Félix Candela Outeriño (1910 – 1997) Projekte

Tabellarische Übersicht
BaujahrProjektbezeichnungOrt
1939Verschiedene Projekte während seiner Tätigkeit als Architekt in einer spanischen Arbeiterkolonie.Chihuahua, Chihuahua, Mexiko
1940Hotel und Wohnungen in Zusammenarbeit mit Bringas.Acapulco, Guerrero, Mexiko
1943Hotel und KinoGuamuchil, Sinaloa, Mexiko
1945WohnblockMexiko-Stadt, Mexiko
1945Hotel „Catedral“Mexiko-Stadt, Mexiko
1945Häuser/ ImmobilienMexiko-Stadt, Mexiko
1949Versuchsgewölbe (Siehe Abb. 3.04)San Bartolo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1950Versuchsgewölbe für die Fernández Fabrik (Siehe Abb. 3.05)San Bartolo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1950Fabrik für FernandezSan Bartolo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1950Fabrik für PinedoSan Bartolo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1951Lagerhalle für PisaSan Bartolo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1951DorfschuleVictoria, Tamaulipas, Mexiko
1951Häuser für die Abonnenten von NovedadesEl Pedregal, Mexiko-Stadt, Mexiko
1951Kegelbahn (Siehe Abb. 3.06)Marsella, Juarez, Mexiko-Stadt, Mexiko
1951-1952Pavillon für Kosmische StrahlenforschungCiudad Universitaria (Universitätsstadt), Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Experimentalischer SchirmbauTecamachalco, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Nash Geschäftsstelle für Autos (Autohändler)Anzures, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Residenz AlmadaEl Pedregal, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Lagerhalle für Lechería CeimsaTlalnepantla, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Junior VereinEscandon, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Ras Martín BlumengeschäftChapultepec, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Haus für RomeroEl Pedregal, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952Autoeinfahrt (Car Porch) AlmadaEl Pedregal, Mexiko-Stadt, Mexiko
1952-1953Hörsaal der Wissenschaft und ChemieCiudad Universitaria (Universitätsstadt), Mexiko-Stadt, Mexiko
1952-1954Lagerhalle der Zollverwaltung, „Las Aduanas“ (dt. „Die Zöller“ = Name des Gebäudes)
(Siehe Abb. 4.03)
Gewerbegebiet Vallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1953Experimentelle Schirmschale als Test für die Lagerhalle der Zollverwaltung, „Las Aduanas“ (dt. „Die Zöller“) (siehe Abb. 6.01)Gewerbegebiet Vallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1953Fabrik für Sedas ParisinaMexiko-Stadt, Mexiko
1953Lagerhalle für MadariaVictoria, Tamaulipas, Mexiko
1953Laboratorien CIBATlalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko
1953Schule „Hidalgo“, Unidad ModeloMexiko-Stadt, Mexiko
1953KlosterschuleGuerrero, Mexiko-Stadt, Mexiko
1953Schule „Monte Alpes“Lomas de Chapultepec, Mexiko-Stadt, Mexiko
1953-1955 (1957)Kirche (Iglesia) „de la Virgen Milagrosa“ (dt: „der Wundertätigen Jungfrau“, auch: „de la Medalla Milagrosa“, „La Milagrosa“) (siehe Abb. 3.13 - 3.17)Narvarte, Mexiko-Stadt, Mexiko
1954Lagerhaus Rio (siehe Abb. 3.07, 3.08, 3.09)Linda Vista, Mexiko-Stadt, Mexiko
1954Lagerhalle für OlivettiMexiko-Stadt, Mexiko
1954Lagerhalle für Sedas ParisinaRoma, Mexiko-Stadt, Mexiko
1954Nachtklub „La Jacaranda“Juarez, Mexiko-Stadt, Mexiko
1954Centro GallegoRoma, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Hauptsaal der neuen Börse “La Bolsa de Valores”Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Möbelfabrik für FreyXalostoc, Edo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Textilfabrik  für High LifeCoyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für Acabados FinosPuente de Vigas, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955„Centro civico“ (Auditorium)Sahagun, Hidalgo, Mexiko
1955Pier für die Zementfabrik „La Tolteca“Vallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für Remington RandVallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für RivetexCuernavaca, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für la FamaTlalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für Aceros de MexicoMonterrey, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Fabrik für Cafes de MexicoSanta Clara, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Baccardi-Rumfabrik, La GalarzaMatamoros, Puebla, Mexiko
1955Lagerhalle für Celestino FernandezVallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Lagerhalle für CaberoVallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955SchlachthausVallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Kirche (Iglesia) „de Santa Teresa del Niño Jesus“Monterrey, Nuevo León, Mexiko
1955Kirche (Iglesia) „de Champognac“Las Charcas, Guatemala-Stadt, Guatemala
1955SynagogeGuatemala-Stadt, Guatemala
1955SchwimmhalleLomas de Chapultepec, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Mexikanische Reise AssociationJuarez, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Bank NunezHavanna (La Habana), Kuba
