Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochwasserschutz leicht gemacht

16.06.2016

Wissenschaftler der TU Chemnitz haben ein temporäres Systems zum Schutz gegen Hochwasser entwickelt – Herzstück ist eine textile Membran, die das Wasser aufhält und die wirkenden Kräfte ableitet

Hochwasser kann innerhalb von Stunden aus Flüssen und Bächen reißende Wassermassen machen. Rettungskräfte sowie die Bewohner der betroffenen Städte und Dörfer haben oft nur wenig Zeit, auf die herannahende Bedrohung zu reagieren. Häufig reichen permanent angelegte Dammanlagen nicht aus.


Das Hochwasserschutzsystem mit temporär aufbaubarer Stauwand wurde umfangreichen Tests unterzogen.

Foto: TU Chemnitz/Rajko Berger

Wissenschaftler des Forschungsbereiches Leichtbau im Bauwesen der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der Technischen Universität Chemnitz haben gemeinsam mit Partnern ein temporäres System entwickelt, das schnell und mit geringem Personalbedarf installiert werden kann und sich durch geringe Anschaffungskosten, unkomplizierte Lagerung und eine hohe Lebensdauer auszeichnet. Dieses kann für die Dauer eines Hochwassers – in der Regel wenige Tage im Jahr – aufgebaut werden.

Basis des Systems ist eine Entwicklung der 3dtex GmbH aus Berlin. Das System besteht aus einem Fundament, aus Stützen und einer textilen Membran. Es kann am Ufer von stehenden oder fließenden Gewässern bodeneben installiert werden und lässt sich im Bedarfsfall mit wenig Aufwand zum Einsatz bringen.

Das Fundament hat die Form einer Rinne und dient gleichzeitig für die Aufbewahrung des Systems. Die Stützen wirken während der Lagerung als Abdeckung dieser Rinne. Im Einsatzfall halten sie die textile Membran, die letztlich den Schutz gegen das Wasser bietet.

Die Chemnitzer Wissenschaftler waren zuständig für Simulationen der Strömung und der Mechanik, für Tests im Strömungskanal, für die Entwicklung der Stützen und die Auslegung der Abspann- und Verankerungssysteme sowie für die Materialprüfung der Membran, der Stützen und der Abspannung. Das entstandene System genügt den Anforderungen, die der Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK) e. V. in seinem „Merkblatt – Mobile Hochwasserschutzsysteme“ festhält.

„Die Besonderheit bei diesem System liegt in der Ableitung der im Hochwasserfall wirkenden großen Lasten, die auf die Bauteile wirken“, sagt Dr. Sandra Gelbrich, Leiterin des Forschungsbereiches Leichtbau im Bauwesen, und erklärt: „Bei vielen bekannten temporären Stauwandsystemen resultieren aus dem Wasserdruck hohe Biegemomente, die insbesondere auf Stützen und Fundamente einwirken.

Entsprechend groß ist der konstruktive und materielle Aufwand dieser Anlagen. Der konstruktive Vorteil des neuen Systems liegt in der Vermeidung dieser Biegemomente.“ Die Lösung der Chemnitzer Forscher ist eine flexible, wenig dehnbare Membran. Diese besteht aus PVC und ist mit Textilien verstärkt. Sie formt sich unter dem Wasserdruck definiert aus und reagiert ausschließlich mit Zugspannungen. Abgeleitet werden die Kräfte zum einen über die Membranverankerung in den Boden und zum anderen über die Membranrandverstärkungen in die Stützen.

Selbst wenn Treibgut gegen das System prallt, wirken nahezu ausschließlich Normalkräfte in den Stützen. „Diese können somit extrem schlank und leicht ausgeführt werden“, erklärt Gelbrich. Dies haben die Entwickler durch eine spezielle Geometrie der Membran und eine bestimmte Anordnung der Komponenten erreicht. Die Konstruktion lässt Stauhöhen bis 1,50 Meter zu. Treibgutanprall hält sie nachweislich bis 400 Kilogramm aus – getestet bei einem Aufprallwinkel von 90 Grad zur Fließrichtung und einer Geschwindigkeit von vier Metern pro Sekunde. „Die leichtbaugerechte Ausführung lässt den Aufbau selbst mehrerer hundert Meter Hochwasserschutz problemlos durch zwei Personen zu“, hebt Gelbrich hervor.

Das Projekt „Textiler Hochwasserschutz – Produktentwicklung eines effizient errichtbaren Hochwasserschutzsystems“ wurde von März 2013 bis September 2015 von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen gefördert. Das Volumen des Teilprojektes an der TU Chemnitz lag bei rund 175.000 Euro. Partner der Chemnitzer Forscher waren neben der 3dtex GmbH die Karsten Daedler e.K. und das Ingenieurbüro Schulze & Rank.

Weitere Informationen erteilt Dr. Sandra Gelbrich, Leiterin des Forschungsbereiches Leichtbau im Bauwesen, Telefon 0371 531-32192, E-Mail sandra.gelbrich@mb.tu-chemnitz.de.

Dipl.-Ing. Mario Steinebach | Technische Universität Chemnitz
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Innovative Produkte:

nachricht Neu entwickelter Therapiesitz hilft beeinträchtigten Menschen
18.05.2017 | Jade Hochschule - Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

nachricht Schnell schweben: Studierende konstruieren Transportkapsel
04.04.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Innovative Produkte >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten