Übersicht

Dieser Artikel ist für Menschen, die Ideen zum Einsatz einer Wärmebild-Kamera haben, aber wenig Erfahrung mit Thermografie haben:
Welche Möglichkeiten gibt es?
Was geht, was geht nicht?
Was sind die Vor- und Nachteile Thermografie-Aufnahmen?
Kann man in der Wand verlegte Heizungsrohre oder Leitungen einer Fußbodenheizung damit sichtbar machen?
Mehr dazu in diesem Artikel.

Wärmebildkamera mieten
Wärmebildkamera

Was ist Thermografie?

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

Mit einer Wärmebildkamera können unterschiedlich warme Gegenstände oder unterschiedlich warme Bereiche sehr einfach sichtbar gemacht werden, Deshalb ist eine Wärmebildkamera gut geeignet, um

  • Wärmebrücken (das heißt Bereiche mit großem Wärmeverlust und damit kalte Stellen im Haus) sichtbar zu machen
  • verdeckt verlegte Heizungsrohre oder
  • Leitungen einer Fußbodenheizung zu finden,
  • Mängel in der Wärmedämmung von Heizungsanlagen zu identifizieren,
  • ungedämmte Rolladenkästen oder
  • Wärmebrücken durch Fensterstürze, Geschossdecken und undichte Fugen zu entdecken,

Thermografie kann aber noch viel mehr:

Einsatzmöglichkeiten einer Wärmebildkamera

Mit Thermografie lassen sich aber auch elektrische Geräte überprüfen, auch kann die Kamera helfen “Stromfresser” wie z.B. warme Steckernetzteile und Geräte im Standby-Betrieb einfach zu erkennen: Die entstehende Abwärme verrät den permanenten, schleichenden Stromverbrauch.

Eben weil eine Wärmebildkamera unsichtbares sichtbar macht, ist es sehr interessant und lohnend, abgesehen von der “professionellen Anwendung”, 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 zwei Fotos im sichtbaren Spektrum:
    Wasserfässer mit unterschiedlichem Füllstand
     Wasserfässer

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

     

    Wartung oder Inspektion einer Photovoltaikanlage mit einer Wärmebildkamera

    Eine Photovoltaik-Anlage erzeugt Solarstrom – aber ob alle Photovoltaik-Module wirklich ihren Dienst tun, ist unklar: Ist eine größere Anzahl von Photovoltaik-Generatoren auf dem Dach installiert, dann fällt es unter Umständen nicht auf, wenn ein Generator nicht richtig funktioniert.

    Photvolatik Anlage
    Photovoltaik-Anlage im sichtbaren Spektum

    Mit der Thermografie kann ein Photovoltaik-Modul sichtbar gemessen werden, dass wenig oder keinen Solarstrom liefert: Ein Photovoltaik-Modul, dass weniger Strom liefert als andere Module heizt sich in der Sonne stärker auf im Vergleich zu einem Modul, das Strom liefert. Die “funktionierenden” Photovoltaik-Module sind also kälter als diejenigen, die nicht funktionieren.

    In der Thermografie-Aufnahme ist zu sehen, dass der 2.Photovoltaik-Generator von rechts deutlich wärmer ist als der Photovoltaik-Generator ganz rechts.

    Thermografie einer Photovoltaikanlage
    Photovoltaik durch eine Wärmebildkamera betrachtet

    Dies mag auf den ersten Blick paradox erscheinen, ist aber leicht erklärbar: Ein Photovoltaik-Modul erzeugt einen elektrischen Strom. Mit diesem Strom kann an anderer Stelle z.B. Wärme erzeugt werden. Über den Solarstrom wird also “Wärme abgeführt”. So ist leicht nachvollziehbar, dass ein identisches Photovoltaik-Modul, das keinen Solarstrom erzeugt, sich im Vergleich zu einem Strom erzeugenden Photovoltaik-Modul stärker aufwärmt.

    Schimmel oder feuchte Wände – mit einer Wärmebildkamera erkennbar?

    Schimmelpilze an der Wand oder der Decke entstehen durch Feuchtigkeit. Eine Thermografiekamera 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

    Inbesondere 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.

    Auffinden von verdeckt verlegten Heizungsrohren oder Leitungen einer Fußbodenheizung mit einer Wärmebildkamera

    Prinzipiell können auch verdeckt verlegte Heizungsrohre im Wärmebild sichtbar gemacht werden. Wie gut sich verdeckte Heizungsrohre oder Leitungen einer Fußbodenheizung im Wärmebild tatsächlich zeigen lässt sich aber schwer vorhersagen, da dies vom Einbau abhängig ist: Um so tiefer das Rohr verlegt ist, um so schlechter zeichnet es sich im Wärmebild ab. Um dies zu verdeutlichen konstruiere ich einmal zwei hypothetische Extremfälle:

    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. Wo genau – das ist vorab kaum zu sagen.
    Aus meiner Erfahrung ist es wahrscheinlich, dass Sie Ihre Heizungsrohre im Wärmebild sehen – versprechen kann ich dies allerdings nicht. Sollten auf Anhieb keine Rohre zu erkennen sein, dann empfehle statt der Automatik ich den Anzeige-Temperaturbereich manuell einstellen, da sich durch manuelle Einstellung eine viel bessere thermische Auflösung erzielen lässt.

    Ist die Bedienung der Wärmebildkamera schwierig?

    Die Bedienung der Kamera ist auch für Ungeübte kein Problem. Die Kamera wird zusammen 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?

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

    Um so größer der Temperaturunterschied zwischen Innen und Außen ist, um so 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 Nachteile hat Thermografie von Gebäuden?

    Wie bei jedem Messverfahren gibt es auch bei der Thermografie ein paar Spaßbremsen. Aber auch hier gilt: Problem erkannt, Problem gebannt! Ich möchte Sie hier auf die Limitierungen hinweisen, damit Sie sich selbst ein (Wärme- ;-)Bild machen und diese typischen Fehler vermeiden können.
    Dieser Absatz ist noch nicht fertig, Erweiterung kommt in Kürze!

    Technische Limitierungen:

    • Mangelnde Temperaturunterschiede
    • Reflektierende Oberflächen: Fensterscheiben und metallische Oberflächen (insbesondere glänzende, polierte Metallteile wie z.B. Zierleisten oder der Kühlergrill von Autos) aber auch glatte Oberflächen wie Fliesen reflektieren Wärmestrahlung der Umgebung, ähnlich einem Spiegel.
    • Die (berührungsfrei) gemessene Temperatur ist meist ungenauer als mit berührenden Verfahren

    Typische Interpretationsfehler:

    • 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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