1955PräsidentenpalastHavanna (La Habana), Kuba
1955Low-Cost HäuserMonterrey, Nuevo León, Mexiko
1955Kapelle „San José del Altillio“Santo Ángel, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955Kantine an der Fabrik ToyodaSahagun, Hidalgo, Mexiko
1955FernsehturmMexiko-Stadt, Mexiko
1955OratoriumHavanna (La Habana), Kuba
1955Beach ClubPlaya Azul, Venezuela
1955Residenz für BorgesHavanna (La Habana), Kuba
1955-1956Lagerhalle Herdez (siehe Abb. 3.10, 3.11, 3.12)San Bartolo, Naucalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1956Boilerhalle für Lederle LaboratorienTlalpan, Coapa, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1956Werkstor der Lederle LaboratorienTlalpan, Coapa, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1956Pavillon der Musik
(Auch genannt: „Quiosco de Música“, „Pabellon Musical I.M.S.S.“, „IMSS-Musikpavillon“)
Santa Fé, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1956Markthalle (Auch genannt: Markthalle (in/ de) Coyoacán)Coyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1957Markthalle/ Großhandelsmarkt JamaicaJamaica, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1957Konfektionsfabrik El LeonVallejo, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1958Kapelle „Nuestra Señora de la Soledad“ („Unserer Lieben Frau“), „El Altillo“-KonventCoyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko
1955-1958Restaurant CrossroadsGreat Southwest, Dallas, Texas, USA
1956Kirche „San Antonio de las Huertas“ („Sankt Antonius im Obstgarten")Calzada Mex-Tacuba, Mexiko-Stadt, Mexiko
1957Nachtclub „La Jacaranda“, Hotel El PresidenteAcapulco, Guerrero, Mexiko
1957Fabrik für Lederle LaboratorienTIalpan, Coapa, Mexiko-Stadt, Mexiko
1957Fabrik und Laboratorien für “Texas Instruments”Dallas, Texas, USA
1957MarktLomas de Cuernavaca, Morelos, Mexiko
1957-1958Restaurant „Los Manantiales“Xochimilco, Mexiko-Stadt, Mexiko
1958Ornamentale FontäneLomas de Cuernavaca, Morelos, Mexiko
1958Restaurant und Filmtheater für Hotel Casino de la SelvaCuernavaca, Morelos, Mexiko
1958Bungalows für Hotel Casino de la SelvaCuernavaca, Morelos, Mexiko
1958TanzschuleChapultepec Park, Mexiko-Stadt, Mexiko
1958Low-Cost Häuser „Cervecería Monterrey“Monterrey, Nuevo León, Mexiko
1958-1959Kapelle „San Felipe de Jesus Ascension del Señor“Lomas de Cuernavaca, Morelos, Mexiko
1959Kirche „San José Obrero“ („Sankt Josef der Handwerker“)Monterrey, Nuevo León, Mexiko
1959KircheOklahoma City, Oklahoma, USA
1959-1960Kapelle „San Vicente de Paul“ („Sankt Vinzenz von Paul“)Coyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko
1959-1960Abfühlhalle für „Bacardi de Mexico“Cuautitlán, Mexiko-Stadt, Mexiko
1960Kirche „Santa Monica“ („Heilige Monika“)Mexiko-Stadt, Mexiko
1960Öffentlicher MarktComitan, Chiapas, Mexiko
1961Schmelzanlage für AlcoaVeracruz, Mexiko
1961Öffentlicher MarktVeracruz, Mexiko
1961Kirche “Nuestra Señora de Guadalupe”Madrid, Spanien
1961Kirche “San Pedro Mártir”Mexiko-Stadt, Mexiko
1961Auditorium „Instituto Anglo-Americano de Cultura“Mexiko-Stadt, Mexiko
1962Betondachschale im Botanischen GartenOslo, Norwegen
1963John Lewis Geschäft/ KaufhausStevenage, Hertfordshire, England, UK
1964Stadium AztecaTlalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko
1965-1966Kirche „La Florida“Naucalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko
1967U-Bahnstation BalderasMexiko-Stadt, Mexiko
1967U-Bahnstation CandelariaMexiko-Stadt, Mexiko
1967U-Bahnstation San LázaroMexiko-Stadt, Mexiko
1967U-Bahnstation ZaragozaMexiko-Stadt, Mexiko
1968Lagerhaus für Cervecería MoctezumaMexiko-Stadt, Mexiko
1968Sportpalast für die 19. Olympischen Spiele (auch: „Palacio de los Deportes Juan Escutia“)Magdalena Mixhuca, Mexiko-Stadt, Mexiko
1969Wettbewerb für den Sportpalast im Sportkomplex in KuwaitAl-Kuwayt (Kuwait-Stadt), Kuwait
1969Sportkomplex für Brown UniversitätProvidence, Rhode Island, USA
1972Anoeta VelodromMadrid, Spanien
1975Universität von König AbdulazizDschidda (Andere Schreibweisen: Jidda, Jedda), Saudi-Arabien
1977Stadium Santiago BernabeuMadrid, Spanien
1978Planung der neuen Stadt Yanbu Al BahrYanbu Al Bahr (Auch: Yanbu’ al-Bahr), Saudi-Arabien
1980Wettbewerb für ein islamisches Zentrum in MadridMadrid, Spanien
1997„L’Oceanografic“ - Stadt der Künste und WissenschaftenValencia, Spanien
Candelas Schaffensentwicklung

Als Betrachter der Werke von Candela ist man dazu geneigt, ihn der Gruppe von Architekten und Ingenieuren der 50er Jahre hinzuzurechnen, die ihre Bauten mit sehr eigenwilligen Gestaltungsideen kreierten. Zu diesen zählen Jørn Utzon und Eero Saarinen, deren Werke, wie auch jene von Candela, skulpturelle und einprägsame visuelle Merkmale aufweisen. Aber im Gegenteil zu Candela verfolgten diese Baumeister bei ihren Planungen keinerlei grundlegende Strukturgesetze. Das soll heißen, dass die Werke Candelas nach strengen mathematischen und geometrischen Regeln entwickelt wurden. Dies wird in einer Vielzahl von theoretischen Schriften Candelas deutlich.

