Geschichte

Werner Sobek trat im Jahr 1994 die Nachfolge von Frei Otto und im Jahr 2001 zusätzlich die Nachfolge von Prof. Dres. Jörg Schlaich an. Die Inhaber beider Lehrstühle haben in der Vergangenheit die weltweite Anerkennung der Universität Stuttgart im Leichtbau wie auch im Massivbau wesentlich gefördert.
Mit der Vereinigung der beiden Lehrstühle durch Werner Sobek werden erstmals zwei sich seit nahezu zwei Jahrhunderten voneinander entfernende Disziplinen, Architektur und Bauingenieurwesen, in einem symbolischen Akt in einem Institut zusammengefasst.

Im Jahr 2008 folgte Werner Sobek zusätzlich dem Ruf des Illinois Institute of Technology (IIT) in Chicago auf die Mies van der Rohe Professur.
Als zweiter Professor wirkt Balthasar Novák am ILEK. Die Forschungsarbeiten im Bereich Leichtbau werden von Dr. Walter Haase koordiniert.
Ein Teil des ILEK befindet sich in dem berühmten Zeltbau (Pfaffenwaldring 14), der ursprünglich als Prototyp zur Erprobung von Konstruktion und Montage des Deutschen Pavillons auf der Expo 1967 in Montreal erstellt wurde. Das Gebäude gilt als eine der Ikonen der modernen Architektur.

Das Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren entstand am 1.4.2001 aus dem Zusammenschluss von zwei Instituten, die über viele Jahrzehnte im Bereich des Leichtbaus und des Massivbaus Maßstäbe in Forschung und Lehre in der Architektur und im Konstruktiven Ingenieurbau gesetzt hatten.

Die Wurzeln des heutigen Instituts für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren der Universität Stuttgart gründen am Anfang des 20. Jahrhunderts. Im Jahr 1916 wurde Emil Mörsch auf den Lehrstuhl für Statik, Eisenbetonbau und gewölbte Brücken der TU Stuttgart berufen, wo er als einer der ersten in umfassender Weise die Grundlagen für die Theorie des Stahlbetons erarbeitete. Emil Mörsch und der Lehrstuhl an der Universität galten alsbald als führend in der Welt. Der Nachfolger von Emil Mörsch, Karl Deininger, führte dessen Arbeiten fort und entwickelte darüber hinaus grundlegende Beiträge zur Berechnung und zum Bau sehr hoher Schornsteine. Deiningers Nachfolger wiederum, Fritz Leonhardt, galt über viele Jahre hin als der weltweit führende Ingenieur im Bereich Stahlbeton und Spannbeton, sowie in den Bereichen Brückenbau und dem Bau von Türmen. Fritz Leonhardts Bücher wurden in viele Sprachen übersetzt und fanden weltweit Verbreitung, genauso wie seine Vorlesungsskripte, die berühmten sogenannten "Roten Bücher".

Nach der Emeritierung von Fritz Leonhardt prägte Prof. Dr.-Ing. Jörg Schlaich für ein Vierteljahrhundert die weitere Entwicklung des Instituts auf grundlegende Art und Weise. Wesentliche Merkmale seiner Arbeit waren dabei die Einführung des werkstoffübergreifenden Bemessens und Konstruierens sowie, zusammen mit Werner Sobek, die Einführung des Entwerfens in die Ausbildung der Studierenden. Werner Sobek, Schüler von Jörg Schlaich, übernahm schließlich im Jahr 2001 dessen Nachfolge und die Leitung des damaligen Instituts für Konstruktion und Entwurf II, das er mit dem bereits seit 1995 von ihm geleiteten Institut für Leichte Flächentragwerke zum Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren verschmolz. Damit wurden erstmals seit zwei Jahrhunderten die Disziplinen Architektur und Tragwerkslehre wieder in einem Lehrstuhl zusammengefasst.

Die folgende Skizze beschreibt die Entwicklungen, die das Institut von der Übernahme des Lehrstuhls für Statik, Eisenbetonbau und gewölbte Brücken durch Emil Mörsch im Jahr 1916 über seine Nachfolger bis zum heutigen Institutsleiter, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Werner Sobek genommen hat. Neben dem zuerst von Emil Mörsch übernommenen Lehrstuhl liegt ein besonderes Augenmerk auf dem Institut für Leichte Flächentragwerke, das im Jahr 1964 von Frei Otto ins Leben gerufen wurde und das 2001 im heutigen ILEK aufging.

