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Wissen Die größte Windmaschine der Welt simuliert Hurrikans – und zerstört Häuser
Nachrichten Wissen Die größte Windmaschine der Welt simuliert Hurrikans – und zerstört Häuser
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14:46 30.09.2019
Das von Elektromotoren angetriebene 8400-PS-Gebläse der „Wall of Wind“, erreicht Windgeschwindigkeiten von bis zu 253 Stundenkilometern. Quelle: wow
Hannover

Es beginnt harmlos. Der große Zierblumentopf vor dem Haus fällt um und rollt im aufkommenden Wind weg. Dann kippt der Holzkohlegrill, wird hochgewirbelt und scheppernd weggepustet. Es folgen Gartenstühle, geparkte Fahrräder, ein Rasenmäher. Das kleine Holzhaus steht nun allein im Sturm. Bebend. Zitternd. Wackelnd. Ein Bildschirm zeigt die Windgeschwindigkeit an. 110 Meilen pro Stunde. 120. Dann 130. 136 Meilen pro Stunde. Nun geht alles blitzschnell. Der Wind reißt ruckartig das Flachdach nach oben, bricht in das ungeschützte Gebäude ein, hebt die Wände aus den Verankerungen, zerschmettert die Fenster. In weniger als zwei Sekunden ist das Häuschen zerstört, seine Bestandteile liegen über mehrere Hundert Meter verteilt auf einer Wiese.

Hurrikans simulieren - für die Wissenschaft

„Katastrophales Design“, kommentiert Walter Conklin, „das war nicht mal ein Hurrikan der höchsten Kategorie.“ Der 47-jährige Ingenieur fährt im Kontrollzentrum die zwölf mannshohen gelben Windmaschinen mit einem Mausklick am Computer herunter. Das ohrenbetäubende Röhren geht in ein tiefes Brummen über, verstummt schließlich, die Ventilatoren drehen sich nur noch langsam. „Das war das Vergnügen.“ Er feixt. „Jetzt geht die Arbeit los.“ Forscher schwärmen in Sicherheitskleidung auf das Trümmerfeld aus, inspizieren die zerfetzten Teile, vermessen Bruchstellen, verfolgen am Computer in Zeitlupenaufnahmen die Zerstörung und beginnen damit, zigtausend Daten auszuwerten, die Sensoren auf den Bauteilen erhoben haben.

Die weltgrößte Windmaschine kann bis zu 253 Stundenkilometer erzeugen, das entspricht der Kategorie fünf, der höchsten Stufe der Hurrikane. Quelle: wow

Wow - Größte Windmaschine der Welt in Florida

Auf dem Gelände des Hurricane Research Centers in Miami (US-Bundesstaat Florida) pustet eine der größten Windmaschinen der Welt zu Forschungszwecken Gebäude um. „Fast alle Besucher sagen das gleiche Wort, wenn sie unsere Versuchsanlage das erste Mal sehen“, sagt Erik Salna, „und dieses Wort ist einfach nur ‚Wow!’ Deshalb haben wir die Anlage Wow genannt“, erklärt er. „Es ist aber auch eine Abkürzung für Wall of Wind“ - die Wand aus Wind. Salna, 59, ist Meteorologe und einer der Leiter des Institute of Extreme Events, des Instituts für Extremereignisse. Er nimmt seinen weißen Schutzhelm ab und wischt sich mit dem Hemdsärmel den Schweiß von der Stirn: „Wir versuchen, besser zu verstehen, wie Hurrikane funktionieren und was wir tun müssen, um die gewaltigen Schäden und die Zahl der Todesopfer zu verringern.“

Die Wall of Wind im Video

USA kämpft mit verheerenden Hurrikans

Jedes Jahr suchen mit schöner Regelmäßigkeit Hurrikane zwischen Juni und November den Südosten der USA heim. Die Namen der Wirbelstürme stehen für Tod, Leid und Verwüstung: „Andrew“ 1992, 65 Tote. „Katrina“ im Jahr 2005, mit 81 Milliarden Dollar an Schäden der teuerste aller Stürme. Dann 2017 gleich drei Rekordstürme hintereinander, „Harvey“, „Irma“ und „Maria“ – knapp 350 Tote. Und dieser Tage Hurrikan „Dorian“, der bislang mindestens 43 Tote gefordert hat. Die meisten der Opfer sterben in Dachfläche oberhalb der Giebelseite oder durch fliegende Trümmerteile, die wie Geschosse wirken.

