Walmdachmodell – Teil 2 Nachdem im ersten Teil in Der Zimmermann 1-2.2022 dargestellt wurde, wie die Auszubildenden mit der Drei-Tafel-Projektion räumlich konstruieren können und wie ihnen eine Hilfestellung für die Zeichnungen gegeben werden kann, erlernen die angehenden Zimmerleute nun die Flächenschiftung. Auch dafür wurden didaktische Methoden entwickelt.
Weiter geht es mit dem Gratprofil und dem Hexenschnitt. Aus der Gratgrundlage heraus wird das Gratprofil konstruiert. Alle Profildreiecke müssen beim Aufriss so dargestellt werden, dass man rechtwinklig auf sie blickt. Um die Höheninformationen für die Pfetten und die Profile zu erhalten, wird zuerst das Hauptdachprofil dargestellt. Die Maße aus dem Gratgrund werden rechtwinklig auf die Gratgrundlinie projiziert und anschließend nach oben gelotet, bis sie auf die entsprechenden Höhenlinien aus dem Hauptdachprofil treffen, um neue Konstruktionspunkte im Gratprofil zu bilden. Der Traufabschnitt am Gratsparren richtet sich nach dem rechtwinkligen Abschnitt des Hauptdachsparrens und wird durch einen Hexenschnitt bestimmt (Bild 2). Die Auszubildenden lernen zwischen der Darstellung des Dachquerschnitts mit den vorhandenen Hölzern mit vollständigem Querschnitt und der Profildarstellung für den Aufriss zu unterscheiden. In der Profildarstellung sind nur Oberkante und Vorderkante der Pfetten sowie die Oberkante der Sparren einzuzeichnen.
Ist die Konstruktion des Gratprofils fertiggestellt (Bild 3), vergleichen die Schüler und Schülerinnen ihre Zeichenmethodik beim Gratprofil mit früheren Konstruktionen einer Drei-Tafel-Projektion und Isometrie und erarbeiten Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Bei der ausgeführten Profilkonstruktion und der Isometrie wird jeweils aus der Grundlage heraus mit Höheninformationen lotrecht nach oben die Darstellung erstellt. Die Auszubildenden lernen, diese Schiftmethode zu beschreiben und zu erklären, und bezeichnen sie künftig als Senkel-, Lot- oder auch Profilschiftung.
Senkelschiftung und Flächenschiftung
Zur Darstellung des verkanteten schrägen Schifters erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Grundsätze zum „Flächigen Schiften“ von Michael Riggenbach. Die als Flächenschiftung bekannte Methode trägt verschiedene Hölzer über Flächenprofile aus, die direkt neben der Grundlage abgeklappt in ihrer wahren Größe dargestellt werden. Zum Anreißen legt man die Hölzer auf die aufgerissene Fläche und überträgt die Rißlinien mit dem Geo-Dreieck oder Winkel von der Flächenebene auf das Holz.
Der abgegratete schräge Schifter wird über sein Profil nach der Lotschiftung angerissen. Man behandelt ihn wie einen halben Grat- oder Kehlsparren, je nach Betrachtungsrichtung.
Der verkantete Schifter wird nicht abgegratet, der rechteckige Querschnitt bleibt erhalten. Er liegt beim Anreißen mit seiner Oberkante auf der Walmfläche, die Seitenflächen stehen lotrecht auf dem Walmflächenprofil. Die Grundlage des verkanteten schrägen Schifters konstruiert die Schülerschaft aus dem Flächenprofil heraus (Bild 4). Die Einschnittpunkte des schrägen Schifters projiziert man rechtwinklig zur Traufe in die Grundlage und bringt sie mit den Projektionslinien der entsprechenden Punkte aus dem Walmprofil zum Schnittpunkt. So entsteht die sichtbare Unterkante des Schifters.
Die Auszubildenden stellen unterschiedliche Breiten in der Darstellung des Schifters und der halben Abgratungsfläche des Gratsparrens in der Grundlage und im Flächenprofil fest. Sie erinnern sich an die Gesetzmäßigkeiten der Drei-Tafel-Projektion (siehe Teil 1 in Der Zimmermann 1-2.2022) als rechtwinklige Parallelprojektion und erklären die unterschiedlichen Breiten mit den unterschiedlichen Blickrichtungen auf die Flächen (Bild 5). Ist die Blickrichtung rechtwinklig zur Fläche, werden die „wahren Maße“ dargestellt, wird der Blickwinkel flacher, verkleinert sich die Fläche in der Ansicht. Vor dem Bestimmen und Übertragen von Maßen überprüfen die Schülerinnen und Schüler künftig ihre Blickrichtung bezüglich der Profil- und Grundflächen, um Fehler beim Austragen und Anreißen zu vermeiden.
