Wolkenkratzer: Wer will schon 2.900 Stufen steigen?

Wer ganz oben wohnt, kann weit schauen. Aber wie kommt man auf Wohntürme, die Hunderte Meter hoch sind? Und wie hinaus, wenn's brennt? Forscher arbeiten an originellen Fahrstuhlkonzepten – und die Feuerwehr experimentiert mit Jetpacks .

22. Juli 2016 um 12:00 Uhr / Ein Bericht von Werner Pluta

Burj Khalifa in Dubai: längster Aufzugschacht der Welt Bild: Marwan Naamani/AFP/Getty Images

Treppensteigen ist mühsam. Die meisten wünschen sich spätestens ab dem dritten Stock einen Fahrstuhl. Moderne Wolkenkratzer sind viel höher: Das höchste Gebäude der Welt hat 160 Stockwerke, was etwa 2.900 Stufen entspricht. Zu Fuß zu gehen ist da kaum eine Option. Wer möchte noch mal x Stockwerke nach oben laufen, wenn er etwas vergessen hat?

Mehrere hundert Meter hohe Türme brauchen deshalb ein ausgeklügeltes System von Aufzügen, die die Insassen möglichst effizient an ihr Ziel im Gebäude bringen. Der herkömmliche Fahrstuhl mit einer Kabine, die an einem Seilzug hängt, kann da nur noch schwer mithalten. Für Türme wie Burj Khalifa, den Jeddah Tower oder den Sky Mile Tower müssen neue Lift-Konzepte her. Die sollen Menschen nicht nur hoch-, sondern in einem Notfall auch schnell wieder hinunterbringen.

Es gibt verschiedene Ansätze, die das ermöglichen sollen. Dutzende Aufzüge, die nach einem ausgefeilten System nur bestimmte Etagen ansteuern. Lifts mit mehreren Kabinen, die zusammenhängen oder sogar unabhängig voneinander fahren. Oder Fahrstühle, die sich auf elektromagnetischen Schienen bewegen und auch durch waagerechte Schächte kommen. Und die Feuerwehr muss sich Neues einfallen lassen, um im Brandfall schnell zum Einsatzort zu kommen – zum Beispiel eine fliegende Einsatzmannschaft.

Gebäude nah am Himmel ...

Der Burj Khalifa in Dubai ist derzeit das höchste Gebäude der Welt. Der 2010 fertiggestellte Turm hat 160 Stockwerke und ist 828 Meter hoch. Er überholte 2007 noch im Bau den bisherigen Rekordhalter Taipei 101 . Der Turm in der taiwanischen Hauptstadt Taipei ist 508 Meter hoch und inzwischen schon mehrfach überholt worden.

Und er wird in der Liste der höchsten Gebäude noch weiter nach hinten rutschen, denn weitere der Megahochhäuser sind im Bau: Nachbar China will allein dieses Jahr noch fünf höhere Gebäude fertigstellen, Südkorea eines. China baut an drei weiteren Türmen, die in den kommenden Jahren fertig werden sollen. Aber sie alle kommen nicht an das Megaprojekt auf der arabischen Halbinsel heran: In der Hafenstadt Dschidda entsteht der Jeddah Tower , das erste Gebäude, das höher als einen Kilometer in den Himmel ragen wird, wenn es 2019 oder 2020 fertig ist.

Und selbst damit ist noch nicht das Ende erreicht: Das britisch-irakische Architektenbüro AMBS möchte in der irakischen Hafenstadt Basra eine 1.152 Meter hohe, vertikale Stadt errichten, die den Namen The Bride tragen soll. In der Bucht vor der japanischen Hauptstadt Tokio will das US-Architekturbüro Kohn Pedersen Fox einen Wolkenkratzer bauen: Er soll insgesamt 1.700 Meter hoch sein und 1.600 Meter in den Himmel ragen, deshalb auch sein Name Sky Mile Tower .

... tief in der Erde und windschnittig geformt

Wer hoch hinaus will, muss erst einmal tief graben: Das Fundament des Jeddah Tower ist 60 Meter tief – die meisten Häuser würden darin verschwinden. Und es braucht starke Materialien. So hoch zu bauen, ist inzwischen möglich, weil es Beton und Stahl gibt, die auch bei solchen Höhen nicht unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen.

