Verdrehter Kirchturm von Davos

Der gedrehte Turmhelm  der alten Kirche St. Johann in Davos-Platz

(Quelle:von G. Häsler Arch. Davos 1931)

Ein Fachmann in Davos kann gelegentlich die Frage hören, ob die gewundene Form des Helms auf dem Kirchturm Absicht oder Zufall sei. Und mancher „Fachmann“verliert sich in einen ebenso märchenhafte Behauptung wie der Laie. Es wurde dann auch von Arch. E.F. Baumann in Davos ziemlich viel Literatur über dieses Thema aus alten Chroniken und älteren Vermutungen zusammengetragen aber nirgends fand sich eine auch nur andeutende Antwort auf diese Frage.

Arch. Baumann hat es, aus Interesse an dem Problem, unternommen, tatkräftig unterstützt von seinem Kollegen G. Häsler, den Dachstuhl des verdrehten Davoser Turmhelms zu untersuchen. Und durch maßstäbliche und fotografische Aufnahmen die Ursache für die Verdrehung zu finden. In unermüdlicher Arbeit haben die beiden während vieler Samstage und Sonntage in dem 40 m hohen finsteren Turmhelm die Ursache so weit finden können.

Um eine solche Turmkonstruktion richtig zu verstehen, muss man sich an Beispielen die Entwicklungsgeschichte dieses Bauwerks zu verstehen. Vor Mitte des 12. Jhr. trugen die Türme nur mehr oder weniger steile Dächer in Form von vier- oder mehrseitigen Pyramiden oder Kegeln. Hohe Helme (Bsp. Davoser Kirchturm) entstanden erst seit der Gotik. Bei den immer höher werdenden Turmhelmen wurden die üblichen flachen Turmdächer infolge der grösser werdenden Schubwirkung durch deren Gewichtskraft unmöglich. Um diese Schubwirkung zu begegnen, mussten die Dächer erheblich steiler gebaut werden, und es entstand aus dem Turmdach der Turmhelm.

Die Baumeister standen vor einen neuen Problem. Es mussten Konstruktionen erfunden werden, die einer Verbiegung und einer Verdrehung schützen. In folge des Hebelarms wird auch das Kippmoment äusserst kritisch. Möglichkeiten solche Aufgaben zu berechnen kannte das Mittelalter noch keine.

Im Laufe der Zeit erweist sich die rechteckige, schlanke Bauform des Turmhelms als die günstigste Form. Es sind zwar alle Turmhelme achteckig aber es gibt bei fachkundigen Auge unter vielen Türmen keine zwei gleichen. Die technische Lösung gelang von Anfang an nicht sofort und die Erfahrung jedes einzelnen Baumeisters zählte. Verschiedene Gegenden hatten verschiedene Konstruktionspläne und man baute alte Überlieferungen weiter aus um die statischen Probleme zu lösen. Über die äussere Form ist man sich zwar einig geworden auch über das Wesentliche der zu kalkulierenden Einflüsse nämlich der Winddruck. Schnee bleibt wegen der Steilheit nicht viel liegen und die Beanspruchung durch das Eigengewicht ist unbedeutend. Die Konstruktion muss vor allem standfest und vor allem bei ungünstiger Belastung alle Kräfte sicher und ohne merkbare Formveränderung an das darunterliegende Mauerwerk sicher weiterleiten. Der Streit um die innere Balkenkonstruktion hat sich bis in die neuere Zeit hingezogen.

Daran hat F. Ostendorf einen wesentlichen Einfluss. Er teilt die Konstruktionsarten in fünf Gruppen ein (Abb 2)

In den sehr primitiven Konstruktionsarten a und b haben sich die meisten Helme deformiert. Die bekanntesten Beispiele waren Liebfrauenkirche in Halle, Severikirche in Erfurt, Nikolaiturm in Erfurt.

Konstruktionsart c: Verdreht war der Helm der Jakobikirche in Nordhausen. Der gleich konstruierte und noch höhere Helm der Petrikirche ebenfalls in Nordhausen hat seine Form nicht verändert, ein Beweiss dafür, das eine gewissenhafte Ausführung solche Konstruktionen beeinflussen kann.

Konstruktionsart d:

Die grossen Lübeckerhelme (Aegidien- und Marienkirche) sind verdreht und verbogen in diesen Helmen wurden nachweisbar sehr früh nachträgliche Streben eingezogen um eine weitere Verdrehung zu verhindern. Ähnliche Beispiele sind der Helm der Johanniskirche in Lüneburg. Aus dem 15. Jhr.. Auch die Form „d“ bietet nicht volle Garantie. Es sei auch gesagt dass sich bei dieser Bauform die viereckige Bauform vor der achteckigen bewährt hat.

