Monitoring

Autoren: Steffen Laue, Christine Bläuer, Erwin Stadlbauer

zurück zu Salzwiki:Portal

Einleitung und Definition

Der Begriff Monitoring wird inzwischen weltweit verwendet und bezeichnet die systematische Beobachtung und Erfassung von Vorgängen und Prozessen mittels technischer Hilfsmittel  oder anderer Beobachtungssysteme. Monitoring dient der Überwachung und Steuerung von Prozessen, um Schäden oder Störfälle zu vermeiden.

Im Bereich der Konservierung und Restaurierung von Kunst- und Kulturgut definieren wir Monitoring als Prozessbeobachtung zur kontinuierlichen Pflege und langfristigen Erhaltung. Monitoring ist die einzige Methode, Kenntnisse über das komplexe Zusammenwirken aller relevanten Faktoren in bzw. an einem Gebäude zu erlangen, so z.B. über Materialien und deren Eigenschaften, Temperatur- und Feuchteveränderungen, Salze, Mikrobiologie und anthropogene Einflüsse.
Beziehen wir die Defintion auf Salze in Mauerwerken und an Wandmalereien, bedeutet Monitoring die systematische Erfassung und Beobachtung von Salzen bzw. Salzschäden sowie den Umgebungsparametern wie z.B. Klima oder Feuchteveränderungen, u. a. [Arnold.etal:1991]Titel: Monitoring Wall Paintings Affected by soluble Salts
Autor / Verfasser: Arnold, Andreas; Zehnder, Konrad
.

Grundlagen und Rahmenbedingungen

Monitoring von Salzen und Salzschäden kann je nach Aufgabenstellung unterschiedlich detailliert durchgeführt werden. Daher ist vor Beginn eines Monitorings je nach Objekt und Schadenssituation das Ziel des beabsichtigten Monitorings zu definieren. Vorrausetzung dafür ist eine Zustandsdokumentation des zu beobachtenden Objekts mit einer qualitativen und gegebenenfalls auch quantitativen Analyse der Salzbelastung (u. a. [Blaeuer-Boehm:1994]Titel: Salzuntersuchungen an Baudenkmälern
Autor / Verfasser: Bläuer-Böhm, Christine
, [Steiger.etal:1998]Titel: Salze in Natursteinmauerwerk - Probennahme, Messung und Interpretation
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Neumann, Hans-Herrmann; Grodten, Torsten; Wittenburg, Christian; Dannecker, Walter
).

Das Ziel eines Monitorings kann zum Beispiel die Beantwortung folgender Fragen beinhalten:

• Was ist der Aktivierungsmechanismus für die Kristallisation der Salze?
• Wann verursachen die Salze aktiv Schäden bei welchen Klimabedingungen?
• Was ist die Kinetik des Prozesses?
• Wann ist der beste Zeitpunkt für eine Salzreduzierung oder für andere eingreifenden Maßnahmen?
• Was müssen präventive Maßnahmen können?

Es gilt darüber hinaus jeweils abzuwägen, ob ein Monitoring von klar abgegrenzten Referenzflächen gegenüber einem Monitoring der Gesamtsituationen vorzuziehen ist. Es ist auch am Anfang zu klären, wie lange etwaige Voruntersuchungen und das anschließende Monitoring dauern dürfen bzw. können, wenn es sich nicht um reine Forschung handelt.

Vor der Durchführung eines Monitorings, das je nach Problemstellung vor, während und/oder nach einer Maßnahme durchgeführt werden kann, sollten folgende Festlegungen getroffen werden:

