Die Turmspitze hatte sich bereits bedenklich nach Süden geneigt, so dass die Kirchengemeinde in Ottweiler beschloss, den Turm sanieren zu lassen. Unser Autorenteam beschreibt, welche Baumaßnahmen es ermöglichten, dass die denkmalgeschützte Konstruktion weitestgehend erhalten wurde, aber sie dennoch die Lasten vorschriftsmäßig abtragen kann.

Der Turm der evangelischen Kirche im Ottweiler ist einer der bedeutsamsten Baudenkmäler des Mittelalters im Saarland. Ursprünglich als Wehrturm erstellt, wird er seit dem 18. Jahrhundert als Glockenturm genutzt. Dem Turm schließt sich die Kirche an, die aus einer kleinen Kapelle des 15. Jahrhundert hervorgegangen ist. Der Turm hat eine Gesamthöhe von 47 m. Zunächst erhebt sich der aus Natursteinen gemauerte Schaft mit einem Außendurchmesser von 9 m und einer Höhe von 25 m. Darauf sitzt der kegelförmige knapp 22 m hohe Turmhelm, gefertigt aus Eichenholz, auf dessen Spitze eine achteckige Laterne thront. An der Traufe kragen vier nach den Himmelsrichtungen ausgerichtete Ecktürmchen, die auch Wichhäuschen genannt werden, aus.

Bauhistorische und dendrochronologische Untersuchungen, ergaben, dass der Turm nicht, wie ursprünglich angenommen, gleichzeitig mit der Stadtmauer um 1550, sondern bereits zu Beginn des 15. Jahrhundert errichtet wurde. Die Eichenstämme für den Dachstuhl sind im Winter 1421/22 gefällt worden, so dass das Dach vermutlich 1422 aufgestellt wurde.

Im Rahmen der Sanierung 2007/2008 ließen die Auftraggeber das Mauerwerk neu verfugen und partiell verpressen und im oberen Turmbereich zwei gegenüber liegende Risse vernadeln. Zudem musste das Dachtragwerk repariert und ertüchtigt und die Dachdeckung aus Schiefer einschließlich der Schalung erneuert werden. Eine Stahltreppe und eine Aussichtsplattform wurden neu eingebaut und die drei vorhandenen Glocken aus Stahl durch drei kleinere Bronzeglocken ersetzen.

Historische Zangenkonstruktionen steifen den Turm aus

Die Konstruktion des Dachstuhles ist seitdem kaum verändert. Vier Stuhlsäulen bilden das Primärtragwerk. Streben und Sparren ergänzen die Holzkonstruktion. Ringpfetten und gekreuzte Balken als Zangenkonstruktion unterteilen den Turmhelm in sechs Ebenen, so dass der Turm insgesamt, mit den beiden Stockwerken im massiven Sockel, über acht Etagen verfügt.

Acht Stiele, die auf einem Sternenträger stehen, erstrecken sich über die beiden obersten Etagen. So bildet der Sternträger zusammen mit dem Kaiserstiel, den acht Sparren - davon vier Bund- und vier Zwischensparren - und den acht Streben, die gegen den Kaiserstiel laufen, die Turmspitze, die die Wetterfahne mit der Turmzier trägt. Der Sternträger besteht aus einem Balkenkreuz, das damalige Holzbauer mit einer Überblattung in einer Ebene ausgeführt haben. Vier eingezapfte Wechselhölzer gruppieren sich als Quadrat um die mittige Überblattung, in der das Zapfenloch für den Kaiserstiel eingebracht ist. Vier weitere im rechten Winkel zu den Wechselhölzern liegende Balken tragen Sparren und Streben. Alle acht Balkenköpfe sind nach unten zurückspringend abgeschrägt, so dass hier die Dachhaut der Turmspitze überkragen kann und für die mit einer Schalung verkleideten Balkenköpfe, einen konstruktiven Holzschutz bilden.

Die Zangenkonstruktionen in der fünften, sechsten und siebten Deckenebene haben die Aufgabe, gleichzeitig die vier Hauptstiele, die acht Hauptstreben und die acht Bundsparren, die alle über drei Geschosse durchgehen, untereinander in zwei Richtungen druck- und zugfest zu verbinden und gegeneinander auszusteifen. Die, aus mehreren Einzelstücken zusammengesetzten, Ringpfetten sind lose auf die Zangen aufgelegt, gegen die sich die Sparren horizontal ohne weitere Holzverbindungen anlehnen.

