Projekt 20232/01

Modellvorhaben: Entwicklung und Optimierung umweltverträglicher Verfahren zu Monitoring, Prävention und Bekämpfung von Schädlingen in historischen Baukonstruktionen aus Holz

Projektträger

Westfälisches Freilichtmuseum Detmold Landesmuseum für Volkskunde
Krummes Haus
32760 Detmold
Telefon: 05231/706-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Schädlingsbefall an hölzernen Konstruktionen ist ein zentrales Problem der Bauunterhaltung von historischen Gebäuden. Die Optimierung und Neuentwicklung wirksamer und umweltschonender Nachweis- und Bekämpfungsverfahren stellte ein sinnvolles Forschungsziel dar. Der Ausgangspunkt für das Modellvorhaben im LWL-Freilichtmuseum Detmold (FM Detmold) war ein umfangreicher Befall der Eichenfachwerk-Konstruktionen durch den Gescheckten Nagekäfer (Xestobium rufovillosum [De Geer]). Dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wurde das Konzept der Integrierten Schädlingsbekämpfung (Integrated pest management = IPM) zugrunde gelegt, das damit erstmals in diesem Objekte- und Zeitumfang bezüglich holzzerstörender Insekten in historischen Bauten eingesetzt wurde.
Das IPM im FM Detmold kombiniert die drei Arbeitsfelder Monitoring, Bekämpfung und Prävention. Mit dem Monitoring wurden die Lebensbedingungen und die Aktivität von Holzinsekten sowie auch die Befallsintensität in den historischen Gebäuden untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten es ermöglichen, auf spezifische Befallssituationen abgestimmte, energiesparende und umweltschonende Bekämpfungsmaßnahmen festzulegen und einzuleiten. Im Arbeitsbereich Prävention wurden Kenntnisse gesammelt wie durch bautechnische Maßnahmen die Lebensbedingungen für die Insekten nachhaltig verschlechtert werden können, so dass ein Neubefall unwahrscheinlich wird. Für die Bekämpfung wurden zwei technikgestützte Verfahren für die Weiterentwicklung ausgewählt: Die feuchtegeregelte Heißluftbehandlung für ganze Häuser oder große Teilbereiche und die Mikrowellenbehandlung für lokale Befallsbereiche. Für beide Verfahren ging es darum, mittels Erwärmung auf 55°C an den ungünstigsten Stellen (gem. DIN 68800) deren Wirksamkeit zu erhöhen und eine Messbarkeit des Erfolgs schon unmittelbar während der Anwendung zu ermöglichen. Weiterhin wurde die Absenkung der Energieverbräuche für eine bessere Umweltbilanz angestrebt. Die im Vorhaben zusammenarbeitenden Institutionen BFH Hamburg und FM Detmold und Unternehmen Thermo Lignum und Kohler Automation brachten das erforderliche Fachwissen mit und ergänzten sich in idealer Weise.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas FM Detmold war und ist mit seinem umfangreichen historischen Gebäudebestand ein geeigneter Ort für die Forschung, weil hier auf vergleichsweise kleiner Fläche viele Varianten von Insektenbefall im verbauten Holz untersucht und behandelt werden können. Vereinzelt wurden andere Lokalitäten auf ihre Eignung für Versuche geprüft, wie das Freilichtmuseum in Tittling, die Dächer des Aachener Doms sowie weitere Freilichtmuseen und verschiedene Kirchen in Deutschland und anderen Ländern.
Entwicklung neuer Methoden beim Monitoring: Eine Voraussetzung für die Ausarbeitung eines Bekämpfungskonzeptes ist die genaue Kenntnis der Schädlinge und der aktuellen Befallssituation in Art und Umfang. Die Klärung geschieht durch das Monitoring wobei verschiedene Methoden angewendet wurden: Lichtfallen, Klebefallen, Papierabklebungen, Aufsammlungen lebender Käfer, Bohrmehlanalysen, Pheromon- und Lockstofffallen. In wöchentlichen Zeitintervallen wurden die Veränderungen und Ereignisse an befallenen Konstruktionshölzern und den Monitoringeinrichtungen während der Ausschlupfphase der Käfer dokumentiert. Aussagen zur Biologie und zum Verhalten der Insekten sollten auf einer breiten Datenbasis getroffen werden. Aus den Jahresgängen 2004-2006 - erweitert um Voruntersuchungen der Jahre 2000-2003 und den Untersuchungen aus 2007 - ergaben sich dazu die bis dato umfangreichsten Erhebungen. Begleitendes Monitoring zu den Bekämpfungsmaßnahmen diente der Erfolgskontrolle, hat zur technischen Optimierung der Verfahrenstechnik und der Einsparung von Energie gedient.
Forschungen zur Prävention: Die Holzfeuchte hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Lebensbedingungen der Insekten. Um die Korrelation zwischen spezifischer Holzfeuchte und Insektenaktivität zu klären, wurden erstmals im Langzeitversuch stationäre Holzfeuchtemessungen in einem historischen Gebäude vorgenommen und die Daten mit den Ergebnissen des Insektenmonitorings abgeglichen. Zugleich bot sich die Gelegenheit, die Möglichkeiten einer Prävention des Holzes gegen Schädlingsbefall mit den Mitteln einer vorhandenen Gebäude-Temperierung unter Praxisbedingungen zu prüfen.
Optimierung der feuchte-geregelten Heißluftbehandlung: Gegenüber der herkömmlichen Heißlufttechnik (max. 120°C) arbeitete das feuchte-geregelte Heißluftverfahren schon vor Beginn des Projektes mit niedrigeren Einblastemperaturen (max. 90°C) und einer zusätzlichen Feuchtzugabe, woraus eine geringere Schwundrissbildung im Holz resultierte. Es wurde eine nochmalige Optimierung der Verfahrenstechnik angestrebt durch die Neuentwicklung eines BUS-Datensystems zur exakten Erfassung und Kontrolle von Prozessabläufen, Entwicklung einer Steuerungstechnik für die gleichmäßige Verteilung der Wärme und Feuchte im ganzen Gebäude, Entwicklung einer Wärmeisolierhülle für die Einhausung und der Weiterentwicklung des Befeuchtungssystems.
Erprobung der Mikrowellentechnik. Die Mikrowellentechnik hat kurze Rüstzeiten, benötigt geringe Einwirkzeiten und vergleichsweise wenig elektrische Energie. Das schon früher für die Schädlingsbekämpfung eingesetzte Verfahren (mit Hornantenne) wurde von der Kohler Automation auf einer vollkommen neuen Gerätebasis mittels Schlitzantenne erprobt. Ein Entwicklungsbedarf bestand auch hier in der Temperaturkontrolle im Holz während der Behandlung. Es war vorgesehen: Erstellung von Nomogrammen zur Berechnung von Temperaturen und Erprobung des normierten Verfahrens an befallenen Hölzern in Labor- und Freilandversuchen.


