Vom Bambus und der Krone des Leichtbaus

Das natürliche Vorbild …

„Bambus“ ist eine Sammelbezeichnung für etwa 1200 Arten von Süßgräsern (Poaceae), die wegen ihrer Blütenmerkmale zu einer Unterfamilie zusammengefasst werden. Die verholzten Bambushalme sind hohl. Zunächst wachsen sie im Boden in die Dicke, dann schießen sie sehr schnell in die Höhe. Trotzdem ist Bambus äußerst stabil.

… und wie es funktioniert

Biegt man einen Bambushalm, flacht sich sein Querschnitt stellenweise oval ab. An den sogenannten Knoten (Nodien) stabilisieren Querwände (Diaphragmen) den runden Querschnitt jedoch und verhindern dadurch das Abknicken. Diese Querwände sind aber zu dünn, um Kräfte als Druckstütze aufzufangen.

Stattdessen entwickelte sich im Laufe der Evolution das „Denken in Seilen“-Prinzip, um Biegebelastungen auf starre Materialien wie z. B. Holz oder Knochen zu verringern. Die von außen einwirkenden Kräfte werden über „Zugseile“ abgeleitet, die schon mit geringem Materialeinsatz relativ großen Belastungen standhalten. So spart die Natur Baustoffe und Gewicht. Auch technisch kann man auf diese Art hochstabile und zugleich leichte Bauteile konstruieren.

Bildunterschriften

Der tropische Riesenbambus (Dendrocalamus giganteus Munro) ist mit bis zu 40 Metern Höhe zu groß für unser Gewächshaus.

Längsschnitt durch einen Knoten des Riesenbambus: Die dünne Querwand wirkt als Zugseil.

Versuche mit Hartschaumproben: Zugseile wirken der Abflachung am effizientesten entgegen.

Text der Informationstafel im Botanischen Garten