Was auffällt bei den neueren Türmen: Viele verjüngen sich nach oben, haben Aussparungen oder eine unregelmäßige Form – anders als etwa das alte World Trade Center in New York , das an der Spitze ebenso groß war wie an der Basis. Adrian Smith, Architekt von Burj Dubai und dem Jeddah Tower bevorzugt eine Y-Form an der Basis, die dem Gebäude die nötige Stabilität verleiht und dann nach oben schmaler wird.

Um sicherzugehen, dass der Jeddah Tower auch einem Sturm standhält, hat Smith ihn im Windkanal getestet. Dabei stellte sich heraus, dass eine Spiral-Form dem Wind am wenigsten Angriffsfläche bietet. Andere Architekten beschweren die Spitze, um das Gebäude zu stabilisieren. Eine extreme Variante hat C. Y. Lee bei Taipei 101 gewählt: Da der Turm in einem stark erdbebengefährdeten Gebiet steht, hat er weit oben einen Schwingungstilger eingebaut: eine 5,5 Meter große Stahlkugel, die 660 Tonnen wiegt.

Der Burj Khalifa beherbergt ein Hotel und 900 Wohnungen, auf 49 Etagen stehen Büros zur Verfügung. Schwindelfreie Besucher können auf mehreren Aussichtsplattformen die Aussicht genießen. Eine der wichtigsten Herausforderungen ist damit: Wie werden Bewohner, Gäste und Mitarbeiter schnell und effizient durch ein solches Gebäude transportiert?

In einer Minute auf 452 Meter

Ein Fahrstuhl muss her – und das möglichst schnell. Wer will schon lange auf den Transport nach oben oder unten warten? Ein einziger Fahrstuhl reicht da auf keinen Fall. Im Burj Khalifa etwa stehen 57 Aufzüge und acht Rolltreppen zur Verfügung. Im neu errichteten One World Trade Center (1 WTC) in New York sind es sogar 73 – davon sind 54 Personenaufzüge. Das kostet wertvollen Platz: Im 1 WTC nehmen die Fahrstühle knapp 60 Prozent der Grundfläche ein.

Um den Transport effektiv abzuwickeln, fährt nicht jeder Aufzug in jedes Stockwerk. Sie versorgen bestimmte Stockwerksbereiche und halten in den anderen gar nicht erst. Zur Aussichtsplattform des Burj Khalifa in 452 Metern Höhe fahren zwei Aufzüge, die unterwegs nicht halten – es ist mit 504 Metern der längste Aufzugschacht der Welt. Mit einer Geschwindigkeit von 36 Kilometern pro Stunde sausen die Fahrstühle nach oben. Die Fahrt bis in die 124. Etage dauert nicht einmal eine Minute.

Stahlseile sind zu schwer

Um mehr Besucher transportieren zu können, hat dieser Aufzug zwei Kabinen. Das Skyway-System des US-Herstellers Otis Elevator Company besteht aus einem Rahmen, in dem die Kabinen aufgehängt werden. Diese doppelstöckigen Kabinen ermöglichen eine größere Transportkapazität als eine herkömmliche einstöckige.

Allerdings hat das System auch Nachteile: Eine Doppelkabine ist schwerer, ihr Eigengewicht ist höher. Hinzu kommen mehr Insassen. Entsprechend muss auch das Seil für andere Belastungen ausgelegt sein. Um Gewicht zu sparen, verwendet Otis keine Stahlseile, sondern mit Polyurethan beschichtete Bänder.

Ein anderes Konzept hat der deutsche Hersteller Thyssen Krupp Elevator entwickelt.

Mehrere Kabinen in einem Aufzugsschacht

Twin besteht ebenfalls aus zwei Kabinen in einem Schacht. Die hängen aber nicht zusammen, jede hat ihren eigenen Antrieb. Das bedeutet, sie können unabhängig voneinander fahren. Die Passagiere in der oberen Kabine etwa können durchfahren und müssen nicht warten, wenn in der unteren Kabine jemand auf dem Weg nach oben aussteigen möchte. Oder die untere kann abwärts fahren, während die andere nach oben fährt. Für die Passagiere bedeutet das, dass sich die Wartezeit verkürzt.

