Benutzer:Ahmet Besirli/Entwurf

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Natursteininstandsetzung

Der Begriff Natursteininstandsetzung beschreibt den Prozess der Reparatur und der Erneuerung, abgenutzter und verwitterter Natursteinoberflächen. Es handelt sich um ein Teilgebiet der Denkmalpflege und befasst sich mit der Restauration von Natursteinen. Hierbei spielt vor allem die Verwitterung eine essentielle Rolle, da die Abnutzung des Gesteins hauptsächlich auf physikalische, chemische und biologische Einflüsse zurückzuführen ist. Naturstein ist ein Material, welcher in vielen Bereichen des Bauens Verwendung findet, wie zum Beispiel an Fassaden in Form von Natursteinmauerwerk oder allgemein als Material für Böden, Wände oder anderen Oberflächen.

Verwitterung und Schadensformen

Die Verwitterung ist ein unaufhaltsamer Prozess hinsichtlich der Instandsetzung von Natursteinen und bildet einen natürlichen Kreislauf im Gesteinszyklus. Bei Bauwerken sind Verwitterungserscheinungen unerwünscht und schränken die gestalterischen Qualitäten ein. Heutzutage ist bekannt, dass das Verhindern der Schädigungsprozesse unmöglich ist und man neben der Beseitigung von Verwitterungsschäden mehr auf vorbeugende Maßnahmen zurückgreift. Grundlegend lässt sich dabei zwischen Verwitterungsarten physikalischer, chemischer und biologischer Natur unterscheiden.

Die Schadensursachen bilden Schadensbilder als Konsequenz der langsamen und meist unsichtbar ablaufenden Schädigungsprozesse. Beispiele hierbei sind Ablagerungen, Krusten, Risse, Verfärbungen und Ablösungen.

Die Schadensverursachenden Eigenschaften der Natursteine lassen sich im folgenden zusammenfassen. Inhomogenität durch die Lagerung und das Schichten der Steine können in quellfähigen Lagen dazu führen, dass sich Tonminerale aufgrund von Feuchte aus dehnen und das Gestein sprengen. CO2 und saure Agenzien können kalkhaltige Mineralien innerhalb des Gesteins lösen und die Porosität der Natursteine ermöglichen das Eindringen von Feuchte, was zur Salzbelastung führen kann und das Gestein somit anfälliger. Ein weiterer Punkt ist die Löslichkeit von Mineralbestandteilen wie z.B. Manganoxiden, welche schließlich zur Krustenbildung führen kann. Geringe Festigkeit kann zur Auflockerung des Gefüges beitragen und Stabilitätsverlust wird verstärkt. Unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie Druckfestigkeit und maximale Wasseraufnahme kann zur Rissbildung und somit zu Frostsprengung führen.

Ablauf der Natursteininstandsetzung

Die Phasen der Natursteininstandsetzung lassen sich im Folgenden zusammenfassen. Hierbei spielt vor allem die Projektleitung eine entscheidende Rolle, da sie für die Überwachung und die Durchführung der Abläufe der Maßnahme ist und die zu vergebenden Aufträge definiert und koordiniert. Am Anfang des Projektes steht die Objektidentifikation, welches das Fundament der künftigen Arbeit darstellt und genaues Beobachten und konzentriertes Aufnehmen im Mittelpunkt hat. Hierbei sollte vor allem das Ziel des Auftrags sein ein Orientierungssystem zu erstellen, in dem alle Bauteile des Objekts im späteren Verlauf eindeutig bezeichnet und zuordnungsbar sind. Im weiteren Schritt stehen Archivarbeiten und Literaturstudien, um das Objekt in seinem historischen Kontext besser begreifen zu können und die Restaurierungsziele dementsprechend festlegen zu können. Die Ziele der Archivarbeiten sind die Filterung des Wesens des Denkmals durch die kunstgeschichtliche Würdigung und die Vermittlung der zur Bauzeit und bei späteren Restaurierungen verwendeten Materialien.

