Bautechnisches Wissen in Italien von 1600 bis 1750: Architekten, Ingenieure, Mathematiker und Naturwissenschaftler im Vergleich

Bis zum Bau der Uferquais im späten 19. Jahrhundert war das Tiberknie in Rom regelmäßig von Hochwassern betroffen. Um das Problem zu lösen, wurden schon um 1700 der Architekt Carlo Fontana, der Ingenieur Cornelis Meyer, der Mathematiker und Naturwissenschaftler Benedetto Benedetti und um 1750 noch einmal dessen Fachkollege Giuseppe Ruggero Boscovich um Lösungsvorschläge gebeten. Derartige Gruppen von Gutachten und Gegengutachten sind aus der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts zahlreich überliefert [1]. Dabei sticht vor allem der Auftrag zur Stabilisierung der Peterskuppel hervor. Um diesen Auftrag konkurrierten 1743 und 1744 in getrennten Gutachten das Team der Mathematiker und Naturwissenschaftler Tommaso Le Seur / Francesco Iacquier / Giuseppe Ruggero Boscovich, deren Kollege Giovanni Poleni sowie die Architekten Luigi Vanvitelli und Lelio Cosatti. Erhalten ist zudem die Verteidigungsschrift des verantwortlichen Maurermeisters der "Fabbrica", der Bauhütte von St. Peter. Offenbar erwarteten die Auftraggeber unterschiedliche Argumentationen von den verschiedenen Professionen. Welche "Berufsbilder" hatten sich ergeben und über welche spezifischen Wissensbestände und Methoden verfügten ihre Vertreter?

Hier setzt das Projekt "Wissensgeschichte der Architektur" an, eine Forschungsinitiative des Max-Planck-Instituts für Wissenschaftsgeschichte in Berlin und der Bibliotheca Hertziana, Max-Planck-Institut für Kunstgeschichte in Rom [2]. Thema des Projekts ist das Planungswissen, das technische und logistische Wissen der Baufachleute, seine Struktur, Veränderung und Weitergabe sowie seine Interferenzen mit anderen Wissensbereichen, wie etwa der entstehenden Naturwissenschaft. Die Architekten betonten vorrangig die historisch-kulturelle Dimension des Problems und zogen für Kuppel- oder Wasserbauten die antike Bautechnik heran, die beispielsweise in den Stichwerken Giovanni Battista Piranesis (1720-1778) monumental überhöht wurde. Vanvitellis Darstellung von Bauschäden an der Peterskuppel zeigt bei aller maßlichen Präzision auch eine gewisse Erhabenheit (Abb. 1). Die Mathematiker und Naturwissenschaftler dagegen lehnten jede darstellerische Überhöhung ab und entwickelten ihre Vorschläge aus aktuellen Experimenten. Bautechnik erscheint hier folglich oft genauso banal und alltäglich wie sie tatsächlich ist. Auch wenn technische Zeichnungen (Abb. 2) einen hohen ästhetischen Reiz haben können - monumental sind sie nicht.

Die Naturwissenschaft seit Galileo Galilei (1564-1642) stellt nicht das voll entwickelte, in sich abgeschlossene Umfeld dar, als das es gern monumentalisiert wird. Vielmehr befand es sich im 17. Jahrhundert in einem langsamen Organisationsprozess. Sicher nutzte das Bauwesen später die Erkenntnisse der Naturwissenschaft. Aber vor dem Hintergrund der Quellen lohnt es sich zu fragen, inwieweit andersherum gerade auch bauliche Thematiken einer der Motoren für die Entwicklung der modernen Naturwissenschaft selbst waren. Seit dem späten 16. Jahrhundert spielte eine experimentorientierte Herangehensweise an das Verständnis der Natur eine immer wichtigere Rolle. Handwerkliche Verfahren und gerade auch die Bautechnik, wie Gerüst- und Gewölbebau oder die Zubereitung von Baustoffen, wurden dabei als Experimente mit der Natur verstanden und waren Ausgangspunkt naturwissenschaftlicher Überlegungen. Der Philosoph, Staatsmann und Naturwissenschaftler Francis Bacon (1561-1626) erstellte im Anhang zu seinem Hauptwerk Instauratio Magna, der Grundlage der modernen Naturphilosophie [3], sogar einen Dokumentationsplan für nicht weniger als 130 zumeist im handwerklichen Bereich angesiedelte Wissensfelder, darunter fast ein Dutzend Baugewerke wie das Steinmetz- und Zimmermannwesen oder die Herstellung von Ziegeln, Mörtel und Glas. Parallel zu Bacon hatte auch Galileo Galilei diesen Ansatz entwickelt und in die Tat umgesetzt. Wenn Galilei das physikalische Verhalten von Balken untersucht, die aus Gerüstlöchern auskragen, oder wenn der Physiker und Mathematiker Evangelista Torricelli (1608-1647) die Technik, längs gerissene Säulenschäfte mit dünnen Eisenringen zu reparieren, auf ihre statisch-dynamischen Prinzipien hin analysiert, scheint bruchstückhaft ein neuer Wissensbestand im Baubereich auf, der Bautechnik nicht einfach nur benennt, sondern hinterfragt. In den Traktaten von Architekten wie Giovanni Antonio Rusconi (1590), Sebastiano Serlio (Publikation ab 1537) oder Vincenzo Scamozzi (1615) beschränkte sich der Text hingegen auf die Beschreibung dessen, was die Abbildungen ohnehin zeigten, ohne die physikalischen Hintergründe zu erläutern.

