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 Erster Elektro-Rollstuhl der Treppen steigen kann, nimmt an Start-up Challenge 2018 in Hannover teil
19.01.2018 | B-Free Europa

nachricht Roboter schafft den Salto rückwärts
17.11.2017 | Boston Dynamics

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie