Kompakte Ermittler

Nahezu alle IR-Kameraanbieter haben ihre Produktpalette mittlerweile nach unten erweitert – als „Türöffner“ für neue Märkte. Für Handwerker und andere Zielgruppen, die bisher die Preishürde gescheut haben, wird diese vielseitige Messtechnik damit endlich erschwinglich.

Aber sind preiswerte Einsteigermodelle ab 1000 Euro auch wirklich ihren Preis wert? Schließlich kosten Thermografiekameras aus dem mittleren Preissegment das Fünf- bis Fünfzehnfache. Irgendwo müssen also Abstriche gemacht werden, damit sich auch Einsteigerkameras rechnen.

Ob sich die Einsteigergeräte auch für die Einsatzbereiche eines Fenster-, Schreiner- und Innenausbaubetriebs eigen – nämlich zum Orten schlecht gedämmter Fenster oder Haustüren, von Wärmebrücken oder potenziellen Schimmelstellen – erklärt dieser Beitrag. Zusatzinfos zum Thema finden Sie übrigens auch in BM 10/2009, S. 74 bis 77, im Beitrag „Wenn Hauseigentümer rot sehen“.

Es gibt sie natürlich – die Unterschiede zum Mittelklasse- und Profisegment: Sie fallen teilweise sogar recht deutlich aus – etwa bei der Kameratechnik, die sich letztlich in der Messgenauigkeit und Bildqualität niederschlägt: Die Auflösung des Infrarot-Detektors, dem Herzstück der Thermografiekamera, ist auf 160 x 120 Pixel oder sogar weniger (z. B. 80 x 60) beschränkt.

Im Vergleich dazu verfügen Mittelklasse-kameras über 320 x 240, Profimodelle über 640 x 480 Pixel. Das ist vier-, beziehungsweise sechzehnmal mehr (siehe auch Abb. 8)!

Die kleinste messbare Temperaturdifferenz liegt bei etwa 0,1 K (Kelvin), wohingegen 0,03 bis 0,05 K im mittleren und oberen Preissegment üblich sind. Je kleiner dieser Wert ist, desto geringer ist die Gefahr des sogenannten „Bildrauschens“. Dabei wirken mit der IR-Kamera aufgenommene Wärmebilder (Thermogramme) mehr oder weniger unscharf.

Ähnliche Unterschiede gibt es auch bei der vom Objektiv abhängigen geometrischen Auflösung, der Bildfrequenz und so weiter. Einschränkungen im Hinblick auf die Bildqualität, Genauigkeit oder Einsatzmöglichkeiten muss man auch hinnehmen, weil die extrem teuere Optik wesentlich einfacher aufgebaut ist, diverse Einstellungs- oder Messfunktionen fehlen, meist ist kein Objektivwechsel möglich, kein Sucher vorhanden oder das Display nicht dreh- und/oder schwenkbar etc. Stichwort Display: angezeigt wird das von der Kamera erzeugte Wärmebild auf einem LCD-Display, dessen Bildauflösung bis zu 21 mal höher ist, als das Thermogramm selbst. Die Displayanzeige rechnet das Kamerabild hoch und „bläst“ es damit künstlich auf. Dadurch kann beim unerfahrenen Käufer ein falscher Eindruck über die tatsächliche Bildqualität entstehen.

In Wirklichkeit haben die Wärmebilder eher Briefmarkengröße, was insbesondere bei der Thermografie großer Objekte, wie etwa ganzer Hausfassaden, problematisch ist (Details nicht erkennbar). Teilweise fehlen auch Features wie eine Digitalkamera-Funktion oder eine Positionierungshilfe (Laserpointer). Das meist in der Pistolengriff-Bauform ausgeführte Gehäuse ist meist staub- und spritzwassergeschützt, teilweise auch stoßfest.

Aber es gibt auch Vorteile: Verglichen mit Profimodellen sind Einsteigerkameras sehr einfach bedienbar – eben weil sich die Kamerafunktionen auf das Wesentliche beschränken. Vor allem sind sie leicht, kompakt und handlich. Weil sie so, je nach Modell, mehr oder weniger bequem in eine Akten- oder Jackentasche passen, kann man sie immer und überall dabei haben. Beim Kunden- oder Baustellentermin kann man sich somit nicht nur schnell ein visuelles, sondern auch ein thermografisches Bild von der jeweiligen Situation machen.

In der Gebäudethermografie eignen sich die Einsteigerkameras vor allem für den schnellen Vorab-Check von Gebäudedetails wie Wand- oder Dachkonstruktionen, Türen, Fenstern, Fensterrahmen, Tür-/Fensterlaibungen, Fensterstürzen, Fensterbankanschlüssen, usw. (siehe Beitrag „Fensteraufträge akquirieren“, S. 36 bis 38 in diesem BM-Spezial).

