Klimawandel – Für Stahlbauten kein Problem

Braunschweig  Bei „Logo – Wissenschaft aus Braunschweig“ diskutieren am Dienstag Experten über extreme Stürme als Folge des Klimawandels.

Professor Klaus Thiele, geschäftsführender Leiter des Instituts für Stahlbau der TU Braunschweig, stellt das Modell eines Getreidesilos in den Windkanal seines Instituts.

Professor Klaus Thiele, geschäftsführender Leiter des Instituts für Stahlbau der TU Braunschweig, stellt das Modell eines Getreidesilos in den Windkanal seines Instituts.

Foto: Johannes Kaufmann

Professor Klaus Thiele leitet das Institut für Stahlbau an der Technischen Universität Braunschweig. Am Dienstag wird er bei der Aufzeichnung der Sendung „Logo – Wissenschaft aus Braunschweig“ von NDR Info, der Braunschweiger Zeitung und dem Haus der Wissenschaft mit anderen Experten über das Thema „Im Auge des Sturms: Orkane und Tornados im Klimawandel“ diskutieren. Unser Redakteur Johannes Kaufmann und NDR-Reporterin Carmen Woisczyk sprachen mit ihm über Klimawandel und Stahlbau.

Extremwetter-Ereignisse wie Orkane sollen durch den Klimawandel zunehmen. In welcher Form betrifft das den Stahlbau? Was sind die Auswirkungen auf Gebäude?

Bauwerke werden grundsätzlich für Sturm bemessen. Gelegentlich wird kontrolliert, ob die Vorgaben aus den Normen noch mit der Wirklichkeit übereinstimmen. Da sind derzeit keine dramatischen Änderungen erkennbar. Das heißt, so wie Bauwerke bemessen werden, entspricht es den Anforderungen durch die Einwirkungen der Natur.

Inwiefern beschäftigt sich Ihr Institut für Stahlbau überhaupt mit dem Klimawandel?

Stahlbau ist eine Bauweise für Leichtbau und für weit gespannte Bauwerke wie zum Beispiel Brücken oder große Dächer. Man kann zum Beispiel ein ganzes Stadion mit einer Stahlkonstruktion überdachen, ohne dafür Stützen zu benötigen. Die längste Brücke der Welt hat fast 2000 Meter Spannweite zwischen den Pfeilern. All diese weit gespannten, leichten, filigranen Konstruktionen sind natürlich dem Wind ausgesetzt. Deswegen interessieren sich Stahlbau-Institute traditionell für Wind.

Ist es da relevant, dass die Spitzenwerte, auf die Gebäude ausgelegt sind, infolge zunehmender Extremwetter-Ereignisse häufiger erreicht werden könnten?

Das ist dem Gebäude egal. Entscheidend ist der Maximalwert. Wenn es den aushält, ist es nicht so wichtig, ob der einmal oder mehrmals im Jahr auftritt. Bei dynamischen Einwirkungen ist das anders, aber die treten eher bei schwachen Winden auf.

Sind die Gebäude auf höhere Belastungen ausgelegt, als tatsächlich auftreten?

Ja. Die Vorschriften sehen für den Test einen Wind vor, der statistisch einmal in 50 Jahren auftritt. Diesen Wert bekommen wir aus den Messungen des Wetterdienstes. Da dieser Wert aber auch mal überschritten werden kann, wird er noch mit 1,5 multipliziert. Dadurch erhält man einen deutlichen Sicherheitspuffer. Auch eine Windstärke, die nur einmal in 1000 Jahren auftritt, ist nicht so viel größer, dass sie außerhalb dieses Bereiches läge. Die Statistik wird im Zuge des Klimawandels wohl häufiger überprüft und gegebenenfalls an stärkere Winde angepasst werden.

Um welche Geschwindigkeiten geht es da?

Bei den pro Jahr mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:50 auftretenden Winden geht es um rund 40 Meter pro Sekunde – knapp 150 Kilometer pro Stunde. Die Kräfte, die dabei auf das Gebäude wirken, werden dann noch zur Sicherheit mit 1,5 multipliziert.

Ist denn davon auszugehen, dass das auch für 100 Jahre reicht, für die nach Norm ein Gebäude ja ausgelegt sein muss?

Die Statistik bildet unsere Grundlage. Wenn ich 100 Jahre im Voraus etwas wissen möchte, brauche ich eine Statistik, die uns die Änderungen in der Zukunft voraussagt. Es gibt Forschungsprojekte, die das Ziel haben, solche Unsicherheiten zu verringern. Aber auf welcher Grundlage sollte man jetzt die Windstärken in 100 Jahren prognostizieren? Das wäre rein spekulativ.

Woran forschen Sie in diesem Zusammenhang?

Wir messen die Lasten, die auf Gebäude im Windkanal einwirken. Denn die Normen können nicht jeden komplizierten Einzelfall abdecken. Brücken und weit gespannte Dächer sind solche Spezialfälle, bei denen es sich lohnt, die tatsächlich anfallenden Windlasten genau zu bestimmen und nicht die pauschalen aus der Norm zu übernehmen.

Sie erwähnten Probleme bei schwachen Winden. Können da gefährliche Schwingungen auftreten?

Genau. Bekannt ist das Beispiel der Tacoma-Narrows-Brücke, die sich 1940 im Wind langsam aufgeschwungen hat und schließlich zusammenbrach. Das war kein Starkwindereignis, sondern ein schwacher Wind, der konstant über längere Zeit die passende Geschwindigkeit hatte, um die Brücke zum Schwingen zu bringen. Ähnliche Effekte gibt es bei Schornsteinen, die ebenfalls schwingen können, was zu Ermüdungsbrüchen führen kann. Entscheidend für solche Ermüdungen sind also nicht seltene Extremereignisse, sondern sehr häufige kleine Belastungen.

Mit dem Wind scheint der Stahlbau also grundsätzlich klarzukommen. Wie sieht es mit Überschwemmungen und Starkregen aus?

Im Wasserbau sind tatsächlich eher Anpassungen an den Klimawandel zu erwarten. In Schleswig-Holstein wurde beispielsweise ein Damm in der heute notwendigen Höhe gebaut. Aber das Fundament wurde jetzt so verstärkt, dass der Damm ohne großen Aufwand nachträglich erhöht werden kann, um steigende Wasserstände auszugleichen. Das ist sinnvoller, als später alles wieder abzutragen und einen neuen, stärkeren Damm zu bauen. Ähnliche Überlegungen sind natürlich auch für den Stahlbau interessant. Wie geht man da mit Unsicherheiten um? Die Wind-Statistik gibt noch keine Änderungen der Normen vor. Was wäre nötig, um auch für eventuell zunehmende Windgeschwindigkeiten gewappnet zu sein? Ähnlich wie beim Deich sind die dabei anfallenden Zusatzkosten beim Bau deutlich geringer als eine nachträgliche Anpassung.

Gibt es denn eine Tendenz im Stahlbau, Gebäude für einen Aufpreis vorsichtshalber für höhere Windstärken auszurichten?

Nein, überhaupt nicht.

Kommentar-Profil anlegen
*Pflichtfelder