Zusammenfassung

Der Einsatz von Infrarot-Thermographie zur Leckageortung und -dokumentation ist in Zusammenhang mit Luftdichtheitsmessungen schon geraume Zeit üblich. Konkrete Untersuchungen darüber, wie die dabei erhaltenen Thermogramme auszuwerten sind, fehlten jedoch bislang. Vorliegender Bericht gibt für eine Reihe von definierten Leckagen entsprechende Ergebnisse wieder. Der zeitliche Verlauf der Änderung der Oberflächentemperatur sowie die Möglichkeit der Leckageortung bei zweischaligen Bauteilen wird untersucht. Anhand von Untersuchungen an einigen Beispielgebäuden wird der zeitliche Ablauf von Leckageortung bzw. -dokumentation dargestellt.

Mit dem für die Untersuchungen eingesetzten Infrarotmesssystem Varioscan 2011 lassen sich Thermogramme mit einer guten Auflösung (300 x 200 Temperaturpunkte) im Bildbereich und einer hohen Temperaturauflösung (0,1 K) festhalten. Mit der Auswertungssoftware "Wintas" der Firma Technische Interaktionen lassen sich einzelne Bildpunkte extrahieren und weiterverarbeiten. Für die Auswertung der Serienaufnahmen wird der zeitliche Verlauf der Temperaturmittelwerte von verschiedenen Teilbereichen der Thermogramme ermittelt. Dies ist jedoch mit o.g. Software nicht praktikabel und wird daher mit Hilfe weiterer, frei verfügbarer Software durchgeführt.

Ein direkter Vergleich der Messergebnisse der verschiedenen untersuchten Spaltleckagen kann infolge der unterschiedlichen Randbedingungen bei den jeweiligen Versuchsdurchführungen nicht durchgeführt werden. Wesentliche Einflüsse sind dabei unterschiedliche Temperaturdifferenzen zwischen Raum- und Umgebungsluft sowie Abweichungen der Spaltgeometrie (fertigungsbedingt und durch thermische Einflüsse). Die Größe der Spaltleckage (der Volumenstrom, welcher bei der angelegten Druckdifferenz von 50 Pa durch die Leckage strömt) beeinflusst die Abkühlgeschwindigkeit der Leckagenumgebung direkt. Diese Änderung der Oberflächentemperatur ist die Größe, welche thermographisch sichtbar gemacht und ausgewertet wird. Der zeitliche Verlauf der mittleren Oberflächentemperaturen der ausgewerteten Bereiche lässt (bei den Aufnahmen von innen) den mit zunehmender Dauer des Versuchs abnehmenden Temperaturgradienten gut erkennen. Bei Versuch 2, einer gegenüber Versuch 1 deutlich kleineren Leckage, ist die Änderung der Oberflächentemperatur im betrachteten Zeitintervall wie zu erwarten erheblich geringer. Die Leckage aus Versuch 2 zeigt deutliche Grenzen in der praktischen Anwendbarkeit der Thermographie zur Leckagedokumentation oder gar -ortung auf. Die sehr geringe Temperaturänderung von ca. 2 K nach 90 min, bei einer Temperaturdifferenz zwischen innnen und außen von ca. 36 K, würden in diesem Fall die praktische Anwendung unterbinden. Größere Leckagen hingegen lassen sich mit der Thermographie sehr gut dokumentieren und auch orten.

An einem zweischaligen Aufbau wird gezeigt, dass mit Hilfe der Thermographie eine genauere Ortung wesentlicher Leckagen möglich scheint. Eine Nut- und Federbrettverschalung über einem Spalt lässt durch Temperaturdifferenzenbilder die Lage des Spaltes erkennen. Weitere Untersuchungen müßten jedoch durchgeführt werden, um für diese Anwendung konkrete Hinweise geben zu können.

Anhand von Beispielen aus der praktischen Leckageortung bzw. -dokumentation wird gezeigt, wie der zeitliche Verlauf einer Gesamtuntersuchung sich auf die aufgenommenen Thermogramme auswirkt. Die Aufnahme der Thermogramme mit und ohne anliegender Druckdifferenz kann ohne wesentliche Beeinflussung des Ergebnisses in Intervallen von ca. 15 bis 20 min erfolgen. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass der Einsatz der Thermographie im Rahmen von Luftdichtheitsmessungen wertvolle Informationen liefern kann. Der Aufwand (gerätetechnisch wie auch zeitlich) ist jedoch nicht unerheblich und beschränkt die praktische Anwendung damit im wesentlichen auf die Forschung sowie auf Fälle, in denen die Leckagedokumentation in einer eingängigen Art und Weise wichtig ist und die Kosten der entsprechenden Untersuchung damit angebracht sind. Die vorgestellten Ergebnisse lassen weitere Untersuchungen zu möglichen Verfeinerungen der Anwendung der Thermographie sowie zur Vermeidung von Fehlinterpretationen sinnvoll erscheinen.

Laufzeit

12 / 1996 - 12 / 1997

Mittelgeber

Hessisches Ministerium für Jugend, Familie und Gesundheit, Aktenzeichen VI A 31-78a 70-25/02

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