Thermografie, Wärmebildkamera zur Miete

Thermografie – Wärmebilder selbst machen

Für wen ist dieser Artikel gedacht?

Diesen Artikel ist für einen schnellen Einstieg in die Thermografie mit einer gemieteten Wärmebildkamera gedacht:
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.

Dieses Beispiel zeigt zwei Wasserfässer aus Kunststoff mit unterschiedlichem 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:

Ist eine Wärmebildkamera für Anfänger geeignet?

Die Bedienung der Kamera ist auch für Ungeübte problemlos möglich. Die Kameras werden zusammen mit einer Kurz-Bedienungsanleitung geliefert, sodass Ihnen ein schneller Einstieg gelingt.
Es ist empfehlenswert, interessant und lohnend, zu Beginn mit der Kamera etwas zu “spielen”:
Vielleicht möchten Sie nach Sonnenuntergang spazieren gehen und sich Ihren Wohnort einmal mit Infrarot-Augen ansehen? Sie können erkennen, ob ein Auto in den letzten Stunden gefahren ist 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.
Mit solchen Experimenten machen Sie sich gleichzeitig mit Ihrer Infrarotkamera vertraut und Sie lernen schnell, was geht und was nicht geht.

Einsatzmöglichkeiten einer Wärmebildkamera

Bei Gebäuden ist eine Wärmebildkamera gut geeignet zum sichtbar machen von

  • Verdeckt verlegte Heizungsrohre,
  • Leitungen einer Fußbodenheizung,
  • Mängel in der Wärmedämmung von Heizungsanlagen,
  • Wärmebrücken wie ungedämmten Rollladenkästen,
  • Wärmebrücken durch Fensterstürze, Geschossdecken und undichte Fugen,
  • “Stromfresser” wie Steckernetzgeräte und Geräte im Standby-Betrieb zu erkennen: Die entstehende Abwärme verrät den permanenten, schleichenden Stromverbrauch.

Einiges interessantes möchte ich hier kurz vorstellen.

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-Modul 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, mit dem Energie = Wärme abgeführt wird. 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 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.

Heizungsrohre oder Leitungen einer Fußbodenheizung finden

Leitungen einer Fußbodenheizung und Heizungsrohre lassen sich mit einer Wärmebildkamera in der Regel gut sichtbar machen. Je dichter die Rohre unter der Fußbodenoberfläche verlegt sind und je größer die Temperaturdifferenz ist, desto kontrastreicher zeichnen sie sich im Wärmebild ab. Die hier gezeigten Bilder wurden mit dieser Wärmebildkamera erstellt.

Tipps für Ihre Thermografie:

  • Vermeiden Sie Aufheizung des Raumes und des Fußbodens durch Sonneneinstrahlung. Gegebenenfalls den Raum etwa 5 bis 6 Stunden vor Ihrer Messung abschatten oder Messung zu einer geeigneten Tageszeit, etwa am frühen Morgen, durchführen.
  • Schalten Sie die Fußbodenheizung mindestens 1 Stunde vor Beginn Ihrer Messung ein.
  • Zum Markieren der Positionen von Heizschleifen arbeiten Sie am besten zu zweit.

Wie kontrastreich sich Heizungsrohre im Wärmebild tatsächlich zeigen, ist von deren Einbau abhängig: Heizungsrohre sind in vielen Fällen mit Wärmedämmung verbaut, sie zeichnen sich deshalb oft kontrastärmer auf der Oberfläche ab.

  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 irgendwo zwischen diesen beiden Extremfällen.

Entlaufene Katze oder Hund mit einer Wärmebildkamera finden

Eine Wärmebildkamera könnte Ihnen genau dann helfen, wenn Sie Ihre Katze theoretisch sehen könnten, ihr Blick aber durch äußere Umstände erschwert oder unmöglich ist – etwa durch Dunkelheit, oder weil Ihr Kater sich im Gebüsch versteckt hat, durch Blätter verdeckt oder schwer zu erkennen und “gut getarnt” ist.

