Bionik. Bernd Hill
Читать онлайн книгу.durch Sturm
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Durchbiegung
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Es ist ein ästhetisch anzuschauendes und stabiles
System miteinander verbundener langer Rippen
und dazwischen liegender kurzer Stege, welche
die erforderliche Steifigkeit der großen Blatt-
membran erzeugen. Man nennt es auch das
Prinzip der radialen Verrippung.
Ob die Struktur der Blattunterseite der Rie-
senseerose Vorbild für das Überdachungssystem
des Londoner Kristallpalastes auf der Weltausstel-
lung von 1851 war, wird in Büchern und Zeitschriften
unterschiedlich gedeutet.
Die Fachleute sind hier unterschiedlicher Meinung. Manche gehen davon aus,
dass eine Analogie der Struktur zwischen Blattunterseite und Überdachungs-
system besteht. Andere dagegen verneinen diese Aussage.
Blattunterseite der
Riesenseerose
Londoner Kristallpalast
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Welche Aussage ist nun richtig? An welchem Vorbild hat sich der englische
Architekt und Erbauer des Kristallpalastes, Joseph Paxton, orientiert? Gab es
überhaupt ein Vorbild für den Kristallpalast? Fragen über Fragen. Machen wir
Die Analogiebildung ist eine Methode zur Gewinnung und Übertragung von
Erkenntnissen über den Aufbau und die Funktion bzw. das Verhalten von
Pflanzen und Tieren auf technische Sachverhalte.
Analogiebildung
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Muschelschale
Restaurantdach
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uns mit der forschend-entdeckenden Arbeitsweise und dem Denkstil Paxtons
vertraut, dann finden wir Antworten auf unsere Fragen.
Ab 1828 konstruierte und baute Paxton Gewächshäuser, um neu entdeckte
und wertvolle Pflanzenarten aus den Tropen im kühlen Klima Englands zu
kultivieren. Paxton, der sich auch wissenschaftlich mit Botanik beschäftigte,
gab ab 1831 mehrere Botanische Zeitschriften heraus. Nach der Entdeckung der
Riesenseerose standen in diesen Zeitschriften mehrere Veröffentlichungen über
ihre botanische Beschreibung. Dadurch gewann Paxton genaue Erkenntnisse
über ihren Bau und ganz besonders über das Stabilisierungsprinzip ihrer großen
Blattflächen, ein an der Blattunterseite angeordnetes Netz von strahlenförmigen
und konzentrischen Rippen. Sicherlich fand man hier Anregungen und erste
Lösungsansätze für das Bauprinzip der Glaseindeckung von Gewächshäusern.
Auch setzte sich in dieser Zeit im Gewächshausbau die Erkenntnis durch, dass
geneigte Glasflächen mehr Licht durchlassen als eben angeordnete. Aufbauend
Das „Great Observatory“
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auf diesen Informationen erfand Paxton 1832 das Prinzip des gefalteten Glas-
daches. Dieses Berg- und Tal-Dachsystem wurde „Ridge- and furrow-System“
genannt.
Nach diesem Prinzip baute Paxton 1836 aus Gusseisen und Glas ein großes
Gewächshaus in Chatsworth, das so genannte „Great Observatory“. Es bestand
aus bogenförmigen Längsträgern, an denen sich beiderseits die Stege für die
Glaseindeckung befanden.
Paxton wurde damit als Spezialist eines materialsparenden Bauverfahrens in
Leichtbauweise schnell bekannt.
Als es 1846 in England erstmals gelang, den Samen der Riesenseerose zum
Keimen zu bringen, war die Zeit reif, ein spezielles Gewächshaus für diese Seerose
zu bauen. 1849 errichtete Paxton ein solches Glashaus in dem schon im Herbst des
gleichen Jahres erstmals die Riesenseerose blühte. Anlässlich der Eröffnung dieses
neuen Gewächshauses hielt Paxton eine Eröffnungsrede und sagte: „Die Natur war
der Ingenieur. Die Natur hat ein Blatt hervorgebracht mit Längs- und Querträgern
und Stützen die ich, von ihr geliehen und sie in diesem Gebäude umgesetzt habe.“
Dieses Gewächshaus hatte ein horizontales Faltglasdach, welches er sich 1850
patentieren ließ.
ERFINDUNG DURCH PRINZIPÜBERTRAGUNG
Paxton diente das Stabilisierungsprinzip der Blattunterseite der Riesenseerose hier
sicherlich als Anregung für die Konstruktion seiner Gewächshäuser. Es ist anzu-
nehmen, dass er das System von Längs- und Querrippen mit anderen Materialien
und Größenverhältnissen auf seine Gewächshausbauten übertrug. Ihm ging es
nicht darum die Rippenanordnung von der Blattunterseite zu kopieren, sondern
um die Übertragung des zugrunde liegenden Prinzips. Beim Riesenseerosenblatt
handelt es sich ja um eine schwimmende Konstruktion, bei der die Blattrippen im
Wasser neben der Trage- und Stützfunktion auch die Aufgabe haben, die seitlich
wirkenden Wellenbewegungen aufzunehmen. Außerdem handelt es sich beim
Blatt um eine ebene, kreisförmige Struktur. Bei der Dachkonstruktion dagegen
hat man es mit einer räumlich gefalteten Rechteckanordnung zu tun. Prinzipiell
sind jedoch aus statischer Sicht die Grundelemente miteinander vergleichbar.
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Die Längsbalken des Gewächshausdaches entsprechen den längeren radialen
Blattrippen. Die kurzen, kreisförmig angeordneten Zwischenstreben des Riesen-
seerosenblattes übernehmen beim Faltdach die unterspannten Querbalken aus
Holz. Die vielen eingebauten Glasscheiben entsprechen insgesamt der Blatt-
membran der Riesenseerose.
Prinzip der radialen Verrippung bei der Riesenseerose
und bei der Kuppel des Kristallpalastes
Konstruktionsdetail
Die Statik ist ein Teilgebiet der Physik, in dem der Ruhezustand eines Körpers
unter dem Einfluss der auf ihn wirkenden Kräfte beschrieben wird.
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Statik