KAPITEL A — DESIGN FUNDAMENTALS

PROPORTIONS­systeme

Die mathematischen Grundlagen architektonischer Ordnung. Vom Goldenen Schnitt bis zum Modulor — welche Proportionssysteme Architekten tatsächlich verwendet haben und wo die Legende größer ist als der Befund.

Der Goldene Schnitt

1.618 Phi (Φ) — „stetige Teilung", seit der Renaissance auch „göttliche Proportion"

Der Goldene Schnitt teilt eine Strecke so, dass sich das Ganze zum größeren Teil verhält wie der größere zum kleineren Teil: (a+b)/a = a/b = 1,618… Euklid beschrieb diese „Teilung im äußeren und mittleren Verhältnis" um 300 v. Chr. in den Elementen. Das Symbol Φ wurde erst Anfang des 20. Jahrhunderts eingeführt, zu Ehren des Bildhauers Phidias. In der Natur tritt Φ über die Fibonacci-Zahlen bei der Blattstellung (Phyllotaxis) auf. Dass das Gehirn Φ-Rechtecke bevorzugt oder schneller erkennt, ist dagegen nicht belegt: In Experimenten wählten Versuchspersonen das Goldene Rechteck nicht häufiger als andere Seitenverhältnisse (Markowsky 1992).

Dass die Griechen den Parthenon nach Φ proportionierten, ist eine verbreitete, aber umstrittene Behauptung: Je nachdem, welche Kanten man misst, ergeben sich andere Verhältnisse, und antike Quellen dazu fehlen (Markowsky 1992). Gesichert ist die Renaissance-Rezeption: Luca Pacioli veröffentlichte „De Divina Proportione" (Venedig 1509) mit Zeichnungen von Leonardo da Vinci. Le Corbusier baute im 20. Jahrhundert seinen Modulor bewusst auf Φ auf.

„Die Geometrie birgt zwei große Schätze: der eine ist der Satz des Pythagoras, der andere die Teilung einer Strecke im äußeren und mittleren Verhältnis. Den ersten können wir mit einem Scheffel Gold vergleichen, den zweiten ein kostbares Juwel nennen."

— Johannes Kepler (zugeschrieben; meist nach Mysterium Cosmographicum, 1596, zitiert, Wortlaut über Sekundärquellen überliefert)

Anwendung in der Architektur

Fassadenproportionen
Breite zu Höhe einer Fassade. Für Parthenon, Notre-Dame oder das UN-Hauptquartier wird Φ oft behauptet, Nachmessungen bestätigen das aber nicht (Markowsky 1992) — Φ ist ein Entwurfswerkzeug, kein Naturgesetz.
Grundriss-Zonierung
Raumaufteilung nach 1:1.618 — z.B. Wohnbereich zu Schlafbereich, öffentlich zu privat.
Fensteröffnungen
Goldene Rechtecke für Fenster erzeugen harmonische Lochfassaden. Breite × 1.618 = Höhe.
Regulierende Linien
Diagonalen als unsichtbare Kompositionslinien — Le Corbusier zeigte sie u. a. für die Villa Stein in Garches (1927).
Proportion Calculator — Φ
mm / cm / m
× Φ = 161.8 Goldener Schnitt (längere Seite)
÷ Φ = 61.8 Goldener Schnitt (kürzere Seite)

Die Fibonacci-Folge

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144... — jede Zahl ist die Summe der beiden vorherigen. Je weiter man in der Reihe voranschreitet, desto näher rückt das Verhältnis aufeinanderfolgender Zahlen an Phi (1,618) heran. Fibonacci (Leonardo von Pisa) beschrieb die Reihe 1202 in seinem „Liber Abaci".

In der Natur: Sonnenblumen (oft 34 und 55 Spiralen), Tannenzapfen (oft 8 und 13) — Folge der Blattstellung im Goldenen Winkel. Die Nautilusschale ist eine logarithmische Spirale, ihr Wachstumsfaktor entspricht aber nicht Φ. In der Architektur: modulare Raster mit Fibonacci-Abständen erzeugen gestaffelte Rhythmen, deren Verhältnisse sich Φ annähern.

