Studien- und Ausbildungsprojekte sollten heute über die reine theoretische Beschäftigung mit der Materie hinausgehen und – wenn möglich – einen Bezug zum späteren Berufsalltag herstellen. Dass aus Ideen und Berechnungen ein greifbares Produkt mit beträchtlicher Außenwirkung werden kann, zeigte der Messestand des Studiengangs „Holztechnologie und Holzbau“ am Campus Kuchl der FH Salzburg auf der Weltleitmesse Ligna 2011 in Hannover.
Ausgangspunkt des Projektes war die Idee des Österreichischen Tischlermeisters Silverius Griessner aus Neumarkt in der Steiermark. Er trat im Jahr 2009 mit dem Wunsch nach einem gemeinsamen Projekt über wellenförmig geschnittenes Holz an die Fachhochschule Salzburg heran. Im Zuge dieses Projekts entwickelten die beiden Studierenden, Franziska Kohn und Andreas Koch, die Idee, wellenförmig eingeschnittene Träger zu einem Tragwerk zu verflechten. Diese Idee haben sie im Studienjahr 2010/11 im Zuge der zweiten Bachelorarbeit weiterverfolgt und die notwendigen Schritte zur Realisierung entwickelt.
Mit „TragWerkStatt“ haben Studenten der Fachhochschule Salzburg, Campus Kuchl, ein Tragwerk entwickelt, das die Möglichkeit einer geschwungenen Dachform mit der einfachen Herstellung eines ebenen Stabtragwerks kombiniert.
Teamwork
Unterstützt in der Konzeption und der Umsetzung der „TragWerkStatt“ wurden Franziska Kohn und Andreas Koch von ihren Mitstudenten im Studiengang „Holztechnologie und Holzbau“: Tilman Grünewald und Sven Ostrowski unter der Betreuung von Priv. Doz. Prof. (FH) Dr. Alexander Petutschnigg und Mag. Michael Ebner. Weitere Hilfestellungen erhielten sie dabei von Dipl. Ing. Kurt Pock, Dr.-Ing. Norbert Burger sowie dem Holztechnikum Kuchl.
Das Debüt für „TragWerkStatt“ in Form eines interaktiven Messestandes fand auf der Ligna 2011, Weltmesse für Forst- und Holzwirtschaft, in Hannover statt.
Entwurfskonzept
„Die gesamte Konstruktion ist aus gleichförmigen Wellenstäben aufgebaut. Dies ermöglicht sowohl eine wirtschaftliche Herstellung als auch einen einfachen und schnellen Aufbau“, erläutert Andreas Koch.
Für die gewellte Ausformung von „TragWerkStatt“ wurden laut Koch Fichtenlamellen mithilfe einer Negativschablone zu Brettschichtholz formverleimt: „Steckt man die wellenförmigen Träger zusammen, entsteht ein dreidimensional verformbares Tragwerk. Es steift sich ohne jegliche Verbindungsmittel von selbst aus. „Die Verflechtung der Wellenstäbe funktioniere jedoch nur, wenn die Form der Wellen genau definiert sei: “Das muss ganz exakt berechnet und hergestellt werden.“
Die erste Herausforderung war schon die Bestimmung der Stabgeometrie, da hier viele verschiedene Einflussgrößen zusammenspielen. Insbesondere die Anforderung einer einfachen Montage und Demontage des Tragwerks machte aufwändige Rechenalgorithmen zur Bestimmung der optimalen Stabgeometrie notwendig. Dabei wurden Ansätze mit Kreisen genauso verfolgt wie Ansätze mit Winkelfunktionen.
Symbol für Bewegung
„Tragwerke sind zumeist starre statische Konstruktionen“, ergänzt Tilman Grünewald, Masterstudent des Studiengangs Holztechnologie und Holzwirtschaft: „Die Welle steht in totalem Kontrast dazu. Sie ist ein Symbol für Bewegung und das wollten wir in unserem Tragwerk umsetzen.“ Es handelt sich dabei um eine Schalenkonstruktion in Form eines so genannten „hyperbolischen Paraboloids“, oder „gegensinnig gekrümmten Flächen“.