Die ingenieurwissenschaftliche Traditionslinie des ILEK beginnt mit Emil Mörsch (1872 - 1950), der aus der Praxis einer großen Baufirma an die Hochschule wechselte. Seine Schrift "Der Betoneisenbau, seine Anwendung und Theorie" (1902) dokumentierte diesen praktischen Hintergrund und steht zugleich am Beginn der wissenschaftlichen Beschäftigung mit dem damals neuen Werkstoff Beton. Unter dem Titel "Der Eisenbeton. Seine Theorie und Anwendung" erlebte seine Schrift zahlreiche Auflagen und eine enorme Umfangssteigerung. Mit seinem Werk setzte Mörsch Maßstäbe in der Stahlbetonliteratur. Seine durch Versuche abgesicherte Stahlbetontheorie avancierte für mehr als ein halbes Jahrhundert zur Standardtheorie des Stahlbetonbaus. Nach einer Professur an der ETH Zürich wurde Emil Mörsch 1916 auf den Lehrstuhl für Statik, Eisenbetonbau und gewölbte Brücken der damaligen Technischen Hochschule Stuttgart berufen. Hier lehrte er bis zu seiner Emeritierung im Jahr 1939.

Nachfolger auf dem mittlerweile in Lehrstuhl für Eisenbeton und Baustatik A umbenannten Lehrstuhl wurde Mörschs Schüler Karl Deininger (1896 - 1956), der mit einer Arbeit über die Verwendung des Stahlbetons im Schornsteinbau promoviert hatte. Auch er verfügte über langjährige praktische Erfahrung als Firmeningenieur und war auf dem Gebiet des Spannbetonbaus ein gesuchter Gutachter und Berater.

Nach dem Tod von Karl Deininger übernahm Fritz Leonhardt (1909 - 1999) den Fachbereich, der mittlerweile in Institut für Massivbau umbenannt worden war, da sich die Baustatik als eigenständiges Lehrfach etabliert hatte. Fritz Leonhardt gehörte zu den ersten Ingenieuren, die neben ihrer Lehrtätigkeit ein eigenes Büro leiteten. Er setzte sich mit Nachdruck für eine engere Zusammenarbeit von Ingenieuren und Architekten in Lehre und Praxis ein. Neben dem Massivbau widmete er sich dabei besonders dem Leichtbau. Sein 1940 erschienener Aufsatz "Leichtbau - eine Forderung unserer Zeit. Anregungen für den Hoch- und Brückenbau" ist ein besonders anschauliches Beispiel seines innovativen, disziplinenübergreifenden Ansatzes. Fritz Leonhardt war begeistert von den Möglichkeiten, die sich durch die Überwindung eines Denkens in fest gefügten Begriffsbahnen ergaben: "Im Leichtbau vollzieht sich eine Rückkehr von den mathematisch ausgeklügelten Trägern zu den Bauformen der Natur, die oft genug mit geringsten Abmessungen erstaunliche Tragfähigkeit erzielt; man denke nur an einen Kornhalm, der als leichtes Zellenrohr von nur 4 bis 8 mm Durchmesser schwere Ähren in 1200 bis 1800 mm Höhe ausmittig trägt und auch noch dem Wind standhält."

Fritz Leonhardt schwebte eine Rückkehr von den statisch bestimmten Tragwerken hin zu hochgradig statisch unbestimmten Strukturen vor, wie sie in seiner Wahrnehmung bereits von den "alten Baumeistern" angewendet worden waren. Diese Begeisterung für einen völlig neuen Ansatz bei der Gestaltung von Tragwerken schlug sich auch an der Universität Stuttgart nieder: Die Berufung Frei Ottos und die Gründung des Instituts für Leichte Flächentragwerke gehen wesentlich auf die Initiative Fritz Leonhardts zurück - schon damals wurden also die Grundlagen für die 2001 erfolgte Zusammenführung der beiden Lehrbereiche gelegt. Während seiner Amtszeit, die drei Jahre als Rektor der Universität Stuttgart einschloss und 1974 mit der Emeritierung endete, wurde eine zweite Professur am Institut für Massivbau geschaffen, die zuerst Eduard Mönning inne hatte.

