Ingenieurporträt

Pier Luigi Nervi Betonbaumeister und Begründer des »Ferro-Cemento« Von Annette Bögle

Italiens bekanntester Ingenieur Anfang bis Mitte des

20. Jahrhunderts entwickelte aus Gründen der Wirtschaft-

lichkeit verschieden einsetzbare »Ferro-Cemento«-Elemente

– und schuf damit zugleich auch eine eigenständige und aus-

drucksstarke Architektur- und Formensprache.

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Driven by a need for economy, Italy’s most famous engineer

of the first half of the 20th century developed a range of Ferro-

Cemento elements for immediate use. In doing so, he also

developed a new and expressive architectural and formal

language.

Sensible Strukturen aus konstruktiven Elementen zeichnen harmo-nische Ordnungen an die Decken gewölbter Räume; filigrane For-men und elegante, lichtdurchflutete Innenräume sind die unver-kennbaren, charakteristischen Merkmale der Entwürfe und Bauten des italienischen Ingenieurs, Bauunternehmers und Professors Pier Luigi Nervi. Erstaunen und Faszination rufen seine Konstruktionen hervor, und das, obwohl – oder gerade weil – sie aus Beton sind. Von Anfang an erweckte das Werk Nervis Aufmerksamkeit, die Kri-tik allerdings reagiert bis heute höchst unterschiedlich [1, 2]. Dies ist unter anderem durch die eigenständige, von den vorhandenen ar-chitektonischen Strömungen unabhängige Entwurfshaltung Nervis begründet. Er entzog sich den architektonischen Diskussionen mit ihren sozialen, politischen und formalen Bezügen, indem er den Entwurf auf einen intuitiven Bewusstseinsakt zurückführte, der eine übergeordnete, ewig gültige – göttliche – Ordnung freilegt. Das Ergebnis wurde so, unabhängig von modischen Strömungen, das Kennzeichen wahrer Baukunst [3]. Wie auch immer diese Haltung von Kritikern bewertet wird – Nervi hat damit einen wichtigen bau-kulturellen Diskussionsbeitrag zwischen architektonischer Form und konstruktiven Möglichkeiten geleistet.

Werdegang Ganz selbstverständlich war Nervis Suchen nach Ge-stalt und Ausdruck nicht – wenn man die Zeit betrachtet, in der er seine Ausbildung erhielt. Als er 1913 an der Universität Bologna diplomierte, hatte er zwar eine hervorragende Ingenieurausbildung genossen, aber ohne jeglichen architektonischen Bezug. Die Archi-tektur wurde auf Fassaden und Details reduziert, nicht aber in die Lehre und Gestaltung so genannter Ingenieurbauwerke wie Brü-cken, Türme oder Hallen einbezogen [4]. Dem Studium folgte eine nur durch den Ersten Weltkrieg unterbrochene, etwa zehnjährige Tätigkeit bei der Società per Costruzioni Cementizie – hier liegen die Grundlagen seines fundierten Wissens über das Material Beton. Sehr früh gründete Nervi sein eigenes Ingenieurbüro, zunächst von 1923 bis 1932 die Rom Soc. Ing. Nervi et Nebbiosi und dann ab 1932 die Firma Nervi und Bartoli. In dieser Firma arbeiteten später

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1 Beeindruckende Raumwirkung: das Lagerhaus der Tabakmanufaktur Bologna (1952) mit einer kassettenartigen Deckenstruktur aus speziell entwickelten Schalungskästen

2 Pier Luigi Nervi (1891–1979)

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auch drei seiner vier Söhne – zwei als Architekten, einer als Bau-ingenieur. Viele Entwürfe und Projekte ab den fünfziger Jahren sind mit ihrer Mitarbeit entstanden.

Eigene Formensprache Nach eigenem Bekunden hatte Nervi erst Ende der dreißiger Jahre vollständige Kenntnis der auf dem Gebiet des Stahlbetonbaus wegweisenden Arbeiten von Auguste Perret (1874 – 1954), Robert Maillart (1872 – 1940) oder Eugène Freyssinet (1879 – 1962), was unter anderem auch auf die kulturelle Isolation [4] durch die politischen Gegebenheiten während des Faschismus hindeutet. Dies mag sowohl als Erklärung für seine ganz persönli-che Ausdrucksweise dienen als auch seine Haltung begründen, dass korrektes architektonisches Entwerfen die geistige Unabhängigkeit von bekannten Lösungen analoger Problemstellungen oder von sti-listischen Strömungen der Zeit voraussetzt [5].

Lehr- und Entwurfsphilosophie Die Persönlichkeit Nervis zeichnet sich nicht nur durch ein umfangreiches Oeuvre an Bauprojekten aus, sondern auch durch seine Schriften mit ihren umfassenden Ge-danken zum Entwurf, zur Beziehung von Form und Konstruktion und nicht zuletzt zur richtigen didaktischen Vermittlung. In diesem Kontext steht auch seine Tätigkeit als Professor für Konstruktions-lehre und Materialkunde an der Architekturfakultät der Universität Rom von 1946 bis 1962 und sein nachdrücklicher Vorschlag, ein ge-meinsames postgraduelles Studium für Architekten und Bauinge-nieure einzuführen [6]. Den von ihm so verhassten Formalismus klagte Nervi in der gängi-gen Architekturausbildung an [7], ebenso wie er sich als Gegner des »hübschen« Bildes, der perspektivischen Skizze, positionierte: Die ausschließliche Bewertung des architektonischen Entwurfs auf dem Papier habe zur Folge, sich über das wahre Wesen der Architektur hinwegzusetzen, also die wesentlichen konstruktiven, funktionalen und wirtschaftlichen Zusammenhänge nicht mehr zu sehen [3]. Seiner Kritik an der Architekturdisziplin und damit an der aus-schließlich bildlich reduzierten Skizze entspricht auf der anderen

3 Schwingende Treppen nehmen dem »Giovanni Berta Municipal Sports Stadium« in Florenz (1932) die Strenge

4 Flugzeughangar aus vorgefertigten Stahlbetonelementen (um 1940)

5 Nervis Erstlingswerk aus Ferro-Cemento-Elementen: eine Lagerhalle in Rom (1945)

Ingenieurporträt Pier Luigi Nervi (1891–1979)

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Seite seine Kritik an der reinen Formel beziehungsweise der abstrak-ten Berechnungsmethode als Sinnbild für die Ingenieurdisziplin und -ausbildung [7]. Zwar ist die Formulierung bauwissenschaftlicher Theorien entscheidende Voraussetzung für Planung und Realisie-rung weit gespannter Konstruktionen und wesentliche Entwicklun-gen fallen in die Zeit von Nervis Wirken, aber sie wird schnell zum – im besten Fall eleganten – Selbstzweck, wenn die Bauaufgabe auf Formeln und theoretische Abhandlungen abstrahiert wird. Das ent-scheidende Entwurfswerkzeug besteht unter anderem im zähen Ringen um einen ausgeglichenen Kompromiss zwischen ästheti-scher Aussagekraft – Formen und Räume, die die architektonische Idee widerspiegeln – und technischer Korrektheit, den statischen und wirtschaftlichen Gesetzen [4, 5]. Diese Haltung rückt für beide Disziplinen die Suche nach dem »korrekten« statischen Konzept an eine zentrale Stelle in der Entwurfsausbildung und bildet die Grund-lage für das idealerweise entstehende Ingenieurgefühl, dem sinn-lichen Einklang von Form und Kräfteverlauf. Ebenso wenig wie sta-tische Gesetzmäßigkeiten sind wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Einschränkung des Entwurfsprozesses: »Sparen ist immer eine Hilfe, kein Hindernis beim guten Bauen« [8]. Vielmehr werden gerade die so genannten Zwänge der Wirtschaftlichkeit Quelle der Kreativität Nervis; gestalterische Merkmale haben oftmals ihre Begründung in der Herstellungsmethode.