Ergebnisse und Diskussion

Die Methoden des Monitorings wurden verfeinert, durch neu entwickelte Verfahren erheblich erweitert und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile in der Praxis des FM Detmold evaluiert. Ergebnisse des Monito-rings - insbesondere Langzeituntersuchungen über viele Jahre - wurden anhand der umfangreichen Datenmengen besser analysiert. Eine differenzierte Schadenskartierung für die Gebäude im gesamten FM Detmold - als ein Ergebnis des Monitoring - ermöglichte die Planung von angemessenen Bekämp-fungsmaßnahmen und den effizienten Einsatz von Geldmitteln. Monitoring ist im Rahmen der Integrierten Schädlingsbekämpfung der unverzichtbare erste Schritt, um das weitere Vorgehen zu planen.
Das feuchte-geregelte Heissluftverfahren konnte im Rahmen des Projektes zum feuchte-geregelten Warmluftverfahren optimiert werden. Es gelang eine Reduzierung der Einblastemperaturen auf max. 80°C bei einer gleichzeitigen Aufrechterhaltung der Luftfeuchte auf mind. 20%. Die Daten-BUS-Technik erlaubt mit bis zu 80 Messsonden eine exakte Verfolgung und Steuerung der Prozessabläufe. Statt der Wärmeisolierhülle wurden Heizaggregate mit Umlufttechnik entwickelt, die Energieeinsparungen von bis zu 30% ermöglichen. Das neue feuchte-geregelte Warmluftverfahren ist eine vollwertige Alternative zum Einsatz von Begasungen und bekämpfenden Holzschutzmitteln.
Bei der Mikrowellentechnik stellte sich das Vorhaben, Nomogramme für die Berechnung der Temperaturen zu erstellen, als in der Praxis nicht umsetzbar heraus. Die Temperaturmessung musste auch hier über Sonden erfolgen. Kontrollversuche mit Lebendlarven durch die BFH belegen, dass mit Mikrowellen eine Bekämpfung von Holzschädlingen gelingt. Das Verfahren ist eine gute Behandlungsalternative für lokal begrenzte Befallsstellen. Die erfolgreiche und sichere Handhabung der Technik ist von der genauen Einhaltung von Betriebsanweisungen abhängig.
Bei den Versuchen zur Prävention ist nach mehr als zweijähriger Laufzeit der Holzfeuchtemessungen als Zwischenergebnis festzuhalten, dass man mit Temperierung eine präventive Wirkung erzielt, wenn die Holzfeuchte nachhaltig auf einem Niveau nicht größer als 14% gehalten werden kann. Präventionsstrategien gegen Befall sollten dazu aber immer auch Gebäudehygiene und Postmonitoring beinhalten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Vorgehensweise und die Zwischenergebnisse der Untersuchungen und Versuche wurden vom FM Detmold und der BFH Hamburg insbesondere durch Vorträge auf Fachtagungen und Museumsführun-gen bekannt gemacht. Veröffentlichungen sind in den entsprechenden Fachzeitschriften der Museumskunde, der Denkmalpflege und der Holzwirtschaft erfolgt und noch weiterhin vorgesehen. Das Forschungs- und Entwicklungprojekt umfasste im Jahre 2006 eine Fachtagung und wurde mit einem Tagungsband und Abschlussbericht in 2007 beendet

Übersicht

Fördersumme

267.730,00 €

Förderzeitraum

19.03.2004 - 01.05.2007

Internet

www.freilichtmuseum-detmold.de

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik