Thermographie

Wohl kaum ein Messverfahren hat in den letzten Jahren derart auf sich aufmerksam gemacht, wie die Thermografie. Bis vor kurzem noch ausschließlich für die wärmetechnische Untersuchung von Gebäuden in Bezug auf unzureichenden Wärmeschutz Der Wärmeschutz kann nach DIN 4108 in drei Teilbereiche untergliedert werden: Wärmeschutz und Energieeinsparung umfassen alle Maßnahmen zur Reduzierung der und/oder Wärmebrücken Wärmebrücken (auch als Kältebrücken bezeichnet) sind Stellen in der Gebäudehülle, in denen örtlich begrenzt ein größerer Wärmefluss als im Übrigen eingesetzt, wird die Thermografie Kamera heute auch u. a. zur Leckage Der Begriff der Leckage wird für verschiedene Durchfeuchtungsarten verwendet. Zum Einen spricht man von einer Leckage, wenn eine Abdichtung undicht -Ortung oder zur Überprüfung der Gebäudedichtigkeit eingesetzt. Aufgrund der anwendungstechnischen Vielfalt sowie der mittlerweile auch preiswerten Geräte wird sich das Einsatzgebiet in der Bauwerksdiagnostik Die Bauwerksdiagnostik kann als eine Teildisziplin der Bauphysik bezeichnet werden, die sich zur Aufgabe gemacht hat, den zeitlich aktuellen Qualitätszustand in den nächsten Jahren weiter entwickeln. Es handelt sich bei dem für das menschliche Auge sichtbare Licht um den Bereich der elektromagnetischen Strahlung, der eine Wellenlänge von 380 bis 780 nm besitzt. Das Licht ist hierbei eine Mischung unterschiedlicher Wellenlängen. Wird es z. B. durch ein Prisma gebrochen, werden die so genannten polychromatischen (mehrfarbigen) Lichtstrahlen in seine monochromatischen (einfarbigen) Bestandteile zerlegt.

Elektromagnetische Strahlung unterhalb der für den Menschen sichtbaren Frequenzen bzw. niedrigeren Wellenlängen werden als Ultraviolettstrahlung (UV-Licht) bezeichnet – die mit höheren Wellenlängen (oberhalb rot) werden als Infrarotstrahlung (kurz IR-Strahlung) bezeichnet. Hierbei handelt es sich um elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der langwelligeren Mikrowellenstrahlung. Dies entspricht einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1mm. Das erste Mal zwar erwähnt von Sir Isaac Newton war es aber Sir William Herschel, der 1800 einen einfallenden Sonnenstrahl durch ein Prisma lenkte und die relative Energie dieser Strahlen ermittelte. Hierzu legte er an das Ende eines jeden Sonnenstrahls ein Thermometer und stellte fest, dass die Farben rot, blau und grün eine unterschiedliche Wärme Wärme (Wärmemenge) ist eine physikalische Größe. In der Thermodynamik ist Wärme eine über Systemgrenzen hinweg transportierte thermische Energie. Wärme ist besaßen. Weiterhin stellte er fest, dass die Farben von violett über blau, grün, gelb und orange bis hin zu rot immer wärmer wurden. Obwohl diese Entdeckung bereits schon sensationell war, stellte Herschel allerdings auch fest, dass sich neben dem roten Sonnenstrahl noch ein nicht sichtbarer Bereich befand, der noch wärmer war.
Dieses Prinzip wird bei einer Infrarot- oder Thermografie Kamera genutzt, die auch als Wärmebildkamera bezeichnet wird. Der Wellenbereich der für diese Kameras geeigneten Infrarotstrahlung liegt zwischen 0,7 bis 1000 µm, allerdings benutzen marktübliche Geräte einen Spektralbereich zwischen 2 bis maximal 25µm (mittel- und langwelliges IR). Der Vorteil liegt darin, dass in diesem Wellenbereich der Einfluss von Sonneneinstrahlung und Licht geringer ist als im kurzwelligeren Bereich. Das Messprinzip der Thermografie Kamera besteht darin, dass die für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung Wärmestrahlung ist neben den Transportmechanismen Wärmeleitung und Konvektion ein weiterer Mechanismus zum Transport von thermischer Energie von einem Ort höherer (Infrarotlicht) eines Körpers sichtbar gemacht wird. Jeder Körper emittiert elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Länge. Die abgestrahlten Wellenlängen hängen von der jeweiligen Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur des Körpers ab. Vereinfacht ausgedrückt können mit einer Thermografie Kamera Bilder erzeugt werden, in denen bestimmte Farben für bestimmte Temperaturen stehen. Die in der Praxis eingesetzten Kameras können in der Regel Temperaturen von -20°C bis weit über 1000°C messen. Je nach Qualität der Thermografie Kamera können Temperaturunterschiede zwischenzeitlich von bis zu 0,05°C (!) aufgenommen werden.
