Gebäude-Thermographie

In der Gebäudethermographie gibt es mehrere typische Anwendungsfälle

Nachweis von Leitungen und Leckstellen unter versiegelten Obeflächen.
Überprüfung der Wärmedämmung, Baumängel, Vorbereitung von Sanierungsmaßnahmen
Wärmelecks in klimatisierten Gebäuden
Darstellung der Durchfeuchtung von Mauerwerk (ggf. mit zusätzlicher ¹⁸O- und ²H-Messung um festzustellen, woher das Wasser kommt, z.B. Grundwasser, Leitungswasser, Niederschlagswasser...)
Suche nach versteckten Strukturen wie z.B. Fachwerkbalken, Rohr- und Stromleitungen usw.

Da bei der Gebäudethermografie üblicherweise auch noch die Wetterbedingungen zu berücksichtigen sind, kann sie nicht so leicht geplant werden. Wenn Sie also ein Gebäude auf Wärmeverluste hin prüfen lassen möchten, melden Sie sich bitte bei mir an. Am Tag vor der Messung werde ich Sie dann anrufen, damit Sie ihre notwendigen Vorkehrungen treffen können.

Überprüfung der Wärmedämmung, Baumängel, Vorbereitung von Sanierungsmaßnahmen
Damit sollen Schwachstellen in der Gebäudedämmung  gefunden werden, um im Winter gezielt Wärmeverluste vermeiden zu können (oder im Sommer Wärmelecks in klimatisierten Gebäuden zu finden).

Schlecht schließende Wohnungstüre

Der ideale Zeitpunkt bei Neubauten ist noch während oder kurz nach der Montage der Dämmung. Im Beispiel eine Dachdämmung mit aufgebrachter Dampfsperre aber noch ohne Verkleidung. Optisch sind keine Mängel erkennbar. Diese zeigen sich erst in der Infrarot-Aufnahme.

Nicht sichtbare Mängel können insbesondere bei lose eingebrachten Dämmungen für Ärger sorgen. Schüttgüter wie z.B. Zellulose (z.B. Isoflock) werden in Hohlräume eingeblasen. Ungünstige Strömungsverhältnisse in den zu füllenden Hohlräumen können dazu führen, daß ganze Bereiche nicht ausgefüllt werden, was von außen nicht erkennbar ist. Prinzipiell ist es möglich, daß sich Schüttgüter im Laufe der Jahre setzen und deshalb die Hohlräume nicht mehr vollständig ausfüllen. Es kommt dann im Winter zu kalten Stellen, was der Schimmelbildung ideale Wachstumsbedingungen beschert. Fachleute wissen um die Konsequenzen. Schimmelpilze werden durch resistente Stämme trotz Antimykotika wieder zur tödlichen Bedrohung.
Werden derartige Fehler rechtzeitig erkannt, so können diese Mängel meist mit geringem Aufwand und außerdem innerhalb der Gewährleistungsfrist beseitigt werden, noch bevor sich die Mängel überhaupt negativ auswirken können.

So manche Dämmung empfinden Mäuse und andere Nagetiere als idealen Nistplatz. Hier im Dach eines Hochhauses. Im optischen Bereich ist davon überhaupt nichts zu sehen. Solche Schäden führen an solchen Stellen zu erhöhtem Wärmeverlust, zur Kondensation der Raumluft darunter und somit zu einem feuchten Klima in der gesamten Dachkonstruktion, die damit akut gefährdet ist.

Bei diesem ansonsten hervorragend isolierten Haus liegt der Heizungsbedarf laut Bewohner etwa 30% über dem Durchschnitt vergleichbarer Gebäude. Die Balkone wirken wie riesige Kühlbleche, die den Räumen die Wärme entziehen. Das Gleiche mit den (hier nicht gezeigten) Terassenplatten, die außerdem noch für eine unangenehme Fußkälte in der Erdgeschosswohnung sorgte.

