Abdeckung Golf-Übungsplatz, Doppelmembran, Maße 50 x 100

Die Geschichte der Tragluftsysteme

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Tragluftsysteme: Geschichte

Die Traglufthalle oder Tragluftkonstruktion ist eine einfache Membran, die dank eines ständig arbeitenden Gebläses von Luft gestützt wird. Die Membran ist fest am Boden verankert.

Der große Unterschied zwischen diesen Bauwerken und traditionellen Gebäuden besteht im unterschiedlichen Verhalten im Vergleich zu herkömmlichen Tragwerken: Die Tragluftkonstruktion neigt nämlich wegen des Druckunterschieds zwischen Innen– und Außenraum dazu, sich vom Boden abzuheben, daher hat das Fundament einer Tragluftkonstruktion tatsächlich die Funktion einer Verankerung.

Der leichte Druckunterschied zwischen Innen- und Außenraum des Bauwerks beträgt wenige Pascal, jede beliebige Konstruktion kann mit 150 Pa gestützt werden. Selbstverständlich muss dieser Wert je nach Witterungsbedingungen angepasst werden.

presssostatico storico

Die Traglufthalle oder Tragluftkonstruktion ist eine einfache Membran, die dank eines ständig arbeitenden Gebläses von Luft gestützt wird.

Die Traglufthalle (Pneu) entstand in der Nachkriegszeit in Amerika für militärische Zwecke und wurde anschließend für verschiedenste Nutzungen weiterentwickelt.

Man kann leicht annehmen, dass bis heute dank der Pneus mehrere Millionen Quadratmeter für verschiedenste Nutzungen überdacht wurden; Außer Sportanlagen (Schwimmbäder, Tennis- und Kleinfeldfußballplätze) wurden sie auch für Wasserparks oder Großveranstaltungen, Industrie, Landwirtschaft, Müllhalden usw. eingesetzt und in all diesen Jahren wurden nie Beanstandungen in Bezug auf die Sicherheit des Produkts erhoben, das sich durch große Anwendungsflexibilität mit niedrigen Bauzeiten und -kosten auszeichnet.

In Italien gibt es Traglufthallen für Tennisplätze seit fast 70 Jahren, diese Produkte hatten sich von Anfang an als sehr einfach, wirtschaftlich und für den geplanten Zweck geeignet erwiesen. Selbstverständlich wurde das Produkt in den letzten Jahren weiterentwickelt, insbesondere hinsichtlich der Verbesserung des Raumkomforts und der Energieeffizienz; tatsächlich wurde die einfache Membran schon vor etwa 20 Jahren durch eine Doppelmembran ersetzt, während die mit der Halle verbundenen Heizanlagen immer perfekter wurden, um schließlich eine bedeutende Senkung des Verbrauchs mit einem unveränderten, wenn nicht sogar verbesserten Raumklima zu erzielen.

Die Anfänge

Viele technische Neuerungen sind aus Militäranwendungen entstanden, dies gilt auch für pneumatisch vorgespannte Systeme.

Die ersten luftgestützten Systeme waren die Kuppeln der DEW-Line in Alaska, die zum Schutz der Radaranlagen vor dem rauen Klima gebaut wurden. Die einzigartigen Leistungen dieser Kuppeln unter den strengen Klimabedingungen zeigten ein für alle Mal, wie praktisch diese Bauwerke sind.

capannoni nel dopoguerra

Viele technische Neuerungen sind aus Militäranwendungen entstanden, dies gilt auch für pneumatisch vorgespannte Systeme.

esperto lanchester

Viele technische Neuerungen sind aus Militäranwendungen entstanden, dies gilt auch für pneumatisch vorgespannte Systeme.

esperto lanchester
capannoni nel dopoguerra

Schon in der ersten Nachkriegszeit wurden diese Hallen im militärischen Bereich umfassend genutzt; die luftgestützten Bauwerke wurden – wie auch heute noch – als Lager, zur Waffenmontage, zur Fahrzeug- und Flugzeugwartung, zum Schutz von Radarausrüstung, als Feldlazarett usw. eingesetzt.

Die erste bekannte Anwendung des Ballonprinzips für Tragwerke, die nicht in den Himmel steigen sollten, wurde von dem englischen Ingenieur Frederick William Lanchester (Lewisham, 23. Oktober 1868 – Birmingham, 8. März 1946) realisiert.

