Thermografie: So finden Sie Wärmebrücken und Feuchtigkeit im Haus
Wer sein Haus energetisch sanieren möchte, solle vorab die Schwachstellen in Dach und Fassade kennen. Dabei können Aufnahmen des Gebäudes mittels Thermografie helfen. Die Technik kann aber noch deutlich mehr.
Besitzer von älteren Immobilien stehen oftmals vor der Frage, ob sich eine energetische Gebäudesanierung lohnt – etwa in Form einer Dämmung der Fassade, des Daches oder der Modernisierung der Heizungsanlage. Eine fachliche Einschätzung eines Gebäudeenergieberaters erleichtert es, diese Frage eindeutig zu beantworten. Ein wichtiges Hilfsmittel des Experten sind dabei Thermografie-Aufnahmen.
Die Aufnahmen können zum Beispiel Aufschluss darüber geben, an welchen Stellen im Haus besonders viel Wärme verloren geht. Die Thermografie deckt so genannte Wärmebrücken auf. Das sind Stellen in den Bauteilen des Gebäudes, die die Wärme schnell von innen nach außen tragen und somit rascher auskühlen als umliegende Bauteile. Neben Außenaufnahmen der Gebäudehülle oder des Daches wird die Thermografie auch in Innenräumen angewendet.
Verschleiß und Ablagerungen mit Thermografie ermitteln
Nicht nur Wärmebrücken lassen sich mit der Thermografie entdecken. Weitere Einsatzwecke im Gebäudebereich sind unter anderem:
- Feststellung von Schimmel: Gesucht werden kalte Stellen an den Innenwänden, die Feuchtigkeit und somit die Schimmelbildung im Haus begünstigen.
- Schwachstellen im Heizsystem: Eine besonders warme Stelle im Heizkreislauf kann zum Beispiel auf einen verstärkten Verscheiß des Bauteils hindeuten. Möglicherweise ist dieses porös und enthält undichte Stellen wie Risse und Löcher.
- Ablagerungen: Mit der Thermografie lassen sich etwa Ablagerungen in einem Schornstein erkennen. Wenn die untersuchte Stelle im Vergleich zu den umliegenden Bauteilen eine niedrigere Temperatur aufweist, ist dies häufig ein Indiz dafür.
- Verstopfungen: In Rohrsystemen lassen sich die Stellen lokalisieren, an denen der Durch- oder Abfluss gestört ist.
- Bodengutachten: Thermografie wird zum Beispiel auch genutzt, um auf einem Baugrundstück die Bodenbeschaffenheit zu untersuchen. So lassen sich etwa Hohlräume oder Reste einer früheren Bebauung durch die Wärmebilder nachweisen. Das passiert entweder mittels Aufnahme vom Boden oder auch mit Hilfe einer Drohne aus der Luft, die in kurzer Zeit eine große Fläche fotografieren kann.
- Störungen/Defekte: Bei thermografischen Aufnahmen, etwa von Phovoltaikanlagen, lassen sich Abweichungen von der vorgesehenen Leistung durch Temperaturdifferenzen nachweisen.
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So funktioniert die Thermografie
Die Thermografiekamera, die im Sprachgebrauch häufig als Wärmebildkamera bezeichnet wird, nutzt ein bildgebendes Verfahren. Die Oberflächentemperatur des untersuchten Objektes wird mit Hilfe der Intensität der Infrarotstrahlung ermittelt, die von diesem ausgeht. Der Detektor der Kamera muss entsprechend empfindlich für Infrarotlicht in dem für die Messung relevanten Bereich an Wellenlängen sein. Gerade bei weiter entfernten Objekten stellen die eingeschränkten Wellenbereiche sicher, dass die Messung durch die zwischen Objekt und Kamera liegende Atmosphäre weniger verfälscht wird. So lassen sich mit der Thermografie Oberflächtentemparaturen und Temperaturunterschiede zwischen einzelnen Objekten relativ exakt darstellen.
Die Kamera wandelt die gemessene und nicht sichtbare Infrarotstrahlung im nächsten Schritt in elektrische Signale um, die für die bildliche Darstellung genutzt werden. Jede gemessene Temperatur wird in der Aufnahme einer bestimmten Farbe bzw. Helligkeitsstufe zugeordnet. Moderne Wärmebildkameras blenden die Farbskala direkt neben dem Bild ein, damit dem Kunden sofort die Ergebnisse veranschaulicht werden können.
Aus den Aufnahmen lassen sich nicht nur Oberfächentemperaturen, sondern auch Temperaturverläufe und Wärmeströme in und zwischen den Bauteilen des Gebäudes ablesen. Grundsätzlich gilt: Je größer die Temperaturunterschiede der Bauteile sind, desto stärker sind die Wärmeströme.
