Sayner Hütte – Industriedenkmal

Die imposante Giesshalle der Sayner Hütte wurde im frühen 19. Jahrhundert nach den Plänen von Karl Ludwig Althans errichtet, und gilt heute als eines der bedeutendsten Industriedenkmäler Deutschlands.sayner-huette-300

Die Sayner Hütte liegt am Nordwesthang des Sayner Burgberges, am Austritt des Saynbaches aus dem Westerwald in das Bendorfer Becken. Sie bestand zunächst aus einem Hochofen und vier Frischfeuern, später kamen noch ein Hochofen, drei Frischfeuer und ein Kleinhammer hinzu. Erste Produkte der Hütte waren das in den Hochöfen erblasene Roheisen und das in den Hammerwerken bearbeitete Stab- und Brandeisen. Hinzu kam schon früh technischer Eisenguss. Erwähnt sei hier die Lieferung von mehreren tausend Wasserleitungsröhren für den Palast in Trier, das neue Schloss in Koblenz und den Brunnen in Bad Bertrich 1786 sowie von Öfen für das Koblenzer Schloss. In der Verwaltung der Hütte folgten auf Ziller 1777 bis 1790 die Firma Gottlieb Jacobi et Feklée, seit 1790 Hüttenverwalter Lossen.

saynerhuette4Die Hütte erlebte Anfang der 1790er Jahre ihre Blütezeit und geriet dann in die Wirren der französischen Revolutionskriege. 1802 ging sie mit dem zugehörigen Grubenbesitz an Nassau-Weilburg über, 1804 an das Herzogtum Nassau und schließlich am 1. Juli 1815 an Preußen. Unmittelbar nach der Übernahme erhielt Lossen von der zuständigen preußischen Bergbehörde den Auftrag, schriftlich über die Geschichte und den derzeitigen Zustand der Hütte zu berichten. Diesem sehr ausführlichen Bericht ist zu entnehmen, dass die nassauischen Besitzer in den Jahren seit 1802 nicht gerade fördernd auf die Hütte einwirkten. Sie tätigten keine Investitionen, haben, wie Lossen schreibt, "keinen Kreuzer eingeschossen", aber die Herzoglich Nassauische Generalkasse vereinnahmte von dem in den Jahren 1805 bis 1814 erwirtschafteten Gewinn von insgesamt 97.971 Gulden rund 60.000 Gulden.

Hinzu kamen 1820 bis 1824 ein großes Bohrwerk für Geschütze und andere Gegenstände sowie 1828 bis 1830 die große Gießhalle, die ein hervorragendes und frühes Beispiel der Verwendung von Gusseisen für ein industrielles Gebäude darstellt. Die Baugeschichte dieser Gießhalle ist noch nicht abschließend erforscht. Fest steht aber, dass sie in den Jahren 1828 bis 1830 in ihrer späteren Form gebaut wurde und dass Althans sich zu seiner letzten Planung vom Oberbergamt Karl Friedrich Schinkels "Sammlung architektonischer Entwürfe" zusenden ließ. Es entstand eine in ihren tragenden Teilen ganz aus Eisen konstruierte Betriebshalle, die zu den Meisterleistungen des Industriebaus in der Frühindustrialisierung zählt. Die architektonische Gestaltung erinnert an einen Kirchenbau. Die Halle ist eine dreischiffige Basilika mit leicht erhöhtem Mittelschiff. Sie umfasste ursprünglich sechs Joche, wurde 1844 um weitere 4 Joche verlängert, wobei man den Anbau dem ursprünglichen Gebäude völlig anglich. Am östlichen Ende befanden sich der Hochofen, der - am Steilhang liegend - von oben her beschickt werden konnte sowie zwei Flammöfen. Die Halle erhielt Licht und Abzugsmöglichkeit für Rauchgas durch den verglasten Obergaden und einen weiteren Lüftungsaufsatz vor dem Hochofen.

Auf Anregung des zuständigen Baubeamten in Berlin, Eytelwein, verlegte Althans die Transportebene; die Transportstraße wurde an den Bindern des Obergaden und der Mittelzone aufgehängt und zusätzlich durch Diagonalstreben verstärkt. Sie war begehbar, durch Treppen mit der Ofengicht und der Gießebene verbunden und endete vor der Fassade in einer Verbindungsbrücke. Die Gussteile konnten durch acht schwenkbare Auslegerkräne an den Rundsäulen in die Seitenschiffe transportiert werden. Den westlichen Abschluss der Halle bildete eine hohe Glaswand mit eisernen Rippen. Sie wurden in den Seitenschiffen zu Spitzbogen, im Mittelschiff zu einer großen Halbsonne geformt.

saynerhuette5Die Sayner Hütte umfasste im Jahr 1844 insgesamt: zwei Hochöfen, die in diesem Jahr auf Koksbetrieb umgestellt wurden, je vier Flammöfen und Kupolöfen, drei Zylindergebläse, ein vollständiges Bohr-, Dreh- und Schleifwerk sowie verschiedene Nebeneinrichtungen und Wohngebäude. Die Maschinen wurden durch Wasserkraft angetrieben. Die Belegschaft bestand aus vier preußischen Hüttenbeamten und ca. 170 Arbeitern.

