Hochhaus-Windkanäle, herabfallende Glasvorhänge und Sturmgefahren durch Turmdrehkrane¶

Wenn ein schweres Gewitter, ein Derecho, ein tropischer Wirbelsturm oder ein intensiver außertropischer Bombenzyklon die dichte Skyline einer Metropole trifft, verwandelt das Wolkenkratzergitter moderate regionale Winde in zerstörerische lokale Jets. Durch den Stadtschlucht-Venturi-Effekt und die Downwash-Wirbelablösung kann sich ein synoptischer Wind mit einer Geschwindigkeit von 75 Kilometern pro Stunde (47 Meilen pro Stunde) in der Höhe auf 120 bis 160 Kilometer pro Stunde (75 bis 100 Meilen pro Stunde) auf Gehweghöhe zwischen Hochhäusern beschleunigen, Fußgänger von den Füßen reißen und in den fließenden Verkehr geraten, Dreh- und Flügeltüren in der Lobby aus ihren Schecks reißen und einen starken negativen Sog erzeugen Drücke, die mehrere hundert Kilogramm schwere Vorhangfassaden-Glaseinheiten und gehärtete Brüstungsplatten aus den oberen Stockwerken reißen. Gleichzeitig müssen Turmdrehkrane, die auf den Kernen von Hochhauskonstruktionen stehen, entriegelt werden, damit sie sich frei im Wind drehen können („Weathervaning“), sonst besteht die Gefahr einer katastrophalen Strukturknickung, wenn Breitseitenböen die Betriebsgrenzen überschreiten. Wenn jemand von herabfallenden Fassadentrümmern getroffen, in den Straßenverkehr geschleudert oder unter eingestürzten Gerüsten eingeklemmt wird, rufen Sie sofort Ihre örtliche Notrufnummer an (911 in den Vereinigten Staaten und Kanada, 112 in der gesamten Europäischen Union, 999 im Vereinigten Königreich) oder konsultieren Sie unser globales Verzeichnis von Notrufnummern. Für eine umfassendere Sturmbereitschaft lesen Sie unsere Leitfäden auf Derecho, geradliniger Wind und Microburst-Überleben, Hurrikane, Wirbelstürme und Taifune, und Umkippen des Krans, Absturz schwebender Lasten und Kontakt mit der Stromleitung.