Naturwissenschaftlich orientierte Akademien wie die 1603 in Rom gegründete Accademia dei Lincei (deren Sammlung unter anderem ein Manuskript zur Schiffbarmachung des Tibers von Cornelis Meyer enthält) oder das römische Jesuitenkolleg (Collegio Romano) sind hinsichtlich ihrer Bedeutung für das Bauwesen nie beleuchtet worden. Eine andere Institution, die Accademia del Signore Abbate Ottavio della Vachia, ist im Rahmen des Forschungsschwerpunkts neu entdeckt worden. Entscheidend dafür war die Auffindung eines bislang unbeachteten Manuskripts in der Nationalbibliothek in Florenz (Fondo Nazionale, II_46). Unter dem Titel "La risoluzione di più problemi stati proposti ne l’Accademia del Sig. Abate Ottavio della Vachia l’anno 1662 con i nomi di chi propose et di chi ha risoluto" (Die Lösung verschiedener Probleme, die in der Akademie des Herrn Abate Ottavio della Vachia im Jahre 1662 vorgeschlagen wurden, mit den Namen derjenigen, von denen die Vorschläge und die Lösungen stammten) wurden die Aufgaben, die sich die Akademiker stellten und die originalen, reich illustrierten und signierten Lösungsvorschläge zusammengestellt. Die private Akademie war von 1660 bis 1662 in Florenz aktiv, wandte den naturwissenschaftlichen Ansatz unter anderem auf Fragen des Bauwesens an und trug damit als Pendant der Florentiner Accademia del Cimento (1657-1667) wesentlich zur führenden Position der Toskana in der Wissenschaft des 17. Jahrhunderts bei. Wichtige Mitglieder waren Cosimo Noferi, Jacopo Foggini und Domenico Fontani.

Die in der "Accademia" diskutierten Probleme aus dem Bereich des Bauwesens betrafen unter anderem das Entwerfen von Dachbindern (Bauteilen von Dachstühlen), die Fixierung von auf einer Mauerkrone einseitig auskragenden Steinplatten (ein Problem, das man regelmäßig bei ausladenden Kranzgesimsen hatte), das Überdachen von Kuppeln sowie eine Maschine zum Einrammen von Pfählen.

Im Rahmen der Aufstockung des Dachs der Kirche San Giovannino in Florenz (1662-1665) stellten sich die Akademiker die Aufgabe, einen möglichst Platz sparenden Dachbinder zu entwickeln, der den Einbau einer in den Dachraum hinaufragenden Holztonne ermöglichen sollte. Auf den sonst üblichen horizontalen Zugbalken (wie etwa Dachbinder in Abb. 2) musste also verzichtet werden. Es haben sich gut ein Dutzend zeichnerische und oft auch kommentierte Lösungsvorschläge erhalten. Die schließlich nach Domenico Fontanis Vorschlag (Abb. 3) tatsächlich vor Ort ausgeführten Binder befinden sich noch heute am ursprünglichen Platz im Dach der Kirche (Abb. 4). Bei den meisten Entwürfen wird die Dachkonstruktion - wie damals üblich - als Gruppierung von Holzbalken verstanden, die es durch Hinzufügen weiterer Elemente zu stabilisieren galt. Dabei ergaben sich meist sehr komplex gedachte Lösungen.

