Was ein Wärmebild belegt — und was nicht
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Ein Wärmebild überzeugt sofort. Rot und Blau, dazu ein Vorher und ein Nachher — das sieht nach Beweis aus. Tatsächlich beantwortet ein Thermogramm nur eine einzige Frage: Wo ist es wärmer als anderswo? Es beantwortet nicht, wie gut ein Bauteil dämmt. Das ist keine Auslegungssache, sondern steht so in der Norm.
Die Norm sagt „qualitativ“ — und meint es
Die in Gutachten meistzitierte DIN EN 13187 ist zurückgezogen. An ihre Stelle trat im November 2023 die DIN EN ISO 6781-1. Wer heute ein Gutachten bekommt, das sich auf DIN EN 13187 beruft, sollte das nicht als Fehler werten — aber als Hinweis darauf, wie aktuell gearbeitet wird.
Die Mutternorm ISO 6781 formuliert ihren Anwendungsbereich unmissverständlich: Sie beschreibt ein qualitatives Verfahren zum Auffinden thermischer Unregelmäßigkeiten — und ausdrücklich: „Does not apply to the determination of the degree of thermal insulation and air tightness of a structure.“
Das Verfahren ist zum Finden gedacht, nicht zum Bemessen. Aufschlussreich ist, worauf die Nachfolgenorm für Zahlenwerte verweist: auf ISO 9869-1 für Wärmestrommessung und ISO 9972 für Luftdichtheit. Die Thermografie-Norm schickt den Anwender für Zahlen also zu anderen Verfahren.
Die Richtlinie Bauthermografie des VATH zieht dieselbe Grenze: Der qualitative Nachweis von Wärmebrücken sei von innen wie außen möglich, quantitative Bewertungen dagegen „prinzipiell nur von innen unter Hinzunahme ergänzender Messverfahren“.
Warum im Bild kein U-Wert steht
Ein U-Wert ist eine Wärmestromdichte je Temperaturdifferenz. Eine Wärmebildkamera misst keine Wärmestromdichte — sie misst eine Strahldichte und rechnet daraus eine Oberflächentemperatur.
Von der Oberflächentemperatur auf den Wärmestrom zu schließen, bräuchte den Wärmeübergangskoeffizienten an genau dieser Oberfläche. Der ist außen weder bekannt noch stabil: Er hängt vom Wind ab und vom Strahlungsaustausch mit dem Himmel. Dazu speichert das Bauteil — die Temperaturwelle ist gegenüber dem Außenklima um Stunden verschoben.
Wie grob die Trennschärfe wirklich ist, zeigt ein Beispiel an Verglasungen: Einfachglas, unbeschichtetes Doppelglas und moderne Wärmeschutzverglasung lassen sich thermografisch unterscheiden. Ein Wärmeschutzglas mit U = 1,3 von einem mit U = 1,1 W/(m²·K) aber nicht. Größenordnungen ja, Nachkommastellen nein.
Das Verfahren, das U-Werte am Bestand misst
Es gibt eines: die Wärmestrommessung nach ISO 9869-1. Eine Wärmestromplatte wird auf der Seite mit der stabileren Temperatur montiert — in der Praxis innen —, und dann wird gewartet. Die Norm verlangt drei Bedingungen gleichzeitig:
- Messdauer mindestens 72 Stunden.
- Der U-Wert am Testende weicht höchstens 5 Prozent von dem 24 Stunden zuvor ab.
- Die Werte aus den ersten und den letzten zwei Dritteln der Messdauer weichen höchstens 5 Prozent voneinander ab.
Die 72 Stunden sind das Minimum bei stabilen Bedingungen; realistisch sind eine bis zwei Wochen. Untersuchungen fanden Konvergenz nach vier bis fünf Tagen, im Winter bis zu zehn. Und selbst dann bleibt eine Gesamtunsicherheit von rund 15 Prozent.
Daraus folgt der Merksatz für jedes vorgelegte Thermogramm: Wenn schon das dafür vorgesehene, tagelang laufende Kontaktverfahren den U-Wert nur auf etwa 15 Prozent genau liefert, kann ein Verfahren, das in Sekunden ein Bild macht und den Wärmestrom gar nicht misst, ihn nicht genauer liefern.
Was eine verwertbare Aufnahme braucht
| Bedingung | Anforderung | Quelle |
|---|---|---|
| Temperaturdifferenz innen/außen | ≥ 15 K empfohlen | VATH 2023 |
| Vorlaufzeit Beheizung | quasistationär — bauartbedingt bis zu mehreren Tagen | VATH 2023 |
| Wind | ab ca. 2 m/s nicht zielführend | VATh 2011 |
| Sonne | kein Einfluss, auch in den Stunden davor | VATH 2023 |
| Himmel | bedeckt; klarer Himmel ist zu vermeiden | Fachliteratur |
| Wetterlage | stationär, 3 bis 7 Tage Latenz | Fachliteratur |
| Absolute Messgenauigkeit der Kamera | 2 K (± 2 %), empfohlen 1 K | VATH 2023 |
Die letzte Zeile ist die wichtigste Zahl dieses Beitrags. Jede behauptete Verbesserung unterhalb von zwei Kelvin ist mit einer Wärmebildkamera nicht nachweisbar — sie liegt in der Gerätegenauigkeit.
