Schaffung des richtigen Klimas

Vaisala-Feuchtemesswertgeber tragen dazu bei, das königliche Kriegsschiff Vasa zu schützen

Damit das berühmte schwedische Kriegsschiff Vasa aus dem 17. Jahrhundert vor weiteren schädlichen Umwelteinflüssen geschützt wird, wurden technische Verbesserungen an der Klimaanlage in seinem eigens errichteten Museum vorgenommen. Im Mittelpunkt des neuen Systems, das 2004 in Betrieb genommen wurde, steht eine große Anzahl von Vaisala-Feuchtemesswertgebern.

Das meistbesuchte Museum Skandinaviens, das Vasa-Museum, befindet sich in Stockholm, der Hauptstadt Schwedens. Es wurde 1990 eröffnet und eigens für das königliche Kriegsschiff Vasa errichtet, dem weltweit einzigen erhaltenen Holzschiff aus dem 17. Jahrhundert. Seit dem Sommer 2000 leidet das Vasa-Kriegsschiff unter einem schweren Säureangriff durch oxidierenden Schwefel, der im Schiffsholz gespeichert ist. Forscher*innen arbeiten daran, die Schwefelsäurekorrosion zu stoppen – eine Arbeit, die sowohl langfristige als auch kurzfristige Lösungen erfordert. Die entscheidende Voraussetzung für die Erhaltung ist, ein stabiles Klima in der Schiffshalle zu bewahren. Um nachhaltige Feuchte- und Temperaturbedingungen zu schaffen, musste die Klimaanlage des Museums erneuert werden. Im neuen System kommt der Vaisala HUMICAP®-Feuchte- und Temperaturmesswertgeber HMP233s* zum Einsatz.

Anspruchsvolle Klimatisierung unter den Bedingungen der Vasa

Die Vasa ist in ihrem eigenen, speziell errichteten Museum untergebracht, aber trotz der fortdauernden Erhaltung ist das Schiff äußerst fragil. Daher wurde stets besonderes Augenmerk auf die Schaffung eines geeigneten Klimas gelegt, einer Art Luftschleier, um das Vasa-Schiff vor belastenden Umgebungsbedingungen zu schützen, die weitere Schäden verursachen können. Das System funktioniert mit Umluft, die je nach Temperatur und relativer Feuchte gekühlt oder erwärmt, getrocknet oder befeuchtet wird.

Im Sommer 2000 begann eine neue Ära hinsichtlich der Anstrengungen, das königliche Kriegsschiff Vasa für kommende Generationen zu erhalten. Aufgrund einer Zeit warmen und feuchten Wetters wurden im Schiffsholz große Schwefelprobleme ausgelöst. Bis Juli 2003 litt das Vasa-Kriegsschiff unter rund 1 500 Stellen mit angesäuertem Holz und sichtbaren Ablagerungen von Sulfaten. Es scheint, dass sich in der Oberflächenschicht des Holzes große Mengen an elementarem Schwefel angesammelt haben. Der Schwefel oxidiert jedes Jahr katalytisch zu ca. 100 kg Schwefelsäure. Es wird geschätzt, dass das Holz jetzt ungefähr zwei Tonnen Schwefelsäure enthält und sich weitere rund fünf Tonnen ansammeln können, sobald der gesamte Schwefel oxidiert ist. Dieser Säureangriff auf die Vasa führte dazu, dass die ursprüngliche Klimaanlage des Museums nicht ausreichte, um die große Anzahl von Museumsbesucher*innen zu bewältigen. Klimaschwankungen um das Schiff herum beeinflussen die Säurebildungsrate. Daher sollte die Luft bei 55 % relativer Feuchte und einer Temperatur von +18,5 °C gehalten werden. Die Aufrechterhaltung stabiler Bedingungen ist eine Herausforderung, und zwar aufgrund saisonaler Änderungen, Schwankungen zwischen Tag und Nacht sowie täglicher Unterschiede wie der Anzahl der Besucher*innen, die alle einen Einfluss auf die Luftqualität haben. Auch die Höhe des Schiffs (max. 52,5 m) verursacht eigene Probleme. Das Luftzirkulationssystem des Museums verarbeitet 90 000 m3/h Luft und verteilt sie über Wasserverdrängungsöffnungen auf Kielebene. Im Vasa-Schiff ist aber auch ein Verteilungssystem vorhanden. Die um den Rumpf verteilte Luftquelle befindet sich auf Kielebene, was bedeutet, dass es einen Temperaturgradienten gibt, der wiederum einen Gradienten der relativen Feuchte erzeugt.