In seinem Patent von 1917 für ein Feldlazarett kamen die Grundprinzipien der pneumatischenKonstruktion zum Einsatz.

„Diese Erfindung soll ein Mittel zur Konstruktion und zum Aufbau eines großen Zeltes ohne Einsatz jeglicher Art von Pfosten oder Stützen liefern. Die Erfindung betrifft den Bau eines Zeltes, bei dem die Hülle des Heißluftballons oder ein anderes wenig durchlässiges Material vom Luftdruck getragen wird und dessen Eingang in einer Schleuse mit einer oder mehreren Kammern besteht …“

Dieses von der Konstruktion der Heißluftballons und Zeppeline abgeleitete Patent ist aus zwei Gründen von großer Bedeutung: Erstens scheint sich der Erfinder aller Grundanwendungen luftgestützter Bauwerke bereits bewusst zu sein und zweitens geht daraus die Fähigkeit, große Flächen für Hangar oder Spielfelder zu überdachen, hervor.

Später, im Jahr 1938 beschäftigte sich Lanchester mit der Möglichkeit des Baus sehr großer pneumatischer Konstruktionen. Er fertigte Skizzen eines Bauwerks mit einem Durchmesser von 330 m an, das erste Tragwerk wurde jedoch wegen des Weltkriegs und der Krise der Industrie, die jede Forschung bremste, erst 30 Jahre später aufgebaut.

Ein von der Konstruktion der Heißluftballons und Zeppeline abgeleitetes Patent

Ein von der Konstruktion der Heißluftballons und Zeppeline abgeleitetes Patent

Lanchesters Ideen waren so fern von den Konzepten der schweren Statik herkömmlicher Bauwerke, dass andere Planer jener Zeit sie nicht annahmen; außerdem kamen durch die katastrophalen Unfälle mit Zeppelinen Zweifel zur Anwendung auf.

Obwohl Lanchester nicht in der Lage war, seine Entwürfe umzusetzen, kann er doch als „Vater“ der pneumatischen Konstruktionen gelten.

Die ersten Bauwerke

Der Zweite Weltkrieg wurde zur Gelegenheit einer intensiven Forschung zu pneumatischen Systemen für sehr spezielle Anwendungen wie Fesselballons, Gebäude- und Fahrzeugattrappen zur Täuschung, doch erst 1946 konnte Lanchesters Idee realisiert werden.

Die USA errichteten große Radarantennen zur Sicherung der Nordgrenze vor Invasionen, die durch eine Überdachung vor den rauen Klimabedingungen geschützt werden mussten und dabei die Radarwellen so wenig wie möglich behindern sollten. Daher wurde die Verwendung einer nur durch den Luftdruck gestützten Membran gefordert und die amerikanische Regierung vergab den Auftrag zur Entwicklung von pneumatischen Konstruktionen für diese Anwendung.

costruzioni penumatiche in aria

Eine tragbare Konstruktion, deren Auf- und Abbau innerhalb eines Tages mit niedrigen Kosten möglich sein sollte.

copertina life plasteco
costruzioni penumatiche in aria

Eine tragbare Konstruktion, deren Auf- und Abbau innerhalb eines Tages mit niedrigen Kosten möglich sein sollte.

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In den Jahren nach der Errichtung und der Abnahme des Prototyps wurden in Alaska Hunderte dieser luftgestützten Kuppeln aufgebaut. Gleichzeitig wurden Materialien erforscht, die der rauen Witterung standhalten konnten: Nylon- und Terylengewebe mit einer synthetischen Beschichtung aus Neopren, Vinyl oder Hypalon.

Gewerbliche Anwendungen

Der Erfolg dieser Kuppeln führte zur Erschaffung einer Gesellschaft zur Planung und Realisierung von pneumatischen Tragwerken und im Januar 1956 begann die Firma Birdair Structures Incorporated ihre Geschäftstätigkeit.

Trotz der Kenntnisse, die diese Firma im Bereich der pneumatischen Tragwerke erworben hatte, war es das Unternehmen Cidair Structures, das als Erstes ein luftgestütztes Lager zur gewerblichen Nutzung errichtete. Damit begann die große Geschäftstätigkeit der Pneus in Amerika.

Zelt- und Fallschirmhersteller begannen mit der Erzeugung einfacher luftgestützter Bauwerke und um 1957 verwendeten etwa 50 amerikanische Hersteller die Eigenschaften der luftgestützten Tragwerke zur Überdachung von Sport- und Militäranlagen, Lagern, Fabriken.

