Natural Threat – Tornadoes
Authors: Gebbeken Norbert , Krauthammer Theodor 
Published: April 2016

Counting only the month of May 2015 about 20 tornadoes developed in Germany. At least three of them reached tornado category F3 destroying villages, e.g. [15]. About 50 people were injured and the insurance companies recorded about 100 Mio. Euros insured loss. Press media headlined: Tornadoes in Germany – the underestimated threat? The forecasting of extreme weather conditions in Germany due to climate change is still very uncertain. The design codes in Germany do not consider tornado actions. Thus, they are still considered catastrophic events. But owners ask experts whether their home can actually be protected. In the USA tornado actions are defined in codes for critical infrastructure. Because of the frequency and intensity of tornadoes, people in the USA have experiences with such events. This article introduces the phenomena of extreme winds, defines actions generated by extreme winds, explains building vulnerabilities, and gives some guidelines on how to protect buildings. Because of lack of research in Germany concerning protection of structures against tornado actions, we benefit from the expertise in the USA. This article is aimed at sensitize for the tornado threat from an engineering point of view, showing related problems, and hopefully initiate research in the future.

Naturgefahr Tornados

Allein im Mai 2015 ereigneten sich fast 20 Tornados in Deutschland, von denen zumindest drei die Tornado‐Kategorie F3 erreichten und ganze Ortschaften verwüsteten, z.B. [15]. Etwa 50 Menschen wurden verletzt, der Sachschaden ging in die 100 Mio. Euro. Die Medien titelten: Tornados in Deutschland – eine unterschätzte Gefahr? Tatsächlich sind die Vorhersagen der Experten vor dem Hintergrund der Klimaänderung derzeit noch sehr unklar. Hauseigentümer fragen Architekten und Bauingenieure, ob man sich vor Tornados schützen kann. Die die Einwirkungen regelnden Normen (DIN 1055, EC 1 (DIN EN 1991‐1‐1)) in Deutschland behandeln den Lastfall Tornado bisher nicht. Insofern sind die Einwirkungen aus Tornado als Katastrophenlastfall einzustufen. In den USA sind Tornado‐Einwirkungen für kritische Infrastrukturen geregelt. Sie behandeln die Winddrücke und die Einwirkungen aus herum fliegenden Objekten. Als Folge von Tornados fällt häufig der Strom aus mit all den spezifischen weiteren Folgen. Der Beitrag führt in die Problematik des Naturphänomens “Tornado” ein, beschreibt anhand der amerikanischen Vorschriften die zu erwartenden Einwirkungen und behandelt Schwachstellen‐Analysen sowie bauliche Lösungen für unterschiedliche Tornado‐Kategorien. Eine Risiko‐Betrachtung dient als Grundlage zur Erweiterung der Normen um den Lastfall “Tornado”. Gerade technische Anlagen und bauliche Anlagen der kritischen Infrastruktur bedürfen einer Risiko‐Bewertung zu Sicherung der Resilienz. Da es in Deutschland bisher keine Forschungen zum baulichen Schutz vor Tornado‐Einwirkungen gibt, ist es zweckmäßig, sich in Ländern Rat zu holen, in denen Tornados ständig auftreten. Dieser Beitrag soll vom Ingenieurstandpunkt aus sensibilisieren, Probleme aufzeigen und zu Forschungen anregen.