Die Sayner Hütte war in den Jahren1769-70 durch den letzten Trierer Kurfürsten Clemens Wenzeslaus gegründet worden, der sich im benachbarten Koblenz noch unmittelbar vor der Französischen Revolution eine glänzende Residenz hatte errichten lassen. Das starke Wasser der Sayn betrieb in seinem oberen Lauf bereits seit dem 18. Jh. eine Reihe von Poch- und Hammerwerken. In Zukunft sollten auch in Sayn die Erze aus dem Westerwald, vornehmlich aus Horhausen, verarbeitet werden. Die neue Hütte belieferte schon bald das Rheinland mit Roheisen und einfachen Gusserzeugnissen. Der Hochofen mit einer kleinen Gießhalle war wohl schon 1821 in der Form vollendet, wie ihn die Neujahrsplakette des gleichen Jahres zeigt. Während damit bald eine höhere Eisenproduktion sichergestellt werden konnte, beschäftigte sich Althans ab 1824 mit der Planung einer weiteren, größeren Gießhalle. Sie entstand ab 1828 in der heute noch sichtbaren Form und war bis 1830 fertiggestellt. Die Nachfrage nach Sayner Gusserzeugnissen muss daraufhin so angestiegen sein, dass die Gießhalle bereits 1844 um vier Joche zum Tal hin verlängert wurde.

Um die Kapazität der Hütte zu erhöhen und lange Werkstücke gießen zu können, waren eine neue Hochofenanlage mit technischen Nebenräumen und eine weite Gießhalle zu errichten. Das Gebläse des Ofens wurde über ein noch erhaltenes großes Schaufelrad durch das Wasser des Saynbaches angetrieben. Nach Westen schließt sich in unmittelbarer Verbindung zum Hochofen die gusseiserne Halle über eine Fläche von 24 mal 29m an, eine dreischiffige Basilika von ursprünglich sechs Jochen. Althans hatte sie im Jahre 1844 um weitere 4 Joche auf insgesamt 43,30 m verlängern lassen, wobei Stützen, Binder und Außenhaut vollständig angeglichen wurden. Die verglaste Obergadenzone und ein zusätzlicher Lüftungsaufsatz vor dem Hochofen geben der Halle Licht und boten Abzug für die Rauchgase. Die vorderen 3 Joche sind um ein weiteres Schiff mit abgeschlepptem Dach verbreitert und nahmen zwei Flammöfen und technische Nebenanlagen auf. Sie enden in Flachgiebeln und trugen ehemals zu beiden Seiten des Hauptschiffes hohe Schornsteine.

Kommen wir in das Innere der Halle, so überwältigt die leichte, gusseiserne Binderkonstruktion, die sich über den 6,50 m hohen Hohlsäulen mit dorischen Kapitellen in Längs- und Querrichtung freitragend spannt. Entgegen früheren Annahmen konnte nachgewiesen werden, dass die Säulen von der Hütte selbst, in einer Grube im Boden der späteren Halle stehend, gegossen worden sind. Von Wand zu Wand verlaufen in Querrichtung schlanke Korbbogenbinder und tragen die ausladenden Seitenschiffdächer. Ihre freitragende Mittelzone dient der Verspannung und Aussteifung des statischen Systems. Hierüber erheben sich die hochgestelzten, gotisch anmutenden Binder der Obergadenzone, durch breite Fensterbänder in Querrichtung versteift. Über dem vordersten Joch des Mittelschiffes steigt über eingehängten Fischbauchträgern das bereits genannte Oberlicht als dritte Ebene auf. Durch die gesamte Halle führt in Längsrichtung eine Transportstraße, die an den Bindern des Obergaden und der Mittelzone aufgehängt und zusätzlich durch Diagonalstreben versteift war.

