Pflege und Erhalt von anthropogen geschädigten und bereits restaurierten Natursteinobjekten vor dem besonderen Hintergrund ihrer Einbindung in umgebende Feuchte- und Salztransportprozesse am Beispiel des Steinernen Albums in Großjena
Projektdurchführung
Fachhochschule Potsdam Studiengang Konservierung/Restaurierung Studienrichtung SteinKiepenheuerallee 5
14469 Potsdam
Zielsetzung
In der Erhaltung von Baudenkmalen sehen sich die Verantwortlichen und Ausführenden immer wieder Objekten gegenüber, an denen etablierte Restaurierungs- und Konservierungsstrategien nicht funktionieren. Insbesondere Natursteinobjekte, die in das anstehende Gestein gehauen wurden oder fest mit dem Mauerwerk verbunden sind, gehören zu diesen Sorgenkindern. Trotz regelmäßig durchgeführter Pflegeprozesse, die auf einer erfolgten Restaurierung aufbauen, können die Verwitterungsprozess oftmals nicht aufgehalten bzw. hinreichend verlangsamt werden. Grund hierfür ist häufig die direkte Anbindung dieser Objekte an die Feuchtetransportprozesse im Gestein (bzw. Mauerwerk), die nicht effektiv unterbunden werden können. Mit der Feuchte (auch Luftfeuchte) verbinden sich zumeist auch der Transport von löslichen Bestandteilen bzw. Umkristallisationsvorgänge, die mit dem Risiko einer Schädigung der gestalteten Oberflächen einhergehen. Weiterhin sind derartige Objekte auch in besonderem Maß von biogenem Bewuchs betroffen, der neben dem Schadenspotential vor allem auch negativen Einfluss auf die Erkennbarkeit der Oberflächen nimmt. Mit diesen komplexen Problemen ist auch das Steinerne Album konfrontiert. Obwohl sofort im Anschluss der umfassenden Restaurierungskampagne Ende der 1990er Jahre ein Monitoring- und Pflegekonzept erstellt wurde, das auch in recht regelmäßigen Intervallen umgesetzt wird, ist ein Fortschreiten der Verwitterung deutlich zu beobachten. Eine Anpassung der ursprünglich vorgesehenen Pflegemaßnahmen scheint erforderlich. Dieser wurde sich im Rahmen des vorliegenden Projekts für das anthropogen geschädigte barocke Steinerne Album in Großjena, das aus 12 z.T. überlebensgroßen Steinreliefs besteht, gewidmet. Der biogene Bewuchs, der seit ungefähr 12-15 Jahren einige Reliefs in besonderem Maße besiedelt, hat nachweislich eine erhebliche Gefügelockerung zur Folge. Aber auch die Erkennbarkeit der reliefierten Oberflächen, insbesondere aus der Ferne, ist erheblich beeinträchtigt. Über die Kombination aus Reinigung und dem Auftrag verschiedener Schlämmen sind im Projekt die Möglichkeiten der Vergrämung der Flechtenbesiedlung, auch mit Hinblick auf die damit einhergehende ästhetische Beeinträchtigung der frei exponierten Reliefs, untersucht und bewertet worden. Weiterhin sind die Einflussfaktoren der fortschreitenden Verwitterung konkret ermittelt und ihre tatsächliche Wirkmächtigkeit auf den aktuellen Zustand bzw. den Erhalt der Reliefs bewertet worden. In dem Zusammenhang galt es auch, die Wirksamkeit und den perspektivischen Umgang mit der Altkonservierung, einer massiv ausgeführten Injektionsfestigung mit KSE, in ein natürliches Felsgefüge hinein, zu prüfen. Dabei wurde auch die Thematik einer möglichen Frühhydrolyse diskutiert. Basierend darauf ist ein modifiziertes Vorgehen für die strukturelle Festigung der betroffenen Reliefs erarbeitet worden. Ein wesentliches Thema im Kontext des langfristigen Erhalts der Reliefs stellt auch die Gipsbelastung im oberflächennahen Bereich dar, die stellenweise zu einer spannungsreichen Oberfläche führt, ein Phänomen, das sich durch im Rahmen der Pflegeprozesse ausgeführte Nachfestigungen im Flutverfahren noch verstärkt hat. Für diese komplexe Ausgangssituation mussten konkrete Handlungsanweisung für den zukünftigen konservatorischen Umgang mit dem Steinernen Album formuliert werden.
