Lernen von der Natur?

Architektur, Veröffentlichung

Lernen von der Natur?

Prof. Dipl.-Ing. Willem-Jan Beeren

aus: akademiereihe Nr. 14
zu beziehen über den Deutschen Werkbund NRW

1
Wollen wir über Zusammenhänge von Natur und Architektur sprechen, so geschieht dies vor dem Hintergrund der Tatsache, daß wir von beidem umgeben sind in einer Art, der wir uns nicht entziehen können: Sowohl die „gewachsene“ Natur als auch Architektur bzw. Kultur als „gebaute Natur“ bilden für uns die Umgebung und Referenzebene des Denkens, Handelns und Fühlens. Man kann die Kulturentwicklung der Menschheit als Ausdruck verstehen, sich von der einen Umgebung, der natürlichen, schrittweise zu emanzipieren und sich vor ihren unwirtlichen Verhältnissen, vor ihren z.T. lebensbedrohlichen Zuständen zu schützen. Zu diesem Zwecke haben Menschen von Anbeginn human-adäquate Umgebungen geschaffen, die immer weiter verfeinert, orts- und gruppenspezifisch konnotiert und bis in das Kultische hinein gesteigert wurden. Auch in persönlich-biografischer Weise vollzieht sich dieser Emanzipationsprozess als Herauslösung von natürlichen Bindungen: Zunächst leiblich von der Mutter, später mikrosoziologisch vom Elternhaus, zum Teil auch auf moralischer Ebene von familiären oder gesellschaftlichen Traditionen und Werten. Demgegenüber steht der zunehmende Aufbau eigener Wertevorstellungen, eigener  Kontexte und Bindungen, die wiederum zur prägenden Umgebung einer kommenden Generation werden.

(Bild Nr. 1 // Aus: Wulf Schneider, Sinn und Un-Sinn)

Was sich im Architektonischen funktional deutlich absetzt von der natürlichen Umgebung (Schutz, Behausung, gleichmässige Temperierung), folgt formal-ästhetisch trotzdem oft denselben natürlichen Prinzipien nach Material, Fügungsart, Proportion, Gestik: „Die Harmonie des lebenden Körpers entsteht durch das Gleichgewicht bewegter Massen. Die Kathedrale ist im Ebenbilde lebender Körper erbaut. Ihre Proportionen, ihre Gleichgewichtsbeziehungen entsprechen genau der Ordnung in der Natur, entspringen allgemeinen Gesetzen. Die großen Meister, die diese Wunder der Baukunst errichtet haben, beherrschten die gesamte Wissenschaft und verstanden sie zu nutzen, da sie, aus den natürlichen, ursprünglichen Kräften geschöpft, in ihnen lebendig geblieben war.“[1] (Auguste Rodin, 1921)

2
Wie erscheint uns eine natürliche Umgebung, zum Beispiel ein Waldstück nach einem Spätsommerregen? Zunächst und in einem ursprünglichen Sinn erscheint uns diese Umgebung als Ganzheit, die alle Sinne anspricht, also multisensorisch angelegt ist. Versucht man, nach und nach die Ebenen des Erscheinens voneinander zu trennen, fällt einem erst die Komplexität und Vielschichtigkeit der Natur auf, die im ersten Augenblick so unscheinbar und selbstverständlich auftritt: Eine Farbigkeit zwischen warm und kalt und hell und dunkel; eine Formenvielfalt zwischen spitz und rund und offen und geschlossen; auditive Qualitäten zwischen hoch und tief, schrill und dumpf; Oberflächenbeschaffenheiten zwischen weich und hart und trocken und nass, olfaktorische Elemente zwischen modrig und würzig und süßlich und säuerlich usw. Der menschliche Leib ist in der Weise konstituiert, daß ihm durch die Sinne diese unterschiedlichen Informationen zufließen, sich in seinem Erleben und Erkennen zusammenfügen zu einem ganzheitlichen Bild. Dabei scheint nicht nur ein passives Aufnehmen im Sinne eines Reiz-Reaktions-Schemas statt zu finden, sondern ein Wechselspiel von Subjekt und Objekt: „Statt der statischen Dualität lebt im Wahrnehmen eine dynamische Polarität. In der Wahrnehmung liegt ein funktionelles Wechselspiel zwischen Ich und Sinneswelt; gleichsam als Frage und Antwort, wobei Selbsterleben und Welterleben immer wieder die Plätze tauschen.“ (Hans-Jürgen Scheuerle 1984)[2]

