Gewölbe

Aus Bruchstein gemauertes Gewölbe (St.-Nicolaus-Kirchenruine, Visby)

Ein Gewölbe ist eine nach oben hin gewölbte Gebäudedecke, die nicht – wie etwa eine Balkendecke – flach auf den Wänden aufliegt. Verschiedene Bautypen (etwa Tonnengewölbe, Klostergewölbe, Kreuzrippengewölbe) leiten die aus der Nutzlast und dem Eigengewicht entstehenden Kräfte als Drucklast auf Wände und/oder Pfeiler ab. Die Gewölbetypen entwickelten sich im Laufe der Architekturgeschichte zu immer komplexeren Formen.

Bauliche Merkmale von Gewölben

Art der Lastverteilung

Schubkräfte in einem Spitztonnengewölbe

Schubkräfte in einem Kreuzgewölbe (Aufsicht)

Im Gegensatz zur ungewölbten Holzbalkendecke oder Flachdecke treten bei einem Gewölbe nur Druckspannungen auf, sofern das Gewölbe einer Stützlinie folgt. So ist es möglich, größere Räume ohne Unterstützung von Pfeilern oder anderen Hilfskonstruktionen zu überdachen.

Dabei wirkt das Gewicht des Gewölbes an seinen Auflageflächen nicht nur senkrecht nach unten wie bei einer Balkendecke, sondern auch nach außen. Bei einem Gewölbe, das auf zwei parallelen Mauern aufsetzt, ergibt sich im Querschnitt ein kettenlinienförmiger Kraftfluss, der am höchsten Punkt beginnt, die Mauerkronen schneidet und am Boden außerhalb der Mauern endet. Die tragenden Mauern des Raumes müssen also nicht nur dem Gewicht standhalten, sondern auch Kräften, die sie nach außen drücken.

Dem in dem Gewölbe entwickelten Seitendruck muss die Dicke in seinem höchsten Punkt entsprechen. Diese Dicke muss – dem vom Scheitel zum Auflagepunkt (der Mauerkrone) hin zunehmenden Gewölbedruck gemäß – bei weiter gespannten Gewölben ebenfalls zunehmen.

Die tragenden Mauern müssen so gebaut sein, dass sie dem Seitendruck, der aus den Proportionen des Raums, dem Gewicht und der Form des Gewölbes resultiert, standhalten können. Ein hoher Seitendruck kann durch Erhöhung der Mauerdicke oder durch Strebepfeiler in das Fundament abgeleitet werden. Eine weitere Möglichkeit bilden Zuganker, quer unter dem Gewölbe gespannte Metallstangen, die auf der Außenseite der Mauern verankert sind. Sie werden vorwiegend nachträglich zur Sicherung von Gebäuden verwendet, deren tragende Mauern dem Seitendruck nicht dauerhaft standhalten.

Bauteile eines Gewölbes

Bauteile eines Gewölbes
(hier bei einem Tonnengewölbe)
Rote Fläche: Wange
Blaue Fläche: Kappe
Grüne Kante: Widerlager
Rote Kante: Schild(bogen)
Blaue Kante: Grat(bogen)

Denkt man sich ein Tonnengewölbe von zwei sich kreuzenden Diagonalen (auf den Grundriss bezogen) unterteilt, heißen die dreieckigen Segmente zwischen den Widerlagern und dem Scheitel Wangen oder Walme. Die Segmente zwischen Schildbogen und Scheitelpunkt Kappen. Die auf die Leibung projizierten Diagonalen, die Wangen und Kappen trennen, werden Gratbogen genannt.

Diese Segmente sind die Bausteine für kompliziertere Gewölbeformen, bei denen sich zwei oder mehr „gedachte“ Gewölbe durchdringen.

Innere Wölblinie

Der Bogen, der vom Innenraum des Gewölbequerschnitts (der Laibung) aus sichtbar ist, wird innere Wölblinie genannt.

Bei Halbkreisgewölben bildet die innere Wölblinie einen Halbkreis.

Bei den flacheren Segment- oder Stichbogengewölben bildet sie weniger als einen Halbkreis, also ein Kreissegment von weniger als 180 Grad.