In der Nachfolge von Dischinger und Torroja studierte und nutzte auch Candela die besonderen konstruktiven Eigenschaften des Stahlbetons. Die Einführung dieser Materialkombination in der Bauindustrie bot den Anlass zu weiteren konstruktiven Versuchen. Stahlbeton erwies sich als besonders geeignet für den Schalenbau. Die entstehenden Schalen waren leistungsfähiger denn Kuppeln und Gewölbe aus Stein. In seinen Versuchsbauten probierte Candela stets die Materialmasse zu reduzieren, indem er die Schale in ihrer Dicke immer weiter minimierte. Obwohl er die Grenze von nur 15 mm erreichte, stellte sich heraus, dass solche Schalen doch unwirtschaftlich waren, da kein Zuschlag verwendet wurde.

Schon als Student interessierte sich Candela für Schalen. Seine Faszination begann, nachdem er einen Vortrag von Torroja über dessen Projekt „Frontón Recoletos“ hörte. Obwohl er nicht viel von den dargestellten Gleichungen verstand, begann Candela die Bibliothek der Bauingenieurschule zu besuchen und sammelte Schriften auf verschiedenen Sprachen über das Thema. Candela bewarb sich sogar um ein Stipendium mit einer Arbeit, die den Titel „Einflüsse der neuen Stahlbeton-Techniken auf die architektonische Gestallt“ trug. Er erhielt das Stipendium und war bereit mit einem Empfehlungsschreiben an Dischinger und Finsterwalder nach Deutschland zu reisen. Da der Bürgerkrieg am selben Tag der Reise ausbrach, blieb Candela jedoch in Spanien.

Die meisten Bauten von Candela wurden mit Schalenkonstruktionen umgesetzt. Diese Flächentragwerke zeichnen sich durch eine geringe „Wandstärke“ aus. Candela unterschied zwischen echten und unechten Schalen. Zu den unechten Schalen zählen die abwickelbaren Flächen (einfach gekrümmt) – z.B.: die flache Platte, Faltwerke, lange Tonnen – bei denen ein maßgeblicher Anteil der Lasten unter Biegung abgetragen wird. Um die Biegung aufnehmen zu können, muss die Wanddicke entsprechend groß gehalten werden. Die kurze Tonne (bogenähnlich) ist eine weitere abwickelbare Fläche. Unter bestimmten Lastverteilungsverhältnissen, wenn die Wölbung mit der entsprechenden Kettenlinie übereinstimmt, treten ausschließlich Normalkräfte auf. Zu den echten Schalen zählen die doppeltgekrümmten Tragwerke. Schalen, deren Hauptkrümmungen in dieselbe Richtung laufen, heißen synklastische Flächen (Kuppel, Ellipsoid) und die Schalen mit entgegengesetzten Hauptkrümmungen heißen antiklastische Flächen (Konoid, Hypar). In diesen Schalen werden alle Lasten durch Normalkräfte abgetragen. Sie gelten daher als besonders effizient.

Wenn man das Lebenswerk Candelas betrachtet, kann man eine systematische Entwicklung in seinen Werken beobachten. Anfänglich baute er einfache Pfosten-Riegel-Konstruktionen. Es folgten die unechten und schließlich die echten Schalen. Candela strebte danach seine Tragwerke stets zu optimieren. Sein Ansatz war der Versuch zur Vermeidung von Biegekräften. Alle Lasten sollten sich durch Membrankräfte in die Stützen ableiten. Dies war allerdings nur möglich mit Flächentragwerke, die ihre Steifigkeit über ihre Krümmung erhielten – die hyperbolischen Paraboloide (Abk. Hypar).

Um seine Schalen berechnen zu können, nutzte Candela Gleichungen, die von anderen Ingenieuren bereits hergeleitet wurden. Diese vereinfachte er und führte ein neues Bezugsystem ein, bei welchem sich die drei Raumachsen im Scheitelpunkt eines Hypars kreuzen. Zwei der Raumachsen, nämlich die X- und Y-Achse, stimmen mit den Erzeugenden des Hypars überein. Sie definieren eine Ebene, auf welcher die anderen Erzeugenden parallel zu einander projiziert werden können. Der Winkel zwischen den beiden Achsen kann beliebig sein, aber mit z-Achse bilden sie immer einen rechten Winkel. Der günstigste Fall für die Berechnungen ist, wenn die Z-Achse eine vertikale Lage einnimmt. Die Lasten in solch einem Hypar werden durch die tangentialen Kräfte in die Stützen geleitet. Falls es sich um ein Hypar mit nicht-vertikaler Z-Achse handelt, müssen die Gleichungen erweitert oder verallgemeinert werden, weil das Hypar eine beträchtliche Verzerrung unterliegt. Der Grund dafür sind die schrägen Kräfte, deren Komponenten nicht nur in der tangentialen Ebene liegen (Siehe Projekt Kapelle „Nuestra Señora de la Soledad“).

