Informationen zum Fernsehturm Stuttgart

Entstehungsgeschichte

Aus dem bewaldeten Rand des Stuttgarter Talkessels ragt weithin sichtbar eine elegante Betonnadel: der Stuttgarter Fernsehturm.

Er ist heute als Wahrzeichen der baden-württembergischen Landeshauptstadt nicht mehr wegzudenken. Am 10. Juni 1954 wurde der Grundstein am Hohen Bopser für den Fernsehturm Stuttgart gelegt. Nach einer Bauzeit von 14 Monaten war am 17. August 1955 der Rohbau fertig. Am 29. Oktober 1955 nahm der Fernsehsender auf dem Fernsehturm seinen Betrieb auf, die feierliche Einweihung fand am 5. Februar 1956 statt. Zu diesem Zeitpunkt war er gestalterisch wie konstruktiv mit seinen 217 Metern Höhe einzigartig.

Die Idee dieses Turmes löste den Bau einer Serie von Betontürmen in der ganzen Welt aus. Mit seinem zu seiner Zeit neuartigen konstruktiv-ästhetischen Ansatz steht der Stuttgarter Fernsehturm exemplarisch für ein modernes ingenieurmäßiges Denken, in welchem kreative wie technische Verantwortung miteinander verschmelzen und zu neuen Lösungen führen.

Diese Leistung wurde schon mehrfach gewürdigt, unter anderem erhielt der Fernsehturm bereits 1959 den Paul Bonatz Architekturpreis, den die Stadt Stuttgart vergibt. 1986 wurde er in die Liste des Landesdenkmalamtes aufgenommen.

Die Idee des Stuttgarter Turms verbreitete sich über die ganze Welt. Er wurde im In- und Ausland viel kopiert und variiert. Auch sein Erschaffer, der Bauingenieur Fritz Leonhardt entwickelte ihn ständig weiter, häufig gemeinsam mit dem Architekten Erwin Heinle.


Entwurfszeichnung

Eine neue Vision für die Television

Die prominente Lage auf dem Hohen Bopser am südlichen Rand des Stuttgarter Talkessels und die Höhe des Turmes – beides Voraussetzungen für die phantastische Sicht – resultierten aus den funktionalen Anforderungen an den Turm:

Anfang der 1950er Jahre trat das Fernsehen seinen flächendeckenden Siegeszug an. Im hügeligen Baden-Württemberg häuften sich allerdings die Klagen über einen unzureichenden Fernsehempfang. Ultrakurze Fernsehwellen pflanzen sich geradlinig fort, daher stellte die Topographie in dem Bundesland ganz besondere Anforderungen an den Aufbau eines Fernsehsendernetzes. Ein Fernsehturm musste her. Der stadtnahe und endgültige Standort auf dem Hohen Bopser war das Ergebnis umfangreicher Untersuchungen. Trotzdem galt es immer noch die beträchtliche Höhe von 200 Metern für den Sendeturm zu erreichen, um eine optimale Ausleuchtung des Stuttgarter Talkessels zu gewährleisten.


Planskizze des Turmkopfs

Zunächst dachte man an einen der damals üblichen Stahlgittermaste. Durch Zufall erfuhr Fritz Leonhardt, ein renommierter Bauingenieur, von diesen Planungen. Aus technischen und gestalterischen Gründen trat er mit einem Gegenvorschlag an den Bauherrn, den Süddeutschen Rundfunk (SDR), heran. Seine Begründung: Der geplante Gittermast wäre an solch prominenter Stelle gestalterisch wenig überzeugend.  Seine technischen Bedenken stützte er darauf, dass mehrfach Stahlgittermaste infolge Windschwingungen und Eisbelastung eingestürzt waren.

Leonhardts Vision sah einen nicht abgespannten Betonturm vor, bei dem die Funktion als reiner Träger von Fernseh- und UKW-Antennen um eine Aussichtsplattform und ein Höhenrestaurant erweitert werden sollte. Er argumentierte, dass die Betonkonstruktion zudem gegenüber der geplanten Stahlkonstruktion kostengünstiger sei. Schwingungen aus Wind könnten viel besser gedämpft werden und außerdem wäre eine Betonkonstruktion viel steifer. Das hätte Auswirkungen auf die Schwankungen der Antennen. Die wären viel geringer und das wiederum hätte einen sehr positiven Einfluss auf die Sendequalität.
Seine Idee stieß auf Begeisterung beim SDR. Mit den Ideen wuchsen allerdings auch die Forderungen der Projektbeteiligten und der ursprüngliche Entwurf bedurfte noch einiger Nachbesserungen.

Konstruktion und Bau

Konstruktion, Funktion und Ästhetik des Stuttgarter Fernsehturms waren durch vier wesentliche Elemente charakterisiert: Fundament, Turmschaft, Turmkopf und Sendeantenne.

• Das Fundament
Unsichtbar im Boden vergraben befindet sich das Fundament: Erstmalig sorgte ein Kreisringfundament mit aufgesetzter Kegelschale dafür, dass der Turm nicht umfällt.

