Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Auch die jüng­sten Hochwasser­ereignisse zeigen, dass vielerorts das natür­liche Rück­hal­tepo­ten­tial von Ufer­bere­ichen schnell erschöpft ist und angren­zende Sied­lungsräume zunehmend bedro­ht sind. Per­ma­nent angelegte Damman­la­gen allein reichen häu­fig nicht aus. Wis­senschaftler des Forschungs­bere­ich­es Leicht­bau im Bauwe­sen der Pro­fes­sur Struk­turle­icht­bau und Kun­st­stof­fver­ar­beitung der Tech­nis­chen Uni­ver­sität Chem­nitz haben deshalb gemein­sam mit Part­nern aus der Wirtschaft nach ein­er Idee des Architek­ten Stev Bring­mann ein tem­poräres Sys­tem entwick­elt, das schnell und mit geringem Per­son­alaufwand aufge­baut wer­den kann. Zudem zeich­net es sich durch geringe Anschaf­fungskosten, unkom­plizierte Lagerung und eine hohe Lebens­dauer aus.

Das neuar­tige 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.

„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.

Nach der Entwick­lung des Hochwasser­schutzsys­tems ist nun auch der Sprung in die Prax­is vol­l­zo­gen: Der Ver­trieb des Sys­tems „Flood­TEX” und die Pro­jek­tierung erfol­gen durch die TU-Part­ner HWS-Konzept UG (Glauchau) und das Inge­nieur­büro Schulze & Rank (Chem­nitz).