Internationaler Auftakt Mit der Begründung der Wirtschaftlich-keit hat Nervi viele Wettbewerbe gewonnen, aus denen seine meis-ten Bauten hervorgingen; unter anderem auch sein erstes großes, international beachtetes Bauwerk, das 1932 fertig gestellte, städti-sche Stadion von Florenz. Die umlaufende Tribüne für 35 000 Zu-schauer besteht aus einer klar gegliederten Stahlbetonskelettkon-struktion. Das an der Längsseite vorspringende Tribünendach und die fliegenden, weit ausschwingenden Wendeltreppen nehmen der Regelmäßigkeit der Stützen die Strenge und setzen zudem optische Akzente. Die vollendete Verbindung von Form und Konstruktion

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zeigt hier bereits eine der Kernaussagen von Nervis Konstruktions-philosophie: »Mein Vertrauen in die natürliche ästhetische Aus-sagekraft einer guten konstruktiven Lösung wurde nie enttäuscht« [7]. Die geschwungenen Kragträger des Tribünendachs sind ent-sprechend der Beanspruchung geformt, so dass der Kraftfluss klar nachvollziehbar wird, aber auch damit ein mit den damaligen Mög-lichkeiten einfach berechenbares System entsteht. Den Gegensatz dazu bilden die halbkreisförmigen Treppen (Bild 3) als komplexe, schwer zu berechnende Konstruktionen: In einen gekrümmten Randträger ist eine Kragplatte für die Treppenstufen eingespannt, ein gegenläufig gekrümmter Balken dient der Reduzierung der gro-ßen Torsionsbeanspruchung. Zur Berechnung wurden vereinfachen-de Annahmen nötig, die aber nur dann hinreichend genaue Bemes-sungswerte ergeben, wenn die konstruktiven Zusammenhänge von Form, Beanspruchung und Materialverhalten bekannt sind und be-rücksichtigt werden.

Tragwerksanalyse am Messmodell Als Nervi in den dreißiger Jah-ren seine ersten weit gespannten Tragwerke entwarf, waren die heutigen Methoden der analytischen Tragwerksuntersuchung noch in weiter Ferne: Konrad Zuse vollendete 1941 den ersten Computer, 1956 wurde die Finite-Elemente-Methode erstmals zur Berechnung von Flugzeugtragflügeln angewendet. Daher waren Messmodelle zur detaillierten Untersuchung des Tragverhaltens und als Ergänzung und Überprüfung vereinfachter analytischer Berechnungen gängiger und unverzichtbarer Bestandteil bei den Berechnungsverfahren kom-plexer Flächentragwerke. Bereits 1935 untersuchte Nervi das Tragverhalten eines Gewölbes aus diagonalen, sich kreuzenden Betonträgern an der Polytechnico in Mailand anhand eines Zelluloid-Modells im Maßstab 1:30. Die schmalen, hohen und gekrümmten Betonträger mit einem Quer-schnitt von 110 x 15 cm bildeten eine Art Gitterschale mit 5 m Kantenlänge und überspannten eine Grundfläche von 100 x 40 m. Diese Konstruktion wurde zunächst für einen Flugzeughangar in

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6 Innenansicht des »Salone Principale«, Turin (1949)

7 Querschnitt durch ein Tragelement des »Salone Principale« mit den drei vorgefertigten, gewellten »Ferro-Cementi«

8 Innenansicht des Palazetto dello Sport (1951), den Nervi zusammen mit dem Architekten Antonio Vitellozzi baute

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Orvieto eingesetzt. Dort endeten die in Ortbetonweise hergestellten Balkenscharen auf der Rückseite und an den Seiten direkt in einer Stütze, an der Torseite standen nur drei Stützen, ein horizontaler Fachwerkträger diente der horizontalen Aussteifung gegen Wind-kräfte. Die Dacheindeckung bestand aus Hohlziegeldecken mit Eternitabdeckung.

