Thermografie

Das Märchen von der Außenthermografie

Außenthermografie für eine Energieberatung?
Viele glauben immer noch Thermografieaufnahmen werden von außen gemacht!

Das ist aber nicht der Stand der Technik, auch wenn man immer diese hübschen bunten Bilder, selbst in Fachzeitschriften sieht oder von Bankinstituten oder Baumärkten angeboten bekommt.

Leider verschweigt man bei diesen Aktionen fast immer, dass auch Infrarotaufnahmen aus dem Innenbereich zur energetischen Einschätzung des Gebäudes notwendig sind.

Die meisten Thermografie Aktionen müssen daher als bedenklich eingestuft werden und der Endkunde wird in den überwiegenden Fällen nicht umfassend und meistens sogar falsch informiert.

Wir betreiben nun schon über 20 Jahre lang Thermografie am Bau, Industrie sowie in der Medizin. Somit glauben wir sagen zu können, nach über 20000 untersuchten Häusern in dieser Zeit, wir wissen worum es geht.

Eine Thermografie von einem Haus sollte immer mit Blower Door Unterstützung im Unterdruck bei -50 Pascal erfolgen. Der Blower Door Test für sich alleine sagt eigentlich nur aus, wie viel Energie über Luftundichtigkeiten verloren geht. Darum geht es uns nur sekundär. Primär geht es uns und vielen anderen Kollegen um bauphysikalische Mängel und um die Bauausführungen entsprechend der DIN, EnEV und Regeln bzw. Stand der Technik.

Wenn eine Thermographie von außen erfolgen muss, kann dieses immer nur ein paar Stunden vor Sonnenaufgang ohne Regen und nur mit wenig Wind erfolgen – und was ist dann z.B. bei Häusern mit einem zweischaligen Mauerwerk oder hinterlüfteten Dächern?

Viele thermische Schwachstellen an Häusern können aus dem Außenbereich jedoch gar nicht erkannt werden. Dächer haben eine erhöhte Abstrahlung und durch den meist spitzen Aufnahmewinkel im Dachbereich, spiegelt sich im Regelfall die kalte Atmosphäre wider. Das Dach erscheint im Infrarotbild bedeutend kälter als es in Wirklichkeit ist. Auch das Problem der Schimmelbildung und/oder Taupunktunterschreitung in Zimmerecken oder Geschossdeckeneinbindungen kann mit Außenaufnahmen nicht erkannt und somit nicht untersucht werden.

Die Technik macht auch bei Thermografiesystemen kein Halt, diese sind in den letzten Jahren erheblich verbessert worden. Da die einfachen Infrarot- Kameras seit einiger Zeit für relativ wenig Geld zu erwerben sind, wird der Markt mit dieser Technik überschwemmt. Eine gute Infrarot- Kamera ist nach wie vor sehr kostenintensiv. Diese Kleingeräte (Spielzeuge) sind aber, auch wenn sie hierfür „missbraucht“ werden, insbesondere bei einer Gebäudethermographie, absolut nicht ausreichend. Ihre thermische Auflösung ist nicht ausreichend und spätestens in Grenzsituationen (z.B. wenig Temperaturdifferenz), völlig überfordert ebenso wie ihr Bediener dahinter!

Was für IR-Systeme sollten verwendet werden?

Bildauflösung von mind. 1024 x 768 Pixel (hiermit ist aber nicht der Farbsucher oder LCD – Bildschirm gemeint sondern der IR-Detektor) oder sie sollten eine thermische Empfindlichkeit von mind. < 0,06 °C haben. Somit bleiben dann für den echten Profieinsatz fast nur noch ein Paar Gerätetypen weltweit über, die in Frage kommen und sowas bekommt man nicht für unter 45.000,- Euro

IR System mit 160×120 Pixel

IR System mit 1024×768 Pixel

Aber auch von außen ist eine Messung im Sonderfall möglich!

IR Aufnahme mit Differenzdruck bei einer Sandwichelementhalle

Wann ist der beste Zeitpunkt für eine Thermografie und welche Rahmenbedingungen sind notwendig?

• Temperaturdifferenz (innen / außen) ca. >5 °C
• In der Regel vor Sonnenaufgang / früher Morgen
• Messung auch ohne Heizung ist möglich
• 12-24 Stunden vor der Messung sollten alle Fenster geschlossen bleiben

Zustandsfeststellung

Bauphysikalische Untersuchungen

Wufi Berechnung und Messungen

Bauteile sind nie vollständig trocken. In Abhängigkeit von den Randbedingungen stellen sich im Jahresverlauf unterschiedlich hohe Wassergehalte ein – je nachdem, welche Feuchtetransport- und Speichervorgänge gerade stattfinden. Wesentlich ist dabei, dass die Feuchtegehalte nicht so stark ansteigen, dass Schäden auftreten können.

