Interessante Tatsache: Wie hoch kann ein Gebäude gebaut werden? Theoretisch 20.000 Meter, aber in der Realität ist es schwierig, 1.000 Meter zu überschreiten

Im Jahr 2021 befinden sich 11 der 20 höchsten Wolkenkratzer der Welt in China. Obwohl wir stolz sind, hat uns eine Frage zum Nachdenken gebracht: Wie hoch kann ein Gebäude gebaut werden?

Der derzeit höchste Wolkenkratzer Chinas ist der Shanghai Tower mit 118 Stockwerken und einer Gesamthöhe von 632 Metern. Das höchste Gebäude der Welt ist derzeit der Burj Khalifa in Dubai, auch bekannt als Dubai Tower. Das Gebäude verfügt insgesamt über 162 Stockwerke und ist 828 Meter hoch. Vom Boden aus sehen diese Wolkenkratzer zwar äußerst spektakulär aus, überschreiten den Daten zufolge aber dennoch nicht die Ein-Kilometer-Marke. Warum ist das so? Liegt es daran, dass die menschliche Technologie noch nicht in der Lage ist, höhere Gebäude zu bauen?

Alles hat seine Grenzen, und die Höhe eines Gebäudes bildet da keine Ausnahme.

Wer ist der beste Architekt der Welt? Natürlich ist es die Erde selbst, und die Berge sind die Wolkenkratzer, die dieser Architekt gebaut hat. Welcher ist der höchste Berg der Erde? Jeder weiß, dass es sich um den höchsten Gipfel des Himalaya handelt, den Mount Everest, und dass seine Höhe 8.848 Meter beträgt. Das ist zwar deutlich höher als die von Menschenhand errichteten Wolkenkratzer, überschreitet aber immer noch nicht die 10.000-Meter-Marke. Dass es auf der Erde keine Berge gibt, die höher als 10.000 Meter sind, ist kein Zufall, sondern hat zwangsläufige Gründe. Wie hoch ein Berg auf einem Planeten werden kann, hängt eng mit einem Faktor zusammen: der Schwerkraft.

Aufgrund der Schwerkraft gilt: Je höher der Berg, desto größer seine Masse und damit auch der Druck, dem der gesamte Fuß des Berges standhalten muss. Sobald der Druck zu groß wird und die Basis ihm nicht mehr standhalten kann, stürzt der Berg ein.

Daraus lässt sich ersehen, dass die theoretische Höhe des Berges umso größer ist, je geringer die Schwerkraft auf einem Planeten ist. Dies können wir schon erkennen, wenn wir unseren Nachbarn Mars betrachten. Die Schwerkraft des Mars beträgt etwa ein Drittel der Schwerkraft der Erde, daher gibt es auf dem Mars viele Berge, die über 10.000 Meter hoch sind. Einer der bekannteren ist der über 21.000 Meter hohe Vulkan Olympus.

Wie hoch sind die Berge auf der Erde theoretisch?

Wissenschaftler haben nachgerechnet und sind auf einen Wert von 20.560 Metern gekommen. Allerdings handelt es sich hierbei lediglich um theoretische Daten, da die Höhe des Berges nicht nur von der Schwerkraft beeinflusst wird, sondern auch eng mit der umgebenden Umwelt zusammenhängt. Auf einem Planeten wie der Erde mit einer dichten Atmosphäre wirken sich beispielsweise Wind, Regen, äußere Erosion und die innere Bewegung der Erde selbst negativ auf die Höhe des Berges aus. Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren ist es sehr schwierig, die 10.000 Meter-Marke zu überschreiten. Natürlich entstandene Berge erreichen selten eine Höhe von über 10.000 Metern. Andererseits ist es mit der heutigen menschlichen Technologie sehr schwierig, ein Gebäude zu bauen, das über 1.000 Meter hoch ist.

Ein Schlüsselfaktor, der verhindert, dass von Menschenhand geschaffene Gebäude die Ein-Kilometer-Marke überschreiten, ist die strukturelle Festigkeit.

Ähnlich wie bei einem Berg gilt: Je höher ein Gebäude ist, desto größer ist der Druck, der an der Basis ausgehalten werden muss, und desto höher sind die Anforderungen an die strukturelle Festigkeit. Allerdings ist es angesichts des derzeitigen Stands der menschlichen Technologie schwierig, die Entstehung kilometerhoher Gebäude zu unterstützen. Darüber hinaus haben alle, egal ob es sich um einen von der Natur geschaffenen Berg oder ein von Menschenhand errichtetes Gebäude handelt, ein gemeinsames Merkmal: Sie sind unten breit und oben schmal. Dies dient auch dazu, den Druck zu verteilen. Wenn Ober- und Unterseite gleich breit wären, wäre die Unterseite aufgrund des zu hohen Drucks eingedrückt. Das bedeutet: Je höher das Gebäude, desto größer die Basis.

Mit anderen Worten: Wenn Sie ein 10.000 Meter hohes Gebäude bauen möchten, reicht es nicht aus, einfach 10.000 Meter hohe Gebäude aufeinanderzustapeln. Stattdessen braucht es Tausende von tausend Meter hohen Gebäuden. Es nimmt nicht nur sehr viel Fläche ein, sondern die Kosten sind auch untragbar.

Darüber hinaus gilt: Je höher das Gebäude ist, desto instabiler ist es. Um zu verhindern, dass das Gebäude durch zu große Erschütterungen einstürzt, muss auch die Masse des Winddämpfers auf der Oberseite entsprechend erhöht werden. Theoretisch sollte die Masse eines Winddämpfers mindestens ein Prozent der Gebäudemasse betragen, um wirksam zu sein. Am Beispiel des Shanghai Towers beträgt die Masse des Winddämpfers auf seiner Spitze 1.000 Tonnen. Wird das Gebäude weiter erhöht und die Masse weiter vergrößert, muss auch die Masse des Winddämpfers erhöht werden, was ebenfalls ein technisches Problem darstellt. Theoretisch können Gebäude auf der Erde eine Höhe von über 20.000 Metern erreichen, in der Realität ist es für den Menschen jedoch schwierig, ein kilometerhohes Gebäude zu bauen. Selbst die Natur, der Architekt, ist angesichts eines 10.000 Meter hohen Gebäudes machtlos.