Die Yungang-Grotten, ein Weltkulturerbe, das über 1500 Jahre Wind und Wetter getrotzt hat, verfügen nun über ein „intelligentes Nervensystem", das ihren eigenen Gesundheitszustand „erfühlen" kann – das erste chinesische System zur Überwachung und intelligenten Regelung von Kondenswasser im Inneren von Höhlentempeln wurde kürzlich in den Yungang-Grotten in Shanxi fertiggestellt und hat die Abnahme bestanden. Damit wurde erstmals das weltweite Problem des „unsichtbaren, ungenau messbaren und unbehandelbaren" Kondenswassers im Gesteinsinneren gelöst.

Kondenswasser – der „unsichtbare Killer" von Höhlenkulturdenkmälern

Die Yungang-Grotten wurden in einen Sandsteinfelsen gehauen. Seit über 1500 Jahren ist Wasserschädigung der Hauptfaktor, der die Sicherheit der Grotten bedroht. Dabei ist Kondenswasser besonders heimtückisch und verursacht große Schäden: Wenn die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in den Höhlen bestimmte Bedingungen erreichen, kondensiert die Feuchtigkeit in der Luft zu flüssigem Wasser an den Höhlenwänden und in den Gesteinsporen. Dieses Kondenswasser durchfeuchtet wiederholt die Gesteinsoberfläche, löst Mineralsalze und beschleunigt die Verwitterung, das Ausblühen und Abblättern des Sandsteins, was zu irreversiblen Schäden an den steinernen Kulturdenkmälern führt.

Lange Zeit konnte die Denkmalpflegebranche nur Kondenswasser auf der Gesteinsoberfläche überwachen und behandeln. Für die „unsichtbare Bedrohung" des Kondenswassers im Gesteinsinneren fehlten wirksame Behandlungsmethoden. Wie man den Feuchtigkeitszustand im Gesteinsinneren präzise „sehen" und intelligent regeln kann, ist eine gemeinsame Herausforderung für den globalen Höhlenschutz.

Drei zentrale technologische Durchbrüche für „klar sehen, genau messen, gut behandeln"

Am 23. Juli 2026 wurde das von der Wissenschafts- und Technologieabteilung der Provinz Shanxi geförderte und von der Provinzverwaltung für Kulturerbe Shanxi organisierte bedeutende Wissenschafts- und Technologieprojekt der Provinz Shanxi „Schlüsseltechnologieforschung zur Überwachung und Behandlung von Kondenswasser im Inneren von Steinobjekten der Yungang-Grotten" (ein Projekt des „Herausforderungsprogramms") offiziell am Yungang-Forschungsinstitut abgenommen. Die Gesamtkosten des Projekts betragen 7,41 Millionen Yuan, was es zu einem der am stärksten geförderten Forschungsprojekte im Bereich des Kulturerbes in der Provinz Shanxi macht.

Das Projekt wurde von der Shanghai-Universität geleitet, in Zusammenarbeit mit dem Yungang-Forschungsinstitut, der China-Universität für Geowissenschaften (Peking) und der Beijing Yuanzhen Online Monitoring Technology Co., Ltd. durchgeführt. Nach dreijähriger gemeinsamer Forschung gelang dem Team erstmals die Lösung der technischen Probleme des „unsichtbaren, ungenau messbaren und unbehandelbaren" Kondenswassers im Gesteinsinneren.

Durchbruch 1: Klar sehen – Zerstörungsfreie KI-Prüfung ermöglicht „Durchleuchtung" des Gesteins ohne Bohrungen

Das Team entwickelte eine neuartige, zerstörungsfreie KI-Prüftechnologie, die ohne Probenentnahme oder Bohrungen die Porenstruktur und Mineralzusammensetzung des Sandsteins quantitativ identifizieren und die Bildungstiefe des Kondenswassers im Gesteinsinneren präzise bestimmen kann.

Diese Technologie schließt eine Lücke in China und ermöglicht eine „nicht-invasive Durchleuchtung" des Feuchtigkeitszustands im Gesteinsinneren – wie ein „CT-Scan" für die Grotten, der die Verteilung und Bewegungsgesetze des Kondenswassers präzise erfasst, ohne die Kulturdenkmäler zu beschädigen.

Durchbruch 2: Genau messen – Vollflächiges Mikroumgebungs-Überwachungssystem reduziert Messpunkte um 80 %

Das Team baute das erste chinesische, minimalinvasive Vollflächen-Mikroumgebungs-Überwachungssystem für große Höhlentempel auf. Unter der Voraussetzung der Sicherheit der Kulturdenkmäler und der uneingeschränkten Besichtigung durch Touristen wurden die Überwachungspunkte im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen um über 80 % reduziert.

Das System hat insgesamt 46,67 Millionen Umweltdatensätze gesammelt und ermöglicht eine vollständige, rund um die Uhr Überwachung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftströmung und Gesteinsstruktur in den Höhlen. Gleichzeitig baute das Team eine hochpräzise Simulationsplattform auf, deren Vorhersagegenauigkeit für Temperatur und Luftfeuchtigkeit deutlich über den branchenüblichen Standards liegt und eine frühzeitige Warnung vor verstecktem Kondenswasser im Gesteinsinneren ermöglicht.

Durchbruch 3: Gut behandeln – „3+1-stufiges" adaptives intelligentes Behandlungssystem

Das Team entwickelte innovativ ein „3+1-stufiges" adaptives intelligentes Behandlungssystem, das natürliche Belüftung, Zwangsbelüftung, Entfeuchtungsregelung und Graphen-Temperaturregelung integriert. Das System kann basierend auf Echtzeit-Überwachungsdaten automatisch die Risikostufe für Kondenswasser bestimmen und dynamisch die optimale Behandlungsstrategie zuweisen – von natürlicher Belüftung über Zwangsbelüftung bis hin zu aktiver Entfeuchtung und präziser Graphen-Temperaturregelung, wodurch ein mehrstufiger, adaptiver Regelkreis entsteht.

Das System wurde bereits in den Höhlen 9 und 10 der Yungang-Grotten als Demonstrationsanwendung eingesetzt. Die Wirksamkeit der Kondenswasserbehandlung ist bemerkenswert und übertrifft die im Aufgabenheft festgelegten Bewertungsindikatoren.

Paradigmenwechsel von „Erfahrungsbasiert" zu „Datengesteuert"

Das Projekt konzentrierte sich nicht nur auf die technologische Entwicklung, sondern legte auch großen Wert auf die Grundlagenforschung – durch die Untersuchung der Wechselwirkungskopplungsmechanismen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftströmung und Gesteinsstruktur in den Höhlen, kombiniert mit der Analyse der Porenstruktur und Mineralzusammensetzung des Sandsteins, wurde der Bildungsmechanismus von Kondenswasser und seine schädigende Wirkung auf die steinernen Kulturdenkmäler aufgeklärt.

Diese vollständige technologische Kette von „Mechanismusforschung – Überwachung und Erfassung – intelligente Entscheidungsfindung – präzise Regelung" markiert den Übergang des Höhlenschutzes vom traditionellen, auf Expertenwissen basierenden Modell zu einer neuen, datengesteuerten intelligenten Phase. Die Abnahmekommission des Projekts bewertete, dass das Projekt „einen technologischen Durchbruch bei einem großen Problem des Höhlenschutzes erzielt hat und von großer Bedeutung für die Förderung der technologischen Innovation im Denkmalschutz und den Aufbau der Yungang-Wissenschaft ist".

Ausgehend von Yungang: Schutz weiterer Jahrtausende alter Zivilisationen

„Reproduzierbare Lösung" für Chinas Höhlentempel

China verfügt über 2155 Höhlentempel und 3831 Felsreliefs, die über das ganze Land verteilt sind. Die überwiegende Mehrheit dieser Höhlen ist in unterschiedlichem Maße von Wasserschäden bedroht. Das System zur Überwachung und intelligenten Regelung von Kondenswasser in den Yungang-Grotten hat einen reproduzierbaren und übertragbaren technischen Gesamtplan für die Behandlung von Kondenswasser in Höhlen geschaffen.

Das Projektteam gab an, dass es im nächsten Schritt die Umsetzung und Verwertung der Forschungsergebnisse vorantreiben und diesen technischen Plan auf andere große Höhlentempel und ähnliche Kulturdenkmäler übertragen wird. Von den Mogao-Grotten in Dunhuang über die Dazu-Felsreliefs, von den Longmen-Grotten bis zu den Maijishan-Grotten – dieser „Yungang-Plan" hat das Potenzial, zur standardisierten technologischen Vorlage für den Schutz chinesischer Höhlentempel zu werden.

Technologischer Paradigmenwechsel im Schutz von Steinobjekten

Die Bedeutung dieser Technologie geht über die reine Kondenswasserbehandlung hinaus. Kerntechnologien wie die zerstörungsfreie KI-Prüfung, die vollflächige Mikroumgebungs-Überwachung und die adaptive intelligente Regelung können auf viele Bereiche des Denkmalschutzes übertragen werden, wie die Bekämpfung der Verwitterung von Steinobjekten, die Bewertung der Gesteinsstabilität und die Überwachung von Wandmalereischäden, und so den umfassenden Wandel des chinesischen Schutzes von Steinobjekten von der „Rettungskonservierung" zur „präventiven Konservierung" vorantreiben.

Demonstrationsbeispiel für die integrative Innovation von „Technologie + Kulturerbe"

Dieses Projekt ist ein Vorzeigeprojekt für die Umsetzung des wissenschaftlichen Schutzes der Yungang-Grotten und die Förderung des Aufbaus der Yungang-Wissenschaft. Es beweist die Wirksamkeit der interdisziplinären und institutionenübergreifenden Zusammenarbeit – die Denkmalpflegeeinrichtung (Yungang-Forschungsinstitut), die Universitäten (Shanghai-Universität, China-Universität für Geowissenschaften) und das Unternehmen (Beijing Yuanzhen Online Monitoring) haben ihre Kräfte gebündelt, um technologische Innovation zu einer soliden Stütze für den langfristigen Schutz von Kulturdenkmälern zu machen.

Vom „Unsichtbaren" zum „Klar Sichtbaren", vom „Ungenau Messbaren" zum „Präzise Messbaren", vom „Unbehandelbaren" zum „Gut Behandelbaren" – die Fertigstellung des Systems zur Überwachung und intelligenten Regelung von Kondenswasser in den Yungang-Grotten hat den jahrtausendealten Höhlen ein „intelligentes Lebenserhaltungssystem" verliehen, das eigenständig wahrnehmen und intelligent entscheiden kann.

Dies ist nicht nur ein Durchbruch in der Technologie des Denkmalschutzes, sondern auch ein Wandel im Denkmalschutzkonzept: Die Technologie soll die Kontinuität der Zivilisation gewährleisten, damit die vor tausend Jahren geschaffene Bildhauerkunst unter dem Schutz von Daten und Algorithmen weitere tausend Jahre überdauern kann.