Claus Mattheck

Claus Mattheck (* 11. November 1947 in Dresden) ist am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Professor für Schadenskunde (siehe auch Materialwissenschaft). Er entwickelte unter anderem die Visual-Tree-Assessment-Methode zur Untersuchung von Bäumen anhand ihrer äußeren Gestalt.

Leben

Nach dem Abitur studierte Mattheck Physik an der Technischen Universität Dresden. 1973 promovierte er in Theoretischer Physik. 1978 wurde er aus der DDR in die Bundesrepublik Deutschland abgeschoben, nachdem er wegen eines missglückten Fluchtversuches 1976 zwei Jahre in Cottbus inhaftiert war. 1985 erhielt er seine Habilitation im Fach Schadenskunde an der Universität Karlsruhe. Seit diesem Zeitpunkt ist er Leiter der Abteilung Biomechanik im Forschungszentrum Karlsruhe.

Mattheck arbeitet auch als öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für „Mechanik und Bruchverhalten der Bäume und Phänomenologie der Holzzersetzung durch Pilze“ und für „Ermüdungsbrüche mechanischer Elemente“.

Werk

Mattheck legt besonderen Wert auf die Vermittlungsarbeit zwischen Wissenschaft und Gesellschaft. In seinen mit eigenen Cartoons illustrierten Büchern vermittelt er die für Laien scheinbar uninteressante Materie auf eingängige Weise, auch für Kinder und Jugendliche verständlich.

Mattheck zählt zu den Wissenschaftlern, die es in verschiedenen Fachrichtungen zu weltweiter Anerkennung der jeweiligen Fachwelt gebracht haben. Dies ist ihm in zwei höchst unterschiedlichen Bereichen gelungen, dem Maschinenbau und der Baumpflege. Er gilt als Vorreiter der Bionik. Bereits Mitte der achtziger Jahre schaute er sich von den Bäumen ab, wie man mit minimalem Einsatz von Material ein Maximum an Stabilität erreichen kann: In der Natur gleicht der Baum erhöhte Spannungen aus, indem er an den stärker belasteten Stellen mehr Holz anlagert, also gewissermaßen spannungsoptimiert zuwächst. Dies übertrug Mattheck auf ein Computerprogramm mit dem die Industrie ihre Bauteile optimiert. Dank des Leichtbau-Prinzips der Bäume sind beispielsweise Motoraufhängungen heute um die Hälfte leichter und wesentlich stärker belastbar als früher. Errechnet wird die Formoptimierung mit Hilfe von Hochleistungscomputern mit der so genannten Finite-Elemente-Methode, einem mathematischen Verfahren.

Mit dem Buch Warum alles kaputt geht - Form und Versagen in Natur und Technik wurde erstmals eine gesprochene, weitgehend formelfreie Schadenskunde vorgestellt. Der eigentliche Durchbruch in Richtung Einfachheit war 2005 die Entwicklung der „Zugdreiecksmethode“ zur Kerbformoptimierung. Ein einfaches Geodreieck ist nun genug, um Bauteile nach dem Vorbild der Natur zu optimieren. Dies kann in Richtung Dauerfestigkeit gehen, aber auch in Richtung Leichtbau. Da sich mit der „Methode der Zugdreiecke“ immer dieselbe optimale Kerbkontur ergibt, die nur gestaltähnlich vergrößert oder verkleinert werden muss, kann man in noch eher unbekannten Grenzen von einer „Universalkerbkontur“ reden. Sie wird in die CAD-Systeme eingehen. Die Folge wäre eine Optimierung per Mausklick.

Das neue Buch Denkwerkzeuge nach der Natur zeigt, wie in der Natur mit 45-Grad-Winkeln in Laubblättern, Vogelfedern, Ästen, Zweigen, Baumgabeln Säuger- und Fischknochen Schubspannungen "entschärft" werden und welche Denkwerkzeuge sich hieraus entwickeln ließen. Mit den Denkwerkzeugen der Zugdreiecke, Schubvierecke und Kraftkegelmethode gibt Mattheck Anleitung zum verstehenden Sehen in Natur und Technik. Einerseits ergibt sich hieraus eine Art "Volksmechanik" ohne Formeln von beinahe universeller Reichweite und Einstieg in eine geometrische Naturwissenschaft, andererseits finden sich für Konstrukteure viele Ansätze zum Finden des optimalen Designs für viele Konstruktionsprobleme.

Die Bücher Warum alles kaputt geht und Denkwerkzeuge nach der Natur sind der Grundstein für eine gesprochene, weitgehend formelfreie Volksmechanik zur Schadenskunde und Schadensprävention. 2014 erschien „Die Körpersprache der Bäume – Enzyklopädie des Visual Tree Assessment“ (zusammen mit Klaus Bethge und Karlheinz Weber). In diesem Buch wird auf über 500 Seiten die VTA-Methode auf einem aktualisierten Stand zusammengefasst.

Auch neben seiner eigentlichen Profession veröffentlicht Mattheck Bücher: Im Buch „Bewegungsspuren“ von 2009 geht es um menschliche Körpersprache. Er zeigt in diesem Parallelen zwischen der Contenance des Menschen und dem negativen Geotropismus der Pflanzen auf. 2013 ist das Buch „Die Mechanik der Schleuder“ erschienen. Zum einen ist dies eine Anleitung zum verantwortungsvollen Schleuderschießen, wie auch zu konstruktiven Grundlagen der Schleuder, zum anderen vermittelt das Buch auch mechanischen Spaß an einem traditionellen Spielzeug.