„In der Architektur werden diese Formen gerne verwendet, aber bis jetzt war es wirtschaftlich und logistisch ein sehr hoher Aufwand, solche Strukturen herzustellen“, berichtet Franziska Kohn, die gemeinsam mit Andreas Koch ihre Bachelor-Arbeiten über das Projekt verfasst hat. Bei „TragWerkStatt“ können jedoch die gleichförmigen Einzelteile ohne Verbindungsmittel einfach ineinander gesteckt werden. Dies sei viel einfacher herzustellen und auch schneller aufzustellen: „Den Prototyp mit knapp fünf mal fünf Metern können zwei Leute in weniger als fünf Minuten zusammenbauen“, so der Masterstudent Sven Ostrowski.
Herstellung und Funktion
Durch den geplanten Einsatz der Konstruktion als Messestand waren die wesentlichen Rahmenbedingungen hinsichtlich Dimensionierung und technologischer Anforderungen (statisch, brandschutztechnisch usw.) bereits definiert. Es wurden lediglich Anpassungen an die ästhetischen Anforderungen vorgenommen.
Die Fertigung der Stäbe erfolgte durch die Studierenden gemeinsam mit Fachschülern des Holztechnikums Kuchl in der neuen Fertigungshalle der Einrichtung. Es wurden festigkeitssortierte Holzlamellen vorbereitet und auf einem Pressbett zu Brettschichtholz verleimt. Dabei wurden die Herstellungsparameter optimiert, denn die ermittelte Wellenform war durch geringe Krümmungsradien der Träger gekennzeichnet. Hier bewahrheitete sich, nach Aussagen der Teilnehmer, der Spruch „Studieren ist auch Experimentieren!“
Der Prototyp der hergestellten Träger wurde nach der Fertigung auf seine mechanischen Eigenschaften hin geprüft. Dabei wurde im Zuge einer 4-Punkt-Biegeprüfung festgestellt, dass die erzielten Festigkeiten und das Bruchverhalten sich entsprechend der theoretischen Überlegungen verhielten. So stand der weiteren Vorgehensweise nichts mehr im Wege und es wurden die restlichen Träger gefertigt.
Die Generalprobe für das Funktionieren des Tragwerks erfolgte nach Fertigung aller Wellenträger: Einer der vielen Momente, bei denen sich die theoretischen Überlegungen in der Praxis beweisen mussten. Das Tragwerk ließ sich einfach und wie geplant „verweben“. Um Überraschungen beim Messeaufbau zu vermeiden, wurde der gesamte Messestand am Campus der FH aufgebaut. Dabei wurden die Zeiten gestoppt und die beste Vorgehensweise für die Montage und Demontage überprüft. Der Auf- und Abbau wurde im Zeitraffer aufgenommen und kann in einem Video im Internet unter http://www.youtube.com/user/fhsligna genauer betrachtet werden. Nachdem auch dieser Meilenstein erfolgreich abgeschlossen wurde, stand nur mehr die erfolgreiche Umsetzung des gesamten Tragwerks auf der Ligna an.
Interaktiver Messestand
Auf der Ligna 2011 in Hannover war „TragWerkStatt“ in Form eines interaktiven Messestandes des Campus Kuchl der FH Salzburg zu sehen. Dabei konnte der Besucher das in einem Kubus aufgehängte Tragwerk durch eine Zugvorrichtung bewegen und somit das Aussehen des Messestandes selbst gestalten.
Ziel des Messestandes war, den Campus Kuchl im internationalen Zusammenhang als Kompetenzzentrum für innovativen Holzbau zu präsentieren. „Die komplexe Struktur des Tragwerks verkörpert das Know-how, mit dem an dieser Hochschule innovative Produkte entwickelt werden“, erklärt der Studiengangsleiter Alexander Petutschnigg. Auch die Kooperation der FH mit dem Holztechnikum Kuchl zeige den Campus als ganzheitlichen Ausbildungsstandort für Holzbau und Holzwirtschaft.
Der Erfolg und das Interesse, das dem Projekt während der Messe in Hannover zuteil wurde, ist ein positives Signal für die Entwerfer und alle am Projekt „TragWerkStatt“ Beteiligten. Ein persönliches Highlight konnten zwei der Mitstreiter allerdings noch zusätzlich verbuchen: Die beiden Studierenden Franziska Kohn und Andreas Koch wurden für Ihren Einsatz belohnt und haben ihre Bachelorprüfung mit ausgezeichnetem Erfolg bestanden!
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