Sie war begehbar und durch Treppen mit der Ofengicht und der Gießebene verbunden und endete vor der Fassade in einer Verbindungsbrücke.
Acht schwenkbare Auslegerkräne an den Rundsäulen konnten die Gussteile in die Seitenschiffe transportieren. Große Gussstücke wurden mit Hilfe eines Wagens durch die gesamte Halle gefahren und im vordersten Mitteljoch in den Keller abgesenkt, der sich unter dem Erweiterungsteil der Halle von 1844 hindurchzieht. Er hat durch die Hanglage zu ebener Erde einen kürzlich wieder freigelegten Ausgang sowie zwei breit gelagerte Fenster mit Korbbögen unter den Seitenschiffen. Im Westen endet die Halle in einer hohen Glaswand mit gusseisernen Rippen, die vor den Seitenschiffen zu zartgliedrigen Spitzbögen und im Mittelschiff zu einer großen Halbsonne geformt sind. Das Hauptfeld weist eine rasterartige Gliederung aus waagerechten und senkrechten Sprossen auf. Die Seitenschiffe sind ebenso wie der Hochofenbereich nach außen durch massive, im Zuge der Renovierung erneuerte Wände geschlossen und zeigen eine Reihung schlichter Rundbogenfenster.

saynerhuette6Man hat durchaus den Eindruck, als seien bei dem Entwurf der Gießhalle die Erfahrungen der historischen Steinarchitektur ganz allgemein eingeflossen: So erinnert die dreischiffige Gießhalle an einen Kirchenraum, dessen eine Schmalseite chorähnlich geschlossen ist. Dort, wo in einer Kirche der Altar stünde, steht hier der massige Bau des Hochofens. Je neun Hohlsäulen beidseits des Mittelschiffs tragen den "Obergaden". Das Bemerkenswerte an dieser Halle ist, dass zum Zeitpunkt ihrer Planung kein vergleichbarer Industriebau existierte. Es musste Pionierarbeit geleistet werden. Althans entschied sich für die Eisenkonstruktion mit dem Vorteil, den Bau aus genormten Teilen aus der eigenen Fertigung hochziehen und damit gleichzeitig die Leistungskraft der Hütte unter Beweis stellen zu können.

Da es für Hallen dieser Größe keine Vorbilder gab, stützte er sich auf die Prinzipien der Statik einer aus Stein gefertigten gotischen Kirche mit Haupt- und Seitenschiffen. Der Baustoff, das nur geringe Zugkräfte aushaltende Gusseisen, bestimmte letztlich die Konstruktion der Halle und ihre Form bis ins kleinste Detail. So wurde etwa die heute besonders harmonisch erscheinende Westfront nicht etwa aus ästhetischen Überlegungen mit den schwungvoll von oben nach unten gezogenen Fensterteilern versehen. Vielmehr ist der Aufbau dieser vollständig verglasten Hallenseite dem konstruktiv eingeplanten Kräfteverlauf zu verdanken. Da Gusseisen Druckkräften sehr gut widerstehen kann, wurde auch beim Aufbau der Glasfronten darauf geachtet, dass möglichst alle Lasten von oben nach unten über vertikale Säulen und Stützen oder eben über geschwungene Bauteile abgeführt werden konnten. Auch die Westfront hat Vorbilder: Pate standen die Abteikirchen von Altenberg und Marienstatt, beide aus Althans' unmittelbarem Wirkungskreis. Möglichkeiten zur statischen Berechnung gab es zur Zeit der Erbauung der Sayner Gießhalle noch nicht. Erst 1826 veröffentlichte Navier seine Arbeiten und wurde damit zum Begründer der Baustatik. Erst seit 1851, nachdem Culmann und Schwedler unabhängig voneinander ihre Arbeiten über die fachwerkartigen Tragwerke veröffentlichten, können diese rechnerisch behandelt werden.

saynerhuette10Es hat dann noch Jahre gedauert, bis die Arbeiten, insbesondere von Navier, Allgemeingut weiter Ingenieurkreise geworden sind. Mit Sicherheit hat Althans die Navierschen Veröffentlichungen von 1826 während des Baus der Sayner Gießhalle nicht gekannt. Es war also höchst notwendig, wegen der Tragwerksform sich an Gewohntes zu halten. Experimente ohne größere Erfahrung mit einem solchen neuen Baustoff hätten auch zur Katastrophe führen können, wie dies bei gusseisernen Eisenbahnbrücken tatsächlich auch geschehen ist. Andererseits stand Eisen in so großen Mengen, wie sie für Bauwerke benötigt werden, im allgemeinen nicht zur Verfügung und war auch schon in kleinen Mengen zu kostbar, um großzügigen Eingang in das Bauwesen zu finden. Man musste also der Kosten wegen mit dem Gusseisen sparsam umgehen.

