Die Entwicklung der Dachkonstruktionen

Dachkonstruktionen sind ein besonderer Teil der Architekturgeschichte, da sie die Komplexität des Tragwerks beeinflussen. Außerdem spiegeln sie klimatische Anforderungen, Bautechnik und kulturelle Einflüsse wider. Daher kann man Dachbauten des Öfteren leicht Region, Baustoff und Zeitalter zuordnen. Egal ob Kuppelbauten, Zelt-, Sattel- oder Flachdächer, sie gelten als Messlatte einer Baukultur und zeigen mit ihrem Fortschritt die materialbedingten Möglichkeiten, Schutz vor Wind und Wetter zu erstellen.

Dächer basieren auf mathematischen Prinzipien der Kraftableitung und vereinen die Geometrie des Grundrisses hinauf zum möglich Machbaren. Der erste Dachbauer stand höchstwahrscheinlich vor einer zwecksbedingten Überlegung. Baut er massiv und schützt sich gegen extreme Hitze, Raubtiere und menschliche Feinde oder leicht und schützt sich vor Regen, Wind und Blitz? Sehr massiv konnte es nicht gewesen sein, wahrscheinlich baute er ein Flachdach aus Ästen und beschichtete sie mit Lehm und Blättern. Oder, wie nomadische Völker, schnell reproduzierbar. Wandervölker bauten weltweit unterschiedliche Zeltkonstruktionen mit Gerüst und hautähnlicher Bedeckung. Mit der Sesshaftigkeit kamen dann meist massivere Baukörper. Die alten Ägypter übersetzen für ihre Pyramiden den Zeltbau mit Natursteinen massiv in eine riesige Skala, denn was im Kleinen funktioniert, funktioniert auch in Groß. Aus der Zeltdachkonstruktion leiten sich mit der Zeit Nur-, Sattel- und Walmdach ab, die aufgrund ihrer Neigung gut gegen Regen und Schnee schützen und in den Langhäusern der nordischen Völker sinnvolle Anwendung finden. Flachdachbauten sind meist in trockenen Klimata verbreitet. Erst Römer entwickeln eine gekonnte Bautechnik von Tonnengewölben, deren stützenfreie Innenräume Monumentalität und Nutzbarkeit steigern. Tonnengewölbe sind lang gezogene Rundbögen. Und die Römer ihre Meister. Die druckfesten Ziegel der Rundbögen leiten Druck- und Schubkräfte an ihren Fußpunkten in Stützmauern ab und man testet die Spannweitengröße. Da Höhen und Breiten über den Kreisradius fixiert sind, erlaubt dieses System nur linearen Wachstum, was für Wassernetzbauten gut funktioniert, für sonstige Bauten jedoch unpraktikabel ist. Man sucht nach erweiterungsfähigeren Mustern. Schiebt man rechtwinklig ein zweites Tonnengewölbe ein, gelangt man zum Kreuzgrat. Diese Entwicklung fixiert die Verhältnismäßigkeiten nun auch im Grundriss, Quadratreihen entstehen. Man kann sich so jedoch von massiven Außenstützmauern der Tonnengewölbe lösen und mit Stützreihen in 4 anstatt 2 Richtungen wachsen. Eine besonders für den Innenraum revolutionäre Bautechnik. Tragwerke entwickeln sich. Im Pantheon in Rom testet man im Jahr 126 n. Chr. die Spannweiten eines Kuppelbaus gigantischer Proportionen. Das Experiment war Kubus und Sphäre in einem Baukörper zu vereinen. Eine 6 Meter starke Außenwand in Rundform hält eine Betonkuppel mit Spannweite von knapp 44 Metern. Dass man sie unverstärkt bauen konnte, zeugt von ihrem Einfallsreichtum und ihrer Experimentierfreudigkeit. Vom Fußpunkt nach oben verjüngt sie sich und endet in einer Öffnung, die mit Lichteinfall einen sonderlich dynamischen Raum zur Anbetung aller Gottheiten erschafft. Eine spannende Errungenschaft, die in Europa keinen großen Ball ins Rollen brachte, da das weströmische Reich um Rom im Untergang war. Konstantinopel im oströmischen Reich sollte aber bald ihre Blütezeit erfahren. In der Byzanz hat die Kuppelbautechnik große Wellen geschlagen. Ganze Kuppellandschaften entstehen und ein Wettstreit um die größte Einzelkuppel entfacht. Religionsübergreifend, denn die Kuppel und ihr Staunen erregendes Raumgefühl wollten Alle. Der Raum des Pantheon war mit äußerst massiven, fensterlosen Außenwänden und riesigem Materialaufwand verbunden. Quadrat und Sphäre müssen doch besser zusammenpassen als einem Würfel eine Kalotte aufzusetzen, in der Aufsicht passen sie doch wunderbar zusammen. Die Frage, wie man Kuppel und Quadrat elegant ineinander übergehen lässt, stand wort-wörtlich im Raum. Da lange keine Lösung parat war, man aber trotzdem Kuppeln bauen wollte, wurden die Verschnittflächen zu uneleganten Schattenecken. Tatsächlich wusste man nicht wie man diese Übergangsflächen baulich überbrücken kann und ließ sie als Dekorationsfläche bestehen, bis mit Pendentifs eine Antwort kam. Baut man gedanklich diagonale Bögen über ein Quadrat kommt man der Lösung nahe. Die Eckpunkte eines Quadrats baut man in die Höhe und führt das dreiecksähnlichen Verschnittflächen mit Mauerwerk hin zu einer auskragenden Form, auf der die Kuppel nun eckenlos aufsetzen konnte. So erhielt die Hagia Sophia ca. 537 n. Chr. mit einer ca. 31 Meter langen Kuppel einen freien, offenen Raum und ein mächtiges Bild von Erhabenheit.