Im Oktober 1974 übernahm Jörg Schlaich als Nachfolger von Fritz Leonhardt das Institut für Massivbau der Universität Stuttgart. Die unter Leonhardts Direktorat eingerichtete zweite Professur, die Eduard Mönning bis 1975 innehatte, wurde im August 1976 von Dr.-Ing. Kurt Schäfer übernommen. Gemeinsam mit Kurt Schäfer widmete sich Jörg Schlaich in den folgenden Jahren einer Vielzahl von Forschungsthemen. Unter anderem entwickelte er dabei wichtige Grundlagen und Methoden der Planung, des Bemessens und des Konstruierens von Tragwerken.

Unter den Forschungsarbeiten aus dieser Zeit besonders hervorzuheben ist die auf Emil Mörsch zurückgehende, von Jörg Schlaich und Kurt Schäfer weiterentwickelte Methode der Stabwerkmodelle. Diese Methode stellt einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis des Tragverhaltens von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen dar; sie ist mittlerweile ein weltweit anerkanntes und vielfach genutztes Verfahren für das Bemessen und Konstruieren mit Stahl- und Spannbeton. Bei der Methode der Stabwerkmodelle wird der Kraftverlauf im Tragwerk durch Fachwerke bzw. Stabwerke aus jeweils geraden, stabförmig gedachten Elementen, die ausschließlich durch Druck- oder Zugkräfte beansprucht sind, idealisiert. Das so entstehende Stabwerkmodell dient als Konstruktions- und Dimensionierungsgrundlage für die einzelnen Bauteile.

Im Gegensatz zu nahezu allen anderen seiner Kollegen vertrat Jörg Schlaich schon früh die Überzeugung, dass nur durch eine werkstoffübergreifende Betrachtung eine für das jeweilige Bauteil optimale Materialwahl möglich sei. Dementsprechend entwickelte er zusammen mit Kurt Schäfer konsequent ein entsprechendes werkstoffübergreifendes Lehrkonzept und benannte folgerichtig das Institut für Massivbau in Institut für Konstruktion und Entwurf um. Mit dieser Umbenennung des Instituts wurde die traditionelle Einteilung der Universitätsinstitute nach Baustoffen - zumindest an der Universität Stuttgart - endgültig aufgehoben.

Unter der Leitung von Jörg Schlaich öffnete sich das Institut auch den Leichtbauweisen. Wesentliche Anstöße hierfür kamen aus der Befassung mit den Bauten der Olympischen Spiele in München, bei denen Jörg Schlaich als leitender Ingenieur zusammen mit seinem Team unschätzbar wertvolle Erfahrungen bei der Planung und dem Bau der großen Seilnetzdächer gemacht hatte. Der an der Universität Stuttgart angesiedelte Sonderforschungsbereich 64 "Leichte Flächentragwerke", in dem das Team um Jörg Schlaich zunächst im wesentlichen für die Weiterentwicklung der Seiltragwerke verantwortlich zeichnete, später aber auch bei der Erforschung dünnwandiger Kontinua (sog. Membrane), wesentliche Beiträge lieferte, war ein weiterer Impuls für die Öffnung zu den Leichtbauweisen hin. Die Arbeiten im SFB 64 lieferten zudem wesentliche Anstöße für das Überschreiten der durch die Zuordnung von Universitätsinstituten zu einzelnen Werkstoffen gezogenen Grenzen, somit also für das werkstoffübergreifende Entwerfen und Konstruieren. Darüber hinaus entstand während der Mitwirkung im SFB 64 innerhalb des Instituts die Überzeugung, dass das Bauwesen gerade durch die interdisziplinäre Bearbeitung von Problemstellungen wesentlich weiterentwickelt und bereichert werden könnte.

Das interdisziplinäre Arbeiten sowie die Hinwendung zum Leichtbau wurden auch durch die Arbeiten von Frei Otto, der seit 1964 an der Universität Stuttgart wirkte, wesentlich beeinflusst. Fritz Leonhardt hatte, nach eigener Aussage, "Frei Otto seinerzeit nach Stuttgart geholt". Bereits nach dem ersten Treffen der beiden Protagonisten im Jahre 1954 hatte sich eine produktive und zukunftsweisende Zusammenarbeit entwickelt - eine Zusammenarbeit, zu der natürlich immer wieder auch kontrovers geführte Diskussionen gehörten. Während Fritz Leonhardts Zeit als Ordinarius für Massivbau gelang es ihm 1964, Frei Otto für eine Lehrtätigkeit an der Universität Stuttgart zu gewinnen. Dieser gründete noch im selben Jahr das Institut für Leichte Flächentragwerke und baute, nachfolgend, bei bahnbrechenden Projekten wie dem deutschen Pavillon für die Expo 1967 in Montreal und den Bauten für die Olympischen Spiele 1972 in München die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anderen Instituten weiter aus. Eine besonders wichtige Rolle spielte hierbei der bereits erwähnte Sonderforschungsbereich 64.