Die einzelnen Zangenstücke sind jeweils zweiteilig ausgebildet. Stiele, Streben und Sparren sind passgenau und symmetrisch ausgenommen und werden so von der Zange umklammert. Hölzerne Splinte halten die zwei Zangenschenkel zusammen, Holzkeile sichern sie. Eine Verkämmung verbindet die Zangenteilstücke am Kreuzungspunkt, so dass sie sich nicht gegeneinander verschieben können. Die Bundsparren an der Zangenspitze sind mit Holznägeln angeschlossen. Die Zangen bilden so für alle angeschlossenen Hölzer eine wirkungsvolle Knickaussteifung, die sich durch die acht Diagonalstreben auf den gemauerten Turmschaft abstützt. Durch die regelmäßige Anordnung der Zangenebenen wurden gleichzeitig auch Geschoßebenen erzeugt, die jedoch wegen der offenen Flächen zwischen den Zangenhölzern nicht als solche genutzt wurden.

Da diese mittelalterliche Zangenkonstruktion nicht mehr häufig vorgefunden wird, sollte sie für die Nachwelt erhalten bleiben. Die ihr ursprünglich zugewiesene Funktion kann sie wegen der Schäden am Holz und wegen unsachgemäßer menschlicher Eingriffe nicht mehr in vollem Umfang erfüllen. Zur Aussteifung in den Ebenen wurde daher auf den Zangen eine Stahlkonstruktion aus Winkelprofilen eingefügt, die für die Besucher auf der Aussichtsplattform kaum sichtbar ist. Über die teils verschweißten und vor Ort verschraubten Profile wurden alle Bauglieder angeschlossen. Auch die im Turm belassenen historischen Ringpfetten sind heute an das Aussteifungssystem angeschlossen.

Nachträglich eingefügter Glockenstuhl verursachte Schäden

Im ersten Dachgeschoss, der ehemaligen Wehrplattform, haben Zimmerleute im Jahre 1921 nachträglich einen dreiteiligen Glockenstuhl für die Kirchglocken eingebaut. Sie haben die zwei Glocken, die vor 1921 zum Kirchgang aufriefen, entfernt und durch drei Stahlglocken ersetzt. Dabei haben sie die lastabtragende Konstruktion des Turms verändert. Vor der Nutzung als Glockenturm hatten im heutigen Glockengeschoss mindestens zwei große Sprengwerke die Lasten aus den vier Turmstützen aufgenommen und auf das massive Wandmauerwerk abgeleitet. In den noch originalen, durchgehenden Hauptbalken über dieser dritten Ebene fanden die Denkmalpfleger an der Unterseite entsprechende Zapfenlöcher, die diese Rückschlüsse zulassen. Beim Einbau der Glockenstühle 1921 haben diese Sprengwerke wohl gestört, sind entfernt und durch Sprengwerke ersetzt wurden, die sich auf die Glockenstühle abgestützt und mit diesen starr verbunden wurden. So übertrugen sich die Schwingungen aus den Glocken in den Turmhelm und führten dort zu zusätzlichen Bewegungen und Schäden.

In Traufhöhe des Kirchturmes haben die damaligen Holzbauer einen Großteil der Sparrenfüße durch kurze Blattstöße repariert, bildeten sie aber unzureichend biegesteif aus. Nur zum Teil waren Abstützungen des Stoßes, die eine Sicherung gegen Ausknicken darstellen, vorhanden. Die Ringpfette über dem zweiten Dachgeschoss war an mehreren Stellen gebrochen und dort durch schräge Stiele mit Kopfbändern abgestützt worden. Die Stöße im Ring waren unzureichend verbolzt oder sogar nur verklammert. In den drei unteren Dachgeschossen wurden Reparaturen mit Beihölzern ausgeführt. Einzelne Sparren besitzen unzureichende Querschnitte oder sind durch Schäden geschwächt.

An den Wichhäuschen fanden die Gutachter zerstörte Sparrenfüße, Deckenbalken und Zapfenverbindungen. Fäulnis hatte mehrere Stiele in den unterstützenden Wänden und der Fensterfront an den oberen und unteren Stielenden geschädigt.

Ab dem vierten Turmgeschoss nahmen die Schäden an der Holzkonstruktion zu. Nahezu alle Hölzer, sowohl weiter im Inneren als auch direkt unter der Schalung, waren an der Oberfläche und an den Knotenverbindungen betroffen. Die Schraubverbindungen in den Knoten der aussteifenden Diagonalen trugen in dem faulen Holz nicht mehr. Auch die Ringpfetten hatten auf Grund von Reparaturstößen keine ausreichende Tragfähigkeit mehr. Als Verstärkung nachträglich zugelegte Hölzer wiesen ebenfalls wieder erste Schäden auf.