„Am Wirklichwerden der Umwelt ist unsere aktiv gestaltende Sinneswahrnehmung ebenso beteiligt wie die Umwelt, die umgekehrt unsere Sinnesempfindung wirksam und wirklich macht. Subjekt und Objekt stehen einander nicht gespalten gegenüber, sondern im Verhältnis eines Wirkungsganzen zueinander.“ (Wulf Schneider 1995)[3]

Das, wofür man keinen Sinn hat, bleibt ‚sinnlos’. Der Sinn ist dabei nicht nur das physische Organ, sondern auch das Verständnis des Zusammenhangs der durch den Sinn erfassten Einzelerscheinungen. Im Wahrnehmen wird das Sinnenfällige durch die Sinnentätigkeit hervorgebracht und nachgeahmt.

3
Die oben beschriebene Komplexität der Natur bietet vielfältige Anregungen für die Architektur. Z.B. begegnen wir in der Natur dem Phänomen der Adaptivität, also der Eigenschaft von Organismen und Lebewesen, sich individuell auf spezifische Umweltbedingungen einzustellen. Adaptivität ist ein Forschungsschwerpunkt des Institutes für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Werner Sobek. Hier werden z.B. interaktive Gebäudehüllen entwickelt, die Grade von Transparenz und Tranzluzenz in Abhängigkeit von Umgebungsparameter selbständig einstellen können.

Die „interactive Wall“ aus dem „Bionic Learning Network“ der Firma Festo AG reagiert auf Bewegungen von Menschen oder kann nach einem festgelegten Parameter Vor- und Rückbewegungen vollziehen. Die Grenzen von statischer Architektur, der Immobilie, verschwimmen zugunsten eines umwelt-offenen reaktiven Systems.

Im Bereich der Materialforschung, die auch zunehmend Eingang findet in die Architektur (z.B. der sogenannte Lotus-Effekt) besteht ein großes Interesse, natürliche Prozesse und „Bauprinzipien“ auf Technik und Konstruktion zu übertragen. Die „Bionik“ als mittlerweile etablierte Disziplin verknüpft dabei Erkenntnisse der Biologie mit technischen und ingenieurwissenschaftlichen Fächern. Unter dem Stichwort „smart materials“ werden Stoff- und Materialinnovationen subsummiert, die z.B. der Innovationsberater und Materialspezialist Dr. Sascha Peters  in seinem Buch „material revolution“ beschreibt: „Das überraschendste Material aus dem Buch ist für mich ein Hartschaumstoff als Alternative für Styropor im Verpackungsbereich, der aus Pilzen gebildet wird. Die Basis bilden hier die Schalen von Reis oder Weizen, organischer Abfall also, der durch fadenförmige Myzelpilzkulturen zu einem Schaumgebilde wächst. Ich hoffe, dass wir in Zukunft weitere organische Wachstumsprozesse auf die industrielle Produktion übertragen können. “ [4] (Sascha Peters 2010).

4
Der oben zitierte Wunsch, Wachstumsprozesse direkt in (bau-)technische Produktion übertragen zu können, induziert die grundsätzliche Frage nach dem Verhältnis von „lebendiger“ Natur und „lebendiger“ Architektur. Denn auch wenn Versuche, Architektur organisch wachsen zu lassen, immer wieder Gegenstand von gedachten und realisierten Projekten war (vergl. z.B. Arthur Wiechula 1925 [5] oder das EXPO-Projekt „Aus Hecken werden Häusern, Bonn 2000 [6]), bleibt die Architektur normalerweise gegenüber der lebendig-wachsenden Natur eine „Immobilie“, also eine starre Fügung ruhender Stoffe. Wie kann aber die Qualität des Lebendigen, wie wir es in der Natur z.B. in der Betrachtung des Wassers mitvollziehen können, übertragen werden auf eine lebendige Formensprache der Architektur? Der Naturwissenschaftler und Wasserforscher Theodor Schwenk hat in den 60er Jahren in seiner beachtlichen Grundlagenarbeit „Das sensible Chaos“ auf grundlegende Bewegungsphänomene des Wassers hingewiesen und gleichzeitig Bezüge zur Gestalt- und Musterbildung im Tier- und Pflanzenreich sowie im menschlichen Körper hergestellt.  Er vertritt die These, daß den Gestaltbildungen der Natur Prozesse zugrunde liegen, die exemplarisch in den Umstülpungs- und Bewegungstendenzen des Wassers (und der Luft) nachvollzogen werden können. So bestätigt z.B. die Embryologieforschung in der Entwicklung des Herzorgans typische Verwirbelungs- und Strömungsprinzipien, wie sie in der allgemeinen Strömungswissenschaft entdeckt wurden.[7]  Hugo Kükelhaus macht in diesem Zusammenhang immer wieder aufmerksam auf das Verhältnis von Gestaltbildungsprozess und Organprozess: „Kein Organ des sich aufbauenden Organismus entsteht zum Zwecke einer später zu erfüllenden Funktion. Organe entstehen nicht für, sondern durch und als (jeweils „umweltlich“ erzwungene und antwortende) Funktion.“[8]

(Bild Nr. 2 // Eine Wirbelstrasse, die sich bildet, wenn man einen festen Gegenstand geradlinig durch ruhende Flüssigkeit zieht. Aus: Theodor Schwenk, das sensible Chaos)

(Bild Nr. 3 // Schleifenbildung des embryonalen Herzschlauches. Aus: Johannes W. Rohen: Morphologie des menschlichen Organismus 2007)

Für die Architektur ergibt sich daraus eine bestimmte Art der Entwurfshaltung, die z.B. bei becker architekten aus Kempten bei der Entwicklung des Wasserkraftwerks in der Iller zur Feststellung führt, daß „…am Computer (…) die Gestalt nicht entwickelt werden (kann), da verliert man sich im Klein-Klein. Vom Modell wurden die Maße abgenommen, damit ein 3D-Modell mit Spezialprogramm und besonderem Know-how gerechnet. Immer wieder Rückkopplungen mit den beteiligten Ingenieuren, Korrekturen, Verbesserungen. Entscheidend aber war: Man versuchte, sich in die Welle hineinzudenken, wie sie einläuft, aufrollt, sich aufwirft, abgelenkt wird, wirbelt, strudelt, schäumt, sich auslöst, entspannt im Fluss aufgeht.[9]

(Bild Nr. 4 // Wasserkraftwerk in der Iller. Architektur: becker architekten kempten. Foto: Brigida Gonzalés)

Ein interessantes Projekt in bezug auf den Zusammenhang von Entstehungsprozess, Gestaltbildung und Funktion bildet auch die Bruder-Klaus-Kapelle Wachendorf von Peter Zumtor. Denn sie widerspiegelt in ihrer inneren Hohlform nicht nur den Herstellungsprozess, sondern bildet im übertragenen Sinn das asketische Leben des ihm gewidmeten Hl. Nikolaus v. d. Flühe (Bruder Klaus) ab: Für die Schalung der Stampfbetonwände wurden 112 Fichtenstämme zu einer zeltartigen Konstruktion zusammengestellt und anschließend über 3 Wochen in einem sog. Mottfeuer getrocknet und ausgebrannt, damit sie entfernt und der einzigartige Raum freigegeben werden konnte. Der Schweizer Einsiedler, Asket und Mystiker Nikolaus v. d. Flühe (1417-1487) beschreibt in seinen Meditationen seinen „inneren Reinigungsweg“: „Mein Herr und mein Gott / nimm alles mir / was mich hindert zu dir…“ [10]

(Bild Nr. 5 // Bruder-Klaus-Kapelle Wachendorf. Architektur: Peter Zumthor. Foto: Verfasser)

