Der Turmbau zu Taipeh

Der Turmbau zu Taipeh
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Der Turmbau zu Taipeh

 

von Michael Kneissler

Am Ostersonntag 2002 war es ruhig auf der Baustelle für das höchste Gebäude der Welt. Die meisten der 1500 Arbeiter hatten sich einen freien Tag genommen. Nur die vier gigantischen Kräne in Höhe des 56. Stockwerks waren besetzt. Sie schafften Stahlträger, Fassadenelemente und andere Baustoffe nach oben, die von einigen wenigen Männern vom Haken genommen wurden.

[LINK "http:///www.pm-magazin.de" ][IMAGE "/freenet/wissenschaft/pm_specials/taipeh/pmlogo.jpeg" ]Am Montag sollte die Arbeit an dem Hochhaus mit voller Kraft wieder anlaufen. Die Kranführer, deren Kanzeln sich in über 250 Meter Höhe befanden, hatten einen guten Blick über das Neubaugebiet am Rande der taiwanesischen Hauptstadt Taipeh – bis hin zum Chinesischen Meer.

Gegen 15 Uhr Ortszeit war es mit der Ruhe auf der Baustelle allerdings vorbei. Ein starkes Erdbeben erschütterte Taipeh und versetzte den Rohbau in derart heftige Schwingungen, dass die Kräne Nummer 2 und 4 aus ihren Verankerungen brachen und in die Tiefe stürzten. Dabei rissen sie Fassadenteile, Stahlplatten, Betonstrukturen und zwei Bauarbeiter mit sich. Am Fuße des Hochhauses trafen die Trümmer ein Taxi, das vor einer roten Ampel angehalten hatte, und zerschmetterten es; der Fahrer war sofort tot.

Nur dreißig Sekunden dauerte das Beben, aber es erreichte eine Stärke von 6,8 auf der Richterskala und kostete fünf Menschen das Leben. Zehn weitere wurden verletzt. An dem Rohbau entstand ein Millionenschaden. Die Verantwortlichen stoppten alle Baumaßnahmen, und in Taiwan wurde diskutiert, ob ein Hochhaus von diesen Dimensionen überhaupt sicher sein könnte.

Der Turm der Superlative ist 508 Meter hoch und bietet unter der 60 Meter hohen Spitze auf 101 Etagen bis zu 100.000 Menschen einen Arbeitsplatz . Zwar haben die Bauarbeiter die 4,7 Meter dicke Stahlbetonplatte des Fundaments mit 550 Pfeilern im Fels 80 Meter unter der Erdoberfläche verankert, aber in unmittelbarer Nähe des Neubaus treffen zwei Erdplatten mit ungeheurem Druck aufeinander, die jährlich bis zu 3000 Mini-Beben auslösen und statistisch gesehen spätestens alle 30 Jahre zu einer Katastrophe führen.

Erst 1999, als der Bau für das Hochhaus mit dem Namen Taipeh 101 (nach der Zahl der Stockwerke) begonnen wurde, erschütterte ein schweres Beben Taiwan, das 2400 Tote forderte, 51.753 Häuser vollkommen und weitere 54.406 Gebäude teilweise zerstörte. Hunderttausende wurden obdachlos.

Die Insel Taiwan schwimmt im so genannten Feuergürtel, der sich von den Alëuten ganz im Norden bis nach Neuseeland zieht. Die Erdkruste, die auf dem zähflüssigen Erdmantel dümpelt wie eine Eisscholle auf dem Meer, ist hier in zahlreiche Platten zerborsten.

Direkt vor Taiwan schiebt sich die philippinische Platte unter die eurasische in Richtung Nordwesten. Deshalb gibt es hier so viele Erschütterungen. Etwa 68 Prozent aller Erdbeben weltweit finden in dieser Region statt und lösen etwa 95 Prozent der gesamten Erdbebenenergie auf unserem Planeten aus.

Dazu kommt ein ungemütliches Klima mit großer Hitze, starken Regenfällen und extremen Taifunen, die mindestens dreimal pro Jahr mit über 200 Stundenkilometern über Taiwan hinwegfegen.

