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Die Pionierphase des Bauens mit glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK)

1942 bis 1980

Pamela Voigt

Die Pionierphase des Bauens mit glasfaserverstärkten

Kunststoffen (GFK)

1942 bis 1980

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades

Doktor phil.

an der Fakultät Gestaltung

der

Bauhaus Universität Weimar

vorgelegt von

Dipl.-Ing. Pamela Voigt

geb. 28. Mai 1976

Gutachter:

Prof. Dr. phil. Achim Preiß

Tag der Disputation:

23.Mai 2007 „Was hat man ihm (dem kleinen Mann) nicht alles versprochen: Das Land Utopia, den kommunistischen Zukunftsstaat, das neue Jerusalem, selbst fremde Planeten.

Aber er wollte immer nur eins: ein Haus mit Garten.“ Chesterton (Schriftsteller)

1. Einführung

1.1 Vorgänger 2

1.2 Quellen 3

1.3 Die Tragwerksformen 5

1.4 Die geschichtliche Entwicklung der Baumaterialien 5

2. Die Pionierphasen 9 2.1 1. Phase (1942 – 1959) 9 2.2 2. Phase (1960 – 1972) 13 2.2.1 Das Material 19 2.2.2 Die Herstellung 19 2.3 3. Phase (1973 – 1980) 21 2.3.1 Das Ende der Pionierphase 27

3. Die Pioniere 31

3.1 Baumeister 33

3.2 Architekten 37

3.4 Forschungsgruppen 39

3.5 Öffentlichkeitsarbeit 43

4. Die Nutzungen 45

4.1 Wohnhaus 45 4.1.1 Raumklima 51 4.1.2 Wärmespeicherung 53 4.1.3 Schallschutz 54

4.2 Zweithaus / Schutzhaus / Raumzelle 55 4.2.1 Zweithaus 55 4.2.2 Schutzhaus 57 4.2.3 Raumzelle 58

4.3 Gebäudehülle / Überdachung 60

4.4 Ausstellung

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10. Quellen 253

10.1 Literatur / Zeitschriften / Briefe 253

10.2 Internetseiten 267

10.3 Gespräche 268 Mein Dank gilt den Professoren J. Ruth und R. Gumpp, die die Forschungsgruppe FOMEKK gründeten und es mir ermöglichten auf diesem spannenden Gebiet innerhalb einer interdisziplinären Gruppe mit Thoralf Krause und Stefan Linne zu arbeiten. Besonderer Dank gilt meiner Kollegin Elke Genzel, die mir als Vorbild aber auch als Freundin zur Seite stand und hoffentlich weiterhin steht. Großen Dank an Professor A. Preiß, durch dessen Unterstützung ich diese Arbeit überhaupt erst zum Abschluß bringen konnte.

Dank an meine Eltern, Tabea und Johannes, die immer an mich glaubten, meine Mitbewohner und Freunde, die mich unterstützten und besonders Cordula Christoph die viel Geduld bewiesen hat.

Mein größter Dank gilt jenen, die diese Arbeit durch ihre Hilfe erst ermöglichten: den Pionieren Casoni & Casoni, Wolfgang Feierbach, Heinz Hossdorf, Heinz Isler und Matti Suuronen, den Besitzern solcher einzigartigen Bauten Andreas Knitz, Cora Geißler und Johann Gockl, den Mitarbeitern der Universitätsbibliothek Weimar und Elmar Boy vom IBK.

Einführung

1. Einführung

Seit den 1990er Jahren wurden die Möbel der 1950/60er Jahre, von Ray und Charles Eames, Verner Panton, Arne Jacobsen und Eero Saarinen wiederentdeckt. Sie kamen zurück in die Lounges, Cafés und Wohnungen. Futuristische Kunststoffhäuser der 1960/70er Jahre wurden in Ausstellungen in Paris, Delft und Venedig ausgestellt. Abbildungen der fließenden, farbigen Kunststoffausstattung der Ost/Kuttner Apartments in New York (1996) von den Architekten S. Kolatan und W. Mac Donald wurden in Architektur- und Designzeitschriften publiziert. Die Firma Fiberline unterstützte die Entwicklung eines dreigeschossigen Hauses aus stranggepreßtem glasfaserverstärktem Kunststoff (Eyecatcher, 1999).