5
Analogien zwischen und Übertragungen von Natur und Architektur finden nicht nur auf der stofflich-materiellen oder prozessual-funktionellen Ebene, sondern vielfach auch auf der formal-gestalthaften Ebene statt. Neben manchem Trivialbau (Erdbeer-Verkaufsstand in Form einer überdimensionierten Erdbeere) stehen ingenieurtechnisch hoch anspruchsvolle Bauten wie die von Santiago Calatrava in direkter Verbindung zu zoomorphen oder anthropomorphen Konstellationen. Die Innenräume von Imre Makovecz erinnern an übergroße Brustkörbe, die Großformen von Future Systems an Schmetterlinge oder riesige Facettenaugen, in den Dachgestaltungen von Antoni Gaudí erkennen wir gepanzerte Drachenrücken. Eine bloße Nachahmung der Naturform allerdings ohne Herleitung aus oder in Bezug zu Funktion, Material oder Konstruktion wird leicht als hohle Geste entlarvt. Nicht umsonst mahnt Frei Otto, die Natur sei kein Lieferant für geistlose Erfinder.[11]

(Bild Nr. 6 // Erdbeer-Verkaufsstand. Architektur: unbekannt. Foto: Verfasser)

Der Wunsch, Naturformen in Gestaltung einfliessen zu lassen, geht oft einher mit der Notwendigkeit, diese Formen bzw. die ihnen zugrundliegenden „idealisierten“ Prinzipien geometrisch oder mathematisch zu erfassen. Z.B. können Blattformen unterschiedlicher Baumarten in einem gleichen Polarkoordinatensystem mit Spiralraster beschrieben oder die Abfolge menschlicher Fingerknochen als Fibonaccireihe dargestellt werden.[12] Im Zuge heutiger Parametrisierung können auch Entwurfsprojekte ganz aus geometrisch-mathematischen Zusammenhängen errechnet und entwickelt werden. Damit entstehen Projekte, die eine Ähnlichkeit mit natürlichen Formen aufweisen, ohne daß sie direkt kopiert oder abgebildet wurden, sondern aufgrund ähnlicher Parameter und Prinzipien. Goethe beschrieb einst im Zusammenhang mit seiner Entdeckung der „Urpflanze“, er sei nun in der Lage, neue, bisher nie dagewesene Pflanzenarten zu entwickeln, weil er mit der „Urpflanze“ sozusagen den Bauplan schlechthin entdeckt hatte.[13] Diese Idee aufgreifend, ergänzt Karl Friedrich Schinkel: „Die Architectur ist die Fortsetzung der Natur in ihrer constructiven Thätigkeit. Diese Thätigkeit geht durch das Naturprodukt Mensch.“[14]

(Bild Nr. 7 // Pflanzenblätter und Mathematik. Aus: Martin Hess, formvollendet)

6
„Für (Wright) war das menschliche Leben keine Ausnahme der Schöpfung, sondern ein Bestandteil natürlicher Vorgänge. Alles, was Menschen tun, geschieht in und mit einer Natur, die sie ihren Bedürfnissen anpassen, und in dieser Wechselwirkung tragen sie zum System der Natur bei. Entsprechend sah er auch die Architektur als eine natürliche Äußerung des menschlichen Lebens, die ihrerseits das System bereicherte, innerhalb dessen sie stand. Architektur, Menschheit und Natur waren für Wright also in einem großen, dynamischen Kontinuum miteinander verbunden, und Kontinuität in der Architektur war ein Zeichen dafür, daß die Menschen sich – wo, wie es seiner Auffassung nach sein sollte – in das Gefüge der Natur einordneten.“ [15] (Edgar Kaufmann jr. 1978)

Nicht erst in heutigen Zeiten globaler Herausforderungen spielt die Architektur eine systemimmanente Rolle. So wie sie einerseits als gebaute Umgebung das Leben ermöglicht und beeinflusst, wird sie andererseits durch die Akteure und ihren jeweiligen gesellschaftlichen Wertvorstellungen ständig neu hervorgebracht; die Architektur entwickelt sich fortwährend als „Entwurf des Zusammenlebens“ [16]. Auch städtebaulichen Projekten zugrundeliegende Leitbilder wurden immer wieder genährt von Anleihen aus der Natur, wie z.B. dem Aufbau und Wachstum von Organismen (Eliel Saarinen: Die Stadt als Organismus), dem Leben von Insekten (Archigram: Walking City) oder der Struktur der DNA (Kisho Kurokawa: Helix City), wenn auch vielfach über das Ziel, menschengemäße Umgebungen zu schaffen, hinausgegangen wurde: „Architektur muss nicht wie Lebewesen aussehen. Dass sie Leben ermöglicht, so klug und so schonend wie möglich, so tolerant und inspirierend wie möglich, darauf kommt es an.“[17]

