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18-12-2018 | Baukonstruktion | Im Fokus | Article

Flüssigkeitsdämpfungssystem gegen Schwingungen

Author:
Christoph Berger

Schwingungen in Bauwerken haben sowohl auf deren Lebensdauer Einfluss als auch für deren Nutzer. Ein neues Flüssigkeitsdämpfungssystem, das sich automatisch an wechselnde Belastungen anpasst, geht jetzt in den Praxistest.

"In Japan wurden im Dachgeschoß eines Hochhauses (157 m) sechs wassergefüllte Tanks der Klimatechnik mit je 80 Tonnen pendelnd aufgehängt, um als Schwingungsdämpfer zu dienen. Das Wasser in den Behältern wird so abgekühlt, dass sich ein Eiskonglomerat (Eismatsch) bildet. Dessen Anteil hat großen Einfluss auf die Flüssigkeitsdämpfung", heißt es im Kapitel "Schwingungsdämpfer" des Springer-Fachbuchs "Dynamik der Baukonstruktionen".

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Auch ein von Forschern der RWTH Aachen entwickelter neuartiger Flüssigkeitsdämpfer wird im Dachgeschoss von Gebäuden montiert. Dieser funktioniert ähnlich wie ein Stoßdämpfer im Auto: Die Schwingungsenergie wird durch eine Verformung des Dämpfers beispielsweise in Wärmeenergie umgewandelt und dadurch reduziert. Auch bei dem neuartigen Flüssigkeitsdämpfer wird die Schwingungsenergie in ähnlicher Weise umgelenkt. Beginnt das Haus zu schwingen, schwingt das Wasser im Tank mithilfe elektronisch gesteuerter Mechanismen entgegen der Bewegungsrichtung des Gebäudes. Diese Gegenbewegung der Wassermasse bremst das Bauwerk und schützt dadurch sowohl das Gebäude als auch die Bewohner vor Schwingungen.

Laborversuche verliefen erfolgreich

In Laborversuchen konnten die Wissenschaftler bereits nachweisen, dass ihr entwickeltes System funktioniert. Im Projekt "S-TLCD" (semi‐active tuned liquid column damper) soll in den kommenden drei Jahren nun auch der Nachweis für den Praxiseinsatz erfolgen. Gelingt dies, könnte die Technik zum Beispiel beim Bau und Betrieb von Windenergieanlagen, turmartigen Bauwerken und Anlagen, Funkmasten oder auch bei Brücken und Hochhäusern zum Einsatz kommen.

So könnten durch Umwelteinflüsse oder Verkehrsbelastungen in Schwingung versetzte Bauwerke vor Schäden oder sogar dem Einsturz geschützt werden. Und auch das Wohlbefinden der Nutzer könnte erhöht werden, da Schwingungen beispielsweise Schwindel, Atemnot und Schlafstörungen verursachen können.

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