Um zu brauchbaren Abmessungen zu gelangen, ging man von dem massiven Querschnitt eines steinernen Bogens aus und reduzierte den für Gusseisen erforderlichen Querschnitt im Verhältnis der gegenüber Stein sehr viel größeren Festigkeit von Gusseisen. Das führte dann konsequenterweise zu den bekannten filigranen Bogentragwerken aus Gusseisen. Eine nachträglich angestellte statische Berechnung weist nach, dass heute zulässige Spannungen für Gusseisen nicht überschritten werden. Das hier angewandte Verfahren, mit dessen Hilfe die Erfahrungen mit einer Tragwerksform von einem Baustoff auf den anderen übertragen wurde, war deshalb möglich und auch deshalb brauchbar, weil über die Festigkeitseigenschaften der Baustoffe durch Versuche schon grundsätzliche Erkenntnisse gesammelt waren.

Über die in einem Tragwerk aber tatsächlich auftretenden Spannungen in Abhängigkeit von der Belastung war eine genaue rechnerische Übersicht jedoch nicht möglich. Die drei Schiffe der Halle haben folgende Spannweiten: Seitenschiffe je 6,85 m Mittelschiff 7,85 m. Über alle drei Schiffe spannt sich ein Korbbogen von 21,55 m. Er besteht aus Ober- und Untergurt, die mit ungefähr radial stehenden Stäben verbunden sind. Es wurde also nicht die sehr viel mehr Steifigkeit bewirkende fachwerkartige Ausfüllung gewählt. Das Mittelschiff ist nach Art eines Dachreiters über die Dachfläche der Seitenschiffe hinausgehoben.

saynerhuette7_212x159Das Dach dieses Mittelschiffes wird von einem Spitzbogen getragen. Zu Anfang hing an diesem Spitzbogen auch die Kranbahn. Die dazu notwendigen Hängestangen waren durch hohle Pfosten in dem Korbbogen hindurchgeführt. Es wurde also ganz bewusst die Last aus der Kranbahn nicht in den an dieser Stelle schon sehr flachen Korbbogen geführt. Das hätte sicher zu hohen Biegebeanspruchungen geführt. Vielmehr ist die Last bewusst in den viel steileren Spitzbogen geleitet. Die Kranbahn wurde später an die gusseisernen Säulen verlegt. An jeder Stützenreihe waren je drei Konsolkrane in Kugellagern angeschlossen. Ein Beweis dafür, dass es schon vor 150 Jahren Kugellager gegeben hat. Der Korbbogen ist etwa 10,2 m hoch. Die neun Binderebenen haben untereinander einen Abstand von 4,7 m. Der erste Binder vor dem Hochofen hat von diesem einen Abstand von 5,9 m. Das statische System des über zwei Innenstützen durchlaufenden Korbbogens ist sehr undurchsichtig. Wahrscheinlich ist es richtiger, dort Gelenke anzunehmen, wo sich Bogen und Stützen durchdringen. Dann ist der Spitzbogen des Mittelschiffes mit dem inneren Teil des Korbbogens ein Dreigelenkbogen mit Zugband. Die seitlichen Teile des Korbbogens über den Seitenschiffen werden dann zu Strebepfeilern ähnlich den gotischen Kathedralen. Rund zehn Jahre später wurden in England die großen Gewächshäuser in Chatsworth von Paxton und Burton und in Kiew von Burton und Turner nach einem solchen Tragsystem erbaut.

Aber auch ganz allgemein war für die Form wohl offensichtlich der gotische Baustil Vorbild. Aber das war nicht nur eine Äußerlichkeit, sondern hatte eine enge Beziehung zu dem eisernen Tragwerk. So entspricht der gotische Spitzbogen am meisten der Forderung, die an Bogentragwerke in Stein und Gusseisen gestellt wird: nämlich die Forderung, dass in den einzelnen Schnitten möglichst nur Druckspannungen auftreten sollen. Auch das Prinzip der Entmaterialisierung der Massen, also die Reduzierung der Querschnitte auf das geringste Maß machte den gotischen Baustil für die Anwendung des Eisens besonders geeignet. Die große Leistungsfähigkeit der Sayner Hütte in ihrer Blütezeit wurde besonders deutlich, als sie vor 150 Jahren die Einzelteile der ganzen Konstruktion für die neue Gießhalle selbst gegossen hatte. Die zu gießenden Teile hatten bis zu 5 m Länge und bedeckten bis zu 5 qm bei einer Stärke der Profile von nur 16 mm. Die Säulen sind 6,5 m hoch bei 18 mm Wandstärke. Sie wiegen 4,5 Tonnen. Der Guss erfolgte mit Kern stehend. Auch das Gießen solcher großen und dennoch filigranen Teile war ohne Vorbild. Die Halle ist komplett verkeilt. Träger und Säulen sind zusammengesteckt, Schrauben oder Nieten fehlen.