Verformungsüberwachung, der Schlussstein der Kirchenerhaltung

Kirchen, Kapellen und Kathedralen sind ein wesentliches architektonisches und spirituelles Erbe. Dennoch leiden viele dieser Bauwerke unter strukturellen Schäden, die auf ihr Alter, Bodenbewegungen, klimatische Bedingungen oder mangelnde Instandhaltung zurückzuführen sind.

Es wird geschätzt, dass Tausende von Kirchen in Deutschland heute gefährdet sind – einige bereits für die Öffentlichkeit gesperrt, andere vom fortschreitenden Verfall bedroht.

Das allmähliche Auseinanderdriften der Wandscheiben und das Auftreten von Rissen gehören zu den besorgniserregendsten Warnsignalen. Sie weisen häufig auf tiefgreifende strukturelle Ungleichgewichte hin, die präzise überwacht werden müssen, um irreversible Schäden zu verhindern.

Das Auseinandertreiben der Wandscheiben: ein wiederkehrendes Problem bei Kirchen

Viele Kirchen leiden heute unter einer fortschreitenden Verschlechterung ihrer Strebepfeiler und Strebebögen, die manchmal durch architektonische Umbauten oder Fundamentschäden verstärkt wird.

Strebepfeiler – jene außen sichtbaren Mauerwerkverstärkungen – haben die Aufgabe, den Gewölbeschub aufzunehmen. Strebebögen ergänzen dieses System, indem sie diesen Schub auf die Strebepfeiler ableiten, insbesondere im Bereich des Kirchenschiffs.

Mit der Zeit können Bodenbewegungen (Setzungen, Quellen und Schrumpfen von Tonen), klimatische Einwirkungen, Erschütterungen oder die Entfernung tragender Elemente diese Bauteile schwächen. Ihre Wirksamkeit nimmt ab, sodass sich die Wandscheiben allmählich voneinander entfernen – ein Phänomen, das den Degradationsprozess beschleunigt.

Rissbildung, ein Phänomen, das präzise überwacht werden muss

Rissbildung betrifft nicht nur verlassene Kirchen: Sie kann an alten oder neueren Bauwerken auftreten, selbst wenn diese gut restauriert und instand gehalten wurden.

Vertikale Risse werden häufig an Öffnungen (Türen, Fenster) oder an der Verbindungsstelle zwischen Kirchenschiff und Chor beobachtet. Dies kann auf eine anomale Wandbewegung hinweisen, deren Ursache im Gewölbe- und Dachschub oder in einem Differentialsetzung der Fundamente liegt.

Gewölbe können längs einreißen, insbesondere an den Graten, aufgrund des Schubs, den sie auf die Außenwände ausüben.

Vertikale Risse an Fassaden oder kippende Pfeiler können auf Fundamentbewegungen oder eine ungleichmäßige Lastverteilung zurückgeführt werden.

Schließlich können bestimmte spezifische Schäden, wie lokalisierte Abscherungen (z. B. Schrägrisse), auf komplexe Beanspruchungen hinweisen, die durch kombinierte Bewegungen des Bauwerks und des Baugrundes verursacht werden.

Die genaue Ursache muss selbstverständlich im Rahmen einer Vor-Ort-Expertise ermittelt werden, da nicht alle Risse zwingend auf ein schwerwiegendes Strukturproblem hindeuten – weitere Gründe und Faktoren können zur Rissbildung beitragen.

Beispiel einer Überwachungsinstallation in einer Kathedrale in Marseille

Im Rahmen der Strukturüberwachung der Kathedrale La Major in Marseille wurde ein mechanisches Extensometer G20 installiert, um das Auseinandertreiben zweier Wandscheiben zu verfolgen.

Dieses einfache, aber präzise Gerät ermöglicht eine sehr feine manuelle Überwachung der Verformungsentwicklung mit einer Auflösung von einem Zehntel Millimeter. Dank seines Graphitminensystems zeichnet die Messlehre direkt die erreichten Extremwerte auf (minimale und maximale Öffnung), was eine Dokumentation der bedeutsamsten Bewegungsphasen im Zeitverlauf ermöglicht.