Diese Messungen werden bevorzugt in der kalten Jahreszeit durchgeführt. Idealerweise herrscht zwischen dem Gebäudeinneren und Außen eine Temperaturdifferenz von mindestens 15 Grad. Bei einer Innenraumtemperatur von 20°C sollte die Außentemperatur also möglichst bei nur 5°C oder weniger liegen. Da eine hochempfindliche Kamera zu Einsatz kommt, kann sicherlich auch noch mit etwas kleineren Temperaturdifferenzen noch gemessen werden. Auf Störgrößen wie Sonne und Wind muss dann jedoch ganz besonders geachtet werden. Um Fehlmessung durch Sonnenstrahlung zu vermeiden, sollte die Messung in den frühen Morgenstunden bis etwa zur Mittagszeit durchgeführt werden, wobei bedeckter Himmel immer von Vorteil ist. Direkte Sonnenstrahlung heizt die Wände auf, was zu erheblichen Missinterpretationen der Messergebnisse führen könnte. Bei starkem Regen, Schnee oder Nebel sollte eine Messung ebenfalls nicht durchgeführt werden; sie würden das ohnehin sehr schwache Signal zu sehr verfälschen.

Am Abend vor der Messung sollte die Nachtabsenkung abgeschaltet und durchgeheizt werden.
Soll auch der Innenraum vermessen werden, so ist auf gute Zugänglichkeit der Außenwände zu achten. Möbel, Vorhänge usw. müssen also entfernt werden.
Zur Vermeidung von Fehlinterpretationen ist es unbedingt nötig, alle Fenster eine Stunde vor Meßbeginn zu schließen. Die warme Raumluft streicht an den Außenwänden entlang und erwärmt diese. Diese warmen Stellen könnten dann als Wärmeleck interpretiert werden, obwohl dort gar keines ist.
Wind kühlt das Mauerwerk ebenfalls. Wenn also für den Standort ungewöhnlich starker Wind herrscht, so muß die Messung u.U. abgesagt werden. Eine rechnerische Auswertung, bei der die Windeffekte berücksichtigt werden, ist grundsätzlich fehlerbehaftet, aufwendig, daher teuer und trotzdem oft von eher geringer Aussagekraft.

Durch die physikalischen Eigenschaften von Glas ist der Wärmedurchgang durch die Fenster nur mit zusätzlichen Maßnahmen feststellbar. Glas wirkt für die Wärmestrahlung (durchaus beabsichtigt) ähnlich wie ein Spiegel. Die Kamera erfaßt also nicht die Temperatur des Glases, sondern des Objektes, das sich darin spiegelt. Das kann ohne weiteres der Himmel oder ein Nachbargebäude sein. Sollen trotzdem die Glasflächen berücksichtigt werden, so kann entweder ein aufwendiges Differenzmeßverfahren zum Einsatz kommen oder aber die Scheiben werden für die Meßdauer mit einer Kunststofffolie beklebt oder mit Graphitspray besprüht. Beides muß natürlich hinterher wieder entfernt werden.

Das Bild zeigt das Finanzamt Ingolstadt am 6.2.98 bei etwa -10°C. Das zweite Fenster links oben ist allem Anschein nach seit längerer Zeit geöffnet. Das Fensterkreuz und die Außenwand sind stark erwärmt. Im unteren Bereich des offenen Fensters zeigt sich, dass das Mauerwerk und Fensterkreuz wohl aufgrund der in den Raum strömenden Kaltluft ausgekühlt ist. Die zweite Fensterreihe zeigt besonders schön, dass im Bereich unter den Fenstern (dort stehen normalerweise Heizkörper) erhebliche Wärmeverluste auftreten.

