6. November 2019

Damit die Wärme drinnen bleibt – Neue Wege der energetischen Gebäudeanalyse

Thermographische Aufnahme eines Wohnhauses
Thermographische Aufnahme eines Wohnhauses
Bild 1/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Thermographische Aufnahme eines Wohnhauses

Das Wärmebild zeigt an welchen Stellen die Wärme aus dem Gebäudeinneren nach außen entweicht.

3D Modell eines Wohngebietes
3D Modell eines Wohngebietes
Bild 2/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

3D Modell eines Wohngebietes

In der Thermalansicht des Wohngebietes, lassen sich schlecht isolierte Gebäude schnell identifizieren.

Testgebäude mit Drohne
Testgebäude mit Drohne
Bild 3/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Testgebäude mit Drohne

Bei der genauen Vermessung individueller Gebäude kommen unterschiedliche Techniken zum Einsatz. Eine mit Spiegelreflex- und Infrarotkameras ausgestattete Drohne liefert Aufnahmen von allen Gebäudeseiten und vermittelt ein genaueres Bild des Objekts, inklusive thermographischer Bilder möglicher Wärmebrücken. In Zukunft ist auch der Einsatz von Hyperspektralkameras geplant.

DLR-Wissenschaftler entwickeln neues System zur schnellen energetischen Gebäudeanalyse.

November. Die Tage werden kürzer, die Nächte kälter und die Heizperiode beginnt. Angesichts steigender Energiepreise und der allgegenwärtigen Klimadebatte rückt für viele Mieter und Hausbesitzer die Frage nach der Einsparung von Kosten und Emissionen wieder in den Vordergrund. Neben der Art der Heizung, spielt die Wärmeisolierung eines Gebäudes eine entscheidende Rolle. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) setzen modernste Technologien ein, um Gebäude zukünftig schneller und effektiver auf energetische Schwachstellen untersuchen zu können.

Rund 80 Prozent der Wohnbebauung in Deutschland ist älter als 25 Jahre. Die Analyse solcher Häuser mit herkömmlichen Methoden ist zeitaufwendig und teuer. Es müssen Vororttermine mit Sachverständigen geplant werden, zum Teil ist die Bausubstanz nicht bekannt, oder sie ist durch Umbaumaßnahmen in der Vergangenheit uneinheitlich, sodass zur Analyse Mauerwerk freigelegt werden muss. Diese Umstände halten viele Hausbesitzer davon ab, die Sanierung ihrer Gebäude anzugehen. Derzeit wird in Deutschland lediglich etwa ein Prozent der Bausubstanz pro Jahr saniert.

Neue Messtechniken – schnellere Gebäudeanalysen

Dr. rer. nat. Jacob Estevam-Schmiedt, Leiter des Projekts "Gtom" (Gebäudetomograph) sagt: "Unser Ziel ist es, durch unsere Messtechnik eine bessere und schnellere Gebäudeanalyse zu ermöglichen. Wenn wir dadurch die Sanierungsrate von Gebäuden steigern können, wäre dies ein wichtiger Beitrag zur Energiewende."

Um die Sanierungsrate signifikant steigern zu können, erfolgt zunächst die großflächige Aufnahme eines Wohngebiets mittels spezieller Luftbilder aus dem Bereich der Fernerkundung (Photogrammetrie). Die Luftbilddaten fließen gemeinsam mit Thermalinfrarotbildern in ein dreidimensionales Gebäudemodell ein, das die Grundlage für die Erhebung weiterer Messdaten bildet. Anhand der Aufnahmen können bereits einzelne sanierungsbedürftige Gebäude identifiziert werden. Diese werden im Anschluss genau vermessen, um präzise Daten für eine energetische Sanierung bereitzustellen.

Bei der genauen Vermessung individueller Gebäude kommen unterschiedliche Techniken zum Einsatz. Eine mit Spiegelreflex- und Infrarotkameras ausgestattete Drohne liefert Aufnahmen von allen Gebäudeseiten und vermittelt ein genaueres Bild des Objekts, inklusive thermographischer Bilder möglicher Wärmebrücken. In Zukunft ist auch der Einsatz von Hyperspektralkameras geplant.

Die Struktur des Hauses und deren Wärmeleitwerte werden in einem weiteren Schritt mittels Radarsensoren vermessen. Dadurch ist eine präzise Bestimmung der verwendeten Baumaterialien möglich, ohne dass Teile der Struktur freigelegt werden müssen.

In dem 3D-Gebäudemodell werden schließlich alle ermittelten Daten zusammengefasst, wodurch den Eigentümern und Sachverständigen eine umfassende Grundlage für zielgerichtete Sanierungsmaßnahmen zur Verfügung steht.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) geförderte Projekt wird vom DLR-Institut für Solarforschung koordiniert. Daneben sind drei weitere DLR-Institute am Projekt beteiligt: das Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme, das Institut für Methodik der Fernerkundung und das Institut für Optische Sensorsysteme. Darüber hinaus ist das Solar-Institut Jülich der FH Aachen Teil des Projektkonsortiums.

In einem Folgeprojekt soll die erfolgreich erprobte Messtechnik weiter verfeinert und in Zusammenarbeit mit potentiellen Anwendern zur Marktreife weiterentwickelt werden.

Kontakt
  • Michel Winand
    Kommunikation Köln, Bonn, Jülich, Rheinbach und Sankt Augustin
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
    Telefon: +49 2203 601-2144
    Linder Höhe
    51147 Köln
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  • Herr Dr. rer. nat. Jacob Estevam Schmiedt
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Institut für Solarforschung
    Qualifizierung
    Telefon:  +49 2203601-4427
    Linder  Höhe
    51147 Köln
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