Wege zur Vorfabrikation Der hohe Aufwand an Schalung und Leergerüsten für den Flugzeughangar in Orvieto, aber auch für das Stadion in Florenz, veranlassten Nervi zur Entwicklung vorfabrizier-ter Elemente. Bei den Konstruktionen weiterer Hangars wurden die gebogenen Ortbetonträger der Gitterschale des Flugzeughangars durch aufgelöste Fachwerkträger ersetzt (Bild 4) und nur die Kno-tenpunkte mit Ortbeton vergossen. Die Dacheindeckung bestand aus Welleternit, auf dünnen Pfetten befestigt. Das Dach stützten nur sechs Strebepfeiler, was zu einer leichter zu berechnenden und analysierenden symmetrischen Konstruktion führte. So entstand bis 1943 eine Reihe von Flugzeughangars, unter anderem in Torre del Lage und Otbetello, die leider im Zweiten Weltkrieg von der sich auf dem Rückzug befindenden deutschen Armee zerstört wurden.

Ferro-Cemento Getrieben von dem Gedanken der Wirtschaftlich-keit verfolgte Nervi Mitte der vierziger Jahre einen ganz neuen Weg in der Entwicklung von Fertigteilen für weit gespannte Flächentrag-werke: Mehrere Lagen eines sehr feinmaschigen und dünnen Drahtnetzes aus Drähten mit 0,5 – 1,5 mm Durchmesser und mit einer Maschenweite von 10 mm wurden mit Zementmörtel um-mantelt. Es entstand ein elastischer und sehr fester Baustoff, der so genannte Ferro-Cemento [9]. Der erste Bau mit dieser neuen Tech-nik war ein Lagerhaus in Rom (1945) mit 3 cm dicken Schalenele-menten für die Wände (Bild 5). In der Folgezeit gab es kaum ein Flächentragwerk, in dem Nervi nicht die Eisen-Zement-Elemente vielseitig einsetzte: als Fertigteile, als verlorene Schalung sowie als wieder verwendbare Schalung.

Fertigteile aus Ferro-Cemento Eindrucksvoll kamen die Elemente für den so genannten Salone Principale des Turiner Ausstellungs-gebäudes (1949) zum ersten Mal international zur Geltung: Ein wellenförmig geripptes Gewölbe überspannt den Ausstellungsraum mit 82 m Spannweite und wird durch Lichtdurchbrüche und Quer-scheiben gegliedert. Die gewellten Rippen aus 5 cm dicken Elemen-ten mit einer Breite von 2,50 m und einer Länge von 4,50 m sind in der Mitte durchbrochen und verglast. Diese Filigranität ist möglich dank des zusätzlichen bewehrten Ortbetons an den Kehlen und den Graten sowie dank der Querversteifungen (Bilder 6, 7).

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Verlorene Schalung aus Ferro-Cemento – geometrische Nervaturen Für die an den Salon Principale anschließende Rund-kuppel wurden die Eisen-Zement-Elemente als verlorene Schalung verwendet, so dass die Schalelemente mit dem Ortbeton im Ver-bund wirken. Dafür wurden geformte, 2 cm dicke Elemente mit Ab-stand, in der Regel zwischen 10 und 15 cm, auf einem Gerüst ver-legt. Dann wurden die Zwischenräume und die gesamte Fläche mit Ortbeton vergossen. Die Zwischenräume bilden Nervis berühmte, architektonisch eindrucksvolle Rippen, gelegentlich Nervaturen ge-nannt. Die konstruktive Begründung dieser Strukturlinien ist in den einzelnen Projekten zu hinterfragen [10]. Die so entstandene, rau-tenförmige Ornamentik kam über kreisrunden (Casino am Strand von Ostia, 1950), elliptischen (Festsaal Terme de Chianciano, 1952) oder rechteckigen Grundrissen (Salzmagazin in Tortona, 1951) zur Anwendung. Zu besonders ästhetischer Vollendung gelangte sie bei Nervis wohl berühmtestem Bauwerk, dem Palazetto dello Sport in Rom (1956/57): 1 600 Stahlbetonfertigteile sind zu einer großen, blütenartigen Struktur angeordnet; geneigte, Y-förmige Stützen-böcke halten die Schale, die sich spielerisch und gleichzeitig statisch sinnfällig am Rand wellt (Bild 8).

