Wie die Hitze zum Verhängnis des World Trade Center wurde

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Als am Dienstag den 11. September 2001 um 8:45 Uhr eine Boeing 767 auf die aluminiumverkleidete Fassade des World Trade Center (WTC) prallte, war das Schicksal des Nordturms besiegelt. Noch 102 Minuten stand das 417 Meter hohe Wahrzeichen New Yorks. Doch vom ersten Moment an war es todgeweiht.
Den Ausschlag gab nicht der Aufprall des Flugzeugs selbst: Die entführte Maschine war mit gefülltem Tank (ca. 90.000 Liter) in Boston gestartet und wog weit mehr als 100 Tonnen. Die Wucht reichte zwar aus, um etwa 20 Stahlträger des Außenskeletts zu zerschlagen und mindestens drei Stockwerke zu verwüsten. Der Statik des Towers jedoch hätte die Kollision allein nichts anhaben können.
Denn die Türme waren gewappnet, gewaltigen Kräften zu trotzen. Die beim Aufprall der Boeing frei werdende kinetische Energie von rund 750 Millionen Joule war nicht größer als die Last, die bei Sturm auf der WTC-Fassade lastete.
In dem 63 Meter breitem Gebäude müssen dann Stahlstreben, Holme und Röhren, möglicherweise auch eine der zentralen Fahrstuhlsäulen, den Passagierjet gestoppt haben. Zu diesem Zeitpunkt waren höchstens ein Viertel der Träger durchtrennt. Es hätte sogar die Hälfte sein können, ohne dass das Haus eingestürzt wäre.
Dann folgte die Explosion der Flugzeugtanks. Geschätzte 50 Tonnen Kerosin verwandelten sich in einen Feuerball, der durch die zersplitternden Fenster der Außenfassade loderte. Eine Druckwelle raste durch das Gebäude.
Doch auch die Energie dieser Detonation ließ den 900.000 Tonnen schweren Nordturm nur kurz erzittern. Es schien, als sollten die Architekten Recht behalten, die einst beteuert hatten, nur eine Atombombe könne das Symbol westlicher Wirtschaftskraft umhauen.
Zum endgültigen Verhängnis wurde dem Hochhaus erst die Hitze, ausgelöst durch das brennende Wrack, das etwa auf Höhe der 80. Etage steckt. Bereits bei 400 Grad Celsius verliert Baustahl an Festigkeit; bei 800 Grad wird er weich wie Knetgummi, er "plastifiziert", wie die Experten sagen. Kerosinbrände aber erzeugen Temperaturen von mehr als 1.000 Grad.

Um ein Mindestmaß an Schutz zu bieten, waren die Metallträger des World Trade Center von der Baufirma Tishman Construction mit Beton und dem Baumaterial Vermiculit ummantelt worden.
Derartige Stoffe sind erprobt an Normbrände, wie sie durch Kabelbrände oder entzündete Möbel entstehen. Gegen die vom Kerosin entfachte Höllenhitze sind solche Feuer hemmenden Materialien jedoch machtlos. Ergebnis: Die Gestänge begannen zu glühen, die Streben verformten sich.
Der Nordtower, als erster gerammt, hielt den Flammen exakt 102 Minuten stand. Sein südlicher Zwilling, 18 Minuten später etwa im 60. Stockwerk getroffen, stürzte noch schneller ein. Denn hier lastete das Gewicht von rund 50 Etagen auf den unter der Gluthitze erweichenden Stahlstreben.
Was dann passierte, erinnert an einen Dominoeffekt: Der gesamte oben liegende Gebäudeteil fiel ruckartig um wenige Meter abwärts. Dabei rumste er mir solcher Wucht auf die darunterliegende Etage, dass diese ihrerseits einfiel. So ging es weiter bis in die unteren Stockwerke.
Die Terroristen wussten offenbar genau, wo sie die Gebäude treffen mussten, um sie sicher zu zerstören, denn hätten sie höhere Stockwerke angesteuert, wäre der Aufprall der zusammenbrechenden Etagen zu schwach gewesen, um das gesamte Gebäude zum Einsturz zu bringen. Bei einem Einschlag in tieferen Etagen hätte die Feuerwehr den Brand möglicherweise löschen können.
Der Aufschlag der Trümmer der kollabierenden Gebäude erschütterte den Boden so sehr, dass starke Schwingungen entstanden und die Fundamente nahe gelegener Gebäude schädigten. Eines (Gebäude Nummer 7 des WTC) stürzte bereits ein, mehrere andere müssen nach Angaben von Experten auf Grund von Rissen im Fundament und anderen Schäden in der Bausubstanz vermutlich abgerissen werden.

Orginaltext: DER SPIEGEL No. 38/2001 vom 15.9.2001. (http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,158667,00.html)

 

 

 

Warum stürzten die Türme des World Trade Center zusammen?

