Feine Temperaturdifferenzen detektieren

Dipl.-Ing. Herbert Kratzel arbeitet bei der ABG für diese Ziele. Aber nicht nur dort, denn er hat drei Jobs – mindestens. Er ist Abteilungsleiter TGA der ABG sowie FAAG und leitet zudem, als einer von drei Geschäftsführern, die ABGnova GmbH, eine Gemeinschaftsgründung der ABG mit dem Frankfurter Energieversorger Mainova.

So komplex wie seine Visitenkarte zeigt sich der Arbeitsalltag von Herbert Kratzel. Er ist einer von vier Kollegen, die sich bei der ABG um Gebäudemonitoring und -diagnostik kümmern.

Zu den Analyseverfahren, die Herbert Kratzel und sein Team dabei einsetzen, gehört die gesamte Palette der bauphysikalischen Messtechnik: BlowerDoor-Test, Sonden, Endoskope und die Thermografie. Für die Thermografie legt er Wert auf eine gute technische Ausstattung. „Die ABG setzt sich selbst höchste Qualitätsmaßstäbe“, erklärt der zertifizierte Thermograf (Stufe 3), „und dem müssen wir natürlich auch in der bauthermografischen Diagnose gerecht werden.“ Getreu dieses hochqualitativen Anspruchs der ABG muss es daher schon eine echte „Flir“ sein – und mit der „T1030sc“ sogar das Topmodell der handgehaltenen Thermografiesysteme.

Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) prüfen

Herbert Kratzels Arbeit bestimmen drei Hauptaufgaben: Erstens die Analyse der Qualität von (neu installierten) Wärmedämmverbundsystemen (WDVS), zweitens Untersuchungen zum Mindestwärmeschutz (teilweise auch für externe Gutachten) sowie drittens Leckage-Untersuchungen (Luft und Wasser). Als die ABG 2007 beschlossen hatte, eine Wärmebildkamera anzuschaffen, stand in erster Linie die Untersuchung neu installierter WDVS im Fokus, und bis heute ist das Herbert Kratzels wichtigste Aufgabe. „Leider stimmt es ja: Wer kontrolliert wird, arbeitet besser und genauer. Daher wollten wir uns nicht einfach blind auf die Effektivität einer Wärmedämmung verlassen – sondern wir möchten sehen, dass sie das ist. Und natürlich auch, wenn und wo sie es nicht ist.“ Zu Herbert Kratzels Erstaunen gab es zu diesem Thema damals keine Fachliteratur, die Grenzwerte von Fehlern eines WDVS thermografisch definierte. 

Mit Vergleichswerten für Objektivierbarkeit sorgen

Dem Team der ABG blieb also nichts anderes übrig, als selbst Verfahren zu entwickeln, die zu reproduzierbaren Ergebnissen führen. Dafür kam Herbert Kratzel auf eine verblüffende Idee: „Wir haben einfach beispielhafte Fehler in eine Wärmedämmung eingebaut, z. B. eine komplett unverfüllte 5 mm breite Fuge, oder eine nur teilweise verschlossene Fuge. Und dann haben wir uns mit der Wärmebildkamera diesen Baumangel – oder wie man heute gerne sagt: ‚diese Abweichung vom Sollzustand‘ – angesehen. Mit dieser Kalibriermessstrecke (bei bekannten weil über Monate geloggten Innentemperaturen) hatten wir dann Vergleichswerte und konnten beim Auftreten ähnlicher Mess­ergebnisse sagen: Hier stimmt etwas nicht – und wir glauben auch zu wissen, was es genau sein könnte.“ Mit akribischer Systematik und thermografischen Scans, die unter den verschiedensten Bedingungen wiederholt wurden, schuf sich das Team nicht nur einen großen Erfahrungsschatz, sondern vor allem jede Menge von Vergleichsmesswerten, die bis heute bei der Einschätzung der verschiedensten Auffälligkeiten und Wärmesignaturen von großem Wert sind. 

Dieses Konzept hat sich als dermaßen erfolgreich erwiesen, dass Herbert Kratzel mittlerweile in fast jede Dämmung eine solche Kalibrierstrecke integrieren lässt. „Das würde ich vielleicht nicht in allen Städten machen, aber in Frankfurt haben wir aufgrund der klimatischen Verhältnisse kaum Probleme mit Algen oder Rissbildung“, erklärt der Diplomingenieur. „Und unsere Partner im Bereich Dämmung scheint es zu beflügeln, denn wir haben immer öfter wirklich gute Fassaden, an den wir kaum etwas zu bemängeln haben. Das kommunizieren wir dann gerne an das beauftragte Unternehmen – auch, damit wir beim nächsten Mal notfalls sagen können: Ihr habt doch bewiesen, dass ihr es besser könnt!“

Das Thermografie-Team der ABG prüft heute ca. 40 Gebäude mit neuen WDVS pro Jahr. Dabei finden sich als Nebenbefunde natürlich auch andere Auffälligkeiten, z. B. an Fenstern oder Gaubenanschlüssen oder am Dach-/Wandübergang. Von Anfang an setzte die ABG dabei auf die Wärmebildkameras von Flir. „Unsere erste ,Flir B20 HSV‘ ist bis heute in Betrieb“, erklärt Herbert Kratzel, der besonders den hochempfindlichen und rauscharmen Detektor der Kamera schätzt.

