Gewölbe und Bögen: wie Gebäude ihre Dächer tragen

Ein Bogen ist eine gekrümmte Konstruktion aus keilförmigen Steinen, die eine Last über einer Öffnung trägt, indem sie die Steine gegeneinander drückt. Ein Gewölbe ist ein zu einer Decke oder einem Überbau aus Stein verbreiterter Bogen. Bogen und Gewölbe ermöglichen es, große Räume ohne Holzbalken zu überspannen.

Fakten

Der Bogen: wie er funktioniert

Ein gerader Steinbalken kann nicht weit tragen, denn Stein verträgt Druck, aber schlecht Zug, und der Balken bricht in der Mitte. Der Bogen löst das Problem, indem er die Kräfte so umlenkt, dass alle Steine gegeneinander gedrückt werden. Die keilförmigen Wölbsteine kommen von zwei Seiten und treffen sich im Schlussstein oben. Sobald der Schlussstein sitzt, verspannt sich der Bogen durch sein eigenes Gewicht. Deshalb kann man mit kleinen Steinen große Öffnungen überbauen.

Doch ein Bogen drückt auch zur Seite. Deshalb muss der Untergrund schwer und stabil sein, oder ein Gegengewicht muss den Seitenschub aufnehmen. Grundlage jedes Gewölbebaus ist der Kampf zwischen Last und Gegengewicht. Mehr zu den Bauteilen findest du unter Bögen und Gewölbe.

Die Römer: Rundbogen und Beton

Die Römer machten den Rundbogen zu ihrem Kennzeichen. Er ist überall zu sehen, in den Geschossen von Aquädukten wie dem Pont du Gard und in der Fassade des Kolosseums, wo Arkaden die Zuschauerränge tragen. Sie erfanden auch das Kreuzgratgewölbe, bei dem sich zwei Tonnengewölbe rechtwinklig kreuzen, und konnten mit römischem Beton Kuppeln von enormer Größe bauen.

Die Kuppel des Pantheons in Rom, um 125 n. Chr. fertiggestellt, hat eine Spannweite von 43,3 Metern und ist bis heute die größte Kuppel aus unbewehrtem Beton der Welt. Der Beton wird nach oben dünner und leichter, und in der Mitte der Kuppel befindet sich eine Öffnung, das Oculus. Es ist die römische Baukunst in ihrer bekanntesten Form; mehr dazu im Ratgeber über die römische Architektur.

Die Gewölbe des Mittelalters: romanisch und gotisch

In der romanischen Architektur verwendete man Tonnengewölbe und Kreuzgratgewölbe aus Stein über Kirchen, zum Beispiel im Dom zu Speyer. Sie verlangen dicke Mauern und kleine Fenster. In Durham entstand um 1093–1133 eines der ersten großen Rippengewölbe in England: Steinrippen werden diagonal gespannt und mit leichteren Steinplatten gefüllt, sodass das Gewölbe leichter wird.

Die Gotik führte das Rippengewölbe weiter und verband es mit dem Spitzbogen. Der Spitzbogen drückt stärker senkrecht nach unten als der Rundbogen, wodurch man höher und schmaler bauen kann. Der Seitenschub wird über Strebebögen zu Strebepfeilern abgeleitet, und die Mauern können für große Fenster geöffnet werden; siehe Saint-Denis. Wie das ablief, beschreiben die Ratgeber zum Bau und zum Erkennen der Gotik.

Kuppeln, Fächer und Modernes

Die Kuppel ist ein Gewölbe, das um eine Achse rotiert. Byzantinische Architekten setzten Kuppeln auf Pendentifs über quadratische Räume, wie in der Hagia Sophia; siehe byzantinische Architektur. Brunelleschi baute 1420–1436 die Kuppel über dem Dom von Florenz, die Kuppel von Florenz, mit zwei Schalen und im Fischgrätmuster verlegten Ziegeln, sodass sie ohne vollständiges Lehrgerüst aus Holz errichtet werden konnte.

In England entwickelte sich das Fächergewölbe, bei dem sich die Rippen wie ein Fächer ausbreiten; die King’s College Chapel in Cambridge, 1446–1515 erbaut, hat eines der berühmtesten. Antoni Gaudí nutzte bei der Sagrada Família hängende Ketten, um die idealen Formen zu finden: Eine frei hängende Kette ergibt eine Kettenlinie, die, nach oben gewendet, zu einem Bogen mit reiner Druckbelastung wird. Siehe auch den Ratgeber über Gaudí und die Kathedrale.

Daran erkennst du ihn

Übung

Wie heißt der Stein oben, der einen Bogen verspannt?