• Der Turmschaft:
Der Turmschaft setzt direkt auf der Erde an. Durch die Notwendigkeit zweier Aufzüge, einer Nottreppe und Leitungen im Inneren des Schaftes musste der Durchmesser der Stahlbetonröhre ungefähr 5 Meter am Turmkopf betragen. Nach unten hin verbreiterte sich der Schaft auf 10,80 Meter. Die Geometrie sorgte für das leichte und harmonische Erscheinungsbild des Turmes. Mit einem leicht konkaven Schwung weicht der Turmschaft von der Schnurgeraden ab. Im Inneren der Röhre ist der dünnwandige Schaft durch Querschotte ausgesteift.

• Der Turmkopf
Der Turmkopf  sollte möglichst groß sein und gleichzeitig dem Wind eine geringe Angriffsfläche bieten. Dabei sollte der Eindruck entstehen, der Kopf schwebe auf dem Schaft. Gewählt wurde ein kreisrunder Kopf, dessen oberstes Geschoss zylindrisch ist, während die drei unteren leicht konisch zulaufen. Der Übergang zum Schaft wird mit einer flachen Kegelschale gebildet.  Abgeschrägte Kanten reduzieren die Windgeräusche, die Verkleidung des Turmkopfes besteht aus einer glatten, profillosen Aluminiumhaut, die den „schwebenden“ Eindruck unterstreicht.
Der Turmschaft setzt sich oberhalb des Turmkopfes fort. Aus funktionalen Gründen musste er über den Turmkopf hinaus geführt werden, da hier die Aufzugsmaschinen untergebracht wurden. Elegant ergänzen sich der schlanke Turmschaft und der ausladende Turmkopf, unterstrichen wird der Kontrast durch die konkave Krümmung des Schaftes und die konvexe Form des Kopfes.

•  Die Sendeantenne
Die Spitze bildet die auf dem Turmschaft aufsitzende Sendeantenne, welche konventionell als Stahlgittermast ausgeführt ist.

• Die Farbgebung
Neue Maßstäbe setzte auch die gestalterische Farbgebung des Stuttgarter Fernsehturmes. Anstelle der vor der Flugsicherung geforderten rot-weißen Bemalung des Turmschaftes („Sambasocken“ genannt), setzte man die vom Architekten Erwin Heinle vorgeschlagenen neuartigen rotierenden Xenonleuchten ein.


Rohbau des Turms

Realisierung mit Schwierigkeiten

Die konstruktiven und technischen Herausforderungen waren enorm. Doch ebenso schwierig war die Finanzierung des Projekts.  Der SDR ging davon aus, dass er für die Finanzierung des zuerst geplanten Stahlgittermastes aufkommen sollte. Bauingenieur Fritz Leonhardt hatte nun mit der Erweiterung des ursprünglich reinen Fernsehturms um eine Aussichtsplattform und ein Höhenrestaurant mit großartiger Aussicht sowohl die Funktion als auch die Bedeutung des Fernsehturms verändert. Er schuf mit seinem Wissen und seiner Phantasie ein zeitlos schönes Bauwerk.

Außerdem ermöglichte er damit zusätzliche Einnahmequellen, die einen teuren Turm und im Vergleich zum Stahlgittermasten einen völlig anderen gestalterischen Ansatz rechtfertigten.

Mit einem hohen Engagement der Stadt Stuttgart sollte daher eine Betreibergesellschaft gegründet werden. Die Stadt Stuttgart wusste um die große Bedeutung des Fernsehturms für den Fremdenverkehr. Allerdings befürchtete sie ein zu großes technisches und finanzielles Risiko und gab sich zurückhaltend. Letztendlich wurde die Verantwortung für den Turm zwischen der Stadt und dem SDR immer wieder hin- und hergeschoben.

Als der Turm in die Höhe wuchs, regten sich Skepsis und Widerstand in der Bevölkerung und bei einzelnen Interessengruppen. Man sprach von einem „Schandmal“. Die Stadt reduzierte ihr Engagement, indem sie lediglich das Baugrundstück als Erbpacht zur Verfügung stellte und sich bereit erklärte, die nötigen Außenanlagen und Zufahrtswege anzulegen.

Kostensteigerungen, die schon beim Rohbau erkennbar wurden, führten beim Bauherrn, dem SDR, zu Verärgerung und Erklärungsbedarf. Die Kostensteigerungen waren auf Mehrverbrauch an Betonstahl, Spannstahl und Beton, an Befestigungsschienen, insbesondere für die Aufzüge, und die aufwändigen Winterbaumaßnahmen zurückzuführen. Ingenieur Leonhardt erläuterte den Mehrverbrauch mit dem Mangel an Erfahrungswerten für derartige Bauwerke und die Ergebnisse der genauen Berechnung, insbesondere für die Fundamente und die Kegelschalen, die erst nach der Ausschreibung und Vergabe fertig gestellt werden konnten.

Ein eingeschalteter Gutachter, Dr. Ringel, kam in einem Gutachten vom 26.Januar 1955 zum Schluss, dass eine präzise Festlegung der Baukosten nur durch die Fertigstellung der Planung vor Baubeginn und eine sorgfältige Ausschreibung aller Leistungen auf Grund der Planung möglich gewesen wäre!