Bei Dunkelheit oder am Morgen bevor die Umgebung durch Sonnenstrahlung erwärmt wird, kann sich Ihre Katze auch in größerer Entfernung (100+ Meter) im Wärmebild von der Umgebung gut abheben, insbesondere wenn Ihr Haustier in einer Umgebung mit sonst eher gleichförmiger Temperatur ist, wie etwa auf einer Wiese oder im Wald. Bei Dunkelheit, im Wald, in einem verwachsenen Garten oder auf Wiesen kann die Wärmebildkamera eine große Hilfe sein.

Bei Sonnenschein bringt der Einsatz einer Wärmebildkamera eher weniger Nutzen, da durch das Sonnenlicht viele Objekte in der Umgebung erwärmt werden und der große Vorteil der Wärmebildkamera -Temeraturdifferenzen deutlich sichtbar machen – ad absurdum geführt wird. Bei Tageslicht und in eher übersichtlicher Umgebung (Einfahrt, Parkplatz…) bringt eine Wärmebildkamera kaum Nutzen.

Vermuten Sie Ihre Katze in eher unübersichtlichen Kellern oder Schuppen, etwa versteckt zwischen Gerümpel, dann würde sich das Tier im Wärmebild gut von seiner Umgebung abheben und hierdurch gut auffindbar sein. Generell gilt: Mit der Wärmebildkamera können Sie zwar nur dort etwas sehen wo Sie auch mit Ihren Augen hinschauen könnten – jedoch wird Ihnen die Kamera helfen, wenn Sie in dunkle Ecken schauen oder eine größere Fläche absuchen, weil sich Ihre Katze durch uhre Körperwärme deutlich von ihrer Umgebung abhebt.

Generell gilt aber: Durch Wände können Sie nicht hindurchsehen, d.h. Sie bräuchten einen Zugang zum Gebäude, in dem Sie Ihren Kater vermuten. Ebenso werden Sie Ihren nicht Kater sehen, wenn er vollständig verborgen oder durch große Gegenstände verdeckt ist (etwa wenn Ihr Kater hinter einen Schrank sitzt, Sie aber nicht hinter den Schrank schauen).

Wärmebilder vom Haus: Nur im Winter oder auch im Sommer?

Bild-in-Bild 100% Thermografie-Aufnahme

Im Winter, am besten an einem kalten und trüben Wintertag, sind die Temperaturdifferenzen zwischen Innen und Außen groß, das ist günstig für Wärmebild-Aufnahmen. Außerdem können Sie Wärmeverluste visualisieren, die im Sommer ohne Heizungsbetrieb kaum zu sehen sein werden, etwa den Wärmeverlust schlecht gedämmter Heizungsrohre.

Im Sommer ist eine Visualisierung der Schwachstellen in der Wärmedämmung aber ebenso möglich, denn es kommt bei der Thermografie eines Gebäudes auf das Vorhandensein von Temperaturunterschieden Innen – Außen an. Im Sommer sollten Sie am frühen Morgen (vor Sonnenaufgang) Wärmebilder machen. Eine Dach-Dämmung können Sie aber selbst bei Sonnenschein und heißem Sommerwetter per Themografie überprüfen. In diesem Fall schauen Sie das Dach von der Innenseite mit der Wärmebildkamera an und achten Sie auf warme Stellen.

Thermografie im Sommer hat gegenüber einer Wärmebildaufnahme im Winter einen indirekten Vorteil: Entdecken Sie Mängel an Ihrer Wärmedämmung oder entscheiden sich aufgrund der Wärmebilder baulich etwas zu verändern oder nachzudämmen, dann sind Sommermonate für die Arbeit oft besser geeignet als der Winter: Sie sind handlungsfähiger!

Sollten Sie sich entscheiden eine Wärmebildkamera im Sommer zu mieten, dann erhalten Sie bei Bestellung bis 20. September 1 Tag Gratis-Mietdauer zusätzlich zu Ihrer bestellten Miet-Dauer. Fügen Sie an der Kasse einfach “+1 Tag gratis-Aktion” ein.

Generell gilt: Eine Wärmebildkamera macht Temperaturunterschiede, etwa 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 schlechter 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 mithilfe 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 des Hauses. Dieser Wetterlage lassen sich Schwächen in der Wärmedämmung sehr gut erkennen, vor allem undichte Fugen werden sehr verräterisch 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.

Ist die Wärmedämmung ausreichend?