Bei Korbbogengewölben besteht das Gewölbe aus mehreren zusammengesetzten Kreissegmenten mit kleinerem Radius als dem des Gewölbes als Ganzem (ähnlich dem Rand einer Blüte oder dem eines Fallschirms).

Bei Spitzbogengewölben stoßen Gewölbeschenkel mit größerem Radius als der Hälfte der Gewölbebreite so aufeinander, dass am Scheitel ein spitzer Winkel entsteht.

Bei elliptischen Gewölben bildet die Wölblinie eine Parabel oder eine halbe Ellipse.

Bei scheitrechten Bögen sind die Schenkel gerade und stoßen im Scheitel in spitzem Winkel aufeinander.

Bei Klinoidengewölben, die im Brückenbau Verwendung finden, wird der Druck gerade, in der Regel horizontal verteilt.

Bei hyperbolisch-parabolischen Gewölben liegt eine komplexe, dreidimensional verzogene Form vor.

Gewölbe mit ungleichen Gewölbeschenkeln nennt man unsymmetrisch, solche mit nur einem Schenkel einhüftig.

Bei gestelzten Gewölben spricht man – wie bei gestelzten Bögen – von Gewölben, deren Gewölbeschenkel senkrecht nach unten mehr oder weniger verlängert sind.

Gewölbeformen

Typ Tonnengewölbe

Tonnengewölbe

Tonnengewölbe

Kloster Sant Pere de Rodes, Spanien, 11. Jhdt.

Hat ein Gewölbe zwei gleich lange parallele Widerlager, so nennt man es Tonnengewölbe, unabhängig von der Wölblinie. Bei rundbogigem Querschnitt spricht man von Rundtonne, bei spitzbogigem Querschnitt von Spitztonne. Ein Tonnengewölbe ist gerade, wenn es einen rechteckigen Grundriss hat, schief, wenn er parallelogramm- oder paralleltrapezförmig ist. Ein Tonnengewölbe, das ein Hauptgewölbe senkrecht schneidet, bildet im Schnittbereich eine Stichkappe.

Eine spezielle Form des Tonnengewölbes ist die Preußische Kappendecke. Sie besteht aus sich wiederholenden flachen Rundtonnengewölben. Der Querschnitt einer solchen Kappe bildet ein Kreissegment. Die Höhe der Wölbung beträgt üblicherweise weniger als 15% der Breite. Preußische Kappen wurden vor allem im 19. Jahrhundert zur Gestaltung von Geschossdecken, aber auch als Kellergewölbe verwendet. Preußische Kappen sind auch unter dem Begriff „Berliner Gewölbe“ bekannt.

Muldengewölbe

Schließt man die Enden eines Tonnengewölbes durch zwei Kappen ab, wird es zum Muldengewölbe.

Spiegelgewölbe

Ein Spiegelgewölbe ist ein Muldengewölbe, das unterhalb seiner Scheitellinie durch eine waagerechte Ebene beschnitten, dessen Scheitellinie also durch eine waagerechte Fläche ersetzt wurde – eine besonders für die Plafondmalerei geeignete Form.

Stichkappe

Stichkappengewölbe im Antiquarium der Residenz, München

Dabei handelt es sich um ein kleines Tonnengewölbe, welches in der Regel rechtwinklig (seltener schräg) in ein Hauptgewölbe einschneidet. Solche „Nebengewölbe“ werden beispielsweise oberhalb von Fenster- oder Türöffnungen, an Nischen oder kleineren Nebenräumen angeordnet, um die Belichtung des gesamten Gewölbes zu verbessern bzw. einen seitlichen Zugang zu ermöglichen. Stichkappen sind gegen das Hauptgewölbe oft durch den sogenannten Kappenkranz abgetrennt. Haben die Scheitel zweier gegenüber liegender Stichkappen dieselbe Höhe wie der Scheitel des Hauptgewölbes, entsteht ein Kreuzgewölbe.

