Die Thermografiekamera ist kein Röntgengerät - aber fast ! Mit einer thermografischen Untersuchung kann über viele Sachverhalte in kaufmännischen oder juristischen Auseinandersetzungen schnell Klarheit verschaft werden.

 
Thermografie in Kombination mit dem Blower-Door-Test
Blower-Door
Die Blower-Door ist ein effizientes, aber einfaches Mittel, um die von den modernen Bauvorschriften geforderte Winddichtigkeit von Gebäuden und Räumen zu prüfen. Dazu wird alles geschlossen und abgedichtet, was an Öffnungen bekannt ist und dazu eine Tür ausgehängt. In diese Öffnung wird die Blower-Door winddicht eingeklemmt, so daß nur noch durch unbekannte Leckagen Wind ein- oder ausströmen kann. Mit einem kräftigen Ventilator wird nun ein Unterdruck und im Gegenzug ein Überdruck von jeweils 50 Pascal im Gebäude aufgebaut. Das entspricht einer Windlast bei 4 Windstärken, ist also ziemlich realitätsnah.

Aus der Menge der Luft, die nun durch den Ventilator strömt, kann man messen, wie groß die Undichtigkeiten im Hause sein müssen und weiter, ob diese Undichtigkeiten noch tolerierbar sind oder nachgebessert werden müssen.
 

Nachweis der 
Luftdichtigkeit und ein
kombinierter 
Dämmungscheck
Thermografie und der Blower-Door-Test ergänzen sich ganz ausgezeichnet, wenn es um den umfassenden Nachweis des Wärmeschutzes eines Gebäudes geht. Im gemeinsamen Betrieb wird im zu untersuchenden Raum ein Unterdruck von 50 Pascal erzeugt, so daß Luft durch Undichtigkeiten einströmt und sich durch die Abkühlung der Umgebung gleich verrät.

Nebenbei kann ein ohnehin fälliger Wärmecheck des Gebäudes ohne großen Zusatzaufwand erfolgen. Die Kamera ist ja zusammen mit der Blower-Door direkt vor Ort.

Typisch für eine lokale Luftundichtigkeit sind Einbauteile, die eine Windsperrfolie durchstoßen wie zum Beispiel eingebaute Deckenstrahler, Lichtschalter und Steckdosen. Der von der Blower-Door erzeugte Unterdruck entspricht etwa Windstärke 4, die selbst im Binnenland garnicht so selten ist. Im Beispiel sind die Fahnen der eintretenden Luft wie ein Strahlenkranz um die Deckenlampe herum zu sehen. Hier handelt es sich um eine abgehängte Zwischendecke, deren Ränder nicht korrekt gedichtet worden waren.

Nicht immer sind Durchstoßpunkte wie Steckdosen oder Schalter für eine Windundichtigkeit verantwortlich. In diesem Fall ist die Stelle, wo Wind ungehindert einbläst und so das Raumklima durch Zug stört, der daneben liegende Rahmen der Tür. Dieser Fall wäre mit einer Blower-Door alleine nicht zu lösen, denn sie gibt nur Auskunft darüber, ob eine Undichtigkeit vorliegt, aber nicht wo !

Ohne Thermografie wären nochmal die verdächtigen Steckdosen gedichtet worden - ohne Erfolg !
 

Wichtiger Hinweis: Natürlich ist eine gewisse Luftmenge pro Stunde erforderlich, damit die Luft gesund und trocken bleibt. Empfehlenswert sind bei normaler Benutzung und je nach Personenzahl etwa 0,5 bis 1 Luftwechsel pro Stunde. Bei der Blower-Door / Thermografiekombination geht es nicht darum, sondern um ein Vielfaches größere Luftwechsel. Alles was die empfohlene Menge um das Doppelte übersteigt, ist nun wirklich vergeudete Energie.

 
Anwendung der Thermografie im Themengebiet "Bauschäden durch Feuchte"
Nasse Wände - 
was nun ?
Jeder Mieter, jeder Vermieter, jeder Rechtsanwalt und jeder Bausachverständige kennt den uralten Zwist: "Hat der Mieter nicht richtig gelüftet - oder liegt hier ein gravierender Dämmungsmangel vor ?"

