Im 3. Teil unserer Serie wollen wir uns mit einer ganz aussergwöhnlichen Form in der Natur beschäftigen: der Bienenwabe. Sie besticht nicht nur durch ihre architektonische Meisterleistung, sondern überzeugt auch durch die effiziente Raumnutzung und die hohe Stabilität. Wohl deshalb ist sie Vorbild für so einige heutige Alltagsgegenstände.
Entstehung der Bienenwaben
Am Hinterleib der Bienen liegen Wachsdrüsen, in welchen Wachsplättchen produziert werden. Ein einziges Wachsplättchen wiegt lediglich 0,8 mg (Quelle: Wikipedia). Es werden also jede Menge Wachsplättchen für die Erstellung der Wabenstruktur benötigt. Bienen bauen zunächst runde Zellen und nutzen ihren eignen Körper als eine Art Schablone.
Erst anschliessend wird das Wachs auf ca. 40 °C erwärmt und es verformt sich zu sechseckigen Waben, den perfekten Hexaedern. Verantwortlich hierfür sind „Sprungtemperaturen“ des Wachses und der physikalische Effekt der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Dieser führt bei Grenzflächen zu einer absolut planen Struktur mit einer konstanten Wanddicke. (Quelle: Wikipedia).
Für die Bienen hat dieser Effekt den Vorteil, dass sie mit einer vergleichbar sehr geringen Menge an Wachs ein absolut ideales Ergebnis erzielen. Sprich: Die Hexaeder Form hat das beste Verhältnis von Wandmaterial zu Volumen. Deshalb machen sich z. B. auch diverse Moleküle und Kristalle die Anordnung der sechseckigen Zellreihenform zunutze.
Die Vorteile der Wabe
Neben diesem geringen Aufwand an Material hat die Form einige weitere Vorteile:
- Maximum an umbauten Raum und grösstmögliches Fassungsvermögen, also mehr Raum im Inneren als bei z. B. Zylindern
- Vollständige Raumnutzung, keine Zwischenräume
- Hohe Stabilität
Dies lässt sich zwar mathematisch beweisen – allerdings ist anzuzweifeln, dass die Bienen irgendwelche Gleichungen aufstellen. Sie bauen die Waben instinktiv, da sich die Bauweise offensichtlich über die vielen Jahrhunderte bewährt hat.
Abgeschaut – die Wabe in der Industrie
Wabenstrukturen werden heute da eingesetzt, wo es auf leichte Bauweise und hohe Stabilität ankommt. Das wohl bekannteste Beispiel aus dem Bereich der Verpackung sind die Wabenplatten (auch Sandwichplatten). Diese Papierwaben finden z. B. als Zwischenlage auf der Palette oder als Trennschicht in der Box Anwendung. Nicht nur die Verpackung macht sich dies zunutze, solche Platten gibt es auch aus Aluminium oder Kunststoff, beispielsweise in der Raumfahrttechnik und im Flugzeugbau.
Die Nutzung von Wabenstrukturen ist weit verbreitet, beispielsweise bei Autoreifen, Ziegelsteinen oder die Trommel der Waschmaschine. Ebenso gibt es verschiedene Netze in Wabenstruktur, welche sich durch die hohe Stabilität besonders auszeichnen. Gemeint sind hier nicht nur Schaumschutznetze zum Verpacken, sondern ebenfalls die feinen Netze des Verbandmaterials bei Knochenbrüchen.
Kennen Sie noch weitere Beispiele, bei welchen die Waben als Vorbild dienen?
Guten Tag,
es wurde im Bericht nach weiteren Anwendungen des Wabenprinzips gefragt.
Eine Weitere Verwendung der Wabe existiert seit Jahrzehnten in der Architektur.
Durch eine hexagonale Tragstruktur und Wandanordnung entstehen sehr interessante und gut nutzbare Räume. Die Haupt Räume ohne spitze Winkel, erst recht natürlich ohne rechten Wnkel lassen sich gut nutzen, haben keine wahrnehmbaren Ecken, sondern einen der Kreisform angenäherten Grundriss. Man fühlt sich in diesen Räumen einfach wohler, geborgener, weil einen die Wände irgendwie harmonischer umgeben.
Sicherlich ist dies ein Grund, warum das verwendete Bausystem Junior Trelement in Kindergärten und Schulen jahrzehntelang so erfolgreich war Gleichzeitig entstehen durch die verwendung von Pultdächern Dachlandschaften, die den Grundriss ablesbar machen und eine Geniale traumbelichtung in die Tiefe wird möglich. Das ist alles andere als banale Gebrauchsarchitektur, sondern für mich gebaute Menschen- und Nutzerfreundlichkeit, mit Anklängen an Kunst und Poesie.
Hier der Link zu den zwei Firmen, die diese Bauweise vertreten. Sich die Objekte live anzuschauen, verschafft ein grosses AHA-Erlebnis, und man kommt aus dem Staunen nicht mehr heraus.
http://www.junior-trelement.de/
http://www.junior-systembau.de/
Hallo Matthias,
vielen Dank für den Kommentar und die weiteren Beispiele. Man lernt nie aus.
Grüsse,
Andrea