Diese Methode liefert wesentliche Daten für die Beurteilung des Strukturverhaltens und die Entscheidungsfindung im Hinblick auf etwaige Konservierungsmaßnahmen.

Die neue Version der G20 ist kompakter und einfacher zu installieren. Installationsbeispiel durch Vivian & Cie:

Und diese mechanische Version ist auch als vernetzte Version erhältlich: Extensometer R20

Überwachung des Auseinandertreibens und der Risse in einer Kirche: die Saugnac-Messgeräte-Instrumente

Saugnac Messgeräte bietet eine vollständige Palette an Instrumenten zur präzisen Überwachung der Rissöffnung, ihrer Schwankungen und anderer Verformungen.

Die vernetzte Messlehre R1 für schwer zugängliche Risse

Bei Bauwerken wie Kirchen ist die Zugänglichkeit der Risse oft eine Herausforderung, insbesondere wenn diese unter Gewölben oder an hohen Wänden auftreten. Wie lassen sich regelmäßige und sichere Messungen an einem Riss gewährleisten, der in mehreren Dutzend Metern Höhe erschienen ist?

Für diese schwierigen Konfigurationen hat Saugnac Messgeräte den vernetzten Rissmonitor R1 entwickelt, der die Fernüberwachung der Rissöffnung sowie der Temperatur und Luftfeuchtigkeit mithilfe von Sensoren gewährleistet.

Installationsbeispiele von R1-Rissmonitoren im Innen- und Außenbereich durch das Unternehmen EGSOL

Diese Messungen können in individuell anpassbaren Intervallen durchgeführt und je nach Überwachungsbedarf täglich oder wöchentlich übermittelt werden. Alle Parameter lassen sich bequem über die Saugnac-App anpassen.

Die Extensometer zur Überwachung des Auseinandertreibens von Wandscheiben

Zur Überwachung des allmählichen Auseinandertreibens von Wandscheiben sind Extensometer, auch Konvergenzmesser genannt, unerlässliche Werkzeuge.

Das mechanische Extensometer G20 ermöglicht die Überwachung des Abstands zwischen zwei parallelen Wänden, aber auch zwischen zwei Punkten an derselben Wand, mit der Möglichkeit, die minimale und maximale Bewegung mithilfe einer Graphitmine aufzuzeichnen.
Das vernetzte Extensometer R20 funktioniert nach demselben Prinzip wie das Modell G20, bietet jedoch die Möglichkeit, den Abstand aus der Ferne sowie Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu überwachen.

Dieser vernetzte Extensometer / Konvergenzmesser bietet dieselben Funktionen wie der vernetzte Rissmonitor R1: Konfiguration in wenigen Klicks, eine Batterieautonomie von bis zu 8 Jahren, Schwellenwertmanagement mit Alarmbenachrichtigung und Fernparametrierung.

Kombination von Messgeräten zur Überwachung weiterer Schäden

Angesichts der verschiedenen Verformungsarten, die an Bauwerken des religiösen Erbes beobachtet werden, können weitere Messinstrumente der Saugnac-Messgeräte-Palette kombiniert werden:

• Überwachung von Versatz oder Pfeilerachsverschiebung: durchgeführt mit der Messlehre G3 oder der Messlehre R1 in Verbindung mit einem Versatzmesskit.
• Überwachung von Öffnung und Abscherung in derselben Ebene: Einsatz der Messlehre G6 oder des 2-Achsen-Fernüberwachungssets für eine präzise Fernmessung.
• Neigungsüberwachung: Die mechanischen Neigungsmesser von Saugnac (Familie G5) oder der vernetzte Neigungsmesser (R5) ermöglichen eine zuverlässige Messung von Neigungsveränderungen an empfindlichen Strukturen.

Unsere Experten stehen Ihnen für spezifische Fragen oder zur Unterstützung bei der Analyse Ihrer besonderen Fälle zur Verfügung. Zögern Sie nicht, uns für weitere Informationen oder eine persönliche Beratung zu kontaktieren.