Gebäudethermografie

Erkennung von Feuchtigkeit in Gebäudeverkleidungen

Eines der energetisch wichtigsten Elemente von Gebäuden ist ihre äußere "Verkleidung" - die Wände, die Fenster und das Dach. Es ist entscheidend, dass diese Elemente über eine möglichst gute Wärmedämmfähigkeit (geringe Wärmeleitfähigkeit und geringe Wärmestrahlungsfähigkeit) verfügen. Wenn jedoch die Feuchtigkeitswerte in den wärmedämmenden Materialien aus irgendeinem Grund steigen, erhöht sich ihre Wärmeleitfähigkeit, was natürlich zu einer Verschlechterung ihrer Wärmedämmeigenschaften führt. Darüber hinaus kann Feuchtigkeit, die in Baumaterialien eindringt - insbesondere in Innenräumen - in bestimmten Fällen zu gesundheitsschädlichem Schimmelwachstum führen.

Die Ursachen für Feuchtigkeit können vielfältig sein: Eindringen von Außenwasser (Regen, Dachundichtigkeiten), Einsickern (zum Beispiel bei Beschädigung der wasserundurchlässigen Schicht des Fußbodens), Risse in Rohrleitungen, Undichtigkeiten von Dichtungen, Kondensation usw. Je nachdem, wo sich die Feuchtigkeit befindet, hängt es davon ab, wie und unter welchen Umgebungsbedingungen ihre Anwesenheit nachgewiesen werden kann, wie möglicherweise auch die Ursache der Feuchtigkeit ermittelt werden kann. Grundsätzlich muss zwischen der Erkennung von Innen- und Außenfeuchtigkeit differenziert werden: Thermografische Untersuchungen zur Feuchtigkeitserkennung müssen völlig unterschiedlich zu verschiedenen Zeiten und auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden.

Nachweis von Außenfeuchtigkeit (Wände, Dächer)

Wenn beispielsweise Flachdächer oder Wände durchfeuchtet sind, kann während der Winterzeit (Heizperiode) aufgrund ihres erhöhten Wassergehalts eine gesteigerte Wärmeleitfähigkeit nachgewiesen werden. Mit anderen Worten, unter der Annahme eines Temperaturunterschieds von 15 bis 20 K zwischen Innen- und Außenbereich kann an den durchfeuchteten Stellen nachgewiesen werden, dass aufgrund ihrer verringerten Wärmedämmeigenschaften mehr Wärme aus dem Innenbereich austritt. Dies zeigt sich auf mit einer Wärmebildkamera aufgenommenen Außenaufnahmen als wärmere und auf Innenaufnahmen als kältere Oberflächen - wie bei allen anderen Arten von Wärmebrücken auch. Durch die Wärmebrücken, die sich aus der Struktur des Gebäudes (bzw. aus Bauausführungsfehlern) ergeben, können die durchfeuchteten Flächen anhand ihrer unregelmäßigen Geometrie identifiziert werden. Es ist wichtig zu wissen, dass Außenaufnahmen nur bei regen- und schneefreiem, windstillem Wetter und unbedingt sonnenfreiem (nächtlichen) Wetter gemacht werden können. Für Innenaufnahmen reicht es aus, dass der oben erwähnte Temperaturunterschied zwischen Innen und Außen vorhanden ist, obwohl dies mindestens eine Woche vor dem Messzeitpunkt bestehen bleiben muss. Unter sommerlichen Bedingungen sind derartige Fehlersuchungen viel schwieriger (fast unmöglich), da die intensive Sonneneinstrahlung tagsüber die Wände des Gebäudes erheblich aufheizt, sodass diese Oberflächen aufgrund der Absorption der Sonnenenergie und der späteren Abstrahlung ihrer Energie praktisch auch nachts nicht in einem stabilen Wärmegleichgewicht sind. Das bedeutet, dass die Oberflächentemperaturen (und der interne Wärmegradient des Baumaterials) ständig variieren und sehr sorgfältig überlegt werden muss, ob die sichtbaren Temperaturunterschiede zum Zeitpunkt der Wärmebildaufnahme durch die Stärke der Sonneneinstrahlung auf die Oberfläche oder durch Unterschiede in den Absorptionsfaktoren der Oberfläche verursacht werden - oder durch die erhöhte Wärmekapazität feuchter Oberflächen. Da angenommen werden kann, dass die intensive Sonneneinstrahlung die Feuchtigkeit in den äußeren Schichten der Oberfläche tagsüber austrocknet, können weder die durch Feuchtigkeit veränderte Wärmekapazität noch ihre Wärmeleitfähigkeit zur Auswertung herangezogen werden. Die sommerlichen Messungen der Feuchtigkeit in den äußeren Verkleidungen (Außenwände, Dächer) sind daher sehr unsicher, und wir raten ausdrücklich davon ab, diese durchzuführen.