Früher hat man Wolkenkratzer unter solchen Umständen so stabil und steif wie nur irgend möglich gebaut. Heute verwendet man moderne Techniken, die es dem Gebäude ermöglichen, Erdstöße und Sturmböen auszupendeln wie ein Bambusrohr im Wind.

Dennoch gilt: Je höher ein Haus, desto voluminöser müssen die tragenden Strukturen werden. Taipeh 101 wird von acht Mega-Columns gestützt, die jeweils drei mal vier Meter messen: Die äußere Hülle der Mega-Pfeiler besteht aus 30 Zentimeter dickem Panzerstahl, der mit einer dreißig Millimeter starken Schicht feuerfesten Putzes ummantelt ist. Im Inneren sind die Stahlplatten mit Stahlträgern verstrebt, der Hohlraum wird mit insgesamt 25.000 Kubikmeter schnell härtendem Spezialbeton (enthält Silikon-Schaum und Hochofenschlacke) unter höchstem Druck gefüllt.

Im Zentrum des Hochhauses befindet sich der Kern; er wird von weiteren 16 Pfeilern kleineren Ausmaßes gestützt und enthält die zwei Hochgeschwindigkeits-Aufzüge, die mit bis zu 1008 Meter pro Minute vom Erdgeschoss bis in die 89. Etage nonstop durch die Schächte rasen, sowie 61 Doppeldecker-Shuttle-Aufzüge, die zwischen den Stockwerken verkehren. Dazu kommen Versorgungsleitungen für Wasser, Gas und Strom, Abfallschächte und vier durchgehende Flucht-Treppenhäuser, die unter erhöhtem Luftdruck stehen, damit im Brandfall kein Rauch eindringen kann.

Allein der Kern und die Mega-Columns nehmen gut ein Drittel der gesamten Grundfläche ein. Da bleibt nicht mehr viel Platz für Büros und andere Räume, die man vermieten kann. Auch deshalb, weil jedes achte Stockwerk als Technik- und Fluchtetage mit verstärkten Decken und Wänden verwendet wird.

Technisch ist es gar nicht besonders schwierig, selbst 1000 Meter hohe Gebäude zu errichten. Man muss nur Kräne bauen, die große Lasten so hoch hieven können. Diffizil wird es erst, wenn es darum geht, sehr viele Menschen sehr schnell über große vertikale Entfernungen zu transportieren. Niemand will länger als zwei Minuten in einem Lift eingesperrt sein, das haben psychologische Untersuchungen ergeben.

Aber wenn Aufzüge mit extremem Tempo große Höhenunterschiede zurücklegen, bekommen die Insassen Kopfschmerzen und Ohrensausen. Dieses Problem ist neben gravierenden Sicherheitsfragen noch nicht gelöst. Dazu kommt: Je höher ein Gebäude ist, desto mehr Aufzüge braucht man, um die Menschen in die einzelnen Stockwerke zu schaffen.

Ein halbes Jahr nach dem Erdbeben von 2002 gab die Stadtverwaltung von Taipeh die Arbeiten am höchsten Haus der Welt wieder frei. Experten aus der ganzen Welt hatten den beschädigten Rohbau überprüft. Die Stahlstrukturen wurden geröntgt, Betonproben entnommen und Fassadenteile zerlegt. Dann gab es grünes Licht für eine Fortsetzung des Baus.

Unterdessen wurden zwei neue, noch stabilere 100-Tonnen-Kräne mit deutschen Getrieben in Australien gebaut, nach Taiwan verschifft und auf den Bau gehievt. Diese Giganten braucht man, um die Elemente der Mega Columns zu bewegen. An der Außenfassade sind sechs riesige Alimag-Bauaufzüge montiert, deren Gitterkabinen so tief sind, dass bei jeder Fahrt acht Stück der etwa vier Meter langen Fassaden-Elemente der deutschen Firma Gartner aus Gundelfingen bei Augsburg transportiert werden können.

Etwa 20.000 Elemente sind nötig, um die 130.000 Quadratmeter Fassadenfläche zu schließen. Jedes Element wiegt etwa 600 Kilogramm und besteht aus einem Aluminium-Rahmen, der hochfeste Spezialgläser aus den USA enthält.