Mit einer Wärmebildkamera können Sie Temperaturdifferenzen gut erkennen. Lokal begrenzte Schwachpunkte wie Wärmebrücken durch lückenhaften oder vollständig fehlenden Dämmstoff. sind deshalb im Wärmebild gut erkennbar. Dagegen sind großflächige und gleichmäßige Mängel wie eine vorhandene, aber zu dünne Wärmedämmung mit einer Wärmebildkamera alleine manchmal eher shlecht zu beurteilen. Hierfür ist eventuell eine genauere Bestandsaufnahme erforderlich, etwa durch Sondierung wie Bohren eines Loches und anschließendem Tasten und Vermessen mit einem Draht oder Untersuchung des Bohrloches mit einer Endoskopkamera.

Bitte achten Sie beim Bohren in Wände und dach darauf, dass Sie…

  • keine Strom- oder Wasserleitung beschädigen. Gegebenenfalls vorab mit einem Leitungssuchgerät überprüfen.
  • insbesondere im Dachbereich möglicherweise eine Dampfbremsfolie beschädigen könnten. Das Loch in der Folie sollte wieder mit Sanier-Klebeband verschlossen werden.
  • Neben einem Dachsparren bohren, damit Sie sich auch ein Bild machen können, wie es bei Ihnen zwischen den Sparren aussieht 😉

Schäden in der Wärmedämmung durch Marder oder Mäuse erkennen

Schaden Tunnel durch Mäuse oder Ratten in Dämmstoff

Schäden durch Marder oder Mäuse können im Wärmebild sichtbar sein. Je näher ein Schaden, Tunnel oder entferntes Dämm-Material unter einer Oberfläche ist, desto besser lässt es sich im Wärmebild erkennen. Voraussetzung ist eine möglichst große Temperaturdifferenz zwischen außen und innen.
Eine große Temperaturdifferenz besteht etwa:

Mäuse Marder Ratten Schaden in Wärmedämmung beim Haus
  1. Nach einer kühlen Nacht und kurz vor Sonnenaufgang
    Hier ist die Oberfläche des Hauses abgekühlt. Sie können von Außen nach Wärmebrücken suchen und von Innen nach kalten Stellen.
    Diese Art der Thermografie sollte stattfinden, bevor das Haus durch Sonnenstrahlung erwärmt wird.
  2. An einem sonnigen Tag
    Wird etwa Ihr Dach durch Sonnenstrahlung erwärmt, dann können Sie auf der Innenseite nach Stellen suchen, die sich deutlicher als andere Stellen erwärmen. Da die Erwärmung des Daches erheblich sein kann, kann dies sogar ein sehr günstiges Szenario sein, um Schäden in der Dach-Dämmung zu erkennen.
    Allerdings sollten Sie hierbei die Windrichtung beachten: Ungünstige Windverhältnisse können dazu führen, dass die erwärmte Luft unter den Dachziegeln die Innenseite des Hauses nicht erreicht, sollte der Wind aus einer Richtung kommen, die die warme Luft unter dem Dach eher vom Haus weg- als hin weht.

    Für Außenwände / Fassadendämmung gilt vergleichbares. Sollte Ihr Haus über eine nachträglich gedämmte Fassade (etwa WDVS, Wärmedämm-Verbundsystem) verfügen, dann ist eine längere Sonnenscheindauer erforderlich, sonst wird sich aufgrund der dicken und massereichen Außenwände unter der Dämmung kein klares Bild Ihres Schadens auf der Innenseite Ihrer Wände abzeichnen.

Ergänzend oder alternativ zur Wärmebildkamera besteht außerdem die Möglichkeit, mit einer Endoskopkamera unter Verkleidungen zu schauen und eventuell vorhandenen Tunneln in der Wärmdämmung zu folgen. Bei unzugänglichen oder vollständig verschlossenen Stellen genügt ein 6 mm Bohrloch, um die Sonde mit (mit Kamera und Beleuchtung) einzuführen. So keine Bohrlöcher lassen sich in der Regel mit sehr wenig Aufwand wieder verschließen.

Welches Werkzeug für Sie am besten geeignet ist – Wärmebildkamera oder Endoskopkamera – das hängt von individuelle Gegebenheiten ab. Da kann ich nur allgemeine Empfehlungen geben.

Welche Grenzen hat Thermografie ?

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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