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Der 634 m hohe Tokyo Skytree (links) zeichnet sich durch eine Struktur aus, die erdbebenbedingte Erschütterungen durch ein Schwingungskontrollsystem der Kernsäulen reduziert. Er weist Merkmale auf, die mit den vertikalen Shinbashira-Kernsäulen der traditionellen japanischen Pagodenarchitektur identisch sind. (Quelle: japan.go.jp) |
Japan liegt am Pazifischen Feuerring, wo sich intensive seismische Aktivitäten über Südostasien und das Pazifikbecken erstrecken, und ist damit eines der seismisch aktivsten Länder der Welt.
Der Einsatz von Warntechnologien und Bautechniken zur Reduzierung von Erschütterungen sind die Geheimnisse, die den Japanern dabei helfen, durch Erdbeben verursachte Schäden zu minimieren.
In den letzten zehn Jahren ereigneten sich weltweit etwa 20 % der Erdbeben der Stärke 6 oder höher in Japan. Die schlimmste Katastrophe war das Tōhoku-Erdbeben 2011, das einen Tsunami auslöste, der das Kernkraftwerk Fukushima verwüstete und rund 15.000 Menschen das Leben kostete.
Die japanische Regierung investiert massiv in den Katastrophenschutz, unter anderem in die Verbesserung der Seismik und den Einsatz von Fortschritten in der künstlichen Intelligenz (KI), um Erdbebenschäden zu begrenzen. Ingenieure und Architekten forschen ständig an neuen Konzepten zur Reduzierung struktureller Schwingungen, damit Gebäude starken Erdbeben standhalten.
Japan misst Erdbeben nicht nach der Magnitude (Richterskala), sondern nach der Stärke der Bodenerschütterungen. Die japanische seismische Intensitätsskala (JMA) misst Erdbeben in Shindo-Einheiten (Erschütterungen) von 1 bis 7. Beim Ishikawa-Erdbeben erreichte die Erschütterung maximal 7.
Die JMA besteht aus 180 Seismometern und 627 Seismikintensitätsmessern und meldet Erdbeben in Echtzeit an die Medien und das Internet.
Um der Kraft eines Erdbebens standzuhalten, müssen Gebäude möglichst viel seismische Energie absorbieren können. Diese Fähigkeit wird durch Erdbebenschutz erreicht. In Japan verfügen die Fundamente von Gebäuden über ein hydraulisches Dämpfungssystem. Japanische Ingenieure entwickelten ein komplexes Dämpfungssystem, das wie eine Fahrradpumpe in Gebäuden funktioniert und so deren Erdbebensicherheit verbessert.
„Ein Hochhaus kann sich aufgrund von Vibrationen bis zu 1,5 Meter bewegen. Wenn jedoch vom zweiten bis zum obersten Stockwerk ein Dämpfungssystem vorhanden ist, können seine Bewegungen auf ein Minimum reduziert und Schäden in den oberen Stockwerken verhindert werden“, sagte Ziggy Lubkowski, Seismologe an der Universität London (Großbritannien).
Bei Neubauten experimentieren einige Unternehmen mit innovativeren Methoden und Materialien, beispielsweise mit Gitterkonstruktionen, die ein Einknicken von Gebäuden verhindern und die bei Erdbeben absorbierte Energie besser verteilen. In Tokio baut Maeda Construction ein 13-stöckiges Bürogebäude mit einer Stahl-Holz-Konstruktion.
„Holz wird in Stahlrahmengebäuden selten als erdbebensicheres Material verwendet. Stahl hält jedoch Zugkräften stand, während Holz Druckkräften standhält. Daher ergänzen sich die beiden Materialien“, erklärt Yoshitaka Watanabe, Chefingenieur der Maeda Group.
Ein Beleg für den Erfolg dieser Techniken ist die Tatsache, dass die Erschütterungen in Tokio bei einem Erdbeben der Stärke 9,0 im Jahr 2011 eine Stärke von 5 erreichten. Riesige Wolkenkratzer erzitterten, Fenster zerbarsten, doch keine größeren Gebäude stürzten ein.
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