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Thermografie:


Was ist Thermografie?

Die Thermografie ist eine berührungslose, Bild gebende Infrarot (IR)-Temperaturmessmethode.
Sie stellt mittels Infrarotkamera unterschiedliche Temperaturen mit unterschiedlichen Farben werten dar.
In einer Infrarotkamera wird die von einem Sensor aufgenommene Wärmestrahlung in ein Wärmebild (Thermogramm) umgewandelt und auf einem Speichermedium abgelegt.

Durch Auswertung der flächigen Temperaturinformation werden nicht sichtbare Strukturen erkannt. Da die Aufnahmen berührungslos und in einem gewissen Abstand zum Messobjekt stattfinden, wird das Messobjekt selbst nicht beeinflusst.

Jede Oberfläche mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes (-273°C) emittiert, unabhängig vom Aggregatzustand, eine elektromagnetische Wärmestrahlung. Das Thermische Infrarot (jenseits der roten Linie des sichtbaren Lichts (>0,75 µm) im elektromagnetischen Spektrum mit dem Wellenlängenbereich bis 14 µm) ist für die Thermografie von besonderem Interesse. Thermografie-Kameras sind in der Lage, eben diese Wellenlängenbereiche im Infrarotbereich abzubilden.

Heutige, hochleistungsfähige Infrarotkameras liefern detailgetreue, temperaturkalibrierte Wärmebilder in Echtzeit, die für eine Tatsachenentscheidung sofort zur Verfügung stehen. Diese Systeme sind in der Lage selbst geringste Temperaturunterschiede (<0,1 K) zu erfassen und abzubilden. Sie verfügen über eine Detektorauflösung von 240 x 320 Pixel bei schnellem Bildaufbau. Diese Mikrobolometer-Systeme werden heute ungekühlt angewendet.

Die Verarbeitung der aufgenommenen Infrarot-Bilder erfolgt am Computer mit einer anwenderfreundlichen Report-Software. Zahlreiche Funktionen ermöglichen eine kundenspezifische Auswertung.

Man unterscheidet zwischen passiver und aktiver Thermografie. Bei der passiven Thermografie wird die Eigenstrahlung des Objekts detektiert. Bei der aktiven Thermographie wird dagegen durch äußere Energieeinbringung (Anregung) im Prüfobjekt zum Zwecke der Messung ein Wärmefluss erzeugt.


Welche Einsatzgebiete gibt es für die Thermografie?

Die Thermografie ist immer dann anwendbar, wenn die Darstellung unterschiedlicher Temperaturen zu Erkenntnissen führt, welche ohne diese Darstellung nicht oder nur mit höherem Aufwand erzielt worden wären.

Die Thermografie deckt Fehlstellen auf, die an der Objektoberfläche entweder durch Übertemperaturen (Hot Spots) oder durch Untertemperaturen (Cold-Spots) erkannt werden können.

Bauwesen

Im Bauwesen können Dichtungs- und Dämmungsfehler, die als Bauplanungs- und Ausführungsmängel auftreten, thermografisch dargestellt werden.
Sanierungsmaßnahmen zur Verbesserung des Wärmeschutzes können gezielt eingesetzt werden und führen somit zu Energieeinsparungen.
Unter Putz verborgene historische Bausubstanz (z. B. Fachwerk) lässt sich thermografisch nachweisen.

Haustechnik

In der Haustechnik lassen sich verdeckt liegende Heizungs- und Versorgungsleitungen mit Hilfe der Thermographie lokalisieren und Rohrbrüche orten. So können einerseits Durchfeuchtungen nachgewiesen werden, andererseits kann der gezielte Einsatz der Thermographie bei nachträglichen Eingriffen in die Bausubstanz unbeabsichtigte Schäden verhindern.

elektrische Einrichtungen

Die thermografische Untersuchung elektrischer Einrichtungen und deren Verbindungselemente kann unter Last Schwachstellen frühzeitig aufzudecken, da erhöhte Übergangswiderstände zu Temperaturerhöhungen führen.


