Thermografie

für Gerichts- und Privatgutachten

Durch den Einsatz von Infrarotthermografie können viele thermische und feuchtetechnische Eigenschaften von Gebäuden schnell und präzise überprüft werden. Thermografieaufnahmen dienen dazu, Schwachstellen und Unregelmäßigkeiten in Bauteilen, aber auch in Bauteilen versteckte Elemente, wie zum Beispiel Rohrleitungen oder Fachwerkskonstruktionen,  zerstörungsfrei festzustellen. Der wichtigste und oftmale unterschätzte Punkt ist dabei aber die korrekte Interpretation der Bilder.

Typische Anwendungsfälle der Infrarotthermografie im Bauwesen sind das Erkennen von:

  • Wärmebrücken
  • Verarbeitungsfehlern
  • fehlerhaft eingebauten oder fehlenden Dämmungen
  • Luftundichtheiten in der Gebäudehülle
  • Rohrleckagen und Durchfeuchtungen
  • Feststellen alter Baukonstruktionen oder Bauelemente wie z.B. Fachwerke
  • Bauwerksdiagnostik von historischen Gebäuden
  • Leitungsverläufen
  • Verlegeflächen von Fußbodenheizungen

Alle Körper mit Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt senden elektromagnetische Strahlung aus. Diese Wärmestrahlung wird von der Wärmebildkamera zweidimensional erfasst, rechnerisch bewertet und bildlich dargestellt. Die bildhafte Darstellung heißt „Thermogramm“. Die verschiedenen Temperaturen werden dabei mit unterschiedlichen Farben dargestellt, woraus sich eine flächenhafte Darstellung der Temperaturverteilung ergibt. Mit solchen Infrarotsystemen können gezielt thermische Eigenschaften von Objekten untersucht werden.

Es gibt viele Einsatzmöglichkeiten der Thermografie Messung:

Wie wird bei der Thermografie gemessen?

Thermografie am Bau kann sowohl von innen als auch von außen erfolgen, es kommt immer auf den Anwendungsfall an. Grundlegend ist aber in jedem Fall, dass freie Sicht auf das Messobjekt gegeben sein muss, denn die Infrarotkamera kann nicht durch Objekte „hindurchsehen“. Das Erkennen von getauchten U-Booten oder Menschen, die sich in Gebäuden befinden, mittels Infrarotthermografie ist zwar ein beliebter Gag in Actionfilmen, tatsächlich ist das physikalisch aber unmöglich.

Thermografie von Innen

Die thermografische Aufnahme wird in der Regel in den frühen Morgenstunden durchgeführt, zumindest ist aber direkte Sonneneinstrahlung auf zu untersuchende Gebäudeteile bei den meisten Anwendung zu vermeiden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gebäude nicht unregelmäßig von der Sonne erwärmt wurde weil dadurch das Erkennen von Dämmfehlern und Beurteilen von Wärmebrücken schwierig bis unmöglich wird.

Wenn es darum geht, verdeckte Konstruktionselemente wie Fachwerke, Dübel, Fugen und Verlegung von Wärmedämmverbundsystemen  zu erkennen, kann man sich aber Sonneneinstrahlung sogar gut zunutze machen. Man muss den richtigen Zeitpunkt abwarten, dann werden diese Elemente aufgrund der thermischen Anregung durch die Sonneneinstrahlung, besser sichtbar. Im Prinzip handelt es sich dabei um eine Art der aktiven Thermografie. Von aktiver Thermografie spricht man, wenn das Messobjekt durch Erwärmung oder Abkühlung absichtlich angeregt wird. Grundsätzlich den Einsatz von Infrarot-Thermografie bei Sonnenschein abzulehnen wäre also falsch.

Abgesehen von den eben erwähnten Fällen hat die Thermografiemessung von Innen aber in fast allen Fällen höhere Aussagekraft als von außen. Bei den häufigen Themen Wärmebrückenbeurteilung und Ermittlung von Oberflächentemperaturen bei Schimmelproblematik oder Feststellung und Bewertung von Luftundichtheiten ist eine aussagkräftige Bewertung nur von Innen möglich. An Stellen, die von außen nicht erfasst werden können, wie z.B. Kellerdecken, obersten Geschossdecken, ausgebauten Dachräumen, Gebäudeichsen, muss logischerweise von innen thermografiert werden.