Klostergewölbe

Klostergewölbe

Beim Klostergewölbe werden vom rechteckigen oder quadratischen Grundriss aus vier Wangen gemauert, die zu einem Scheitelpunkt aufsteigen. Die beiden Kappen eines Tonnengewölbes werden also durch zwei Wangen ersetzt, es hat vier Mauern als Widerlager und vier innen vertiefte Grate. Klostergewölbe mit quadratischem Grundriss werden auch als Platzlgewölbe oder böhmisches Platzl bezeichnet.

Kuppel

Kuppeln lassen sich als Sonderform des Klostergewölbes mit vieleckigem, kreisförmigem oder ovalem Grundriss betrachten – sie haben ebenfalls nur einen Scheitelpunkt und den ganzen Umfang ihres Grundrisses als Widerlager. Typische Beispiele der Kirchenarchitektur sind achteckige sogenannte Klosterkuppeln über den Vierungen.

Kreuzgewölbe

Kreuzgewölbe – die Diagonalgrate bilden einen statisch ungünstigen, gedrückten Bogen

Werden genau umgekehrt zum Klostergewölbe die beiden Wangen eines Tonnengewölbes durch zwei Kappen mit gleichem Gratbogen ersetzt, entsteht ein Kreuzgewölbe mit vier Graten, vier Schilden und vier Widerlagerpunkten in den Ecken. Sind die Kappen sphärisch gebaucht, spricht man von Busung bzw. gebustem Gewölbe.

Unter dem Oberbegriff Kreuzgewölbe kommen zwei konstruktiv unterschiedliche Grundformen vor, das Kreuzgratgewölbe ohne tragende Rippen, welches als für die romanische Architektur typisch gilt, sowie das Kreuzrippengewölbe, welches auf tragenden Kreuzrippen aufgebaut ist und als typisches Element der gotischen Architektur gilt.

Wenn in der Längsachse des Baus mehrere Gewölbe aufeinander folgen, bezeichnet man die an die Längswand anstoßenden Bögen als Schildbögen, die Bögen zwischen den einzelnen Gewölben dagegen als Gurtbögen oder Gurte. Liegen die Gewölbe von Mittel- und Seitenschiffen auf gleicher Höhe (Hallenkirche), werden die Gewölbebögen, die die Längsschiffe längs voneinander trennen, als Scheidebögen bezeichnet.

Kreuzgratgewölbe

Kreuzgratgewölbe können als zwei einander durchdringende Tonnengewölbe definiert werden, wobei vier Kappen entstehen. Wo die Kappen aufeinander stoßen, entstehen zwei sich kreuzende diagonale Grate, die von den vier Widerlagerpunkten in den Ecken ausgehen. Da bei rein geometrischer Austragung des Kreuzgewölbes aus zwei einander durchdringenden rundbogigen Tonnen die Diagonalgrate eine gedrückte, statisch ungünstige Form erhalten, sind die meisten Kreuzgewölbe zur Mitte hin überhöht. Denn der diagonale Grat, der eine größere Spannweite als die Schildbögen hat (weil die Diagonale eines Rechtecks länger ist als seine Kanten), wird bei statisch vorteilhafter rundbogiger Ausführung wegen seines größeren Radius höher als die Schildbögen. Man sagt dann, das Gewölbe sei „mit Stich“ gebaut oder „gebust“. Zum Bau eines Kreuzgratgewölbes ist stets eine vollflächig geschlossene Schalung erforderlich, da das Gewölbe erst nach der vollständigen Aushärtung trägt.

Die Technik des Kreuzgratgewölbes wurde bereits in der Antike entwickelt und in den römischen Thermen zur Perfektion gebracht. Im Frühmittelalter wurde diese Gewölbeform wieder aufgenommen.

Steigt das Gewölbe zur Mitte hin stark an, so dass der Scheitel bzw. der Schlussstein des Gewölbes deutlich höher liegt als die Scheitel der Schildbögen, spricht man vom Domikalgewölbe. Dieses findet sich im Mittelalter besonders in den westfranzösischen Regionen Anjou und Maine (Kathedrale von Angers, Saint Serge in Le Mans, Kathedrale von Le Mans) und in Deutschland in Westfalen (Dom zu Münster, Zisterzienserkirche Marienfeld). Oft sind Domikalgewölbe durch Längs- und Querrippen als achtteilige Gewölbe ausgebildet.

