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Prof. Dr. Conrad Völker referiert zum Thema »Optische Schlierenverfahren« und erläutert vor Ministerpräsident Bodo Ramelow und Universitätspräsident Prof. Dr. Winfried Speitkamp die Anwendungsfelder seiner Forschungsarbeit. (Foto: Thomas Müller)
Ministerpräsident Bodo Ramelow beim Besuch der Professur Bauphysik an der Bauhaus-Universität Weimar im Rahmen seiner Thementour. Prof. Dr. Conrad Völker erläutert indes die Funktionsweise des Schlierenspiegels. (Foto: Thomas Müller)
Ministerpräsident Ramelow zum Abschluss des Besuchs mit Prof. Dr. Winfried Speitkamp, Weimars Oberbürgermeister Peter Kleine und Prof. Dr. Conrad Völker (im Vordergrund v.l.). Er bedankt sich beim Team der Professur Bauphysik sowie allen Beteiligten und Universitätsangehörigen. (Foto: Thomas Müller)
Erstellt: 08. Juli 2021

Thüringens Ministerpräsident Ramelow besucht Bauhaus-Universität Weimar und informiert sich zum Forschungsthema »Optische Schlierenverfahren«

Im Rahmen seiner Thementour »Gesellschaftlicher Zusammenhalt« hat Thüringens Ministerpräsident Bodo Ramelow am Mittwoch, 7. Juli, die Bauhaus-Universität Weimar besucht. Der Tag stand unter dem Motto »Infektionsschutz durch Technologie«. Passend zum Thema präsentierte die Professur Bauphysik die optischen Schlierenverfahren, mit denen seit Beginn der Covid-19-Pandemie untersucht wird, wie sich Atemluft im Raum ausbreitet und wie wirksam verschiedene Typen von Masken sind.

»Der Besuch von Ministerpräsident Ramelow ist eine große Anerkennung für die Forscherinnen und Forscher der Professur Bauphysik, die mit ihrer Arbeit einen wichtigen gesellschaftlichen Beitrag geleistet haben, um detailliert zu verstehen und anschaulich zu visualisieren, wie sich potenziell infektiöse Atemluft im Raum ausbreitet«, betonte der Präsident der Bauhaus-Universität Weimar, Prof. Dr. Winfried Speitkamp. 

Während des einstündigen Termins nutzte Ministerpräsident Ramelow die Gelegenheit, sich ausführlich über die Forschungsergebnisse der Professur Bauphysik zu informieren und sich mit der Fragestellung, wie durch technologische Anwendungen der Infektionsschutz gewährleistet werden kann, auseinanderzusetzen. Nachdem der Ministerpräsident von Universitätspräsident Speitkamp, dem Prodekan Forschung der Fakultät Bauingenieurwesen, Prof. Dr. Horst-Michael Ludwig, und Weimars Oberbürgermeister Peter Kleine begrüßt worden ist, präsentierte Prof. Dr. Conrad Völker, Professor für Bauphysik, die Forschungen seines Teams. 

Mithilfe der beiden optischen Schlierenverfahren, das sind der weltweit einzigartige Schlierenspiegel sowie das Background Oriented Schlieren-Verfahren (BOS), können die Weimarer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler selbst geringste Luftströmungen sichtbar machen, die für das bloße Auge nicht erkennbar sind. Eingesetzt werden die Schlierenverfahren an der Professur vornehmlich zur Erforschung des Raumklimas in Innenräumen. Mit Aufkommen der Corona-Pandemie entstanden jedoch völlig neue Anwendungsgebiete.

»Vor dem Hintergrund der Covid-19-Pandemie haben wir uns gefragt: Was passiert, wenn wir husten? Wie weit reicht dabei die Atemluft in den Raum? Und: Wirkt das Tragen eines Mund-Nasenschutzes? Bei unseren Untersuchungen haben wir daher auch praktische Anwendungen in den Blick genommen und potenziell infektiöse Atemluft am Beispiel von Gesichtsmasken, Beatmungsgeräten oder in Kooperation mit der Thüringen Philharmonie Gotha-Eisenach sowie der Staatskapelle Weimar beim Singen und Musizieren erforscht. Wir wollen mit unserer Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung von neuen Hygiene- und Sicherheitskonzepten leisten. Unser Plan ist, die Schlierenverfahren in Zukunft noch weiter zu verbessern, um die Genauigkeit und Aussagekraft weiter zu erhöhen. Dafür wird es auch notwendig, ein neues, größeres Klimalabor aufzubauen«, erläuterte Völker.

Im Schlierenlabor konnten die Beteiligten die Forschung bei einer Live-Vorführung praktisch nachvollziehen. Hierbei kamen Gesichtsmasken sowie der »BauhausUniVisor« zum Einsatz, ein Visier aus PETG-Folie, welches von Produktdesignern an der Bauhaus-Universität Weimar entwickelt wurde. Anschließend wurden die beiden Szenarien mit der Ausatmung ohne »Schutz« vor dem Schlierenspiegel verglichen.

Für ihre Forschungsarbeit »Optische Schlierenverfahren zur Visualisierung von Raumluftströmungen« wurden die Forscherinnen und Forscher der Professur Bauphysik an der Bauhaus-Universität Weimar im April 2021 mit dem Thüringer Forschungspreis in der Kategorie »Angewandte Forschung« ausgezeichnet.

Über die Messverfahren

Die Schlierenverfahren (Schlierenspiegel und BOS) sind optische Methoden zur Visualisierung und Messung von Raumluftströmungen. Bei diesen Verfahren werden Dichteunterschiede in der Luft visualisiert, welche im Fall der Untersuchungen auf Unterschiede in Lufttemperatur, -druck oder -feuchte zurückzuführen sind. Ähnlich wie bei einer überhitzten Straße im Sommer, über der die heiße Luft flimmert, hat die warme, feuchte Atemluft eine andere Dichte als die kühlere Raumluft. Diese Dichteunterschiede führen zu einer Ablenkung des Lichtes, was als dunkle Flecken in einem Foto oder Videobild sichtbar wird. Da die Dichteunterschiede bei Raumluftströmungen allerdings sehr gering sind, sind sie nur mit hochsensiblen Aufbauten des Schlieren- und des BOS-Systems zu erkennen. Derzeit existieren weltweit nur vier Großschlieren-Systeme, welche jeweils in unterschiedlichen Forschungsbereichen angewendet werden.