Doch auch bei Übersichtsmessungen, die grundsätzlich von außen durchgeführt werden können, muss man über den thermischen Zustand des Gebäudes und die Bauweise Bescheid wissen, um die Wärmebilder richtig beurteilen zu können. Die Thermogrfie ist kein Wundermittel, das von selbst Antworten liefert, sondern ein Hilfsmittel, mit dessen Hilfe ein erfahrener Messtechniker die richtigen Schlüsse ziehen kann.

Thermografie von Außen

Thermografie von Außen wird für die Beurteilung von Wärmedämmverbundsystemen, Feuchteschäden bzw. vermutete Feuchteprobleme an Fassaden, das Erkennen von Fachwerken und Konstruktionselementen unter der Oberfläche herangezogen werden, um nur einige Anwendungsfälle zu nennen. Der Phantasie sind da kaum Grenzen gesetzt, überall,  wo Temperaturunterschiede auftreten kann der Einsatz der Infrarotthermografie hilfreich sein. Bei den typischen Anwendungen wie Feststellung von Wärmebrücken kann die Außenthermografie in der Regel nur zur orientierenden Messung herangezogen werden. Um aussagekräftige Messungen durchführen zu können, muss auch eine Messung aus dem Innenbereich erfolgen. Viele thermische Schwachstellen werden überhaupt erst aus dem Innenbereich sichtbar (z.B. Dachbereich und Kellerdecken).

Was kann die Thermografie von Außen nicht?
Folgende Bauteile können aus physikalischen Gründen nicht bewertet werden.
Quelle: Österreichische Gesellschaft für Thermografie (ÖGFTH)

Bauteil Begründung
Außenecken Aufgrund des Isothermenverlaufes erscheinen alle Außenecken kalt, obwohl hier im Verhältnis der größte Wärmestrom vorhanden ist
Geschossdecken Aufgrund des Isothermenverlaufes stimmt das Verhältnis zwischen Wärmestrom und detektierter Oberflächentemperatur nicht immer. Es kann kein Rückschluss über die Energieverluste gemacht werden.
Kellerdecke Aufgrund des Isothermenverlaufes erscheinen alle Außendecken kalt, obwohl hier im Verhältnis der größte Wärmestrom vorhanden ist.
Anschlüsse der obersten Geschossdecke Aufgrund des Isothermenverlaufes erscheinen alle Außendecken kalt, obwohl hier im Verhältnis der größte Wärmestrom vorhanden ist.
Anschlüsse an das ausgebaute Dachgeschoss Hier wird die verringerte Abkühlung der Bauteiloberflächen gegenüber der Umgebung als Wärmeverlust interpretiert, obwohl es hier auf Grund des Isothermenverlaufes zu einer kühleren Oberflächentemperatur kommt.
Außenfenster und -türen Durch die unterschiedliche Verschattung gegenüber der Umgebungsstrahlung ergeben sich Temperaturunterschiede, die in keinem Zusammenhang mit den Energieverlusten stehen.
Glasoberflächen Durch die Inhomogenität der Umgebungsstrahlung und den hohen Reflexionsgrad von Glas ist eine Bewertung von Glas nur unter bestimmten Voraussetzungen möglich.
Oberflächentemperaturen Durch die Inhomogenität der Umgebungsstrahlung entstehen unterschiedliche Oberflächentemperaturen, die in keinem Zusammenhang mit den Energieverlusten stehen.
Balkonauskragungen, Vordächer
Hier werden hauptsächlich verringerte Abstrahlungsverluste detektiert und keine Temperaturen, die mit Energieverlusten in Zusammenhang stehen.
Dachgeschossausbauten Detektionen durch die Dacheindeckung und Hinterlüftung nicht möglich.
Oberste Geschossdecke Nicht einsehbar
Kellerdecke Nicht einsehbar
Überdämmte Beton- und Stahlteile Diese sind nur im Zehntelgrad- Bereich auflösbar und bei ungünstiger Situierung nicht erkennbar, obwohl hier teilweise massive Wärmebrücken vorhanden sind.
Gebäudeundichtheiten Nur durch sehr großen Undichtheiten werden äußere Oberflächen so weit erwärmt, dass diese Leckagen eindeutig erkannt werden könnten.