Tun Sie dies jetzt¶

1. Verlassen Sie sofort die offenen Bürgersteige in der Innenstadt und suchen Sie Schutz in einer vertieften Lobby, fernab von gläsernen Atrien. Versuchen Sie nicht, an den Ecken von Wolkenkratzern vorbeizugehen, wenn Windböen zwischen Hochhäusern zu pfeifen beginnen oder Trümmer auf Straßenniveau in die Luft steigen. Betreten Sie den nächstgelegenen Gebäudeeingang mit Beton- oder Steinrahmen, gehen Sie an den Glastüren des äußeren Vorraums vorbei in den tiefen Innenaufzugskern oder den Treppenhauskorridor im Erdgeschoss und suchen Sie niemals Schutz unter einem Glasvordach, einer Skybridge oder einem mehrstöckigen Glasatriumdach.
2. Halten Sie sich von der „Curtain-Wall Drop Zone“ fern, indem Sie auf die windzugewandte Seite gehen oder sich darin verstecken, wenn Sie das Knacken, Knarren oder Klirren von Glas über sich hören. Wenn eine einzelne Glasscheibe eines Hochhausfensters in einem oberen Stockwerk zerbricht, lösen windbedingte Druckunterschiede und herabfallender Kies oder Büromöbel einen kaskadierenden Fassadenausbruch aus, bei dem Dutzende benachbarter Glasscheiben in schneller Folge versagen. Herabfallende Glasscheiben fallen nicht direkt nach unten; Sie gleiten und flattern horizontal über die Straße auf turbulenten Aufwinden und Wirbeln mit einem horizontalen Radius von 50 bis 100 Prozent der Gebäudehöhe.
3. Gehen Sie in die Hocke und greifen Sie zu einem festen städtischen Poller, einem Wegweisersockel oder einer versenkten gemauerten Tür, wenn ein plötzlicher Eckwind Sie aus dem Gleichgewicht bringt. Die stärksten Windböen bei Fußgängern treten innerhalb von 3 bis 10 Metern (10 bis 33 Fuß) von den windzugewandten Ecken hoher Gebäude und in engen Gassen auf, die parallele Alleen verbinden. Das menschliche Gleichgewicht beim Gehen versagt völlig, wenn plötzliche Böen 90 Kilometer pro Stunde (56 Meilen pro Stunde) überschreiten; Durch die Senkung des Schwerpunkts wird verhindert, dass ein plötzlicher Wirbel Sie rückwärts vom Bordstein auf die Bus- oder LKW-Fahrspur schleudert.
4. Kämpfen Sie niemals gegen eine windbelastete, aufklappbare Außenglastür; Verwenden Sie eine Drehtür oder warten Sie auf eine Flaute. Hochdruckstau an einer windzugewandten Fassade oder extremer Sog in einer Venturi-Gasse können 400 bis 1.200 Newton (90 bis 270 Pfund-Kraft) auf ein handelsübliches Standard-Glastürblatt ausüben. Wenn Sie in einem Hochhaus-Windkanal eine nach außen schwingende Tür aufstoßen, reißt Ihnen der Wind die Tür aus den Händen, zerschmettert das Glasblatt am Steinpfosten oder amputiert Finger, die sich in der Scharnierseite verfangen haben.
5. Wenn Sie sich in einer Hochhauswohnung oder einem Büro befinden und die Fenster beginnen, sich zu verbiegen oder zu knacken, verlassen Sie sofort den Außenraum und schließen Sie die stabile Innentür hinter sich. Stellen Sie sich niemals in die Nähe eines vibrierenden, vom Boden bis zur Decke reichenden Fensters, um einen Sturm zu filmen, und versuchen Sie niemals, sich verbiegendes Architekturglas mit Ihren Händen abzukleben oder abzustützen. Sich in ein Badezimmer, einen Flur oder einen zentralen Betonkernschacht zurückzuziehen und die Innentür zu verriegeln, verhindert den tödlichen Blasen des Innendrucks, der auftritt, wenn ein zerbrochenes Luvfenster Luft mit Hurrikanstärke in eine Wohnung drückt und die Leefenster oder Flurtüren nach außen sprengt.
6. Geraten Sie nicht in Panik, wenn Sie sehen, wie sich während eines Sturms ein unbemannter Turmdrehkran frei über einem Wolkenkratzer dreht, es sei denn, der Ausleger ist sichtbar verbogen, trifft auf ein angrenzendes Gebäude oder wippt außer Kontrolle. Aufgrund der technischen Konstruktion und der OSHA/EN 14439-Sicherheitsgesetze lösen Bediener vor dem Evakuieren eines Turmdrehkrans vor einem Sturm absichtlich die Bremse des Drehkranzes, sodass der horizontale Ausleger wie eine Wetterfahne wirkt und sein schmales Ende in die Luft zeigt Wind, um den strukturellen Widerstand zu minimieren. Evakuieren Sie die umliegenden Stadtblöcke nur, wenn ein Kran breitseitig gegen einen Sturm verriegelt ist, wenn zwei Kräne den Kollisionsschutz verloren haben oder wenn sich eine Anbindeschelle am Mast von der Gebäudeplatte gelöst hat.

Entscheidungsbaum: Überleben städtischer Windkanäle, fallendes Fassadenglas und Gefahren durch Kräne¶

flowchart TD
    Start["Schwerer Sturm im Hochhaus-Stadtviertel: Böen >= 75 km/h (47 mph) in der Luft oder >= 100 km/h (62 mph) in Street Canyons"] --> UserPos{"Wo sind Sie, wenn der Windnotstand eskaliert?"}

    UserPos -->|"1. ZU FUSS AUF DEM GEHWEG IN DER INNENSTADT: Von Eckwirbeln oder herabfallenden Trümmern heimgesucht"| StreetAction{"Fallen Glas-, Fassaden- oder Fassadenreste herunter?"}

    StreetAction -->|"Ja: Glas splittert oder Paneele lösen sich über dem Kopf"| GlassEscape["SOFORTIGER FLUCHT AUS DER FASSADEN-ABFALLZONE: 1. Schauen Sie NICHT direkt mit bloßem Gesicht nach oben (Kopf mit Tasche oder Mantel abschirmen). 2. Tauchen Sie in die nächste betonierte Tür, den U-Bahn-Eingang oder das nächste Parkhaus ein. 3. Bleiben Sie außerhalb der Straßenmitte (gleiten Sie mit Glasflächen über die Allee). 4. Gehen Sie, sobald Sie sich in einem Gebäude befinden, an der gläsernen Lobby vorbei in den Aufzugskern aus Beton"]

    StreetAction -->|"Noch keine Trümmer, aber Windböen reißen Fußgänger um"| WindWalk["URBAN CANYON WIND-TUNNEL-ÜBERLEBEN: 1. Vermeiden Sie windzugewandte Gebäudeecken und schmale Durchgänge zwischen Zwillingstürmen. 2. Gehen Sie in die Hocke und halten Sie sich an festen Stahl- oder Steinpollern fest, wenn ein Wirbel auftrifft. 3. Treten Sie 3 m (10 Fuß) von der Bordsteinkante zurück, damit Böen Sie nicht unter den Verkehr treiben können. 4. Betreten Sie das Gebäude durch eine Drehtür oder einen windabgewandten Seiteneingang"]