Nach der Emeritierung von Frei Otto nahm Werner Sobek im Jahr 1995 den Ruf auf die Nachfolge von Frei Otto an, verbunden mit der Leitung des Instituts für Leichte Flächentragwerke (IL) sowie des Zentrallabors für den konstruktiven Ingenieurbau. Werner Sobek, der zum Zeitpunkt seiner Berufung bereits als Ordinarius in Hannover wirkte, setzte mit seiner Berufung eine breite Verankerung des Instituts für Leichte Flächentragwerke in beiden Fakultäten, also den Fakultäten für Architektur und Bauingenieurwesen der Universität Stuttgart, in Forschung und Lehre durch.

Wenige Jahre später berief die Universität Stuttgart Werner Sobek auch zum Nachfolger von Jörg Schlaich. Gleichzeitig mit Übernahme des ehemals von Fritz Leonhardt besetzten zweiten Lehrstuhls und des zugehörigen Instituts verschmolz Werner Sobek die beiden Lehrstühle und die beiden zugehörigen Institute mit Wirkung zum 1. April 2001 zum Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK).

Mit der Vereinigung der beiden Lehrstühle wurden die beiden einstmals vereinten, sich jedoch spätestens seit der Gründung der Écoles des Beaux Arts und der Écoles des Ponts et Chaussées immer weiter voneinander entfernenden Disziplinen Architektur und Bauingenieurwesen - in einem auch symbolisch zu verstehenden Akt - erstmals wieder in einem Institut zusammengefasst. Das neue Institut vereinigte damit in Forschung und Lehre die bis dato eher in der Architektur zu findenden Schwerpunkte des Entwerfens und Gestaltens, also des "synthetisierenden Arbeitens", mit dem eher dem Ingenieurwesen zugeordneten "analysierenden Arbeiten", dem Berechnen und Dimensionieren sowie den Materialwissenschaften.

Die für das ILEK typische interdisziplinäre, material- und methodenübergreifende Arbeitsweise bildet die Grundlage einer Vielzahl von Forschungsvorhaben. Ein wichtiger Schwerpunkt ist hierbei der Leichtbau und damit die Fortführung der Arbeiten von Frei Otto und der Arbeiten von Jörg Schlaich auf diesem Gebiet. Die Hinführung des Bauens mit Beton zu einem "Betonleichtbau" ist eine zweite wesentliche Entwicklungslinie am Institut, deren Ursprünge bis auf die Arbeiten von Fritz Leonhardt und Jörg Schlaich zurückgehen. Die Aktualität gerade des letztgenannten Forschungsbereichs ist in Zeiten akuter Ressourcenknappheit besonders evident und braucht hier sicherlich nicht gesondert hervorgehoben zu werden. Besonders hervorzuheben ist die Einführung einer neuen Begriffsdefinition für die Tragwerkslehre: diese wird nicht mehr als Analyse bestimmter festgelegter Elemente wie Platten, Scheiben, Trägern, etc. verstanden, sondern als Synthese, als Materialisierung von Kraftfeldern.

Neben dem "traditionellen Leichtbau" widmet sich das Institut den "noch leichteren Strukturen", also den adaptiven Systemen, von Werner Sobek als Ultraleichtbau bezeichnet. Im Ultraleichtbau werden tragende Strukturen mit Sensoren, Steuerungseinheiten und Aktuatoren so ausgestattet, dass die tragende Struktur autonom auf die jeweils auf sie einwirkenden Belastungen reagieren kann. Mit diesen am Institut entwickelten und intensiv erforschten Systemen gelingt es nicht nur, den Materialverbrauch auf ein bisher nicht für vorstellbar gehaltenes Minimum zu reduzieren - jenseits des "klassischen Leichtbaus"; es wird ebenso möglich, Verformungen zu reduzieren und Schwingungen unter dynamischer Beanspruchung zu dämpfen.