10 Tipps für aussagefähige Thermogramme

  1. Vermeiden Sie Messungen bei Regen oder hoher Luftfeuchtigkeit.
    Verdunstende Wassertropfen entziehen der Oberfläche Wärme, so dass lokal eine zu tief gemessene Temperatur gemessen werden kann. Außerdem führt ein Wasserfilm auf einer Oberfläche zu einer Veränderung des Emissionsgrades der Oberfläche und folglich zu einer verfälschten Temperaturmessung.
  2. Bezüglich des Windes sollten Messungen bei gleichmäßigen Windverhältnissen mit Windgeschwindigkeiten unter ca. 2 m/s durchgeführt werden.
    Bei höheren Windgeschwindigkeiten können sich turbulente Strömungen über der Messfläche ausbilden. Dies kann zu Fehlinterpretationen der Messergebnisse führen.
  3. Externe Quellen für Temperaturunterschiede sollten vermieden werden.
  4. Mängel, die eine erhebliche Änderung des Wärmedurchlasses der Wand bewirken, können visualisiert werden, wenn der Temperaturunterschied zwischen innen und außen mehrere Stunden über 5° (Minimalwert) beträgt.
  5. Messungen sind unter Umständen in den frühen Morgenstunden, vor Sonnenaufgang am aussagefähigsten.
  6. Folgende Tages-Temperaturkonstellationen sind typisch:

    1. Hoher Temperaturunterschied zwischen innen und außen, keine oder niedrige (Sonnen-) Einstrahlung (kalt und bedeckt oder nachts)
      Diese Randbedingungen werden in der Regel bei thermografischen Messungen von außen am Bau angestrebt.
    2. Hoher Temperaturunterschied zwischen innen und außen, hohe Einstrahlung ohne Schwankungen (kalt und klarer Himmel)
      Bei diesen Randbedingungen sollten keine Fehlerstellen vermessen werden, die nahe der Außenoberfläche liegen. Oft liefern auch Messungen von Innen aussagefähige Ergebnisse.
    3. Hoher Temperaturunterschied zwischen innen und außen, hohe Einstrahlung mit Schwankungen (kalt und wolkig)
      Fluktuierende Einstrahlungswerte liefern entsprechende Ergebnisse. Hier liefern Messungen von Innen aussagefähigere Ergebnisse.
    4. Geringer Temperaturunterschied zwischen innen und außen, hohe Einstrahlung ohne kurzfristige Schwankungen (warm und klarer Himmel)
      Auch im Sommer, wenn die Außenlufttemperatur nachts nur geringfügig unter der Raumlufttemperatur liegt und tagsüber höher als diese, ist es möglich, thermografische Untersuchung versteckter Fehlerstellen an Fassaden durchzuführen. Hierzu werden die Aufheizphasen am späteren Morgen und die Abkühlphasen abends genutzt.
    5. Geringer Temperaturunterschied zwischen innen und außen, niedrige oder fluktuierende Einstrahlung (warm und bedeckt oder wolkig)
      Diese Randbedingungen sind in der Regel für thermografische Untersuchungen am
  7. Metallische Oberflächen und Glas haben einen höheren Reflexionsgrad. Daher ist eine direkte Übertragung des gemessenen Temperaturwertes ohne entsprechende Korrektur wenig aussagefähig.
  8. Aufgrund vorhandener Reflexionsgrade sollten Messungen möglichst senkrecht zum Messobjekt vorgenommen werden. Schrägmessungen können zu einer verfälschten Temperaturdarstellung führen.
  9. Geben Sie der Kamera mindestens 30 Minuten Zeit, sich an die Umgebungstemperatur anzupassen.
  10. Werten Sie Ihre Thermogramme später detailliert am Rechner aus. Dort lässt sich für jeden Bildpunkt die gemessene Temperatur ablesen und entsprechend dokumentieren.

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