Mit Hilfe der Thermografie und einer computergestützten Simulation kann diese Frage mit großer Sicherheit geklärt werden. Dazu werden vor Ort sowohl Fotos im sichtbaren Licht als auch Thermogramme (selber Ort, selbe Perspektive, selber Maßstab) gemacht und sowohl die Innen- als auch die Außentemperatur gemessen. Damit kann dann in einer Simulationsrechnung ermittelt werden, was der Grund für beobachtete Feuchteschäden wie Schimmel, Ausblühungen etc. verursacht haben kann:

Schimmel und Schimmelgefahr auf Innenflächen der Wände
Prüfung der Durchfeuchtungs- und Austrocknungseigenschaften von Wänden
Prüfung auf Frostverwitterungsgefahr
 

Oberflächennässe Eine Spezialsoftware berechnet aus einen vorliegenden Thermogramm, ob der Taupunkt an der Oberfläche erreicht wird und die ganz normale Feuchtigkeit in der Innenluft sich niederschlagen kann. Die Berechnung erfolgt, indem eine innere relative Luftfeuchte angenommen wird und zudem ein standardisiertes Temperaturgefälle von innen nach außen aus Klimadaten und Meßdaten berechnet wird. Dabei gibt es drei Stufen, die farbig im Bild markiert werden:

Bei 90 % relativer Luftfeuchte fühlen sich einige Schimmelsporen schon ganz wohl und fangen an zu wachsen. Es besteht hier die Gefahr, daß es zu Schimmelbildung kommt.
Bei 95 % relativer Feuchte wachsen praktisch alle bekannten Schimmelpilze schon und es kommt an diesen schon sehr feuchten Stellen zu den gesundheitsgefährdenden Schäden.
Bei 100 % relativer Luftfeuchte kann die Luft das in ihr enthaltene Wasser nicht mehr ganz halten und es kommt zur Tropfenbildung. Neben dem ohnehin optimalen Schimmelwachstum kommt es nun auch zur Auslaugung von Mineralstoffen und zur Auflösung der Bausubstanz.

Die Wärmeleitfähigkeit der abgebildeten Bausubstanz hängt nur vom Material und der Form ab, nicht aber von Innen- und Außentemperatur. Dadurch bleibt die Form der Temperaturverteilung immer gleich. Man muß nun vergleichen, ob die Form der berechneten Kondensationsflächen für die angenommene innere Luftfeuchte mit der sichtbaren Form der Nässeschäden übereinstimmt:

Wenn JA, dann liegt hier tatsächlich Kondensation von innerer Luftfeuchte in der angenommen Höhe vor.
Wenn NEIN, dann wird der vorgefundene Schaden von Leckage- oder Regenwasser verursacht.

Die Computersimulation leistet noch mehr. Bei Nässeschäden, die durch Kondensation verursacht werden, prüft die Simulationssoftware mit einer Feuchtebilanz aus architektonischen und Klimadaten gleich mit, ob die notwendige innere Luftfeuchte durch das angenommene Nutzerverhalten überhaupt möglich ist oder nicht:

Wenn hier wiederum JA, dann ist in der Tat eine mangelhafte Wärmedämmung für den Schaden verantwortlich, wenn das angenommene Nutzerverhalten normalen und durchschnittlichen Gewohnheiten entspricht.
Wenn NEIN, dann kann das Nutzerverhalten nicht in Ordnung sein, denn bei ordentlicher Nutzung wäre der Schaden ja nicht zu erklären.
 

Bauschäden in Wänden Wenn zudem der Aufbau der Wand aus architektonischen Plänen oder einer Kernbohrung bekannt ist, kann die Computersimulation noch mehr leisten:

Sie prüft, ob und wenn ja, wieviele Monate im Inneren der Wand Wasser auskondensiert.
Sie prüft, ob es im Winter, in sehr kalten Wintern oder zumindest an extrem kalten Tagen zu Eisbildung und damit Frostverwitterung innerhalb der Wand kommt.

Der Computer ermittelt dabei aus dem vorliegenden Thermogramm den Wärmefluß und den Diffusionsstrom von Wasserdampf durch die Bausubstanz und schaut für jeden Monat einzeln, ob es innerhalb der Bausubstanz zur Kondensation oder sogar zur Eisbildung kommt:

Bildet sich kein Eis in der Wand, so ist sie vor Frostverwitterung im Inneren sicher.
Bildet sich Eis nur an extrem seltenen kalten Tagen, so gibt es Frostverwitterung, die aber sehr langsam in Jahrzehnten verläuft.
Tritt in weniger als einem halben Jahr Wasser in einer Wand auf, so ist das zwar nicht schön, aber sie kann während der anderen Jahreshälfte wieder austrocknen (Grüne Einfärbung)
Tritt eine Kondensation aber öfter als in 6 Monaten auf, so wird die Wand innerlich immer nasser und es besteht die Gefahr von Bauschäden.

