Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Erfassung der verkehrsbedingten Immissionsbelastung von Denkm\u00e4lern soll aufzeigen, welche Gef\u00e4hrdung von den aktuellen Verkehrsbedingungen f\u00fcr die Oberfl\u00e4chen von Baudenkm\u00e4lern ausgeht. W\u00e4hrend fr\u00fchere Untersuchungen stets auf den Eintrag von SO2 und verwandten Verbindungen fokussierten, stehen heute NOx und Feinstaub im Mittelpunkt. Hauptemissionsquelle f\u00fcr diese Stoffe ist der Stra\u00dfenverkehr. Es ist zu pr\u00fcfen, ob trotz der wesentlich verbesserten Luftqualit\u00e4t noch immer ein Gef\u00e4hrdungspotential f\u00fcr die Oberfl\u00e4chen historischer Bau- und Einzeldenkmale besteht. Moderne Tools wie die numerische Simulation der innerst\u00e4dtischen Luftschadstoffausbreitung und die automatisierte Analytik zur Bestimmung und Zuordnung von Feinstaubpartikeln werden genutzt, um das verbleibende Gef\u00e4hrdungspotential zu beurteilen. Hauptziel des Projekts ist, ausgehend von den Beispielen M\u00fcnchen und Mainz, die erforderlichen Planungsvoraussetzungen und Modellrechnungen bereit zu stellen, mit denen auch andere verkehrsgeplagte St\u00e4dte ihr bauliches Erbe besser sch\u00fctzen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst erfolgt eine detaillierte Auswertung der von den Landesbeh\u00f6rden durchgef\u00fchrten Luftschadstoffmessungen in Mainz und M\u00fcnchen (ZIMEN und L\u00dcBS). Durch den Vergleich von Messstationen an Verkehrs-Hotspots und in Wohngebieten wird die H\u00f6he der st\u00e4dtischen Hintergrundbelastung sowie der zus\u00e4tzlichen verkehrsbedingten Belastung abgesch\u00e4tzt. Fu\u00dfend auf den von den Kommunen zur Verf\u00fcgung gestellten Daten zu Topographie, Bebauung, Verkehr und Klima sowie den Angaben des Handbuchs f\u00fcr Emissionsfaktoren HBEFA (Umweltbundesamt 2010) wurde die innerst\u00e4dtische Ausbreitung verkehrsbedingter Emissionen f\u00fcr die Hauptstra\u00dfennetze berechnet. Der Vergleich mit den offiziellen NOx- und Feinstaubmessdaten diente der \u00dcberpr\u00fcfung der Plausibilit\u00e4t der Rechenergebnisse. Die berechneten Karten der Luftschadstoffausbreitung (Jahresmittelwerte) wurden mit den Denkmaltopographien zusammengef\u00fchrt, wodurch besonders verkehrsbelastete Denkm\u00e4ler unschwer identifiziert werden konnten. Da Auswirkungen der Schadstoffe auf Denkmaloberfl\u00e4chen nicht nur von der H\u00f6he der Luftschadstoffkonzentration, sondern auch von der Reaktivit\u00e4t des jeweiligen Substrats abh\u00e4ngig ist, mussten die verbauten Gesteinsarten und andere Merkmale wie Verputz und Anstrichsysteme erfasst werden. F\u00fcr Mainz wurde eine derartige Erfassung f\u00fcr ein Drittel des innerst\u00e4dtischen Denkmalbestandes durchgef\u00fchrt. F\u00fcr M\u00fcnchen lag eine derartige Erfassung bereits vor, sie wurde in ein Geografisches Informationssystem (GIS) \u00fcberf\u00fchrt und dort mit der Karte der verkehrsbedingten Emissionen \u00fcberlagert. F\u00fcr die Bewertung der Auswirkungen verkehrsbedingter Immissionen auf die verschiedenen Baumaterialien wur-den Dosis-Wirkungsbeziehungen herangezogen, die auf Grundlage des langj\u00e4hrigen Expositionsprogramms MULTI-ASSESS entwickelt worden waren. F\u00fcr zwei an verkehrsreichen Stra\u00dfen gelegene Baudenkm\u00e4ler, das bayerische Nationalmuseum M\u00fcnchen und die Ev. Christuskirche Mainz, wurden numerische Simulationen zu Luftstr\u00f6mungen und damit verbundenen Depositionsraten im Nahfeld der Geb\u00e4ude durchgef\u00fchrt. An den beiden Geb\u00e4uden wurde an mehreren Tagen die Feinstaubimmission mittels Aktivsammlern (Opticle Particle Counter) in verschiedenen Geb\u00e4udeh\u00f6hen gemessen und mit den amtlichen Daten verglichen. Erg\u00e4nzend wurden an den beiden Geb\u00e4uden Einzelpartikelanalysen der deponierten Feinstaubpartikel mittels Rasterelektronenmikroskopie \/ energiedispersiver R\u00f6ntgenfluoreszenzanalyse durchgef\u00fchrt, um anhand ihrer chemischen Zusammensetzung Aussagen zu den Emissionsquellen abzuleiten.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Vergleich der ZIMEN- und L\u00dcBS-Messwerte zu NO2 und Feinstaub (PM10) von Luftmessstationen an Verkehrs-Hotspots und in Gebieten mit st\u00e4dtischer Hintergrundbelastung zeigt, dass der Anteil des Stra\u00dfenverkehrs an der NO2-Belastung bei ca. 70 % liegt, f\u00fcr Feinstaub (PM10) macht er etwa 35 % aus.
