Für wen ist dieser Artikel gedacht?

Diesen Artikel ist für einen schnellen Einstieg in die Thermografie mit einer gemieteten Wärmebildkamera gedacht. Hier möchte ich einige typische Fragen klären, etwa:
Was geht, was geht nicht?
Was sind die Vor- und Nachteile Thermografie-Aufnahmen?
Kann man in der Wand verlegte Heizungsrohre oder Leitungen einer Fußbodenheizung mit Thermografie sichtbar machen?

Mehr dazu in diesem Artikel.

Was ist Thermografie?

Wärmebildkamera mieten

Eine Wärmebildkamera (Infrarotkamera, Thermografiekamera) macht berührungslos Temperaturunterschiede sichtbar. Die Wärmebildkamera erzeugt ähnlich wie normalen Digitalkamera ein Bild, allerdings nicht auf sichtbarem Licht basierend, sondern auf der abgestrahlten Wärme von Gegenständen. Eine Wärmebildkamera zeigt also die sonst unsichtbare Wärmestrahlung, wobei Temperaturunterschiede von einigen zehntel °C aufgelöst werden können. Dieses Verfahren nennt man Thermografie.

Einsatzmöglichkeiten einer Wärmebildkamera

Eine Wärmebildkamera gut geeignet zum sichtbar machen von

  • verdeckt verlegten Heizungsrohren,
  • Leitungen einer Fußbodenheizung,
  • Mängel in der Wärmedämmung von Heizungsanlagen,
  • ungedämmten Rolladenkästen,
  • Wärmebrücken durch Fensterstürze, Geschossdecken und undichte Fugen,

Thermografie kann aber noch viel mehr:

Mit Thermografie kann helfen “Stromfresser” wie Steckernetzgeräte und Geräte im Standby-Betrieb zu erkennen: Die entstehende Abwärme verrät den permanenten, schleichenden Stromverbrauch.

Es sehr interessant und lohnend, mit einer Wärmebildkamera zu “spielen”: Es gibt in der Umgebung viele interessante Dinge zu entdecken. Einiges interessantes möchte ich hier kurz vorstellen.

Dieses Beispiel zeigt zwei Wasserfässer aus Kunststoff mit unterschiedliche Füllstand, hier Fotos im sichtbaren Spektrum:

Wasserfässer
Wasserfässer mit unterschiedlichem Füllstand

Diese beiden Fotos zeigen eine Thermografie der Wasserfässer, das im rechten Foto sind beide Aufnahmen überlagert:

Funktion einer Photovoltaikanlage durch Thermografie überprüfen

Unter Umständen fällt nicht auf, wenn ein Photovoltaik-Modul nicht richtig funktioniert.

Photvolatik Anlage
Photovoltaik-Anlage im sichtbaren Spektrum

Mit einer Wärmebildkamera kann ein Photovoltaik-Modul identifiziert werden, dass wenig oder keinen Solarstrom liefert: Je weniger Strom ein Photovoltaik liefert, desto mehr heizt sich dieses Modul durch die Sonnenstrahlung im Vergleich mit anderen Modulen auf. Die funktionierenden Photovoltaik-Module sind also kälter als diejenigen, die nicht funktionieren.

Thermografie einer Photovoltaikanlage
Photovoltaik durch eine Wärmebildkamera betrachtet

Es erscheint paradox, ist aber leicht erklärbar: Ein Photovoltaik-Modul erzeugt einen elektrischen Strom, der abgeführt wird. Über den Solarstrom wird also eine Leistung = Wärme abgeführt. Diese Leistung steht So ist leicht nachvollziehbar, dass ein identisches Photovoltaik-Modul, das keinen Solarstrom erzeugt, sich im Vergleich zu einem Strom erzeugenden Photovoltaik-Modul stärker aufwärmt: In der Thermografie-Aufnahme ist zu sehen, dass der 2.Photovoltaik-Generator von rechts (=ausgefallen!) deutlich wärmer ist als der Photovoltaik-Generator ganz rechts.

Schimmel oder feuchte Wände – mit einer Wärmebildkamera erkennbar?

Schimmelpilze an der Wand oder der Decke entstehen durch Feuchtigkeit. Eine Wärmebildkamera kann helfen, die Ursachen für Schimmel (-> die Feuchtigkeit) zu finden: Es gibt unterschiedliche Quellen für Feuchtigkeit, Mögliche Ursachen sind z.B.