Die Bauten von Félix Candela konnten nur in seiner Zeit gebaut werden, als die sozialen Verhältnisse günstig dafür waren. Natürlich haben auch die persönlichen und intellektuellen Fähigkeiten des Architekten, Bauunternehmers und selbst erlernten Ingenieurs dazu beigetragen. Schalenbauten wurden nicht von Candela erfunden und er war auch nicht der Erste, der das Hypar anwandte. Andere haben größere Schalen gebaut oder mehr zur Berechnung von Schalenkonstruktionen beigetragen. Candela aber verdient seine Anerkennung als Erbauer einer erstaunlichen Vielfalt, die er seit der Gründung seiner Baufirma im Jahr 1949 in Mexiko bis zur Schließung jener im Jahr 1969 fertig gestellt hat.

Die Anzahl von Candelas angewendeten Mittel zur Erstellung von Schalen ist gering: eine Schalung, die aus geraden Brettern besteht, Stahlbewehrung und Ortbeton. Die Freiheit beim Entwerfen dieser Projekte bestand darin, dass man weder von Mechanisierung noch von Serienfertigung eingeschränkt war.

Am Anfang seiner beruflichen Tätigkeit als Ingenieur plante Candela Gebäude mit konventionellen Pfosten-Riegel-Konstruktionen. Mit der im Jahre 1949 in San Bartolo, Mexiko-Stadt errichteten ersten Versuchstonnenschale begann seine Schalenbaukarriere (Abb. 3.04). Das Gewölbe dieser Schale hatte die Form einer Kettenlinie, wodurch es gleichmäßig auf Druck beansprucht wurde und auf eine Bewehrung verzichtet werden konnte.

Im darauf folgenden Jahr versuchte sich Candela mit einem Konoid (Abb. 3.05). Dieses sollte den oberen Abschluss der Fernández-Fabrik in San Bartolo, Mexiko-Stadt bilden. Die Probeschale wies eine gleichmäßige Stärke von 3 cm auf und spannte über eine Fläche von 15 x 6 m. Um die aus der Schale resultierenden Schubkräfte aufzunehmen wurden die Stützen im oberen Teil mit Zugbändern versehen. Die Kegelbahn in Marsella, Juarez, Mexiko-Stadt, welche Candela 1951 plante, wurde mit einer Aneinanderreihung von kurzen Tonnenschalen erstellt, welche auf rhombenförmigen Stützen aufsetzten (Abb. 3.06). Auch hier verwendete Candela wieder Zugbänder, die die Schubkräfte aus den Schalen ausglichen.

Die nächste Tonnenschale, welche Candela für eine Lagerhalle der Zollverwaltung plante, führte er mit einer Auskragung aus, um dadurch mehr beschattete Flächen zu erhalten (Abb. 4.03). Während der Ausführung dieses Werkes, hatte Candela die Gelegenheit sein erstes hyperbolisches Paraboloid in Form einer Schirm-Schale zu bauen (Abb. 6.01). Ab diesem Versuch begann Candela Hypare zu bauen. Candela hatte die Absicht Stahlbeton mit seinen konstruktiven Eigenschaften in die Gestaltung seiner Architektur umzusetzen, hatte allerdings keine Visionen, wie er die Formenvielfalt entwickeln und bereichern sollte. Dieses Manko wurde vor allem durch die Zusammenarbeit mit den Architekten Enrique de la Mora und Fernando López Carmona ausgeglichen. Die häufige Teamarbeit erweiterte das gestalterische Repertoire immens. Die Architekten entwarfen die Formen und Candela lieferte die konstruktive Lösung. In anderen Fällen stieß Candela auf konstruktive Probleme, die von verschiedenen Bedingungen (wie z.B. Materialersparung, räumliche Voraussetzungen oder sogar Bauvorschriften) herrührten. Diese versuchte er durch Formen mit entsprechenden konstruktiven Eigenschaften zu lösen.

Ausgewählte Projekte

Die Schalenbauten Candelas können in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt werden. Unterscheidungshilfen stellen dabei räumliche, gestalterische und konstruktive Merkmale dar. Zur Gruppe eins gehören Schalen, die aus einem Hypar oder einem Ausschnitt eines Hypars bestehen. Die zweite Gruppe formiert sich durch Schalen, die aus mehreren Hyparen zusammengefügt sind bzw. bei denen sich hyperbolische Paraboloide einander durchdringen. Im Folgenden werden die Gruppen durch verschiedene Projekte dargestellt und analysiert.

Zu erster Gruppe gehören die einfachen Schirme. Die Schirme lassen sich aus verschiedenen Kombinationen von vier Hyparen bilden. Diese Form einer zusammengesetzten Schale ist schnell zu bauen und Kosten sparend. Sie wurde zum Wahrzeichen Candelas für billige industrielle Konstruktionen. Die Schirme können als allein stehende Elemente, in Reihen oder im Raster gebaut werden. Der Kraftverlauf in jeder Kombination bestimmt, wie ein Schirm gestützt und stabilisiert wird. Die Z-Achse wird in allen Schirmen als vertikal vorausgesetzt.

