Intelligente Häuser reagieren auf Beben

Neuartige Stoßdämpfer, die spezielle Flüssigkeiten enthalten, können Gebäude vor Erdbebenschäden besser als andere Systeme schützen. Billie Spencer und Michael Sain von der University of Notre Dame im US-Bundesstaat Indiana haben gerade erste Tests mit vielversprechenden Ergebnissen beendet. Dies berichten die Forscher in der Fachzeitschrift "Smart Materials and Structures".Um Gebäude vor Erdbebenschäden zu bewahren, gibt es bislang zwei Möglichkeiten: Entweder man baut ein Haus so starr, daß es den Bodenbewegungen bei einem Beben folgt mit der Konsequenz, daß schon kleinere Erdstöße Bewohner und Inventar durchschütteln. Oder man fügt Stoßdämpfer zwischen Fundament und Boden ein, die die zerstörerische Energie eines Bebens abfangen. Gängige Systeme können sich aber nicht auf verschieden starke Beben einstellen.Das gelingt jetzt den Stoßdämpfern von Spencer und Sain. Die Zähigkeit der Flüssigkeit in ihrem Innern läßt sich nämlich verändern. Die verwendeten "magnetorheologischen" Flüssigkeiten bestehen aus einer Trägerflüssigkeit, etwa Öl, und Eisenpartikeln. Normalerweise ist die Lösung so flüssig wie jedes andere Öl. Wird jedoch ein Magnetfeld eingeschaltet, ordnen sich die Eisenspäne und lassen die Flüssigkeit innerhalb von Millisekunden zu einem zähen Brei erstarren.Damit das System unterschiedlich starke Stöße abfedern kann, werden Sensoren im Gebäude plaziert, die die Beschleunigung des Bodens und die Verformung des Gebäudes messen. Bei Bedarf schaltet ein Computer einen Elektromagneten ein, der die Zähigkeit der magnetorheologischen Flüssigkeit regelt. Je heftiger das Beben, desto härter die Dämpfung. Erste Tests mit einem ein Meter langen und 250 Kilogramm schweren Stoßdämpfer zeigten, daß sich die Beschleunigung in einem dreistöckigen Haus um die Hälfte reduzieren ließ, die Verformung sogar um drei Viertel. Dabei kommt das System mit so wenig Strom aus, daß es mit herkömmlichen Batterien betrieben werden kann. Dies ist ein wichtiger Vorteil bei Erdbeben, die oft mit Stromausfällen einhergehen. (uk.)