Der Emissionsgrad: innen belanglos, außen entscheidend
Für undurchlässige Oberflächen gilt ε + ρ = 1. Je niedriger der Emissionsgrad, desto mehr misst die Kamera die Umgebung statt das Objekt. Was dabei meist unterschlagen wird: Derselbe Fehler wiegt innen und außen völlig verschieden.
| Situation | wahres ε | Kamera auf | Fehler |
|---|---|---|---|
| Innen, Wand 17 °C, reflektiert 20 °C | 0,90 | 0,95 | +0,2 K |
| Außen bedeckt, Wand 5 °C, reflektiert 0 °C | 0,90 | 0,95 | −0,3 K |
| Außen klarer Himmel, Wand 5 °C, reflektiert −50 °C | 0,90 | 0,95 | −2,2 K |
| Außen klarer Himmel, dieselbe Wand | 0,85 | 0,95 | −4,4 K |
| Außen klarer Himmel, verzinkte Rinne 5 °C | 0,10 | 0,95 | −47 K |
Ein um 0,05 danebenliegender Emissionsgrad kostet innen unter 0,2 K und ist irrelevant. Derselbe Fehler kostet außen bei klarem Himmel über 2 K — und liegt damit in der Größenordnung dessen, was als Wärmebrücke oder Sanierungserfolg gedeutet wird.
Metalle liegen bei ε zwischen etwa 0,02 und 0,3. Betroffen sind damit genau die Stellen, an denen man Wärmebrücken vermutet: Aluminiumrahmen, Attikableche, Dachrinnen, Rollladenkästen, verzinkte Bauteile.
Die reflektierte Umgebungstemperatur
Die Kamera muss wissen, was sich in der Oberfläche spiegelt, um diesen Anteil herauszurechnen. Der übliche Fehler ist, außen die Außenlufttemperatur einzusetzen. Das ist falsch: Bei klarem Himmel wird „kalte Himmelsstrahlung“ von etwa −50 bis −60 °C reflektiert. Flächenmäßig schlägt der Himmel die Sonne — die reflektierte Temperatur liegt im Freien meist unter 0 °C, selbst an einem sonnigen Tag.
Bestimmt wird sie mit einem zerknüllten und wieder glattgestrichenen Stück Alufolie: Kamera auf ε = 1 stellen, Temperatur auf der Folie ablesen, Wert als reflektierte Temperatur eingeben.
Der Fehler wirkt flächig. Er verschiebt das ganze Bild, ohne die Struktur zu ändern — und ist deshalb für Vorher/Nachher-Vergleiche besonders tückisch. Eine Modellrechnung: Wand 5 °C, tatsächlich reflektiert −50 °C, Kamera auf 0 °C gesetzt, ergibt 0,9 °C statt 5,0 °C. Über vier Kelvin, ohne dass irgendetwas auffällig aussieht.
Sieben Wege, einen Sanierungserfolg vorzutäuschen
Alle folgenden Punkte erzeugen eine scheinbare Verbesserung, ohne dass sich am Bauteil etwas geändert hat:
- Die Farbskala. Der wirksamste Hebel. Mit zu weiter Skalierung wird aus jeder Energieschleuder ein Niedrigenergiehaus, mit zu enger aus einem Niedrigenergiehaus eine Katastrophe. Enges Vorher, weites Nachher — und der Erfolg entsteht rein in der Bildbearbeitung.
- Wind. Er gleicht Oberflächentemperaturen an und lässt Wärmebrücken verschwinden. Ein Nachher bei Wind sieht besser aus als ein Vorher bei Windstille.
- Klarer statt bedeckter Himmel. Unter klarem Himmel kühlen dem Himmel zugewandte Flächen so stark aus, dass schlechte Dämmung wie gute aussieht.
- Andere Uhrzeit. Zwei Aufnahmen zu verschiedenen Tageszeiten erfassen verschiedene Punkte im Auskühlzyklus — auch bei gleicher Lufttemperatur.
- Andere Innentemperatur. Weniger Temperaturdifferenz heißt weniger Kontrast. Das Bild wird flacher und wirkt homogener, also „besser gedämmt“.
- Möbel und Bilder. Ein abgenommenes Bild hinterlässt einen kalten Fleck, der aussieht wie fehlende Dämmung. Deshalb: Wandgegenstände mindestens sechs Stunden vorher entfernen — in beiden Terminen gleich.