Das Gratprofil ist fertiggestellt. In dieser zweidimensionalen Dreieckskonstruktion sind alle Informationen aus der Grundlage (Lage der Pfetten, Holzbreiten, Abschnitte) und Höheninformationen aus dem Normalsparrenprofil enthalten. Jetzt müssen diese Risse auf das Gratsparrenholz übertragen werden, damit ausgearbeitet werden kann. Steht ausreichend Unterrichtszeit zur Verfügung, reißen die Auszubildenden zur Übung einen Gratsparren an und arbeiten ihn aus. Dazu wird ihnen ein Profil im Maßstab 1:1 zum Anreißen im Format DIN A3 ausgedruckt. Sie haben so ein Vergleichsstück zur Kontrolle ihrer Zeichenaufgaben (Bild 6).
Der angerissene Gratsparren in der Abwicklung
Als nächsten Arbeitsschritt stellen die Auszubildenden die Abwicklung aller Seitenflächen des angerissenen Gratsparrens im Maßstab 1:2 zeichnerisch dar. Dafür wird das Gratprofil auf ein Vorlagenblatt der Größe DIN A3 gedruckt und jedem Auszubildenden zur weiteren Bearbeitung zur Verfügung gestellt. Als erster Schritt wird die Reihenfolge der Seitenflächen in der Darstellung festgelegt und bezeichnet. Dies ist wichtig zur Orientierung beim zeichnerischen Anreißen des Gratsparrens. Dabei empfiehlt es sich, systematisch vorzugehen. Man beginnt mit dem Traufabschnitt und konstruiert über Fußpfettenkerve und Firstpfettenkerve den Firstabschnitt. Beim zeichnerischen Konstruieren und auch beim Anreißen des Holzes ist es wichtig, die Symbolik der Risse deutlich und eindeutig darzustellen. In der Abwicklung der angerissenen Seitenflächen werden einzelne Punkte aus dem Profil jeweils auf die entsprechende Kante des Holzquerschnitts projiziert und miteinander verbunden. Beim Anreißen ist das Holz noch nicht eingeschnitten, und alle Risse befinden sich auf den Außenflächen (Bild 7).
Einige Auszubildende drucken sich die fertige Abwicklung im Maßstab 1:1 aus und basteln sich ein „Papierkantholz“, das sie mit dem angerissenen Kantholz vergleichen (Bild 8).
Der Gratsparren ist ausgearbeitet
Das Gratprofil ist auch die Grundlage für die zeichnerische Darstellung des ausgearbeiteten Gratsparrens in der Unter- und Seitenansicht (Bild 9). Diese Aufgabe ist sehr anspruchsvoll. Bei der Abwicklung werden aus dem Profil heraus die entsprechenden Markierungen nur auf den Kantholzkanten oder -ecken gesetzt. Für die Kervendarstellungen, Abgratungen und Abschnittsflächen bei der Darstellung des angerissenen Gratsparrens müssen nun auch Punkte im Inneren der Querschnittsfläche gefunden werden. Außerdem läuft der Firstabschnitt durch die Firstpfettenkerve, was den Schwierigkeitsgrad erhöht. Bei dieser Zeichenarbeit werden unsere Auszubildenden Schritt für Schritt begleitet, da den meisten Schülern und Schülerinnen im zweiten Ausbildungsjahr dafür noch die nötige Übung und Erfahrung fehlt.
Jetzt geht es in den Computerraum
Nach erfolgreicher zeichnerischer Darstellung konstruieren die Schülerinnen und Schüler das Walmdach mit dem Holzbauprogramm Sema Experience. Nach der Einführung in die Programmoberfläche von Sema und der Erläuterung der Funktionsweise von CAD-Konstruktionsprogrammen erstellen die Auszubildenden unter Anleitung das Walmdachmodell. Sie stellen im Verlauf dieser Arbeit fest, dass Sema mit Konstruktions- und Bezugsebenen arbeitet, die man beim Konstruieren unbedingt beachten muss. Sonst funktioniert das Programm nicht. Dies kann sehr demotivierend sein. Da ist ein räumliches Vorstellungsvermögen sehr hilfreich, auch die Kenntnisse aus dem Projektionszeichnen. Man kann sich so besser in seiner Vorstellung im Konstruktionsobjekt bewegen und an der richtigen Stelle die Bearbeitung aktivieren.
Der vorher dargestellte Gratsparren wird am Ende als Einzelbauteil dreidimensional mit Sema präsentiert und mit der Zeichnung des ausgearbeiteten Gratsparrens verglichen (Bild 10).
Das Ziel von uns Lehrern und Lehrerinnen an der Ferdinand-Braun-Schule ist es, den angehenden Zimmerleuten das Rüstzeug aus der „Darstellenden Geometrie“ mitzugeben, damit sie in der überbetrieblichen Ausbildung und in der Gesellenprüfung die Schiftaufgaben sicher lösen können. Außerdem sollen sie durch zahlreiche Konstruktionsübungen ein räumliches Vorstellungsvermögen erwerben und trainieren.
Jona und Elias sagten: „Der Unterricht in der Schule ist wichtig für uns. Als man neulich in Kassel zu uns sagte: ‚Macht mal schnell die Dachausmittlung!‘, konnten wir das ohne Hilfe sofort erledigen. Da waren wir stolz auf uns.“