Beste Gewähr bietet sich der stehende Stuhl der Bauart „e“:

Diese Bauart geht auf Binderkonstruktionen des Satteldaches in Süddeutschland/Schweiz zurück. Diese Form wurde im 16. Jahrhundert übernommen. Beispiele sind die 50 bis 60 m hohen Helme am Lübecker Dom.

In welche Konstruktionsgruppe reiht sich der 40 m hohe Helm des Davoser Kirchturms?

Es galt festzustellen ob und wie einer Torsion (=Verwindung) vorgebeugt werden sollte, einer Biegung und wie die Last getragen und abgeleitet wird. War die Verdrehung nachträglich erfolgt infolge mangelhafter oder fehlender Aussteifungskonstruktionen, so musste die lichte Weite des Helmes in ihrer Höhe und ihrer Diagonalrichtung geringer geworden sein. In diesem Falle müssten dieagonal liegende Konstruktionsteile Spuren einer solchen Stauchung aufweisen in Form von Verbiegungen, Knicke oder das eine Ende herausgehoben sein oder sogar die Dachhaut durchstossen haben. Ausserdem mussten Versätze windschief geworden sein. Der Zustand der langen, diagonal verlaufenden Kreuzstreben der Hauptbinder war daher für die Beantwortung der Frage sehr wichtig.

Die Art der Konstruktion gibt dem Fachmann klare Antwort: Es ist eine Dachwerkskonstruktion mit dem bestbewährten stehenden Stuhl (Bauart „e“), jeoch unerklärlicherweise ohne jede gegenseitige Verriegelung der Stuhlsäulen. Die Anordnung der Kreuzstreben war kein wirksamer Ersatz und im Prinzip eine ungeschickte Anordnung. Bis an die vier Giebel im Auflager des Helms sind keine Konstruktionen vorhanden, die einer Torsion direkt entgegenwirkt. Folglich fiel diese Aufgabe, wie vermutet worden war den erwähnten Kreuzstreben zu deren Bestimmung gewesen wäre, die Stabilität zu sichern. Die beschriebene Stauchung hat deren Druckfestigkeit auf eine harte Probe gestellt. Ihr Querschnitt war aber bei ihrer Länge zu gering für die zusätzliche Belastung. Auf irgendeiner weise mussten sie der Belastung nachgeben. Darum sind sie alle mehr oder wneiger verbogen oder in ihren gegenseitigen Verblattungen (Holzverbindung – Durch Stabdübel, Holznägel oder Schraubenbolzen wird die Verbindung fixiert und eine gewisse Zugkraftübertragung ermöglicht.) sogar geknickt.Jede zweite dieser Horizontalkonstruktion hat solche Wechsel. Auch die Festigkeit der Böden hinterte den Helm am enger werden. Ganz besonders aber wendeten die überaus starken, eng verlegten Dachlattendie Gefahr ab, weil sie die Dachhaut fast zur steilen Wand gestalten. Sie zeigen nur geringe Verschiebungen. Dank ihrer guten Nagelung ersetzen sie bis zu einen gewissen Grad die Verschwertung und hielten den Helm zusammen, wie die Reifen ein Fass. Ohne diese „Reifen“ hätten die Streben den Helm auseinandergestossen, statt sich stauchen zu lassen, dann wäre der Helm nach allen Seiten auseinandergefallen.

Ganz wesentlich litten die Stösse der Gratsparren in der Zone der grössten Last direkt über den Giebeln. Die Holznägel ihrer langen Verblattungen sind abgesichert, der überblattungen selber kreuzen sich statt zu decken und sind windschief aufgeklafft. An diesen Stellen wurden auch Dachlatten losgerissen und gegen den Grat geschoben. Gratsparren ohne Stoss in dieser gefährlichen Zone sind erheblich gebogen.

Im obersten Drittel des Helmes haben die Grathölzer dank der geringen Last kaum gelitten. Die Kreuzstreben der vier Gespärre liegen dort noch in ihren Shnittpunkten so eng beieinander, dass sie schon beim Bau verobholzt werden mussten, um sich gegenseitig Platz zu machen. Kanten bis zu Hälfte der Holzstärken ausgeklingt, in den unteren zwei Dritteln des Helmes viel weniger. Trotz dieser vorgängigen Stehschwächung haben sie aber aus den gleichen statischen Gründen durch die geringe Last nicht wesentlich gelitten.