Interessant sind Einsteigerkameras aber auch für die Leitungs- und Leckageortung: Im Mauerwerk oder Estrich verlegte Heizleitungen können visualisiert werden, damit man sie nicht versehentlich anbohrt.

Ebenso können unter Umständen auch Leckagen an Heiz- oder Warmwasserleitungen räumlich eingegrenzt und Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet werden. Überfordert sind Low-Cost-Kameras, wenn man beispielsweise detailreiche Thermogramme einer Außenfassade braucht oder in Räumen bauphysikalischen Problemen auf den Grund gehen will. Professionelle Anwender wie Gebäudeenergieberater oder Gutachter müssen ohnehin erheblich „schärfer“ sehen – mindestens viermal so scharf!

Geht es in den Sachverständigenbereich und sollen thermografische Gutachten im Ernstfall auch vor Gericht Bestand haben, beginnen seriöse radiometrische Auflösungen erst bei 320 x 240 Bildpunkten (siehe auch: Richtlinie des Bundesverbandes für Angewandte Thermografie zur Bauthermografie, www.vath.de).

Die Kamera-Modellvielfalt ist im unteren Preissegment bis ca. 5000 Euro mittlerweile recht groß. Teilweise haben die Anbieter gleich mehrere Einsteigermodelle im Portfolio. Die tabellarische BM-Marktübersicht (siehe S. 90) zeigt bis zu zwei ausgesuchte Geräte eines Herstellers.

Beim Vergleich mehrerer Geräte sollte man neben den Kameradaten auch den Anbieter berücksichtigen: Seit wann ist er auf dem Markt? Wer zählt zu seinen Kunden? Bietet er auch Schulungen an? Wie gut ist sein Service? Zu den wichtigsten Kamera-Parametern zählen die Bilddaten: die Detektorauflösung gibt an, in wie viele Pixel in X- und Y-Richtung der Detektor die von der Optik erfassten Daten auflösen kann. Berücksichtigt wurden in der Übersicht Kameras mit einer Detektorauflösung unter 320 x 240, also mit 160 x 120 oder 80 x 60 Pixel. Das Sehfeld gibt in vertikaler und horizontaler Richtung den Erfassungsbereich der mitgelieferten Optik an.

Auch die geometrische Auflösung (IFOV) entscheidet über die Bildqualität. Der IFOV-Wert ist abhängig vom aktuell eingesetzten Objektiv, das optional durch ein Weitwinkel- oder Teleobjektiv austauschbar sein sollte (bei Low-Cost-Geräten eher die Ausnahme).

Die Bildfrequenz spielt eher bei der zeitlichen Betrachtung thermischer Vorgänge eine Rolle, sollte aber so um die 50 Hz liegen. Wichtige Parameter bei der Messung sind der erfasste Temperaturbereich, der bei Bauthermografie-kameras zwischen -20 und +100 °C liegen sollte und der sogenannte NETD-Wert. Er gibt die kleinste Temperaturdifferenz an, die vom Detektor erfasst werden kann und liegt bei Einsteigergeräten bei 0,1 K. Die Genauigkeit gibt die Messabweichung in Prozent bei 30 °C an; sie nimmt mit hohen oder niedrigen Temperaturen ab.

Zu den Kameraeinstellmöglichkeiten sollten mindestens eine präzise Eingabe des Emissionsgrades und der reflektierten Temperatur sowie optional des Messabstands und der Luftfeuchte gehören. Im Hinblick auf die Messfunktionen, d. h. das, was direkt am Kamera-Display radiometrisch ausgewertet werden kann, sollte mindestens eine Anzeige von Isothermen sowie des Minimal- und Maximalwerts vorhanden sein. Eine Berechnung des Taupunkts bieten nur einige Kameras. Die in der Regel aus Germaniumlinsen bestehende Optik sollte eine manuelle Fokussierung ermöglichen, was nicht bei allen Einsteigergeräten der Fall ist.

Eine Wechseloptik ermöglicht einen optionalen Wechsel zwischen Tele- oder Weitwinkelobjektiven. Letztere sind vor allem für die Aufnahme in Innenräumen wichtig. Das Display sollte möglichst dreh- und/oder schwenkbar sein, um auch aus ungünstigen Kamerapositionen heraus Aufnahmen machen zu können. Je größer die Auflösung und Displaygröße, desto besser. Allerdings sollte man sich der weiter oben genannten Problematik zum Thema „Displayanzeige“ bewusst sein.

