Thermografie

Thermografie

Einführung und Problemstellung

 

Gebäude in Deutschland müssen aufgrund jahreszeitlich wechselnder Außenlufttemperaturen zeitweise beheizt werden. Die Beheizung erfolgt im Regelfall während der Heizperiode zwischen Oktober und März. Dies ist erforderlich, um Nutzern bzw. Bewohnern eines Gebäudes ein hygienisches Raumklima mit ausreichend hoher Innenlufttemperatur bereitstellen zu können und um die Gebäudesubstanz zu schützen.

Im Rahmen der Ressourcenschonung und Verringerung der Emissionen von Treibhausgasen steigen auch die gesetzlichen Anforderungen an den energiesparenden Wärmeschutz. Die allgemeinen Schutzziele des Wärmeschutzes lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Ziele gesetzlicher Anforderungen an den Wärmeschutz:

- gesundes und behagliches Raumklima

- Schutz der Konstruktion vor Feuchteschäden

- Heizkostenersparnis

- Verringerung des Energieverbrauches für Beheizung und dadurch Entlastung der Umwelt.

 

Die Baupraxis zeigt jedoch, dass die oben definierten Anforderungen an Gebäuden häufig nicht eingehalten werden und wurden. Baumängel, Fehler und Schäden sind teilweise die Folge. So wurden in dem bislang letzten, 1995 von der Bundesregierung vorgelegten dritten Bauschadensbericht [5] die vermeidbaren Schadenskosten bei Hochbauleistungen auf etwa 3,4 Milliarden Euro beziffert. Ein Großteil dieser Schadenssumme ist hierbei den unzureichende Planungs- und Ausführungsleistungen der Wärmedämm-Maßnahmen zuzurechnen.

 

Mit Hilfe innovativer, zerstörungsfreier und schnell einsetzbarer Mess- und Untersuchungsmethoden, wie es die Bauthermografie darstellt, wurden die Voraussetzungen geschaffen, derartige Mängel zu lokalisieren und anschließend Maßnahmen zur Beseitigung einzuleiten. Die Thermografie ist hierbei als Hilfsmittel zu verstehen; die letztendliche Beurteilung der vorgefundenen Situation ist nur mit Sachverstand und Erfahrung möglich.

 

Physikalische Grundlagen der Thermografie

 Grundprinzip:

Die Thermografie beruht auf der Tatsache, dass jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,15 °C) eine Eigenstrahlung aussendet. Ursächlich für dieses Phänomen ist die in jedem Körper vorhandene innere mechanische Molekülbewegung. Die Intensität der Molekülbewegung hängt hierbei von der Temperatur des Körpers ab.

Da gleichbedeutend mit Molekülbewegungen auch Ladungsbewegungen auftreten, sendet der Körper Energie in Form elektromagnetischer Strahlung aus. Diese Strahlung bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit und gehorcht den optischen Gesetzen. So lässt sich diese Strahlung umlenken, mit Linsensystemen bündeln oder an spiegelnden Flächen reflektieren.

 

Für das menschliche Auge ist die Wärmestrahlung nicht sichtbar und wird dem infraroten 1 Wellenlängenbereich zugeordnet (Abbildung unten). Die infrarote Strahlung erstreckt sich in einem Wellenlängenbereich von Lamda = 0,78 µm bis etwa 1000µm, wobei aus noch zu erläuternden Gründen für die Bauthermografie der Wellenlängenbereich von Lamda = 3 µm bis 5 µm und hauptsächlich Lamda= 8 µm bis 14 µm interessant ist.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Für Bauthermografie besonders

interessante Wellenlängenbereiche

 

 

 

Die Wärmebildtechnik stellt sich die Aufgabe, die Intensität der abgestrahlten Eigenstrahlung zu messen und daraus die Temperatur der aussendenden (thermografierten) Oberfläche bzw. des Körpers berührungsfrei zu ermitteln.