Ohne Statiker geht hier rein gar nichts. Organisch geformte Gitterschalen - auch Rippenschalen genannt - sind vor allem in der nachhaltigen Holzvariante ästhetisch von filigraner Schönheit und vermögen als sphärische Gebilde enorme Weiten zu überspannen. Aber das Verhalten der Kräfte in einer solch leichten Konstruktion erfordert komplexe Berechnungen. Die Beanspruchungsart von Schalen wird als Membranspannungszustand bezeichnet, bei dem die Lastabtragung durch Normal- und Schubkräfte erfolgt. Biegebeanspruchungen müssen tunlichst auf ein Minimum reduziert oder gar gänzlich ausgeschlossen werden, da sonst ein Versagen der Schalentragwerke droht. Die Lebensdauer von Holzkonstruktionen ist zudem materialbedingt begrenzt, sodass jegliche Holzgitterschalen nach einer gewissen Zeit generalsaniert werden müssen.
Freitragende Holzgitterschalen sind gekrümmte Flächentragwerke aus stabförmigen Bauteilen, die „beliebige stetig verteilte Lasten über Membrankräfte tragen können“ (baunetzwissen.de). Der renommierte deutsche Bauingenieur Jörg Schlaich schrieb 1982 dazu, sie hätten „aufgrund ihrer Form ein besonders günstiges, ja geradezu ideales Trageverhalten, das sich in einem geringen Materialverbrauch ausdrückt“. In der Regel seien sie schön als Folge der natürlichen Eleganz von Tragwerken, deren Form sich logisch aus dem Kraftfluss entwickelt. Ihr Tragwerk ist identisch mit dem Bauwerk und deshalb entsteht ihre Form aus ihrer Funktion.“
Neuste digitale Konstruktionswerkzeuge erlauben heute in Kombination mit automatisierten Vorfertigungstechnologien sogar flächig doppeltgekrümmte oder polygonal gekrümmte Konstruktionen, wobei die Stäbe nicht nur einfach oder doppelt gekrümmt, sondern auch verdreht sind. Zu den einfacheren Schalentragwerken gehören Tonnenschalen und Kuppeln, die mit stabilen „Dreiecksmaschen“ ausgeführt sind.
Die Stabscharen verlaufen dabei in drei verschiedene Schalenrichtungen, wodurch die entstehenden Kräfte optimal aufgenommen werden können. Europas größte Holzkuppel mit 121 Metern Durchmesser ist der so ausgeführte Salzdome2 (Lagerhalle für Streusalz) in Rheinfelden bei Möhlin im Schweizer Kanton Aargau mit Lattung aus unbehandeltem Weißtannen- und Fichtenholz der Region. Die Weltgrößte regelmäßig doppelt gekrümmte Kuppel besitzt der Superior Dome am Lake Superior im US-Bundesstaat Michigan: Durchmesser 163 Meter, Höhe 44 Meter.
Die Größte frei geformte Holzgitter-Schalenkonstruktion der Welt entstand als eine temporäre Mehrzweckhalle für die Bundesgartenschau 1975 im Mannheimer Herzogenriedpark. Die Multihalle entwarfen die Architekten Carlfried Mutschler und Joachim Langner, zogen aber für die Gitterschalen den renommierten Architekten Frei Otto hinzu, der sich auf virtuose Weise mit einer Dachfläche von 9500 Quadratmetern verewigte. Die komplexen Berechnungen führte Ted Happold bei Ove Arup & Partners in London durch. Die Kuppelhöhe beträgt 20 Meter, die größte Querspannweite 60 Meter. Der gesamte Hallenkomplex ist 160 Meter lang und 115 Meter breit.
Für die Tragkonstruktion wurden Holzlatten aus kanadischen Hemlocktannen und heimischen Kiefern von fünfmal fünf Zentimetern Querschnitt verwendet und im Abstand von 50 Zentimetern zum Gitter gefügt. Der mit transparenter Folie gedeckte Komplex besteht im Wesentlichen aus zwei Schalen, die durch einen überdachten Steg verbunden sind. Optisch fügt er sich organisch in die Topografie der aufgeschütteten Hügel und künstlichen Wasserläufe.
Die Stadt Mannheim erkannte die Bedeutung des Bauwerks für die Stadt, die erstmals eine zeitgenössische Bauikone vorzuweisen hatte und mit ihr eine neue Ära der Stadtentwicklung ausrufen konnte. Die Multihalle wurde daher nicht wie vorgesehen abgerissen, sondern sogar 1998 unter Denkmalschutz gestellt und überlebte erstaunliche 45 Jahre ohne Eingriffe. 2019 beschloss der Mannheimer Stadtrat, die Multihalle einer Generalsanierung zu unterziehen. Trotz schwieriger Finanzierungslage wurde die Sanierung 2021 begonnen.
REINHARD PALMER
Erschienen im Tagesspiegel am 05.04.2025