Anmerkung: Diese Software ist nicht zum Vertrieb vorgesehen. Bitte nicht anfragen.

 
K-Wertmessung mit Thermografie

Als Reaktion auf den ersten Ölpreisschock von 1973 geschah zunächst garnichts, erst auf den zweiten, ausgelöst durch den Krieg Iran-Irak und den Einmarsch der ehemaligen Sovietunion in Afghanistan 1978 / 79 regierte der Gesetzgeber mit Mindeststandards, die der Wärmeschutz eines Gebäudes zu erfüllen hat. Die erste Wärmeschutzverordnung von 1979 wurde 1982 novelliert, was sich auch in den Werten der DIN 4108 niederschlägt. In der Wärmeschutzverordnung von 1982 und erst recht in der von 1995 (es gilt das Fertigstellungsdatum eines Gebäudes) werden Grenzwerte für den Wärmeübergangswert k gefordert, die nicht überschritten werden dürfen.

Dabei wird zwischen den verschiedenen Flächen eines Gebäudes wie Außenwände, Innenwände, Böden, Decken , Dächer u.s.w und nach der Gebäudegröße unterschieden.
 

Definition von U k ist dabei ein Faktor, der beschreibt, wieviel Heizleistung pro Quadratmeter Fläche und pro Grad Temperaturunterschied verbraucht wird. Die Einheit des U-Wertes ist daher Watt / ( qm * K ). 

Berechnet wird U aus dem Wärmeübergang von der Luft auf die erste Wandfläche (A_innen) plus der Wärmeleitfähigkeit der Wand mit all ihren Schichten selber (Lamda) und dem Wärmeübergang von der anderen Wandfläche wieder zur Luft (A_außen):

U = 1 / ( 1 / A_innen + d / Lamda + 1 / A_außen )

A_innen und A_außen hängen nun davon ab, ob es sich um eine Innen- oder Außenwand handelt und wie sie zur Schwerkraft hin orientiert, also Boden, Wand Schräge oder Decke ist. Zudem muß noch zwischen flachen Flächen, den Fall wo zwei Flächen eine Kanteund wo drei Flächen eine Ecke bilden unterschieden werden.

Lamda läßt sich dagegen aus den Materialwerten der verwendeten Baustoffe bestimmen.
 

Altes Verfahren ... Bislang wird der U-Wert einfach rein theoretisch berechnet:
  1. Man schaut Fläche für Fläche die A_innen und die A_außen in den DIN-Tabellen nach.
  2. Man entnimmt die Wärmeleitfähigkeiten der Baustoffe den Werten der Hersteller.
  3. Nun berechnet man das Lamda mit den Werten aus dem Bauplan.
  4. Als Endergebnis erhält man ein theoretisches U, daß dann mit den Grenzwerten der zuständigen Wärmeschutzverordnung verglichen wird.
Nachteil des Verfahrens ist, daß man drei ganz wesentliche Dinge nicht weiß: A) haben sich die Bauleute an den Bauplan gehalten, ins besondere in den Kanten und Ecken, an Vorsprüngen, Nischen, Fenstern und Türen ? B) stimmen die Werte der Hersteller für die Wärmeleitfähigkeit tatsächlich, wo doch jeder weiß, daß gerade Dämmstoffe verrutschen, komprimiert und feucht werden können und dadurch Ihre Wärmedämmwirkung sehr stark verändert wird ? C) daß insbesondere die A_außen so sind, wie sie in der Tabelle stehen ?

Messung mit Werten 
nach
DIN 4108		 Thermografie hilft hier weiter. Denn die Kamera sieht die Temperaturverteilungen direkt auf den Wandoberflächen als Wärmebild. Damit wissen wir aber sowohl die Luft, als auch die (geringeren bzw. höheren Wandtemperaturen), insbesondere auch an kritischen Stellen wie Ecken, Kanten u.s.w.

Nun besagt die Physik, daß der Verlustwärmestrom immer gleich bleibt, egal ob er gerade durch das Wandmaterial selber geht oder ob er sich durch Konvektion und Wärmestrahlung an den Wand-Luft-Oberflächen weiterträgt. Je nach Wärmewiderstand (dem Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit) stellt sich also eine unterschiedliche Oberflächentemperatur ein, die wie ja gerade mit der Thermografiekamera sehen können.

