• Objektschutzmassnahmen gegen Sturm

Objektschutzmassnahmen gegen Sturm

09.11.2015     Dr. Ing. Thomas Egli, Dipl. natw. Maja Stucki, Egli Engineering AG, St. Gallen/Bern

Wie stark ein Windsturm Schaden anrichtet, ist abhängig von der Lage und Beschaffenheit eines Gebäudes. Auch Tornados treten in der Schweiz auf, jedoch eher selten.

In der Schweiz werden die meisten Schäden durch Westwindstürme wie der Lothar im Jahre 1999 verursacht. Westwindstürme entstehen, wenn polare Kaltluft auf subtropische Warmluftmassen trifft und grossräumige Tiefdruckwirbel bildet. Je grösser die Temperaturunterschiede der beiden Luftmassen, umso grösser ist die Intensität des Sturmes. Deshalb sind die Westwindstürme im Winter, wenn die Polarluft schon sehr kalt, die Meere hingegen noch warm sind, am heftigsten. Westwindstürme sind sehr grossflächig und erreichen in der Schweiz Böenspitzen von 140 bis 200 km/h.

Die meisten Sturmereignisse werden in der Schweiz jedoch durch ein Gewitter ausgelöst. Gewitter entstehen durch das rasche Aufsteigen von feuchter, warmer Luft und deren schnelle Abkühlung. Dies kann bei rascher Erwärmung des Bodens und instabiler Luftschichtung geschehen oder bei Tiefdruckwirbeln in Zusammenhang mit Fronten. Während die «Frontgewitter» meist über weite Strecken aktiv sind, halten sich die durch starke Erwärmung entstandenen «Wärmegewitter» nur örtlich auf und lösen sich schnell wieder auf. Auch der Föhn kann Sturm- oder sogar Orkanstärke erreichen. Der Föhn ist ein warmer, trockener Fallwind, der vor allem auf der Alpennordseite und im Winterhalbjahr auftritt.

Gefährdung

In der Schweiz sind grundsätzlich alle Gebäude durch Sturm gefährdet. Die Intensität der Windeinwirkung hängt von der Höhenlage und der Geländeform ab. In den Bergen, auf Hügeln oder Bergkämmen und in Föhntälern ist die Gefährdung besonders hoch. Auch die Gebäudeform und die Gebäudehöhe sowie die Anströmrichtung und die Lage der Gebäudeöffnungen sind von Bedeutung. Schäden werden nicht nur durch den Winddruck, sondern vor allem auch durch Sogkräfte verursacht. Sogkräfte können z. B. bei einem geöffneten Fenster entstehen oder an Dachüberständen angreifen. Schäden können aber auch durch anprallende Trümmer oder umstürzende Bäume verursacht werden. Der häufigste Grund für die beobachteten Schäden sind jedoch ungenügende oder fehlerhafte Befestigungen von Gebäudeteilen.

Massnahmen bei Neubauten

Bei der Planung eines Neubaus sollten in Bezug auf Sturmsicherheit folgende Punkte beachtet werden:

  • Gebäudestandort: Die Wahl des Gebäudestandorts beeinflusst die Windeinwirkung massgeblich.
  • Gebäudehöhe und umgebende Bebauung: Je höher das Gebäude, umso stärker ist die Windbeanspruchung; in der Nähe von Hochhäusern treten Wirbel auf.
  • Gebäudeausrichtung: Die Anordnung eines Gebäudes in Bezug auf die Hauptwindrichtung kann sich gut oder weniger gut auf die Windbelastung auswirken.
  • Gebäudeform: Vordächer und andere abstehende Gebäudeteile bieten dem Wind eine günstige Angriffsfläche und sollten gesondert bemessen werden.

Massnahmen am Gebäude

Bauliche Massnahmen können teilweise auch am schon bestehenden Gebäude ausgeführt werden. Dazu gehört hauptsächlich die Verstärkung von Dach und Fassade. Beim Dach müssen die angreifenden Lasten zum Haupttragwerk abgeleitet werden. Weiter sind Verstärkungen in den Rand-, First- und Eckbereichen notwendig, um gegen Sogkräfte zu schützen. Dies kann z. B. mit Sturmklammern, Verschraubungen, Vermörtelungen oder Randverschalungen geschehen. Bei der Fassade sind die Gebäudekanten besonders gefährdet und verlangen eine gesonderte Betrachtung. Bei Fenstern kann teilvorgespanntes Glas verwendet werden, das selbst bei hohen Winddrücken sehr widerstandsfähig ist. Bei einem möglichen Trümmeranprall bieten schliessbare Läden Schutz. Schornsteine und andere Aufbauten müssen sicher verankert sein, z. B. durch Abspannung.

Organisatorische Massnahmen und Unterhalt

Zur Verhinderung von Schäden sollten bei einem drohenden Unwetter folgende Dinge unternommen werden: Sonnen- und Lamellenstoren sollte man immer hochziehen. Alle Gebäudeöffnungen müssen geschlossen sein, um gefährlichen Innendruck oder Innensog zu vermeiden. Lose Gegenstände wie Gartenmöbel und Blumentöpfe sollten gesichert oder versorgt werden, da sie als herumfliegende Teile Schäden anrichten können.

Bäume in Gebäudenähe sollten regelmässig kontrolliert werden. Eine Verringerung der Sturmstabilität eines Baumes kann durch Pilzbefall oder verletzte bzw. abgestorbene Äste bewirkt werden. Im Zweifelsfall sollte man sich an einen Fachmann wenden. Das gesamte Dach und die Fassade sollten jährlich auf verrutschte Ziegel und gelöste Befestigungen kontrolliert werden.

Tornados in der Schweiz

Tornados können weltweit in den gemässigten Breiten entstehen und somit auch in der Schweiz. Hierzulande werden sie jedoch eher Wind- oder Wasserhosen genannt. Sie entwickeln sich häufig entlang von Unwetterfronten in Gewitterzellen und können zusammen mit Hagel auftreten. Sehr intensive Tornados können am Rand ihres Rüssels extreme Geschwindigkeiten von bis zu 500 km/h erreichen. Meist werden jedoch nur Böen von etwa 100 km/h erreicht. In der Schweiz ist mit 1 bis 5 Tornados pro Jahr zu rechnen. Diese treten vor allem im Jura und der Nordschweiz auf. Die meisten Tornadoereignisse in der Schweiz haben eine geringe räumliche Ausdehnung und richten nur geringe Schäden an.