Fontani (Abb. 3) dagegen sah das Problem von der anderen Seite: Er verstand den Binder wie einen einzigen Balken, der skelettartig aufgelöst und in Dachform gebracht ist. Sein einfacher Entwurf besteht aus zwei Sparrenpaaren, die sich zum First hin scherenförmig aufspreizen und dort viermal miteinander verzahnt (verblattet) werden. Der Priester und Nicht-Baufachmann Fontani tat sich in der Akademie als Geometriekenner hervor, und seine Lösung scheint fast wie die Umsetzung geometrischer Figuren in Baukonstruktionen. Üblicherweise wurden Dachbinder Stück für Stück aufs Dach transportiert und dort zusammengesetzt. Dafür brauchte man Abbundzeichen (Markierungen zum Einsetzen der vorbereiteten Teile), die sich aber in San Giovannino nicht finden lassen. Die Dachbinder haben auch keine flache Abbundseite, auf der liegend die Binder zunächst auf dem Bauplatz hätten testweise zusammengesetzt werden können. So scheint es, als seien die Dachbinder, wie von Noferi im Rahmen der Akademietätigkeit beschrieben (Abb. 2), fertig montiert aufs Dach transportiert worden.

Die beschriebene Episode steht für eine Reihe von Paradigmenwechseln:
1) Der Dachbinder wurde als in der Fläche organisierte statische Einheit begriffen und nicht als Addition von Einzelelementen. 2) Auch oder gerade die Nicht-Baufachleute unter den Akademiemitgliedern wurden in Bauprobleme einbezogen. 3) In den teilweise ausführlichen Kommentaren zu den Lösungen wurden außerdem die physikalischen Grundlagen dargelegt. 4) Das bauliche Experiment wurde öffentlich abgehalten: Man lud zum Mitdiskutieren ein und wollte auch die nicht ausgeführten Vorschläge im Sinne eines Forschungsberichtes veröffentlichen [4]. 5) Die Akademiemitglieder und auch Fontani verzichteten oft auf die kunstvollen, zimmermannsmäßigen Verbindungen und bevorzugten einfache Verblattungen, die auf den konstruktiven Ingenieurbau voraus weisen. 6) Die Dachbinder wurden fertig montiert auf das Dach transportiert und die Baustelle auf diese Weise rationalisiert [5].

Die Akademiker interessierten sich zudem für die alltägliche Bautechnik und wandten sich von den großen Sonderbauaufgaben wie den Kuppeln in Rom und Florenz bewusst ab [6]. Thema war vielmehr das tägliche Baugeschehen. Stadthäuser wurden regelmäßig tiefgreifend umgebaut, "Neubauten" unter beinahe vollständiger Verwendung der Bausubstanz der Vorgängerarchitekturen errichtet. Letzteres war zum Beispiel beim Palazzo Farnese (ab 1534) in Rom der Fall [7]. Allerdings wurden die dafür erforderlichen, komplexen Fachkenntnisse in den Traktaten der Architekten nicht thematisiert. Dieses handlungsimplizite Erfahrungswissen kann heute kaum mehr rekonstruiert werden. Die oben genannte Veröffentlichung der Accademia della Vachia stellt eine der wenigen Quellen für diese Wissensbestände dar. So wird dort beispielsweise diskutiert, wie man zwei gewölbte Säle zu einem Raum zusammenfassen kann, ohne die kleinteilig organisierten Geschosse darüber abtragen zu müssen.

Die Loslösung der Baukonstruktion von der Philologie der Antike einerseits und das Aufbrechen der restriktiven Wissensstrukturen des Gildenwesens durch öffentliche Diskussion andererseits, vor allem aber das Einbeziehen des Alltagswissens und das systematische Ermitteln der physikalischen Grundlagen hinter den Techniken hatte bald ein alternatives, naturphilosophisch geprägtes Bauwissen konstituiert. Diese Wissensbestände werden im Rahmen des Forschungsschwerpunkts erstmals systematisch zusammengetragen und mit den Wissensbeständen etwa der Architekten verglichen und analysiert. Inwieweit führte der nüchtern-experimentelle Ansatz der Naturphilosophen und ihr Interesse für die alltägliche Bautechnik zu neuen Tendenzen in der Baukonstruktion? Was waren die Voraussetzungen für solche Perspektivenwechsel? Gelang es, die durch die Säulen des Herakles symbolisierten Grenzen der Alten Welt und ihres Wissens zu durchbrechen und die Kenntnisse durch öffentliche Verfügbarkeit zu mobilisieren, wie Bacon es wünschte und auf der Titelseite seiner Instauratio Magna (Abb. 5) eindrucksvoll darstellte [8]?

