Földrengésbiztos építési technológia Magyarországról

.

A kínai Zhuzhou cég Magyarországról exportálna földrengésbiztos építési technológiát.

A kínai Zhuzhou Times New Material Tech. Co. közép-európai központ létrehozását tervezi Magyarországon abból a célból, hogy azon keresztül exportálja az általa kifejlesztett földrengésbiztos építési technológiát az európai és a közel-keleti piacra.

A Nemzeti Innovációs Hivatal (NIH) bejelentése a Magyarországon először, a NIH által megrendezett "Földrengésbiztos építési technológia" (Seismic Base Isolation) című nemzetközi konferencián hangzott el 2013. április 24-én.

szeizmologiai terkepszeizmikus zónatérkép

A technológiát Csorba Emánuel magyar professzor közreműködésével dolgozta ki a kínai cég és már több évtizede használják a világban. A NIH a nemzetközi szeizmológia tanácskozás házigazdájaként lehetőséget biztosít a világszínvonalú, magyar szellemi tudáskincsen alapuló, kínai földrengésbiztos építési technológia nemzetközi szintű bemutatására.

A Base Isolation nevű földrengésvédelmi technológia első gyakorlati alkalmazására az USA-ban, Los Angeles közelében került sor, ahol 30 millió dollár költséggel 1986-ban épült meg a rezgést tompító 96 alapszigetelő testen nyugvó Foothill Communities Law and Justice Center.

foothill

Foothill Communities Law and Justice Center

Azóta ennek a módszernek az alkalmazásával számos amerikai és távol-keleti országban, például Új-Zélandon, Indonéziában, Kínában már több ezer lakóház, középület és irodaépület, valamint számtalan ipari létesítmény, atomerőmű, tengeri és folyami híd épült. Csak Kínában közel egymillió meglévő iskolaépületbe tervezik beépíteni utólagosan ezt a földrengésvédelmi megoldást.

A magyarországi központ Dél- és Délkelet-Európa egyes részeire, a Balkán-félszigetre és az Arab-öböl országaiba akarja exportálni a technológiát.

Haiti, Szecsuán, L’Aquila, Törökország; elég csak néhány esetet felsorolni az elmúlt évek súlyos földrengései közül, aminek következtében a felbecsülhetetlen anyagi károk mellett tízezrek vesztették életüket és százezrek váltak hajléktalanná.
A földrengés megelőzésére és elkerülésére nincsen mód, azonban ismét bebizonyosodott, hogy a veszteségek a megfelelő építési technológia alkalmazásával minimalizálhatóak lehettek volna, a Japán mintát követve. Hazánk nem tartozik a magas földregés veszélyeztetettséggel bíró országok közé, azonban a régi, elavult technológiával épült épületek magas száma miatt egy kisebb erejű rengés is jelentős kockázatot jelenthet a jövőre való tekintettel.

A legpusztítóbb, évente százezres nagyságrendben mérhető haláleseteket okozó természeti katasztrófák a földrengések, amelyek ellen - a magas technológiai fejlettség ellenére - a mai napig nem létezik hatékony előrejelzési módszer, emellett a rengések megelőzésére nincs mód, csak a pusztító hatás csökkentésére. Ennek kulcsa a földrengésálló építészeti technológia, ami szerves részét képezi a védelmi képességek növelésére, valamint a megelőzésre irányuló tevékenységeknek.

Az építészeti eljárások jelentőségét jól alátámasztja Japán, amely földünk szeizmikusan legaktívabb zónájában helyezkedik el, mégis az elmúlt évek jelentős földrengései alig tettek kárt a szigetország építményeinek szerkezeteiben. Az olykor merésznek tűnő, ugyanakkor hatékony technológiai eljárásoknak köszönhetően az elmúlt évtizedekhez képest áttörés történt a földrengésálló építkezés terén, amit a növekvő urbanizáció kiemelten szükségessé tett.

Két földrengés elleni technológia ismert a világon:
1. A „rezgésállóság”, ahol rezgésállóvá teszik a falakat. Olyan gerendákat és oszlopokat építenek be, melyek rugalmasak.
2. A „földrengés szigetelés”, ahol a ház talapzatába elhelyezett acélból készült szerkezet biztosítja a föld rezgésének elnyelését.Közvetlen sebezhetővé válik a szeizmikus rezgésekkel a ház, ha direktben egybeépítetjük az alapozással és az aljzattal.
A lényeg, hogy a föld rezgéseit ne adjuk át direktben a ház szerkezetének.
Ajánlott mindkét technológia együttes alkalmazása.

