Thermografie

Allgmein

Bei der Firma Torsten Gemmer Mess- und Ortungstechnik kommen ausschließlich Kameras der Firma Flir Systems zum Einsatz.

Schaubild spektrale Verteilung
Spektrale Verteilung (Klicken zum vergrößern)

Die Thermografie verfolgt wie die Fotografie eine visuelle Darstellung von betrachteten Objekten. Bei der Fotografie wird ein reines Lichtbild erzeugt, das heutzutage auf ein digitales Speichermedium projiziert wird. Die Thermografie nutzt dagegen zur Darstellung die Abstrahlung thermischer Energie von Objekten. Sie erfasst und visualisiert somit thermische Unterschiede an Bauteil- bzw. Körperoberflächen unter Beachtung der Abstrahlungseigenschaften (Emissivität) eines Körpers. Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes sendet Wärmestrahlung aus. Der absolute Nullpunkt wird mit 0K (-273,15°C) angegeben. Im Idealfall entspricht das Spektrum der ausgesandten Strahlung dem eines Schwarzen Strahlers (Emissionswert =1). Die Thermographie wird im infraroten Bereich eingesetzt. Thermische oder infrarote Energie ist eine Art „Licht“ mit einer zu großen Wellenlänge, um vom menschlichen Auge wahrgenommen zu werden.

Mit einer Thermokamera werden also Temperaturunterschiede auf einer betrachteten Oberfläche detektiert. Es können sowohl kalte als auch warme Medien dargestellt werden. Wichtig ist jeweils nur ein ΔT zur Umgebung. Es ist ein Trugschluss mit der Thermografie hinter oder in eine Wand Hineinsehen zu können. Detektier sind demnach lediglich Temperaturunterschiede auf der Oberfläche, wenn dahinter (am Boden, in der Wand) anders temperierte Medien verlaufen und eine thermische Veränderung auf der Bauteiloberfläche verursachen. Deren Form, Größe, Lage und Verlauf können dann Hinweise auf Anomalien im Hintergrund geben.

Gebäude

Die die Bewohner einer Einheit beklagten Schimmelbildung in der WE. Mittels einer Thermografie soll geprüft werden, ob an möglichen Wärmebrücken zu kalte Bauteiltemperaturen vorliegen

Was sind Wärmebrücken?

Eine Wärmebrücke (oft fälschlicherweise als Kältebrücke bezeichnet) ist ein Bereich in Bauteilen eines Gebäudes, durch den die Wärme schneller nach außen transportiert wird, als durch die anderen Bauteile. Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Konstruktive Wärmebrücken entstehen durch Einbauten oder Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit oder fehlender Wärmedämmung, beispielsweise Stahlbetonbauteile, die eine gedämmte Außenwand durchstoßen. Geometrische Wärmebrücken ergeben sich beispielsweise durch Versprünge oder Ecken in einem ansonsten homogenen Bauteil, wenn der Innenfläche eine größere Außenfläche, durch die die Wärme abfließt, gegenübersteht. Im Bereich von Wärmebrücken sinkt im Winter die raumseitige Oberflächentemperatur von Bauteilen ab. Bei Unterschreiten der Taupunkttemperatur fällt Tauwasser (Kondenswasser) aus. An Wärmebrücken besteht die Gefahr von Schimmelbildung. Diese tritt nicht erst bei Tauwasserausfall, sondern bereits bei einer (durch die Oberflächentemperatur bedingten) relativen Luftfeuchte von mehr als 80 % an der Wand auf. Wärmebrücken führen zudem zu höherem Heizwärmebedarf und damit zu höheren Heizkosten. Die dabei entstehenden Temperaturdifferenzen im Gebäudebestand können mit Hilfe einer Infrarotkamera dargestellt und ausgewertet werden. Diese Messungen machen nur von innen Sinn.

Außenaufnahmen sind nicht nach DIN bewertbar. Sie zeigen jedoch die flächige Verteilung von Wärme und damit verbundene Transmissionswärmeverlust auf der Wandoberfläche.

Elektro

Diese Variante der Thermografie dient der vorbeugenden Instandhaltung. Hierbei werden Schaltschränke untersucht, um für den vorbeugenden Brandschutz fehlerhafte Klemmstellen oder Überhitzungen an Bauteilen zu detektieren. Für diese Untersuchung ist eine freie Sicht auf den Schaltschrank und dessen Klemmstellen erforderlich. Abdeckungen sind im Großindustriebereich von einem Elektriker zu entfernen.

Fußbodenheizung - Bohrlochbestimung

Gründe für eine thermografische Leitungsortung von Fußbodenheizungen können sein:

  • Bohrlochbestimmung für das Setzen von Trockenbauwänden oder anderen Einbauten
  • Bohrlochbestimmung für eine Dämmschichttrocknung
  • Lecksuche

Bei Fußbodenheizungen kommen heutzutage in den meisten Fällen Kunststoffrohre als reiner Kunststoff oder Mehrschichtverbundrohr zum Einsatz. Bei einigen älteren Anlagen findet man noch eine Verlegung aus Kupferrohren vor. Die Lagebestimmung und oder auch Bohrlochbestimmung in jedem Fall zerstörungsfrei durchführbar. Die Thermografie an einer Fußbodenheizung bedarf besonders auch zur Bohrhilfe eine große Erfahrung des Thermografen. Die Einstellungen der Kamera sowie deren thermische spektrale Empfindlichkeit sind neben den einzuhaltenden Grundbedingungen auch für den Erfolg ausschlaggebend. Es sind bestimmte Parameter einzuhalten, um die Heizleitungen sichtbar zu machen. Entscheidend für den Erfolg ist hier ein ausreichendes Delta T. Das ist nur mit einer entsprechenden Erhöhung der Vorlauftemperatur möglich. Am besten sichtbar werden die Leitungen beim Aufheizprozess. Damit eine Thermografie überhaupt erfolgreich die Heizschlangen sichtbar machen kann, gibt es bei einer Fußbodenheizung immer eine Reihe von Vorbereitungen zu treffen. (siehe Merkblatt im Downloadbereich). Bei einer Verlegung in „Schneckenform“ sind die Vor- und Rückläufe auch nahe dem Randbereich bei zu engem Abstand oftmals nicht gut erkennbar. Die Gründe hierfür können vielfältig sein:

  • zu geringes zu geringen ∆T infolge zu niedriger Vorlauftemperaturen
  • Wärmeleitfähigkeit / Wärmeausdehnung des überdeckenden Materials
  • Abstand der Heizschlangen

Die Vorläufe werden in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur meistens relativ schnell erkennbar. Bei der „Schneckenform“ liegen die Rückläufe dann immer zwischen 2 Vorläufen. In den Randbereichen ist die Wärmeausdehnung der Vorläufe immer schneller und überdeckt dann häufig die erkennbare Erwärmung an den Rückläufen. Aus diesem Grunde wird immer empfohlen, Bohrungen erst ab einem Abstand von mindestens 50 – 60cm von der jeweiligen raumabgrenzenden Wand setzen zu lassen. Es gibt jedoch auch einzelne Fälle, wo bei einer „Schneckenverlegung“ in ausreichendem Verlegeabstand die Heizschlangen bis in die äußersten Randbereiche gut sichtbar werden.