  • Diffusion direkt aus dem Erdreich
  • Defekte Wasserleitung oder Abfluss im Bereich der feuchten Stelle
  • Undichtes Dach, Regenwasser
  • Kondensation

Insbesondere bei eindringendem Wasser durch z.B. einen defekten Schornsteinanschluss oder eine undichte Stelle im lässt sich im Wärmebild oft gut erkennen: Der  Ausbreitungsweg des Wassers ist auch hinter einer Dampfbremse durch die Abkühlung der Wand an dieser Stelle gut sichtbar.

Leitungen einer Fußbodenheizung oder Heizungsrohre finden

Um Leitungen einer Fußbodenheizung mit einer Wärmebildkamera aufzufinden hat sich diese Vorgehensweise bewährt:

  1. Vermeiden Sie Aufheizung des Fußbodens durch Sonneneinstrahlung. Gegebenenfalls dunkeln Sie den Raum etwa 5-6 Stunden vor Ihrer Messung ab.
  2. Schalten Sie die Fußbodenheizung etwa1 Stunde vor Beginn Ihrer Messung ein.
  3. Betrachten Sie den Fußboden durch die Wärmebildkamera zunächst möglichst großflächig.

Wie gut sich diese Leitungen im Wärmebild tatsächlich zeigen ist vom Einbau abhängig: Je tiefer das Rohr verlegt ist, um so schlechter zeichnet es sich im Wärmebild ab. Um dies zu verdeutlichen konstruiere ich einmal zwei hypothetische Fälle:

  1.  Einmal angenommen, die Leitungen der Fußbodenheizung wären sehr dicht unter dem Fußboden verlegt, vielleicht wenige Millimeter:
    In diesem Fall würden sich die Rohre sehr gut abzeichnen, das würde ein gutes und kontrastreiches Wärmebild ergeben. Sie könnten in diesem Fall sehr einfach und präzise den Verlauf ihrer Leitungen mit der Wärmebildkamera bestimmten.
  2. Einmal angenommen, die Leitungen wären absurd tief (z.B. einige Meter) unter dem Fußboden verlegt:
    In diesem Fall hätten Sie keine Möglichkeit, den Verlauf Ihrer Rohre zu erkennen, egal wie präzise die Wärmebildkamera arbeitet, denn an der Oberfläche würden sich bestenfalls großflächige und kontrastarme Temperaturveränderungen zeigen.

Die Realität liegt irgend wo zwischen diesen beiden Extremfällen.

Ist die Bedienung der Wärmebildkamera schwierig?

Die Bedienung der Kamera ist auch für Ungeübte kein Problem. Die Kameras werdenzusammen mit einer Kurz-Bedienungsanleitung geliefert, so dass Sie innerhalb kurzer Zeit mit der Kamera arbeiten können.
Es ist empfehlenswert (… und auch sehr interessant!) zu Beginn mit der Kamera etwas “herumzuspielen”. Beispielsweise können Sie nach Sonnenuntergang spazieren gehen und sich Ihren Wohnort einmal mit Infrarot-Augen ansehen. Sie erkennen z.B:, ob ein Auto in den letzten Stunden gefahren ist (warmer Motor!) oder ob auf einer Parkbank vor kurzer Zeit jemand gesessen hat. Es ist außerdem interessant zu sehen, wie Sie Ihren Finger- bzw. Handabdruck auf einem Tisch durch die IR-Kamera sehen können, selbst wenn Ihre Hand dort nur wenige Sekunden war. Aber das Wichtigste ist: Mit diesen Experimenten machen Sie sich gleichzeitig mit der Infrarotkamera vertraut. Sie lernen schnell, was geht und was nicht geht.

Infrarot-Bilder vom eigenen Haus: Ist eine bestimmte Wetterlage erforderlich?

Bild-in-Bild 100% Thermografie-Aufnahme

Eine Wärmebildkamera macht Temperaturunterschiede (z.B. durch Wärmebrücken [Kältebrücken] oder undichte Ritzen) sichtbar.

Je größer der Temperaturunterschied zwischen Innen und Außen ist, desto besser!
Bei großen Temperaturunterschieden (z.B. >20°C) zwischen Innen und Außen werden zusätzlich auch Bereiche schwächerer Temperaturunterschiede sichtbar, die an wärmeren Tagen nicht erkennbar wären.