Auch die Präsentation der nicht direkt zugänglichen Reliefs entlang des in einiger Entfernung vorbeiführenden Radwegs sollte im Rahmen des Projekts optimiert werden, um perspektivisch eine bessere touristische Einbindung des Steinernen Albums und eine stärkere Identifikation der interessierten Besucher*innen zu erwirken. Man engagiert sich eher für den Erhalt einer Sache, wenn man sie kennt. Bei perspektivisch immer weniger verfügbaren finanziellen Mitteln für den Erhalt unserer Baudenkmale ist eine gute Öffentlichkeitsarbeit unerlässlich. Geplant und im Prototyp umgesetzt wurde daher, die im Maßstab 1:10 verkleinerten Reliefs im aktuellen Zustand abzuformen und als Kopie entlang des vorbeiführenden Radwegs zur präsentieren. So kann im übertragenen Sinne begreifbar gemacht werden, dass die Reliefs einerseits großartig sind, aber eben auch die Verwitterung schon viele künstlerische Informationen für immer ausgelöscht hat.
Arbeitsschritte
Die Arbeitsschritte des Projektes richteten sich nach den Erfordernissen bezüglich einer Optimierung des Pflegeplans. Zunächst wurden alle Reliefs durch die fokus GmbH Leipzig erneut photogrammetrisch aufgenommen, um im Abgleich mit den Aufnahmen, die die Firma 1995 bzw. 1999 gemacht hat, objektiv die Schadensdynamik zu bewerten und auch, um aktuelle Kartierungsgrundlagen zur Verfügung zu haben.
Um die Schadensdynamik besser einschätzen zu können und um eine gesicherte Vorstellung von den Feuchteströmen in den Reliefs des Steinernen Albums zu gewinnen, erwies es sich als erforderlich, im Rahmen eines Langzeitmonitorings und in Unterstützung der MPA Universität Stuttgart die Feuchtesituation im Tiefenprofil zu beobachten. Dafür kamen Impedanzmessungen zum Einsatz. Auch die Salzbelastung ist in diesem Zusammenhang langfristig beobachtet worden. Dafür wurde durch die MPA Universität Stuttgart an insgesamt zwei Reliefs ein drahtloses Monitoringsystem für Feuchte und Klima installiert und für die Fernabfrage eingerichtet. Auch das Institut für Diagnostik und Konservierung (IDK) trug als Kooperationspartner analytisch zur Bestimmung der aktuellen Salz- und Feuchtebelastung ausgewählter Reliefs bei. Im Zusammenhang mit der ursprünglich im Projekt für erforderlich gehaltenen Reduktion leicht- bis mittellöslicher Salze wurde eine Masterarbeit im Studiengang angefertigt, die sich mit dauerhaften Kompressen für die freibewitterten Reliefs befasste. In dem Zusammenhang ging es neben der Effektivität der Kompressenmaterialien vor allem auch um die Aufrechterhaltung der Ablesbarkeit der gestalteten Oberflächen. Da die Untersuchungen der aktuellen Salzbelastung der Reliefs ergab, dass es über die Zeit eine natürliche Elution des ursprünglich vorhandenen Magnesiumsulfats gegeben haben muss, wurden die Ergebnisse der Masterarbeit nicht an den Reliefs in Musterflächen umgesetzt. Es gab daraufhin eine inhaltliche Verschiebung des Forschungsvorhabens hin zum Umgang mit stark biogen besiedelten Flächen. Dafür wurden zahlreiche Musterflächen zur Vergrämung des biogenen Bewuchses angelegt. In dem Zusammenhang sind verschieden intensive Reinigungsmethoden angewendet worden und die Flächen wurden anschließend mit unterschiedlich konfektionierten Schlämmen versehen. Ziel des Schlämmauftrages war u.a., durch die Einschränkung der lebenswichtigen Faktoren, die für die Entwicklung von Flechten zur Verfügung stehen müssen, perspektivisch den Bewuchs bestmöglich einzuschränken.