1. Was soll beobachtet bzw. gemessen werden?
   Beispiele: Ausblühungssalze, Salzionen quantitativ, Schäden (Schadensformen), Klima (Lufttemperatur, relative Feuchte, Oberflächentemperatur), Feuchtehorizonte.
2. Wo soll beobachtet bzw. gemessen werden?
   Zur Beantwortung dieser Frage ist neben der bereits erwähnten Zustandsdokumentation zu klären, ob zur Festlegung der Monitoringstellen Voruntersuchungen notwendig sind und wenn ja, welche Eigenschaften der Oberflächen und des Untergrundes bestimmt werden müssen.
3. Wie lange und in welchen Zeitabständen soll beobachtet bzw. gemessen werden?
   Dauer und Häufigkeit des Beobachtungszyklus muss definiert werden.
4. Womit soll das Monitoring durchgeführt werden?
   Mit welchen Methoden und Gerätschaften kann ein optimales Ergebnis des Monitorings erwartet werden? Welche Methoden und Gerätschaften stehen zur Verfügung? Reicht eine makroskopische Beobachtung und Dokumentation der Vorgänge aus oder sollten Messgeräte zur Aufzeichnung des Klimas oder zur Beobachtung von Oberflächenveränderungen eingesetzt werden?
5. Wie genau bzw. präzise soll aufgezeichnet werden?
   Wie wird das Monitoring dokumentiert? Sind dafür Richtlinien bzw. Vorgaben zu definieren? In welchen Intervallen sollen die Beobachtungen / Messungen durchgeführt werden? Wie groß ist das Risiko, dass besondere Phänomene oder wichtige Einzelereignisse, die nur selten auftreten, nicht erfasst werden? Was für ein Qualitätsmaßstab soll angelegt werden? Reicht die qualitative Beobachtung von Veränderungen oder wird eine quantitative Erfassung im Mikro- bis Nanometerbereich benötigt, z.B. mittels Laser-Holographie?
6. Wer führt das Monitoring durch und wer bewertet die Ergebnisse?
   In erster Linie geht es um die Qualifikation der ausführenden bzw. der beauftragten Person/en: Reicht ein geschulter Blick oder ist eine spezielle Ausbildung und Einweisung erforderlich? Gibt es Objekte/Situationen, bei denen der Blick eines/einer Ungeschulten auf bestimmte Phänomene trainiert werden kann? Wer interpretiert die Ergebnisse und wer zieht die Schlussfolgerungen in Bezug auf Maßnahmen?

Monitoring ist kein Selbstzweck, sondern ein sehr variables und gut dokumentiertes Verfahren. Die Ergebnisse sind umso aussagekräftiger, je besser die genannten Fragen geklärt werden und je präziser das Verfahren definiert wird. Monitoring ist ein anpassungsfähiges Verfahren mit lernfähigen Bearbeitern.

Ausblick

Monitoring von Salzen bzw. Salzschäden und ihren Umgebungsparametern ist eine sehr effektive Methode zur Erlangung von Kenntnissen über den Schadensfortschritt an einem Objekt. Aus den Ergebnissen des Monitorings können dann jeweils geeignete Konservierungs- und Restaurierungsmaßnahmen abgeleitet werden.
Es ist dargestellt worden, dass ein optimales Monitoring mit entsprechenden Voruntersuchungen vorbereitet und mit geschultem Personal organisiert und durchgeführt werden sollte.

In der gegenwärtigen Praxis wird selten ein optimiertes Monitoring durchgeführt, weil es

a) häufig Zeit und Geld kostet (aber deutlich weniger als nach einer nicht erfolgreichen Sanierungsmaßnahme) und

b) vor allen Dingen die Effektivität bei vielen Eigentümern und Objektverantwortlichen nicht bekannt ist bzw. nicht erkannt wird.

Hier bedarf es noch viel einerseits Aufklärungsarbeit und andererseits Verständniswillen (Erkenntniswillen).

Darüber hinaus besteht noch grundlegender Forschungsbedarf, um Monitoring bzgl. Salze an Objekten problembezogen zu optimieren.

Forschungsthemen wären u.a.:

• Entwicklung von Monitoring-Standards: z.B. ist eine Objektivierung von Beobachtungen möglich und wie kann sie angestrebt werden?
• Automatisierung eines Monitorings – ist es sinnvoll und wenn ja, wie ist sie umzusetzen.
• Welche Berufsgruppe und wie sollte im Bereich Monitoring ausgebildet werden?
• Entwicklung eines so genannten „low-level-Monitorings“ für kleinere Objekte mit wenig Finanzen und/oder wenig Zeit.

