfeld ebnen.