Infoblatt erdbebensicheres Bauen in Peru

Traditionelle Bauweise, Möglichkeiten zum erdbebensicheren Bauen mit traditionellen Materialien





Naturphänomen Erdbeben

Erdbeben zählen zu einem der Naturphänomene, die auf das Leben der Menschen die größten Auswirkungen haben. Die zehn teuersten Erdbeben der Welt haben nach Angaben der Münchner Rück einen volkswirtschaftlichen Schaden von insgesamt ca. 250 Mrd. US-$ verursacht und etwa 300.000 Todesopfer gefordert (im Zeitraum zwischen 1900 und 2005). Täglich gibt es Erdbeben verschiedener Intensitäten auf der gesamten Welt, besonders stark betroffen sind aber vor allem Gebiete mit großer tektonischer Dynamik. Aktive Plattenränder rufen weltweit über 90 % aller Erdbeben hervor. Ein sehr gut erforschtes und typisches Beispiel für aktive Plattenränder ist der pazifische kontinentale Rand Südamerikas. Hierbei schiebt sich die schwerere Nazca-Platte (ozeanische Lithosphärenplatte) unter die Südamerikanische Platte (kontinentale Lithosphärenplatte). Die dabei entstehenden Kräfte führen zu Spannungen in der Erdkruste, die sich schlagartig entladen und zu schweren Erschütterungen führen können. Begleitet wird die Subduktion von der Entstehung der Anden, des längsten, an einem aktiven Plattenrand entstandenen Gebirges und von ausgeprägten vulkanischen Aktivitäten. Von diesen Naturphänomenen sind vor allem die Länder entlang der Westküste Südamerikas, Peru, Chile, Ecuador und Kolumbien, betroffen.


Das Erdbeben von 2001 in Arequipa/Südperu

Am Samstag, den 23.Juni 2001 wurde die zweitgrößte Stadt Perus Arequipa um 15.33 Uhr Ortszeit von einem Erdbeben erschüttert. Das Epizentrum des Erdbebens lag in der Nähe der Küstenlinie Südperus. Das Erdbeben der Stärke VII-VIII nach Mercalli-Skala (8.0 auf der Richter-Skala) erstreckte sich auf einer Fläche von 120.000 km² und wurde noch in Nordchile und im Altiplano von Bolivien wahrgenommen. Damit ist das Ereignis eines der größten Erdbeben der letzten 100 Jahre in Peru. Als Ergebnis der Freisetzung seismischer Energie, die einer Explosion von 1.800 Tonnen des Sprengstoffs TNT entsprachen, kam es zu sehr starker Zerstörung und zum Einsturz von Gebäuden sowie Felsstürzen und Hangrutschungen.
Die Zahl der bei dem Ereignis Umgekommenen und Verletzten beläuft sich nach einer Studie des peruanischen Gesundheitsministeriums auf 554 Personen innerhalb der Stadtgrenze. Die Folgen für die städtische Infrastruktur waren verheerend: Der Zugang zu Elektrizität und Trinkwasser war in einigen Teilen der Stadt nur noch eingeschränkt oder vorübergehend gar nicht mehr möglich. Insgesamt wurden in Arequipa und in den Küstenstädten Islay und Camaná 11.845 Wohnhäuser zerstört. Die Notfallhilfe wurde durch die von Hangrutschungen und Bergstürzen verschütteten Zufahrtsstraßen behindert.
U. a. dieses Erdbeben initiierte die Entwicklung von einfachen Methoden und Praktiken zum erdbebensicheren Bauen mit hauptsächlich lokal vorhandenen Materialien.


Traditionelle Bauweise versus erdbebensicheres Bauen

Im ländlichen Peru leben offiziellen Statistiken der Regierung zufolge 9 Millionen Menschen in Wohnhäusern, die in traditioneller Lehmziegelbauweise errichtet wurden, was 40 % der Landesbevölkerung entspricht.




Auf Grund ihrer Lage direkt an Steilhängen und fehlender stabilisierender Elemente können diese den auftretenden Erdbeben nicht standhalten. Die Wohngebäude werden aus luftgetrockneten Ziegeln, bestehend aus Ton, Lehm und Sand, gebaut. Die Bewohner leben mit der ständigen Gefahr, nachts von einem starken Erdbeben überrascht und unter einstürzenden Wänden und Dächern verschüttet zu werden.




