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Wissen & Umwelt

Eine Tapete schützt vor Erdbebenschäden

Eine verrückte Idee: Wenn die Erde wackelt, soll ausgerechnet eine millimeterdünne Tapete die Mauern stützen und vor dem Einstürzen bewahren. Aber diese Tapete gibt es wirklich. Sie kommt dieses Jahr auf den Markt.

Erdbebenschäden (AP Photo/New Zealand Herald, Mark Mitchell)

Neuseeland Erdbeben in Christchurch

Ihre Entwickler nennen sie kurz und knapp "die Erdbebentapete". Auf den ersten Blick erinnert das Material eher an ein Endlos-Platzdeckchen, das Oma aus Kunststofffasern gestrickt hat: weiß, fein gemustert und nicht dicker als eine gewöhnliche Tapete. Man mag gar nicht glauben, dass dieser Stoff Wände vor dem Einstürzen schützen kann.

Forscher am Institut für Massivbau und Baustofftechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) behaupten aber genau das. Das feine Gewebe soll die Mauer stützen und die gewaltigen Kräfte, die bei Erdbeben wirken, über die gesamte Wand verteilen und sie vor dem Einsturz schützen.

Wem das alles irgendwie bekannt vorkommt, der irrt sich nicht: Tatsächlich arbeiten Forscher bereits seit vielen Jahren daran, eine solche Tapete zu entwickeln. Nur hatte das zuvor nie geklappt. Dieses Jahr aber soll die Erdbebentapete endlich auf den Markt kommen.

Glasfaser stützt, Kunststoff schwingt

Der Trick dahinter: Das Material muss sehr fest sein, aber gleichzeitig flexibel und elastisch, damit es die Schwingungen beim Erdbeben mitmacht. Daher besteht das Gewebe aus zwei Komponenten, erklärt Mitentwickler Moritz Urban, wissenschaftlicher Mitarbeiter am KIT: Sehr steife, hochfeste Glasfasern sind in der Tapete mit dem sehr dehnbaren Kunststoff Polypropylen verwoben. Die Fasern verlaufen in vier Richtungen; das soll garantieren, dass die Kräfte überallhin weitergegeben werden können.

"Risse entstehen dann sehr viel schwieriger", sagt der Ingenieur. Denn die Beschleunigungskräfte, die bei einem Erdbeben wirken, werden auf eine größere Fläche verteilt. Sie können sich nicht so wie sonst an bestimmten Stellen, den Schwachstellen der Mauer, konzentrieren. Falls bei sehr starken Beben die Mauer trotzdem anknacksen sollte, fliegt sie nicht gleich auseinander: "Die Fasern, die außen auf dem Mauerwerk liegen, überbrücken den Riss und drücken ihn wie ein Gummiband zu", erklärt Urban.

Erdbebentapete (Bild: Bayer Material Science)

Das dünne Gewebe ist stabiler, als es scheint

Wird das Erdbeben zu stark, reißen natürlich irgendwann auch die Glasfasern. Polypropylen wirkt in dem Fall als Nachsicherung: Es hindert Steine daran, aus der Wand herauszufallen. Herumfliegende Gesteinsbrocken und einstürzende Wände sind bei Erdbeben eine Verletzungsgefahr für alle Menschen, die das Gebäude nicht schnell genug verlassen konnten. "Mit der Tapete können wir den Leuten die notwendige Zeit geben, dass sie ins Freie flüchten können, oder sogar die Wand so stabilisieren, dass sie stehen bleibt", sagt Lothar Stempniewski, Leiter des Instituts für Massivbau und Baustofftechnologie am KIT.

Funktioniert nur mit Spezialkleber

Die Erdbebentapete soll sich wie eine richtige Tapete einfach auf den Innenputz der Wand aufbringen lassen. Man könne die Wand anschließend ganz normal streichen oder zusätzlich mit einer "richtigen" Tapete darüber tapezieren. Da das Material grob porös sei, gebe es auch keine Probleme mit Feuchtigkeit in den Wänden und daraus resultierender Schimmelbildung, verspricht Moritz Urban. Eine andere Variante der Erdbebentapete lasse sich von außen am Gebäude befestigen, sagt er: "Das Gewebe liegt dann wie in einem Sandwich im Außenputz."