Die Suche nach Wärmelecks in gekühlten Gebäuden erfolgt nach einem etwas anderen Muster. Die Messungen sollten bei möglichst hoher Außentemperatur erfolgen wärend innen möglichst stark gekühlt wird. Direkte Sonneneinstrahlung braucht nicht unbedingt vermieden zu werden. Sie heizt das Gemäuer auf. Diese sonnenbeschienenen Stellen sind für die Klimaanlage natürlich von ganz besonderer Bedeutung, weil ja gerade diese Energie weggepumpt werden muß, wenn sie nicht von der Dämmung draußen gehalten werden kann. An Orten, an denen es draußen kälter ist als in anderen Bereichen, fließt die Sonnenenenergie ins Gebäudeinnere und muß von der Klimaanlage weggekühlt werden. Da Kühlen grundsätzlich mit einem erheblich höherem Energieaufwand verbunden ist als Heizen, können solche Leckstellen ziemlich teuer werden. Kühlräume sollten an warmen Tagen von innen vermessen werden.

Suche nach versteckten Strukturen wie z.B. Fachwerkbalken, Rohr- und Stromleitungen, Befestigungspunkten nachträglicher Gebäudedämmung, Fassadenelementen  usw.
Die Tatsache, daß unterschiedliche Materialien meist auch die Wärme unterschiedlich leiten und halten, führt bei Temperaturunterschieden zu unterschiedlichen Oberflächentemperaturen. Diese können per Thermographie sehr gut bildlich dargestellt werden. So zeichnen sich z.B. überputzte Fachwerkbalken deutlich ab. Aber auch Rohre und Stromleitungen sowie andere Strukturen treten i.d.R. gut sichtbar hervor.
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Befestigungspunkte einer Außendämmung  von innen gesehen. Die Temperaturunterschiede betragen nur wenige Zehntel Grad.

Unterschiedliche Wärmekapazitäten (z.B. Holz und Beton) können hinter Putz sehr gut unterschieden werden, wenn z.B. die Veränderung der Umgebungstemperatur genutzt wird. Die tagsüber einstrahlende Sonne heizt Flächen gleichmäßig auf. Die dahinterliegenden unterschiedlichen Wärmekapazitäten können jedoch nur unterschiedliche Wärmemengen fassen. Nach Sonnenuntergang treten in der Thermographie Stellen hoher Wärmekapazität (z.B. Stein, Beton,...) noch lange als warme Stellen in Erscheinung während Strukturen mit kleiner Wärmekapazität (z.B. Holz, Hohlräume,...) sehr schnell auskühlen

Darstellung der Durchfeuchtung von Mauerwerk
Durch die Verdunstungskälte ist feuchtes Mauerwerk i.d.R. kälter als die Umgebung. Dadurch zeichnen sich feuchte Stellen in der Thermographie sehr deutlich ab. Der Zeitpunkt solcher Messungen ist im Gegensatz zur "normalen" Gebäudethermographie (zwecks Prüfung von Wärmeverlusten) eher unbedeutend.

Lecksuche bzw. Leckortung
Wenn irgendwo Wasser aus der Wand läuft, heißt das noch lange nicht, daß DORT auch ein Leck in einer Leitung zu finden wäre. In isolierten Rohren kann es bereits mehrere Meter im Kunststoffmantel oder anderen (zufällig) wasserdichten Strukturen unbemerkt unterwegs gewesen sein. Die Konsequenz: Die nasse Stelle wird aufgemeißelt. Das Rohr wird unter Zerstörung der Dämmung untersucht und per weiterem Aufmeißeln bis zur eigentlich Leckstelle verfolgt. Neben erheblichen Unannehmlichkeiten ist dieses Verfahren sehr teuer und langwierig. Insbesondere, was die spätere Restaurierung des Schadens angeht.
Wenn heißes Wasser an der Leckstelle in das Mauerwerk gelangt, kühlt es dort sehr schnell aus, was sich als "heißer Fleck" in der Aufnahme zeigt.Es gibt allerdings auch Dämmungen, die selbst ähnlich dicht wie das zu isolierende Rohr sind. Dann läuft das Leckwasser zwischen Dämmung und Rohr, OHNE für eine heiße Stelle am Ort des Geschehens zu sorgen.
Deshalb ein kleiner Tipp an Handwerker, die Rohre mit solchen Isolierungen verlegen: Machen sie alle halben Meter ein kleines Loch in die Isolierung. Die Isolierwirkung wird das nicht beeinträchtigen, aber die evtl. Lecksuche erheblich vereinfachen und somit die Folgekosten entsprechend reduzieren. Oder noch besser: Sprechen sie die Hersteller solcher Isolierungen an, damit diese entsprechende Wasseraustrittstellen vorsehen.

Per Thermographie lassen sich derartige Lecks i.d.R. sehr schnell und zuverlässig orten. Die Reparatur kann dadurch schnell und kostengünstig erfolgen.

Dieses Bild aus einer Gastwirtschaft zeigt deutlich die Verteilung des aus einer Heizungsleitung ausgetretenen warmen Wassers. Im sichtbaren Bereich war dieser Schaden nicht erkennbar.

Die Lecksuche bei Flachdächern sollte möglichst am Abend nach einem sonnigen Tag durchgeführt werden. Möglichst, wenn es kurz vor dem Sonnenschein noch geregnet hat. Hintergrund: In der Sonne heizt sich ein Flachdach schnell auf. Unter dem Flachdach befindliches freies Wasser sorgt allerdings für eine höhere Wärmekapazität des Untergrunds und zudem für Verdunstungskälte, so dass sich die Leckstellen auf dem noch warmen Dach als kalte Stellen abzeichnen. Wie gut das Verfahren funktioniert, hängt natürlich auch vom realisierten Aufbau des Flachdachs ab.

Thermografie am Bau ist ein gerichtlich anerkanntes Prüf- und Meßverfahren. Sachverständige, Gutachter und Bauphysiker bekommen durch Thermografie sehr oft schneller Aufschluß, wo der wirkliche Sachverhalt liegt. I.d.R. übernimmt die Kosten z.B. bei Rohrbrüchen u.ä. die Hausratversicherung.

Auf Wunsch bekommen Sie zur termographischen Auswertung auch noch ein Gutachten eines Architekten.

Schaltschränke und vorbeugende Wartung
Aus finanziellen Gründen versucht man normalerweise, möglichst knapp aber noch ausreichend dimensionierte Bauelemente zu verwenden. Je höher der finanzielle Druck ist, desto eher ist man geneigt, mit unterdimensionierten Teilen zu arbeiten, die sich im Betrieb meist durch höhere Wärmeentwicklung bemerkbar machen. Eine erhöhte Wärmeentwicklung und somit vorzeitigen Ausfall kann allerdings auch normale Kontaktkorrosion, lockere Kontakte, erhöhte Kontaktwiderstände usw. verursachen. Schäden solcher Art sind in den mitunter großen Schaltschränken oft erst nach langwieriger Suche - wenn überhaupt - festzustellen. Selbst im Grunde genommen richtig dimensionierte Bauteile können sich durch Erwärmung benachbarter Bauelemente übermäßig aufheizen und dann versagen. Ein Wärmestau kann schon durch die Verlegung mehrerer Leitungen verursacht werden, weil sie die Lüftung und damit die Wärmeabfuhr mitunter erheblich behindern.

Mit Thermographie genügt oft schon ein Blick um die schadhaften oder gefährdeteten Bauteile zu lokalisieren noch bevor ein teurer Schaden eintritt.

Suche von Lecks und Rohrbrüchen

Das 9-Tage-Wetter ist insbesondere für die Gebäudethermographie wichtig Falls die Gebäudedämmung vermessen werden soll: Kein Regen, Schneefall, Nebel, Wind, Temperatur unter +5°C (+7°C, wenn die Innentemperatur entsprechend erhöht wird), keine direkte Sonneneinstrahlung
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Woher kommt die Feuchtigkeit? Leitungswasser, Kondenswasser, Regenwasser, Grundwasser? -> Messung der stabilen Isotopen von ¹⁸ O und ²H gibt darüber Auskunft.
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Ingenieurbüro Christoph Müller, Weisbergerstr. 8, 85053 Ingolstadt, Tel. 0841/61883, Fax 0841/62004, im Ingolstädter Telefonbuch auch unter "Thermografie" zu finden. Christoph.Mueller@astrail.de