Text: Marian Behaneck
Grundsätzlich eignet sich die Thermografie mittels Wärmebild-Kamera für alle Einsatzbereiche, bei denen thermische Vorgänge eine Rolle spielen. Zu den wichtigsten im Bausektor zählen die energetische und bauphysikalische Gebäudeanalyse, die Gebäude-Energieberatung sowie die Inspektion und Instandhaltung haustechnischer Anlagen. Auf dem Kameradisplay werden Wärmebrücken sichtbar und messbar, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind — beispielsweise an Fensterbänken, Fensterstürzen oder Rollladenkästen, in den Heizkörpernischen, im Sockel- oder Dachbereich. Diese Wärmebrücken sind meist auch Kondensationsnester für Feuchtigkeit, was wiederum die Ursache für Schimmelpilzbefall sein kann. Die Kameras lassen sich ferner zur Lokalisierung von Feuchtigkeit einsetzen, die in Wände, Decken oder Dächer eingedrungen ist, sowie zur Strukturanalyse von altem Gebäudebestand. Ob Zimmerer, Dachdecker, Maler, Fenster- und Fassadenbauer saubere Arbeit geleistet haben, lässt sich ebenso schnell nachprüfen. Im Zusammenhang mit der so genannten Differenzdruckmessung (Blower-Door) können Fugen und Luftundichtigkeiten an Bauteilübergängen, an Fenstern oder Haustüren sichtbar gemacht werden. Die Bauthermografie-Saison dauert wegen der benötigten Temperaturdifferenz zwischen innen und außen von mindestens zehn Grad in der Regel von November bis März. Aber auch in der wärmeren Jahreszeit sind die Kameras vielseitig einsetzbar. So bietet der Haustechnik-Bereich gleich ein ganzes Spektrum an Einsatzmöglichkeiten. Muss etwa ein Leitungsleck lokalisiert werden, kann die Kamera zur Eingrenzung notwendiger Reparaturen dienen. Auch unzureichend durchströmte Heizkörper, schlecht gedämmte Heizleitungen, Warmwasserspeicher oder defekte Heizungs- oder Klimaanlagen sind mit einem Blick erkennbar. Thermisch belastete Bauteile in haustechnischen oder elektrischen Anlagen werden ebenso entdeckt wie einzelne defekte Solarzellen von Photovoltaik-Anlagen. Diese können zu Leistungseinbußen führen, im Extremfall sogar Brände auslösen.
Messfehler lauern an jeder Gebäudeecke
Der professionelle Einsatz von Thermografie-Kameras erfordert spezielles Know-how, das Schulungen voraussetzt. Schließlich müssen Thermogramme korrekt beurteilt, interpretiert und allgemein verständlich erläutert werden. Dazu müssen Parameter wie Temperaturunterschiede, Sonneneinstrahlung, materialspezifische Emissionsfaktoren, die Windgeschwindigkeit oder thermische Spiegelungen an glatten Fassadenoberflächen berücksichtigt und richtig eingeschätzt werden. Zugleich sind Kenntnisse aus den Bereichen Optik, Wärmestrahlung, Wärmeleitung, Materialkunde sowie bauphysikalische und bautechnische Kenntnisse und Erfahrungen erforderlich. Denn was auf den ersten Blick wie eine Wärmebrücke aussieht, muss nicht zwingend eine sein. Potenzielle Fehlerquellen lauern buchstäblich an jeder Gebäudeecke. Nicht selten erfordert die Interpretation von Thermogrammen einen geradezu kriminalistischen Spürsinn.
Verschiedene Preiskategorien
Gute Wärmebild-Kameras haben ihren Preis. Viele der Kamerakomponenten und -materialien sind teuer, wie etwa die aus dem Halbleiter Germanium bestehende hochwertige Optik. Auch Herstellungs-, Bearbeitungs- und Kalibrierungsverfahren sind geräte-, personal- und kostenintensiv. Neben den Kamerakomponenten (Detektortyp, Optik, Optomechanik, Elektronik etc.) und den technischen Parametern wird die Qualität der Kamera auch vom „Drumherum“ beeinflusst – der Kalibrierung, Wartung, Schulung und dem Service. Zu den wichtigsten Parametern zählt die Detektorauflösung. Die Detektoren ungekühlter Kameras – aktueller Standard bei handgeführten Modellen – bestehen aus so genannten Mikrobolometer-Focal-Plane-Arrays, einer Matrix aus winzigen Strahlungsdetektor-Zellen. Je dichter das Matrixraster ist und je mehr Detektorzellen vorhanden sind, desto besser ist die Wärmebild-Qualität. Einsteigermodelle mit 160 x 120 Bildpunkten sind zwar schon ab 1.000 Euro zu haben, Detailprobleme lassen sich damit aber kaum erkennen. Als Stand der Technik gelten heute Kameras mit 320 x 240 Bildpunkten – nicht zuletzt weil sie im Sachverständigen-Bereich und bei thermografischen Gutachten auch vor Gericht Bestand haben. Erhältlich sind sie schon zu Preisen unter 5.000 Euro. Profikameras mit 640 x 480 Bildpunkten und mehr kosten ab 15.000 Euro. Mit der von einigen Herstellern offerierten „Resolution-Enhancement-Technologie“ lässt sich die native Kameraauflösung zusätzlich um das Vierfache steigern.