Feuchtigkeit im Innenbereich, Undichtigkeiten von Rohrleitungen

Nicht nur an der Außenseite des Gebäudes, sondern auch im Inneren kann Feuchtigkeit vorhanden sein - natürlich aus anderen Gründen als an den äußeren Wänden und Dächern. Am häufigsten trifft man auf Kondensation, Undichtigkeiten von Rohrleitungen oder aufsteigende Feuchtigkeit aus den Fundamenten des Gebäudes. Diese können das ganze Jahr über mit einer Wärmebildkamera nachgewiesen werden (wenn die Vorgehensweise bekannt ist), jedoch unter ernsthaften physikalischen Einschränkungen. Beginnen wir mit dem Nachweis von Kondensation. Die Luft im Gebäude enthält immer eine bestimmte Menge an Feuchtigkeit in Form von Dampf. Die Fähigkeit der Luft, Feuchtigkeit zu binden, hängt von ihrer Temperatur ab. Als Taupunkt bezeichnen wir die Temperatur, bei der der in der Luft enthaltene Wasserdampf kondensiert und als Kondenswasser auf der Oberfläche mit dieser Temperatur niederschlägt. Dies kann natürlich auch innerhalb der Wand passieren, da die Wand selbst eine Luft- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit aufweist und der Temperaturgradient zwischen Außen- und Innentemperatur genau die Temperatur erreichen kann, die dem Taupunkt entspricht. Bei einer Raumluftfeuchtigkeit von 80% und einer Raumtemperatur von 18 ... 25°C kann Schimmelbildung auftreten. Der Nachweis von Kondensation und aufsteigender Feuchtigkeit (zum Beispiel von unten) beruht auf demselben physikalischen Prinzip, dass die in den Materialien gesammelte Feuchtigkeit ständig verdunstet, durch die Verdunstungswärmeabfuhr die betroffene Oberfläche abkühlt - und somit kühler wird als der Rest der Oberfläche (ob es sich um eine Innenaufnahme oder eine / nächtliche / Außenaufnahme handelt). Wenn die Kondensation oder das Eindringen von Feuchtigkeit zur vollständigen Durchfeuchtung des Baumaterials geführt hat, können an den betroffenen Innenflächen der Außenwände niedrigere Temperaturen und an den Außenflächen höhere Temperaturen wahrgenommen werden. Die Ursache der Kondensation verdient ebenfalls einen eigenen Absatz: Die Luft im Gebäude enthält immer eine bestimmte Menge an Feuchtigkeit in Form von Dampf.Die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der Luft hängt von ihrer Temperatur ab. Als Taupunkt bezeichnet man die Temperatur, bei der der in der Luft enthaltene Wasserdampf als Kondenswasser an Oberflächen mit dieser Temperatur ausfällt. Dies kann natürlich auch innerhalb der Wand passieren, da die Wand selbst luft- und dampfdurchlässig ist und der Temperaturgradient zwischen Außen- und Innenseite genau die Temperatur erreichen kann, die dem Taupunkt entspricht. Mögliche Ursachen für Feuchteschäden durch Kondensation sind: - unzureichende Wärmedämmung (vor allem an Raumecken oder Stahlbetonringen erkennbar); - falscher Betrieb des Gebäudes (unzureichende Heizung oder Belüftung). Nachdem bekannt ist, bei welcher Temperatur und Luftfeuchtigkeit an einem bestimmten Ort (Wänden) aufgrund des Erreichens des Taupunkts Kondensation auftritt, können basierend auf den unten aufgeführten Umgebungsparametern durch interne Wärmebildaufnahmen bestimmt werden, wo Kondensation und Schimmelbildung zu erwarten sind. Darüber hinaus kann je nach Aufbau der Wandstruktur nicht nur die Gefahr der Kondensation (und Schimmelbildung) aufgezeigt werden, sondern es kann auch berechnet werden, wie lange es dauern würde, bis das Baumaterial oder die Wärmedämmung durchfeuchtet ist, unter Beibehaltung der aktuellen Raumnutzung. (Die Durchfeuchtung würde natürlich fast zum vollständigen Verlust der Isoliereigenschaften führen und sollte daher unbedingt