Literaturübersicht

Andreas Arnold darf zweifellos als bedeutender Pionier des Monitorings von Salzen bezeichnet werden. Er hat in den 1980er bis 1990er Jahren gemeinsam mit seiner Züricher Arbeitsgruppe (insbesondere mit Andreas Küng und Konrad Zehnder) wesentliche Grundlagen geschaffen sowie wichtige Impulse für die Forschung und Praxis der Konservierung und Restaurierung gegeben. Aus der umfangreichen Publikationsliste dieser und auch anderer Arbeitsgruppen sollen beispielhaft nur einzelne Beiträge zitiert werden. Die nachfolgende Sortierung in zwei Gruppen soll die Übersicht und den Zugang erleichtern.

Beiträge, die sich vorrangig mit den Grundlagen und den Untersuchungsmethoden befassen:

[Arnold.etal:1991]Titel: Monitoring Wall Paintings Affected by soluble Salts
Autor / Verfasser: Arnold, Andreas; Zehnder, Konrad
, [Bionda:2004]Titel: Methodology for the preventive conservation of sensitive monuments: microclimate and salt activity in a church
Autor / Verfasser: Bionda, Davide
, [Blaeuer-Boehm:1994]Titel: Salzuntersuchungen an Baudenkmälern
Autor / Verfasser: Bläuer-Böhm, Christine
, [Franzen:2006]Titel: Analytische Begleitung von Salzreduzierungsmaßnahmen
Autor / Verfasser: Franzen, Christoph
, [Guelker.etal:2004]Titel: Monitoring of salt-induced deformations in porous systems by Microscopic Speckel Pattern Interferometry
Autor / Verfasser: Gülker, Gerd; Hinsch, Klaus; El Jarad, A.
, [Hammer:2001]Titel: Inhalte der visuellen Dokumentation in der Konservierung/Restaurierung von Wandmalerei/Architekturoberfläche
Autor / Verfasser: Hammer, I.
, [Laue:2002]Titel: Verwitterung von Naturstein durch lösliche Salze an wechselfeuchter Luft
Autor / Verfasser: Laue, Steffen
, [Leitner:2003]Titel: Die Rolle des Restaurators im interdisziplinären Feld der Erhaltung von salzbelasteten Wandmalereien
Autor / Verfasser: Leitner, Heinz
, [Pinchin:2008]Titel: Techniques for monitoring moisture in walls
Autor / Verfasser: Pinchin, S. E.
, [Sawdy:2001]Titel: The Kinetics of Salt Weathering of Porous Materials: Stone Monuments and Wall Painting
Autor / Verfasser: Sawdy, Alison
, [Steiger.etal:1998]Titel: Salze in Natursteinmauerwerk - Probennahme, Messung und Interpretation
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Neumann, Hans-Herrmann; Grodten, Torsten; Wittenburg, Christian; Dannecker, Walter
, [WTA_4-5-99/D:1999]Titel: Beurteilung von Mauerwerk, Mauerwerksdiagnostik
Autor / Verfasser: WTA-Merkblatt 4-5-99/D
, [Zier:2002]Titel: Untersuchung der Salzbelastung - Analysenmethoden, Bewertung, Grenzwerte
Autor / Verfasser: Zier, Hans-Werner
.

Beiträge, die in erster Linie die Untersuchung von historischen Bauwerken und Wandmalereien objektbezogen darstellen