Kreuzrippengewölbe

→ Hauptartikel: Kreuzrippengewölbe

Vierteiliges Kreuzrippengewölbe im Langhaus der Kathedrale von Salisbury

Kreuzrippengewölbe sind der Form nach den Kreuzgratgewölben ähnlich, haben jedoch an den sich kreuzenden Graten aus Steinen gemauerte diagonale Bögen, die Kreuzrippen. Im Kreuzungspunkt der Rippen befindet sich ein Schlussstein.

Das Gewölbe wird durch die selbst tragende Rippen gebildet und gehalten. Die Rippen kreuzen sich dabei wie die Diagonalen in einem Rechteck; sie leiten die Druck- und Schubkräfte des Gewölbes auf die Pfeiler ab. Jede Kreuzrippe setzt sich aus mehreren profilierten Werksteinen zusammen.

Das Kreuzrippengewölbe ist ein typisches Element der gotischen Architektur. Es ermöglichte hohe Kirchenräume. Die Wände wurden im Vergleich zum Tonnengewölbe entlastet und konnten mit größeren Fensterflächen versehen werden.

Als eines der ersten Kreuzrippengewölbe gilt das – noch spätromanische – Querhausgewölbe des Speyerer Doms (nach 1081).

Ist dieses Gewölbe in der Querrichtung durch eine vom Schlussstein zu den Außenwänden gehende Rippe in sechs Kappen unterteilt, spricht man von einem sechsteiligen Gewölbe, das typisch für frühgotische Kirchenbauten ist. Bei Verwendung der sechsteiligen Gewölbe entsteht das sog. gebundene System, bei dem einem Mittelschiffsgewölbe auf jeder Seite zwei Seitenschiffsgewölbe zugeordnet sind. Liegt auch in Längsrichtung eine Scheitelrippe, entsteht ein achtteiliges Gewölbe.

Kreuzrippengewölbe können durch weitere Rippen unterstützt werden, sodass Rippenfächer, Rippensterne, Rippennetze oder andere Muster entstehen können. Dann werden die Gewölbe auch entsprechend bezeichnet (Fächergewölbe, Sterngewölbe, Netzgewölbe, Schlingrippengewölbe u.a.). Die Formen der Rippengewölbe erfuhren eine bedeutende Variation. Fächergewölbe prägten besonders die englische Gotik, Schlingrippengewölbe die Spätgotik Böhmens, beispielsweise in der Pfarrkirche Königswiesen oder in der Albrechtsburg in Meißen.

Sterngewölbe

Das Sterngewölbe ist ein Kreuzgewölbe, bei dem die Gewölbekappen nochmals unterteilt werden. Werden in jeder solchen dreieckigen Gewölbekappe aus den drei Eckpunkten Rippen zweiter Ordnung hochgeführt, die sich in einem Scheitelpunkt vereinigen, entsteht ein weiteres Kleingewölbe. So bildet sich die Sternform der Rippen, die ihm den Namen gegeben hat.

Zellengewölbe

Zellengewölbe (auch Diamantgewölbe) sind eine Sonderform der Gewölbe der Spätgotik. Statt die zwischen den Rippen (oder Graten) eines Sterngewölbes entstehenden Dreiecke wie üblich als durchgehende, gebogene Kappen auszumauern, wurden diese aus drei geraden Flächen als pyramidale Hohlräume ausgebildet, so dass eine vielfach gefaltete Decke entsteht. Das Netz der tragenden Verstrebungen wurde dabei ohne Lehrgerüst durch kleine Gewölbe-„Zellen“ ausgefacht. Zellengewölbe sind (im Vergleich zu den anderen gotischen Gewölbeformen) relativ wenig verbreitet, Beispiele finden sich etwa in der Albrechtsburg in Meißen, in der Marienkirche in Danzig und in Schloss Greinburg in Grein an der Donau.

Netzgewölbe

Wenn sich die Gewölberippen vielfach überkreuzen wie die Fäden eines Netzes, spricht man von einem Netzgewölbe.