Der energetisch wirksame Luftwechsel, der im Altbau oftmals einen sehr großen Anteil am Energieverbrauch hat, ist nicht bewertbar.

Flächenhafte Wärmebrücken Auf Grund des geringen Temperaturunterschiedes zwischen Außenwand und Umgebungstemperatur ist eine genaue Beurteilung nur schwer möglich.

Messbedingungen für Thermografie – Was sollte unbedingt beachtet werden

  • Es muss – je nach Aufgabenstellung –  ein entsprechend großer Temperaturunterschied zwischen innen und außen herrschen (grober Anhaltspunkt: mindestens 15 Kelvin)
  • Temperaturveränderungen sollten möglichst gering sein
  • das Messobjekt muss thermisch „eingeschwungen“ sein, der angestebte Temperaturunterschied muss mindestens 24h vor Messdurchführung erreicht sein
  • Außenthermografie-Messung erfolgt idR vor Sonnenaufgang
  • Innenthermografie erfolgt ebenso vor Sonnenaufgang bzw. ohne direkte Sonneneinstrahlung (z.B. wichtig bei Beurteilung von Fensteranschlüssen, Einbaufugen, etc.)
  • Die Windgeschwindigkeit muss < 1 m/s betragen
  • Außenfassaden dürfen nicht durchnässt sein (ausgenommen spezielle Anwendung wie z.B. Beuteilung von Feuchteschäden)

Auswertung und Prüfbericht

Um die Thermogramme richtig bewerten zu können ist eine umfangreiche Analyse dieser Aufnahmen erforderlich. Hierbei spielt vor allem die Erfahrung des Prüfers eine wesentliche Rolle. Nach Aufnahme der Infrarotbilder vor Ort folgt die aufwändigste Arbeit, nämlich Analyse und Auswertung. Messablauf und Ergebnisse werden in einem vollständigen Prüfbericht dargestellt, dieser muss so verfasst und umfangreich sein, dass sämtliche Messergebnisse für Fachleute nachvollziehbar und überprüfbar, und für Laien grundsätzlich verständlich sind. Folgende Mindestangaben enthält daher ein hochwertiger Prüfbericht.

Anforderung an den Prüfbericht (Thermografie)

  • Datum der Untersuchung
  • Objektadresse
  • Angaben zum Prüfer
  • Angaben zum Autraggeber
  • Wetter und Klimabedingungen (Aussen-, Innentemperatur, Luftfeuchtigkeit, Wetterbedingungen der vergangenen Tage)
  • Umgebungsstrahlung, Emissionsgrad, ggf. korrigierte Emissionsgrade bei jedem Thermogramm
  • Farb- und Temperaturskala bei jedem Thermogramm
  • Digitalfotos vom Messobjekt und von der Messumgebung zur Orientierung
  • Pläne und relevante (bautechnische) Angaben zum Messobjekt
  • Beschreibung der Messaufgabe
  • Beschreibung der Messergebnisse und Schlussfolgerungen

Anforderungen an den Prüfer

Das Bedienungspersonal muss über fundierte Kenntnisse und ausreichende Erfahrung auf den Gebieten der Thermodynamik, des Bauwesens, der Gebäudetechnik und der Messtechnik verfügen. Grundkenntnisse sind in der Regel nicht ausreichend. Entsprechend den Richtlinien für Personal der zerstörungsfreien Prüfung dürfen Personen die Messungen und Auswertungen nur ohne Aufsicht durchführen, wenn sie nach DIN 54162 / DIN EN 9712, Stufe 2 oder Stufe 3 zertifiziert sind.

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