Wie werden in Japan erdbebensichere Gebäude gebaut?

Japan gehört zu den Ländern des Pazifischen „Feuerrings“ und ist eines der Länder der Erde, die am meisten von Erdbeben betroffen sind. Aus diesem Grund hat das kleine Land eine der strengsten Bauordnungen weltweit entwickelt. Alle Gebäude müssen erdbebensicher gebaut werden. Das Geheimnis der erdbebensicheren Bauweise liegt in der Fähigkeit selbst höchster Gebäude zu „tanzen“, wenn der Boden bebt.

Japan setzt bei der Erdbebenprävention auf multiple Strategien, die nicht nur erdbebensichere Gebäudekonstruktionen umfassen. Eine breit gefächerte Bauordnung, sich immer weiterentwickelnde technische Innovationen, strenge und engmaschige Sicherheitsinspektionen sowie intelligente Frühwarn- und Alarmsysteme verhindern Verwüstungen, wie man sie in anderen großen Erdbebengebieten sieht.

Die gigantischen Wolkenkratzer von Tokio, Osaka oder Yokohama dominieren unser Bild japanischer Urbanität. Doch es braucht nur einige kleinere Erdstöße, wie sie in der seismologisch extrem aktiven Region täglich vorkommen, um die Fragilität menschlicher Bauweise zu entlarven. In Japan muss daher jedes Gebäude „beweglich“ gebaut sein, und damit einem Erdbeben standhalten können.

Die Frage ist: Wie baut man in Japan derart erdbebensicher? Wie ist es möglich, dass bei selbst bei so verheerenden Erdbeben wie 2011 in Tokohu mit einer Stärke von 6,4 auf der Richterskala, noch alle Hochhäuser und fast alle kleineren Gebäude stehen? In anderen Teilen der Welt wurden bei Erdbeben dieser Stärke ganze Landstriche und Städte dem Erdboden gleichgemacht.

Einer der Pioniere der japanischen Seismologie und der Auswirkungen auf Gebäude: Sezawa Katsutada (1944).
Foto © Autor/-in unbekannt, Gemeinfrei, wikimedia

Sind in Japan alle Wolkenkratzer erdbebensicher?

Die Hochhäuser Japans sind keine gewöhnlichen Gebäude. Seit den Neunziger Jahren müssen alle Häuser, auch wenn es sich nur um kleinere oder temporäre Gebäude handelt, technisch so konstruiert sein, dass sie zumindest kleineren Erdbeben unbeschadet standhalten. Bei der Größenordnung der seismischen Aktivitäten im japanischen Archipel wäre alles andere schon wirtschaftlich nicht akzeptabel.

Eine zweite Widerstandsstufe der japanischen Bauweise besteht darin, auch extremen Erdbeben standzuhalten und möglichst viele Menschen zu schützen. Die Messlatte setzen die japanischen Bauingenieure beim großen Kanto Erdbeben im Jahre 1923. Das schwere Erdbeben der Stärke 7,9 verwüstete Tokio und Yokohama und kostete mehr als 140.000 Menschen das Leben.

Bei einem Erdbeben dieser Zerstörungskraft ist der unbeschadete Erhalt der Gebäude nicht mehr ausschlaggebend. Das oberste Ziel und damit die Mindestanforderung an die erdbebensicheren Gebäude ist der Schutz der Menschen, materielle Schäden sind zweitrangig.

Zerstörungen im Zentrum von Yokohama nach dem großen Kanto Erdbeben 1923
Foto © City of Yokohama, Kanto-daishinsai, gemeinfrei

Bauvorschriften für Erdbeben in Japan

Die japanische Bauordnung berücksichtigt verschiedene Faktoren, wie die Art des Bodens, die Tiefe des Fundaments und die Höhe des Gebäudes. Alle Gebäude müssen über eine flexible Struktur verfügen, damit sich das Gebäude mit den Erdstößen bewegen kann. Außerdem ist ein Dämpfungssystem vorgeschrieben, dass die Erschütterungen absorbieren kann.

Dazu entwickelten japanische Bauingenieure eine Art „Stoßdämpfer für Häuser“ – die seismischen Isolationslager. Überall dort, wo Gebäudesäulen bis zum Fundament reichen, liegen diese auf diesen Lagern, meist aus Gummi, auf. Dadurch bewegen sich die Häuser während eines Erdbebens horizontal, die Belastung verringert sich und Schäden werden minimiert.

Der zweite Faktor erdbebensicherer Gebäudekonstruktionen in Japan ist ein Stahlbetonrahmen, der für zusätzliche Stabilität sorgt und damit vor dem Einsturz des Gebäudes schützt.

Aber die japanische Bauordnung geht noch weiter. Jenseits der erdbebensicheren Konstruktion müssen japanische Gebäude mit Frühwarnsystemen ausgestattet sein. Diese intelligenten Systeme erkennen Erdbeben im Frühstadium und schalten Gas und Strom automatisch ab. Zusätzlich kommen in den großen Wolkenkratzern automatische Feuerlöschanlagen und Notbeleuchtungen zum Einsatz.

Um die Sicherheit der Bewohner zu gewährleisten, verfügt Japan überdies über ein strenges Inspektionssystem, auch für ältere Gebäude. Alle zehn Jahre werden die Häuser einer tiefgründigen Sicherheitsinspektion unterzogen, die die strukturelle Integrität des Gebäudes prüft. Nur wenn ein Gebäude dem umfassenden System der Bauvorschriften und Inspektionen standhält, gilt es in Japan als bewohnbar.

Prinzip der seismischen Isolationslager (rechts), die ein Gebäude „beweglich“ halten und dadurch die strukturelle Integrität sichern.
Grafik © Japanwelt

Erbebensichere Architektur in Japan – die perfekte Mischung aus Ästhetik und Sicherheit

International gelten japanische Gebäude als Goldstandard für erdbebensichere Architektur. Die über Jahrzehnte entwickelten japanischen Techniken der Basisisolation (Menshin) und der Vibrationskontrolle (Seishin) sind weltweit ein Exportschlager.

Überdies hinaus beweisen die Japaner beispielsweise mit der ikonischen Skyline von Tokio, dass erdbebensicheres Bauen nicht nur funktional robust, sondern auch ästhetisch ansprechend sein kann. Neuere Entwicklungen, wie die Verwendung von Netzstrukturen, ermöglichen heute auch extravagante, erdbebensichere Architektur.

Ein gutes Beispiel ist der neofuturistische Skytree Tower in Tokio, eines der höchsten Bauwerke der Welt. Seine Konstruktion enthält sowohl Elemente der traditionellen japanischen Pagode, wie auch eine ausgeklügelte zentrale Säule mit seismischen Dämpfern.

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Titelfoto © Monica Volpin, Pixabay