Lagerhaus Rio in Linda Vista, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1954

36 Schirme je 10 x 15 m bedecken das dreieckige Grundstück des Lagerhauses Rio in Linda Vista, Mexiko-Stadt (Abb. 3.07). Jeder Schirm ist etwas geneigt, wodurch eine niedrige Fensterwand im Dachbereich installiert werden konnte. Durch die Fenster fällt nördliches Tageslicht in die Lagerhalle. Die Schirmkonstruktion war für die schwere ökonomische Lage Mexikos in den 1950er Jahren eine wunderbare Lösung. Denn mit dieser Konstruktion fiel nur etwa die Hälfte der Kosten an, die für konventionelle Stahlkonstruktionen ähnlicher Spannweite notwendig waren. Die Schirme konnten sehr schnell gebaut werden, weil man eine fahrbare Schalung nutzte (Abb. 3.08). Die vier Teile der Schalung wurden nach einwöchiger Aushärtung des Betons wieder auseinander genommen und an der nächsten Position installiert. 

Jeder Schirm ruht auf einer Stütze. Die Form ist durch ein Viereck (Quadrat) definiert, dessen Mittelpunkt (i) abgesenkt ist (Abb. 3.09). Die Seiten des Vierecks bleiben in einer Ebene. Die Mittelpunkte der Viereckgeraden bilden weitere Geraden mit dem abgesenkten Mittelpunkt des Quadrats (i). Diese geraden Linien (3, 4) unterteilen die gesamte Form in vier windschiefe Vierecke, welche Hypare sind. Folglich bildet sich ein Schirm aus vier Hyparen, die zur Stützenmitte abgesenkt sind und nach außen in die Höhe ragen. Um den Kraftverlauf der ganzen Schale besser zu verstehen, wird der Ausschnitt abci hier nun analysiert. Druckkräfte herrschen in einem jeden Hypar in allen vertikalen Ebenen, die parallel zur Ebene der stehenden Hauptparabel (b-i) liegen. Zugkräfte verlaufen um 90° verdreht zu den Druckkräften in allen vertikalen Ebenen, die parallel zur Ebene der hängenden Hauptparabel (a-c) liegen. Die zwei Kräfte (Druck und Zug) treffen am äußeren Rand (ab, bc) aufeinander und ergeben eine resultierende Kraft, die den Rand auf Zug beansprucht. Im Falle der Kehlen ai und ci ergeben die beiden angreifenden Kräfte eine resultierende Druckkraft. Die Horizontalkomponenten der resultierenden Druckkräfte entlang der Kehlen aller vier Hypare heben sich gegenseitig auf. Die Vertikalkomponente hingegen, die dem Eigengewicht des Schirmes gleicht, wird in die Stütze geleitet. Um die Biegemomente in der Stütze durch Winddruck zu vermeiden, wurden die einzelnen Schirme miteinander verbunden. 

Das folgende Projekt behandelt eine alternative Kombination von vier Hyparen, deren Anordnung andere räumliche und statische Eigenschaften mit sich bringt.

Lagerhalle Herdez, San Bartolo, Naucalpan, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1955-1956

Eine weitere Variante zur Kombination von vier Hyparen stellt die Lagerhalle Herdez in San Bartolo, Mexiko-Stadt dar (Abb. 3.10). Bei der in den Jahren 1955 bis 1956 erbauten Halle befindet sich der Mittelpunkt der vier zusammengeschobenen Hypare im Gegensatz zur Schirmkonstruktion [Link zu: Lagerhaus Rio in Linda Vista, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1954] nicht unten sondern zusammen mit den Kehlen (hier mit dem Firstlinien gleichzusetzen) am höchsten Punkt des Konstrukts. Mit dieser Hypar-Fügungs-Variante entsteht eine Art Kuppel, die im Vergleich zu den Schirmen größere Spannweiten überbrücken kann. An den Rändern dieser Konstruktion entstehen allerdings große Druckkräfte, wodurch ein umlaufendes Zugband notwendig wird. Aus diesem Grund ist die Konstruktion weniger billig zu bauen als ein Schirm. Wenn die einzelnen Kuppeln mit einem bestimmten Abstand zu einander versetzt werden, lassen sich Fenster und Stege installieren. Von letzteren aus können die Fenster auch geputzt werden.

Die Form dieser Schale wird durch die Absenkung der vier Ecken der quadratischen Platte erzeugt, während die zwei einander kreuzenden Linien, welche die Mittelpunkte der gegenüberliegenden Rechteckseitenseiten verbinden, waagerecht bleiben (Abb. 3.11, 3.12). Diese sich kreuzenden Linien unterteilen die Schale in vier einzelne Hypare. Die Druckkräfte in jedem Hypar verlaufen in allen vertikalen Ebenen, die parallel zur Ebene der stehenden Hauptparabel (b-d) liegen. Die Zugkräfte verlaufen in allen vertikalen Ebenen, die parallel zur Ebene der hängenden Hauptparabel (a-c) liegen. Zwei Kräfte (Druck und Zug), die sich am First (a-b sowie c-b) treffen, ergeben eine Druckkraft entlang des Firstes, die durch die Druckkraft der gegenüberliegenden Hypare aufgehoben wird. Zwei Kräfte (Druck und Zug), die sich am Rand eines Hypars (a-d sowie c-d) treffen, ergeben ebenfalls eine resultierende Druckkraft. Die zwei Druckkräfte der beiden Ränder, die sich am Fußpunkt treffen, können in eine Vertikal- und Horizontalkomponente zerlegt werden. Die vertikal gerichtete Last wird durch die Stütze in das Fundament geleitet. Die Horizontalkomponente wird durch ein umlaufendes Zugband zwischen den Fußpunkten der gesamten rechteckigen Schale aufgenommen. Da der First wie auch die Ränder auf Druck beansprucht sind, muss ein Zugband vorgesehen werden. Die Druckkräfte am First sind größer als am Rand, weil sie aus zwei Kräften von zwei nebeneinander liegenden Hyparen bestehen. Außerdem wird der First auf Knickung beansprucht. Die Druckkraft als auch die Gefahr auf Knickung werden in der Mitte des Firstes größer. Dies verdeutlicht die variierte Form eines Druckstabes.

Kirche „de la Virgen Milagrosa“, Narvarte, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1953-1955 (1957)

In den Jahren 1953 bis 1955 (1957) arbeitete Candela am Bau einer Kirche in Narvarte, Mexiko-Stadt. Die Iglesia „de la Virgen Milagrosa“ – zu Deutsch: die Kirche „der Wundertätigen Jungfrau“, wahlweise auch Iglesia „de la Medalla Milagrosa“ – die Kirche „der Medaille/ des Abzeichens der Wundertätigen“ oder „La Milagrosa“ genannt, gehört wahrlich zu den bekanntesten Bauten Candelas (Abb. 3.13, 3.15). Bei diesem Projekt wandelte er die Schale des so genannten einfachen Schirms ab, wodurch die besonderen räumlichen Merkmale dieses sakralen Gebäudes entstanden.

Die Kirche wurde auf der Fläche eines ganzen Eckgrundstücks von 31 m x 53 m Größe erbaut. Es grenzt an die Straßen Matias Romero und Ixcateopan und befindet sich unweit der Metrostation „Division del Norte“. Der Kirchenvorstand verlangte von Candela eine Kirche im traditionellen gotischen Stil, aber selbst er konnte sich nicht vorstellen, zu welchem Ergebnis das „selbstentwerfende“ Gebäude – unter Verwendung seiner Schrimschalen – führen würde. Erst nachdem die Schalung gezimmert war, konnte man die Form erstmals wirklich wahrnehmen. „La Milagrosa“ in Narvarte besitzt einen eher gewöhnlichen Grundriss. Die Schirme bilden ein 11 m breites Mittelschiff, welchem sich zu beiden Seiten Joche von 4 x 4 m Grundfläche anschließen. Auf der Abbildung 3.14 wird das Prinzip gezeigt, wie die Schirmschalen abgeändert wurden und so die Kirchenschiffe bildeten. Östlich an das Kirchenhauptgebäude (die Kirche ist genordet) wurden weitere Kapellen angebaut. Sie werden durch Faltwerke und Schalen bedeckt. Die Schalen der Kapellen ähneln den Schalenkuppeln der Lagerhalle Herdez.

Candela hat die strukturellen Eigenschaften/ Grenzen des genutzten Baumaterials – Stahlbeton – völlig ausgenutzt/ ausgereizt. Alle Schalen in diesem Gebäude weisen eine Stärke von nur 4 cm auf. Die Berechnungen der Schalen des Hauptschiffes waren sehr umfangreich. Dies lag daran, dass sie durch ihre Steifigkeit einen Aufwärtsschub hervorriefen und durch ihr Ansteigen zum Altarbereich unterschiedlich groß sind. Die Stützen der Schirme weichen von der einfachen Recheckform ab. Dies hat nicht nur gestalterische Gründe sondern vor allem strukturelle. Sie wurden optimiert für den Lastabtrag der aus den Schalen wirkenden Kräfte. Candela kommentierte seine Entwurfsmethode damit, dass die berühmten Gebäude der Gotik und der Renaissance nicht mit Hilfe mathematischen Wissens, sondern mit einem Gleichgewichtsgefühl und Kräftespiel in der Konstruktion gebaut wurden. Diese sind die wichtigsten Eigenschaften eines wirklichen Baumeisters.

Da die das Hauptschiff bildenden Schalen sehr steif sind, ergab es sich, dass ihre oberen waagerechten Ränder halb so lang als die dagegen liegenden schrägen Kanten sind. Für die Einschalung solcher Formen sollten keilförmige Bretter eingesetzt werden, um die dreieckigen Spalten zu füllen. Das Betonieren erfolgte mit einer sehr trockenen Mischung, die von Hand an eine dicht gelegte Bewehrung aufgebracht wurde, sodass auf eine doppelseitige Schalung verzichtet werden konnte.

