SOLID-Bericht

Die zwei Stufen zur Erdbebensicherheit

Beim jüngsten schweren Erdbeben in Italien richtete der Baupfusch gewaltige Schäden an. Dabei zeigen österreichische Firmen seit Jahren vor Ort, wie man es anders machen kann: Schnell, preiswert - und erdbebensicher.

International

Das entscheidende Kriterium für den Protezine Civile war neben der Schnelligkeit und Qualität natürlich die Erdbebensicherheit. Das wurde in zwei Stufen erreicht: Erstens mit der kontrollierten Entkoppelung zwischen Gebäude und Baugrund. Dazu ließ der Zivilschutz von Italienern zunächst wuchtige Betonfundamente errichten. Wie sie funktionieren, erklärte Wolfgang Winter, der an der TU Wien sowohl Architektur als auch Bauingenieurwesen unterrichtet, gegenüber SOLID bei einem Baustellenbesuch in L'Aquila.

Demnach wird zunächst in einer Grube eine schwere Bodenplatte mit Hochbewehrungen verlegt. Darin eingespannt sind nach oben ragende Stützen von rund einem Meter Durchmesser. Zwischen diesen Stützen fühlt man sich wie in einer engen, aber gewöhnlichen Tiefgarage. Das Besondere sind die neoprenen Gummilager auf diesen Säulen. Sie sind etwa 10 cm dick und mit Stahlplättchen von etwa 5 mm bewehrt. Darauf wird eine zweite, etwa einen halben Meter dicke Betonplatte "gelegt", die Verteilerdecke. Sie dient dem darüber liegenden Gebäude als Fundament.

Wenn die Erde bebt, bilden die unterste Bodenplatte und die Säulen einen ersten Puffer. Der zweite Puffer sind die Gummischichten, welche die Kräfte abgemildert nach oben weitergeben. Auch die aufliegende Verteilerdecke hat ihrerseits einen gewissen Spielraum. So ist die Wahrscheinlichkeit, dass das darauf stehende, relativ leichte Gebäude einstürzt, sehr viel geringer als bei einem schweren Massivbau auf einem klassischen Fundament.

Statisch bei Sturm, flexibel beim Beben

Die zweite Stufe der Erdbebensicherheit ist der Holzbau. Der ist zum einen elastischer und leichter als andere Baustoffe. Laut Winter wirkt bei einem Erdbeben eine Kraft auf das Gebäude ein, die proportional zur Masse des Hauses ist - je leichter, desto stabiler. "Zement wiegt 2400 kg/m3, Stahl bis zu 7800 und Holz mit 400 kg/m3 nur einen Bruchteil davon."

Zum anderen kommt die Sicherheit über die Konstruktion selbst. Die Wände und Decken eines Hauses werden über Stahlwinkel und Schrauben miteinander verschraubt. Für einen "normalen" Lastfall wie etwa einen schweren Sturm ist die Konstruktion gut gerüstet und bleibt völlig statisch, erklärt Helmut Spiehs. "Wenn aber eine sehr große dynamische Kraft wie beim Erdbeben das Haus bewegt, können sich die einzelnen BBS-Paneele über die Verschraubungen bewegen. Die Paneele sind also flexibel verbunden, jede Schraube wirkt wie ein Stoßdämpfer - das Gebäude verformt sich, aber die Wände brechen nicht. Und nach dem Erdbeben bleibt das Gebäude stabil und steht wie vor dem Erdbeben wieder gerade da."

Wackelnde Hochhäuser: Tests in Japan


Dass dies tatsächlich so ist, wurde bei einem in der Fachwelt aufsehenerregenden Versuch 2007 in Japan getestet. Unter Leitung des  italienischen Forschungsinstituts IVALSA wurden 250 m3 in Deutschland zu Brettsperrholz verarbeitet und in die japanische Stadt Miki verschifft, wo der größte Erdbebentisch der Welt steht, er misst 15 mal 20 m. Darauf errichteten die Beteiligten ein 7,5 mal 13,5 m großes und 23,5 m hohes siebenstöckiges Gebäude aus Brettsperrholz. Die Lasten wurden mit einer Auflast von 30 t pro Stockwerk simuliert.

Das fertige Gebäude setzten die Forscher einem Erdbeben der Stärke 7,2 aus, das dem Erdbeben von 1995 im japanischen Kobe entspricht, dem stärksten in den letzten Jahrzehnten gemessenen Erdbeben. Das als "Progetto SOFIE" (d. h. Sistema Costruttivo Fiemme) bekanntgewordene Projekt lieferte beeindruckende Ergebnisse: Während vier realistischer Erdbebensimulationen hintereinander blieb das Gebäude stehen und bildete keinerlei Gefahr für die imaginären Bewohner. Allerdings berichtet IVALSA, dass es Schäden gegeben habe, die jedoch reparabel gewesen seien.

Genau dieses Detail bleibt von Fall zu Fall verschieden - denn, wie viel an einem Holzhaus nach einer schweren Erschütterung zu machen ist und ob es weiter bewohnbar bleibt, ist offen. Für Helmut Spiehs sind jedoch zwei andere Dinge entscheidend: "Erstens ist bewiesen, dass das Gebäude nicht einstürzt. Zweitens brechen keine Versorgungsleistungen, etwa Gasrohre, so dass es nicht zu Explosionen kommt. Damit wird das Wichtigste erreicht, nämlich dass die Bewohner nicht zu Schaden kommen."