Zwar können in zwei Kabinen mehr Passagiere mitfahren als in einer. Aber das Problem mit dem Gewicht und der aufzuwendenden Energie bleibt. Es wird drängender mit zunehmender Höhe. Ein weiteres kommt hinzu: Auch wenn die Architekten ihre Bauwerke im Windkanal testen – ein mehrere Hundert Meter hoher Turm wird sich immer im Wind bewegen. Das muss er sogar, sonst würde er einstürzen.

Die Schwingungen können sich aber auf die frei hängenden Seile übertragen, die dann ihrerseits anfangen zu schwingen. Das Seil kann sich in den Einrichtungen im Aufzugschacht verfangen und beschädigt werden. Oder es kann gegen die Einrichtungen, gegen Türen oder Kabinen schlagen und diesen Schaden zufügen.

Der Fahrstuhl der Zukunft ist seillos

Der Fahrstuhl der Zukunft soll deshalb keine Seile mehr haben, sondern an Schienen fahren. Multi heißt das System, das Thyssen Krupp Elevator entwickelt. Die Kabinen werden einen eigenen Antrieb haben, einen Linearantrieb wie der Transrapid oder der Hyperloop. Bei einem solchen Antrieb wird im Fahrweg ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das die Strecke entlangwandert und die Liftkabine mit sich zieht.

Vorteil von Multi: Da jede Kabine ihren eigenen Antrieb hat, können beliebig viele in einem Schacht verkehren. Ein Gebäude komme mit weniger Fahrstuhlschächten aus, und trotzdem stehe genug Transportkapazität zur Verfügung, sagt Karl-Otto Schöllkopf von Thyssen Krupp Elevator im Gespräch mit Golem.de. Davon sollen Besucher wie Betreiber profitieren: Erstere müssen nicht mehr lange auf den Aufzug warten – Schöllkopf geht von 15 bis 30 Sekunden Wartezeit aus. Letztere haben mehr nutzbare Fläche im Gebäude zur Verfügung.

Ein Lift, der waagerecht fährt

Damit die Passagiere, die nach oben gefahren sind, auch wieder ins Erdgeschoss zurückkommen, gibt es einen weiteren Schacht, in dem die Kabinen wieder abwärtsfahren. Die beiden Schächte sind miteinander verbunden – ganz oben, ganz unten und sinnvollerweise auch zwischendrin. An diesen Weichen können die Schienen um 90 Grad gedreht werden, so dass die Kabine in den anderen Schacht abbiegen kann. Das Prinzip ähnelt dem Paternoster, nur dass Multi schneller und sicherer ist.

Die im Bau befindlichen Türme müssen jedoch noch mit konventionellen Fahrstühlen auskommen: Derzeit gibt es nur einen Prototyp im Maßstab 1:3. Das erste Multi-System in Originalgröße soll Ende des Jahres in Betrieb genommen werden, im Aufzugtestturm , den Thyssen Krupp in Rottweil in Baden-Württemberg baut und der in Kürze fertig sein soll. Ende des Jahrzehnts, so schätzt Schöllkopf, werde es auf den Markt kommen. Der Sky Mile Tower wird – sollte er je gebaut werden – über einen solchen Aufzug verfügen.

500, 800 oder 1.000 Meter über dem Erdboden: So weit reicht keine Leiter. Was macht also die Feuerwehr?

Wie kommt die Feuerwehr zum Brand?

Für die Riesentürme müssen sich auch Brandbekämpfer neue Konzepte einfallen lassen. Das hat nicht zuletzt der Angriff auf das World Trade Center am 11. September 2001 gezeigt – und die Twin Towers waren nicht einmal halb so hoch wie Burj Khalifa. Der ist zwar der höchste, aber bei weitem nicht der einzige Wolkenkratzer des Emirats Dubai. Dort gibt es allein über 30 Gebäude, die höher sind als 200 Meter, weitere sind im Bau.

