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Niemeyer, Rolf; Leissner, Johanna; Giesen, Klaus-Peter; Klasmeier, Erich; Rösch, Heinrich; Stadlbauer, Erwin: Immissions-Messungen am Zentralbau des Jagdschlosses Clemenswerth
DOI Seite / Zitierlink:https://doi.org/10.11588/diglit.51146#0076
Immissions-Messungen
am Zentralbau des
Jagdschlosses Clemenswerth
Rolf Niemeyer, Johanna Leissner,
Klaus-Peter Giesen, Erich Kiasmeier,
Heinrich Rösch, Erwin Stadlbauer
• Zusammenfassung
Am Zentralbau in Clemenswerth wurde die Schadstoffbe-
lastung der acht aus Baumberger Kalksandstein bestehen-
den Skulpturen mit drei verschiedenen Meßmethoden über
einen Zeitraum von zwölf Monaten ermittelt. Die trocke-
nen Immissionen an dem ländlich gelegenen Jagdschloß
bei Sögel sind als sehr gering einzustufen. Daß jedoch eine
expositionsabhängige Schädigung der Steinskulpturen un-
ter dem Einfluß von Regenwasser auftritt, konnte bereits
nach einem Jahr an bruchfrischen Baumberger Kalksand-
steinplättchen als Schadstoffsammler festgestellt werden.
Suchbegriffe: Baumberger Kalksandstein, Immissions-
Messung, SAM-Sammler (Surface Activated Monitor),
Glassensor, Steinsensor.
• Einleitung
Die Steinskulpturen am Zentralbau des Jagdschlosses Cle-
menswerth bestehen aus Baumberger Kalksandstein, der
aufgrund seiner kalkigen Bindemittelmatrix durch Schad-
stoffeinträge aus der Atmosphäre besonders stark gefähr-
det ist. Clemenswerth liegt im Emsland, einer weitgehend
ländlichen Region; unmittelbar benachbarte Industriege-
biete fehlen. Doch ist bekannt, daß Schadgase aus Indu-
striegebieten über weite Strecken transportiert werden
können. Als weitere umweltbelastende Faktoren sind ne-
ben den Immissionen aus landwirtschaftlicher Produktion
auch die privaten Haushalte als Verursacher von Luftschad-
stoffen während der Heizperiode zu erwähnen. In dieser
Untersuchung sollte mit drei unterschiedlichen Methoden
die Schadstoffbelastung für die acht Steinskulpturen er-
mittelt werden. Die Immissions-Messungen erfolgten von
Dezember 1993 bis Dezember 1994 mit Glassensoren des
Fraunhofer Instituts für Silicatforschung (FhG-ISC) und mit
SAM-Sammlern des Niedersächsischen Landesamtes für
Ökologie (NLÖ) jeweils parallel an gleichen Positionen. Dar-
über hinaus wurde an diesen Meßstellen auch bruchfri-
scher Baumberger Kalksandstein der Freibewitterung aus-
gesetzt, um nach einjähriger Exposition Veränderungen
von Materialeigenschaften zu bestimmen. Diese Untersu-
chung wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für
Denkmalpflege (IfD) und der Bundesanstalt für Geowissen-
schaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt.
• Meßstellen
Die Halterungen für die Meßstellen (Konzeption und Mon-
tage durch Herrn Klasmeier/NLÖ) waren vom Zentralbau
weggerichtet in 4,30 m Höhe neben den Skulpturen ange-
bracht; die Probenahmestelle Nr. 6b Süd war in einer Höhe
von 3,30 m installiert. Skulptur Nr. 3 Süd mit den dort an-
gebrachten Meßsensoren war für das erste Halbjahr 1994
mit einer Folie als Wetterschutz verhüllt. Die Abdeckung
war so konstruiert, daß noch eine Hinterlüftung stattfin-
den konnte.
Die SAM-Sammler waren an jeder Halterung, die Glas-
sensoren und die Baumberger Kalksandsteinplättchen nur
an ausgewählten Positionen angebracht.
Die Probenbezeichnung orientiert sich für die jeweilige
Untersuchung an der Nummer der Steinskulptur und deren
Exposition (Abb. 1).
• Immissions-Messung mit Glassensoren1’4
Meßmethode
Das Prinzip zur Abschätzung der Schadenswirkung kom-
plexer Umweltbedingungen mittels Glassensoren beruht
auf dem Einsatz korrosionsempfindlicher Modellgläser
(VDI-Richtlinie 3955). Die quantitative Bewertung der kor-
rosiven Vorgänge an den Sensoroberflächen erfolgt durch
infrarot-spektroskopische Verfahren. Aufgrund von korrosi-
ven Reaktionen der Schadstoff-Immissionen kommt es an
den Glassensoren zu Austauschreaktionen von Kalium-
und Calciumionen durch Oxoniumionen (H3O+) und Was-
ser, wobei eine sogenannte Gelschicht aufgebaut wird. Die
OH-Bindungen in den Wassermolekülen sowie in den Oxo-
niumionen werden infrarot-spektroskopisch untersucht.
Durch die bei der Verwitterung auftretenden Austauschre-
aktionen an den Glassensoren kommt es zu einer Zunah-
me von Molekülen, die OH-Bindungen enthalten. Die Ana-
lyse erfolgt durch Messung der IR-Spektren vor und nach
der Bewitterung (Messung der Extinktionsänderung AE der
OH-Bande). Daraus kann die Schadstoffbelastung für das
Objekt abgeleitet werden. Die mikroskopische Untersu-
chung dieser Gläser liefert zusätzliche Informationen.