Ein weiterer Arbeitsschritt in Bezug auf die Optimierung der Pflegemaßnahmen für die Reliefs zielte auf den Umgang mit den vergipsten Oberflächen ab, die auf z.T. mürben Untergründen aufliegen und daher ganz massiv den Erhalt, aber auch die Konservierbarkeit beeinflussen. In dem Zusammenhang wurde im Studiengang eine Masterarbeit angefertigt, die sich mit dem Einfluss von KSE auf vergipste Oberflächen beschäftigte bzw. inwieweit zuvor oder nach der Festigung eine Gipsreduktion mit unterschiedlichen Methoden erfolgen kann.
Ganz wesentlich für den langfristigen Erhalt der Reliefs ist die Anpassung des Vorgehens bei der notwendigen strukturellen Festigung. Mit Bezug auf die ursprünglich erfolgte massive Injektionsfestigung der Reliefs und mit Hinblick auf deren stellenweise unzureichende Festigkeit, wurde im Projekt auch dem Aspekt der Frühhydrolyse nachgegangen. Auf der Grundlage aller Erkenntnisse wurde ein angepasstes Vorgehen für neuerliche Injektionsfestigungen erarbeitet. Die Festigung über die Oberfläche im Flutverfahren oder über Kompressen ist mit Hinblick auf die Vergipsung und stellenweise geringe Saugfähigkeit der Oberfläche nicht möglich.
Es wurde weiterhin auch eine Bachelorarbeit bezüglich der Evaluation verschiedener Steinergänzungsmörteln bzw. deren Anpassung an die Erfordernisse des Mittleren Buntsandsteins des Steinernen Albums im Studiengang durchgeführt und darüber hinaus eine konkrete Anleitung für die zukünftigen Schalenhinterfüllungen erarbeitet. Dieses Desiderat bestand bis zum aktuelle Projekt noch.
Im Zusammenhang mit der messtechnischen Evaluation des aktuellen Zustands der Reliefs kamen Bohrwiderstands- und Ultraschallmessung sowie die Ermittlung der kapillaren Wasseraufnahme nach Karsten zum Einsatz.
Abschließend wurde als wesentlicher Aspekt auch die Optimierung der Objektpräsentation behandelt. In dem Zusammenhang erfolgte die Überführung der 3D-Aufnahme eines Reliefs in ein physisches 3D-Modell, gefolgt von einer Abformung und dem Guss mit verschiedenen Mörtelrezepturen. Diese verkleinerte 1:10 Kopie des Originals könnte entlang des Radwegs, der am Steinernen Album in einer Entfernung von ca. 50-60 Metern vorbeiführt, präsentiert werden. Somit würde einerseits für den fortschreitenden Verfall unseres Kulturgutes sensibilisiert, und andererseits könnte der künstlerische Wert der ansonsten unzugänglichen Reliefs direkt erfahrbar gemacht werden. Auch sehbehinderte Menschen können somit das Steinerne Album erleben.
Öffentlichkeitsarbeit
Im Rahmen der Laufzeit des vorliegenden Forschungsvorhabens sind verschiedene Artikel, u.a. auch in Kooperation mit den Studierenden des Studiengangs, entstanden. Die eigene Tätigkeit nachträglich noch in einen wissenschaftlichen Artikel zu überführen, trainiert einerseits die Fähigkeit des wissenschaftlichen Arbeitens und stärkt darüber hinaus das Selbstbewusstsein der zukünftigen Restaurator*innen. Die Wirkmächtigkeit eigenen Handelns zu realisieren, ist ein wesentliches Element in der positiven Bestärkung der Studierenden, perspektivisch auch eigenständig fundierte Entscheidungen zu treffen.