Einflussreiche Eigenschaften
Daneben sind auch andere Faktoren wichtig, zum Beispiel die Infrarot-Optik. Zu den Qualitätskriterien von Objektiven gehören die Lichtstärke, die darüber entscheidet, wie viel Wärmestrahlung vom Objekt auf dem Detektor ankommt, das Auflösungsvermögen, die Abbildungstreue sowie die Qualität der Beschichtung. Profikameras für den Baubereich sollten möglichst mit einem für die Fassaden- und Raumthermografie geeigneten Weitwinkelobjektiv (zum Beispiel 8—15 Millimeter) mit großem Sehfeld ausgerüstet und optional durch ein Standardobjektiv (zum Beispiel 30—50 Millimeter) und ein Teleobjektiv (zum Beispiel 60-130 Millimeter) erweiterbar sein. Neben der Detektorauflösung und der Infrarotoptik bestimmen die thermische Empfindlichkeit und die geometrische Auflösung die Qualität des Thermogramms. Letztere, auch IFOV-Wert genannt, ist abhängig vom aktuell eingesetzten Objektiv und definiert die kleinstmögliche Messfleckgröße. Das ist jene Fläche auf dem Messobjekt, die aus einem Meter Entfernung einer einzelnen Detektorzelle in einem Wärmebild zugeordnet werden kann. Sie entscheidet insbesondere bei feinen Objektstrukturen respektive bei großen Entfernungen darüber, wie genau gemessen werden kann. Ein weiterer wichtiger Parameter ist die thermische Empfindlichkeit, auch NETD-Wert genannt. Sie gibt die kleinste Temperaturdifferenz an, die vom Detektor erfasst werden kann, und liegt bei Profigeräten zwischen 0,03 und 0,05 Kelvin bei 30 Grad Celsius. Je kleiner dieser Wert ist, desto geringer ist die Gefahr des so genannten „Bildrauschens“. Beim Gehäusedesign überwiegt in der Einsteiger- und Standardklasse die Pistolen-Bauform, in der Profiklasse die Camcorder-Bauform. Das möglichst große und helle Farb-TFT-Display mit möglichst hoher Bildauflösung sollte sich ausklappen und um zwei Achsen nahezu in beliebige Richtungen drehen lassen. Dadurch sind Aufnahmen auch in beengten Situationen, etwa in möblierten Räumen, aus praktisch jeder Position heraus möglich: über Kopf, übereck oder aus der Froschperspektive. Bei starker Sonneneinstrahlung – etwa bei der Untersuchung von Klima- oder PV-Anlagen – sollte zusätzlich ein Sucher, möglichst mit Neigungs- und Dioptrieneinstellung, vorhanden sein. Ein Schwachpunkt bei nahezu allen Modellen ist die integrierte Digitalkamera. Mit in der Regel 1,3 bis 3 Megapixel Bildauflösung sowie einer mehr oder weniger hellen LED-Videoleuchte macht sie eher verschwommene als kontrastreiche Bilder. Thermografie-Profis verwenden deshalb lieber eine gute Digitalkamera mit Blitz und Zoomfunktion.
Kaufen, leasen oder leihen?
Angesichts teilweise stolzer Kamerapreise stellt sich für Gelegenheitsnutzer die Frage nach Alternativen zum Neukauf. Neben der Miete, einem Mietkauf oder einer Leihstellung besteht die Möglichkeit, Dienstleister zu beauftragen oder Gebrauchtgeräte zu kaufen. Meist wird nach einer Neukalibrierung sogar die gleiche Garantie wie für ein Neugerät gewährt. Die Preise für wenige Jahre alte Geräte liegen zwischen 20 und 50 Prozent unter dem Neupreis. Die Preise für eine Leihstellung sind abhängig vom Kameramodell und betragen zwischen 150 und 500 Euro pro Tag. Nicht zu vergessen ist die notwendige Schulung, die auch Zeit und Geld kostet – eine Basisschulung an zwei bis fünf Tagen kostet 500 bis 1.500 Euro, fünftägige Zertifizierungskurse 2.000 Euro. Dieser Schulungsaufwand entfällt, wenn man sich für eine Thermografie-Dienstleistung entscheidet. Hier sind allerdings keine Kostenangaben möglich, da der Leistungsumfang und damit auch das Honorar unmittelbar vom jeweiligen Objekt und der Aufgabenstellung abhängen. Deshalb sollte man sich in jedem Fall von einem nach DIN 54162 zertifizierten Dienstleister ein Angebot unterbreiten lassen. Darin enthalten sein sollten die Anfahrt, Spesen, die Arbeitszeit und Gerätetechnik, alle Materialkosten sowie die Auswertung und eine aussagekräftige Dokumentation der Thermogramme.
Marian Behaneck ist freier Fachjournalist in Jockgrim (Pfalz).
Mehr über das Funktionsprinzip von Wärmebild-Kameras, Anbieter, Literaturtipps, Normen und Linkhinweise zur Bauthermografie unter: DABonline/tag/Bauthermografie.