Fächergewölbe

Fächergewölbe (Palmengewölbe, Strahlengewölbe). entstehen, wenn von Auflagern oder Diensten an der Wand mehr als drei Rippen ausgehen, wodurch sich pro Jocheinheit nicht die Kreuzform des Kreuzrippengewölbes, sondern zwei strahlenförmig gegeneinanderlaufende Fächer bilden. Englische Fächergewölbe bestehen aus vom Rippenansatz aufsteigenden, kegelförmigen, gemauerten Schalen, deren Zwischenräume in der Gewölbemitte durch horizontale Platten abgedeckt werden.

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  Zellengewölbe

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  Sterngewölbe in Kulm (Polen)

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  Achtzackiges Sterngewölbe in Kulm (Polen)

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  Netzgewölbe in St. Mary Redcliffe, Bristol (England)

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  Schlingrippengewölbe in Königswiesen

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  Palmengewölbe der Jakobinerkirche Toulouse

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  Fächergewölbe in Bath Abbey, England

Hyperbolisches Paraboloid

hyperbolisches Paraboloid

Diese Bauform hat auf Grund ihrer komplexen Geometrie erst in der neueren Baukunst Verbreitung gefunden. Es handelt sich um eine in alle drei Dimensionen verzogene Fläche, die den Kraftverläufen bei nicht eben begrenzten Dachflächen nachfolgt. Frühe Formen wurden mit flachen Ziegelgewölben realisiert (Katalanisches Gewölbe), heute werden sie häufig in Beton ausgeführt (von anderen Materialgruppen wie Holz oder Geweben abgesehen).

Gewölbebau

Lehrgerüst für Zellengewölbe

Da Gewölbe in der Regel erst in sich stabil werden, wenn der Schlussstein bzw. die Schlusssteine gesetzt sind (Ausnahme z. B. Santa Maria del Fiore in Florenz), müssen sie über Lehrgerüste, die die innere Laibung von unten her festlegen, aufgemauert werden. Nach Setzen der Schlusssteine können die Lehrgerüste entfernt werden.

Gewölbe wurden vorwiegend in Haustein, Backstein oder Bruchstein, seltener in Gussmörtel ausgeführt. Besonders leichte Gewölbe stellte man aus Kalktuffstein oder Tuffstein oder hohlem, gebranntem, Topfstein her (Tuffgewölbe, Topfgewölbe).

Als Hilfsmittel beim quadratischen Kreuzgewölbe werden häufig vorweg Gurtbögen eingezogen, die auf Säulen ruhen. Zur Erstellung der Gurtbögen werden halbkreisförmige Schablonen verwendet. Danach kann das Kreuzgewölbe auf die Gurtbögen aufgelegt werden.

In neuerer Zeit, vor allem seit den 1920er Jahren, wird auch dünnschaliger Stahlbeton als stabiles Baumaterial für Gewölbe verwendet.

Geschichte

Kraggewölbe, auch falsche Gewölbe genannt, mit horizontal gefügten Steinlagen sind seit der Vorzeit belegt; im 14. Jahrhundert v. Chr. z. B. aus Mykene. Sie wurden regional bis in die Neuzeit errichtet.

Die echte Gewölbekonstruktion mit radial gefügten Steinen war aber schon den Ägyptern und Assyrern bekannt und wurde von den Etruskern in die Baupraxis des Abendlandes eingeführt. Vor allem die Römer haben den Gewölbebau weiterentwickelt und Tonnen-, Kreuz- und Kuppelgewölbe gebaut. In Rom haben sich einige herausragende Beispiele erhalten, so z.B. das Pantheon und die Maxentiusbasilika.

Die frühchristlichen Basiliken waren in der Regel nicht gewölbt, sondern flachgedeckt. Bedeutende spätantike Wölbungsbauten finden sich in Ravenna, so beispielsweise San Vitale. In der byzantinischen Baukunst erlebten die Kuppelkirchen eine Blüte. Das bedeutendste Beispiel ist die Hagia Sophia in Istanbul.

Mit der Eroberung Roms durch die Germanen gingen ab dem 5. Jahrhundert im westlichen Europa die Kenntnisse der Wölbungstechnik nach und nach verloren. Eine der wenigen Ausnahmen war der nach byzantinischem Vorbild errichtete Aachener Dom mit seiner hohen Kuppel.