Renovierung der Klimaanlage

Die Renovierung der Klimatisierung des Vasa-Museums begann im Herbst 2002. Der Eigentümer des Museums, das staatliche Werk für Immobilien (Statens fastighetsverk, SFV), plante die Arbeiten in enger Zusammenarbeit mit den Spezialist*innen des Vasa-Museums. Jacob Jacobson, Assistant Head des Vasa-Museums, beschreibt: „Wir im Vasa-Museum wussten sehr gut, was mit dem alten System nicht stimmte, und wir wussten genau, was wir von dem neuen System erwarteten.“

TAC, ein Anbieter integrierter Gebäudeautomationssysteme, wurde ausgewählt, um ein neues integriertes Klimaüberwachungssystem für die Klimatisierung zu planen und einzurichten. Die Firma TAC war bereits an der Planung und Realisierung der alten Klimaanlage beteiligt, als das Vasa-Museum im Jahr 1988 errichtet wurde. Außerdem arbeitete TAC an ähnlichen Projekten in anderen Anlagen des staatlichen Werks für Immobilien, darunter das Ethnografische Museum Stockholm und das Moderna Museet, ein Museum für moderne Kunst. Im neu gelieferten TAC Xenta®-System wird eine große Anzahl an Vaisala HUMICAP®-Feuchte- und Temperaturmesswertgebern HMP233s eingesetzt.

„Das Museum wollte genaue und zuverlässige Messgeräte. Daher war Vaisala aufgrund unserer bisherigen Erfahrungen eine naheliegende Wahl“, sagt Fred Sörensen, Project Manager von TAC Sweden. Die Vaisala-Messwertgeber sind im Vasa-Schiff, in der Museumshalle und in Klimaanlagenkanälen montiert. Allein im Schiff gibt es insgesamt 32 Messpunkte, die Online-Informationen zu Temperatur und relativer Feuchte liefern.

Alle Messwertgeber sind mit einem Display ausgestattet, um die Vor-Ort-Prüfung zu vereinfachen. Die Messwertgeber verfügen über ein 10 m langes Sondenkabel, das eine flexible Montage ermöglicht. „Wir wollten den Elektronik- und Kabelaufwand im Vasa-Schiff minimieren“, erklärt Jacob Jacobson. Mit dem langen Sondenkabel können die Elektronikgehäuse entweder auf dem Deck oder in der Aufnahmevorrichtung installiert werden. Die Messsonden sind in verschiedenen Höhen über das gesamte Schiff verteilt, um die Bedingungen innerhalb des Schutzluftschleiers zu messen, der das Schiff umgibt.

Angepasste Nutzungsoberfläche

Die Daten zur relativen Feuchte und Temperatur werden sowohl für das Personal des staatlichen Werks für Immobilien als auch für die Aufseher*innen des Vasa-Museums gemeldet. Aufgrund der großen Anzahl von Benutzer*innen mit unterschiedlichen Bedürfnissen hat TAC eine einfach anwendbare, internetbasierte Nutzungsoberfläche für das Vasa-Museum entwickelt. Die TAC Vista®-Oberfläche bietet viele erweiterte Funktionen. Sie liefert die Messdaten sowohl innerhalb als auch außerhalb des Museums, zeigt grafisch die Stelle und den Status jedes Messpunkts an, bestimmt die Durchschnittswerte im festgelegten Intervall und zeichnet die grafischen Trends basierend auf den gemessenen Daten.

„Unsere Aufseher*innen sind wirklich zufrieden. Im vorherigen System hatten wir kein solches Berichterstellungstool. Stattdessen mussten wir unser eigenes mit Tabellenkalkulationsprogrammen erstellen. Mit diesem System sind die Statusnachverfolgung und die Berichterstellung viel schneller und einfacher“, so Jacob Jacobson vom Vasa-Museum. Das TAC-System ermöglicht auch Alarme mit unterschiedlichen Prioritäten, die beispielsweise an Mobiltelefone gesendet werden können. Das neue Klimaüberwachungssystem ist so konzipiert, dass es jederzeit bis zu 1 500 Besucher*innen im Museum bewältigen kann. Es ist seit dem Frühsommer 2004 in Betrieb.

*HUMICAP®-Feuchte- und Temperaturmesswertgeber HMT330 ersetzt HMP233s.

Dieser Artikel wurde erstmals in den Vaisala News 166/2004 veröffentlicht.