- Ein veränderter Emissionsgrad. Der bauphysikalisch tückischste Punkt. Wird zwischen den Terminen gestrichen, verputzt oder beschichtet, ändert sich ε — und damit die abgelesene Temperatur, ohne jede Änderung am Wärmestrom. Eine Beschichtung, die den Emissionsgrad senkt, erzeugt im Thermogramm eine Temperaturabsenkung, die keine ist.
Was ein belastbarer Vorher/Nachher-Vergleich erfüllen müsste
Die Leitidee: nicht Bilder vergleichen, sondern eine von der Temperaturdifferenz unabhängige Kenngröße.
Das ist der Temperaturfaktor nach DIN 4108-2: fRsi = (Θsi − Θe) / (Θi − Θe). Er ist eine bauspezifische Größe und vom aktuell herrschenden Temperaturunterschied unabhängig. Der bekannte Grenzwert fRsi ≥ 0,70 entspricht bei 20 °C innen und −5 °C außen einer Oberflächentemperatur über 12,6 °C.
Eine wichtige Einschränkung: Wegen der Phasenverschiebung durch das Bauteil führt die Berechnung aus momentan gemessenen Temperaturen meist zu unsinnigen Werten. Brauchbar wird sie erst mit den zurückliegenden Temperaturverläufen — im Bereich von Wärmebrücken über sechs bis acht Stunden. Ohne Datenlogger für Innen- und Außentemperatur ist auch der Temperaturfaktor nicht belastbar.
Dazu kommt: von innen messen. Der Wärmewiderstand zwischen Innenluft und Oberfläche ist etwa doppelt so hoch wie außen, die Kontraste sind entsprechend stärker, und es gibt weder Wind noch Regen noch Himmelsabstrahlung. Ein Nachweis, der ausschließlich aus Außenaufnahmen besteht, ist von vornherein die schwächste verfügbare Variante.
Und schließlich eine Signifikanzschwelle. Die behauptete Verbesserung muss größer sein als die Summe der Unsicherheiten: ±2 K Gerätegenauigkeit, außen bei klarem Himmel 2 bis 4 K aus dem Emissionsgrad, bis zu 4 K aus der reflektierten Temperatur. Praktisch heißt das: Ein Vorher/Nachher-Vergleich zweier Außenthermogramme taugt fast nie als Nachweis eines Sanierungserfolgs.
Geht es wirklich um Energie, ist die Thermografie das falsche Werkzeug. Dann braucht es eine Wärmestrommessung nach ISO 9869-1 vor und nach der Maßnahme oder eine witterungsbereinigte Verbrauchsauswertung. Die Thermografie leistet dabei das, wofür sie gedacht ist: Sie zeigt, wo gemessen werden muss.
Die vier Fragen an jedes vorgelegte Thermogramm
- Stehen an beiden Bildern die Skalenendwerte, und sind sie identisch? Ist es dieselbe Farbpalette?
- Sind Emissionsgrad und reflektierte Temperatur dokumentiert? Die VATH-Richtlinie verlangt das. Fehlen sie, ist die Aufnahme nicht nachvollziehbar.
- Sind Witterung, Uhrzeit, Innentemperatur und Standort beider Termine protokolliert und vergleichbar?
- Wurde zwischen den Terminen etwas auf die Oberfläche aufgebracht? Dann muss der Emissionsgrad neu bestimmt worden sein — sonst ist der Vergleich physikalisch unzulässig.
Quellen
Die Abgrenzung des Anwendungsbereichs stammt aus dem frei zugänglichen Scope der ISO 6781; die Volltexte von DIN EN 13187 und DIN EN ISO 6781-1 sind kostenpflichtig und wurden nicht eingesehen. Aus ISO 6781-1 ist deshalb bewusst keine einzige Randbedingungszahl zitiert. Die Angaben zu Messdauer und Abbruchkriterien nach ISO 9869-1 stammen aus der frei zugänglichen Normvorschau und aus Fachveröffentlichungen; die Unsicherheitsangabe von rund 15 Prozent aus einem Methodenreview des britischen Building Research Establishment, nicht aus dem Normtext.
Die Fehlertabellen zum Emissionsgrad und zur reflektierten Temperatur sind eigene Modellrechnungen auf Basis der Strahlungsbilanz in Breitband-Näherung. Sie geben Größenordnungen wieder, keine Messwerte einer realen Kamera.
Bewusst nicht übernommen wurden mehrere in Praxisartikeln kursierende Zahlen — eine 24-stündige Vorheizzeit, eine Windgrenze von 3 m/s und eine Ein- bzw. Drei-Stunden-Regel für Sonneneinstrahlung. Sie werden dort Verbandsrichtlinien zugeschrieben, stehen dort aber nicht.