 

Es gibt zwei Theorien, warum die Türme einstürzten: Der Feuerschutz* der Stahlträger des World Trade Center, bestehend aus einem drei Millimeter dünnen, aufgespritzten Spezialputz platzte durch die enorme Druckwelle der Explosion der Flugzeuge in den Sekunden des Einschlags in der näheren Umgebung der Einschlagstelle ab. Die Stahlträger waren damit der Kerosinbrandhitze schutzlos ausgeliefert!

Die Stahlpfeiler tragen ihre Last nur, wenn sie seitlichen Halt bekommen. Die Stützen im Kern der Türme bezogen ihren Halt ebenso wie die Außenpfeiler ausschließlich durch die Geschossdecken. Diese bestanden aus Stahlstäben mit wenig mehr als vier bis fünf Zoll Querschnitt und trugen eine Stahlplatte, die mit vier bis fünf Zoll Stahlbeton bedeckt waren.
Als diese Verbindungen brachen und die erste Geschossdecke abstürzte und ein oder zwei andere mitriss, hatten die eng stehenden Stahlstützen der Aluminiumfassade keinen seitlichen Halt mehr - unter der Last der Stockwerke darüber knickten sie ein.

*Die Metallträger waren von der Baufirma "Tishman Reality and Construction Company" mit dem Baumaterial Vermiculit ummantelt worden, ein Produkt, das zuvor an so genannten Normbränden erprobt worden war! Und solche Normbrände erreichen nicht vergleichbare Temperaturen eines Kerosinbrandes.
Übrigens: Ursprünglich hatte man für den Feuerschutz eine Mischung vorgesehen, die rund 20 Prozent Asbest enthalten sollte. Diese Isolierschicht sollte verhindern, dass Temperaturen der Stahlteile im Fall eines Feuers auf über 1100 Grad Fahrenheit steigt - einer Temperatur, bei der Stahl 50 Prozent seiner Stärke verliert. Aber Ende der sechziger Jahre entbrannte in den USA eine Diskussion darüber, ob Asbest Krebs erregt. Der Nordturm war bereits bis zum 40. Stockwerk errichtet, als man dann für die nächsten Etagen und für den zweiten Turm, dem Südturm, den vorher benannten Baustoff verwendete.

Nach einer anderen Theorie heizte sich der leichte Stahl der Querträger als erstes auf. In den 20 bis 30 Minuten nach dem Einschlag begannen die Geschossdecken sich zwischen den Innen- und Außenstützen durchzubiegen.
Ohne den Halt der Querverbindungen und durch die Hitze weich geworden, biegten sich die Außenstützen unter ihrem Gewicht der Geschosse oberhalb der Einschlagstelle nach außen oder knickten wie Streichhölzer ein. In dem Augenblick, in dem die Außenpfeiler, selbst durch das Feuer geschwächt, keine Stütze mehr durch die Querstreben hatten, war der Turm verloren: Die gesamte Gebäudespitze krachte auf das Stockwerk, der vertikale Schlag setzte sich, wie bei einer Dominoreihe, nach unten fort.

Die oberen Stockwerke schlugen mit einer Geschwindigkeit von beinahe 200 Stundenkilometern auf dem Boden auf - annähernde Fallgeschwindigkeit. 15 Sekunden dauerte es, bis das gesamte Gebäude unten war.

Video "World Trade Center - Anatomy of the Collapse (2002) (4/4)" (14,28 Minuten)

 

Die seismischen Aufzeichnungen des Lamont-Doherty Earth Observatory:

1.: Summary of seismic observations of the two impacts and the three collapses;
2.: Seismograms recorded by LCSN Station PAL (Palisades, NY).

Video: ZDF-History: Das Geheimnis des dritten Turms (47 min)

Firehouse Magazine presents the extraordinary stories of the FDNY firefighters at Ground Zero

 


 

9/11 im Labor

Die Gluthitze brennenden Kerosins und entflammter Büroeinrichtung brachte die Türme des World Trade Centers am 11. September 2001 zum Einsturz. Experten ließen eine Etage jetzt nachbauen und in Flammen aufgehen, um Hochhäuser künftig vor Katastrophen zu schützen.

Bis ins kleinste Detail ähnelt der Nachbau dem tragischen Vorbild: Drei Büros der 96. Etage des World Trade Center, so wie sie das Finanzunternehmen Marsh & McLennan eingerichtet hatte, haben US-Materialforscher rekonstruiert - um sie dann in Flammen aufgehen zu lassen.
Im Labor des National Institute of Standards and Technology wollen sie herausfinden, welche Wirkung genau das verbrennende Kerosin für die Stahlkonstruktion hatte und wie man künftig den Kollaps von Hochhäusern durch extreme Brandhitze verhindern könnte.
Erste Schlüsse haben die Baufahnder bereits gezogen: Schon winzige Risse an der Feuerisolierung der Stahlträger lassen enorme Mengen von Hitze in das Metall eindringen. Deshalb glauben die Forscher, auch ein normales Großfeuer hätte das Gebäude möglicherweise zum Einsturz bringen können.

 

Orginal: "9/11 im Labor" © DER SPIEGEL 3/2004

 

 

 

   

 

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