Der Vorteil dieser Tragwerke war die Möglichkeit, große Flächen zu einem günstigen Preis mit einem tragbaren System, das an einem Tag auf- und wieder abgebaut werden konnte, zu überdachen. Der Pneu war eine Neuheit, die viel Aufsehen erregt und nach weniger Zeit wurden in den Vereinigten Staaten Hunderte dieser „Blasen“ gebaut.

Die ständige Versorgung des Tragwerks mit Luft, um es stabil zu halten, verhindert größere Luftverluste an den Eingängen; diese Beobachtung führte zur Realisierung eines mit Luft gefüllten Tragwerks mit doppelter Hülle. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde diese Konstruktion sowohl in Amerika als auch in Großbritannien entwickelt und in beiden Ländern für militärische Zwecke oder als Polarunterkünfte verwendet.

Die mit Luft gefüllten Bauwerke waren wesentlich wirtschaftlicher und verfügten außerdem über ein sehr stabiles Tragwerk.

pressostruttura per palaghiaccio

Studien an mit Luft gefüllten Bauwerken zeigten, dass luftgestützte Konstruktionen wesentlich wirtschaftlicher waren und außerdem über ein sehr stabiles Tragwerk verfügten. In der Folge wurden sogenannte hybride Systeme entwickelt, bei denen zusätzliche tragende Elemente in einem luftgestützten Tragwerk verwendet wurden, um die Konstruktion vor einem plötzlichen Erschlaffen bei Ausfall der Luftversorgung zu bewahren oder die Eingänge zu vereinfachen.

Wirtschaftliche Überlegungen brachten die Hersteller dann dazu, sich mehr auf einfache luftgestützte Tragwerke zu konzentrieren, da diese bessere Geschäfte versprachen. Um 1960 begannen auch Europa und Japan sich für diese neuartigen Bauwerke zu interessieren.

Erst in Großbritannien, dann in Schweden und Deutschland wurden in wenigen Jahren ähnliche Absatzmengen mit vergleichbarer Qualität wie in den USA erreicht; 1970 wurden pneumatische Konstruktionen in allen europäischen und auch in einigen Ländern des Ostblocks hergestellt.

Die Anfänge in Italien

Nicht nur in Amerika arbeitete man an der Idee des Ingenieurs Lanchester, auch in Italien gab es einen Erfinder des luftgestützten Tragwerks (auch wenn er im internationalen Rahmen als Halberfinder gelten müsste): Herr G. Rocca, der in den ersten Jahren nach dem Zweiten Weltkrieg eine kleine Firma zur Bergung von Schiffen aufgebaut hatte.

Die Schiffe wurde mittels „Hebeballons“ geborgen, d. h. mit enormen beweglichen Gummibehältern (Caissons), die im Laderaum der Schiffe angeordnet wurden. Diese wurde aufgeblasen und brachten das Schiff an die Wasseroberfläche.

1952 wurde einer dieser Ballons getestet und auf eventuelle Leckagen überprüft. Versehentlich hatte man vergessen, den Boden des Behälters vor dem Aufblasen anzubringen und fand dadurch heraus, dass die Hülle trotz des großen Luftverlustes „stehen“ blieb. Danach verankerte man sie mit Sandsäcken am Boden und stellte fest, dass im „Ballon“ ein hindernisfreier Raum, ideal zum Arbeiten, entstanden war.

Im Jahr darauf errichtete Herr Rocca die erste Halle für den Eigenbedarf, denn er benötigte zeitweilig eine größere Werksfläche. Auf diese Weise hatte er die erste luftgestützte Halle der Welt zu gewerblichen Tätigkeit aufgebaut.

Nach diesem glücklichen Auftakt nahm Herr Rocca seine Tätigkeit der Schiffsbergung bis 1957 wieder auf: In diesem Jahr erlitt er Schiffsbruch, verlor sein Boot und gab die Tätigkeit auf, um sich vollkommen der Herstellung von luftgestützten Tragwerken zu widmen. 1959 gründete er in Mestre die Firma C.P.V., die in ihrem wenn auch kurzen Leben über 100 Hallen baute.

Dies war auch angesichts des Erfolgs in Amerika der erste Anstoß für andere Unternehmen, vorsichtig den Markt der Traglufthallen in Italien zu erkunden.

Edito Tsport
Text: Claudio Cigognetti

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