Anfang vergangenen Jahres brannte es in einem Wolkenkratzer im Stadtteil Dubai Marina, der ausgerechnet The Torch , die Fackel, heißt. Es gab einige Leichtverletzte. Am 20. Juli brannte es im 285 Meter hohen Sulafa Tower, der ebenfalls in Dubai Marina steht.

Der Feuerwehrmann hebt ab

Um an Brände in große Höhe zu kommen oder notfalls sogar Menschen aus einem brennenden Wolkenkratzer zu retten, hat sich die Feuerwehr in Dubai etwas Besonderes einfallen lassen: Sie hat bei einem neuseeländischen Unternehmen 20 Jetpacks geordert .

Ein Jetpack ist ein Fluggerät für eine Person. Es besteht aus zwei senkrecht angeordneten Mantelpropellern, die von einem 200 PS starken Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor angetrieben werden. Der Pilot kann damit bis zu 1.000 Meter hoch aufsteigen.

Besondere Fahrstühle für die Evakuierung

Die Dubaier Feuerwehr will die Jetpacks mit Wärmebildkameras ausstatten. Ein Feuerwehrmann soll mit einem solchen Jetpack bis zu den oberen Etagen eines Wolkenkratzers aufsteigen können, um nach Brandherden oder Personen zu suchen. Sogar Rettungsaktionen sollen damit möglich sein: Die Feuerwehr des Emirats will testen, ob die Jetpacks auch ferngesteuert fliegen. Sie könnten zu Menschen dirigiert werden, die sich beispielsweise auf das Dach des Gebäudes geflüchtet haben, und sie von dort ausfliegen.

So lassen sich vielleicht Einzelpersonen retten. Das reicht aber nicht, um ein ganzes Gebäude zu räumen. Über Treppen ist das schwierig: Auch abwärts sind Hunderte oder gar Tausende Stufen eine Belastung. In Wolkenkratzern wird eine Räumung im Brandfall künftig auch über Fahrstühle erfolgen. Diese müssten dafür besonders ausgelegt sein, sagt Thyssen-Krupp-Mitarbeiter Schöllkopf.

Der Lift kommt zum Sammelpunkt

Eine große Gefahr ist der Rauch. Die Kabinen brauchen deshalb ein Lüftungssystem. Die Schächte müssen mit Druckluft versorgt werden, damit der Rauch draußen bleibt. Zudem müssen feuerbeständige Materialien verwendet werden. In den USA werde in dieser Hinsicht bereits einiges unternommen, sagt Schöllkopf. Europa werde sicher nachziehen.

Um eine Räumung geordnet durchzuführen, sollen in hohen Gebäuden Sammelstellen eingerichtet werden, etwa im Abstand von 10 bis 20 Stockwerken. Dort sollen sich die Bewohner aus den darüber liegenden Stockwerken sammeln. So brauchen die Fahrstühle nur diese Sammelpunkte anzufahren, um die Leute nach unten zu bringen.

Der Transport der Bewohner ist aber nicht die einzige Herausforderung.

Es geht ums Prestige

Wer in einem solchen Turm wohnt oder arbeitet, möchte sich mal einen Kaffee oder Tee aufsetzen, auf die Toilette gehen und sich nach Beendigung des Geschäfts die Hände waschen. Sechs Wasserversorgungssysteme mit einer Leistung zwischen 11 und 200 Kilowatt und sieben Druckerhöhungsanlagen pumpen jeden Tag 946.000 Liter Wasser in den Burj Khalifa und sorgen dafür, dass der Wasserdruck stimmt.

Hinzu kommen Klimaanlagen, Herde, Kühlschränke, Licht, Kommunikations- und Überwachungssysteme und die Fahrstühle – all das muss betrieben werden. In Spitzenzeiten benötigt der Turm 36 Megawatt Strom. Das entspricht knapp 20 Millionen Kilowattstunden pro Jahr. Beim 1 WTC sind es knapp 13 Millionen Kilowattstunden.

Kritiker halten solche Monstertürme deshalb schlicht für überflüssig. Es seien Energiefresser, sagen sie, die ohne Rücksicht auf die Bau- und Betriebskosten errichtet werden und nur einem einzigen Zweck dienten: dem Prestige des Erbauers. Andererseits: Der Blick von oben ist auch nicht zu verachten.