Wobei kann eine Wärmebildkamera uns helfen? Einfach nur mal so geknipst, das gibt vor allem schöne bunte Bilder; die manchmal auch irreführend interpretiert werden. Sobald ich aber ein wenig „Bescheid weiß“, kann die Thermo-Kamera wertvolle zusätzliche Informationen liefern!

Die IR-Kameras messen die einfallende Wärmestrahlung (und nicht direkt die Temperatur der jeweiligen Oberfläche, wie es leider oft dargestellt wird). Es kann sich nämlich um an der Oberfläche reflektierte Strahlung handeln. Wie in diesem IR-Foto: Da sieht man nämlich mein Spiegelbild.

Was ist da los auf dem kurzen „Film“? Ich hatte kurz davor die Außenjalousie geöffnet. Jetzt scheint die Sonne rein. Und insbesondere der Teppich unter dem Fenster erwärmt sich ziemlich schnell. Die Spiegelung davon sieht man auch wieder gut.

Zum Glück haben die meisten Oberflächen, die uns umgeben, bei Wärmestrahlung nur geringe Reflexion (Ausnahme: Metalloberflächen, da kann das mehr als 90% sein; und „sehr glatte“ Oberflächen, eben z.B. Fensterglas [da ist's dann aber nur rund 16% der Strahlung aus Reflexion]).

Bei rauen Oberflächen mit nur rund 6-8% Wärmestrahlungs-Reflexion (das trifft auf Papier, Teppiche, Stoffbezüge, … d.h. fast alles, was uns so umgibt zu, ) ist die IR-Strahlung dann tatsächlich ein recht gutes Maß für die Oberflächentemperatur.

Noch ein Fettnäpfchen zum reintapsen: Manche Materialien verhalten sich im thermischen Infrarot ganz anders als im sichtbaren Spektrum: Fensterglas z.B.; das ist im Infraroten absolut blickdicht: 85% der Strahlung werden absorbiert und der Rest reflektiert! Durchschauen durchs Fenster: geht nicht.

Umgekehrt ist z.B. eine PE-Plastiktüte völlig transparent im IR, z.B. so eine Mülltüte. (Aufnahmen: NASA)

Einfache Infrarot-Kamera-Aufsätze für den USB-Port eines Smartphones sind inzwischen relativ günstig zu erstehen. das sind natürlich keine „Präzisions-Messgeräte“; aber Hinweise auf versteckte Wärmequellen, Wärmebrücken, verlegte Wasserleitungen, stromfressende Elektronik können diese einfachen Aufsteckteile schon geben.

Wer mehr zum Thema Wärmstrahlung erfahren möchte, kann in unserem Grundlagen-Kapitel nachlesen: Übersicht Wärmestrahlung 🌡️.

Ein alter Thermographen-Trick: Wir haben immer eine Rolle Krepp-Band im Werkzeugkasten. Das kleben wir auf solche Oberflächen auf: Dann sind die rau (d.h. diffus reflektierend mit bekanntem Emissionsgrad von 96%; jetzt kann auch da wirklich gemessen werden).

Beispiel für den „Klebestreifen“. Das funktioniert sehr gut, die Aufnahme ist übrigens in der Nacht gemacht. Trotzdem sind Reflexe sichtbar: Nicht nur der Thermograph, auch die Fenster des Nachbarhauses. Interessantes Detail: Hier ist sogar noch der thermische „Fingerabdruck“ sichtbar, der auf dem Fensterrahmen beim Ankleben des Temperatur-Sensors entstanden ist. Es muss also immer eine gewisse Zeit gewartet werden, bis die gemessenen Temperaturen wieder im Gleichgewicht sind (es handelt sich 'nur' um Minuten. Wobei: Im Rahmen der hier gewünschten Genauigkeit macht das schon „jetzt“ wenig aus; aber: Wer sowas wirklich quantitativ auswerten will, die/der muss auf diese Dinge achten). Die vier Rechtecke über dem Kopf des Thermographen: Das sind Reflexe der Fenster des Nachbarhauses. Dessen Traufe ist auch erkennbar. Dennoch: Die Fenster-Oberflächentemperatur ist hier nicht „so furchtbar falsch“, außer da, wo Gesicht und Hände des Thermographen reflektiert werden. Der gelbe (warme) Streifen am Rand des Fensterrahmens zum Glas hin, das ist tatsächlich die Auswirkung der Wärmebrücke durch den Aluminium-Randverbund am Glasrand.
Dieser „Glasrandeffekt“ wird tatsächlich durch das Kreppband besser auf der Fensterscheibe verfolgbar. Reflexe können bei der Interpretation schon ganz schön stören - das gilt auch schon bei der Fotographie im visuellen Teil des Spektrums; in der „realen Welt“ hat unser Gehirn gelernt (durch den Fokus, aber auch das 2*Winkel-Verhalten von Reflexen), den 'Noise' der Reflexionen sozusagen rauszurechnen; auf Fotos stört das.

Das ist eine gekühlte IR-Kamera, die wir in diesem Fall verwendet haben. Nach wie vor das Genaueste, was es bisher gibt. Der Reflex der Kamera-Apertur (durchs Germanium-Objektiv hindurch „sichtbar“) ist als blaue Kreisscheibe („kalt“) ebenfalls als Reflex erkennbar.

Ein Hinweis zu den Aussagen, welche dieses Thermobild erlauben: Die Oberflächentemperatur dieser Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung passt zum erwarteten Wert. Untypisch ist die sehr kalte Oberfläche des Fensterrahmens. Bei heute immer noch üblichen gewöhnlichen Fensterrahmen (U-Werte um 1,3 W/(m²K)) würde der Rahmen hier mehr Wärme verlieren als diese hochwertige Verglasung (U-Wert um 0,8 W/(m²K)). Hier ist das anders: Denn, das ist ein ebenfalls sehr gut wärmegedämmter Fensterrahmen; das war eine der Fragestellungen bei der Planung dieses Pilotgebäudes (siehe: Fensterrahmen).