Historische Dachkonstruktion sollte soweit wie möglich bewahrt werden

Um den statischen Nachweis zu führen, nahm das Büro für Baukonstruktion an, dass die acht Stiele, die sich über die zwei oberen Geschossebenen erstrecken, die Turmspitze und die Laterne im Turmhelm zugfest verankern. Die 75° geneigten Sparren der vier unteren Turmgeschosse und die inneren senkrechten Turmstiele der drei unteren Turmgeschosse leiten gemeinsam die auftretenden Eigen- und Windlasten ab. Die Ringpfetten stützen die ungestoßenen Sparren in jeder Ebene horizontal ab. Die historische Zangenkonstruktion unter den Ringpfetten verhindert, dass die Bundsparren nach außen ausknicken. Mauerlatten leiten die vertikalen Lastanteile der Sparren an der Traufe auf den Turmschaft. Die neuen Sprengwerke über dem Glockenstuhl setzen die Vertikallasten der inneren Stiele ebenfalls auf den Turmschaft. Die Ableitung der Windlasten erfolgt ähnlich. Für die Berechnung nahm der Tragwerksplaner die Windlasten nach DIN 1055-4:2005-03 an. Sparren und Stiele tragen gemeinsam die vertikal wirkenden Druckkräfte aus der Windlast. Das Turmeigengewicht überdrückt die aus der Windlast resultierenden Zugkräfte, so dass keine Zugverankerungen von den Sparren in das Turmmauerwerk notwendig sind. So ergaben die statischen Berechnungen, dass die vorhandene Konstruktion den heutigen Anforderungen der Normung im Wesentlichen entsprechen. Es gab lediglich einige zimmermannsmäßige Holzverbindungen, die nach heutigen DIN-Vorschriften so nicht mehr ausgeführt werden dürfen, und die die Zimmerer deshalb verbesserten.

Das Bestreben aller an der Restauration Beteiligten war es, die sehr komplexe Dachtragkonstruktion, die in jeder Dachebene aus einer Zangenkonstruktion mit aufgelegter Ringpfette besteht, weitgehend zu erhalten. Deshalb nahm die mit der Sanierung des Dachstuhls beauftragte Zimmerei Walter aus dem saarländischen Dörsdorf sehr behutsam den Teilaustausch einzelner, schadhafter Holzteile vor. Ergänzungen und neue Hölzer fügten sie entsprechend den historischen Vorgaben durch zimmermannsmäßige Anschlüsse ein.

Im Turmhelm trennten die Zimmerer die vier Hauptstiele von den Glockenstühlen, um die Übertragung von den Glockenschwingungen in den Turmhelm zu unterbinden. So stehen die Glockenstühle nun direkt auf dem gemauerten Turmschaft auf und belasten den Turmhelm nicht mehr. Kleinere Bronzeglocken ersetzen die alten schweren Glocken aus Stahl, die erzeugten Schwingungen sind nun geringer. Die Holzbauer errichteten die Glockenstühle komplett neu, so dass sie nun zwischen den lastabtragenden Sprengwerken der Turmkonstruktion stehen.

Gerade Joche tragen die Glocken

Die restaurierten Glockenstühle bestehen jeweils aus zwei Obergurten, auf die die Zimmerer die neuen Holzjoche mit den daran hängenden Glocken aufbrachten. Zwei diagonale Streben, dimensioniert für die auftretenden Glockenkräfte, stützen die Obergurte ab. Die Druckanschlüsse sind mit Stirnversätzen ausgebildet, den Zug nehmen seitliche Gewindstäben auf, die über Stahlplatten an die Hölzer angeschlossen sind. Vordere, mittlere und hintere Stiele stützen die Obergurte zusätzlich und bilden zusammen mit den Diagonalen die aussteifenden Dreiecke. Die Untergurte tragen die obere Konstruktion, nehmen die auftretenden Horizontalkräfte auf und überspannen den Luftraum zwischen den Turmwänden. Wiederum sind die Druckanschlüsse als Stirnversätze konstruiert, die Zuganschlüsse mit Gewindestangen. Die Untergurte legten die Holzbauer auf schwingungsdämpfende Folien auf. Alle Bolzen und Schrauben die Kontakt mit dem Eichenholz haben, wurden in Edelstahl Werkstoff 1.4571 ausgeführt, um die durch Gerbsäure im Eichenholz verursachte Korrosion zu unterbinden. Die glockentragenden Joche wurden als gerade Joche ausgeführt. Bei dieser Aufhängungsart liegt der Schwerpunkt tief und muss deshalb beim Läuten stark verlagert werden, weshalb ein großer Kraftaufwand groß notwendig ist. Die Alternative zu einem geraden Joch ist das gekröpfte Joch. Bei diesem befindet sich die Jochachse auf Höhe des Glockenhalses. Dadurch verringert sich der Platzbedarf der läutenden Glocke und die dynamische Beanspruchung wird reduziert. Lebendiger erscheint der Klang aber, wenn die Glocke an einem geraden Joch hängt.