Die Expositionsdauer der Glassensoren betrug jeweils
sieben bzw. dreizehn Monate (Dezember 93 bis Juni 94/
Dezember 94) an den fünf Meßpositionen: Nr. 2 Nord,
Nr. 4 Ost, Nr. 6a Süd, Nr. 6b Süd, Nr. 8 West.
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am Zentralbau des
Jagdschlosses Clemenswerth
Rolf Niemeyer, Johanna Leissner,
Klaus-Peter Giesen, Erich Kiasmeier,
Heinrich Rösch, Erwin Stadlbauer
• Zusammenfassung
Am Zentralbau in Clemenswerth wurde die Schadstoffbe-
lastung der acht aus Baumberger Kalksandstein bestehen-
den Skulpturen mit drei verschiedenen Meßmethoden über
einen Zeitraum von zwölf Monaten ermittelt. Die trocke-
nen Immissionen an dem ländlich gelegenen Jagdschloß
bei Sögel sind als sehr gering einzustufen. Daß jedoch eine
expositionsabhängige Schädigung der Steinskulpturen un-
ter dem Einfluß von Regenwasser auftritt, konnte bereits
nach einem Jahr an bruchfrischen Baumberger Kalksand-
steinplättchen als Schadstoffsammler festgestellt werden.
Suchbegriffe: Baumberger Kalksandstein, Immissions-
Messung, SAM-Sammler (Surface Activated Monitor),
Glassensor, Steinsensor.
• Einleitung
Die Steinskulpturen am Zentralbau des Jagdschlosses Cle-
menswerth bestehen aus Baumberger Kalksandstein, der
aufgrund seiner kalkigen Bindemittelmatrix durch Schad-
stoffeinträge aus der Atmosphäre besonders stark gefähr-
det ist. Clemenswerth liegt im Emsland, einer weitgehend
ländlichen Region; unmittelbar benachbarte Industriege-
biete fehlen. Doch ist bekannt, daß Schadgase aus Indu-
striegebieten über weite Strecken transportiert werden
können. Als weitere umweltbelastende Faktoren sind ne-
ben den Immissionen aus landwirtschaftlicher Produktion
auch die privaten Haushalte als Verursacher von Luftschad-
stoffen während der Heizperiode zu erwähnen. In dieser
Untersuchung sollte mit drei unterschiedlichen Methoden
die Schadstoffbelastung für die acht Steinskulpturen er-
mittelt werden. Die Immissions-Messungen erfolgten von
Dezember 1993 bis Dezember 1994 mit Glassensoren des
Fraunhofer Instituts für Silicatforschung (FhG-ISC) und mit
SAM-Sammlern des Niedersächsischen Landesamtes für
Ökologie (NLÖ) jeweils parallel an gleichen Positionen. Dar-
über hinaus wurde an diesen Meßstellen auch bruchfri-
scher Baumberger Kalksandstein der Freibewitterung aus-
gesetzt, um nach einjähriger Exposition Veränderungen
von Materialeigenschaften zu bestimmen. Diese Untersu-
chung wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für
Denkmalpflege (IfD) und der Bundesanstalt für Geowissen-
schaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt.
• Meßstellen
Die Halterungen für die Meßstellen (Konzeption und Mon-
tage durch Herrn Klasmeier/NLÖ) waren vom Zentralbau
weggerichtet in 4,30 m Höhe neben den Skulpturen ange-
bracht; die Probenahmestelle Nr. 6b Süd war in einer Höhe
von 3,30 m installiert. Skulptur Nr. 3 Süd mit den dort an-
gebrachten Meßsensoren war für das erste Halbjahr 1994
mit einer Folie als Wetterschutz verhüllt. Die Abdeckung
war so konstruiert, daß noch eine Hinterlüftung stattfin-
den konnte.
Die SAM-Sammler waren an jeder Halterung, die Glas-
sensoren und die Baumberger Kalksandsteinplättchen nur
an ausgewählten Positionen angebracht.
Die Probenbezeichnung orientiert sich für die jeweilige
Untersuchung an der Nummer der Steinskulptur und deren
Exposition (Abb. 1).
• Immissions-Messung mit Glassensoren1’4
Meßmethode
Das Prinzip zur Abschätzung der Schadenswirkung kom-
plexer Umweltbedingungen mittels Glassensoren beruht
auf dem Einsatz korrosionsempfindlicher Modellgläser
(VDI-Richtlinie 3955). Die quantitative Bewertung der kor-
rosiven Vorgänge an den Sensoroberflächen erfolgt durch
infrarot-spektroskopische Verfahren. Aufgrund von korrosi-
ven Reaktionen der Schadstoff-Immissionen kommt es an
den Glassensoren zu Austauschreaktionen von Kalium-
und Calciumionen durch Oxoniumionen (H3O+) und Was-
ser, wobei eine sogenannte Gelschicht aufgebaut wird. Die
OH-Bindungen in den Wassermolekülen sowie in den Oxo-
niumionen werden infrarot-spektroskopisch untersucht.
Durch die bei der Verwitterung auftretenden Austauschre-
aktionen an den Glassensoren kommt es zu einer Zunah-
me von Molekülen, die OH-Bindungen enthalten. Die Ana-
lyse erfolgt durch Messung der IR-Spektren vor und nach
der Bewitterung (Messung der Extinktionsänderung AE der
OH-Bande). Daraus kann die Schadstoffbelastung für das
Objekt abgeleitet werden. Die mikroskopische Untersu-
chung dieser Gläser liefert zusätzliche Informationen.
Die Expositionsdauer der Glassensoren betrug jeweils
sieben bzw. dreizehn Monate (Dezember 93 bis Juni 94/
Dezember 94) an den fünf Meßpositionen: Nr. 2 Nord,
Nr. 4 Ost, Nr. 6a Süd, Nr. 6b Süd, Nr. 8 West.
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