    UserPos -->|"2. INNERHALB EINER HOCHHAUSWOHNUNG ODER EINES BÜROS: Vorhangfassade im Obergeschoss biegt oder reißt"| HighRiseIn{"Ist eine Fensterscheibe gesprungen oder eingebrochen?"}

    HighRiseIn -->|"Die äußere Scheibe ist gerissen oder nach innen oder außen gebogen"| WindowBow["Rückzug in den Innenbereich vor dem Durchbruch: 1. Bringen Sie alle sofort aus dem Außenraum. 2. Schließen und verriegeln Sie die solide Innentür des Schlafzimmers oder Büros hinter sich. 3. Suchen Sie Schutz im Innenbadezimmer, im fensterlosen Flur oder im Kerntreppenhaus. 4. Öffnen Sie niemals Lee-Fenster oder Flurtüren, um den Druck auszugleichen"]

    HighRiseIn -->|"Das Fenster ist zerbrochen und im Inneren tobt ein stürmischer Wind"| BreachTriage["AKTIVE VORHANGWANDBLASUNG: 1. Kriechen Sie tief hinter schwere Möbel, weg von umherfliegenden Glas- und Einrichtungsgegenständen. 2. Entriegeln Sie die Flurtür NICHT, solange sie von der Windböe getroffen wird. 3. Warten Sie, bis die Böe nachlässt, oder verlassen Sie den Raum über einen angrenzenden inneren Verbindungsraum. 4. Nehmen Sie die Feuertreppe 3 bis 5 Stockwerke unter der durchbrochenen Ebene hinunter"]

    UserPos -->|"3. In der Nähe einer Hochhausbaustelle: Turmdrehkran oder Außenaufzug"| CraneCheck{"Wie verhält sich der Turmdrehkran?"}

    CraneCheck -->|"Der Ausleger dreht sich langsam im Kreis mit dem Wind und ohne Last am Haken"| NormalVane["NORMALER WITTERUNGSMODUS: 1. Die Schwenkbremse des Krans ist absichtlich entriegelt, sodass der Ausleger in Windrichtung zeigt. 2. Vermeiden Sie es dennoch, direkt unter dem Bauzaun hindurchzulaufen. 3. Achten Sie darauf, dass lose Sperrholzschalungen von offenen Oberdecks weggeblasen werden"]

    CraneCheck -->|"Ausleger verbiegt sich, trifft auf ein Gebäude oder wippt den Ausleger nach hinten"| CraneCollapse["Evakuierung bei bevorstehendem Kraneinsturz: 1. Evakuieren Sie sofort einen Radius von 1,5x der Gesamthöhe des Gebäudes + des Krans. 2. Bewegen Sie sich gegen den Wind oder senkrecht zur Richtung, in die sich der Ausleger neigt. 3. Unterkommen Sie in einem Keller aus Stahlbeton oder in einer U-Bahn-Station. 4. Rufen Sie 911 / 112 / 999 an, um eine Sperrzone für mehrere Blöcke der Polizei einzurichten"]

Die Strömungsdynamik von Hochhaus-Windkanälen: Warum Wolkenkratzerstraßen den Wind verstärken¶

In einem offenen ländlichen Feld verlangsamt die Oberflächenreibung den Wind in Bodennähe, während die Windgeschwindigkeit logarithmisch mit der Höhe zunimmt (der atmosphärische Grenzschichtgradient). In einer Höhe von 200 bis 300 Metern (650 bis 1.000 Fuß) über einer Stadt weht der Wind 50 bis 80 Prozent schneller als auf Straßenniveau, da es keine Bodenreibung gibt, die ihn verlangsamt. Wenn diese schnellen oberen Winde auf die breite vertikale Fläche eines modernen gläsernen Wolkenkratzers prallen, lenken vier verschiedene aerodynamische Mechanismen die Energie der oberen Atmosphäre um und konzentrieren sie direkt auf den Bürgersteig darunter:

1. Der Downwash-Effekt und der stehende Hufeisenwirbel¶

Wenn Wind auf die flache Oberfassade eines hohen Gebäudes trifft, bildet sich bei etwa 70 bis 80 Prozent der Gebäudehöhe ein Staupunkt. Oberhalb dieses Punktes strömt Luft nach oben und über das Dach; Unterhalb dieses Punktes wird ein riesiges Volumen sich schnell bewegender Oberluft direkt an der Vorderseite des Wolkenkratzers entlang in Richtung Straße gedrückt (Abwind). Wenn dieser nach unten gerichtete Strahl auf den Bürgersteig am Fuß des Turms trifft, rollt er nach vorne und umgibt beide Seiten des Gebäudes wie ein riesiger horizontaler Tornado: ein stehender Hufeisenwirbel, der Fußgänger vom Bürgersteig fegt und auf die Straße schleudert.

2. Der Eckenbeschleunigungseffekt (Druck-Saug-Scherung)¶

Da sich der Abwind und der horizontale Wind um die scharfen 90-Grad-Frontecken eines Hochhausturms verteilen, muss der Luftstrom einen längeren gekrümmten Weg um die Ecke zurücklegen und dabei von einem hohen Überdruck an der Luvwand in einen starken Unterdruck (Sog) an den Seitenwänden übergehen. Durch das Bernoulli-Prinzip und die Grenzschichtverengung beschleunigt sich die Windgeschwindigkeit innerhalb von 3 bis 15 Metern (10 bis 50 Fuß) der windzugewandten Gebäudeecken auf das 1,5- bis 2,2-fache der umgebenden Straßenwindgeschwindigkeit. Ein Fußgänger, der ruhig an der geschützten Leewand eines Gebäudes entlang geht und über die Ecke in diese Scherschicht tritt, erfährt einen augenblicklichen, wandähnlichen Seitenaufprall.

3. Der Venturi-Kanaleffekt (Spalt- und Durchgangsbeschleunigung)¶

Wenn zwei hohe Gebäude dicht beieinander stehen oder wenn eine schmale Querstraße eine Luv-Allee mit hohem Luftdruck mit einer Lee-Allee mit niedrigem Luftdruck verbindet, wird die gesamte Luftmasse durch die enge Kehle zwischen den Bauwerken gedrückt. Obwohl die klassische Venturi-Gleichung mit geschlossenen Rohren nur teilweise zutrifft, weil das städtische Dach oben offen ist, beweisen Windkanaltests (wie die Windkomfortkriterien für Fußgänger von Lawson und Davenport), dass schmale Lücken zwischen Gebäuden, die in einem Winkel von 30 bis 45 Grad zum vorherrschenden Sturmwind positioniert sind, als Druckdüsen wirken und Böen auf über 130 Kilometer pro Stunde (80 Meilen pro Stunde) beschleunigen.

4. Wirbelschleppen und Wirbelablösung (Von Karman Street)¶

Hinter einem hohen Turm bildet der abgetrennte Luftstrom abwechselnd wirbelnde Niederdruckwirbel, die sich in einem rhythmischen Muster von der linken und rechten Kante des Gebäudes ablösen (Wirbelablösung). Dadurch schwankt die Spitze eines 60-stöckigen Wolkenkratzers seitlich um 30 bis 90 Zentimeter (1 bis 3 Fuß) senkrecht zum Wind und erzeugt unvorhersehbare, umkehrende Wirbelstürme über Plätze und Kreuzungsblöcke in Windrichtung.

Vergleich der Sturmgefahren von Hochhäusern und der Überlebensdistanzen¶

Warum gläserne Vorhangfassaden in Hochhäusern zerbrechen und wie man einen Fassadenschaden überlebt¶

Bei großen städtischen Stürmen (wie dem Hurrikan Alicia in Houston, dem Taifun Mangkhut in Hongkong oder schweren Derechos in Chicago, Toronto und Dallas) sind Tausende von Hochhausfenstern aus Wolkenkratzern gesprengt, selbst wenn die Windgeschwindigkeit unter der theoretischen Tragwerksgrenze des Gebäudes blieb. Das Verständnis der drei Mechanismen des Versagens von Vorhangfassaden rettet Leben sowohl auf der Straße als auch in Räumen im Obergeschoss:

1. Aerodynamischer Sog am „Corner Strip“ (Glas wird HERAUSgezogen, nicht hineingedrückt)¶

Die meisten Menschen gehen davon aus, dass der Wind die Fenster von Wolkenkratzern zerbricht, indem er sie auf der windzugewandten Seite des Gebäudes nach innen drückt. Tatsächlich zeigen strukturelle Windkanaltests, dass die heftigsten Glasausfälle in der Nähe der Ecken der Seitenwände und Leewände auftreten, wo die Grenzschichtablösung einen starken Unterdruck (aerodynamischer Sog) erzeugt. Dieser Sog zieht die Glasscheibe nach außen auf die Straße, während der positive Luftdruck des internen HVAC-Systems des Gebäudes von hinten drückt.

2. Die Dach-Kies-Raketenkaskade¶

Wenn orkanartige Böen über die Flachdächer älterer mittelgroßer Gebäude in Windrichtung eines gläsernen Wolkenkratzers fegen, heben sie Kiesschotter, lose HVAC-Zugangsplatten und Dachpflastersteine in den Luftstrom. Beim Auftreffen auf eine Glasfassade im Obergeschoss mit 130 Kilometern pro Stunde (80 Meilen pro Stunde) übersteigt ein einzelnes 10-Gramm-Stück Dachkies die Oberflächendruckspannung von vorgespanntem oder gehärtetem Glas und zerbricht die äußere Scheibe. Sobald ein Fenster zerbricht und Inneneinrichtungsgegenstände in den Strudel gelangen, schlagen fliegende Bürostühle, Jalousien und Glassplitter in einer Kettenreaktion gegen den Wind gerichtete Türme ein.