Im internen Speicher, der teilweise überhaupt nicht oder ausschließlich vorhanden ist, sollten möglichst viele Bilddaten abgelegt werden können. Ein zusätzlicher Wechselspeicher (SD oder Mini-SD-Kartenformat) vereinfacht den Datenaustausch und schafft unterwegs Speicherreserven. Zusatzfunktionen wie ein Laserpointer oder eine Digitalkamera vereinfachen die Lokalisierung von gemessenen Minimal-/Maximalwerten bzw. erleichtern die Bildorientierung. Die Auflösung der Digitalkamera (sofern vorhanden) ist meist jedoch so niedrig (ca. 1–3 Megapixel) und die Bildqualität so schlecht, dass es besser ist, parallel eine separate Digitalkamera oder ein Fotohandy/Smartphone mit guter Fotofunktion zu verwenden.

Beim Gehäuse sollte man auf kompakte Abmessungen, ein geringes Gewicht und „Baustellentauglichkeit“ (Schutzklasse ab IP 54 = staub- und spritzwassergeschützt) achten. Über die verbleibende Betriebszeit sollte eine Akku-Ladestandanzeige Auskunft geben. Die Lithium-Ionen-Akkus sollten austauschbar sein, kurze Ladezeiten und möglichst lange Betriebszeiten aufweisen. Im Standardzubehör praktisch: ein Netzteil, eine Ladestation, ein Netz- und USB-Kabel, ein stabiler Transportkoffer sowie eine Auswertungs-Software.

Vor lauter Kameratechnik sollte man auch den Support nicht vergessen: Nicht immer werden vom Anbieter auf das jeweilige Kameramodell oder die jeweilige Anwendung abgestimmte Schulungen angeboten und auch die Qualität der Schulungen ist sehr unterschiedlich (Referent, Inhalte, Skripte etc.). Auch eine kostenlose Hotline, Softwareupdates oder eine optionale Kamerakalibrierung gehören nicht immer zum Standard. Hier unterscheiden sich die Anbieter sowohl vom Umfang als auch von der Qualität der Leistungen teilweise deutlich. Die von den Anbietern genannten Besonderheiten stellen die Alleinstellungsmerkmale des jeweiligen Modells heraus.

Gerade einfach zu bedienende Einsteigerkameras suggerieren, dass die Thermografie einfach sei. Doch ohne Fachwissen geht in der Thermografie nichts.

Zwar können auch Laien auf dem Kameradisplay Temperaturunterschiede erkennen und damit Wärmelecks auf die Spur kommen. Das Wärmebild verleitet aber schnell zu Fehlschlüssen, weil es zwar anhand der Farb-/Temperaturskala leicht zu lesen, aber schwer zu interpretieren ist. Ein auf dem Kameradisplay angezeigtes Temperaturgefälle kann nämlich ganz unterschiedliche Gründe haben: eine ungenügende Wärmedämmung, ein Materialwechsel, eine undichte Gebäudehülle, Feuchtigkeit, eine thermische Reflexion, Sonneneinstrahlung etc. Temperaturunterschiede im Wärmebild korrekt zu interpretieren setzt deshalb Know-how und Erfahrung voraus. In den Händen eines Laien kann dieses bildgebende Messverfahren eher schaden als nutzen – gerade bei so schwierigen Messaufgaben wie der Gebäude- und Fassadenthermografie. Grundsätzlich sind Thermografie-Kameras präzise Temperaturmessgeräte, die Bilddaten liefern und deren Interpretation Fachwissen voraussetzt. Dabei müssen Randbedingungen (Sonnen-/Windexposition, Wetter, Objekt, Objektform etc.) und technische Parameter wie Temperaturunterschiede, materialspezifische Wärmeabstrahlkennwerte (Emissionsgrad) oder thermische Spiegelungen an glatten Oberflächen etc. berücksichtigt und richtig eingeschätzt werden.

Darüber hinaus sollte die Thermografie aufgabenbezogen durch andere, objektspezifische Messverfahren (Feuchtigkeits-, Differenzdruckmessung etc.) ergänzt werden.

Kenntnisse aus den Bereichen Optik, Wärmestrahlung, Wärmeleitung, Materialkunde, Bauphysik und anderen Sparten sind daher unerlässlich, die man sich anlesen (siehe Literaturliste), im Rahmen mehrtägiger Schulungen auch praktisch aneignen und sich über eine Zertifizierungen als kompetenter Thermograf ausweisen kann.

Nach DIN 54 162 bzw. EN ISO 9712:2012 werden drei Qualifizierungsstufen des Messpersonals unterschieden. Danach können nur Personen, die nach Stufe 2 (oder 3) zertifiziert sind, thermografische Messungen eigenständig durchführen.

… im Web*

… in Normen/Literatur/Quellen*

* Auswahl ohne Anspruch auf Vollständigkeit!

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