[Behrens.etal:2005]Titel: Wandmalerei-Referenzflächen-Monitoring am Beispiel der Stiftskirche Königslutter - Methoden und Erkenntnisse für die praktische Denkmalpflege
Autor / Verfasser: Behrens, Elke; Berling, Helmut; Hornschuch, A.; Niemeyer, Rolf; Recker, Bernhard; Schwarz, Hans-Jürgen; Stadlbauer, Erwin
[Haefner:2003]Titel: Die Verwendung von Kieselsäureester zur Festigung salzbelasteter Wandmalerei
Autor / Verfasser: Häfner, K.
[Koehler:2003]Titel: Zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden an salzbelasteten Wandflächen
Autor / Verfasser: Köhler, W.
[Laue:2005]Titel: Salt Weathering of Porous Structures Related to Climate Changes
Autor / Verfasser: Laue, Steffen
[Laue:2006]Titel: Untersuchungen zur Schadensdynamik löslicher Salze am Beispiel des Chores im Freiberger Dom
Autor / Verfasser: Laue, Steffen
[Sanders.etal:2005]Titel: Monitoring of the moisture and salt load in restoration plasters in St. Barbara's church in Culemborg
Autor / Verfasser: Sanders, M. M.; Van Hees, Rob P. J.
[Sawdy.etal:2005a]Titel: Salt damage at Cleeve Abbey, England. Part I: A comparison of theoretical predictions and practical observations
Autor / Verfasser: Sawdy, A.; Price, C.
[Sawdy.etal:2005b]Titel: Salt damage at Cleeve Abbey, England. Part II: seasonal variability of salt distribution and implications for sampling strategies
Autor / Verfasser: Sawdy, A.; Price, C.
[Tiano.etal:2008]Titel: In situ monitoring of monumental surfaces
Autor / Verfasser: Tiano, P.; Pardini, C.
[Zehnder:2007]Titel: Long-term monitoring of wall paintings affected by soluble salts
Autor / Verfasser: Zehnder, Konrad