Auch Architekten und Ingenieure der Bauhaus Universität Weimar wurden zunehmend auf das Bauen mit Kunststoffen aufmerksam. Die Frage ´Wie baue ich mit Kunststoff?` setzte sich in den Köpfen fest. Die 2001 von den Professoren R. Gumpp und Dr.-Ing. J. Ruth an der Bauhaus-Universität Weimar gegründete Forschungsgruppe FOMEKK (Forschungsgruppe für materialgerechtes Entwerfen und Konstruieren mit faserverstärkten Kunststoffen) untersuchte genau dieses WIE.

Mich, als Teil dieser Gruppe, beschäftigte vor allem die Frage ´Was baut man mit Kunststoffen?`, denn die landläufig erstgestellte Frage ´Kann man mit Kunststoffen bauen?` erübrigte sich nach kurzen Einblicken in aktuelle Architektur- und Designzeitschriften und in Veröffentlichungen über das Design der 1960/70er Jahre, die ja für den exorbitanten Umgang mit Kunststoffen bekannt sind. In aktuellen Veröffentlichungen kann man einen mehr als oberflächlichen Blick auf die Anfänge des Bauens mit Kunststoffen bemerken.

Eine sorgfältige Analyse des Ursprungs dieser organisch anmutenden Formen fehlte ganz und gar. Im Mittelpunkt der Artikel stand nicht das damals erreichte Wissen und Anwendungspektrum, sondern der Form- und Farbenreichtum des Designs. In Fachzeitschriften der 1960er Jahre entdeckt man dagegen einen wahren Schatz an realisierten Gebäuden und auch angedachten Projekten der 1950er bis 1970er Jahre. In Publikationen eröffnet sich einem eine vollkommen neue Welt, die der Bauten aus Kunststoffen.

Das Feld der Realisationen und der Projekte des gesamten Kunststoffbaus ist aufgrund der unterschiedlichen Kunststoffarten (siehe Anhang Kunststoffe) und somit Ausführungen sehr weitläufig. Daher begrenzt sich diese Untersuchungen auf die glasfaserverstärkten Kunststoffe (GFK), welche in die Gruppe der faserverstärkten Kunststoffe (FVK) gehört (siehe Anhang faserverstärkte Kunststoffe / glasfaserverstärkte Kunststoffe). Diese sind aufgrund der Fasern für tragende Bauteile bestens geeignet. Die Fasern übertragen die auftretenden Kräfte und werden durch das sie umschließende Harz gebunden. Der GFK ist aufgrund des Preis-Leistungsverhältnisses am günstigsten und wurde daher bevorzugt innerhalb des Bauwesens verwendet. Innerhalb dieser Dissertation wurden daher nur jene realisierten Projekte aufgenommen, die eindeutig den glasfaserverstärkten Kunststoff tragend und raumbildend verwendeten. Diese sind stichpunktartig, unterstützt durch Fotos und Zeichnungen, im Katalog dieser Arbeit vorgestellt. Der Verweis innerhalb der Kapitel erfolgt durch eine entsprechende Kennung in Form von: [Jahreszahl/Nummer].





Neben den faserverstärkten Kunststoffen (FVK) kamen vereinzelt zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethan-Hartschaum (PUR-Hartschaum) und PMMA (Plexiglas) als tragende Materialien zum Einsatz.

Es gab aber auch zahlreiche Mischbauweisen mit Holz oder Leichtbeton. Innerhalb des Architekturgeschehens spielen diese anderen Kunststoffe eine untergeordnete Rolle.

Polyurethanschaum-Iglus als Notwohnungen Fuji Pavillon, Osaka 1970, pneumati- Überdachung Olympiagelände in Peru, Bayer AG 1970 [Quarmby, 1974, 78] sche Struktur [Quarmby, 1974,110] Frei Otto, 1970 [Saechtling, 1973, 521] Einführung Innerhalb der Pionierzeit wurde aber lediglich innerhalb von Ingenieurartikeln und Materialübersichten speziell auf die Untergruppe der faserverstärkten Kunststoffe eingegangen. Die Publikationen über das Bauen mit Kunststoffen der 1950er bis 1970er Jahre umfaßte alle Kunststoffe aller Baubereiche, Spachtelmassen genauso wie Oberlichter aus PMMA oder Fassadenelemente aus PVC. Aus dieser ungenauen Ausdrucksweise resultiert das heute noch anzutreffende Mißverständnis, daß alle Kunststoffe gleich sind.