Die Fassade muss einer Windlast von bis zu 1,3 Tonnen pro Quadratmeter und Erdstößen bis zur Stufe 5 auf der Richterskala standhalten, ohne sich zu verformen. Für heftigere Erdbeben bis zur Stufe 7 ist eine Art Knautschzone in die Aluminiumstrukturen eingebaut. Sie nehmen die tektonische Energie auf, verformen sich, dürfen aber nicht von der Hauswand fallen.

Was jeodch bei Erdbeben jenseits der Stärke 7 passiert, ist nicht bekannt.

Die Experten haben errechnet, dass Taipeh 101 selbst bei extremen Erdstößen an der Spitze maximal zwei Meter hin und her schwankt. Aber gleichzeitig wird das ganze Haus in Schwingungen versetzt, sodass es sich wie eine Schlange über 500 Meter weit in den Himmel win det. Alle Strukturen des Bauwerks müssen diese Kräfte auffangen und über die Mega-Columns in das Fundament ableiten können.

In der 88. Etage ist ein so genanntes Tuned Mass Damper System (TMD) vorgesehen, das die Eigenbewegungen des Hochhauses eindämmen soll. Es besteht aus einem 660 Tonnen schweren vergoldeten Edelstahl-Ball und gilt als der größte Stabilisator der Welt. Der Ball wird im Gebäudekern wie ein zwölf Stockwerke hohes Uhrenpendel an acht fünf Zentimeter dicken Stahlseilen hängen.

Von den Restaurants in den oberen Etagen wird man durch Panoramascheiben sehen können, wie das riesige Pendel im Inneren des Wolkenkratzers gemächlich zu schwingen beginnt, wenn das Hochhaus von Erdstößen oder Sturmböen getroffen wird. Vier überdimensionierte Stoßdämpfer verhindern, dass die goldene Kugel außer Kontrolle gerät und wie eine Abrissbirne das ganze Haus von innen zerlegt.

Durch die Fenster auf der anderen Seite des Restaurants sieht man bei gutem Wetter bis zur See, bei schlechtem Wetter sieht man, wie die Sturmböen an der Fassade zerren. Mit bis zu 260 Stundenkilometern Windgeschwindigkeit rechnen die Ingenieure in den oberen Etagen, das ist weit mehr als Windstärke zwölf. Die Fassadenbauer aus Deutschland haben ihre Elemente deshalb eigens mit einem Flugzeugmotor auf Winddichte geprüft.

Gefährlicher als der Winddruck sind jedoch Wirbel, die an den Kanten des Gebäudes extreme Sogwirkung ausüben oder so genannte Vortex Sheddings (Wirbelresonanzschwingungen) erzeugen. Deshalb wurden die Gebäudekanten gestuft, das reduziert die Wirbelbildung. Trotzdem haken sich die Gondeln der Fensterputzer automatisch in Sicherheitsösen ein, wenn der Wind an der Fassade von Taipeh 101 ein Sicherheitslimit überschreitet.

Kürzlich wurden zwei Reinigungskräfte auf diese Art in 300 Meter Höhe für sechs Stunden in ihrem Korb gefangen. Als ihre Gondel endlich wieder zur Einstiegsluke zurückfuhr, verließen die beiden das Gebäude und kamen nie wieder zurück.

So wichtig wie die Ingenieure sind bei Hochhausbaustellen die Logistiker. Alle Baumaterialien müssen senkrecht nach oben geschafft werden – und dort ist wenig Platz. Also muss der gesamte Arbeitsablauf minutiös geplant werden. Allein für die Fassade von Taipeh 101 wurden 5000 Detailzeichnungen und 20.000 Werkstattzeichnungen angefertigt. Dazu gibt es Tausende von Terminplanern und Organigrammen.

Auf einer senkrechten Baustelle gibt es wenig Lagerplatz. Deshalb muss alles just in time angeliefert werden: exakt an dem Tag, an dem es gebraucht wird. Die Firma Gartner beispielsweise stellt ihre Fassadenelemente in Taiwan und Thailand her. Sie werden mit bruchfesten Isoliergläsern aus den USA bestückt. Per Schiff und Sattelschlepper werden sie morgens vor sechs Uhr an der Baustelle angeliefert und in die Höhe geschafft.