In diesem Ingenieur-Kunstwerk zeigt Candela eine meisterliche Bewältigung von windschiefen Flächen und die von ihnen abgeleiteten räumlichen Möglichkeiten. Selbst wenn der Bau faktisch nur aus einem Dach besteht, welches den ganzen Raum überdeckt, so beeindruckt dies so stark, dass der Besucher die Ornamente und Heiligenbilder der Kirche kaum wahrnimmt. Der Eingang des Gebäudes wurde etwas zurückgesetzt, um eine Verschmelzung der Fassade mit der Frontlinie der Nachbargebäude zu vermeiden und um einen kleinen Vorplatz zu formen. Der emporstrebende Innenraum, wie in einer klassischen gotischen Kirche, vermittelt ein Gefühl der Schwerelosigkeit. Die windschiefen Flächen erzeugen zahlreiche Hell- und Dunkeleffekte, die sich durch die Tagesbeleuchtung von beiden Seiten des Querschiffs intensivieren und dabei den Altarbereich hervorheben.

Jede Einheit des Daches hat eine vertikale Achse. Aber ihre Steilheit benötigt besondere Formeln für die Spannungsberechnungen, die Candela aus Beiträgen von Fernand Aimond und Adolf Pucher ableitete. Die starke Neigung der Schirmschalen führt zu einem Aufwärtsschub am Dachfrist, was bei den Berechnungen deutlich wurde. Die Schirme drohten auseinanderzureißen. Candela fand die Lösung durch ein zusätzliches Gewicht, was auf die Verbindungsstelle der Schirme am First aufgebracht wurde (Abb. 3.16). Durch das Auftragen des Gewichts entsteht eine wellenförmige Kontur am First.

Der Kraftverlauf des Daches hat Einfluss auf die Neigung und die Gestaltung der Stützen. Sie sind windschief wie die von ihnen getragenen Schalen. Sie bilden zusammen eine gestalterische Einheit. Zur Basis hin wird die Stütze breiter, um etwaige Schubkräfte besser aufnehmen zu können. Das Schirmfundament wurde so geneigt, dass es sich senkrecht zur Achsenkraft eines einzeichnenden Bogens ausrichtet.

Kapelle „Nuestra Señora de la Soledad“, Coyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1955-1958

Kapelle „Nuestra Señora de la Soledad“, Coyoacán, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1955-1958 Für den „El Altillo“-Konvent (Konvent = Gemeinschaft eines Klosters) plante Candela in Zusammenarbeit mit Enrique de la Mora und Fernando Lopez Carmona 1955 eine Kapelle mit dem Namen „Nuestra Señora de la Soledad“ (dt. „Unserer Lieben Frau“) (Abb. 3.18). Die in Coyoacán, Mexiko-Stadt entstandene Kapelle liegt im einen fruchtbaren Garten und wurde zum Verbindungsglied zwischen zwei Gebäuden aus der kolonialen Zeit, welche vom Seminar der Missionare des Heiligen Geistes übernommen wurden. Die drei Gebäude rahmen zusammen ein Atrium ein. Die Form der neuen Kapelle leitet sich aus der Lage der beiden kolonialen Gebäude einerseits und anderseits aus der doppelt gekrümmten Dachfläche, welche eine Reinterpretation eines im Wind verdrehten Blattes darstellen soll, ab.

Der Entwurf des Gebäudes stellt eine weitere Reihe von Candelas Arbeiten dar. Sie bestehen jeweils aus einem einzigen Hyperparaboloid. Präziser ausgedrückt – sie bestehen aus dem Ausschnitt eines einzigen Hypars, welcher seitlich durch Erzeugende des Hypars abgegrenzt wird.

Die beiden unteren Teile des hyperparabolischen Daches wurden in Betonmauern eingespannt, welche die Lasten aus dem Dach über Biegemomente abtragen. Die oberen Kragarme des Daches definieren zwei unterschiedliche Innenbereiche. Der kürzere der beiden ist bis zur Hälfte in den Betonmauern verankert. Er überdacht die Empore für die Orgel und den Chor, welche über Außentreppen zu erreichen sind. Unter der Empore befindet sich der Eingang vom Atrium (Abb. 3.18, 3.19). Der lange Kragarm des Daches strebt mit seiner Spitze nach oben und bedeckt den Hauptraum mit dem darin befindlichen Altar. Die Kanten des Kragarms werden teilweise von den langen Fenstersprossen unterstützt. Durch diese riesigen Fenster dringt nördliches Tageslicht in den Innenraum ein. Die Kapelle kann die ganze Kongregation (Gemeinde) während des Gottesdienstes aufnehmen, wobei die Ordnung des Grundrisses es ermöglicht, dass sich alle Teilnehmer um den Altar aufhalten können.

Die Dachschale der Kapelle ist doppelt gekrümmt (Hypar) und von einem rhombischem Grundriss geprägt. Projiziert man die Erzeugenden auf eine horizontale Ebene, kann man erkennen, dass jene nicht parallel zu einander verlaufen (Abb. 3.21). Durch die Verdrehung der Z-Achse kann die horizontale Fläche (gebildet durch die X- und Y-Achse) auf die projiziert wird, so angelegt werden, dass alle Erzeugenden parallel zu einander verlaufen. Dies erleichtert das Berechnungsverfahren zum Dachtragwerk. Die Projektionsform ist zeitgleich die Schnittform des Hyperbolischen Paraboloids. Folglich entstehen an den Rändern des Daches ausschließlich gerade Kanten und keine gekrümmten Ränder!