Folgende Vorträge wurden zum Thema während der Projektlaufzeit und darüber hinaus gehalten:
MEINHARDT, J., ARNOLD, T., BÖHM, K.. (2016): The rock reliefs “Steinerne Album” of Großjena, Germany – Problems of Deterioration and Approaches for a Lasting Preservation; In: Science and Art - A Future of Stone. Proceedings of the 13th International conference on the deterioration and conservation of stone (ed.: Hughes, J., Howind, T), University of West of Scotland Paisley, September 2016. Pp. 879-888. (Vortrag und Fachartikel)
Im Rahmen der öffentlichen Vortragsreihe des Rathgen-Forschungslabors „Konservierungswissenschaften im Dialog“ am 30.05.2017: J. MEINHARDT, Thema: „Das Steinerne Album in Großjena – Ein barocker Schatz der Kulturlandschaft Saale-Unstrut in Gefahr“
MEINHARDT, J., ARNOLD, T., BÖHM, K., HÜBNER, B. (2017): The Stone Reliefs of Großjena - problems of deterioration and approaches for a salt reduction in a long term. In: 4th International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures (SWBSS), September 2017, FH Potsdam (abstract)
12. Arbeitstagung des Netzwerks „Steine in der Stadt“ im 30.03.02.04.2017 in Gotha: Thema: J. MEINHARDT, Das Steinerne Album in Großjena - ein barockes Denkmal nationaler Bedeutung in Gefahr, Tagungsband. S. 9. (Vortrag und Poster)
MEINHARDT, J..SCHMEIKAL, K., HÜBNER, B. (2018): Das Steinerne Album in Großjena. Die Problematik der nachhaltigen Pflege von Objekten im anstehenden Gestein und der Umgang mit der erfolgten Altkonservierung. In: Natursteinsanier-ung Stuttgart 2018 - Neue Natursteinrestaurierungsergebnisse und messtech-nische Erfassungen, (Hrsg. Patitz, G., Grassegger, G., Wölbert, O.), S. 48-57, Fraunhofer IRB-Verlag, Stuttgart. (Vortrag und Fachartikel)
MEINHARDT, J. & SCHMEIKAL, K. (2020): Investigations of aversive conditioning of biogenous growth on exposed sandstone objects. In: Siegesmund, S. & Middendorf, B. (eds): Monument Future: Decay and Conservation of Stone. Proceedings of the 14th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Vol. I und II, Mitteldeutscher Verlag, 747-752. (Publikation (kein Vortrag, da die Tagung coronabedingt ausgefallen ist.)
Das Abschlusskolloquium zum vorliegenden umfassenden DBU-Vorhaben wurde aufgrund der speziellen Coronasituation im Hybridmodus (in der FH Potsdam und via ZOOM), verteilt auf mehrere Abende geplant. Das Abschlusskolloquium wurde in die regelmäßig im Wintersemester stattfindenden Gastvorträge des Studiengangs Konservierung und Restaurierung der FH Potsdam integriert. Dabei wurde eine thematische Aufteilung in verschiedene Schwerpunkte des DBU-Vorhabens angestrebt.
26.10.2021: Überwachung von Bauwerksfeuchte mit Impedanzmessung und anderen Verfahren - Dr. Frank Lehmann (MPA Universität Stuttgart)
16.11.2021: Mikroorganismen an Stein und Architekturoberfläche - Prof. Dr. Karin Petersen (HAWK Hildesheim)
Die abschließende Präsentation der konkreten konservatorisch-restauratorischen Ergebnisse des Projekts durch die Autorin des Abschlussberichts musste coronabedingt zweimal verschoben werden und ist nun als Präsenzveranstaltung an der FH Potsdam am Freitag, 10.06.2022 geplant.