gestoppt werden.) Die für die Auswertung unbedingt erforderlichen Parameter sind: - Innentemperatur und relative Luftfeuchtigkeit sowie Außentemperatur zum Zeitpunkt der Messung; - Belüftung und Raumnutzung zum Zeitpunkt der Messung; - typische Nutzung des untersuchten Raums (Wohnzimmer, Büro, Schlafzimmer, Lager usw.); - klimatische Daten (z. B. niedrigste Winter­temperatur, höchste relative Luftfeuchtigkeit); - Raumvolumen, Lüftungsgeschwindigkeit, Feuchtigkeitsbelastung des untersuchten Raums (z. B. durch menschlichen Atem). Betrachten wir auch die Möglichkeit der thermografischen Lokalisierung von Leckagen in Rohrleitungen: Dies ist sowohl im Winter als auch im Sommer möglich, vorausgesetzt, dass nur die folgenden Bedingungen erfüllt sind: Wenn die Temperatur des in der Rohrleitung strömenden Mediums (meist Wasser) höher ist als die Umgebungstemperatur (Heizungs- oder Warmwasserrohre, Fußbodenheizung usw.), tritt Wärmeleitung durch die umgebenden Materialien bis zur äußeren (sichtbaren) Oberfläche auf. So wird während des Aufheizens zuerst die Position der Leitung mit thermografischen Geräten sichtbar. An der Stelle des Lecks tritt währenddessen das warme Fluid aus, so dass es entlang der Leitung zwischen den umgebenden Materialschichten seitlich und nach unten fließen kann. Von dem warmen Fluid ausgehend erfolgt nun auch in alle Richtungen Wärmeleitung, auch zur sichtbaren Oberfläche hin. Mit thermografischen Geräten kann schließlich festgestellt werden, ob die Wärmeverteilung auf der Oberfläche von der "normalen" Wärmeverteilung der unbeschädigten Leitung abweicht. Es gilt jedoch immer, dass Undichtigkeiten nur mit thermografischen Geräten entdeckt werden können, wenn an der Leckstelle ein Temperaturunterschied besteht oder geschaffen werden kann, der durch Wärmeleitung auch an der beobachtbaren Oberfläche spürbar ist. Zusammenfassung Außenfeuchtemessungen können nur während der Heizperiode durchgeführt werden (unter Einhaltung der oben genannten Bedingungen), während Innenfeuchte sowie bestimmte Leckagen das ganze Jahr über entdeckt werden können (aber mit unterschiedlichen Methoden). Die Kondensation, die zu Schimmelbildung führt (durch ihr Auftreten), kann natürlich nur in geeigneten Wetterbedingungen – meist im Winter – mit thermografischen Geräten nachgewiesen werden. Die besten und zuverlässigsten Messergebnisse können auf jeden Fall bei winterlichem Wetter und beheiztem Gebäude erzielt werden. Natürlich sollte neben dem entsprechenden Fachwissen auch die Notwendigkeit einer hochwertigen Wärmebildkamera nicht vernachlässigt werden: Für die Erkennung von Feuchtigkeitsschäden sind unbedingt die empfindlichsten Wärmebildkameras erforderlich. Nur Kameras mit einer Temperaturauflösung von 0,08 K oder besser sind in der Lage, genaue und zuverlässige Messungen durchzuführen, da mit schwächeren Geräten die durch Verdunstung verursachten minimalen Temperaturunterschiede kaum erkennbar sind. (Die Überprüfung der Qualifikation und des Vorhandenseins einer geeigneten Kamera ist auch bei der Inanspruchnahme von Dienstleistern äußerst wichtig – es gibt viele Unternehmen, die ohne Fachkenntnisse und mit ungeeigneten Geräten arbeiten und deren Wärmebilder in der Regel völlig unbrauchbar sind!) Rahne Eric (PIM Kft.) pim-kft.hu, termokamera.hu Kontakt aufnehmen Der Inhalt der Veröffentlichung ist urheberrechtlich geschützt. Die (teilweise) Nutzung, elektronische oder gedruckte Weiterveröffentlichung ist nur mit Angabe der Quelle und des Autors sowie mit der vorherigen schriftlichen Genehmigung des Autors gestattet. Die Verletzung des Urheberrechts hat rechtliche Konsequenzen.