Das U-Wert-Kit von greenTEG hatte ich an dieser Stelle schon kurz vorgestellt. Inzwischen hat mir greenTEG ein U-Wert-Messgerät zur Verfügung gestellt und ich konnte prüfen, ob es hält, was der Hersteller verspricht.
Während die U-Wert-Berechnung bei Neubauten problemfrei ist, sieht es bei vielen Altbauten anders aus. Insbesondere wenn die Dämmwirkung einer Altbauwand unbekannter Zusammensetzung nicht vernachlässigt werden kann oder soll, führt kein Weg an einer U-Wert-Messung vorbei. Im Prinzip müssen dazu nur Innentemperatur, Außentemperatur und der Wärmefluss pro m² gemessen werden. Der U-Wert ergibt sich dann aus Wärmefluss geteilt durch Temperaturdifferenz. Und genau das macht das U-Wert-Kit von greenTEG.
Ganz so einfach ist es dann leider doch nicht. Denn durch die Wärmespeicherfähigkeit des Bauteils hinkt der Wärmefluss einer Temperaturänderung der Außenluft spürbar hinterher. Um dadurch verursachte deutliche Schwankungen des Messergebnisses auszugleichen, erfolgt die Messung über einen Zeitraum von mindestens drei Tagen. Ein mitgelieferter Datenlogger nimmt in dieser Zeit vollautomatisch und autark in regelmäßigen Zeitabständen Messwerte auf und speichert sie ab. Der Datenlogger kann dabei jederzeit über seine USB-Schnittstelle an einen Windows-Computer angeschlossen werden um die noch laufende Messung auszuwerten.
Abb. 1: Die Hardware des U-Wert-Messkits von greenTEG: Datenlogger mit zwei Temperatursensoren und Anschluss für den Wärmeflusssensor (rechts), Wärmeflusssensor (mitte) und USB-Kabel zum Auslesen des Datenloggers (links).
Die Installation der Sensoren ist denkbar einfach: Der Wärmeflusssensor sowie einer der beiden Temperatursensoren werden mit Kreppband an die Innenseite des Bauteils geklebt. Der zweite Sensor wird z.B. durch ein Fenster an der dem ersten Sensor gegenüber liegenden Außenseite befestigt. Die beiden Temperatursensoren sollen dabei einige Zentimeter Abstand zur Oberfläche haben, der Wärmeflusssensor soll möglichst satt anliegen. Das mitgelieferte Klebeband vermochte den Wärmeflusssensor jedoch nicht lange genug an Ort und Stelle zu halten. Ein anderes Kreppband aus der Bastelkiste brachte Abhilfe, bei sehr alten oder empfindlichen Oberflächen besteht aber die Gefahr, beim späteren Abziehen des Klebebands Schaden anzurichten.
Um das Messergebnis nicht zu verfälschen, dürfen die Temperatursensoren während der Messung keiner direkten Sonnenstrahlung ausgesetzt sein. Bei mehrtägigen Messungen lässt sich dieses Problem für den Außentemperatursensor meist nur mit etwas Improvisationskunst lösen. Ein Stück schattenspendender Karton, z.B. mit Klebeband an der Hauswand befestigt, ist laut Hersteller jedoch bereits ausreichend.
Nach der Installation der Software wird der Datenlogger per USB-Kabel mit dem Rechner verbunden, der benötigte USB-Treiber wird von Windows automatisch installiert. Eine Version für Mac OS X oder Linux wird nicht angeboten. Das Messprogramm ist recht einfach und übersichtlich gehalten, die getestete Version 1.00.03 wirkte an einigen Stellen jedoch noch etwas unausgereift. So findet man z.B. den Export der Messdaten als PDF-Datei hinter einer großen Schaltfläche, den Export als CSV-Datei jedoch in der Menüzeile unter dem Menüpunkt ‚Logger‘. Und obwohl der Startbildschirm noch viel ungenutzte Fläche zeigt, lässt sich das Fenster nicht ausreichend verkleinern, um das Programm auf einem Netbook-Display komplett darzustellen. Die Informationen in der Status-Zeile sind dann nicht zu sehen.
Eine Live-Ansicht (Echtzeitmessung) gibt Auskunft über die aktuellen Messwerte und dient dazu, die korrekte Installation der Sensoren zu überprüfen. Funktioniert alles wie erwartet, kann die Messung gestartet werden. Wenn die Batterie des Datenloggers ausreichend geladen ist, kann die Verbindung zum Rechner nun für die nächsten drei Tage getrennt werden. Der Datenlogger wird leider ohne eigene Anleitung geliefert. Auf Nachfrage hat mir greenTEG zumindest mitgeteilt, dass eine orange leuchtende LED am Logger eine volle Batterie anzeigt. Da die LED nur beim Anschluss des Loggers kurz rot aufblinkt, ansonsten aber immer orange leuchtet, scheint der Ladevorgang extrem kurz zu dauern.
Abb. 2: Der übersichtliche Startbildschirm des Messprogramms.
Nach ausreichend langer Messdauer berechnet das Messprogramm aus den aufgenommenen Messpunkten einen mittleren U-Wert und die dazugehörende Unsicherheit (Standardabweichung). Dabei wird – wie oben bereits erwähnt – der gemessene Wärmefluss durch die Temperaturdifferenz dividiert und dies führt erwartungsgemäß zu Problemen, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenluft gering ist: Auch bei identischen Temperaturen wird wegen der Wärmespeicherfähigkeit des Bauteils ein spürbarer Wärmefluss gemessen. Die anschließende Division durch eine verschwindende Temperaturdifferenz führt dann zu unphysikalisch hohen U-Werten was den U-Wert zunächst stark verfälscht oder sich in deutlich erhöhten Unsicherheiten widerspiegelt.