34 : 55
Fibonacci-Verhältnis
34/55 = 0,618… — der Kehrwert von Φ. Die Quotienten aufeinanderfolgender Fibonacci-Zahlen nähern sich diesem Wert immer weiter an.
137.5°
Goldener Winkel
360° × (1 − 1/Φ) ≈ 137,5°. Blätter und Samen im Goldenen Winkel überlappen sich kaum — so entstehen die dichten Spiralmuster der Sonnenblume.

Le Modulor

183 cm Körpergröße des Modulor-Menschen — mit erhobenem Arm: 226 cm

Le Corbusier entwickelte den Modulor ab 1943 (Manuskript 1948, Buch 1950) als Proportionssystem, das Körpermaße mit dem Goldenen Schnitt verbindet. Ausgehend von einer Körpergröße von 183 cm, einer Nabelhöhe von 113 cm und 226 cm mit erhobenem Arm konstruierte er zwei ineinandergreifende Reihen:

Rote Reihe (Basis Nabelhöhe 113): … 4 — 6 — 10 — 16 — 27 — 43 — 70 — 113 — 183 — 296 cm
Blaue Reihe (Basis 226 = doppelte Nabelhöhe): … 13 — 20 — 33 — 53 — 86 — 140 — 226 — 366 cm

Benachbarte Werte stehen im Verhältnis Φ, und (gerundet) ist jede Zahl die Summe der beiden vorherigen — wie bei Fibonacci. In der Unité d’Habitation in Marseille (1947–52) beträgt die lichte Raumhöhe 226 cm — die Höhe des Modulor-Menschen mit erhobenem Arm; Le Corbusier leitete auch Grundriss, Schnitt, Brise-Soleil und Stützen aus dem Modulor ab.

„Ein Maßwerkzeug, abgeleitet von der menschlichen Gestalt und der Mathematik. An den Hauptpunkten der Raumbelegung — Fuß, Solarplexus, Kopf, Fingerspitze des erhobenen Arms — liefert ein Mensch mit erhobenem Arm drei Intervalle, die eine Reihe Goldener Schnitte ergeben, die Fibonacci-Reihe genannt wird."

— Le Corbusier, Le Modulor (1950), sinngemäß übersetzt

Ken & Tatami — Japanische Modularität

1 : 2 Tatami-Matte — rund 90 × 180 cm (regional verschieden, Verhältnis 1:2)

Das japanische Ken (間) ist ein Achsmaß zwischen zwei Stützen — im Edo-Maß rund 182 cm, in der Kyoto-Tradition etwas größer. Wie beim Modulor ist es auf den menschlichen Körper bezogen, aber Jahrhunderte älter, und es ordnet das gesamte Raumsystem traditioneller japanischer Holzbauten.

Die Tatami-Matte (Verhältnis 1:2, z. B. ca. 88 × 176 cm im Edo-Maß, ca. 95,5 × 191 cm im Kyoto-Maß) ist das physische Modul: Räume werden nach der Zahl der Matten benannt — der klassische Teeraum hat 4,5 Matten, Wohnräume oft 6 oder 8. Die Anordnung der Matten bestimmt die Raumgeometrie.

Relevanz heute: Das Ken-System zeigt, dass modulare Planung nicht monoton sein muss. Mit einem einzigen Modul (1:2-Rechteck) lassen sich sehr viele Raumkonfigurationen bilden — das Prinzip hinter heutigem Rastern und modularem Bauen.

Regulierende Linien

Tracés régulateurs — Kompositionslinien, die Fassaden und Grundrisse ordnen. Le Corbusier stellte sie 1921 in „L’Esprit Nouveau" und 1923 in „Vers une architecture" vor: Diagonalen und rechte Winkel, die Öffnungen, Kanten und Proportionen in ein gemeinsames System bringen.

Le Corbusier zeichnete solche Linien nachträglich auf historische Bauten (Kapitol in Rom, Notre-Dame de Paris, Petit Trianon); Renaissance-Architekten wie Alberti und Palladio arbeiteten mit harmonischen Zahlenverhältnissen. Das Prinzip: Parallele Diagonalen markieren ähnliche Rechtecke — wo sie Elemente treffen, entsteht Ordnung. Le Corbusier wandte es auf eigene Bauten an, etwa die Villa Stein in Garches (1927).