Während der Recherche drängte sich die Frage auf ´Warum baute man mit glasfaserverstärkten Kunststoffen?`. Diese Grundlage wird innerhalb der Untersuchung der wirtschaftlichen, politischen, gesellschaftlichen und kulturellen Beeinflussungen während der Pionierphase geklärt (siehe Kapitel 2. Die Pionierphasen).

Das Interesse der Architekten geht aber in die Richtung ´Warum baute man in dieser Weise mit GFK?`.

Zu Beginn der Bearbeitung war lediglich klar, daß die Nutzungskonzepte (Wohnhaus, Zweithaus, Ausstellung, Spielgerät) und Gebäudeteile (Gebäudehülle, Überdachung, Fassade) großen Einfluß auf das Bauen mit glasfaserverstärkten Kunststoffen hatten (siehe Kapitel 4. Die Nutzungen). Aber von welchen Vorbildern und Inspirationsquellen wurden die Bauten und Projekte beeinflußt? War ihr Ursprung vollkommen frei, allein der Phantasie entsprungen? Beruhte der Entwurf auf den Gestaltungsregeln des GFK? Oder hatte die Raumfahrt die Architekten und Ingenieure auf diesen Formenreichtum gebracht? War es eine Architektur der Zukunft? Bilden die Kunststoffbauten, also auch jene anderer Kunststoffarten, einen eigenen Kunststoffstil heraus? Auf diese und alle hier nicht aufgezählten Fragen werden im Kapitel 5. Die Architektur / Formfindung eingegangen.

Die in dieser Dissertation geschilderte Pionierphase soll dem Verständnis für eine Architektur aus GFK dienen. Kein heute existierender Baustoff wurde entdeckt und ist bis heute kontinuierlich verwendet worden.

Alle sind durch ein ständiges auf und ab, eine langwierige Pionierphase und Rückschläge gekennzeichnet.

Die Pionierphase des Bauens mit glasfaserverstärkten Kunststoffen ist erst der Beginn (siehe Kapitel 7.

Ausblick). Das Wissen über den Verlauf der Pionierphase, die damals formulierten Gründe für und wider den Einsatz von GFK und der entwickelten Konstruktionen, Verbindungstechnicken und Tragwerke kann einem erneuten Einsatz des immerhin erst 60 Jahre altem Baumateriales nur dienlich sein.

Anliegen dieser Dissertation ist es, die GFK als einsatzfähige Werkstoffe innerhalb der Architekturlandschaft wieder einen Platz zu geben. Die Analyse der Pionierphase soll das verschüttete Wissen aufdecken, die in den 1970er Jahren entstandenen Vorurteile Sichtbarmachen und die glasfaserverstärkten Kunststoffe als das darstellen, was sie sind, leistungsfähige Baustoffe für gekrümmte und gefaltete Konstruktionen.

1.1 Vorgänger

Mit der Veröffentlichung Matthias Ludwigs Mobile Architektur [Ludwig, 1998] erwachte das Interesse der Architekten an den bis dahin vergessenen Kunststoffhäusern. Diese Veröffentlichung behandelt allerdings nur Kunststoffhäuser und Raumzellen, Gebäudehüllen oder Überdachungen werden nicht genannt. Sie bildet somit keinen allgemeinen Überblick über die gesamte Vielfalt der Projekte und Entwicklungsgeschichte der GFK-Architektur.

Auf Grundlage der Veröffentlichung Kunststoffhäuser und Raumzellen [IBK, 1973] des IBK (Institutes für das Bauen

mit Kunststoffen) erfaßte Matthias Ludwig Wesen und Problematik der Pionierzeit folgendermaßen:

„Die Kunststoffhäuser der sechziger und siebziger Jahre entstanden aus verschiedenen Gründen.