Weil die Glockenstühle nun von der Turmkonstruktion entkoppelt sind und direkt auf dem etwa drei Meter dicke Turmmauerwerk aufliegen, wird der Turmhelm nicht mehr durch das Läuten der Glocken beeinträchtigt. Daher musste der Tragwerksplaner die Glockenlasten auf die Holzkonstruktion nicht annehmen. Er überprüfte nur die Glockenstühle selbst, ob sie der dynamischen Belastung Stand halten. Auch im Turmmauerwerk verfolgte er die Glockenlasten nicht weiter, weil das Eigengewicht des Turms ausreichend hoch ist und die drei Meter dicken Wände nicht schwingungsanfällig sind. Außerdem waren im Turmmauerwerk keine Anzeichen wie Risse zu erkennen, die auf Überlastung aus den Glockenlasten hingedeutet hätten.

Turm erhielt neue Spitze

Der Kaiserstiel der Turmspitze sowie der obere Sternträger mussten komplett erneuert

werden. Die Holzbauer banden die noch intakten Hölzer der Turmspitze wieder in die Konstruktion ein. Dachdecker entfernten die bislang mit unregelmäßig verlaufenden Graten ausgebildete Fischschuppendeckung und ersetzten sie durch eine rund gedeckte altdeutsche Schieferdeckung, wie sie auch zur Bauzeit vorhanden war. Aufgrund der Turmgeometrie war der rund einzudeckende Turm und die Herstellung der darunter liegenden rund auszubildenden Turmschalung eine besondere handwerkliche Herausforderung für die ausführenden Zimmerleute und Dachdecker.

Die Kirchengemeinde hatte 1954 ein weiteres Glockenspiel mit 26 Glocken einbauen lassen. Dieses Spiel, das nur bei einer bestimmten Auswahl an Liedern erklingt, bauten die Glockenbauer zusammen mit einem eigenen Stahlglockenstuhl über dem Glockengeschoss ein. Durch den Einbau der drei kleineren Bronzeglocken wurde Platz geschaffen. So konnten heutige Glockenbauer dieses Glockenspiel mit im eigentlichen Glockengeschoss unterbringen. Darüber konnten die Holzbauer eine neue Aussichtsplattform herstellen. Die Belagsebene der Aussichtsplattform passten die Zimmerleute so in das Gebälk ein, dass die Balkenoberseite sichtbar bleibt, um die Spuren der Geschichte nicht zu verdecken. Nun können interessierte Besucher in etwa 25 m Höhe über dem Kirchplatz den Blick über die Dächer von Ottweiler schweifen lassen oder einen Einblick in den sanierten Turmdachstuhl gewinnen.

Der Artikel erschien in BAUEN MIT HOLZ 10/2008.

Beate Malsam, Wielfried Blühbaum, Angela Trinkert

Dipl. Architektin (FH) Beate Malsam und Dipl.-Ing. (FH) Wilfried Blübaum arbeiten im Büro für Baukonstruktion GmbH in Karlsruhe. Dipl.-Ing. (FH) und Zimmerin Angela Trinkert ist Redakteurin der Zeitschriften BAUEN MIT HOLZ und DER ZIMMERMANN.

Bautafel

Bauherr

Evangelische Kirche Ottweiler

Bauhistorisches Gutachten

Dr. Hans-Herrmann Reck, Wiesbaden

Konstruktives Gutachten

Büro für Baukonstruktion GmbH, Karlsruhe

Objektplanung, Tragwerksplanung, Gesamtkoordination

Büro für Baukonstruktion GmbH, Karlsruhe

Holzarbeiten

Zimmerei- Holzbau Thomas Walter, Dörsdorf