Mit dem weltweit gestiegenen Bewußtsein über die Grenzen des Wachstums und der Endlichkeit der natürlichen Ressourcen [18] sind „ganzheitliche“ Leitbilder für Gesellschaft und damit auch für Architektur und Städtebau gefragt.  Übergreifende Fragestellungen nach z.B. bedarfsorientierten Ressourcenströmen, gerechter und lokaler Nahrungsproduktion, nachhaltiger Mobilität, zukunftsfester Generationengerechtigkeit oder alternativen Wirtschaftssystemen prägen heute die gesellschaftliche Diskussion. Wie kann eine Architektur aussehen, die sich einerseits diesem Fragenkontext stellt und andererseits offen ist für Anregungen aus dem unendlichen Reichtum der Natur?

„Grenzenlos sind die Formen der Natur, grenzenlos sind vor allem die Lehren, die die Natur erteilt.“ [19]

 


[1] RODIN, Auguste, les cathédrales de France. Paris 1921. Deutsch: Die Kathedralen Frankreichs. Artemis Zürich/München, 1988, S.9

[2] SCHEUERLE, Hans-Jürgen, Die Gesamtsinnesorganisation – Überwindung der Subjekt-Objekt-Spaltung in der Sinneslehre. Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1984

[3] SCHNEIDER, Wulf, Sinn und Un-Sinn. Architektur und Design sinnlich erlebbar gestalten. Leinfelden-Echterdingen: Konradin Verlag 1995, S. 31

[4] PETERS, Sascha, Materialrevolution. Nachhaltige und multifunktionale Werkstoffe für Design und Architektur. Basel/Berlin: Birkhäuser Verlag 2010

[5] WIECHULA, Arthur, wachsende Häuser aus lebenden Bäumen entstehend: Berlin 1925

[6] Siehe: http://www.deutscher-werkbund.de/117.html (abgerufen am 05.10.2012)

[7] Vergl. z.B. ROHEN, Johannes W., Funktionelle Embryologie: Die Entwicklung der Funktionssysteme des menschlichen Organismus. Stuttgart: Schattauer Verlag 2011

[8] KÜKELHAUS, Hugo, unmenschliche Architektur. Köln: Gaia Verlag 1991, S. 6

[9] AICHER, Florian, Vom Wasser haben wir’s gelernt, in: Bauwelt 13, 2011

[10] Vergl. HUBER, Dr. theol. Werner T. , Das Gebet von Bruder Klaus, in: http://www.nvf.ch/qnr067.asp (abgerufen am 05.10.2012, Stand: 26.07.2010)

[11] OTTO, Frei, Natürliche Konstruktionen. Formen und Konstruktionen in Natur und Technik und Prozesse ihrer Entstehung. Stuttgart 1982, S. 8

[12] HESS, Martin, formvollendet. eine sammlung ästhetischer, mathematisch definierter formen. Zürich: Verlag Niggli AG, 2005, S. 115 und 142f.

[13] GOETHE, Johann Wolfgang, Band 11 der Hamburger Ausgabe in 14 Bänden, München. S. 375

[14] SCHINKEL, Karl Friedrich, zit. nach Barry Bergdoll, Karl Friedrich Schinkel. Preussens berühmtester Baumeister. München 1994

[15] KAUFMANN, Edgar jr., Frank Llyod Wright: Plasticity, Continuity and Ornament, in: Journal of the Society of Architectural Historians 37, März 1978

[16] PIANO, Renzo, Mein Architektur-Logbuch. Ostfildern: Verlag Hatje Cantz 1997, S. 13

[17] PEHNT, Wolfgang, Lehrmeisterin Natur. Von der „Riesenblase“ zum „Blob“ – ein architekturhistorischer Exkurs, in: archithese 2.02

[18] Vergl.: MEADOWS, Dennis u.a.: Grenzen des Wachstums. Das 30-Jahre-Update. S. Hirzel Verlag, 2006

[19] PEHNT, Wolfgang, a.a.O.