Bis das Bauwerk Anfang 2004 vollständig verkleidet wurde, hat allein Gartner 1000 LKWs mit Fassadenelementen nach Taipeh geschickt. Noch komplizierter ist die Anlieferung des Spezialbetons. Er muss mit extrem starken Hochdruckpumpen hinaufgepumpt werden. Alle paar Stockwerke geben Zusatzpumpen zusätzlichen Druck.

Ähnliche Probleme wie beim Bau wird es später auch geben, wenn Taipeh 101 in Betrieb geht. Alles muss irgendwie bis zu einem halben Kilometer hinauf- und wieder heruntertransportiert werden. Das Wasser braucht Dutzende Pumpstationen, um die obersten Etagen überhaupt zu erreichen. Der Abfall wird durch Schächte entsorgt. Am schwierigsten ist es aber, Menschen vertikal zu bewegen. Im höchsten Haus der Welt gibt es deshalb sechs Zonen, die von Transfer-Lobbys erschlossen werden.

Die meisten Stockwerke erreicht man nicht direkt, sondern nur durch Umsteigen in einen anderen Lift. Wie an Flughäfen, in denen man von einem Interkontinentalflug in eine Regionalmaschine wechselt, erreicht man im Wolkenkratzer Taipeh 101 nur die Stockwerke 35, 59 und 89 direkt. Für alle anderen Etagen muss man in einen der 61 doppelstöckigen Shuttle-Aufzüge umsteigen.

Damit alles gut geht, haben die Bauherren von Taipeh 101 nicht nur Ingenieure und Fachbetriebe aus der ganzen Welt angeheuert, sondern auch Feng-Shui-Meister und Priester. Diese haben dafür gesorgt, dass das Gebäude richtig steht und die 4 keine Chance hat. Im Chinesischen klingt »vier« wie »tot« und ist deshalb verpönt wie bei uns die 13. Deshalb gibt keine 4. Etage.

Dafür ist die acht eine Glückszahl. Sie soll möglichst oft in der Architektur von Taipeh 101 vorkommen. Darum ist das Gebäude exakt 508 Meter hoch. Es ist aufgebaut wie ein Bambusstab: Nach jeweils acht Etagen gibt es eine Einschnürung. Und die Dachkonstruktion (sieht aus wie eine Reisschüssel mit Essstäbchen) befindet sich in 448 Meter Höhe.

Bei der Grundsteinlegung 1999 wurden vorsichtshalber riesige Mengen Obst geopfert und Berge von Papiergeld verbrannt. Das soll zusätzliches Glück bringen für das höchste Haus der Welt in der aktivsten Erdbebenzone unserer Erde.

Dass Taipeh 101 jemals wirtschaftlich ein Erfolg wird, können auch die Opfergaben nicht garantieren. Ein Wolkenkratzer dieser Dimension – Kostenpunkt rund 1,5 Milliarden Euro – ist vor allem ein Prestigeprojekt. Kaum jemand kannte die malaysische Hauptstadt Kuala Lumpur, bis dort die Petronas Towers errichtet wurden, mit 452 Meter Höhe die bislang höchsten Gebäude der Welt. Innerhalb kürzester Zeit wurden sie zum Wahrzeichen des asiatischen Landes.

Hochhäuser sind gigantische, aufrecht stehende Symbole der Macht, des Reichtums und der Fähigkeit, Unmögliches möglich zu machen. Psychologen halten Wolkenkratzer für Stein gewordene Phallus-Symbole. Statiker, Ingenieure und Techniker gehen beim Bau eines Mega-Wolkenkratzers wie Taipeh 101 an die Grenzen des Machbaren.

Wie beim Flug zum Mond sind die Kosten höher als der materielle Nutzen. Aber das zählt nicht. Was zählt, ist der Erkenntnisgewinn, die Erweiterung des Horizonts. In Asien, wo zurzeit acht der zehn höchsten Gebäude der Welt gebaut werden, heißt es: "Wir wollen den Gipfel nicht erreichen, um zu siegen, sondern um weiter sehen zu können."

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