Bauwerke aus Natursteine stellen ein komplexes statisches System dar, bei dem Verformungen und Risse wichtige Hinweise auf Mängel oder Versagen mancher Bauteile geben. Dabei müssen die Untersuchungen Aufschluss geben, ob die Mängel bzw. Deformationen zur Ruhe gekommen sind oder aktiv vorantreiben. Am Anfang steht deshalb die Erfassung des Zustands, bei dem das Bauwerk verformungsgerecht aufgenommen wird. Die Hinzuziehung eines Statikers bzw. eine Person mit einschlägiger Erfahrung bezüglich historischem Mauerwerk ist unumgänglich, da in diesem Schritt auch die Lasten ermittelt werden und der Baugrund untersucht wird. Hydrogeologie ist ein wichtiger Bestandteil in dieser Phase, da Feuchteschäden ihren Ursprung im Baugrund haben. Die Fundamente der Natursteinbauwerke stehen unmittelbar mit dem Erdreich in Verbindung, von dem sie Feuchtigkeit und Salze aufnehmen, was schädigend ist. Ziel der hydrogeologischen Untersuchungen ist die Herausarbeitung, ob eine maßgebliche Feuchteeinwirkung aus dem Untergrund vorliegt, ob es sich um Grund- oder Oberflächenwasser handelt, und wie der Nachschub unterbunden werden kann.

Ein üblicher Schritt in der Bestandsaufnahme ist die Kartierung der Materialien, bei dem die verschiedenen Natursteinvarietäten bestimmt werden und ihre makroskopischen Eigenschaften beschrieben werden. Unter Umständen ist es angebracht, falls die Herkunftsorte der Gesteine unbekannt ist, die Suche nach den Originalsteinbrüchen zu veranlassen. Die Material-Kartierung gibt einen Überblick über die Verteilung der Materialien und sollte sich dabei auf optische Befunde beschränken. Eine weitere Maßnahme ist die Kartierung der Natursteinschäden, bei dem sich das überarbeitete System von Fitzner et. al. (1996) bewehrt hat. Die Schadenskartierung stellt im Grunde eine erste Schadensbewertung dar und bei der Schadensdiagnose werden durch geeignete Messmethoden der Zustand des Gesteins bestimmt. Es ist ratsam ein Proben-Dokumentationssystem zu führen, damit ,falls Proben entnommen werden, auch für die Proben ein einheitliches Dokumentationssystem entsteht. Die Informationen der Proben werden aus dem zuvor erstellten Orientierungssystem eingeholt und zugeordnet. Die Bestimmung des Wasseraufnahmeverhaltens, des Salzgehaltes, des aktuellen Feuchtegehaltes im Gestein und der Festigkeits- und Verformungseigenschaften sind zweifellos die wichtigsten Untersuchungen der Schadensdiagnose.

Ein weiterer Aspekt bei der Natursteininstandsetzung sind Klima- und Schadstoffmessungen, bei dem zunächst Temperatur und Luftfeuchte gemessen werden um die Feuchtebelastung des Mauerwerks beurteilen zu können. Gemessen wird bei Klimamessungen im Innen- und Außenraum, wobei im Außenbereich die vorliegenden Schadensbilder als Auswirkung lokaler Umgebung einzuordnen sind. Schadstoffmessungen geben Auskunft über Schadstoffemissionen und sind wichtig, um den Stein in standzuhalten. Im weiteren Schritt stehen Laboruntersuchungen zur Konservierung, wobei die Untersuchungen mit einem Bericht abzuschließen sind und die Eigenschaften der Natursteine mit den Eigenschaften des Mörtels gegenübergestellt werden. Als nächsten Anhaltspunkt hat die Projektleitung Ausführungsvorschriften für die Musterflächen festzulegen, wobei der Bericht der Laboruntersuchungen zugrunde liegt. Die Materialien und Applikationsmethoden werden bestimmt und die Auswertungsmethoden werden festgelegt. Am Ende der Bearbeitung der Musterflächen steht die Ausarbeitung eines konkreten Maßnahmenplans, in dem alle Maßnahmen kartiert werden. Nach der Ausführung der Maßnahmen empfiehlt es sich den Berichtbogen von HERICARE zu nutzen, da man unter anderem die erstellte Dokumentation in der Datenbank HERICARE beim Hornemann Institut in Hildesheim zur Verfügung stellen kann und somit die Daten für interessiertes Fachpublikum zugänglich ist.