Allein schon der Wunsch, Wissen öffentlich zu machen, ging oft nicht in Erfüllung. Sammler wie der Florentiner Dombaumeister Giovanni Battista Nelli (1755-1793) bemühten sich daher absichtsvoll, mathematische und naturwissenschaftliche Abhandlungen zum Bauwesen zusammenzutragen. Die bis heute zumeist unstudierte Manuskriptsammlung Nellis sowie seine Zeichnungssammlung (heute größtenteils in den Uffizien) [9] sind daher eine wesentliche Grundlage des Forschungsschwerpunkts.

Wissenshistorisch tritt ein Punkt immer wieder in den Vordergrund: das Interesse an bis dahin unwesentlich oder banal erscheinenden Wissensbeständen. Im 17. Jahrhundert muss es vielen Zeitgenossen nebensächlich erschienen sein, über die Auswirkungen geringer Unterschiede im spezifischen Gewicht von Holz nachzudenken oder die Umstände zu studieren, unter denen aus Gerüstlöchern auskragende Balken abbrechen, wenn es doch Erfahrungswerte gab. Heute erscheinen uns derartige technische Überlegungen als selbstverständlich. Zu wissen, wie damals diskutiert worden ist, wie sich bestimmte Herangehensweisen gegen andere durchgesetzt haben und inwieweit der "unterlegene" Wissensbestand lediglich modifiziert wurde, kann uns helfen, mit unseren Wissensbeständen - dem Kapital unserer Gesellschaft - umzugehen. Bei der Lösung wissenschaftlicher und technischer Probleme gilt die Einbeziehung von Alltagswissen in Form von Brainstormings mit Passanten oder zufällig ausgewählten Teilnehmern noch heute als waghalsiger Brückenschlag. Ebenso löst es noch immer Erstaunen aus, wenn scheinbar banale Wissensbestände wie das Kochen [10] oder die Dokumentation von Spielen zum Thema von Wissenschaft gemacht werden. Dabei hatte bereits Bacon im Jahre 1620 genau diese Wissensbestände in sein Dokumentationsprogramm integriert.

Literatur

[1] G. Curcio: L’architetto intendente, pratico e istoriografo nei progetti e nella professione di Carlo Fontana. In: Magistri d’Europa. (Eds.) Stefano della Torre, Tiziano Mannoni, Valeria Pracchi. Nodolibri, Milano 1996, 277-302.

[3] Francisco de Verulamio Summi Angliae Cancellarius Instauratio Magna. London 1620. Ein Teil der Instauratio Magna, das "Novum Organum", enthält als Anhang den "Catalogus historiarum particularium".

[4] C. Noferi: Travagliata Architettura. Band 1. Biblioteca Nazionale Centrale Firenze. Ms. Gal. 122. Der Text enthält einen kurzen Bericht über das Problem der Dachbinder. Noferis Manuskripte waren sicher für eine Veröffentlichung vorgesehen, die aber nie zustande kam.

[5] H. Schlimme: Experience and experiments on the building site: Natural philosophers, building practitioners and the Accademia della Vachia. In: Building Knowledge: Tagungsbericht. (Hg.) H. Schlimme (im Erscheinen).

[6] C. Noferi: Travagliata Architettura. Band 1, aufbewahrt in der Biblioteca Nazionale Centrale Firenze. Ms. Gal. 122, p. 46r/46v.

[7] In der Nationalbibliothek in Neapel (Sez. manoscritti e rari, ms. XII, D.1, fol. 8) wird eine Zeichnung aufbewahrt, die den Palast im Bauzustand zeigt.

[8] C. Mieth: Multi pertransibunt et augebitur scientia: Die Inszenierung der Grenzüberschreitung als Begründung der Fortschrittsgeschichte in Francis Bacons Instauratio Magna. In: Grenzen und Grenzüberschreitungen. (Hg.) W. Hogrebe. Sinclair, Bonn 2002.

[9] E. Kieven: Notizen zur Geschichte der Sammlungen von Architekturzeichnungen: die Sammlung Nelli in den Uffizien. In: Opere e giorni. (Hg.) K. Bergdolt und G. Bonsanti. Marsilio, Venezia 2001, 667-672.

[10] R. Wengenmayr: Von Hard Science und Haute Cuisine. Max Planck Forschung, 4, 38-45 (2003). - L. Fisher: How to Dunk a Doughnut: The Science of Everyday Life. Arcade Publishing, New York 2003.