Literatur

[Arnold.etal:1991]	Arnold, Andreas; Zehnder, Konrad (1991): Monitoring Wall Paintings Affected by soluble Salts. In: Cather, Sharon (Hrsg.): The Conservation of Wall Paintings: Proceedings of a symposium organized by the Coutrauld Institut of Art and the Getty Conservation Institute, London, July 13-16, The Getty Conservation Institute, 103-136, Webadresse.
[Behrens.etal:2005]	Behrens, Elke; Berling, Helmut; Hornschuch, A.; Niemeyer, Rolf; Recker, Bernhard; Schwarz, Hans-Jürgen; Stadlbauer, Erwin (2005): Wandmalerei-Referenzflächen-Monitoring am Beispiel der Stiftskirche Königslutter - Methoden und Erkenntnisse für die praktische Denkmalpflege. In: Berichte zur Denkmalpflege in Niedersachsen, (1), 9-12
[Bionda:2004]	Bionda, Davide (2004): Methodology for the preventive conservation of sensitive monuments: microclimate and salt activity in a church. In: Kwiatkowski, Daniel; Löfvendahl, Runo (Hrsg.): Proceedings of the 10th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Stockholm, June 27 - July 2, ICOMOS Sweden, 627-634.
[Blaeuer-Boehm:1994]	Bläuer-Böhm, Christine (1994): Salzuntersuchungen an Baudenkmälern. In: Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung, 8 (1), 86-103
[Franzen:2006]	Franzen, Christoph (2006): Analytische Begleitung von Salzreduzierungsmaßnahmen. In: IDK (Hrsg.): Praxisoriertierte Forschung in der Denkmalpflege - 10 Jahre IDK. (Beiträge der Fachtagung in Halle 2006), , 31-40.
[Guelker.etal:2004]	Gülker, Gerd; Hinsch, Klaus; El Jarad, A. (2004): Monitoring of salt-induced deformations in porous systems by Microscopic Speckel Pattern Interferometry. In: Kwiatkowski, Daniel; Löfvendahl, Runo (Hrsg.): 10th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Proceedings, Stockholm, June 27 - July 2, , 619-626.
[Haefner:2003]	Häfner, K. (2003): Die Verwendung von Kieselsäureester zur Festigung salzbelasteter Wandmalerei. In: Leitner, Heinz; Laue, Steffen; Siedel, Heiner (Hrsg.): Mauersalze und Architekturoberflächen, Hochschule für Bildende Künste, 107-120.
[Hammer:2001]	Hammer, I. (2001): Inhalte der visuellen Dokumentation in der Konservierung/Restaurierung von Wandmalerei/Architekturoberfläche. In: Niedersächsische Denkmalpflege, 16 (), 401-423
[Koehler:2003]	Köhler, W. (2003): Zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden an salzbelasteten Wandflächen. In: Leitner, Heinz; Laue, Steffen; Siedel, Heiner (Hrsg.): Mauersalze und Architekturoberflächen, Hochschule für Bildende Künste, 51-56.
[Laue:2002]	Laue, Steffen (2002): Verwitterung von Naturstein durch lösliche Salze an wechselfeuchter Luft. In: IFS (Hrsg.): Salze im historischen Mauerwerk: Aktuelles zu Herkunft, Schadenswirkung und Restaurierungsmaßnahmen, IFS-Tagung 2002, Institut für Steinkonservierung e.V. (IFS), Mainz, 19-30.
[Laue:2005]	Laue, Steffen (2005): Salt Weathering of Porous Structures Related to Climate Changes. In: Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege, 11 (6), 381-390
[Laue:2006]	Laue, Steffen (2006): Untersuchungen zur Schadensdynamik löslicher Salze am Beispiel des Chores im Freiberger Dom. In: Institut für Diagnostik und Konservierung an Denkmalen in Sachsen und Sachsen-Anhalt e.V. (Hrsg.): Praxisorientierte Forschung in der Denkmalpflege, 10 Jahre IDK, Beiträge der Fachtagung am 19.9.2006, , 109-115.
[Leitner:2003]	Leitner, Heinz (2003): Die Rolle des Restaurators im interdisziplinären Feld der Erhaltung von salzbelasteten Wandmalereien. In: Leitner, Heinz; Laue, Steffen; Siedel, Heiner (Hrsg.): Mauersalze und Architekturoberflächen, Hochschule für Bildende Künste, 65-71.
[Pinchin:2008]	Pinchin, S. E. (2008): Techniques for monitoring moisture in walls. In: Reviews in Conservation, 9 (), 33-45
[Sanders.etal:2005]	Sanders, M. M.; Van Hees, Rob P. J. (2005): Monitoring of the moisture and salt load in restoration plasters in St. Barbara's church in Culemborg. In: Groot, C. (Hrsg.): Proc. Workshop RILEM Technical Committee 'Repair mortars for historic masonry', January, 2005., .
[Sawdy.etal:2005a]	Sawdy, A.; Price, C. (2005): Salt damage at Cleeve Abbey, England. Part I: A comparison of theoretical predictions and practical observations. In: Journal of Cultural Heritage, 6 (2), 125-135, Webadresse
[Sawdy.etal:2005b]	Sawdy, A.; Price, C. (2005): Salt damage at Cleeve Abbey, England. Part II: seasonal variability of salt distribution and implications for sampling strategies. In: Journal of Cultural Heritage, 6 (4), 361-367, Webadresse
[Sawdy:2001]	Sawdy, Alison (2001): The Kinetics of Salt Weathering of Porous Materials: Stone Monuments and Wall Painting. Dissertation, Institute of Archaeology, University College London
[Steiger.etal:1998]	Steiger, Michael; Neumann, Hans-Herrmann; Grodten, Torsten; Wittenburg, Christian; Dannecker, Walter (1998): Salze in Natursteinmauerwerk - Probennahme, Messung und Interpretation. In: Snethlage, Rolf (Hrsg.): Jahresberichte Steinzerfall - Steinkonservierung 1994-1996, IRB-Verlag, 61-91.
[Tiano.etal:2008]	Tiano, P.; Pardini, C. (2008): In situ monitoring of monumental surfaces. In:: Proceedings of the International Workshop SMW08, 27.-29. Oktober 2008 in Florenz, edifir, Edizioni Firenze., Edifir, Edizioni Firenze.
[WTA_4-5-99/D:1999]	WTA-Merkblatt 4-5-99/D (1999): Beurteilung von Mauerwerk, Mauerwerksdiagnostik, Webadresse.
[Zehnder:2007]	Zehnder, Konrad (2007): Long-term monitoring of wall paintings affected by soluble salts. In: Environmental Geology, 52 (2), 353-367, Webadresse
[Zier:2002]	Zier, Hans-Werner (2002): Untersuchung der Salzbelastung - Analysenmethoden, Bewertung, Grenzwerte. In: IFS (Hrsg.): Salze im historischen Mauerwerk: Aktuelles zu Herkunft, Schadenswirkung und Restaurierungsmaßnahmen, IFS-Tagung 2002, Institut für Steinkonservierung e.V. Mainz, 31-39.

Ester der Orthokieselsäure mit der allgemeinen Formel (Si(OR)4)