Am Ende der Natursteininstandsetzung stehen grundlegend Nachkontrollen und Wiederbehandlungen, welche als Qualitätsprüfungen gesehen werden können. Ein Sonderverfahren bei der Instandsetzung bildet die Acrylharzvolltränkung (AVT), welche als unkonventionell angesehen werden kann, da sie in vielen Aspekten von den gängigen Instandsetzungsmaßnahmen abweicht.

Untersuchungsmethoden

Es gibt eine Vielzahl an Untersuchungsmethoden, wenn es um Natursteine geht. Es ist wichtig zu beachten, dass die Natursteininstandsetzung ein komplexer Prozess ist und Fachkenntnisse erfordert, um die richtigen Verfahren und Materialien zu wählen und anzuwenden. Eine unsachgemäße Instandsetzung kann den Stein beschädigen oder das Erscheinungsbild beeinträchtigen. Es ist daher ratsam, einen erfahrenen Fachmann mit der Natursteininstandsetzung zu beauftragen, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen.

Unterschieden wird bei den Prozessen zwischen Untersuchungen:

• zum Gefüge und zur Konstruktion,

• zu den Materialien und der technischen Verarbeitung,
• zu Schäden und deren Ursachen,
• zur Altersbestimmung

Außerdem gibt es eine Unterteilung in restauratorische und naturwissenschaftliche Untersuchungen, wobei ersteres Bestandteil der Bestandsaufnahme ist und grundsätzliche Erkenntnisse zum Objekt liefert. Zweiteres beschäftigt sich insbesondere mit der Materialität und dem Gefüge der Gesteine. Hierbei werden ermittelte Parameter mit Kennwerten von unverwittertem Gestein verglichen und dementsprechend bewertet. Ermittelt werden diese Kennwerte durch unterschiedlichste Methoden.

Überblick über die wichtigsten Untersuchungen in der Steinrestaurierung

Untersuchungsverfahren	Prüfort	Eingriff	Aufwand
Inaugenscheinnahme, Vermessung	O	O	+
Gesteinsbestimmung*	O/L	O/+/++	+/+++
Wasseraufnahme nach Karsten	O	O	+
Bohrhärtewiderstandsmessung	O	+	++
Ultraschallmessung	O	O	+++
Geo-Radarmessung	O	O	+++
Mikroskopie*	O/L	+/++	+++
Laborchemische Untersuchungen*	L	+/++	++/+++
Laborphysikalische Untersuchungen*	L	+/++	++/+++
Laborbiologische Untersuchungen*	L	+/++	++/+++
DIN-Prüfverfahren	L	O/++	++/+++
Feuchtemessung durch elektrische Verfahren	O	O	+++
Verformungsmessungen*	O	O	+++
Riss-Gipsmarken	O	O	+
Röntgenfluoreszenanalyse	L	+/++	+++
Quecksilberporosimetrie	L	++	+++
Infrarot-Thermographie	O	O	+++
Gaspermeabilitäts-Verfahren*	O/L	O/++	+++
Wet-cup-Verfahren	L	++	++
Endoskopie	O	O	++
Feuchteprofil-Temperaturmessungen	O	++	+++
Nachweise mit Komplexbildnern	L	++	+++
Salztest, Salznachweisverfahren*	O/L	+	+/++
Abriebtest, Strip-up-Test	O	+	+
Untersuchung mit dem Metalldetektor	O	O	++
Perkussionsprobe	O	O	+
Vergleichsmessungen mit Farbkarte	O	O	++
Tastschnittverfahren	L	O	+++
Neutronensondenverfahren	O	+	+++
Mikrowellen-Feuchtemessungen	O	O	++
FT-IR-Spektroskopie	L	+	+++
Infrarotspektroskopie	O	O	+++

