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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Simulation für mehr Sicherheit in U-Bahn-Stationen |
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| | | Techniker des Wiener Forschungszentrums Arsenal berechnen mit virtuellen Modellen die Geschwindigkeit des Windes, den ein einfahrender Zug in einer U-Bahnstation auslöst. Dies soll die Sicherheit im Stationsbereich erhöhen. |
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Wind am Bahnsteig kann gefährlich werden |
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Jeder, der regelmäßig mit der U-Bahn fährt, kennt das Problem: Man steht am Bahnsteig und fast gleichzeitig mit der Ankunft des Zuges bläst der Wind. Dieser so genannte Schwall kann manchmal so stark sein, dass er für Menschen gefährlich wird.
Darum wurde in Österreich ein Grenzwert festgelegt: Der Wind am Bahnsteig darf 36 Kilometer pro Stunde nicht überschreiten. Bisher wurde der Schwall erst nach Fertigstellung von U-Bahnstationen gemessen.
Oft mussten dann teure Umbauarbeiten in Auftrag gegeben werden. Jetzt ist es Technikern im Wiener Arsenal erstmals gelungen, die exakte Strömungsrichtung und die Geschwindigkeit des Windes schon vor dem Bau einer U-Bahnstation zu berechnen - und zwar mit virtuellen Modellen und Strömungs-Simulationen.
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Wiener Techniker berechnen Windströmung |
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Das Projekt wurde im Auftrag der Wiener Linien für die derzeit im Bau befindliche U-Bahnstation Taborstraße durchgeführt.
Für die Berechnung der Windgeschwindigkeit am Bahnsteig hatten die Techniker lediglich ein Modell der U-Bahnstation zur Verfügung. Dieses wurde am Computer virtualisiert und anschließend in mehr als eine Million kleiner Zellen zerlegt.
Für jedes dieser Teilchen haben die Forscher dann eine mathematische Gleichung gelöst. Das Ergebnis gibt Geschwindigkeit und Richtung der Strömung, aber auch den Druck im U-Bahnbereich an.
"Werden all diese Einzelergebnisse zusammengesetzt, dann bekommt man einen sehr guten Eindruck, wie die Strömungen, also die Windgeschwindigkeiten wirklich ablaufen", so Projektleiter Martin Mann vom Wiener Arsenal.
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Arsenal Research
Das Unternehmen setzt seine Forschungsschwerpunkte in den Bereichen Verkehrstechnologien, Verkehrswege, Monitoring, Energie- und Antriebstechnik und Erneuerbare Energie. Eines der Großprojekte von Arsenal Research - der neue Klima-Wind-Kanal - wurde im Vorjahr eröffnet. Die 65 Millionen teure Anlage ist weltweit einzigartig. |
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 Arsenal Research |
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Große Kosteneinsparung |
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Der große Vorteil solcher Computersimulationen ist, dass Effekte wie zum Beispiel der Wind in U-Bahnstationen schon untersucht werden können, bevor die Planung abgeschlossen ist.
Dadurch werden enorme Kosten eingespart. "Früher wurde eine Station fertig gebaut. Erst dann konnte festgestellt werden, wo es Probleme mit der Strömung gibt.
Oft mussten nachträglich teure Baumaßnahmen durchgeführt werden, um den Schwall zu dezimieren. Jetzt kann man bereits am Computer die Details korrigieren", ist Mann überzeugt, dass diese Methode Zukunft hat.
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Station Taborstraße: Wind liegt im Normbereich |
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Am Beispiel Taborstraße konnten die Techniker nachweisen, dass die Geschwindigkeitsspitzen im Bahnsteigbereich und auch in den Stiegenhäusern der Station unter dem Limit liegen.
Die einzige Abhilfe gegen zu hohen Druck und Windgeschwindigkeiten wären zusätzliche Öffnungen und Schächte gewesen.
Darauf kann beim Bau verzichtet werden, haben die Techniker vom Arsenal errechnet. Einzig einige Wände im U-Bahnbereich werden modifiziert, um das Warten auf den Zug für Fahrgäste so komfortabel wie möglich zu machen.
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Simulation in Echtzeit |
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In Echtzeit simulieren die Techniker, wie die Züge am Bahnsteig einfahren. Dabei werden unterschiedliche Varianten durchgespielt, wie etwa wenn zwei Züge gleichzeitig einfahren. Anhand der Ergebnisse können dann mit fast hundertprozentiger Sicherheit etwaige Probleme mit dem Wind erkannt werden.
Der Wunsch der engagierten Techniker ist es, dass künftig für alle neuen U-Bahnstationen solche Simulationen durchgeführt werden. Auch für die Fahrgäste würde das ein zusätzliches Maß an Sicherheit und Komfort bedeuten.
Bibiane Presenhuber, Modern Times
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Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in der Sendung "Modern Times" am Freitag, 20. 02. 2004, um 22.35 Uhr in ORF 2. |
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Modern Times |
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Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at
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01.01.2010 |
