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Montag, 17. Dezember 2018
Ausgabe 6328 | Nr. 351 | 18. Jahrgang
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Raumklima: Spiegel macht Luftströmungen sichtbar

# 16.02.2018

Bauhaus-Universität Weimar erhält neue Messtechnik zur bauphysikalischen Forschung. Land Thüringen investiert 400.000 Euro in europaweit einzigartiges Großschlieren-System. Verbesserte Bedingungen in Wohnräumen und Arbeitplätzen als Untersuchungsziel

Bauphysiker forschen für besseres Raumklima

Foto 1: Im so genannten Schlierenverfahren werden kleinste Luftströmungen sichtbar, hier demonstriert mit zwei Feuerzeugen. Foto: Amayu Wakoya Gena / Professur Bauphysik Foto 1: Im so genannten Schlierenverfahren werden kleinste Luftströmungen sichtbar, hier demonstriert mit zwei Feuerzeugen. Foto: Amayu Wakoya Gena / Professur Bauphysik

Welchen Einfluss hat das Raumklima auf den Menschen? Wie könnte ein optimiertes Heiz- und Belüftungssystem der Zukunft aussehen? Diese Fragen sind ein Bestandteil der Forschung von Wissenschaftlern der Fachdisziplin Bauphysik.

Um darauf stichhaltige Antworten zu erhalten, werden unter anderem die Strömungen der Raumluft untersucht. Konkret geht es um die Messung und Visualisierung der grundsätzlich unsichtbaren Luftbewegungen.

Der Freistaat Thüringen investierte nun rund 400.000 Euro für einen überdimensionalen Spiegel (Foto 2), der genau diese Funktion der detaillierten Darstellbarkeit und Messbarkeit von Raumluftströmungen erfüllt.

Überdimensionaler Spiegel ergänzt Messtechnik in Weimarer Strömungslabor

Das europaweit einzigartige Gerät steht seit kurzem im Klima- und Strömungslabor der Professur Bauphysik der Bauhaus-Universität Weimar. Professor Conrad Völker leitet hier ein internationales Forschungsteam dessen Ziel es ist, energieeffizientere und behaglichere Wohn- und Arbeitsräume zu entwickeln.

Professor Conrad Völker leitet hier ein internationales Forschungsteam dessen Ziel es ist, energieeffizientere und behaglichere Wohn- und Arbeitsräume zu entwickeln. Völker freut sich, dass mithilfe der neuen Messtechnik präzise Rückschlüsse auf vorhandene Luftströmungen im Raum und folglich auf das Wohlbefinden eines Menschen gezogen werden können.

Untersuchung der Luftbewegung durch kleinste Temperaturunterschiede

Foto 2: Ein konkaver, extrem fein geschliffener Spiegel ist das Herzstück des neuen Messgerätes zur Untersuchung des Raumklimas. Foto: Thomas Möller / Professur Bauphysik Foto 2: Ein konkaver, extrem fein geschliffener Spiegel ist das Herzstück des neuen Messgerätes zur Untersuchung des Raumklimas. Foto: Thomas Möller / Professur Bauphysik

Herzstück des Messgerätes ist ein konkaver und extrem fein geschliffener Spiegel mit rund einem Meter Durchmesser. Hinzu kommen eine LED-Lichtquelle, eine Schlierenkante sowie eine Kamera mit hoher Auflösung und einem Objektiv mit hoher Schärfeleistung.

Das Prinzip der Visualisierung von Luftströmungen sei laut Völker vergleichbar mit einer überhitzten Straße im Sommer, wenn die Luft über dem Asphalt flimmert und Schlieren bildet.

"Der Unterschied besteht allerdings darin, dass man die Schlieren, auf die es uns in der Erforschung des Raumklimas ankommt, mit bloßem Auge nicht sehen kann", so Völker (vgl. Foto 1). Dies liege an den geringen Temperaturunterschieden, welche die ohne technische Hilfsmittel unsichtbaren Schwingungen der Raumluft verursachen.

Wirkung des Raumklimas auf Menschen durch Simulation an Modell-Puppe

Kern der Untersuchungen der Weimarer Bauphysik-Forscher ist die Simulation unterschiedlichster Klimaverhältnisse in einem abgeschlossenen, mit Sensorik ausgestattetem Raum, der so genannten Klimakammer.

Mithilfe eines Modells, dem thermischen Manikin "Feelix" (von engl. "feel", d.h. fühlen), einer Puppe mit unter der Hautoberfläche verlaufenden Heizdrähten, simulieren die Forscher eine dem Menschen ähnliche Hauttemperatur und prüfen, wie sich diese bei wechselnder Raumklimatisierung verändert.

Schlierensystem als weltweites Alleinstellungsmerkmal

Das Schlierenverfahren kommt hierbei ergänzend zum Particle-Streak-Tracking-Verfahren (PST) sowie thermografischen Untersuchen mittels Wärmebildkamera zum Einsatz.

Mit der Inbetriebnahme des Schlierensystems werde das Klima- und Strömungslabor der Professur Bauphysik um ein Alleinstellungsmerkmal bereichert, zeigt sich Kristina Schönherr, Leiterin des Dezernates Forschung, stolz über die Errungenschaft. Weltweit existierten derzeit nur vier Großschlieren-Systeme, welche jeweils in unterschiedlichen Forschungsbereichen eingesetzt werden.

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