foldrengesallo haz

A kis elmozdulást lehetővé tevő merev vasbeton szerkezetekkel szemben a korszerű magasházak könnyű acélszerkezetes technológiával, szeizmikus csillapítóelemek beépítésével épülnek nem csak Japánban, hanem szerte a világban. A csillapító elemeknek hála, a rezgések elnyelődnek a szerkezeti elemek nagyobb elmozdulása mellett. Ezzel magyarázható az a jelenség, amikor egy intenzívebb földmozgás eredményeképpen a magas épület akár több méter kilengés mellett is biztosan ellenáll a rengéseknek, valamint az épületben jóval kisebb rezgés érzékelhető az elnyelődésnek köszönhetően.
A rengés - csillapítás elérése érdekében bevált technológiai eljárás a csillapító - falak beépítése az egyes szintek közé. Erre például szolgál a Tokióban található Roppongi Hills felhőkarcoló.
A csillapító elemeknél hatékonyabb, ugyanakkor költségesebb megoldás a szeizmikus szigetelők használata, ami nem befolyásolja az alaprajzi és homlokzati tervezést. Az alaptól a falszerkezeteket elválasztják, vagy az épület magasságát megosztják legalább egy köztes szinttel, ami lehetővé teszi, hogy földrengés esetén az épület egyes részei egymástól függetlenül mozogjanak. Ezen eljárás a toronyházak mellett kiemelten fontos rendeltetésű épületeknél is alkalmazzák a biztonság fokozása érdekében. Ilyen szeizmikus szigetelők
kerültek alkalmazásra például a Shiodome Sumitomo bankház épületénél, ugyancsak Japánban.
A földrengésvédelemre felsorolt főbb technológiák mellett léteznek alternatív, azonban költséghatékonynak nem nevezhető megoldások is. Példának okáért a Taiwanon található Taipei 101 nevezetű, 106 szintes
felhőkarcoló stabilitását egy csaknem 730 tonnás inga biztosítja, ami kiegyenlíti és csillapítja a földrengések okozta kilengéseket és rezgéseket. Az épület tetejébe beépített hatalmas „acélgolyó” mindig a kilengéssel ellentétes oldalra mozdulva minimalizálja az elmozdulást.


5-taipei101

4-tapei-101-tower-pic


Hazánk földrajzi elhelyezkedése a természeti katasztrófák szempontjából szerencsésnek mondható, mivel a jelentős törésvonalak nagy távolsága miatt nem kell számolni gyakori, nagy intenzitású földrengéssel. Azonban, az elmúlt évtizedek során, az országban néhány esetben akár 5-6 magnitúdójú rengés is tapasztalható volt. Ezen földmozgások előfordulása teljesen rendszertelen területi eloszlásban következik be, egyes régiókban folyamatosan erősebb szeizmikus intenzitás mérhető. Ilyen például Komárom, Dunaharaszti, Mór és Eger térsége, amit az alábbi szeizmikus zónatérkép jelöl.

szeimzikus zonaterkep


Az alacsony gyakoriságú előfordulással szemben a várható pusztítás mértéke miatt a kockázat azonban így is jelentős mértékű. Ezt tovább fokozza, hogy az ország területét nagyrészt laza üledékes kőzetek borítják, amelyek könnyedén átengedik, illetve felerősítik az - épületkárokért legnagyobb mértékben felelős - alacsony frekvenciájú rezgés hullámokat. Az üledékes talaj mellett, az országban jelentős mennyiségben épített mer
ev épületszerkezetek (tégla- és betonépítésű lakóházak, egyéb építmények) azok, amik a földrengéskockázatot tovább fokozzák. A tapasztalatok alapján a vasbeton szerkezet, illetve a doboz szerű forma miatt egyes épületek ugyan jobban ellenállnak a rengéseknek, mint a téglából készült épületek, azonban a biztonságos szint eléréséhez nem elégséges módon, amit alátámaszt az 1977-es romániai, Richter-skála 1 szerinti 7,2-es erősségű földrengés, aminek következtében rengeteg panelépítésű vasbetonház omlott össze.
Az elmúlt néhány évben már jelentős mértékben előtérbe kerültek a földrengés biztonsági szempontok az
épületek tervezése során, azonban főként az ország nagyvárosaiban nagy számban található, régi, akár 100-150 éves életkort is meghaladó polgári épületek veszélyeztetettsége kritikus.

Az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutató Intézet kutatóinak álláspontja szerint, amennyiben Budapestet egy Richter-skála szerinti 7-es erősségű földrengés érné, a zsúfolt, sűrűn beépített belső kerületek esetén a károk felbecsülhetetlen mértékűnek prognosztizálhatóak. A többségében a 100 éves életkort is meghaladó bérházak nagy része minden bizonnyal a földdel válna egyenlővé egyrészt az elavult, merev építési technológia, másrészt az évtizedek során a válaszfalak sokszori átrendezése miatt, ami az épület statikai teherbíró képességét csökkenti. Sok régi templom is várhatóan összeomlana, viszont köszönhetően annak, hogy a parlament kupoláit könnyű acélszerkezet tartja, képes az intenzívebb földrengéseknek is ellenállni.
A kutatók véleménye alapján emellett jelentős károkat szenvedne a főváros közműhálózata is, mivel az öntöttvas víznyomócsövek és elöregedett gázcsövek rövid ideig tudnának csak ellenállni a földrengéshullámok okozta terhelésnek.

Az ország jelenlegi gazdasági helyzetét és a költségvetési korlátait is figyelembe véve egyre aktuálisabb lenne egy olyan átfogó terv, illetve koncepció elkészítése, amelyben amellett, hogy megfogalmazódik az, hogy hogyan lehetne költséghatékony módon Budapest belvárosának földrengésbiztonságát növelni az előfordulás várható kockázatán alapulva, olyan építészeti tendenciát irányozna elő, ami a jövőre való tekintettel országos szinten. jelentősen hozzájárulna a földrengéskockázatok csökkentéséhez. A koncepció alapjául szolgálhat az
EUROCODE 8 szabványcsomag, a könnyű acélszerkezetes építészeti megoldások, valamint a
nemzetközi tapasztalatok.

 (Örs Antal írásából a Hadmérnök 2013. márciusi számában)