Vergleichbare Überlegungen lassen sich auch auf andere Bereiche des Bauens übertragen, beispielsweise auf die Hüllsysteme der Gebäude. Diese können bisher kaum bzw. gar nicht auf Veränderungen der Außen- wie der Innenwelt reagieren. Würde man es sich zum Ziel setzen, eine selbstgesteuerte Adaption der Gebäudehülle in ihren bauphysikalischen Eigenschaften allgemein, d.h. beispielsweise in ihrer Lichttransmission, ihrer Schallabsorption, ihrer Energiereflexion etc., zu implementieren, so würde man zu einer Hüllenlösung gelangen, die selbsttätig für unterschiedlichste Umgebungssituationen die jeweils optimale Innenraumsituationen herbeiführt. Alle die vorgenannten Aspekte sind Bestandteile der aktuellen Forschungsarbeiten am Institut.

Ein wichtiger Schritt hin zu einer adaptiven Gebäudehülle sind die am Institut entwickelten schaltbaren Gläser, deren Transmissionsverhalten sich gezielt und in Echtzeit beeinflussen lässt. Durch ein speziell entwickeltes Flüssigkristall-Element können sowohl der Licht- als auch der Wärmeeintrag in ein Gebäude problemlos gesteuert werden. Energieeinsparungen und eine deutliche Steigerung des Nutzerkomforts sind die Folgen.

Auch die am Institut entwickelten textilen Gebäudehüllen zielen auf Systeme ab, die aktiv auf Veränderungen der Umgebungssituation reagieren können. Besonders wichtig ist hierbei eine Steigerung der bauphysikalischen Qualität: Herkömmliche textile Gebäudehüllen weisen aufgrund ihrer fehlenden Masse nur unbefriedigende bauphysikalische Eigenschaften auf. Diese können durch einen mehrlagigen Aufbau und den Einsatz von sogenannten Phase Change Materials deutlich verbessert werden, ohne dabei die den Textilien innewohnende Formenvielfalt, Leichtigkeit und Transluzenz einzuschränken.

Viele andere am Institut derzeit durchgeführte Forschungen wie z.B. Vacuumatics, d.h. die Errichtung von vakuumstabilisierten Fassadenelementen und Tragstrukturen, können hier nicht weiter erläutert werden. Abschließend sei nur darauf verwiesen, dass selbstverständlich auch die klassischen Arbeitsgebiete des im ILEK aufgegangenen Instituts für Massivbau weiterhin durch umfangreiche Forschungsarbeiten abgedeckt werden. Die Entwicklung von Hochleistungsbeton, selbstverdichtenden oder faserbewehrten Betonen sowie Fragen der Dauerhaftigkeit und Bauwerkszuverlässigkeit sind in der Forschung und der werkstoffübergreifenden Lehre umfassend vertreten. Gewähr hierfür bietet nicht zuletzt die Zusammenarbeit mit dem stellvertretenden Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Balthasar Novák, der dem Institut seit März 2000 als Nachfolger von Kurt Schäfer angehört.

Die Arbeit des Instituts ist durch vielfältigste Kooperationen mit andern Instituten und Hochschulen sowie externen Firmen gekennzeichnet. Darüber hinaus entstanden durch die Gastprofessuren von Werner Sobek in Graz, Harvard und Hamburg und durch die von ihm gehaltene Mies-van-der-Rohe-Professur am Illinois Institute of Technology IIT in Chicago vielfältigste Beziehungen in Forschung und Lehre, so z.B. auch durch gemeinsame Lehrveranstaltungen für Studierende in Harvard und Stuttgart oder durch gemeinsame Forschungsarbeiten am IIT und am ILEK.

Der ehemalige Lehrstuhl für Statik, Eisenbetonbau und gewölbte Brücken hat in den Dekaden seit seiner Einrichtung einen tiefgreifenden Wandel in Bezug auf die beforschten Strukturen und Materialien und die dabei angewandten Methoden erfahren. Dabei hat das Institut sein wissenschaftliches Arbeitsgebiet kontinuierlich erweitert. Durch die Verschmelzung mit dem Institut für leichte Flächentragwerke zum Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren entstand ein in dieser Form wohl weltweit einmaliges Institut, in dem die Arbeitsbereiche der beiden vormaligen Institute eingingen und in dem die Intentionen seiner ehemaligen Lehrstuhlinhaber weiterentwickelt werden mit dem Ziel, die Grenzen des im Bauschaffen sinnvollerweise Machbaren auszuloten und weiter hinauszuschieben, hin zu einer von Architekten und Ingenieuren gemeinsam entwickelten und verantworteten Architektur des 21. Jahrhunderts.

 
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