Die Gotik im osteuropäischen Raum ging einen anderen konstruktiven Weg. Sie befreite sich vom Quadratmodul und löste sich von der kreisdefinierten Abhängigkeit von Breite und Höhe. Indem sie den Rundbogen hoch zum Spitzbogen zog, schaltete sie den Weg nach oben frei.  An den Mittelpunkten von Spitzbögen verlaufen in Kreuzrippengewölben filigrane Steintragwerke, ermöglicht durch feine Steinmetzarbeiten. Gotische Tragwerke steigern sich mit der Zeit in Feinheit und Komplexität und man ging oft wagemutig an die Grenzen der Statik. Manchmal auch entschieden darüber. Da man jedoch auf jeden Fall hoch und filigran bauen wollte, hatten experimentiereifrige Baumeister der Gotik des Öfteren Einsturz und Bauschutt zu verantworten. Gegen Mitte des 12. Jahrhunderts findet man oft auskragende Tragwerke mit Strebepfeilern, eine Art Exoskeleton, um die stärkeren Schubkräfte der Spitzbögen aufzunehmen und abzuleiten. Die Verwendung experimenteller Herangehensweisen in kostspieligen Großprojekten erntete der Gotik heftige Kritik und endete das Streben nach oben, die Grenzen waren erreicht. Während sich die Gotik großflächig vom Kuppelbau abwandte, fand man in der Renaissance ungefähr ein Jahrtausend später zu ihm zurück. Man betonte sie, in dem man sie auf einen Unterbau, der sogenannte Tambour, setzte. Er ermöglicht mehr Lichteinfall und belohnt Kuppeln mit wunderbar diffusem Licht und steigert ihre Symbolik. Der darauffolgende Barock zog sie noch weiter Richtung Himmel, experimentierte mit elliptischen Formen und dekorierte sie vielfältig.

Dachbauten dienen als Tragwerkskronen sehr gut zur Analyse und Einordnung, denn Baustoffe und Bautechniken gehen Hand in Hand durch die Architekturgeschichte. Sie formen Konstruktionsprinzipien, die nicht unbedingt mit bloßem Auge erkennbar sind. Ist es Einem möglich, bautechnische und geschichtliche Hintergründe zu verknüpfen, sieht man Entwicklungen in neuem Licht. Zur Analyse von Architektur ist es wichtig, ein geschultes Auge zu entwickeln und Gebäude für das zu sehen, was sie sind: Produkt von Wissen und Möglichkeiten ihrer Zeit.