Projektbegleitend sind im Studiengang Konservierung und Restaurierung der FH Potsdam, in der Fachrichtung Stein, verschiedene Qualifikationsarbeiten erfolgreich erstellt worden:
Masterarbeiten:
Benjamin Hübner (SoSe 2017): „Die langfristige Pflege und Erhaltung stark belasteter Objekte im anstehenden Gestein – Entwicklung eines mineralischen Kompressenputzes zum Schutz anthropogen geschädigter Oberflächen im anstehenden Gestein am Beispiel des Steinernen Albums in Großjena“
Janosch Klein (WiSe 2021/22): „Untersuchungen zur Festigung vergipster Sandsteinoberflächen mit Kieselsäureester am Beispiel des Steinernen Albums in Großjena“
flankierend zum DBU-Vorhaben: Joann Zilm (Abgabe Ende SoSe 2022): „Untersuchungen zur Auswirkung von Reinigungsmaßnahmen auf die biogene Wiederbesiedlung von Sandsteinen sowie zur Wirksamkeit und Anwendbarkeit von Phytochemikalien als ökologische Biozide“
Bachelorarbeit
Joann Zilm (SoSe 2018): „Entwicklung eines Steinergänzungsmörtels für freibewitterten Buntsandstein im Zusammenhang mit dem langfristigen Erhalt des Steinernen Albums in Großjena“
Auch im Rahmen der FIDA-Fachtagung am 29.09.2022 werden die Ergebnisse in einem Fachvortrag vorgestellt.
Fazit
Im Rahmen des Fördervorhabens konnten einerseits die Faktoren, die auf den Erhalt der verschiedenen Reliefs des Steinernen Albums Einfluss nehmen, bestimmt und bezüglich ihrer tatsächlichen Wirksamkeit charakterisiert werden. Das Wissen um den Zustand der Reliefs konnte bezogen auf die Salz- und Feuchtebelastung, auf die klimatischen Einflüsse und den biogenen Bewuchs im Rahmen des Projekts noch einmal wesentlich erweitert werden. Bezüglich der Anpassung der Pflegemaßnahmen sind Notwendigkeiten erkannt und Vorgehensweisen erarbeitet worden. Im Wesentlichen sollte zukünftig an den jeweils betroffenen Reliefs eine Reduktion der Gipsbelastung in Kombination mit der Wiederholung einer Injektionsfestigung vorgenommen werden. Hierbei sind im Vergleich zu der ursprünglichen Maßnahme geringere Injektionstiefen anzustreben, um eine theoretisch mögliche Frühhydrolyse sicherer zu vermeiden. Auch die Reduktion des z.T. massiven Flechtenbewuchses wird empfohlen. Ob der im Projekt in Musterflächen erprobte Schlämmauftrag zur zusätzlichen Vergrämung der Flechtenpopulation darauf folgt, oder ob eventuell eher mit transparenten Phytochemikalien als ökologische Biozide gearbeitet wird, wie es in der projektbegleitenden, allerdings zeitversetzten, Masterarbeit im Studiengang Konservierung und Restaurierung der FH Potsdam, Fachrichtung Stein, von J. Zilm erprobt wurde, bleibt noch mit den Vertreter*innen des Landesamts für Denkmalpflege und Archäologie in Sachsen-Anhalt abschließend zu erörtern. Der nachweislich stark destruktive Einfluss der Flechtenhyphen und darüber hinaus die massive optische Beeinträchtigung der Reliefs legen in jedem Fall nahe, der massiven Entwicklung des biogenen Bewuchses etwas entgegenzusetzen, um langfristig den Erhalt der Reliefs zu unterstützen.
Die Darstellung der Reliefs entlang des daran vorbeiführenden Radwegs ist ein wesentlicher Baustein für den Erhalt des Denkmals. Wenn die Öffentlichkeit für die Problematik des Fortbestandes und für die bildhauerische Kunst sensibilisiert wird, kann auch viel eher ein breiteres Engagement für die Bewahrung des Steinernen Albums erreicht werden. Es wird dringend empfohlen, für das Steinerne Album einen Antrag auf "Denkmal nationaler Bedeutung" zu stellen, um vor dem Hintergrund schrumpfender Zinserträge (Deutsche Stiftung Denkmalschutz), aus denen, neben der Förderung durch die DBU im Rahmen des dargestellten Projekts, das Monitoring und die Pflege finanziert werden, auch nachhaltig zu gewährleisten, noch dazu vor dem Hintergrund, dass in Anlehnung an die Ergebnisse des Forschungsvorhabens eine Intensivierung der Konservierungsmaßnahmen für erforderlich gehalten wird.