3. Spontaner Nickelsulfid- (\(\text{NiS}\)) und thermischer Spannungsbruch in Spandrel-Glas¶

Selbst bei mäßigen Böen oder schnellen Temperaturschwankungen vor einer Kaltfront können undurchsichtige Brüstungsglasplatten (die dunklen Glasplatten, die Betonbodenplatten und die Isolierung zwischen den Stockwerken verbergen) spontan zerbrechen. Mikroskopische Einschlüsse von Nickelsulfid (\(\text{NiS}\)), die während der Herstellung im Floatglas eingeschlossen sind, durchlaufen über 5 bis 15 Jahre langsam einen Kristallphasenwechsel von der Hochtemperatur-Alpha-Phase zur Niedertemperatur-Beta-Phase und vergrößern ihr Volumen um 2 bis 4 Prozent. Wenn Windvibrationen eine Platte biegen, die einen expandierenden \(\text{NiS}\)-Stein enthält, der sich in der zentralen Zugzone des gehärteten Glases befindet, zerbricht die gesamte Platte augenblicklich in Tausende ineinandergreifender Würfel, die auf den Bürgersteig herabregnen.

Schritt-für-Schritt-Überlebensprotokoll, wenn Sie sich in einem Raum im Obergeschoss befinden, wenn das Glas versagt:¶

1. Erkennen Sie die Warnzeichen eines drohenden Glasausfalls: Moderne Isolierverglasungen (Doppel- oder Dreifachglas) verbiegen sich sichtbar bei Windböen. Wenn Sie die Spiegelung benachbarter Gebäude sehen, die sich in Ihrem Fenster wie ein Vergnügungsparkspiegel verzieht, lautes metallisches Knallen aus den Aluminiumpfosten hören oder einen Spinnennetzriss in der Außen- oder Innenscheibe sehen, verlassen Sie den Raum innerhalb von 5 Sekunden.
2. Schließen und verriegeln Sie die Innentür auf dem Weg nach draußen: Wenn das äußere Fenster einbläst (auf der Luvseite) oder herausgesaugt wird (auf der Seite/Lee-Ecke), gleicht sich der Druck in diesem Raum sofort dem äußeren Sturmdruck an.
3. Wenn sich der Raum auf der Windseite befindet und Sie die Innentür des Flurs offen lassen, strömt ein Luftstoß mit einer Geschwindigkeit von 140 Kilometern pro Stunde (87 Meilen pro Stunde) durch den Raum, schlägt in die inneren Trennwände aus Trockenbau, bläst die Deckenplatten des Flurs heraus und kann die Fenster auf der gegenüberliegenden Seite des Gebäudes sprengen.
4. Versuchen Sie niemals, eine Innentür zuzudrücken, wenn ein Luvfenster bereits gesprengt ist: Der Winddruck auf eine standardmäßige Türoberfläche von 0,9 x 2,1 Meter (3 x 7 Fuß) kann 3.000 Newton (675 Pfund Kraft) überschreiten und die Tür mit ausreichender Geschwindigkeit zuschlagen, um Hände zu zerquetschen, Finger abzutrennen oder einen Schädel zu brechen.
5. Schutz im Stahlbetonkern: Fast jeder moderne Wolkenkratzer ist um einen zentralen Stahlbeton-Scherwandkern herum gebaut, der die Aufzüge, Feuertreppen, mechanischen Steigleitungen und gewerbliche Toiletten beherbergt. Gehen Sie in einen Innenflur oder eine Toilette innerhalb dieses Betonkerns, setzen Sie sich an eine Innenwand, entfernt von Glastrennwänden, und warten Sie, bis der Windstoß vorüber ist.

Turmdrehkrane in schweren Stürmen: normale Wetterfahne vs. drohender Zusammenbruch¶

Der Anblick eines gewaltigen Turmdrehkrans, der sich während eines Hurrikans, eines Derechos oder eines Wintersturms über einem Viertel in der Innenstadt dreht, löst weit verbreitete öffentliche Beunruhigung und Tausende von Notrufen aus. Wenn Sie den Unterschied zwischen sicherer Wetterfahne und drohendem Strukturversagen kennen, wissen Sie, ob Sie an Ort und Stelle bleiben oder sofort evakuieren sollten.

