Richtige Gebäudestruktur kann Leben retten
Wirbelstürme, Tsunamis und Dammbrüche sind selten aber meist zerstörerisch. Mit geeigneter Bauweise können die Auswirkungen von solchen Naturkatastrophen auf Gebäude stark eingedämmt werden, wie ein Lausanner Forscher zeigt.
Das Wichtigste in Kürze
- Ein Doktorand der ETH Lausanne untersucht, wie Gebäudestrukturen die Auswirkungen von Naturkatastrophen eindämmen können
- Der Forscher hat dazu über 350 verschiedene Experimente ausgeführt.
- Für seine Untersuchungen zog er insbesondere die Zahl, die Höhe und die Grösse der Gebäudeöffnungen mit ein.
Wirbelstürme, Tsunamis und Dammbrüche sind selten aber meist zerstörerisch. Mit geeigneter Bauweise können die Auswirkungen von solchen Naturkatastrophen auf Gebäude stark eingedämmt werden, wie ein Lausanner Forscher zeigt.
So sinkt das Schadenpotenzial von Flutwellen signifikant, wenn ein Gebäude in den tieferen Stockwerken genügend grosse Öffnungen, beispielsweise Türen und Fenster, enthält. Konkret heisst dies, dass die Wirkung der Welle beispielsweise um 60 Prozent nachlässt, wenn eine Fassade über 60 Prozent Öffnungen verfügt, wie die ETH Lausanne am Montag mitteilte.
Gemäss den Berechnungen von Doktorand Davide Wüthrich muss ein Gebäude je nach Grösse der Welle zudem aus mindestens drei bis fünf Stockwerken bestehen, damit die Bewohner sich guten Gewissens aufs Dach retten können. Wüthrichs Befunde könnten künftig in die Berechnungen von Ingenieuren einfliessen, vor allem wenn diese Bauten planen, die nah am Wasser stehen.
Experimente im Testkanal
Bauvorschriften berücksichtigen bereits die horizontalen Kräfte, die kurzzeitig auf Gebäude wirken, wie bei Erdbeben. «Ein Tsunami entwickelt hingegen horizontale Kräfte, die viel länger wirken», wird Wüthrich in der Mitteilung zitiert. Seine Empfehlungen lassen sich auf viele andere Katastrophen-Szenarien wie Dammbrücke, eine Sturmflut oder Impulswellen anwenden.
Untersucht hat der Doktorand vom Labor für Hydraulische Konstruktionen (ENAC) der ETH Lausanne diese Phänomene in der Region Bordeaux. Aber seine Ergebnisse lassen sich beispielsweise auch auf China und das Vereinigte Königreich anwenden. «Die physikalischen Mechanismen sind sich sehr ähnlich, sie provozieren Wellen in der Höhe von 10 bis 30 Metern», so Wüthrich.
In einem 15,5 Meter langen Testkanal führte der Forscher für seine Dissertation über 350 verschiedene Experimente aus. Dabei manipulierte er an einem Hausmodell die Zahl, die Höhe und die Grösse der Gebäudeöffnungen. Die Idee dahinter ist, eine Konfiguration zu identifizieren, die einer Flutwelle widerstehen kann. Es zeigte sich, dass Türen und Fenster in den unteren Stockwerken die Wirkung von Flutwellen am besten dämpfen.