Das Regionalzentrum für Seismologie in Südamerika (CERESIS) hat verschiedene übliche Bauweisen mit Lehmziegeln in Simulationen untersucht und diese seismologischen Erschütterungen ausgesetzt, um die schrittweise Zerstörung der Gebäude nachzuvollziehen. Meist ziehen vertikale Risse in den Außenmauern das Zusammenbrechen des gesamten Hauses aufgrund eines fehlenden Balkengerüsts nach sich. Diese Schäden am Mauerwerk werden oft auch durch Fehler bei der Herstellung der Ziegel provoziert. Die Ziegel bekommen bei Trocknung unter direkter Sonneneinstrahlung oder wegen eines falschen Mischungsverhältnisses der Bestandteile Risse, zerfallen nach der Trocknung oder sind unförmig. Bei richtiger Anwendung bieten die Lehmziegel anderen Materialien gegenüber aber entscheidende Vorteile wie Wärmespeicherung und Isolierung und sind vor allem in der Herstellung günstig. Wiederholter Einsturz der Gebäude, mehrmaliger Wiederaufbau und die ständige Gefahr für den Menschen haben allerdings Überlegungen zu einer veränderten, erdbebenbeständigeren Bauweise vorangetrieben.
Um die Anwendbarkeit und Reproduzierbarkeit für die betroffene andine Bevölkerung zu gewährleisten, wurde die herkömmliche Bauweise teilweise beibehalten aber teilweise ingenieurtechnisch entscheidend ergänzt. Verschiedene öffentliche und staatliche Institutionen (Universität Arequipa, Fortbildungszentrum der Bauindustrie SENCICO, Regionalzentrum für Seismologie in Südamerika CERESIS), aber auch Projekte zur Entwicklungszusammenarbeit der deutschen Gesellschaft für technische Zusammenarbeit (GTZ) haben Vorschläge zur Verbesserung der Standortwahl, zur Herstellung der Lehmziegel und zur Bauweise der Häuser gemacht. Oft wurden zur Verbreitung der Erkenntnisse und zur Sensibilisierung der Bevölkerung bebilderte Broschüren auf Fortbildungsveranstaltungen und Workshops verteilt.




Als Anschauungsbeispiele werden öffentliche Gebäude in betroffenen Regionen in der neuen, verbesserten Bauweise errichtet. Auf öffentliche Einrichtungen oder auch Privatgebäude, welche die Prinzipien erdbebensicheren Bauens in ihrer Bauweise berücksichtigen, wird mit Hinweisschildern aufmerksam gemacht. Im Fall von Erdbeben können diese als sicher ausgewiesenen Gebäude als Zufluchtsort genutzt werden.





Probleme der traditionellen Bauweise und konkrete Verbesserungsmöglichkeiten

• Wohnhäuser liegen zu nahe an Steilhängen oder Abhängen
  • Häuser sollten mindestens 4 m vom Abhang und 2 m vom Steilhang entfernt errichtet werden
  • der Standort sollte eben sein und keine große Hangneigung aufweisen
• Ziegel sind oft mit falschem Mischungsverhältnis hergestellt
• die Ziegel weisen Risse und/oder Verformungen auf
  • die Ziegel sollten aus einem Gemisch von 10 - 20 % Ton, 15 - 25 % Lehm und 55 - 70 % Sand hergestellt werden, je nach Beschaffenheit der Bestandteile
  • um die Ziegel resistenter gegen Feuchtigkeit zu machen, können zusätzlich Bestandteile des Feigenkaktus beigemischt werden
  • die Ziegel sollten im Schatten oder mit Stroh abgedeckt in der Sonne trocknen
  • die Ziegel sollten nach der Herstellung stichprobenartig auf Stabilität geprüft werden
  • die Länge der Ziegel sollte viermal ihrer Höhe entsprechen
• den Häusern fehlen Fundamente aus Zement
• in den Wänden sind zu große Türen und Fenster eingebaut
• die Stärke der Häuserwände ist nicht für die Geschossanzahl der Häuser ausgelegt, an den Ecken sind sie nicht stabil miteinander verbunden
  • zumindest unter den Außenmauern sollte ein Fundament gegossen werden
  • die Ziegel sollten mit einem Ton-Strohgemisch verbunden und danach verputzt werden
  • die Innen- und Außenecken der Mauern sollten mit Stahldrahtgittern verstärkt werden
  • zur Stabilisierung der gesamten Mauerkonstruktion sollte ein Ringanker gegossen werden

Zusätzlich sollten zum Schutz vor Unterspülung bei Starkniederschlägen Kanäle um das Haus gegraben werden.