Die Kräfte in einem Hypar mit vertikaler Z-Achse werden durch tangentiale Randspannungen zu den Stützen abgeleitet. Diese Spannungen sind die resultierenden Kräfte, die durch hängende und stehende Parabeln entstehen. Im Gegenteil zu diesem, erfährt ein Hypar mit schräger Z-Achse eine beträchtliche Verzerrung. Dies bewirkt, dass am Rand der HP-Schale Schrägkräfte auftreten. Diese Schrägkräfte werden durch die Erzeugenden (lineare Geraden) aufgenommen, da sie als Zugbänder wirken und mit den gegenüberliegenden Kanten der HP-Schale verbunden sind, wo diese Kräfte von der biegebeanspruchten Betonmauer aufgenommen werden.

Restaurant „Los Manantiales“, Xochimilco, Mexiko-Stadt, Mexiko, 1957-1958

Dieses Beispiel stellt nicht nur eine zusätzliche Serie von Candelas Projekte dar, die durch die Durchdringung von mehreren Hyparen gekennzeichnet wird, sondern gilt auch als ein Fixpunkt in Candelas Schaffen, wo er eine besondere Verfeinerung seiner Bauten erreichte. Symbol dieser Verfeinerung ist der so genannte „freie Rand“. Dieses konstruktive Detail verleiht seinen Bauwerken ein elegantes Aussehen.

Das mit Joaquín Alvarez Ordóñez geplante Restaurant „Los Manantiales“ wurde auf einer von Kanälen umgebenen Halbinsel erbaut (Abb. 3.22). Es ersetzte ein durch Feuer zerstörtes hölzernes Restaurant. Das lotusförmige und 42 m breite Gebäude bietet 1'000 Personen Platz und bildet sich aus vier sich durchdringenden Hyparen auf einem runden Grundriss. Die 4 cm dicken Kronblätter weisen im Zentrum des Gebäudes eine Höhe von 5,90 m auf und erreichen an ihren Außenkanten 8,25 m. Die Spannungen der Schale werden in die verstärkten Grate (= Außenkanten) geleitet, deren Dicke für den Betrachter auf geschickte Weise verborgen wurde, sodass dieser nur dünne Ränder wahrnimmt. Da die ganze Struktur lediglich auf acht Punkten ruht, strahlt das Gebäude eine gewisse Schwerelosigkeit und Transparenz aus. Auf diese Weise besteht eine ständige Verbindung zwischen innen und außen. Die Auskragungen der Schale schützen die Fenster des Restaurants vor der Witterung und der direkten Sonneneinstrahlung.

Ein „freier“ Rand kann, statisch betrachtet, keine Spannungen aufnehmen. Aus diesem Grund müssen innerhalb einer Konstruktion andere starre Elemente vorhanden sein, die die unausgeglichenen Spannungen aufnehmen können. Diese Elemente können je nach Ausbildung sichtbar oder unauffällig (unsichtbar) sein. Die Schalenkonstruktion des Restaurants besteht aus vier sich durchdringenden hyperbolischen Paraboloiden (Abb. 3.23, 3.24). Die Ränder in Form von Hyperbeln wurden durch schneidende Flächen erzeugt, die schräg nach außen geneigt sind. Die Spannungen am Rand werden durch die geraden Erzeugenden auf die Gräte übertragen. Da die Schale symmetrisch ist, liegen die resultierenden Kräfte an den Enden der Grate. Die Außenkanten (Grate) funktionieren wie Dreigelenkbögen. Die vertikalen Lasten werden von Schirmfundamenten aufgenommen. Über ein ringförmiges Zugband sind die Fundamente untereinander verbunden. Das Zugband gleicht die aus der Schale resultierenden Schubkräfte (horizontal wirkende Kräfte) aus.

Geometrie und Statik

Candela berechnete seine Schalen, um eine geeignete Statik zu ermitteln. Aber seine Berechnungen dienten auch zur Festlegung der geeignetesten Geometrie der Schale. Am Anfang seiner Arbeit zu einem Projekt wählte Candela die Form, die dem Entwurf am besten entsprach. Daraufhin berechnete er die Kräfte, die in der Schale wirkten, und verfeinerte gleichzeitig die Form. Auf diese Weise entwickelte er Schalen, bei denen Form und Kraftverlauf optimal zueinander passten und erschuf eine große Schalenvielfalt. Die wichtigste Eigenschaft von Candelas Bauten ist der harmonische Ausgleich zwischen dem Tragwerk und der Architektur.

Zu seiner Zeit wählte man ziemlich einfache Formen, die sich durch Symmetrie und flachen Ebenen definieren lassen, um Berechnungen ausführen zu können. Zu jenen zählen beispielsweise einfache (Bau-)Teile, die sich mehrere Male spiegeln lassen und deren Verbindungslinien (Gräte) auf einer Ebene liegen oder deren freien Ränder durch Ebenen definiert sind. Es wird deutlich, dass der Schalenbau noch nicht erschöpft ist. Weitere Formen können gebaut werden, die beispielsweise die aus unterschiedlichen Elementen bestehen, deren Verbindungslinien und deren Ränder nicht unbedingt auf einer Ebene liegen.

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