\nF\u00fcr die Hauptverkehrswege der Innenst\u00e4dte von M\u00fcnchen und Mainz wurde die Ausbreitung verkehrsbedingter NO2- und PM10-Emissionen berechnet. Bedingt durch die Hauptwindrichtungen aus West zeigen sich teils deutliche Verschleppungen der Schadstofffahnen in \u00f6stliche Richtung. Der Vergleich mit den Messwerten an den Luftmessstationen zeigt gute \u00dcbereinstimmungen von Rechen- und Messergebnissen. Erkennbar wird die Relevanz der Datenqualit\u00e4t: Der gegen\u00fcber M\u00fcnchen anders strukturierte Datenbestand f\u00fchrte bei den Berechnungen f\u00fcr Mainz zu gr\u00f6\u00dferen Unsicherheiten. Die Ergebnisse der Simulation k\u00f6nnen als Basis f\u00fcr k\u00fcnftige Prognosen genutzt werden, z. B. zur Einf\u00fchrung innerst\u00e4dtischer Umweltzonen oder ge\u00e4nderter Verkehrsf\u00fchrungen.
\nDie \u00dcberlagerung der Schadstoffkarten mit der Denkmaltopographie zeigt schnell die besonders belasteten Denkmale an. F\u00fcr Mainz wurden gro\u00dfe Teile der Denkmalliste in die Schadstoffkarte \u00fcbertragen, f\u00fcr M\u00fcnchen wurden beide Informationen in einem Geographischen Informationssystem (GIS) zusammengef\u00fchrt. Wichtig ist neben der Belastungssituation auch die unterschiedliche Reaktivit\u00e4t von Fassadenmaterialien. Daher wurde f\u00fcr Mainz eine Erfassung der Baustoffe an Denkmalfassaden durchgef\u00fchrt, bei der 335 Einzelobjekte aus der Altstadt und aus ausgew\u00e4hlten Stra\u00dfenz\u00fcgen der Neustadt erfasst und nach Baustoffgruppen klassifiziert wurden. F\u00fcr M\u00fcnchen wurde die vorliegende Natursteinerfassung in das GIS \u00fcbertragen und mit Hintergrundinformationen hinterlegt.
\nW\u00e4hrend in M\u00fcnchen Carbonatgesteine als Baustoffe von Denkmalen dominieren, treten in Mainz die Sandsteine in den Vordergrund. F\u00fcr eine Kalksteinart, Portland-Kalkstein, und f\u00fcr verschiedene Metalle werden in der Literatur Dosis-Wirkungsbeziehungen angegeben, wogegen sie f\u00fcr Sandstein fehlen. Die Berechnung durchschnittlicher j\u00e4hrlicher R\u00fcckwitterungsraten ergeben Werte von ca. 7 \u00b5m pro Jahr f\u00fcr Portland-Kalkstein. Es ist aber zu ber\u00fccksichtigen, dass die R\u00fcckwitterung nicht gro\u00dffl\u00e4chig konstant bleibt, sondern dass am Bauwerk aufgrund komplexer Geometrie lokal h\u00f6here R\u00fcckwitterungsraten zu erwarten sind. F\u00fcr die h\u00f6heren Umweltbelastungen Ende der 1970er Jahre ergeben sich R\u00fcckwitterungsraten von 12 \u00b5m\/a. Es zeigt sich, dass seit 1979 der Einfluss von SO2 auf die R\u00fcckwitterungsrate stark sank, w\u00e4hrend der Einfluss von NO2 (+ O3) in der gleichen Zeitspanne stieg.
