Historische Musikinstrumente erlauben authentische Einblicke in die Kultur- und Technikgeschichte. Diese zum Teil jahrhundertealten Stücke zu erhalten, stellt Museen und Sammlungen vor besondere Herausforderungen. Sie bekommen nun wissenschaftliche Hilfe aus dem Bauingenieurwesen. Statiker der TU Dresden wollen im Rahmen eines DFG-Projektes modellieren, wie genau Klimaschwankungen und mechanische Beanspruchungen sowie deren Wechselwirkungen den wertvollen Instrumenten schaden. Darüber hinaus wollen sie herausfinden, ob und unter welchen Voraussetzungen sie noch gespielt werden können. Die Wissenschaftler des Instituts für Statik und Dynamik der Tragwerke um Prof. Michael Kaliske kooperieren dazu mit dem Institut für Baustoffe der ETH Zürich, dem Händel-Haus in Halle/Saale und dem Musée d’Ethnographie in Genf.

In dem Projekt mit dem Titel „Modellierung und Charakterisierung des Strukturverhaltens historischer Kulturgüter aus Holz unter hygro-mechanischer Beanspruchung“ geht es neben den alten Musikinstrumenten auch um historische Möbelstücke. Konkret untersucht werden ein Bauernschrank und eine Truhe aus dem 18. bzw. 19. Jahrhundert aus dem Museum in Genf. Schwankungen bei Luftfeuchtigkeit und Temperatur können dem Material zusetzen. Mechanischen Belastungen sind die Möbel – wenn sie im Museum stehen – in der Regel jedoch nicht ausgesetzt. Daher ist die Abbildung der Einflüsse und ihrer Wirkung mit einer Modellierung am Computer noch relativ einfach umzusetzen. Komplizierter wird es bei zwei Flügeln, die beide Ende des 18. Jahrhunderts gebaut wurden und heute im Händel-Haus in Halle an der Saale stehen. Denn nicht nur die komplizierte Geometrie der Instrumente und die Vielfalt der verwendeten Materialien mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften stellen die Ingenieure vor eine komplexe Aufgabe. Dazu kommen enorme mechanische Beanspruchungen, vor allem der Zug der Saiten.

Erste Untersuchungen zu den Musikinstrumenten hatte das Institut für Statik und Dynamik der Tragwerke der TUD bereits in einem Vorgängerprojekt von 2009 bis 2011 vorgenommen und dabei festgestellt: Die Aufgabe, das sogenannte Tragverhalten der historischen Objekte realitätsnah zu simulieren, ist extrem komplex und der Forschungsbedarf sehr groß. Neben den Modellierungen der Dresdner Wissenschaftler werden die Schweizer Kooperationspartner von der ETH Zürich im experimentellen Teil des Projekts die spezifischen Materialeigenschaften untersuchen. Neben den Hölzern stehen vor allem die damals üblichen Klebstoffe und Beschichtungen im Focus. Am Ende wollen die Forscher nicht nur verstehen, welche Beanspruchungen zu welchen Schäden führen, sondern auch Grenzwerte festlegen und Empfehlungen für die Aufbewahrung und Nutzung der historischen Holzobjekte formulieren.

Das Projekt wird über 36 Monate von der DFG gefördert. An der TU Dresden wird ein Doktorand die Modellierung im Rahmen der Promotion übernehmen.

Claudia Kallmeier