Durch die Klimaunterschiede zwischen innen und außen ergeben sich Wasserdampf-diffusionsströme durch die Bauteile, die bei mitteleuropäischen Klimaverhältnissen meist von innen nach außen verlaufen. Nur bei hohen Außentemperaturen bzw. kühlem Raumklima richtet sich der Diffusionsstrom auch nach innen. Deutlich größere Feuchtemengen können in das Bauteil gelangen, wenn eine saugfähige Außenoberfläche in Kontakt mit Regen oder Spritzwasser kommt. Auch Tauwasserbildung in den Bauteilen bzw. auf den Oberflächen, Luftkonvektion und Erdfeuchte tragen zur Befeuchtung bei. Feuchteaufnahme und Trocknung müssen sich dabei allerdings die Waage halten, so dass weder im Jahresverlauf noch langfristig kritisch hohe Feuchtegehalte überschritten werden.

Die Idee der Feuchtebilanz ist bereits im Glaserverfahren nach DIN 4108-3 enthalten; das Verfahren ist allerdings beschränkt auf den winterlichen Tauwasserschutz und lässt viele wichtige Effekte außer Acht. Hygrothermische Simulationen nach DIN EN 15026 ermöglichen dagegen eine Berücksichtigung fast aller relevanten Einflussfaktoren und erlauben damit eine deutlich umfassendere und zuverlässigere Beurteilung der Feuchteverhältnisse in Bauteilen – sowohl für die Planung als auch für die nachträgliche Analyse von Schäden und deren Ursachen.

 

Lüftungskonzept

Wann wird der Einbau einer Lüftungsanlage notwendig?

Immer wieder taucht, beim Umbauen und auch beim Neubau, diese Frage auf. Die Antwort hierauf ist sehr einfach.

Jedes Haus was nach der Energieeinsparverordnung gebaut wird, benötigt eine Lüftungsanlage. Hintergrund dieser Aussage sind mindestens 4 wichtige Argumente:

• Schutz vor Feuchteproblemen und somit vor Schimmel
• Sicherstellung einer guten Raumluftqualität und Hygiene
• Energieeinsparung
• Gesetzliche Vorgaben

Die rechtlichen Hintergründe:

Die Luftdichtheit der Gebäudehülle ist inzwischen allgemein anerkannte und zwingende Anforderung – dies schreibt die Energieeinsparverordnung (EnEV) für Neubauten und umfassend sanierte Häuser vor. In § 6 Abs. 1 der EnEV seit 2009 heißt es unmissverständlich: „Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig entsprechend den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet ist.“ Doch der Gesetzgeber hat nicht nur die Luftdichtheit geregelt. Ebenso eindeutig befasst sich die EnEV in § 6 Abs. 2 mit der Belüftung: „Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der zum Zwecke der Gesundheit und Beheizung erforderliche Mindestluftwechsel hergestellt ist.“ Beide Bestimmungen sind zwingende Vorschriften des öffentlichen Baurechts. Objekte, die diesen nicht genügen, wären also ordnungswidrig.

Jedes neue Haus und bei jeder Sanierung, bei dem mehr als 1/3 an der Gebäudehülle energetisch verändert wird, benötigt in der Regel eine lüftungstechnische Maßnahme. Ein regelgerechtes Lüften bzw. eine Entfeuchtung der Wohnung oder des Hauses über Fenster, ist heute definitiv nicht mehr möglich.

Jeder Handwerker und auch jeder Planer ist daher verpflichtet, unaufgefordert ein Lüftungskonzept zu erstellen, um einen Mindestluftwechsel und eine Entfeuchtung der Wohnung oder des Hauses zu gewährleisten! Dieses regelt u.a. die DIN 1946 sowie die DIN 4108.

Die technischen Hintergründe:

Baupraktiker wissen seit langem von den Vorteilen einer luftdichten Gebäudehülle: Die Häuser haben weniger Wärmeverluste an Fugen und Leckagen. Dies führt letztlich zu geringerem Heizenergie- bedarf. Ruhende Luftschichten im Innern sorgen außerdem für eine höhere Behaglichkeit – die Bewohner klagen nicht über Zugluft oder Kaltluftseen im Bodenbereich. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der dauerhafte Schutz der Konstruktion vor Schimmel- und Feuchteschäden, die durch Konvektion entstehen können. Feuchtwarme Luft strömt nicht unkontrolliert in kalte Bauteilschichten. Deshalb ist die Umsetzung kontrollierter Lüftung, beispielsweise mittels technischer Anlage und gekoppelter Wärmerückgewinnung, nur in einem luftdichten Gebäude effektiv möglich und auch mehr als sinnvoll. Eine Lüftungsanlage ist auch keine Klimaanlage, als der diese häufig angesehen wird.

In einem Dreipersonenhaushalt werden durch die Wasserdampfabgabe der Personen (30 bis 100 g/h je Person) durch Duschen, Waschen, Wäschetrocknen, Kochen sowie durch Pflanzen, Aquarien und andere Feuchtequellen täglich etwa 6 – 14 kg Wasser freigesetzt. Um 10 kg Wasser aus Innenräumen abzuführen, müssen ca. 3.000 kg Luft bewegt werden. Dieses bedeutet, dass der Luftinhalt der Innenräume im Mittel etwa 7mal täglich ausgetauscht werden muss, um die unerwünschte Feuchtigkeit abzutransportieren.