Schalung aus Ferro-Cemento Um neue Wege in Herstellung und Montage gehen zu können, aber auch um die traditionellen gestal-terischen Beschränkungen der Holzschalungen zu überwinden, ent-wickelte Nervi für Decken Schalungskästen aus Ferro-Cemento. Bei der erstmaligen Anwendung für das Lagerhaus der Tabakmanufak-tur in Bologna (1952) (Bild 1) mit einer kassettenartigen Decken-struktur ruhte der Schalungskasten eines Deckenfeldes auf einem

Rohrgerüst, das mittels hydraulischer Pressen in senkrechter Rich-tung und mittels Schienen in horizontaler Richtung verfahrbar war. Um die Schalung leichter lösbar zu machen, erfuhr die Oberfläche eine spezielle Behandlung. Mit dieser Schalung entstand eine ex-trem glatte Decke mit abgerundeten Kanten und Graten, die einen interessanten Kontrast zu den holzgeschalten Stützen bildete.

Isostatische Nervaturen Die Ferro-Cemento-Schalungen wurden wie die Fertigteile auf Gipsformen hergestellt und ermöglichten so freie Deckenstrukturen. Um die Rippen statisch optimal anzuord-nen, orientierte sich Nervi an den isostatischen Linien. Zum ersten Mal wurden diese bei der mehrschiffigen Halle der Wollfabrik Gatti in Rom (1953) umgesetzt. Hier folgen die Deckenrippen den Haupt-biegemomenten, Nervi leitete daraus die ideale Bewehrungsfüh-rung ab [10] (Bilder 9, 10).

Konstruktion und Licht Die berühmten Rippen entfalten ihre ge-stalterische Kraft im Innern – nicht zuletzt dank des Lichtes und der Lichtführung: Mal kommt es von oben, mal von der Seite, mal zir-kuliert es im Raum, nie aber ist es dem Zufall überlassen. Gewollt und gekonnt bricht das Licht an den konstruktiven Kanten der Strukturlinien und unterstreicht so den Kräfteverlauf. Der heikle Übergang eines Bogengewölbes zum Widerlager wurde beim Turi-ner Salon Principale durch eine fächerförmige Abfangung aufgebro-chen und lässt die Halle von Licht getragen schweben (siehe Bild Inhalt). Nervi gelang somit vielfach die Entmaterialisierung der Ober-flächen. Einer der beeindruckenden Innenräume ist mit dem Kon-ferenzsaal der Unesco in Paris (1957) entstanden (Bilder 11, 12).

Ingenieurporträt Pier Luigi Nervi (1891–1979)

9 Raumwirkung und historische Pläne mit isostatischen Nerva-turen: Decke im Palazzo dello Sport (1960) und …

10 … Studie Nervis

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Das Faltwerk aus Stahlbeton ist von einer zusätzlichen Platte durch-zogen. Diese wird im Bereich der größeren Spannweite, also im Be-reich des Konferenzsaals nach oben gezogen und verläuft so immer statisch sinnfällig voll ausgenutzt in der Druckzone. »Es gibt wenige Beispiele der modernen Architektur, bei denen die restlose Durch-dringung architektonischen Schaffens und konstruktiven Denkens zu einer derart überzeugenden Gestalt geführt hat« [11].

