Grüne Mauerkronen auf Burg Königstein: Natur- und Denkmalschutz vereint.

Hilfe für die Burgruine 

Die Burg Königstein zählt zu den größten Burgruinen Deutschlands. Die ältesten heute noch sichtbaren Mauerreste der Kernburg stammen von einer Reichsburg aus der ersten Hälfte des 12. Jahrhunderts. Lange schützte die Burg die wichtige Reichs- und Handelsstraße zwischen Frankfurt und Köln. In den Revolutionskriegen Ende des 18. Jahrhunderts wurde sie 1796 von einer sich zurückziehenden französischen Besatzung gesprengt und in den folgenden Jahren auf Abbruch versteigert. Das Material erwarben vornehmlich die Bewohner von Königstein – noch heute finden sich in den Häusern der Altstadt viele Teile aus dem alten Burgmauerwerk.

Mitte des 19. Jahrhunderts besannen sich die Königsteiner ihres ritterlichen Erbes und begannen mit ersten Instandsetzungsarbeiten. Mitte des 20. Jahrhunderts wurde verstärkt mit Zementmörteln saniert. Diese vertrugen sich nicht sonderlich gut mit dem Mauerwerk. Als Folge begleitet ein fortlaufender Sanierungsbedarf das Burgleben über die letzten Jahrzehnte hinweg. Besonders auf einigen Mauerkronen lösten sich Mörtel und Steine, so dass hier dringender Handlungsbedarf entstand. 

Die Mauern der Burg bestehen hauptsächlich aus den Gesteinsarten Grünschiefer und Gneis. Grünschiefer ist nicht sehr witterungsbeständig und kann zudem leicht durch Wurzeln gesprengt werden. So konnten viele Büsche und Bäume ins Mauerwerk eindringen und bevorzugt in Fenstern und Nischen wachsen. Vor allen weiteren Maßnahmen war es wichtig, das Mauerwerk vor diesen, die Struktur schädigenden Gehölzen zu schützen. So starteten 2017 gemeinsame Aktionen von Stadt und Bürgerschaft, um das zugewachsene Mauerwerk zu entholzen. 

Schon 2014 hatte die Stadt Königstein ein Gutachten zum Umgang mit dem Grün auf der Burganlage in Auftrag gegeben. Diese Aufgabe übernahm das Burgenbüro Dr. Strickhausen.

Burgpflegewerk weit über den Denkmalschutz hinaus 

Das Besondere am Burgpflegewerk der Burg Königstein ist, dass es den Naturschutz mit einbezieht. Ein Punkt, der bei der Sanierung historischer Gebäude in der Regel keine maßgebliche Rolle spielt. Ein Blick über den reinen Denkmalschutz hinaus zeigt jedoch, dass Burgen eine wichtige Aufgabe erfüllen. Mit ihren großen, der Sonne preisgegebenen Steinflächen sind sie natürlichen Felsen vergleichbar. Dadurch werden sie von ganz speziellen Tieren und Pflanzen besiedelt, die in Wald und Feld nicht zu finden sind. Laut Dr. Gerd Strickhausen, dem Leiter des DBU-Projektes, zerstört ein fortschreitender verholzender Bewuchs wichtige Biotope an und auf den Burgmauern: „Die Burgruine verliert ihre Eignung als Rückzugsraum für seltene Tiere und Pflanzen. Denn auf den sonnenerwärmten Steinen fühlen sich ganz andere Arten heimisch als auf schattigen, bewaldeten Flächen.“ 

So hilft im Rahmen des Burgpflegewerks auch eine Ziegenherde dabei, das Wachstum von Sträuchern und Bäumen vor den Burgmauern einzudämmen. Eine Freifläche zwischen den Mauern und angrenzenden Bäumen soll als Schutzzone wirken. Sie verhindert, dass ein bis dicht an die Mauern heranreichender Bewuchs aus verholzenden Pflanzen auf die Mauern übergreifen kann.

Es sind hingegen gerade die seltenen, sich auf freiliegenden Steinflächen ansiedelnden Arten, die sich gut mit den Bedürfnissen des Mauerwerks in Einklang bringen lassen. Dementsprechend ist für Dr. Strickhausen grün nicht gleich grün: „Moose und Flechten sowie Gräser und Kräuter lassen sich gezielt einsetzen, um das Mauerwerk zu stärken.“ Dieser Bewuchs wirkt wie eine Isolierung gegen schädliche thermische und hygrische (Feuchtigkeit und Niederschläge umfassende) Spannungsspitzen. Das Schutzpotenzial von nicht verholzendem Bewuchs haben wissenschaftliche Untersuchungen ergeben, die ebenfalls von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert wurden. Die passenden Arten für die Mauerkronen von Burg Königstein hat der Dipl.-Biologe Dietmar Teuber vom Büro Plantago für botanische Gutachten aus Gießen empfohlen. Unter anderem kam hier das Zypressen-Schlafmoos zum Einsatz.