Im Rahmen der Bauwerksdiagnostik werden in der Regel Thermografie Kameras mit einem Wellenlängenbereich von 8 bis 12 µm eingesetzt. Genau genommen wird bei der Thermografie ein Infrarotbild in ein radiometrisches Bild umgewandelt, aus dem exakte Temperaturwerte abgelesen werden können. Hierzu befinden sich in der Infrarotkamera komplexe Algorithmen. Die von einem Körper abgegebene Wärmestrahlung (A) wird von den Optiken (B) auf einem Infrarotdetektor (C) fokussiert. Dieser sendet die Informationen zu einer Sensor-Elektronik (D), die anschließend die Bildverarbeitung und -auswertung vornimmt. Diese Elektronik ist für die „Übersetzung“ der vom Detektor kommenden Daten verantwortlich, aus denen ein Bild (E) generiert und auf einem Videomonitor oder LCD-Bildschirm angezeigt wird.
Da ein Infrarotbild einem optischen oder realen Bild sehr ähnlich ist, können die Thermografieaufnahmen auch nachträglich sehr gut zugeordnet werden. Mittlerweile bemühen sich die Hersteller sogar, die Bildqualität kontinuierlich zu optimieren und sich an mittlere Bereiche der Digitalfotografie anzugleichen. Die nahe Zukunft wird zeigen, dass auch diese Auflösung verbessert werden kann. Des Weiteren werden Thermografie Kameras angeboten, die auch sehr langsame Strömungen nachweisen können und in denen bereits eine Videokamera eingebaut ist, so dass auch bewegte Bilder aufgenommen werden können. Dies hat u. a. den Vorteil, dass z. B. auch Undichtigkeiten in der Gebäudehülle problemlos mit einer Thermografie Kamera aufgenommen werden können. Dem Einsatzgebiet sind damit fast keine Grenzen mehr gesetzt. Neben der wärmetechnischen Erfassung von Gebäudehüllen und dem Aufspüren von Wärmebrücken werden Thermografie Kameras immer öfter auch zur Leckageortung Für die Leckageortung werden verschiedene Messverfahren eingesetzt. Die Art der geeigneten Leckageortung hängt von verschiedenen Faktoren ab. So breitet sich , Undichtigkeiten in Bauteilen sowie zum Aufspüren verdeckter Konstruktionen verwendet.
Für eine ordnungsgemäße Aufnahme muss vor der Benutzung der Emissionsgrad der Thermografie Kamera eingestellt werden. In hochwertigen Geräten sind bereits Werte der gängigen Materialien eingespeichert. Weitere Werte gibt es in Handbüchern oder können im Internet herunter geladen werden. Neueste Thermografie Kameras besitzen bereits eine Taupunktberechnung in Echtzeit und zeigen Taupunkt Der Taupunkt bezeichnet die Temperatur, bei der die Feuchtigkeit in der Luft an einem Gegenstand kondensiert. Er wird in °C -typische Bereiche und Schimmelpilz-gefährdete Bereiche an. Aus diesem Grund eignen sich diese Geräte mit ihrer Taupunktvisualisierung hervorragend für die Innenraumdiagnostik bei Schimmelpilzbefall. Relativ unbekannt ist, dass man mit Thermografie Kameras auch einen noch nicht sichtbaren Schimmelpilzbefall bereits aufspüren kann. Die Mikroorganismen Mikroorganismen stellen die Wurzel des „Stammbaums des Lebens“ auf der Erde dar. Sie produzieren etwa zwei Drittel der gesamten Biomasse haben aufgrund ihrer Stoffwechsel eine leicht höhere Umgebungstemperatur und können dadurch „sichtbar“ gemacht werden.