Was messen?

Das Infrarot-Thermometer (oberes Bild) wird zur Messung von Oberflächen-Temperaturen eingesetzt, z.B. von Heizkörpern. Es kann zur Raumluftmessung verwendet werden, wenn mehrere sinnvolle Messpunkte gemessen werden und die ausgewählten Oberflächen geeignet sind (keine durchsichtigen, metallisch-glänzenden oder spiegelnden Oberflächen). Das Thermometer ist empfindlich für die Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) und setzt die im Messfenster erfasste Strahlungsmenge in eine digitale Anzeige um (wahlweise Grad Celsius oder Grad Fahrenheit). Gemessen wird also Wärmestrahlung, die Oberflächen reflektieren. Die meisten Oberflächen, die man in Büros und Arbeitsräumen messen kann (Möbel, Ausstattungsgegenstände, Wände) haben Umgebungstemperatur. Gemessen wird immer die Wärmestrahlung, die von den Oberflächen abgegeben wird, die sich im Radius des Messkegels befinden. Am interessantesten für EnergiemultipikatorInnen ist die Verwendung des Infrarot-Thermometers, wenn es um die Überprüfung von Heizkörpern geht:

  • Welche Vorlauftemperatur kommt an den Heizkörpern an?
  • Wie hoch ist die Rücklauftemperatur?
  • Ist ein Heizkörper auch warm, wenn er ausgeschaltet sein sollte, oder kalt, wenn das Ventil eigentlich offen sein soll?

Digitale Luft-Thermometer (unteres Bild) werden verwendet, um schnell und sehr exakt die Raumluft, also die Umgebungstemperatur in einem Raum zu messen. Auch in einem Raum ist die Temperatur allerdings nicht überall gleich. Deshalb sind ggf. mehrere Messungen erforderlich.


Das Thermometer misst, sobald es eingeschaltet ist, ohne Verzögerung. Die Messung beruht auf einem Thermoelement-Fühler. In einem Stromkreis mit zwei unterschiedlichen Metallen entsteht durch Temperaturunterschiede elektrische Spannung und es fließt ein Strom. Diesen Zusammenhang zwischen Wärme und Elektrizität macht man sich für die Temperaturmessung zunutze. Der Thermoelement-Fühler für die Luftmessung besteht aus einem dünnen, flexiblen Draht. Für die Messung in Flüssigkeiten oder weichen Festkörpern gibt es auch stabile Sensoren.


Wie messen?

Die nebenstehende Zeichnung veranschaulicht die Geometrie der Oberflächentemperaturmessung. Je weiter der Messpunkt vom Messgerät entfernt ist, desto größer wird der Bereich, der gemessen wird. Befinden sich in diesem Bereich sehr unterschiedlich warme Objekte (z.B. Heizkörper, Wand, Fenster), dann gibt der Messwert einen Mittelwert aus, die Messung ist also nicht sehr genau.

 

Die Bedienung der Infrarot-Thermometer ist sehr einfach, sie erfolgt über den Pistolenabzug und über Bedienknöpfe unter dem Display. Die Messung wird durch Druck auf den Abzug ausgelöst. Ein Laserstrahl unterstützt die Zielgenauigkeit der Messung, er kann bei den meisten Geräten ein- und ausgeschaltet werden. Die Messung ist auch ohne Laserstrahl möglich. Mit weiteren Bedienknöpfen kann z.B. zwischen Grad Celsius und Grad Fahrenheit umgeschaltet bzw. der Minimal- und der Maximalwert einer Messreihe abgerufen werden. Da die kostengünstigeren Gerät die Messwerte nicht dauerhaft speichern, müssen die Messwerte abgelesen und manuell protokolliert werden, falls erforderlich. Es ist darauf zu achten, dass das Messfenster an der Spitze des Messgeräts nicht verschmutzt ist. Zum Betrieb ist normalerweise eine 9-Volt-Batterie erforderlich.

 

Die Bedienung des digitalen Luft-Thermometers erfolgt über Tasten auf der Front oder an der Seite des Messgeräts. Neben dem Einschaltknopf befinden sich meist auch Schalter für

  • das Festhalten eines Messwertes (HOLD)
  • eine Bezugswertmessung (REL); hier wird durch den Tastendruck die aktuelle Temperatur auf Null gesetzt und danach wird nur der Temperaturunterschied zu dieser Ausgangstemperatur angezeigt
  • die Anzeige von Minimal- und Maximalwerten einer Messreihe
  • den Durchschnittswert einer Messphase.