Europäisches Forschungsprojekt „RetroKit“ 

Mittlerweile setzt das Team auch eine „Flir T1030sc“ ein – eigentlich eine Kamera für Forschung und Entwicklung. „Genau das ist es auch, was wir damit machen“, erklärt Herbert Kratzel am Beispiel der Sanierung von zwei Mietshäusern in Frankfurt-Bockenheim. „Gemeinsam mit Partnern aus der Wissenschaft wie dem Fraunhofer Institut haben wir hier das Europäische Forschungsprojekt „RetroKit“ umgesetzt: Eine Sanierung mit Lüftungskanälen (Zu- und Abluft) bzw. nur Abluft auf der Außenseite des Gebäudes, integriert in die Dämmung. Außerdem wurden die Fenster des Hauses so ersetzt, dass die Mieter während der Renovierungsarbeiten kaum belästigt wurden: Erst, wenn von außen die neuen Fenster installiert waren, wurden von innen die alten Fenster entfernt.

Das ganze Projekt wurde mit kontinuierlichen Messungen von Temperatur, relativer Luftfeuchte und CO₂-Gehalt begleitet. „Nach der Sanierung und Dämmung erkennt die ,Flir T1030sc‘ aufgrund ihrer thermischen Auflösung von 1.024 x 768 Pixeln die Abluftleitungen – und das, obwohl sie die Dämmung nur um wenige Zehntel Grad erwärmen“, erklärt Herbert Kratzel sichtlich begeistert von der Leistungsfähigkeit und thermischen Empfindlichkeit (NETD: < 20 mK) seines Messinstruments. 

Besonders gefällt ihm das gelungene Handling, die „sehr, sehr gute“ Auflösung (die Isothermen mit einem Abstand von 0,1 K sehr hoch auflöst) und die Geschwindigkeit des Prozessors. Denn um äußere Einflüsse weitestgehend zu eliminieren, arbeitet er meistens abends nach Untergang der Sonne und bei kälteren Temperaturen mit der Kamera. „Und jeder, der schon einmal nachts im Winter 150 oder mehr Thermografieaufnahmen von einem Gebäude gemacht hat, weiß, was es bedeutet, wenn das Abspeichern eines Bildpärchens (IR und DC) gefühlte 10 s dauert – oder gerade mal 2 s.“

Die Bildverbesserungsfunktionen „Ultramax“ und „MSX“ spielten für Herbert Kratzel bei der Entscheidung für die Kamera überraschenderweise eine untergeordnete Rolle. „Vielleicht liegt es an unserem konkreten Arbeitsbereich, aber für mich ist die reine IR-Auflösung der Kamera bereits so überzeugend, dass ich diese lediglich zusätzlich einsetze. Die Basis der Analyse bildet bei mir immer das reine Infrarotbild. Ausgehend davon sind eventuelle weitere Darstellungsoptionen möglich, wenn sie einen zusätzlichen Erkenntnisgewinn bringen“, erklärt Herbert Kratzel.

Mit Systematik zu verwertbaren Ergebnissen

Auf der Basis seines physikalischen Wissens und seiner Erfahrung plädiert Herbert Kratzel für eine systematische und akribische Vorgehensweise bei thermografischen Untersuchungen. „Nur, wenn ich weiß, welche äußeren Einflüsse die Messungen beeinträchtigen können, sind meine Thermogramme mehr als nur bunte Bildchen“, erklärt Herbert Kratzel. „In der Bauthermografie gehören zu diesen unerwünschten Einflüssen Feuchtigkeit und Wind genauso wie Sonneneinstrahlung. Wenn die Sonne nur fünf Minuten direkt auf ein Gebäude scheint, brauche ich mich danach überhaupt nicht mehr an die Arbeit zu machen, sofern ich die Effekte der Transmission messen will. Ich messe dann vor allem die Erwärmung der Fassade durch die Sonne.“

Im Unternehmen gefragt

Wie sinnvoll Thermografie sein kann, stand für Herbert Kratzel nie infrage. „Das sahen anfangs nicht alle so. Einige Kollegen aus dem Hochbau sagten uns damals hinter vorgehaltener Hand: Ihr findet Fehler, die wir gar nicht gesucht haben. Wir galten damals als Besserwisser“, erklärt Herbert Kratzel, und fügt nicht ohne Stolz hinzu: „Mittlerweile hat sich die Wahrnehmung gründlich geändert, und wir werden als willkommene Unterstützung bei den verschiedensten Problemen kontaktiert.“

Und dafür ist das Team von Herbert Kratzel aufgrund der soliden Ausbildung und Zertifizierung des ABG-Technik-Teams bestens gerüstet – nicht nur mit einer ISO-Zertifizierung im BlowerDoor-Test. Dazu gehören natürlich auch gründliche Thermografiekenntnisse. Wie seine drei Kollegen hat er erst einen Einführungskurs besucht und sich als Thermograf nach den Stufen 1 und 2 zertifizieren lassen. Für Herbert Kratzel und einen Kollegen folgte auch noch die höchste (dritte) Zertifizierungsstufe und als Konsequenz daraus seit drei Jahren im Wintersemester regelmäßig ein kleiner Lehrauftrag für Bauthermografie an der Hochschule.