Einerseits waren sie technische Experimente und repräsentierten den damaligen Stand der Polymertechnik, andererseits versuchten sie die tradierten Wege des Wohnens zu verlassen und neue Formen in architektonischer und gesellschaftlicher Hinsicht zu finden. Im wesentlichen wird in diesen Projekten die Umbruchstimmung der sechziger und siebziger Jahre formuliert. Diese Gebäude waren – wie auch viele andere Ideen aus den siebziger Jahren – ihrer Zeit voraus. So konnten die ungewöhnlichen Materialien und Formen die wenigsten Bauherren überzeugen.“ [Ludwig, 1998, 134] Da Matthias Ludwig nur wenige experimentelle Einführung Wohn-, Zweithäuser und Raumzellen aufgenommen hat, beziehungsweise diese nicht detailliert analysierte, kommt er zu folgender, Falschaussage: „Manche technischen Entwicklungen steckten noch in den Kinderschuhen, die Verarbeitungsqualität der Kunststoffteile war noch ungenügend, darüber hinaus verstanden die Architekten und Planer noch nicht restlos mit den formalen und funktionalen Aspekten des Werkstoffs umzugehen. ” [Ludwig, 1998, 134] Die Dissertation von Thilo Hiersig Die utopischen Architekturmodelle der 60er Jahre [Hiersig, 1980] arbeitet den Antriebsgrund der Verwendung von Kunststoffen in der Architektur deutlich heraus. „Das neue Material wurde schnell integriert und geradezu als notwendig angesehen, um die Ablösung alter Modelle zu vollziehen.

(...) Seine Verwendung wurde fast eine ideologische Frage. Der neue Werkstoff stand einfach vor Augen, und er ´mußte` verwendet werden.“ [Hiersig, 1980, 52] Die Raumzellen sind seiner Aussage nach eine eindeutige Neuerung der technologischen Utopien [Hiersig, 1980, 105]. Seine Ausführungen sind daher in das Kapitel

5.6 Stadtstrukturen eingeflossen.

1.2 Quellen

Die in dieser Dissertation vorgestellten Projekte wurden in europäischen und U.S. Amerikanischen Zeitungen und Büchern publiziert. Realisierte Bauten, die nicht veröffentlicht wurden sind nicht auffindbar gewesen. Daher kann kein Anspruch auf Vollständigkeit des Kataloges erhoben werden. Als fehlendes Beispiel sei eine sehr gelungene, inzwischen aber stark renovierungsbedürftige Überdachung über der Metrostation Amendola-Fiera der Linie 1 in Mailand, Italien genannt, deren Baujahr und Architekt/Ingenieur nicht bekannt sind.

Überdachung der Metrostation Amendola-Fiera, Linie 1, Mailand, Italien [Voigt, 2006] Die in der Literatur veröffentlichten Kunststoffbauten mußten einer genauen Prüfung unterzogen werden, da diese Dissertation den glasfaserverstärkten Polyester behandelt. Die Unterlagen sind oftmals ungenau und unvollständig, besonders was Konstruktion, Herstellungstechnik und Verbindungstechnik angeht. Es wurden nur eindeutig aus GFK bestehende Bauten aufgenommen. Zudem wurden nur neuentwickelte Konstruktionen aufgeführt. Die in Serien produzierten Gebäudehüllen, Wohn- und Zweithäuser wurden über mehrere Jahre hergestellt. Genaue Angaben liegen aber nur für einzelne im deutschsprachigen Raum entwickelte Bauten vor. Die zahlreichen Varianten der Radome sind beispielsweise bis heute weltweit zu Hunderttausenden gebaut worden. Es wäre müßig, diese alle aufzuzählen.

Der Schwerpunkt dieser Dissertation liegt auf den Entwicklungen Europas und der USA. Aus anderen Kontinenten sind zwar einzelne Realisationen bekannt, Hintergründe über Architekturdebatten, Forschungsvereinigungen, Verbindungen zwischen Staat, Firmen und den Pionieren standen aber nicht zur Verfügung. Das IBK hat Dank ihrer weltweiten Kontakte eine Vielzahl internationaler Neuentwicklungen und Forschungsstände publiziert. Dank Ihnen kann man sich ein Bild über die weltweite Verbreitung, den Wissensaustausch der Pioniere und der zeitlichen Entwicklung der GFK-Bauten machen.



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