Gewöhnlicher Tapetenkleister reicht in jedem Fall nicht, um die Tapete anzubringen. Denn wie schon das Gewebe selbst, muss auch der Klebstoff gleichzeitig bombenfest und doch elastisch sein. Er muss das Gewebe untrennbar mit der Wand verbinden, aber gleichzeitig mitschwingen, wenn ein Erdbeben die Wand erfasst. "Die üblichen Klebstoffe sind entweder fest oder elastisch - aber nicht beides gleichzeitig", sagt Michael Engel, Projektleiter bei Bayer Material Science.

Das Unternehmen hat daher einen Spezialklebstoff für diesen Zweck entwickelt. Er basiert auf dem Kunststoff Polyurethan. Das Besondere: Innerhalb des Klebstoffs wechselwirken die chemischen Gruppen in einem Geflecht über viele Wasserstoffbrücken miteinander: Diese Bindungen lösen sich bei Erschütterungen, um sich dann an anderer Stelle gleich wieder neu zu bilden. Der Verbund an sich reißt aber nicht.

Erdbebentapete auf dem Mauerwerk (Foto: grintsch communications)

Die Erdbebentapete wird mit einem Spezialklebstoff direkt auf den Putz aufgebracht

Ohne Tapete flogen die Ziegel

"Wir haben das Gewebe unter anderem an einem echten Haus auf einem Rütteltisch getestet", erzählt Moritz Urban vom KIT. Auf einer 35 Quadratmeter großen Stahlplatte haben die Forscher ein Natursteinhaus nach italienischer Machart nachgebaut und dieses dann gut durchgeschüttelt. Ohne Glasfaserverstärkung sei das Haus bei einer bestimmten Bebenstärke komplett eingestürzt. "Mit Erdbebentapete hingegen haben wir es bei dieser Stärke nicht kaputt gekriegt." Das Haus habe dann sogar ein weiteres Erdbeben überstanden, das anderthalbmal so stark war wie das Beben zuvor.

"Für mittelstarke Erdbeben ist unsere Tapete optimal", sagt Urban. Allerdings tauge sie nur für Häuser aus Mauerwerk, Betonwände könne sie nicht stabilisieren. "Dafür sind die noch stärkeren Carbonfasern eher geeignet", sagt Urban. An einer Erdbebentapete für Betonwände arbeite man derzeit aber schon.

Natürlich lassen sich inzwischen auch erdbebensichere Häuser bauen. Aber die Tapete ließe sich schnell und einfach auch bei bereits existierenden Gebäuden ohne Erdbebenschutz nachrüsten, betonen die Forscher. Das mache sie so wertvoll.

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Tapeten gegen den Einsturz

In den Startlöchern

"Das System steht", sagt Michael Engel. Noch in diesem Jahr gehe es an die weltweite Vermarktung. In den Baumärkten soll es das Material aber vorerst nicht zu kaufen geben. Der Plan ist, dass es ein Marketingpartner stattdessen über die Handwerker und Fachbetriebe auf den Markt bringt. Vor allem öffentliche Kommunen sollen dazu motiviert werden, ihre Krankenhäuser, Altenheime und Kindergärten mit der Tapete auszustatten - und das vor allem in den stark erdbebengefährdeten Gebieten der Welt, beispielsweise in der Türkei, Japan oder Chile.

In den ärmeren Ländern der Welt dürfte hier allerdings viel Überzeugungsarbeit nötig sein, denn die Erdbebentapete soll nach Angaben der Entwickler teurer sein als eine normale Tapete. Und da sie - zumindest vorerst - professionelle Handwerker anbringen sollen, steigen die Kosten weiter. Es ist davon auszugehen, dass es etwas länger dauern könnte, bis sich diese neue Art von Erdbebenschutz durchgesetzt hat.

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