Die höchste Ausbildung erfuhren die Kuppelgewölbe in der islamischen Architektur und die Kreuzgewölbe in der Baukunst des Mittelalters und der Renaissance. Zunächst wölbte man nur die schmaleren und niedrigeren Seitenschiffe, die breiten hohen Mittelschiffe blieben flachgedeckt. Dies änderte sich erst um das Jahr 1000. Anfangs war das Tonnengewölbe die Hauptbauform. In Burgund entstand beim Bau der Kirche von Cluny III das Spitztonnengewölbe. Der erste durchgehend kreuzrippengewölbte Bau war die Kathedrale von Durham. Das Kreuzrippengewölbe entwickelte sich zur standardmäßigen Gewölbeform der Gotik. Durch die Verstärkung der Gewölbe mit Hilfe von Strebebögen und Strebepfeilern erreichten die Baumeister Gewölbehöhen von bis zu 48 Metern (Kathedrale von Beauvais). Die Spätgotik bildete besonders in England und Deutschland dekorative Rippenfiguren aus, die Stern- Netz- und Fächergewölbe.

Mit dem Ende der Gotik kehrte man in der Renaissance im Kirchenbau zur Tonnenwölbung zurück, die oft durch seitliche Stichkappen zu den Fenstern geöffnet wurde. Für die Deckenmalerei des Barock dienten oft Spiegelgewölbe großer Spannweite, beispielsweise Balthasar Neumanns Gewölbe über dem Treppenhaus der Würzburger Residenz. Zudem leitete die Renaissance eine neue Blüte des Kuppelbaus ein, wofür die Kuppel des Petersdoms in Rom steht.

Mit den neuen Baumaterialien Eisen und Beton begann im 19. Jahrhundert eine neue Epoche des Gewölbebaus.

Siehe auch

• Flüstergewölbe

Literatur

• Joseph Eich: Die Gewölbe, ihr Wesen, ihre Gestalt und ihr Bau. Band 1: Gewölbeformen. Polytechnische Verlagsgesellschaft M. Hittenkofer, Strelitz 1921.
• Waldemar Swida: Statik der Bogen und Gewölbe. Theorie des Einzelbogens; Berechnungsbeispiele unter Berücksichtigung der neuesten Belastungsannahmen (DIN 1072) und Berechnungsbestimmungen (DIN 1975). C. F. Müller, Karlsruhe 1954.
• Norbert Nußbaum, Sabine Lepsky: Das gotische Gewölbe. Eine Geschichte seiner Form und Konstruktion. Deutscher Kunstverlag, München u. a. 1999, ISBN 3-422-06278-5 (das zur Zeit wissenschaftlich maßgebliche Werk).
• Stefan Bürger: Figurierte Gewölbe zwischen Saale und Neiße. Spätgotische Wölbkunst von 1400 bis 1600. 3 Bände. VDG, Verlag und Datenbank für Geisteswissenschaften, Weimar 2007, ISBN 978-3-89739-518-3 (Zugleich: Dresden, Technische Universität, Dissertation, 2004).
• Werner Müller, Norbert Quien: Virtuelle Steinmetzkunst der österreichischen und böhmisch-sächsischen Spätgotik. Die Gewölbeentwürfe des Codex Miniatus 3 der Österreichischen Nationalbibliothek in Wien (= Studien zur internationalen Architektur- und Kunstgeschichte. Bd. 38). Michael Imhof Verlag, Petersberg 2005, ISBN 3-937251-03-0.
• David Wendland: Lassaulx und der Gewölbebau mit selbsttragenden Mauerschichten. Neumittelalterliche Architektur um 1825−1848. Michael Imhof Verlag, Petersberg 2008, ISBN 978-3-86568-117-1 (Zugleich: Stuttgart, Universität, Dissertation, 2007).

Weblinks

Wiktionary: Gewölbe – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Gewölbe – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Über Gewölbe
• www.Stuck-Katalog.de: Gewölbe
• Lexikon Bautechnik: Gewölbe
• Katalanisches Gewölbe / Hyperbolische Paraboloide (PDF, 887 KiB)