Passive und aktive Thermografie
Unterschieden wird weiterhin zwischen der passiven und aktiven Thermografie. Gebäudenergieberater nutzen für ihre Messungen in erster Linie die passive Thermografie. Hierbei wird nur die Eigenwärme des Objekts bzw. der Oberfläche untersucht. Die Messung erfolgt berührungslos und ohne Einwirkung von außen. Die Wärmeprozesse innerhalb der Objekte werden somit durch die passive Thermografie nicht verändert.
Bei der aktiven Thermografie wirkt hingegen von außen ein Wärmeimpuls auf das Bauteil ein. Geeignet sind zum Beispiel Heizstrahler, Lampen oder auch Laser. Eingesetzt wird diese Form der Thermografie vor allem im Industriesektor. Nimmt die Wärmeleitfähigkeit an einer bestimmten Stelle ab, kann dies auf einen Produktfehler wie z.B. einen Hohlraum, ein Loch oder ein Riss hindeuten.
Emmissionsgrad von Oberflächen beachten
Ein wichtiges Kriterium für die Berechnung der Ergebnisse der thermografischen Aufnahmen ist der Emissionsgrad der jeweiligen Oberflächen. Dieser gibt an, wie hoch die Strahlung ist, die das Bauteil im Vergleich zu einem idealen Wärmekörper, einem so genannten schwarzen Körper, abgibt. Dieser Wert liegt zwischen 0 (= keine Absorption) und 1 (= 100 Prozent Absorption).
Für die Thermografie ist es von Vorteil, wenn das Bauteil einen Wert nahe 1 erreicht. Denn je höher die Absorption ist, desto stärker ist die von ihm abgegebene Wärmestrahlung, die für die Infrarotmessung entscheidend ist. Im Baubereich weisen viele Materialien wie Holz, Beton oder Glas glücklicherweise einen recht hohen Emissionsgrad auf, der sich im Bereich von 0,9 befindet. Dies erleichtert die Messung erheblich.
Schwierig wird es hingegen, wenn zum Beispiel eine Messung für ein Bauteil mit einer Oberfläche aus Metall durchgeführt werden soll. Das Material besitzt einen niedrigeren Emissionsgrad, so dass die Wärmestrahlung des Objektes entsprechend schwächer ausfällt. Hinzu kommt, dass Metalle (und andere Stoffe mit niedrigem Emissionsgrad) reflektieren. Von außen kommende Wärmestrahlung kann deshalb das Ergebnis der Temperaturmessung der Oberfläche verfälschen.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, durch entsprechende Voreinstellungen an der Wärmebildkamera, die Einflüsse des Emissionsgrads einzuberechnen, um später valide Ergebnisse zu erhalten. Auch eine Nachberechnung am Computer ist möglich. Abweichungen der Messwerte vom tatsächlichen Ergebnis können aber mit diesen Berechnungen nicht ausgeschlossen werden.
Qualifizierte Energieberater richten in sich in der Regel bei ihren Prüfverfahren nach den Richtlinien des Bundesverbandes für Angewandte Thermografie (VATH) oder den gültigen DIN-Normen.
Störfaktoren bei der Thermografie
Die Qualität der Ergebnisse der Thermografie hängt zudem von verschiedenen Umgebungsfaktoren ab, die der Gebäudenergieberater schon im Vorfeld der Messung berücksichtigen sollte.
Dazu zählen zum Beispiel äußere Einflüsse wie das Wetter. Wirkt auf die zu untersuchende Oberfläche etwa über mehrere Stunden Sonnenlicht ein, wird diese dadurch erwärmt. Das Ergebnis der Thermografie-Aufnahme kann dadurch verzerrt werden, wenn die hohe Temperatur als Wärmeverlust der Fassade gedeutet wird. Auch eine hohe Luftfeuchtigkeit oder Wind erschweren die Messung, da die Infrarotstrahlung in der Luft absorbiert werden kann. Zudem sollte vor der Messung darauf geachtet werden, dass Fenster im Haus nicht gekippt sind oder die Heizung in den Wohnräumen übermäßig nach oben oder unten reguliert wird.
Lohnt sich die Anschaffung einer Wärmebildkamera?
Die Kosten für eine hochwertige Thermografie-Kamera sind sehr hoch. Wer ein professionelles Gerät haben möchte, dass sehr genaue Ergebnisse liefert, muss mit mehreren tausend Euro rechnen. Sinnvoller ist es einen Gebäudeenergieberater ins Boot zu holen. Dieser hat nicht nur das nötige Equipment, sondern auch das zugehörige Fachwissen zur Beurteilung der Ergebnisse.
Die Profigeräte sind nicht vergleichbar mit den Wärmebildkameras für den Consumer-Bereich, die heute für wenige hundert Euro zu bekommen sind. Teilweise sind solche Kameras auch schon in so genannten Outdoor-Smartphones integriert. Messungen mit solchen Geräten sind jedoch für verlässliche Aussagen im Bereich der energetischen Gebäudesanierung nicht geeignet. Hier sollte nicht an der falschen Stelle gespart werden.
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