Die passende Grundlage für Moose und Flechten 

Entsprechende Versuchsreihen zum Zusammenspiel der Materialien hat das Burgenbüro Dr. Strickhausen gemeinsam mit dem Institut für Steinkonser­vierung (IFS e.V.), Mainz, und dem Mörtelhersteller tubag durchgeführt. tubag hat über die letzten Jahrzehnte die eigene Mörteltechnologie immer weiter verfeinert und auf die unterschiedlichen Anforderungen von historischen Baudenkmälern abgestimmt. Als Fugenmörtel stehen verschiedene Produkte zur Auswahl, deren Rezeptur zudem für das Mauerwerk und den Einsatzort modifiziert werden kann. Für Mauerkronen wird der Mörtel beispielsweise wasserabweisender eingestellt, da das Wasser dort deutlich langsamer abfließen kann als an den Wänden. In einer ersten Testreihe, die im Herbst 2017 startete und bis in den Frühling 2018 lief, wurden Musterflächen mit drei Mörtelarten und unterschiedlichen Moosen und Flechten angelegt. 

Bei den drei Fugenmörteln handelt es sich um einen Trass-Kalk Fugenmörtel (TKF M2,5), einen historischen Fugenmörtel mit natürlich hydraulischem Kalk als Bindemittel (NHL-F) und einen historischen Fugenmörtel mit formuliertem Kalk als Bindemittel (FL-F). Der NHL-F mit dem hydraulischen Kalk wird häufig von Denkmalschützern eingesetzt, weil er den historisch verwendeten Mörteln sehr nahekommt. Er braucht allerdings deutlich länger, um zu carbonatisieren, als die beiden anderen Varianten und verfügt, wenn er fest geworden ist, über eine geringere Endfestigkeit. Für passendes, weicheres Mauerwerk ist dies genau richtig, aber auf Mauerkronen setzt tubag den NHL-F in der Regel nicht ein. Auch auf Burg Königstein konnte er sich nicht durchsetzen.

Formulierter Kalk positioniert sich zwischen Trass-Kalk und NHL Mörtel 

Im Gegensatz zu dem bewährten Trass-Kalk Mörtel ist der FL-FMörtel mit formuliertem Kalk eine relativ neue Entwicklung. FL-Kalk ist ein normiertes Kalkbindemittel für die Sanierung historischer Bausubstanz mit hohem Calciumhydroxid-Anteil. Das Besondere ist die CE-Kennzeichnung für FL-Kalk. Hier muss genau angegeben werden, welche Bestandteile enthalten sind. Formulierter Kalk erhärtet sowohl hydraulisch als auch karbonatisch. Er verfügt über ein ausgeglichenes Verhältnis von Festigkeit und Geschmei­digkeit. Dieses lässt sich über die Rezeptur in die eine oder andere Richtung verschieben. In der Regel liegt der formulierte Kalk mit beiden Eigenschaften zwischen dem Trass-Kalk und dem NHL. Der formulierte Kalk von tubag enthält neben einem großen Anteil an natürlich hydraulischem Kalk auch einen Anteil an rheinischem Trass, der mindestens 25 Prozent beträgt. Für Denkmalschützer ist der FL-Kalk deswegen besonders interessant, weil er auch zementfrei eine doppelte Frühfestigkeit im Vergleich zum NHL erzielen kann. Damit ist er noch im Herbst einsetzbar, wenn man den NHL nicht mehr verwenden kann. Dieser würde aufgrund der Kürze der Zeit bis zum Frost nicht mehr rechtzeitig vollständig carbonatisieren.

Der Trass-Kalk-Fugenmörtel und der Mörtel mit formuliertem Kalk zeigten sich nach dem letzten Winter beide als mögliche Kandidaten für weitere Versuche. Mörtel und Steine weisen bei beiden Varianten einen festen Zusammenhalt auf. Die versuchsweise aufgebrachten Moose und Flechten sind nach dem Winter jedoch teilweise verschwunden. Dr. Strickhausen vermutet, dass der verwendete Biokleber aus Guarkernmehl nach dem Aufbringen im Herbst nicht mehr genug Sonnentage bekam, um vollständig durchzutrocknen. So konnte er nicht alle Moosteile halten. Mit den gewonnenen Erkenntnissen ging die Versuchsreihe im April 2018 mit angepassten Klebern und Substratmischungen in die zweite Runde. Auf die verschieden vermörtelten Bereiche der Mauerkronen kam entweder eine Substratschicht oder ein Kleber. Der Kleber wurde nur als ganz dünner Film mit einem Quast aufgetragen. Die Substratschicht liefert den Moosen und Flechten einen besseren Nährboden als der reine Kleber. Doch in dieser Schicht dürfen sich keine verholzenden Sämlinge ansiedeln. Deswegen sollte das Substrat eine Dicke von rund 2 cm nicht überschreiten.

Die richtige Zusammenstellung des Substrats hat das Institut für Steinkonservierung in Vorversuchen ermittelt. Als erfolgversprechendstes Rezept erwies sich eine Mischung aus feinkörnigem Bims, mit Stroh versetztem Baulehm, Zellulose und dem Kleber aus Guarkernmehl. Die Ideen für die Verwendung von Kleber und Substrat entwickelte das IFS basierend auf einer im GaLaBau verwendeten Anspritzbegrünung. Auf den entsprechend vorbereiteten Mauerkronen brachten Dr. Strickhausen und sein Team dann unterschiedliche Pflanzenmischungen auf. Neben den von Dipl.-Biologe Teuber auf Kalksteinfelsen gesammelten Moosen kamen hier auch zugekaufte Varianten von Moosen und zertifizierte Pflanzenmischungen zum Einsatz. Moose und Flechten werden lediglich mit der Hand auf Kleber oder Substrat angedrückt. Die Moose wurden dafür zuvor in relativ kleine Stücke geschnitten. Diese Prozedur hinterlässt keine bleibenden Schäden, da sich auch aus den kleinen Teilen wieder lebensfähige Pflanzen entwickeln. Nach dem Aufbringen aller Schichten musste der Kleber einmal komplett durchtrocknen, um seine volle Wirkung zu entfalten. Deswegen schützt ihn für die ersten Tage eine kleine Einhausung mit einem wetterbeständigem Flies. Nun beobachtet das Projektteam, auf welchen Flächen sich die Moose und Flechten dauerhaft halten können und zu wachsen beginnen.

Die ersten Moose haben sich angesiedelt 

Naturschutz und Denkmalschutz gehen auf Burg Königstein Hand in Hand. Sind die Mauern saniert und vor verholzendem Bewuchs geschützt, bieten sie ganz speziellen Tieren und Pflanzen einen Lebensraum, welche in anderen Ökosystemen kein Zuhause finden. Durch ein Monitoring wird das Zusammenspiel auf den verschiedenen Musterflächen beobachtet und ausgewertet. Zunächst steht das Ansiedeln des Bewuchses im Vordergrund. Darüber hinaus soll das Projekt Aufschluss geben, ob eine Mauerkronen-Sanierung unter Einbeziehung von ausgewähltem „Grün“ auch aus der Sicht des Denkmalschutzes Vorteile gegenüber einer herkömmlichen Sanierung zeigt. Sonden helfen dabei, die Temperatur und Feuchtigkeit im Mauerwerk mit und ohne Bewuchs zu vergleichen. Lassen sich Unterschiede messen, und bleibt das Mauerwerk unter einer Moosschicht besser intakt als vergleichbares Mauerwerk ohne Bewuchs? Halten Moose und Flechten Temperaturspitzen und hohe Feuchtigkeitsbelastungen vom Mauerwerk fern?

Bis zum Ende des Jahres 2018 konnte eine ganze Reihe an Daten gesammelt werden. Der sehr trockene Sommer hatte allerdings deutliche Auswirkungen auf die Versuche. Den kleinen Keimlingen der Pflanzenmischungen gelang es unter diesen Umweltbedingungen nicht, sich auf den Mauerkronen anzusiedeln. Die Moose auf den Substratschichten hingegen haben die Trockenheit gut überstanden. Mit Beginn des feuchteren Wetters im Spätherbst fingen sie an zu wachsen. Gleichzeitig zeigte sich jedoch, dass die Moose, die ohne Substratschicht nur mit einem Kleber auf die vermörtelten Mauerkronen aufgebracht wurden, sehr empfindlich auf einen mörteltypisch hohen pH-Wert reagierten. In den für die Ansiedlung der Moose wichtigen Punkten ließen sich dabei keine relevanten Unterschiede zwischen Flächen mit Trass-Kalk-Mörtel und solchen mit FL-Mörtel festmachen. Auf beiden Mörtelvarianten konnte sich kein direkt geklebtes Moos entwickeln. Hier müssen in den kommenden Jahren weitere Versuche zeigen, wie die Moose reagieren, wenn der pH-Wert langsam absinkt. Denn dass sich die Moose direkt auf Mauerkronen ansiedeln können, zeigen die vielen Stellen auf der Burg mit natürlichem Moosbewuchs. Die Flächen mit einer Substratmischung erwiesen sich jedoch als sehr vielversprechend. 

Auch die Prüfung von Feuchtigkeits- und Temperaturverläufen im Mauerwerk hat zu den ersten Ergebnissen geführt. Dabei zeigte sich allerdings, dass Feuchtigkeitsänderungen schwer zu bestimmen sind. Selbst in einem so trockenen Jahr wie 2018 war in der Brüstungskrone der erdberührten Mauer stets eine große konstante Feuchtigkeit vorhanden. Etwaige Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts lagen dabei außerhalb der Messmöglichkeiten. Die Temperaturmessungen hingegen bestätigten schon nach kurzer Zeit die positiven Erwartungen. Sie belegen eine Dämpfung des Temperaturverlaufs in der Mauerkrone unter dem Moos. Um zu allgemeingültigeren Ergebnissen zu kommen, sollen die Messdatenreihen jedoch zunächst über einen längeren Zeitraum und verschiedene Jahreszeiten hinweg verfolgt werden.