Es ist sinnvoll, viele Wärmebilder bei verschiedenen Wetterlagen zu machen:

a) bei windigem Wetter lassen sich undichte Ritzen, und Lücken in Dämmstoff-Schichten auch hinter Wandverkleidungen von der Innenseite gut erkennen. Diese “zugigen Ritzen” sind bei der “klassischen Gebäudethermografie” von Außen nicht oder kaum sichtbar.
b) Im Sommer oder bei Sonnenschein kann die Wärmedämmung von Innen untersucht werden:
Gerade im Dachbereich kann mit Hilfe der Thermografie bei Sonnenschein ein hervorragendes Ergebnis erzielt werden: Die heißen Dachziegel erwärmen die Luft hinter den Ziegeln – Wind drückt >50°C warme Luft durch Fugen in das Innere es Hauses. Dieser Wetterlage lassen sich Schwächen in der Wärmedämmung sehr gut erkennen, vor allem undichte Fugen werden sehr verräterisch durch durch die durchströmende warme Luft erwärmt und damit sichtbar. ⌣

Im Gegensatz dazu wird die “Klassische” Wärmebild-Aufnahme von Häusern bei ruhiger Wetterlage durchgeführt. Für diese Art der Thermografie von Häusern (Außen-Aufnahmen) gilt deshalb:

a) Das Haus sollte in den letzten ca. 12 Stunden vor Aufnahme beheizt sein. Die Außentemperatur unter 8°C sein (um so kälter, um so besser werden Wärmeverluste des Hauses sichtbar)

b) Die Aufnahmen sollten nachts oder am frühen Morgen gemacht werden, da Sonnenlicht Dach und Wände schnell erwärmt und das Ergebnis verfälscht wird.

c) Dach und Wände sollten nicht durch Regen nass sein.

Mit Außen-Aufnahmen lassen sich z.B. Wärmebrücken wie ungedämmte Rolladenkästen, oder warme Bereiche in Dach und Fassade gut erkennen, ebenso übermäßig warme Bereiche, z.B. durch mangelhaft gedämmte Heizungsrohre in der Außenwand.

Welche Grenzen hat Thermografie von Gebäuden?

Wie bei jedem Messverfahren gibt es auch bei der Thermografie ein paar Spaßbremsen. Ich möchte Sie hier auf die Limitierungen hinweisen, damit Sie sich selbst ein (Wärme- ;-)Bild machen und diese typischen Fehler vermeiden können.

Technische Limitierungen:

  • Mangelnde Temperaturunterschiede:
    Wird ein Gebäude nicht oder zu schwach beheizt, dann zeichnen sich Wärmeverluste schlecht ab.
  • Reflektierende Oberflächen: Fensterscheiben und insbesondere glänzende metallische Oberflächen, aber auch glatte Oberflächen wie manche Fliesen reflektieren Wärmestrahlung der Umgebung, ähnlich einem Spiegel. Siehe Bild rechts: Reflexion der Wärmestrahlung in einer Fensterscheibe
  • Die (berührungsfrei) gemessene Temperatur ist meist ungenauer als mit berührenden Verfahren

TInterpretationsfehler:

  • Wärmebilder zeigen die Oberflächentemperatur eines Bauteils, unabhängig davon aus welchem Grund das Bauteil eine bestimmte Wärme hat. So ist es z.B. möglich, dass eine durch Sonnenlicht erwärmte Fläche fälschlicherweise als Wärmebrücke erkannt wird.
  • Unterschiedliche Werkstoffe haben unterschiedliche Wärmespeicher-Eigenschaften. Selbst längere Zeit nach Sonnenuntergang kann die Oberflächentemperatur deshalb variieren, obwohl kein unterschiedlicher Wärmedurchgangs-Widerstand (u-Wert) besteht.
  • Unterschätzen des Wärmeverlustes von “kalten” Oberflächen: Um so wärmer eine Oberfläche ist, um so größer ist deren Wärmeverlust – pro Quadratmeter! Das bedeutet: Eine große, “kalte” Oberfläche kann größere Wärmeverluste verursachen, als eine “warme”, aber kleine Oberfläche. Beispiel: Sind auf einem W&quml;rmebild eines Hauses warme (ungedämmte) Rolladenkästen und eine relativ kühle Fassade zu sehen, dann kann der absolute Wärmeverlust der Fassade trotzdem größer sein als der Wärmeverlust der Fenster – die Fassade ist viiiel größer!

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