23. April 2020

Fraunhofer-Forscher zeigen die musikalische Energie der Berliner Philharmoniker

Die Berliner Philharmoniker starten in die neue Saison und zeigen sich von einer neuen Seite. Am 20.4. wurde die sogenannte Heat-Serie veröffentlicht. In der Heat-Serie wirken die Instrumente der Musikerinnen und Musiker ausnahmsweise nicht akustisch, sondern vor allem optisch. So lässt sich die Energie, die Konzertbesucher sonst nur in den Konzerten spüren, erstmals bildlich wahrnehmen.

Möglich machten dies experimentelle Untersuchungen des Dresdner Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM. Die IFAM-Wissenschaftler lichteten die Instrumente nach dem Spielen mit einer Wärmebildkamera ab. Sie brachten damit neue Aspekte zum Vorschein. Bildlich hielten sie fest, mit welcher Intensität die Musikerinnen und Musiker ihre Instrumente spielen.

Mittels Infrarotstrahlung erfasste eine Wärmebildkamera die Oberflächentemperatur der Instrumente vor, während und nach einem Konzert. Die dabei entstandenen Thermogramme zeigen eindrucksvoll und teils überraschend, welche Temperaturen an welchen Stellen der Instrumente herrschen. Diese kommen durch Berührungen, Druck oder Atemluft zustande. Beispielsweise durch Auflegen einer Violine auf die Schulter, das Bespielen einer Pauke oder das Halten des Taktstocks.  

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer IFAM Dresden fanden heraus, dass sich die Instrumente beim Spielen um bis zu 10 Grad erwärmen. Dies hängt natürlich auch vom Material ab. Blechblasinstrumente nehmen Wärme schneller auf, geben sie aber auch rascher wieder ab. Holzblasinstrumente dagegen nehmen Wärme langsamer auf, halten diese dafür aber länger. So erwärmt sich beispielsweise das Mundstück einer Trompete auf bis zu 30 °C. Das Griffbrett einer Violine wird bei einer Raumtemperatur von 20 °C bis zu 25 °C warm.

Auch für die Forscher des Fraunhofer IFAM Dresden war dieses Projekt Neuland. Normalerweise untersuchen sie in ihrem wärmetechnischen Labor thermophysikalischen Stoffwerte und Transportkoeffizienten von (Verbund-)Werkstoffen. Sie beschäftigen sich mit der Auslegung, Simulation und experimentellen Validierung prototypischer energietechnischer Komponenten und Systeme.

Kernthemen ihrer Arbeit sind die effiziente Speicherung thermischer Energie durch die Charakterisierung neuer Speichermaterialien. Sie entwickeln leistungsfähige thermische Speicher und optimieren Wärmeübertragungsvorgänge beim Heizen oder Kühlen. Außerdem befassen sie sich mit dem Thermomanagement, um optimale Betriebstemperaturen für energieeffiziente Bauteilen zu erreichen.

Durch die Zusammenarbeit mit den Berliner Philharmonikern konnten die Wissenschaftler aber zeigen, dass sie mit ihrem Know-how beliebige wärme- und strömungstechnische Fragestellungen auch ohne Bezug zu werkstofftechnischen Innovationen bearbeiten können.


Foto ©Heribert Schindler in Zusammenarbeit mit Fraunhofer IFAM Dresden: Themografische Aufnahme einer Posaune nach dem Musizieren.

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