\nF\u00fcr die beiden extrem verkehrsbelasteten Denkmale Christuskirche Mainz und Bayerisches Nationalmuseum M\u00fcnchen wurden Nahfeldsimulationen der Windfelder und der damit verbundenen Depositionsraten durchgef\u00fchrt. Ansatzweise wurde dabei auch der Einfluss von Bepflanzungen im Umfeld ber\u00fccksichtigt, doch fehlen zu diesem Thema noch viele grundlegende Daten. Die Simulation erm\u00f6glicht die Erkennung besonders stark belasteter Fassadenabschnitte.
\nFeinstaubmessungen (PM10 und PM2,5) mit optischen Partikelz\u00e4hlern wurden in verschiedenen Geb\u00e4udeh\u00f6hen durchgef\u00fchrt, wobei sich f\u00fcr Mainz ein deutlicher Anstieg der Werte mit der Geb\u00e4udeh\u00f6he und f\u00fcr beide Geb\u00e4ude ein Anstieg der PM2,5\/PM10-Verh\u00e4ltnisse mit der H\u00f6he zeigte. Die Werte stimmen gut mit den Werten der jeweils n\u00e4chsten offiziellen Luftmessstationen \u00fcberein.
\nDie Einzelpartikelanalyse (EPA) erm\u00f6glichte eine n\u00e4herungsweise Quantifizierung der Anteile verschiedener Emissionsquellen. Der direkte Eintrag bausch\u00e4dlicher Salze in Form von sulfat-, nitrat- und chloridhaltiger Partikel konnte an den beiden Geb\u00e4uden nachgewiesen werden. Auch bei der EPA wurden unterschiedliche Geb\u00e4udeh\u00f6hen ber\u00fccksichtigt, wobei sich eine signifikante Anreicherung sekund\u00e4rer Aerosole, insbesondere von Nitratpartikeln, in der H\u00f6he ergab.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse wurden im IFS-Bericht Nr. 37 (Auswirkungen verkehrsbedingter Immissionen auf Baudenkm\u00e4ler) publiziert und der Fach\u00f6ffentlichkeit in zwei ganzt\u00e4gigen Kolloquien pr\u00e4sentiert (17.02.2011 Mainz, 03.03.2011 M\u00fcnchen). Zus\u00e4tzlich wurden Zusammenfassungen der wichtigsten Projektergebnisse bzw. Einzelaspekte in f\u00fcnf Vortr\u00e4gen auf verschiedenen Tagungen vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Verkehrsbedingte Immissionen f\u00fchren zu beschleunigter Verschmutzung und R\u00fcckwitterung von Denkmaloberfl\u00e4chen. Die Bildung sekund\u00e4rer Aerosole bewirkt den Eintrag besonders von Nitratsalzen verst\u00e4rkt in h\u00f6heren Fassadenabschnitten. Moderne Methoden der numerischen Simulation und der automatisierten Einzelpartikelanalyse von Feinstaub erm\u00f6glichen eine Einsch\u00e4tzung ganzer Innenst\u00e4dte oder einzelner Geb\u00e4ude in relativ kurzer Zeit. Die Ergebnisse der Simulationen k\u00f6nnen f\u00fcr weiterf\u00fchrende Prognosen genutzt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Erfassung der verkehrsbedingten Immissionsbelastung von Denkm\u00e4lern soll aufzeigen, welche Gef\u00e4hrdung von den aktuellen Verkehrsbedingungen f\u00fcr die Oberfl\u00e4chen von Baudenkm\u00e4lern ausgeht. W\u00e4hrend fr\u00fchere Untersuchungen stets auf den Eintrag von SO2 und verwandten Verbindungen fokussierten, stehen heute NOx und Feinstaub im Mittelpunkt. Hauptemissionsquelle f\u00fcr diese Stoffe ist der Stra\u00dfenverkehr. Es ist […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,66,52,53],"class_list":["post-25002","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-rheinland-pfalz","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"26739\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-26739.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"119.975,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Institut f\u00fcr Steinkonservierung e. V.","dbu_projektdatenbank_strasse":"Gro\u00dfe Langgasse 29","dbu_projektdatenbank_plz_str":"55116","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Mainz","dbu_projektdatenbank_p_von":"2009-06-20 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2011-03-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 9 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"+49 6131 2016 500","dbu_projektdatenbank_inet":"www.institut-fuer-steinkonservierung.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Rheinland-Pfalz","dbu_projektdatenbank_foerderber":"137","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25002","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25002\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":38005,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/25002\/revisions\/38005"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25002"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25002"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25002"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}