Die von Mattheck entwickelte Methode zur Untersuchung der mechanischen Belastbarkeit eines Baumes Visual-Tree-Assessment (VTA) hat sich auch in der Rechtsprechung als (insbesondere zur Erfüllung der Verkehrssicherungspflicht) anerkannter Standard etabliert. <ref>Urteil OLG Hamm vom 24. September 2004</ref> <ref>Hötzel, Schuldhafte Verletzung der Verkehrssicherungspflicht bei Bäumen – mehr Rechtssicherheit durch die Anwendung des Visual Tree Assessment (VTA) als neu entwickelter Methode der Baumkontrolle, AgrarR 1996, 77; Ders.: Eingriffe an Bäumen zur Diagnose und Prognose von Krankheiten oder Schäden, AgrarR 1997, 37. Ders.: Baumkontrolle zur Erfüllung der Verkehrssicherungspflicht, NJW 1997, 1757; Agrar- und Umweltrecht 2012, 208</ref> Es gibt mittlerweile Dienstvorschriften zur Kontrolle mit VTA. <ref>z.B. Baumkontrollvorschrift für Berlin. Quelle: Amtsblatt für Berlin vom 4. Februar 2011</ref>

Grundlage der VTA-Methode ist das Axiom konstanter Spannung. Es erklärt als Regel von der gerechten Lastverteilung die Bildung von Defektsymptomen am Baum als Reparaturanbaute. In der VDI-Richtlinie 6224 "Bionische Optimierung" von 2012 werden Optimierungsmethoden auf Basis des Axiom konstanter Spannung empfohlen, Optimierungen nach den Designregeln der Natur. Solche Richtlinien des Vereins Deutscher Ingenieure reifen in langen Beratungs- und Prüfungsverfahren.

Mattheck veröffentlichte 15 Bücher und ist Inhaber von etwa 13 Patenten.

Im Jahr 2003 erhielt Mattheck den Deutschen Umweltpreis für sein bisheriges wissenschaftliches Lebenswerk.<ref>Deutsche Bundesstiftung Umwelt: Umweltpreis 2003 - Prof. Dr. Claus Mattheck, abgerufen am 2. Dezember 2013.</ref>

Wissenschaftspreise

• 1991: 3. Wissenschaftspreis der Stiftung Industrieforschung 1991
• 1992: 2. Literaturpreis für Technikpublizisten der Karl-Theodor-Vogel-Stiftung
• 1993: Georg Winter Award of the European Society of Biomaterials
• 1997: Honorary Membership of the International Society of Arboricultur (England - Ireland Chapter) für die Entwicklung der VTA-Methode zur Baumdiagnose
• 1998: Wissenschaftspreis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften gestiftet von der Gottlieb-Daimler und Karl-Benz-Stiftung
• 1998: Chadwick Award of Arboricultural Research of the International Society of Arboriculture
• 1999: Henry Ford European Conservation Award (Umwelttechnologie)
• 1999: Werner und Inge Grüter-Preis für Wissenschaftsvermittlung
• 2002: Annual Award Arboricultural Association, England
• 2003: Honorary Membership of the Urban Tree Diagnosis Association Japan
• 2003: Deutscher Umweltpreis
• 2008: Honorary Advisor of the Urban Tree Diagnosis Association Japan

Veröffentlichungen

• 1992: Die Baumgestalt als Autobiographie Thalacker, Braunschweig, ISBN 3-87815-050-4
• 1994: Handbuch der Schadenskunde von Bäumen Rombach, Freiburg im Breisgau, ISBN 3-7930-9085-X
• 1997: Baumkontrolle mit VTA. Fachliche Anleitung und rechtliche Absicherung Rombach, Freiburg im Breisgau, ISBN 3-7930-9153-8
• 1997: Wood, The Internal Optimization of Trees. Springer, Berlin ISBN 3-540-62019-2
• 1999: Stupsi erklärt den Baum, Ein Igel erklärt die Körpersprache der Bäume, 4. Aufl., 2010, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 3-923704-20-8
• 2001: Taschenbuch der Holzfäulen im Baum Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 3-923704-28-3
• 2002: Mechanik am Baum Verlag Forschungszentrum Karlsruhe, ISBN 3-923704-39-9
• 2003: Warum alles kaputt geht: Form und Versagen in Natur und Technik Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 3-923704-41-0
• 2006: Verborgene Gestaltgesetze der Natur Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 978-3-923704-53-8
• 2006: Design in der Natur Rombach, Freiburg im Breisgau, ISBN 3-7930-9150-3
• 2007: Aktualisierte Feldanleitung für Baumkontrollen mit VTA Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 978-3-923704-58-3
• 2009: Bewegungsspuren - eine mechanische Deutung der Körpersprache Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, ISBN 978-3-923704-68-2
• 2010: Denkwerkzeuge nach der Natur Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Campus Nord, ISBN 978-3-923704-73-6
• 2013: Die Mechanik der Schleuder Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Campus Nord, ISBN 978-3-923704-83-5
• 2014: Die Körpersprache der Bäume – Enzyklopädie des Visual Tree Assessment Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Campus Nord, ISBN 978-3-923704-86-6

Weblinks

• Literatur von und über Claus Mattheck im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Informationen zu Baumpflege und Baumschutz
• Zur VTA-Methode
• Seminare mit Prof. Dr. Claus Mattheck

Quellen

<references />