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Sayner Hütte

 Man 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.
Es 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.
Das 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.