    Verluststrom 
    = A_innen( T_innenLuft - T_innenWand ) [ meßbar per Thermografie ]
    = Lamda( T_innenWand - T_außenWand) [ nachzuweisen ]
    = A_außen( T_außenWand - T_außenLuft ) [ meßbar per Thermografie ]
Beim vereinfachten Meßverfahren entnimmt man die A_innen und die A_außen weiterhin je nach Fall den Tabellen aus der DIN 4108.

Messung mit Hilfe des 
VDI-Wärmeatlas		 Das thermografische Meßverfahren, bei dem man die Tabellenwerte der DIN 4108 für den Luft-Wand und den Wand-Luft-Wärmeübergang heranzieht, bietet nur mäßige Genauigkeit, da gerade der Wärmeübergang an Außenflächen sehr stark von der Witterung, dem Bewölkungsgrad, vom Wind und davon, wie geschützt ein Flächenelement angeordnet ist, abhängt. 

Weiter kommt man hier mit echten Berechnungen des Wärmeübergangs mit dem Formelsatz aus dem VDI-Wärmeatlas. Hierzu wird zwischen drei Wärmeübergangsmechanismen unterschieden:

  1. Wärmestrahlungsaustausch mit der Umgebung (Hierzu muß die Umgebungsstrahlungstemperaturentweder gemessen oder berechnet werden, bei mir geschieht das mit einem speziellen Meßgerät)
  2. Wärmeaustausch durch Auftriebseffekte. Dazu muß die Höhe einer Wand ungefähr abgeschätzt werden.
  3. Wärmeaustausch durch Anströmung. Dazu müssen Windrichtung und-geschwindigkeit gemessen werden.
Damit das genaue Meßverfahren für den Anwender wirtschaftlich bleibt, gibt es für die sehr komplexen Formeln zur Wärmeübertragung spezielle Software, mit der die Berechnungen vorgenommen werden.
 
Software-Dialogbox zum Berechnen des Wärmestroms aus einer Temperaturverteilung, wobei alternativ theoretische Randbedingungen aus der DIN 4108 oder real gemessene Umweltfaktoren einbezogen werden.

(GIF mit 39 kB)
Software-Dialogbox zum Berechnen des lokalen k-Wertes aus dem Wärmestrombild. Hierbei muß für jedes Bauteil einzeln der lokale k-Wert ermittelt werden. 

(GIF mit 38 kB)
Software-Dialogbox zum Berechnen des spezifischen, also flächenbezogenen Energieverbrauchs, der Energiekosten und des Kohlendioxid-Austoßes aus einem Wärmestrombild.

(GIF mit 41 kB)

Anmerkung: Diese Software können Sie auch kaufen, wenn Sie selbst eine Thermografiekamera von Jenoptik betreiben. Den Vertrieb für den deutschsprachigen Raum übernimmt die Firma InfraTec aus Dresden.

Gewinn für Sie: Nur mit dem diesem Meßverfahren kann das thermische Verhalten von unterschiedlich bewitterten oder orientierten Flächen wie Fassaden oder Dächer reproduzierbar beurteilt werden. Beispiel: Dächer sehen immer kälter aus, auch wenn sie schlechter als eine Fassade gedämmt sind. Warum ? Weil sie wesentlich mehr Energie an den noch kälteren Himmel abstrahlen als eine senkrechte Fassade. Hätten Sie es gewußt ?
 

Wichtiger Hinweis: Das thermografische Meßverfahren des U-Werts ist eine nicht ganz unkomplizierte Angelegenheit. Es ist nicht so einfach möglich, aus einem Thermogramm gleich die verschiedenen U-Werte für ein gebäude abzulesen. Dazu muß die Umgebung sehr akkurat vermessen und dokumentiert werden, damit sich keine untolerierbar großen Abweichungen in die empfindliche Berechnung des k-Wertes einschleichen. Schon aus diesem Grund ist die Messung des U-Wertes per Thermografie eine aufwendige Prozedur, die von einem Wärmetechnik-Fachmann ausgeführt werden muß.

 
Paßt Thermografie zu Ihrer Anforderung ? Reden wir miteinander: dittie(at)thermografie.de oder direkt 02244 / 9049806  (at) bitte durch @ ersetzen

 
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