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Eine königliche Katastrophe

Im frühen 17. Jahrhundert baute Schweden sein Reich um die Ostsee in Nordeuropa auf. 1620 befand sich Schweden im Krieg mit Polen. 1625 gab der schwedische König Gustav Adolf den Bau neuer Kriegsschiffe in Auftrag. Unter ihnen befand sich die Vasa.

1628 war das Vasa-Schiff fertig. Es war das mächtigste Kriegsschiff der Welt, bewaffnet mit 64 Kanonen auf zwei Kanonendecks und 300 Soldaten. Als die Vasa am Sonntag, den 10. August, zu ihrer Jungfernfahrt aufbrach, waren die Strände rund um Stockholm voller Zuschauer*innen, darunter ausländische Diplomaten.

Die Vasa stach in See und schoss Salut. Aber bereits nach ein paar Minuten Fahrt begann das Schiff zu kentern. Es richtete sich leicht auf, kenterte jedoch erneut. Wasser strömte durch die geöffneten Stückpforten. Und zum Entsetzen und Unglauben aller sank das herrliche und mächtige Kriegsschiff plötzlich. Von den 150 Menschen an Bord starben 30 bis 50 bei der Katastrophe.

Weshalb sank die Vasa?

Im 17. Jahrhundert war es nicht ungewöhnlich, dass Kriegsschiffe kenterten und sanken. Aufgrund fehlender wissenschaftlicher Methoden zur Berechnung der Schiffsstabilität verwendeten die Schiffsbauer sogenannte Schätzungen, mit denen bestimmte Schiffsmessungen aufgezeichnet wurden. Daher war die zugrunde liegende Ursache für den Untergang der Vasa ein unzureichendes theoretisches Know-how des Zeitraums. Zu dieser Zeit war die Vasa etwas Neues, ein militärisches Experiment.

Die beim Bau der Vasa verwendeten Schätzungen waren für kleinere Schiffe mit nur einem Kanonendeck vorgesehen. Die Vasa wurde anders gebaut: Sie hatte zwei Kanonendecks mit schwerer Artillerie. Die Schiffsbaumeister der Vasa stellten 130 t Stein als Ballast zur Verfügung, um dem Schiff Stabilität zu verleihen. Leider reichte der Ballast als Gegengewicht zu den Kanonen, dem oberen Rumpf, den Masten und den Segeln des Schiffs nicht aus, was dazu führte, dass das Schiff kenterte. Schiffsbauer lernten aus ihren Fehlern und verbesserten spätere Konstruktionen. Nach der Vasa wurden viele erfolgreiche Schiffe mit zwei, drei und sogar vier Kanonendecks gebaut.

Bergung des Schiffs

Das Vasa-Schiff wurde erst 1956 entdeckt, als Anders Franzén, ein privater Schiffswrackspezialist, es schließlich 30 m unter der Wasseroberfläche vor Stockholm lokalisierte. Nach sorgfältiger Planung wurde das Vasa-Schiff langsam geboren. Am 24. April 1961 erschien das mächtige königliche Kriegsschiff Vasa an der Wasseroberfläche. Die Bergung der Vasa leitete intensive archäologische Ausgrabungs- und Erhaltungsarbeiten ein. Das Schiff und alle Funde wurden konserviert, was eine gewaltige Anstrengung war.

Die Vasa ist das größte Einzelobjekt, das jemals konserviert wurde. Etwa 14 000 einzelne Holzteile wurden an die Wasseroberfläche gebracht, darunter rund 700 Skulpturen und Ornamente, die das Kriegsschiff schmückten, bis hin zu den Segeln. Das Schiff sowie alle gefundenen Gegenstände wurden mit Polyethylenglycol (PEG) konserviert. Es ersetzt Wasser in Holzobjekten, um zu verhindern, dass diese beim Trocknen schrumpfen. Die Erhaltungsarbeiten dauerten 17 Jahre. Das Schiff befand sich zu dieser Zeit in einem temporären Vasa-Museum, der Wasavarvet. 1990 wurde das dauerhafte Vasa-Museum feierlich eröffnet.

Das Museum wurde im Herzen von Stockholm errichtet, direkt neben dem Ort, an dem die Vasa ursprünglich in den Jahren 1625 bis 1628 gebaut wurde, und nur wenige hundert Meter von der Stelle entfernt, an der die Vasa gesunken ist. Das Museumsgebäude hat zwei Zwecke: das Schiff und andere geborgene Gegenstände zu erhalten, indem geeignete Temperaturen und relative Feuchte geschaffen und bewahrt werden, und möglichst vielen Menschen die Gelegenheit zu geben, die Vasa zu sehen und so ihre Geschichte zu teilen.