1. Warum sich ein Hammerhead-Turmdrehkran (horizontaler Ausleger) im Wind drehen MUSS¶

Ein Standard-Hammerkopf-Turmdrehkran besteht aus einem vertikalen Gittermast aus Stahl, der am Gebäude verankert ist, einem drehbaren Drehtisch (Drehkranz) an der Spitze, einem langen horizontalen Arbeitsausleger (Ausleger, oft 50 bis 80 Meter lang) und einem kürzeren hinteren Gegenausleger, der schwere Gegengewichte aus Beton trägt. - Windgrenzen während des Betriebs vs. außerhalb des Betriebs: Während ein Kran mit einem Bediener in der Kabine aktiv Lasten hebt, beträgt seine maximale sichere Windgeschwindigkeit (Grenzwerte während des Betriebs) typischerweise 50 bis 72 Kilometer pro Stunde (31 bis 45 Meilen pro Stunde). Wenn der Wind diesen Grenzwert überschreitet, stoppt der Hubvorgang. - Funktionsweise von Wetterfahnen: Da der lange vordere Ausleger eine viel größere Windoberfläche hat, die weiter vom Drehmast entfernt ist als der kurze hintere Gegenausleger, drückt der Wind stärker auf den langen Ausleger. Vor dem Abstieg vor einem Sturm hebt der Kranführer die Hakenflasche ganz nach oben, fährt die Laufkatze nahe an den Mast heran und löst die mechanischen Schwenkbremsen (versetzt den Kran in den Freischwenk-/Wetterfahnenmodus). - Warum dadurch ein Einsturz verhindert wird: Wenn der Drehteller entriegelt ist, schwenkt der Wind automatisch den langen Vorwärtsausleger gegen den Wind, sodass der Kran seinen schmalen Gegenausleger in den Wind richtet wie eine Wetterfahne eines Hahns auf einem Scheunendach. Durch die Ausrichtung in Windrichtung wird das aerodynamische Kippmoment am Mast um 60 bis 75 Prozent reduziert, sodass ein ordnungsgemäß verankerter Turmdrehkran Böen von bis zu 150 bis 200 Kilometern pro Stunde (93 bis 125 Meilen pro Stunde) überstehen kann.

2. Die Gefahr des Wippausleger-Turmdrehkrans (Warum eng beieinander liegende Stadtkrane anders sind)¶

In extrem dicht besiedelten Städten (wie New York City, London, Toronto oder Sydney), in denen benachbarte Wolkenkratzer nur 20 Meter (65 Fuß) voneinander entfernt sind, kann ein horizontaler Hammerhaikran nicht einen vollständigen 360-Grad-Kreis drehen, ohne das Gebäude nebenan zu treffen. Auf diesen beengten Baustellen nutzen Bauunternehmer Turmdrehkrane mit wippbarem Ausleger, deren Ausleger wie bei einem Mobilkran steil in den Himmel ragt. - Die Wetterfahnenfalle mit minimalem Radius: Damit ein Wippauslegerkran auf einem engen Stadtgrundstück Wetterfahnen bedienen kann, ohne angrenzende Gebäude zu treffen, müssen Bediener den Ausleger in einen steilen Winkel anheben (wippen), bevor sie den Drehtisch entriegeln. - Die Backward-Boom-Flip-Katastrophe (wie in Manhattan während des Hurrikans Sandy zu sehen): Wenn ein Wippauslegerkran in einem zu steilen Winkel (nahe der Vertikalen) geparkt wird und während der Krandrehung eine starke nach oben gerichtete Windböe auf die Unterseite des angehobenen Auslegers trifft, kann der Wind den gesamten Stahlausleger nach hinten über die Oberseite der Kabine schieben, wodurch die Hängekabel reißen und der tonnenschwere Stahlausleger kopfüber über die Straße darunter geklappt wird.

3. Drei visuelle Warnsignale, die bedeuten, dass Sie den Kranbereich sofort evakuieren müssen:¶

Evakuieren Sie einen Bodenradius, der dem 1,5-fachen der kombinierten Höhe des Gebäudes plus Kran entspricht, wenn Sie eines der folgenden Dinge beobachten: 1. Der Kranausleger ist bei starkem Sturm breitseitig (senkrecht) blockiert und verdreht sich sichtbar: Wenn sich die Schwenkbremse nicht lösen ließ oder die Stromversorgung verloren ging, bevor die Mannschaft die hydraulische Bremse manuell öffnen konnte, verdrehen Breitseitenböen den Gittermast, bis die hochfesten Mastbolzen reißen. 2. Der vertikale Mast hat sich von einer „Anbindungsmanschette“ des Gebäudes gelöst: Hohe Kräne, die an Wolkenkratzern entlang klettern, werden alle 30 bis 50 Meter (100 bis 165 Fuß) durch horizontale Stahlstreben, sogenannte Anbindungsmanschetten, an den Betonbodenplatten befestigt. Wenn sich eine Manschette von der Betonplatte löst, knickt der freistehende Mast ein. 3. Ein wippender Ausleger hat sich nach hinten über die Kabine gebogen oder schlägt gegen die Gebäudefassade.

Regionale Notrufnummern und Behördenprotokolle¶

Wenden Sie sich bei schweren Windunfällen in Hochhäusern, Glasstürzen oder Ausfällen von Baukranen sofort an die örtlichen Rettungsdienste und die kommunalen Gebäudesicherheitsabteilungen:

• Vereinigte Staaten: Rufen Sie sofort 911 an, um herabfallendes Hochhausglas, schwingende Fensterputzanlagen oder beschädigte Turmdrehkrane zu melden, damit Polizei und Feuerwehr die Straßennetze schließen können. Städtische Departments of Buildings (DOB) (wie die NYC DOB Forensic Engineering Unit oder das Chicago Department of Buildings) setzen verbindliche Gesetze zur Fassadeninspektion (wie NYC Local Law 11 / FISP) und Anordnungen zur Sicherung von Kränen bei starkem Wind durch. Die Sicherheit von Arbeitskranen wird durch OSHA (29 CFR 1926 Subpart CC) geregelt.
• Kanada: Rufen Sie 911 an, um eine sofortige Straßensperrung und Brand-/Rettungsmaßnahmen zu veranlassen. Städtische Baubehörden (wie Toronto Building oder Vancouver Development, Buildings and Licensing) und regionale Arbeitsaufsichtsbehörden (WorkSafeBC, Ontario Ministry of Labour, CNESST in Quebec) setzen CSA Z248 (Code für Turmdrehkrane) und Sicherheitszonen für Hochhausfassaden durch.
• Vereinigtes Königreich: Rufen Sie 999 oder 112 an, um Straßenabsperrungen durch Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienst zu erhalten. Die Health and Safety Executive (HSE) und die Construction Plant-hire Association (CPA) Tower Crane Interest Group setzen die Protokolle BS 7121 und EN 14439 zur Windgeschwindigkeitsabschaltung und freischwenkenden Wetterfahnen durch. Überwachen Sie die gelben und roten Windwarnungen von Met Office.
• Europäische Union: Rufen Sie 112 in allen EU-Mitgliedstaaten an. Die Windbelastung von Hochhäusern und die Wetterfahne bei außer Betrieb befindlichen Kränen unterliegen Eurocode 1 (EN 1991-1-4: Windeinwirkungen) und EN 14439 (Krane - Sicherheit - Turmdrehkrane).
• Australien, Neuseeland und Asien-Pazifik: Rufen Sie 000 in Australien (oder 132 500 für die Sturmreaktion des State Emergency Service [SES]) und 111 in Neuseeland an; Turmdrehkrane folgen AS 2550.4 / AS 1418.4. Rufen Sie in Hongkong 999 an und befolgen Sie die Warnsignale des Hong Kong Observatory (HKO) für tropische Wirbelstürme (T8, T9, T10) und die Sicherheitshinweise des Gebäudeministeriums für Vorhangfassaden. in Japan rufen Sie 119 an; Rufen Sie in Singapur 995 an.

Häufig gestellte Fragen¶

Warum weht der Wind auf Straßenniveau zwischen zwei Hochhäusern oft deutlich stärker als die offizielle Windgeschwindigkeit des Wetterdienstes?¶

Offizielle meteorologische Windgeschwindigkeiten werden an offenen Flughafenwetterstationen an einem 10 Meter (33 Fuß) hohen Mast ohne umgebende Hindernisse gemessen. In einem Wolkenkratzerviertel in der Innenstadt fängt ein 250 Meter (820 Fuß) hoher Glasturm Winde aus der oberen Atmosphäre ab, die 50 bis 80 Prozent schneller wehen als Winde an der Flughafenoberfläche, und leitet die schnelle Luft direkt an der Fassade entlang auf die Straße (Abwind). Wenn dieser absteigende Strahl um scharfe Gebäudeecken herumfliegt und sich durch schmale Lücken zwischen benachbarten Türmen zwängt, überschreiten lokale Böen auf Straßenhöhe häufig das 1,5- bis 2,2-fache der offiziellen Flughafenwindgeschwindigkeit.

Sollte ich während eines Hurrikans oder Sturms ein Fenster auf der windabgewandten Seite meiner Hochhauswohnung öffnen, um „den Luftdruck auszugleichen“?¶

Öffnen Sie während eines starken Sturms niemals ein Fenster, um den Druck auszugleichen. Dieser veraltete Mythos wurde durch windtechnische Untersuchungen von FEMA, NIST und dem National Wind Institute der Texas Tech University gründlich widerlegt. Gebäude sind nicht luftdicht und das Öffnen eines Leefensters verringert weder den Winddruck noch schützt es die Gebäudehülle. Wenn stattdessen ein Luvfenster zerbricht oder sich eine Flurtür öffnet, erzeugt ein offenes Leefenster einen ungehinderten Windkanal direkt durch Ihre Wohnung, der Innenwände und Möbel freilegt.

Verhindert das Anbringen von Klebeband oder Klebeband in einem „X“-Muster über Hochhausfenstern, dass diese zersplittern?¶

Das Abkleben von Fenstern trägt nicht dazu bei, die strukturelle Festigkeit des Glases gegen Winddruck oder umherfliegende Trümmer zu erhöhen. Schlimmer noch: Durch das Anbringen von Klebeband auf geglühtem oder wärmegehärtetem Fensterglas werden kleine Bruchstücke zu größeren, schwereren, gezackten Clustern zusammengefügt, die viel tödlichere Schnittwunden verursachen, wenn die Scheibe nach innen geblasen wird. Anstatt Glas abzukleben, ziehen Sie schwere Rollos herunter oder schließen Sie Jalousien, um kleine Glaskörnchen aufzufangen, entfernen Sie sich vom Fenster und schließen Sie die stabile Innentür zu diesem Raum.

Wenn die Kabine eines Turmdrehkrans während eines Sturms leer ist, warum dreht sich dann der Ausleger von selbst?¶

Ein sich drehender Ausleger eines Turmdrehkrans funktioniert während eines Sturms genau so, wie die Ingenieure ihn entworfen haben, um zu überleben. Bevor der Kran evakuiert wird, wenn die Windgeschwindigkeit 50 bis 72 Stundenkilometer (31 bis 45 Meilen pro Stunde) übersteigt, entriegelt der Bediener die Drehkranzbremse (wodurch der Kran in den Freischwenk- oder Wetterfahnenmodus versetzt wird). Genau wie eine Wetterfahne auf einem Dach drückt der Wind den langen Vorwärtsausleger in Windrichtung, sodass der Kran den wechselnden Böen immer seinen kleinsten Querschnitt bietet und verhindert, dass der vertikale Mast bricht.

Welche Erste Hilfe sollte ich leisten, wenn ein Fußgänger auf einer windigen Straße von herabfallendem Glas eines Hochhauses erfasst wird?¶

Laufen Sie zunächst nicht in die aktive Glasfallzone unter der zerbrochenen Fassade, es sei denn, Sie können das Opfer innerhalb von Sekunden in eine eingelassene Betontür oder unter eine solide Strukturplatte ziehen, da kaskadierende Glasscheiben nach dem ersten Durchbruch noch Minuten lang herunterfallen. Sobald Sie sich unter fester Abdeckung befinden, kontrollieren Sie lebensbedrohliche arterielle oder venöse Blutungen sofort, indem Sie festen, direkten Druck mit einem sauberen Tuch oder Traumaverband ausüben oder eine handelsübliche Ankerwinde-Aderpresse 5 bis 7 Zentimeter (2 bis 3 Zoll) über einer spritzenden Gliedmaßenwunde anlegen. Ziehen Sie niemals eine große Glasscherbe heraus, die tief im Hals, in der Brust, im Bauch oder in der Augenhöhle steckt, da das Glas ein großes Blutgefäß verstopfen könnte. Stabilisieren Sie stattdessen die Scherbe mit einer voluminösen Polsterung und warten Sie auf Sanitäter. Wenn Sie einen praktischen Blutungskontroll- und Erste-Hilfe-Kurs des Roten Kreuzes, des St. John Ambulance oder eines örtlichen Anbieters absolvieren, sind Sie auf ein schweres Trauma in der Stadt vorbereitet.

Verwandte Leitfäden¶

• Derecho, geradliniger Wind und Mikroburst-Überleben
• Umkippen des Krans, herabfallende Last und Kontakt mit der Oberleitung
• Glastisch zersplittert, Terrassenschiebetür begehbar und Arterienriss
• Starke Blutungskontrolle und Anlegen eines Tourniquets

Quellen und offizielle Anleitung¶

• Federal Emergency Management Agency (FEMA) und National Institute of Standards and Technology (NIST): Mitigation Assessment Team (MAT) berichtet über die Leistung von Hochhausverglasungen, Dachballastraketen und städtische Windbelastung bei schweren Stürmen.
• American Society of Civil Engineers (ASCE 7): Mindestbemessungslasten und zugehörige Kriterien für Gebäude und andere Strukturen: Hauptwindkraft-Widerstandssysteme (MWFRS) und Komponenten und Verkleidungen (C&C) Ecksaugdrücke.
• Occupational Safety and Health Administration (OSHA 29 CFR 1926.1400) und Construction Plant-hire Association (CPA, UK): Sicherheit von Turmdrehkranen bei starkem Wind, Windgrenzen während des Betriebs bzw. außerhalb des Betriebs und Verfahren zum Freischwenken von Wetterfahnen.
• Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) und Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (Western University): Windkomfort- und Sicherheitskriterien für Fußgänger (Lawson- und Davenport-Skalen), Abwindwirbel und spontaner Bruch von Nickelsulfid (\(\text{NiS}\)) in gehärtetem Glas.
• Amerikanisches Rotes Kreuz und American College of Surgeons (Stop the Bleed): Richtlinien zur prähospitalen Blutungskontrolle und zur Stabilisierung aufgespießter Objekte.