Wie windschnittig ist ein Weihnachtsbaum?

Vom Wind gebeutelt: Aerodynamik-Test eines Weihnachtsbaums im Windkanal der FH Aachen. (Foto: FH Aachen / Arnd Gottschalk)

Sie bilden nun wieder die romantische Kulisse auf öffentlichen Plätzen und den zahlreichen Weihnachtsmarkten Deutschland. Doch stehen diese Weihnachtsbäume im Außenbereich auch sicher? Wie stark müssen sie verankert werden, um Windböen standzuhalten? Ein Weihnachtsbaum im Windkanal hat dazu nun Daten geliefert. Den Ergebnissen zufolge besitzen die Bäume aerodynamische Werte ähnlich wie LKWs – windschnittig sind sie demnach nicht gerade. Bisher ist man von einem wesentlich niedrigeren Wert ausgegangen – entsprechend geringer hat man die nötige Verankerung bemessen, betonen die Wissenschaftler.

Es war ein kurioses Testobjekt, das die Forscher um Frank Janser von der FH Aachen in den Windkanal des Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik manövrierten. Normalerweise werden hier aerodynamische Merkmale von Objekten aus den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Automobil- und Motorradtechnik erfasst. Diesmal handelte es sich hingegen um eine 1,20 Meter hohe Nordmanntanne, die hier ihren Luftwiderstand preisgeben sollte. Den Forschern zufolge eignete sich auch ein solch kleines Bäumchen, da sich die Ergebnisse auf große Exemplare hochrechnen lassen. Für den Test waren besondere Vorkehrungen nötig, berichten die Forscher: Damit die Tannennadeln bei den Luftgeschwindigkeiten von mehr als 80 Kilometern pro Stunde nicht überall in dem Windkanal herumfliegen, haben sie diese vorher mit mehreren Dosen Sprühlack fixiert.

Bessere Verankerung scheint nötig

"Wir haben gemessen, welcher Staudruck sich bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten aufbaut", sagt Janser. Daraus kann der sogenannte Widerstandsbeiwert (oder cw-Wert) ermittelt werden, ein dimensionsloser aerodynamischer Beiwert, erklärt der Experte für Strömungsmechanik und Industrieaerodynamik. Die Messung im Windkanal ergab einen Widerstandsbeiwert von etwa 0,8 – zum Vergleich: Bei einem modernen Auto liegt dieser Wert bei 0,3 bis 0,35, ein Lkw besitzt hingegen ebenfalls etwa einen Wert von 0,8. Letztlich kommen die Forscher zu dem Fazit: Bisher ist man von einem wesentlich niedrigeren Widerstandsbeiwert ausgegangen und hat deshalb oft auch die Verankerung zu schwach bemessen.

Die Berechnungen anhand der Werte aus den Windkanal-Tests ergaben im Fall eines zehn Meter hohen Weihnachtsbaums: Er sollte mit mindestens zehn bis zwölf Tonnen Gewicht verankert werden, sagen die Forscher. An der Initiation der Untersuchung war auch der Veranstalter "Märkte und Aktionskreis City e.V." beteiligt, der den Weihnachtsmarkt rund um den Dom und das Rathaus von Aachen organisiert. Die Ergebnisse des Versuchs sind nun in die Vorbereitungen für den Weihnachtsmarkt 2017 einflossen, der am 24. November beginnt. Offenbar schmücken Aachen nun besonders sturmfeste Weihnachtbäume.

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