Unten zwischen den Giebeln sind die Gratsparren in ihrer ursprünglichen Lage geblieben. Dort war eine Bewegung ausgeschlossen. (Abb. 11)

Die Gradhölzer sond vom Auflager bis zur Turmspitze etwa 45 Grad aus ihrer ursprünglichen Richtung gedreht (Abb 5). Warum der Baumeister die seitliche Versteifung wegliess, wird eine offene Frage bleiben. (Abb 10) Die Holzdimensionen sind auch für die damalige Zeit eher leicht. Vielleicht stellte er sich die versteifende Wirkung der Wimperge (=ist in der Architektur der Gotik eine giebelartige Bekrönung über Portalen und Fenstern und wird auch Ziergiebel genannt) viel höher ein als die Wirklichkeit.

Was für Einflüsse mögen sonst noch schuld an der Verdrehung tragen?

Und erfolgte sie wohl plötzlich oder nur ganz allmälich? Wenn „grünes“ Holz (Grünholz ist in der Holzverarbeitung noch im Saft stehendes Holz, das gerade gefällt oder am Trocknen gehindert wurde) mitschuldig war, dann war es zweifelsfrei sehr bald erkennbar. Wenn der Wind dem Helm bis zur Verdrehung zusetzte, dann könnte es im Verlauf eines einzigen Sturmesgeschehen sein. Denkt man sich aber noch die einseitige Belastung von angewhten Schneemassen zu dieser gefährlichen Drehung hinzu, so stünde wahrscheinlich dieser Helm heute nicht mehr oben. Die maximale Windstärke die in Davos gemessen wurde, beträgt 7m/sek. Das wäre äusserst harmlos. Wir dürfen aber nicht vergessen, dass Windhosen schon mächtige Baumbestände niedergelegt haben. Für Solche Berechnungen muss ein Winddruck von 300 kg/m2 kalkuliert werden. Die Masse Des Helms beträgt rund 75 t (Stabilitätsmoment). Hochgerechnet Angriffsfläche und Gewichtskraft ist die Standsicherheit des Helmes ausschliesslich auf die Zuverlässigkeit der Verankerung zum Mauerwerk zwischen den Giebeln zu verdanken.

Der Helm hat sich mit der Sonne gedreht. Folglich ist wohl der Sonneneinfluss auf solche Konstruktionen nicht unbedeutend. Die beträchtliche Hitze Hitze bei der direkten Bestrahlung der Gebirgswintersonne und die gleichzeitige Kälte im Schatten, dazu noch die Abkühlung im Nordwind (typisch für Davos) das sind grosse Faktoren. Innen das vollständige Fehlen einer Verriegelung und einer Verschwertung zwischen den benachbarten Stuhlsäulen , stattdessen ungeschickt angelegte, ihrer übermässigen Länge und vielen Verobholzungen rastlos schaffende Kreuzstreben. Morgens fängt die Sonne den Ostgrad und die Südostdachfläche zu erhitzen, und dann einen nach den anderen, bis zum Westgrat, samt den erheblichen Holzmassen, von Dachlatten und Schindelung (Im Sommer feuchte Schindeln auf der Nordseite, unter denen die Sparren und Dachlatten aufquellen. Die Ausdehnung des erwärmten Grates versucht die Spitze aus dem Senkel zu drücken. Die sich dehnenden Dachlatten üben auf den im Sinne des Uhrzeigers nächstliegenden Grat einen Druck aus , der infolge der fortschreitenden Tageszeit seine Dehnungsarbeit auch begonnen hat, samt der nächstliegenden Dachfläche. Die unbesonnten Stellen bilden gleichsam stabile Widerlager der wirkenden Kräfte. Die Ersatzkraft aus diesen zwei Kräften in allen Pyramiedenseiten ergibt eine spiralförmige Drehung des Helmes im Uhrzeigersinn.

Auf diese Weise word wohl die Drehung ganz allmählich erfolgt sein, nicht wahrnehmbar, Es kann Generationen gedauerd haben bis die Drehung in der jetzigen Gleichgewichtslage zur Ruhe kam, sofern der jetzige Zustand überhaupt schon als Ruhelage ausgesprochen werden kann. Als die Drehung immer deutlicher wurde und auffiel stellte man eben fest, dass es eigentlich schon immer so gewesen sei, und niemand auf die Idee kam hier nachzufragen.

Aus dem Jahr 1931……..Nach erfolgter Instandsetzung mag der würdige Turm noch weitere vier Jahrhunderte als Wahrzeichen von Davos sein……und steht noch heute ……