Aktualität Nervis Die Menge und Vielfalt von Nervis Oeuvre macht es zwingend, dass hier vieles unerwähnt bleibt: Motor- und Segelboote aus Ferro-Cemento (1948), der Entwurf für ein drehbares Wohnhaus (1932), das Pierrelli-Hochhaus in Mailand (1956) ebenso wie der Palast der Arbeit in Turin (1961) mit seinen strahlenförmig angeordneten Pilzköpfen aus Stahlträgern oder die markante Hängebrückenkonstruktion für die lange Halle der Papier-fabrik Burgo bei Mantua (1962) – um nur einige markante Beispiele herauszugreifen. Viele seiner Bauwerke, insbesondere die großen internationalen Projekte, sind in Zusammenarbeit mit Architekten entstanden, der Einfluss dieser Arbeitsgemeinschaften auf Nervis Formensprache wird dabei unterschiedlich bewertet [4]. Allen Pro-jekten Nervis, den realisierten wie den Entwürfen, ist eine spürbare Gestaltungsfreude eigen, basierend auf einer erfindungsreichen Konstruktion und einer konzeptionellen Umsetzung bis ins Detail. Es ist dieser umfassende Ansatz, in dem sich gestalterische, kon-struktive und wirtschaftliche Argumente durchdringen, der Nervi bis heute Aktualität verleiht. Mit dem Ansatz einer »richtigen« Spar-samkeit hat Nervi gezeigt, wie serielle Fertigung und wirtschaftliche Herstellung nicht zu Einfallslosigkeit und Monotonie führen müs-

sen. Für die Ingenieursdisziplin sind insbesondere Nervis theoreti-sche Auseinandersetzungen zum Entwerfen und seine Gedanken über Entwurfsprinzipien von höchster Aktualität. Auch wenn sich diese inhaltlich nicht direkt in unseren heutigen kulturellen Kontext übertragen lassen, auch wenn Nervi selbst diese nicht immer einge-halten haben sollte [2], könnten ihre Wesenszüge doch die so drin-gend erforderliche Diskussion um Form und Konstruktion, aber auch um die gestalterische wie statische und wirtschaftliche Verant-wortung aller am Bau Beteiligter zurück in die Ingenieurausbildung bringen. A. B.

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Literaturhinweise: [1] Luigi Ramazzotti, Das Werk von Pier Luigi Nervi. In: Gestalten in Beton – zum Werk von Pier Luigi Nervi, arcus 7, Rudolf Müller Verlag, 1989 [2] Stefan Polónyi, Analyse der Tragwerke von Pier Luigi Nervi. In: Gestalten in Beton – zum Werk von Pier Luigi Nervi, arcus 7, Rudolf Müller Verlag, 1989 [3] Pier Luigi Nervi, Die Architektur und die menschlichen Forderungen unse-res Jahrhunderts: In: Der Mensch und die Künste – Rolle und Aufgabe der Künste in der Gesellschaft, Unesco, Weber S.A., Genf, 1970 [4] Ada Louise Huxtable, Pier Luigi Nervi, Otto Maier Verlag, Ravensburg, 1960 [5] Pier Luigi Nervi, Über das Entwerfen. In: Struktur in Kunst und Wissen-schaft, Gyorgy Kepes (Hrsg.), Brüssel, 1967 [6] Pier Luigi Nervi, Neue Strukturen, Stuttgart, Hatje Verlag, 1963 [7] Pier Luigi Nervi, Bauten und Projekte, Hatje Verlag, 1957 [8] Silvia Kugler, Gespräch mit Pier Luigi Nervi, in: du – kulturelle Monatszeit-schrift, Juni 1962, Conzett & Huber, Zürich [9] Pier Luigi Nervi, Costruire Correttamente, Ulrico Hoepli, Mailand, 1965 [10] Irmgard Lochner, laufende Dissertation am ILEK, Universität Stuttgart [11] Vorwort Jürgen Joedicke, in: ebd [7]

11 Schnitte durch das Gebäude der Unesco in Paris (1957), das Nervi gemeinsam mit den Architekten Marcel Breuer und Bernhard H. Zehrfuß realisierte …

12 … Die Lichtführung im Konferenzraum unterstreicht zugleich den staatischen Kräfteverlauf

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