„Die regulierende Linie ist eine Versicherung gegen die Willkür."

— Le Corbusier, Vers une architecture (1923), sinngemäß übersetzt
Methode
1. Rechteck mit gewünschtem Seitenverhältnis zeichnen. 2. Diagonale ziehen. 3. Parallelen oder Senkrechten zu dieser Diagonale markieren ähnliche Rechtecke. 4. Öffnungen und Kanten an diesen Punkten ausrichten.
Praxis
Fensteröffnungen, Geschosshöhen, Wandvorsprünge und Fassadenteilungen — alles entlang der regulierenden Linien. Das Ergebnis: Ordnung ohne Monotonie.

Proportionssysteme im Vergleich

SYSTEM
VERHÄLTNIS
URSPRUNG
BEISPIEL
Goldener Schnitt
1 : 1.618
Euklid, ~300 v. Chr.
Pacioli 1509 · Modulor
Modulor
Fibonacci-Reihen
1943–1950
Unité d'Habitation
Ken / Tatami
1:2 (ca. 90×180 cm)
Edo-Zeit (17. Jh.), älter
Katsura Rikyu
Reg. Linien
Diagonal-Komposition
1921/1923 (Le Corbusier)
Villa Stein, Garches

Goldener Schnitt Overlay

Lade ein Bild hoch und lege ein Φ-Raster, eine Fibonacci-Spirale oder die Drittelregel darüber — als Werkzeug, um Kompositionen zu befragen. Ein Treffer beweist nicht, dass der Entwurf nach Φ gemacht wurde. Das Bild bleibt in deinem Browser und wird nicht hochgeladen.

Goldener Schnitt Overlay
Noch kein Bild geladen — lade ein Bild hoch, um den Overlay zu sehen.

Fibonacci-Spirale

Beobachte, wie sich die Fibonacci-Spirale Schritt für Schritt aus Quadraten aufbaut. Jedes neue Quadrat hat als Seitenlänge die nächste Fibonacci-Zahl, die Viertelkreisbögen bilden die Spirale — eine Näherung der logarithmischen „Goldenen Spirale".

Fibonacci-Spirale
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Quellen / Literatur

Die Angaben dieses Kapitels stützen sich auf folgende Quellen. Normen sind in der jeweils genannten Fassung gemeint; Kennwerte sind Richtwerte für den Entwurf und ersetzen keine Bemessung.

  1. Euklid: Die Elemente, Buch VI, Def. 3 (stetige Teilung). Dt. Übers. Clemens Thaer, Ostwalds Klassiker der exakten Wissenschaften Bd. 235 ff.; Neuausgabe Frankfurt a. M.: Verlag Harri Deutsch 1997.
  2. George Markowsky: „Misconceptions about the Golden Ratio". The College Mathematics Journal 23 (1), 1992, S. 2–19. jstor.org/stable/2686193
  3. Mario Livio: The Golden Ratio. The Story of Phi, the World’s Most Astonishing Number. New York: Broadway Books 2002.
  4. Luca Pacioli: De Divina Proportione. Venedig: Paganino de Paganini 1509 (mit Zeichnungen von Leonardo da Vinci).
  5. Johannes Kepler: Mysterium Cosmographicum. Tübingen: Georg Gruppenbach 1596.
  6. Le Corbusier: Vers une architecture. Paris: Crès 1923 (Kapitel „Les tracés régulateurs"). Dt.: Ausblick auf eine Architektur, Bauwelt Fundamente 2.
  7. Le Corbusier: Le Modulor. Boulogne: Éditions de l’Architecture d’Aujourd’hui 1950 (Manuskript 1948); Modulor 2, 1955. Engl.: The Modulor, Cambridge, MA: Harvard University Press / London: Faber & Faber 1954.
  8. Rudolf Wittkower: Architectural Principles in the Age of Humanism. London: Warburg Institute 1949.
  9. Heino Engel: Measure and Construction of the Japanese House. Rutland/Tokyo: Tuttle 1985.
  10. Przemysław Prusinkiewicz, Aristid Lindenmayer: The Algorithmic Beauty of Plants. New York: Springer 1990, Kap. 4 (Phyllotaxis).