Man sollte sich nie auf einzelne Messwerte verlassen, sondern bei der Raumtemperatur-Messung an mehreren Stellen im Raum messen. Wenn Sie durch den Raum gehen und die Messwerte verfolgen, bekommen Sie einen Eindruck von der Schwankungsbreite. Für die Mitarbeiter in den Arbeitsräumen relevant sind natürlich vor allem die Temperaturverhältnisse in unmittelbarer Nähe des Arbeitsplatzes. 


Was kann man falsch machen?

Bei der Oberflächenmessung spielen vor allem diese Fehlerquellen eine Rolle:

  • Der Messabstand soll nicht zu groß gewählt werden, empfehlenswert sind 10-30 cm.
  • Das Messgerät sollte möglichst senkrecht auf die zu messende Oberfläche gerichtet werden.
  • Man sollte sich nicht auf Einzelmessungen verlassen, sondern immer mehrere Messungen machen, ggf. mehrere Messpunkte in die Messung einbeziehen.
  • Stark reflektierende und spiegelnde oder durchsichtige Oberflächen ergeben keine verlässlichen Werte der Oberflächentemperatur.


Bei der Lufttemperatur-Messung müssen Sie

  • in Betracht ziehen, dass an verschiedenen Stellen eines Raumes größere Temperaturunterschiede bestehen können
  • das Sensorelement richtig auf das Gerät aufstecken; dabei ist darauf zu achten, dass der breitere Steckerstift tatsächlich in den Minus-Pol gesteckt wird; das wird durch die unterschiedlich breiten Aussparungen zwar nahegelegt, aber mit Druck kann man das Element auch falsch einstecken, was zu unsinnigen Messergebnissen führt - wie man meist allerdings auch schnell bemerken wird.

Was empfinden Raumnutzer als unbehaglich?

Wenn MitarbeiterInnen in Büros und Arbeitsräumen bemängeln, es sei zu kalt, ist es oft nicht die an sich gemessene Temperatur am Arbeitsplatz, die die Unbehaglichkeit auslöst. Wie Untersuchungen der "Forschungsinitiative Energieoptimiertes Bauen" (EnOB) ergeben haben, spielen vor allem diese beiden Faktoren eine wesentliche Rolle:

  • "Ein vertikaler Lufttemperaturunterschied bei ansteigender Temperatur im Bereich zwischen Kopf und Fußgelenk kann zu Unbehaglichkeit führen. Das kann vermieden werden, wenn diese Differenz auf 3 Grad begrenzt wird."
  • "Eine asymmetrische Strahlungstemperatur kann ebenfalls zu Unbehaglichkeiten führen. Vor allem eine asymmetrische Strahlung, die durch warme Decken, wie z.B. bei thermoaktiven Bauteilsystemen im Winter oder durch kalte Wände (alte Fenster) verursacht wird, empfinden Menschen als unangenehm."

Die Zitate stammen aus: Andreas Wagner, Gerrit Höfker, Thomas Lützkendorf, Cornelia Moosmann, Karin Schakib-Ekbatan, Marcel Schweiker, "Nutzerzufriedenheit in Bürogebäuden", Fraunhofer IRB Verlag, 2015


Datenaufzeichnung

Auch für die Temperaturmessung können Sie als EnergiemultiplikatorIn Geräte einsetzen, die Messwerte speichern und dadurch eine Langzeitanalyse und Bearbeitung der Daten am Computer ermöglichen. Diese Funktion bieten zwar auch die CO2-Datenlogger, die wir Ihnen hier vorstellen. Aber es kann sinnvoll sein, spezielle Datenlogger für Temperatur (und Luftfeuchte) einzusetzen, die keine Messanzeige haben und nicht der direkten Information der GebäudenutzerInnen dienen. Sie setzen diese Datenlogger z.B. ein, wenn Sie die Funktionsfähigkeit einer Nachtabsenkung überprüfen wollen - wie bei dem nebenstehenden Diagramm, das einen Raum zeigt, dessen Temperatur kaum je unter 20 Grad Celsius sinkt.

 

Datenlogger dieses Typs müssen Sie vor dem Einsatz am PC mit einer mitgelieferten Software initialisieren. Dabei stellen Sie den Messbeginn (auch verzögert) sowie die Lograte (= Anzahl der Messaufzeichnungen pro Zeiteinheit) ein. Auch die Datenübertragung erfolgt über diese Software. Die Auswertung der Daten und die Anfertigung von Diagrammen sollten Sie in einem eigenen Tabellenkalkulationsprogramm vornehmen. Die Optionen, die die Logger-Software dafür bereithält, sind in der Regel nicht ausreichend.

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