Für Kosteneinsparungen hatte Leonhardt eine Reihe von Vorschlägen zu bewerten. Diese Vorschläge bestanden darin, den gesamten Ausbau der Küchen- und Gaststättengeschosse zurückzustellen bzw. darüber hinaus die Verglasung entfallen zu lassen. Leonhardt kam aber zu dem Schluss, dass entweder statisch konstruktive Machbarkeit durch größeren Windangriff bei fehlender Verglasung oder die Rentabilität fraglich seien, so dass sich tatsächlich kein Einsparungspotenzial ergab.

Letztendlich erwiesen sich alle Bedenken als nicht haltbar. Kaum stand der Turm, verstummten auch schon die Kritiker. Die Idee eines eleganten Stahlbetonturms des Turm- und Brückenkonstrukteurs Fritz Leonhardt, die er gemeinsam mit dem Architekten Erwin Heinle konzipiert hatte, wurde in die Tat umgesetzt.

Die Baukosten in Höhe von 4,2 Millionen DM hatten sich durch die Besucher des Restaurants und der Aussichtsplattform innerhalb von fünf Jahren amortisiert. Anstelle eines erwarteten Defizits von 2 Millionen DM in den ersten zehn Jahren wurden in dieser Zeit 6,6 Millionen DM an Pacht erwirtschaftetet.

Eine Röhre im Wind 

Eine geschlossene Röhre ist die beste Tragstruktur für hohe vertikale, dem Wind ausgesetzte Bauwerke.

Die horizontal wirkende Windlast versucht den Turm umzuwerfen und sollte deshalb so gering wie möglich sein, während sein Gewicht ihn stabilisiert. Der Bauingenieur formt also seine Brücken und Türme möglichst „windschlüpfrig“. Zunächst ermittelt er im Windkanal den Cw-Wert von Stäben mit für Turmschäfte geeigneten Querschnitten. Der beträgt für ein Quadrat 1,2, für ein Achteck 1,1 und für einen Kreisquerschnitt mit glatter Oberfläche nur 0,3 bis 0,5.

Das spricht im Entwurf für eine Röhre und bietet auch einen triftigen Grund, um den Turmkopf kreisrund und mit möglichst glatter Oberfläche auszubilden. Die Stahlbetonröhre kann mit Gleit- oder Kletterschalungen hergestellt werden, ist dauerhaft und hat eine hohe Druckfestigkeit. Durch die Bewehrung mit vertikalen Betonstahlstäben hat sie eine planmäßige Zugfestigkeit. So kann sie außer den Lasten von oben auf der Lee-(windabgewandten)Seite dem Biegedruck standhalten und ebenso auf der Luvseite.

Ein ganz entscheidender Vorteil der Stahlbetonröhre ist das hohe Dämpfungsmaß des Stahlbetons. Durch eine Windböe angestoßene Turmschwingungen klingen somit schnell ab. Das beruht auf den Bewehrungsstäben, die sich auf der Luvseite stärker dehnen als der Beton. Dieser kann hier sogar reißen. Der Zug liegt dann auf der Bewehrung. Durch die Reibung zwischen den Stäben und dem Beton wird Energie aufgezehrt. Eine verschweißte Stahlröhre z.B. hat nur eine sehr geringe Dämpfung.  Der Flexibilität dieses Betonturms könnte auch ein Erdbeben nichts anhaben. Er reagiert nur auf die horizontalen Erdbewegungen, deren Amplituden bei uns kaum 10 cm, andernorts durchaus bis zu 50 cm erreichen. Selbst wenn er am Fuß mehrfach hintereinander in Resonanz mit seiner Eigenschwingung verschüttelt wird, merkt der Turmkopf auf dem flexiblen Schaft nicht viel davon.

Schwingungsmessungen am Stuttgarter Turm brachten übrigens ein „merkwürdiges“ Ergebnis: Er schwingt in einer deutlich elliptischen Bahn, mit der großen Achse rechtwinklig zur Windrichtung, allerdings mit Amplituden von kaum 10 cm. Die Ursache dafür ist eine „Wirbelstraße“, die sich bei zylindrischen, vom Wind umströmten Körpern ausbildet. Der Zylinder teilt den Windstrom in zwei Hälften, auf der Luv-Seite legen sich die Stromfäden an und durch das Abbremsen des Windes entstehen Winddruckkräfte. In Lee, hinter dem Körper, lösen sie sich ab, beschleunigen und deshalb entstehen dort Sogkräfte. Dieses Ablösen erfolgt abwechselnd, so dass der Körper rhythmische Stöße quer zur Windrichtung erfährt.

Der sich von unten nach oben mit leichtem Schwung verjüngende Durchmesser des Schaftes, ist ein schönes Beispiel dafür, dass sich die gute Form auch sachlich begründen lässt. Fritz Leonhardt ließ bei all seinen Türmen mit rundem Schaft nie einen Zweifel daran aufkommen, dass sie gestalterisch unabdingbar und ihr Geld wert sind.