*Verfahren, die aus mehreren einzelnen Verfahren und Methoden bestehen können

Prüfort	Eingriff in das Objekt	Aufwand des Verfahrens
O = am Objekt	O = kein Eingriff	+ = gering
L = im Labor	+ = Probennahme bis ca. 2 cm³	++ = normal
	++ = Probenname über 2 cm³	+++ = hoch

Restaurierungskonzept

Bei der Restaurierung bzw. der Instandhaltung der Natursteine eines Bauwerks gibt es prinzipiell drei unterschiedliche Vorgehensweisen:

Periodische Pflegemaßnahmen: sind vorbeugende Maßnahmen in regelmäßigen Zeitabschnitten, wobei der genaue Zustand des Objekts keine Rolle spielt. Das Verfahren ist sinnvoll bei Objekten, welche im Schadensfall hohe Verluste und Reparaturkosten vorweisen. Diese Herangehensweise ist prophylaktisch und es kann auch zu noch nicht notwendigen Maßnahmen vor möglichen Schäden kommen.

Restaurierungsmaßnahmen nach regelmäßiger Befunduntersuchung: In festgelegten zeitlichen Intervallen wird der Zustand eines Objekts geprüft und nach Erreichen eines bestimmten kritischen Umstands, wird die Restaurierungsmaßnahme durchgeführt.

Ertüchtigung nach dem Eintritt eines Schadens: Restaurierung wird begonnen, wenn eine unbedingte Erfordernis vorliegt. Hierbei spart man zwar die regelmäßigen Kosten für die Pflege, aber die Ausgaben für die Restaurierung sind höher und es besteht die Möglichkeit, dass nicht alle Schäden beseitigt werden.

Die Maßnahmen der Restaurierung der Natursteine kann man in drei denkmalpflegerischen Kategorien des Konservierens, des Restaurierens und der Rekonstruktion zusammenfassen. Ersteres befasst sich mit den Verfahren, die der Reinigung, Sicherung und Verfestigung der Bausubstanz dienen (z.B. Hydrophobierung, Festigung und Anböschung). Das Restaurieren befasst sich mit Verfahren, die zur Wiederherstellung oder dem Auswechsel schadhafter Teile (z.B. Verklebungen). Rekonstruktionen sind kopierende Nachbildungen nach vorhandenen und nicht wieder verwendbaren Teilen (z.B. Farbfassungen oder Neuteile). Die in der Steinrestaurierung üblichen Maßnahmen lassen sich wie folgt auflisten:

