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Thermografie

Die Thermografie beruht auf der Grundlage der Strahlungsmessung im Infrarotbereich.

Man unterscheidet im Bauwesen zwischen der aktiven und passiven Thermografie.

 

passive Thermografie

Die passive Thermografie beruht auf der Tatsache, dass jeder Körper über dem absoluten Nullpunkt eine Eigenstrahlung aussendet. Die Ursache dafür ist die innere Molekularbewegung.

Untersuchungen mittels der passiven Thermografie ist erheblich abhängig von den zum Zeitpunkt der Messung vorherrschenden Umgebungsbedingungen. Sie ist derzeit im Bauwesen eine der am häufigsten angewendete Temperaturmessung und sie ist wegen ihrer Abhängigkeiten an die Umgebung- und Messbedingungen auch das mit am meisten Fehlern behaftete Messverfahren.

Fehlerquellen sind insbesondere die fehlende Berücksichtigung von

  • atmosphärischen Einflüssen
  • Umgebungs- und Hintergrundstrahlung(en)
  • Reflexionen, Emissionen, Absorbtionen

Aber auch die fehlende Kenntnisse über die bei dieser Messung verwendete unterschiedliche Messtechnik führt häufig zu Fehlmessungen bzw. Fehlinterpretationen von Messergebnissen:

  • Scanner Thermografiesysteme mit Flüssiggaskühlung oder mit einer Kältemaschine (Stirling-Kühler) (optomechanische Verfahren)
  • Focal-Plane-Array-Thermografiesysteme (FPA) mit elektrischen Detekotoren
  • themische Auflösung
  • optische Elemente (FOV: Field Of View, IFOV: Instantaneous Fiel Of View)

Mittlerweile sind vielen die "bunten Bildchen" von  s.g. selbsternannten Thermografen bekannt. Anhand der Darstellung mit unterschiedlichen Farbfiltern und der  eingestellten Temperaturspreizung (Range) werden subjektive Wahrnehmungen beeinflusst. So werden aus gut gedämmten Gebäuden Energiekatastrophen und umgekehrt.

 

Ein Bauwerk im KfW-55-Standard. Die Oberflächentemperaturen der Fassade liegen nahe bei den Temperaturen der Umgebung.
Mit nur geringfügigen Änderungen im Range lässt sich dasselbe Haus als Energiekatastrophe darstellen.

 

Wegen der komplexen Messtechnik und der Vielzahl von Einflussfaktoren kommt es immer wieder zu Fehlmessungen und Fehlinterpretationen.

Ein Thermogramm ist nur verwendbar, wenn sämtliche auf die jeweilige Messung mögliche Einwirkungen festgestellt und auch dokumentiert werden. Dazu gehören nicht nur die Einflüsse zum Zeitpunkt der Messung selbst, sondern auch die Einflüsse vor der Messung. Es müssen mindestens die Klima- und Witterungsverhältnisse, Sonnenscheindauer, die Strahlung und der Abstand zum Objekt, (zeitweilige) Verschattungen des Messgegenstandes, das jeweilige verwendete  Kamerasystem mit den zugehörigen technischen Daten dokumentiert werden.  Selbstverständlich sind die Veränderungen der Messbedingungen während der Messungen ebenfalls zu dokumentieren. Die Anforderung an eine fachgerechte Messung ist, dass diese erstens nachvollziehbar und zweitens reproduzierbar ist! 

Anwendungsfälle der passiven Thermografie sind (Beispiele):

  • Wärmebrücken
  • Verglasung
  • thermisch entkoppelte Bauteile
  • energetische Betrachtung
  • Leckagen in der Luftdichtheitsebene
  • Luftundichtigkeiten von Fenstern und Türen
  • Lokalisierung von Durchfeuchtungen (Leckagen)
  • orientierende Ursachenbeurteilung von Feuchteschäden (Oberflächenfeuchte, Volumenfeuchte)
  • Konstruktionsdetails (Traganker, Fachwerk, Heizleitungen, etc.)
  • Temperaturverteilung als Folge von mechanischen Spannungen (Stahlträger)
  • etc.

aktive Thermografie

Bei der aktiven Thermografie wird die innere Molekularbewegung durch äußere Energiezufuhr angeregt. Mit ihr können innere Strukturen monolithischer Bauteile, wie beispielsweise Hohlstellen,  erfasst werden. Aber auch die Qualität beispielsweise von Oberflächenbeschichtungssystemen können festgestellt und beurteilt werden. So lassen sich wegen geänderten Wärmeleitverhaltens Delaminierungserscheinungen bei Oberflächenbeschichtungssystemen von Betonkonstruktionen beurteilen.