Für die Planung und den Betrieb:

Eine sinnvolle Planung des Hauses ist heute nicht mehr so einfach wie es früher vielleicht einmal war. Leider kommen einige Planer und auch Handwerker immer noch auf die „dumme“ Idee, eine kontrollierte Be- und Entlüfter über so genannte Fensterfalzlüfter zu realisieren. Diese Maßnahme ist sicherlich für eine Altbausanierung denkbar, spätestens aber für ein neues Gebäude, die denkbar schlechteste Möglichkeit. Man möge sich dann doch nur die Frage stellen, warum dämmen hier alle Gewerke so gut, wenn anschließend die Dichtungsgummis bei den Fenstern wieder rausgerissen werden.

Wenn man heute bei einem Neubau eines Einfamilienhauses, z.B. eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und eine Dreischeibenverglasung einbaut, liegt man sehr schnelle bei den Anforderungen von KFW 70 und darunter. Eine zentrale Lüftungsanlage ist dann einem dezentralen System, bei einem Neubau in der Regel immer vorzuziehen. Zentrale Lüftungsanlagen sind vom Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung, dem Schallschutz und Hygiene erheblich besser und auch in den meisten Fällen kostengünstiger, als ein dezentrales System. Es ist bitte auch immer bei der Planung daran zu denken, dass die Lüftungsanlage in der beheizten Gebäudehülle stehen muss. Leider wird die beheizte Gebäudehülle immer mit der gedämmten Gebäudehülle verwechselt. Also in einem gedämmten Spitzboden ohne Heizung, hat eine Lüftungsanlage nichts zu suchen. Hier würden die Wärmerückgewinnung fast auf null absinken und die Gefahr der Tauwasserbildung in den Luftleitungen auf >90% ansteigen.

Da auch alle 3-4 Wochen die Filter gereinigt (absaugen mit einem Staubsauger oder/und auswaschen der Filter) werden müssen, ist ohnehin die Aufstellung des Lüftungsgerät z.B. im HWR von Vorteil. Bei vielen Geräten sollte darauf geachtet werden, dass diese schalltechnisch gut vom Wohnraum entkoppelt werden muss.

Alle Lüftungsanlagen müssen natürlich eingemessen werden, sowie hierüber ein entsprechendes Einmessprotokoll erstellt werden. Genauso ist mit der Einweisung und der Übergabe der Anlage vorzugehen.

Fazit:

Heute ist eine lüftungstechnische Maßnahme nicht nur zwingend für jeden Neubau sowie in der Vielzahl der Sanierungen sogar notwendig und mehr als energetisch sinnvoll. Die Erstellung eines Lüftungskonzepts nach DIN 1946 Teil 1 ist daher immer unaufgefordert vom Planer, Bauunternehmer oder z.B. vom Fensterbauer, der ein Angebot für neue Fenster abgibt, schriftlich vorzulegen. Für die Beurteilung und Feststellung, ob eine lüftungstechnische Maßnahme erforderlich ist, sind von einem Fachmann nicht einmal 10 Minuten notwendig!
Und das Lüftungsanlagen krank machen, so wie häufig berichtet wird, ist ein „Märchen“.

Differenzdruckmessung

Seit 1996 führen wir den sogenannten Blower Door Test durch. Im Laufe der Jahre ist aber nicht mehr das Einhalten der Grenzwerte (n50 Wert = Luftwechselrate) entscheidend.

Viel wichtiger als Energieverluste durch Luftleckagen, sind die erheblichen bauphysikalischen Probleme der Tauwasserbildung durch Luftundichtheiten.
Auch wenn der Grenzwert (n50 Wert) eingehalten worden ist, bedeutet dieses nicht, dass die Luftdichtheit den anerkannten Regeln entspricht.

Zitat aus der DIN 4108-7 (anerkannte Regeln der Technik): „Selbst bei Einhaltung der oben genannten Grenzwerte sind lokale Fehlstellen in der Luftdichtheitsschicht möglich, die zu Feuchtschäden durch Konvektion führen können.

Die Einhaltung der Grenzwerte ist somit kein hinreichender Nachweis für eine sachgemäße Planung und Ausführung eines einzelnen Konstruktionsdetails, beispielsweise eines Anschlusses oder einer Durchdringung. Anzumerken ist ebenfalls, dass die Einhaltung der Anforderungen an die Luftdichtheit lokale Fehlstellen die zu Feuchteschäden infolge von z.B. Konvektion führen können, nicht ausschließt.“

Der Blower Door Test bzw. die Luftwechselrate sagt nur etwas über Energieverluste aus, nicht aber ob etwaige bauphysikalische Probleme vorliegen! Die luftdichte Ebene muss somit nicht nur den anerkannten Regeln der Technik entsprechen (u.a. der DIN 4108, insb. Teil 7 und Teil 2) sondern auch der EnEV § 6 Dichtheit, Mindestluftwechsel (Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig entsprechend den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet sind).

Wir führen nicht nur an Einfamilienhäusern diese Messungen durch, sondern auch an großen Gebäuden und auf Schiffen, sowie u.a. an Offshore-Windkraftanlagen.