Festigung,

Reinigung,

Trockenlegung,

Entsalzung,

Hinterfüllungen, Verfüllungen,

Verkleben, Verdübeln, Vernadeln,

Antragungen, Anböschungen,

Vierungen, Neuteile,

Verfugung,

Anstriche, Schlämmen, Lasuren,

Retuschen,

Graffitischutz, Biozidbehandlung,

Hydrophobierung,

Acrylharzvolltränkung,

Abguss,

Grundsätze des Restaurierens

1. Fachliche Eignung der Architekten, Handwerker, Restauratoren und sonstigen Auftragnehmern, die mit der Restaurierung beschäftigt sind, muss sachkundig gewährleistet sein.
2. Ausschreibung muss den hohen Anforderungen an das Objekt und den geplanten Maßnahmen gerecht werden.
3. Leistungen wie der Schutz von Bauteilen und Musteranfertigungen sind in eigenständige Positionen auszuschreiben.
4. Qualifizierte Überprüfung der Auswahl der Bieter und Wahl eines geeigneten Ausschreibungsverfahrens, um eine fachliche Auswahlmöglichkeit zu haben.
5. Klare Beschreibung der Denkmalqualität, der Besonderheiten des Objekts, der spezifischen Problemstellungen und die damit verbundene Zielsetzung in der Ausschreibung.
6. Wahl einer geeigneten Vertragsart (Einheitspreisvertrag, Stundenlohnvertrag).
7. Die Vergabe ist nach Gewerken durchzuführen, Absicherung des Auftragnehmers, dass während des gesamten Bauablaufes ausreichend qualifiziertes Personal vorhanden ist.
8. Überprüfung, ob bei der Spezifität der Restaurierungsmaßnahme andere Gewährleistungsfristen vorgesehen werden müssen (VOB (B) § 13).
9. Förmliche Abnahme der denkmalpflegerischen Arbeiten (nach VOB (B) § 12).
10. Umfassende Kontrolle und Dokumentation der Arbeiten für die problemlose Gewährleistung von späteren Pflege- und Unterhaltsmaßnahmen.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Die Natursteininstandsetzung unterliegt gesetzlichen Auflagen. Der gesetzliche Rahmen wird grundlegend aus dem bürgerlichen Gesetzbuch (BGB) und der Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB) gebildet. Die Regelungen der Denkmalschutzgesetze (DSchG) kommen bei denkmalgeschützten Bauten hinzu. Im Allgemeinen unterliegen alle Arbeiten der Restaurierung den Regelungen des BGB und die VOB regelt in detaillierter Form die Ausschreibung und die Durchführung von Bauleistungen.

Bestehende Denkmäler werden von den Denkmalschutzbehörden betreut und weitere Objekte werden durchgehend in die Denkmalschutzliste mit aufgenommen, soweit feststehende Mindestkriterien erfüllt werden. Die Denkmalschutzbehörden lassen sich hierbei in folgende Institutionen unterteilen:

Unteren Denkmalschutzbehörden (UDSchB): sind für alle Ordnungs- und Schutzaufgaben im Sinne des Gesetzes zuständig und stellen in den Entscheidungsfragen das Einverständnis mit der Denkmalfachbehörde her. Ihren Sitz haben sie in den jeweiligen Kommunalverwaltungen (Stadt-/ oder Kreisverwaltungen).

Oberste Denkmalschutzbehörde (ODSchB): Höchste Entscheidungsinstanz bei Unstimmigkeiten der unteren Behörden und der Fachbehörde. Ihren Sitz haben sie in der jeweiligen Landesregierung meist im Kulturministerium.

Denkmalfachbehörde: ist das jeweilige Landesamt für Denkmalpflege und verantwortlich für die Durchführung des DSchG. Inventarisierung, Erforschung und Beratung gehören zu den Aufgaben dieser Behörden und die Landesämter haben eigenständige Adressen.

Siehe auch

• Denkmalpflege
• Naturstein
• Restaurierung
• Natursteinoberflächen
• Steinkonservierung

Literatur

• Andreas Rentmeister: Instandsetzung von Natursteinmauerwerk, Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart / München 2003, ISBN 978-3-42103-385-7

• Rolf Snethlage: Leitfaden Steinkonservierung. Planung von Untersuchungen und Maßnahmen zur Erhaltung von Denkmälern aus Naturstein, 3. überarbeitete Auflage, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-8167-7554-6
• Ansgar Schulz, Benedikt Schulz: Atlas Naturstein: Klassischer Baustoff in zeitgemäßer Anwendung, DETAIL, München, ISBN 978-3-95553-454-7
• Martin Sauder, Renate Schloenbach: Schäden an Außenmauerwerk aus Naturstein, IRB Verlag, Stuttgart 1995, ISBN 3-8167-4150-9
• Günther Mehling: Natursteinlexikon, Verlag Georg D.W. Callwey, München 1973, ISBN 3-7667-0281-5