Lesen Sie hier: 20 Todesopfer auf den BahamasHurrikan wird wieder stärker

Erforschung wird immer wichtiger

„Unser Eindruck ist, dass die Ex­tremwetterereignisse häufiger werden“, sagt Salna, „das heißt, dass unsere Arbeit mit jedem Jahr wichtiger wird.“ Um Hurrikane zu simulieren, erzeugt das von Elektromotoren angetriebene 8400-PS-Gebläse der Wall of Wind Windgeschwindigkeiten von bis zu 253 Stundenkilometern. Das entspricht der Kategorie fünf, der höchsten Stufe der Hurrikane. Jeder der zwölf Ventilatoren wiegt sieben Tonnen. „Wir haben ein Monster geschaffen“, lächelt Salna, „ein gutes Monster, das genau das tut, was wir wollen.“ Am Boden vor den Ventilatoren montierte Metallteile brechen den Wind und erzeugen Turbulenzen – wie in der Realität.

Die Hausattrappen stehen auf einem großen Drehtisch, um die Angriffswinkel des Sturmes verändern zu können. Düsen blasen Wasser in den Wind, der resultierende peitschende „Regen“ ist einer der Hauptschwerpunkte der Arbeit der Forscher. „Dringt Wasser in die Häuser ein, ist der Schaden meist größer als durch reine Windschäden“, sagt Amal Elawady, eine der Forschungsleiterinnen. Die 33-jährige Ägypterin hat in Kanada Tornados studiert, bevor sie ans Hurrikanforschungszentrum nach Miami kam. „Es gibt viele Parallelen zwischen den Sturmarten. In Florida erlebt man allerdings jedes Jahr auf ex­treme Weise Stürme und was sie für die Menschen hier bedeuten.“

Jeder Hurrikan erteilt uns eine neue Lektion. Wir lernen, lernen und lernen nochmals.

Amal Elawady

Wie kann man Häuser sturmsicher machen?

Elawady und Salna gehen gemeinsam zum „Friedhof“ des Testgeländes. Hier, am Rande der Anlage auf dem von der Sonne Floridas versengten Rasen, liegen Dutzende zerstörte „Strukturen“: Flachdächer, Ziegelteile, Bretterhaufen, die früher Hauswände waren, Fensterrahmen, zerborstene Solaranlagen. Letztlich sind es winzige Details, die den Unterschied zwischen Verwüstung und Unversehrtheit ausmachen. „Unsere Erkenntnisse fließen in die Bauvorschriften ein“, sagt Elawady, „gehen Haustüren zum Beispiel nach außen auf statt nach innen, drückt der Wind sie weniger leicht ein. Ist die Dachkonstruktion nicht mit Nägeln auf dem Haus verankert, sondern mit Metallstreifen verstärkt und angeschraubt, hält das viel besser.“ Jeder in den Schutz investierte Dollar spart Hausbesitzern 5 bis 6 Dollar bei der Schadensbehebung, haben Versicherungen ausgerechnet.

Lesen Sie hier: Das sind die schlimmsten Hurrikanes aller Zeiten

Jeder Hurrikan erteilt eine neue Lektion

Unmittelbar nach dem Hurrikan „Irma“ im Jahr 2017 fuhr Elawady mit Kollegen auf die Inselkette der Florida Keys, die arg vom Sturm mitgenommen worden war. „Es war verrückt: Da standen Häuser in der Schneise der Verwüstung, die kaum Schäden aufwiesen. Direkt neben ihnen nur Trümmerhaufen, das, was vom Nachbarhaus übrig geblieben war, ein zerstörtes Leben.“ Elawadys sonst eher regloses Gesicht zuckt, fahrig streicht sie sich über ihr Kopftuch. „Jeder Hurrikan erteilt uns eine neue Lektion. Wir lernen, lernen und lernen nochmals. Und wir sehen, was funktioniert und was nicht.“ Schon das Abrunden der Dachkanten verbessere die Aerodynamik des Gebäudes. Speziell designte Fensterläden schützen vor Glasbruch. Oder eine Metallabschirmung, errichtet, um die auf Dächern befestigten klobigen Klimaanlagen zu schützen. „ Der Schirm reduziert den Winddruck um 58 Prozent“, sagt Elawady.

Wow ist ein Milliardengeschäft

Unternehmen und Forschungsin­stitute rennen den Betreibern der Wall of Wind die Bude ein, „hurricane proof design“ ist ein Milliardengeschäft – für Bauunternehmen, Baustoffhersteller und Versicherungen. „Wir haben ein Alleinstellungsmerkmal, denn in einem Windkanal kann man keinen Hurrikan imitieren“, sagt Salna, „die sind meist viel zu eng und lassen nur Versuche zu, die die Komplexität eines Wirbelsturms nicht abbilden können.“ Nach den Versuchen mit Wohnhäusern sollen auch andere Strukturen Härtetests unterworfen werden: Baukräne, Solarpaneele, Ampeln. Derzeit experimentieren die Wissenschaftler mit Miniwindrädern, die, an Dachrändern montiert, den Wind brechen können – und mit denen sich im Ernstfall nach großräumigen Blackouts Energie gewinnen lassen könnte.

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Stefan Wagner/RND

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