Thermographie

Mittels Thermografie kann eine Beurteilung des Wärmeschutzes der Gebäudehülle und hier speziell die Einhaltung der Mindestanforderungen an den Wärmeschutz nach DIN 4108-2 im Bereich der vorhandenen Wärmebrücken erfolgen.

In der DIN 4108-2, Abschn. 6, sind Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken definiert. Unter Abschn. 6.1 sind Maßnahmen benannt, die extrem niedrige Innenoberflächentemperaturen verhindern sollen. Es wird darauf hingewiesen, dass Wärmebrücken in Bauwerken in ihrem thermischen Einflussbereich zu deutlich niedrigen raumseitigen Oberflächentemperaturen, zu Tauwasserniederschlägen und damit verbundenen erhöhten Transmissionswärmeverlusten führen können. Sichtbares Zeichen hierfür ist eine im Innenbereich erkennbare Schimmelpilzbildung.

Zur Verhinderung des Risikos der Schimmelpilzbildung sind die in Abschnitt 6.2 der wie vor benannte Norm angegebenen konstruktiven Maßnahmen und Anforderungen einzuhalten. Dabei wird vorausgesetzt, dass das Gebäude eine gleichmäßige Beheizung und ausreichende Belüftung der Räume erfährt sowie eine ungehinderte Luftzirkulation an den Außenwandoberflächen stattfindet.
In Abschn. 6.2 der wie vor benannten Norm sind nun Maßnahmen zur Vermeidung von Schimmelpilzbildungen definiert. Dort heißt es:

„Ecken- und Außenbauteile mit gleichartigem Aufbau, die die Einzelkomponenten nach Tab. 3 erfüllen, bedürfen keinem gesonderten Nachweis. Alle konstruktiven formbedingten und stoffbedingten Wärmebrücken, die beispielhaft in der DIN 4108, Beiblatt 2, aufgeführt sind, sind ausreichend wärmegedämmt. Es muss kein zusätzlicher Nachweis geführt werden. Für alle davon abweichenden Konstruktionen muss der Temperaturfaktor an der ungünstigsten Stelle die Mindestanforderungen f_Rsi≥0,7 erfüllen, d.h., dass bei den unten angegebenen Randbedingungen eine raumseitige Oberflächentemperatur von Θ_si ≥12,6°C einzuhalten ist. Fenster sind davon ausgenommen.“

Bezüglich der Randbedingungen wird davon ausgegangen, dass eine Innenlufttemperatur von Θ_i = 20°C, eine relative Luftfeuchte innen Φ_i = 50% und eine Außentemperatur von Θ_e = -5°C vorliegt.

Bei Kenntnis der entsprechenden raumseitigen Oberflächentemperatur kann der entsprechende Temperaturfaktor f_Rsi gemäß DIN EN ISO 1021-2 ermittelt werden.

Die entsprechende Berechnungsformel lautet:

Dabei ist:

Θ_Si die raumseitige Oberflächentemperatur
Θ_i die Innenlufttemperatur
Θ_e die Außenlufttemperatur

Zur Überprüfung des Wärmeschutzes der Gebäudehülle wurden entsprechende Thermogramme erstellt, über die die Verteilung der Oberflächentemperaturen innenseitig auf den Außenbauteilen ermittelt und bildlich dargestellt werden kann.

Kurzerläuterung zur Thermografie/Messprinzip [VATh Richtlinie Bau]
Objekte mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes emittieren elektromagnetische Strahlung, deren spektrale Verteilung und Intensität nach dem Planck’schen Strahlungsgesetz beschrieben werden kann. Mit geeigneten Detektoren, in der Regel Quantendetektoren oder Mikrobolometern, kann diese Strahlung erfasst und gemessen werden. Mit elektronischen Systemen kann durch eine Abtasttechnik bei Einzeldetektoren bzw. mit Linien- oder Flächendetektoren die Wärmestrahlung eines Objektes zweidimensional erfasst, rechnerisch bewertet und bildhaft dargestellt werden. Die bildhafte Darstellung heißt “Wärmebild” bzw. "Thermogramm". Die Zuordnung von Temperaturen zu der auf dem Detektor erfassten Strahlung setzt voraus, dass die Emissions-, Reflexions- sowie Transmissionsfaktoren der zu messenden Objektflächen im jeweiligen Wellenlängenbereich bekannt sind. Mit solchen Infrarotsystemen können gezielt thermische Eigenschaften von Objekten wie Bauwerken und Bauteilen untersucht werden.
Bei den Aufnahmen stellen die dunkel gefärbten Bereiche (schwarz bis dunkelblau) in den Thermografieaufnahmen Gebäudeteile mit niedrigen Oberflächentemperaturen bzw. Wärmebrücken dar.

Die Oberflächentemperatur der Bauteile ist damit hauptsächlich von folgenden Faktoren abhängig:

• Raumlufttemperatur
• Wärmefluss nach außen = Wärmedämmfähigkeit und Luftdichtigkeit der Konstruktion
• Konvektionsbedingungen im Raum
• Aufbau der untersuchten Bauteile.

Da die klimatischen Randbedingungen im Inneren relativ konstant sind, sind neben der Bestimmung der absoluten Oberflächentemperaturen die festgestellten Temperaturunterschiede dazu geeignet, Inhomogenitäten und Schadstellen zu lokalisieren.

Wie schon eingangs dargelegt, bewirken Wärmebrücken einerseits zusätzliche Wärmeverluste und zum anderen führt es dazu, dass sich die raumseitige Oberflächentemperatur verringert. Aus den Thermografieaufnahmen lässt sich ebenfalls ableiten, ob in den Bauteilbereichen Inhomogenitäten des Wärmeflusses vorhanden sind bzw. ob die Dämmung fach- und sachgerecht vollflächig verlegt worden ist.

Beispielhaft sei auf die Datenblätter verwiesen.