Während der Testmessungen im September, wenn die Außentemperatur im Tag/Nacht-Rhythmus um die Innentemperatur schwankt, ist dieses Phänomen zu Beginn jeder Messung aufgetreten, siehe Abb. 3. Da das Phänomen wegen Mittelung der Temperaturwerte bei jeder Messung nur einmal auftrat, konnte durch eine entsprechend längere Messdauer (meist 4-5 Tage) dennoch ein ausreichend genauer U-Wert bestimmt werden.
Abb. 3: Über die Schaltfläche „Messdatei auslesen“ kann nicht nur eine frühere, sondern auch die noch laufende Messung analysiert werden. Aufgrund des oben beschriebenen Problems bei kleinen Temperaturdifferenzen wird die U-Wert-Kurve (grün) von einem unphysikalischen Maximum zu Beginn der Messung dominiert.
Testmessung #1: Messung Neubau
Der U-Wert eines ca. 8 Jahre alten, bekannten Wandaufbaus wurde nach einer 5-tägigen Messung zu U=0,22 W/m²K bestimmt. Dem gegenüber steht ein berechneter U-Wert von 0,20 W/m²K.
Testmessung #2: Messung Altbau
Eine 24 cm starke ca. 120 Jahre alte Vollziegelwand ergab (ebenfalls nach 5 Tagen) einen Messwert von U=1,43 W/m²K. Der Vergleich mit einer Berechnung ist hier naturgemäß schwierig, je nach Rohdichte der verwendeten Ziegel würde man einen U-Wert zwischen 1,56 W/m²K und 2,09 W/m²K erwarten. Da diese Wand Nachmittags von der Sonne beschienen wurde, hat sicher auch der solare Wärmeeintrag zu einem günstigeren Messwert beigetragen.
Fazit
Die Test-Messungen im September fanden sicherlich nicht unter idealen Bedingungen statt. Je größer die Temperaturdifferenz zwischen innen und außen, umso größer ist der Wärmefluss und umso genauer die Messung. Auch das Problem mit unphysikalisch hohen U-Werten sollte im Winter wesentlich seltener auftreten. Die Unterschiede zwischen Messung und Berechnung von ca. ab 10% sind trotzdem erfreulich gering und bei der Auslegung einer darauf aufbauende Dämmmaßnahme in der Regel vernachlässigbar. Auch die Handhabung hat sich recht einfach gestaltet. Die fehlende Unterstützung der Apple-Gemeinde ist für den einen oder anderen jedoch bedauerlich, insbesondere weil die vom Hersteller vorgeschlagene Notlösung, Windows in einer virtuellen Maschine unter Max OS X zu betreiben, an der Installation des USB-Treibers scheiterte. Das größte Manko bei der U-Wert-Messung ist jedoch die lange Messdauer. Doch die liegt in der Bauphysik begründet und lässt sich bei wärmespeichernden Bauteilen nicht umgehen.
Anbieter:
greenTEG AG
Technoparkstr. 1
CH-8005 Zürich
Switzerland
Preis: ca. 1550 Euro + Versand, das Gerät kann in der Schweiz auch vom Hersteller gemietet werden
Webseite: http://u-value.greenteg.com/de-u-wert
Lieber Hr. Plag, liebe Leser,
als Leiter unseres Gebäudephysik-Geschäftszweigs bei greenTEG freut mich dieser Testbericht sehr, auf die kritischen Punkte sowie sonstige Anmerkungen möchte ich kurz ein „Update“ hier geben (bzw. werden wir diese auch in zukünftige Dokumentation aufnehmen):
– Klebeband: Bisher haben wir bzw. andere Kunden Probleme bei der Befestigung nur in seltenen Fällen erlebt, unsere Alternativen zur Befestigung werden weiter ausgebaut, derzeit gibt es doppelseitiges wärmeleitendes Klebeband sowie permanenter therm. Kleber.
– Rückstandloses Entfernen des Klebers: Auch hier haben wir bereits viel getestet, das „einfache Klebeband“ hinterlässt nur in sehr seltenen Fällen Schäden, anders als Wärmeleitpaste bzw. doppelseitiges th. Klebeband. Daher werden wir bald auch ein wärmeleitendes Pad anbieten, dass sich rückstandslos entfernen lässt.
– Verbesserungen bei der Software / Mac Version: Wir arbeiten regelmässig an weiteren Verbesserungen für die Software u. nehmen diese Anregungen dankend in unseren Katalog auf u. werden dies baldmöglichst umsetzen. Ein eigener Leitfaden für Windows in einer virtuellen Maschine unter Mac wird ebenfalls erstellt u. sollte bei möglichen Problemen Abhilfe schaffen
– Datenlogger Anleitung/Signale: Einige Anmerkungen zum Datenlogger sind bereits in der Anleitung bzw. auf dem Datenblatt angemerkt, folgende Punkte werden wir noch hinzufügen: Blaues Blinklicht: Daten werden aufgezeichnet // Gelbes Blinklicht: Logger befindet sich im Ladezustand (Akkubatterie)
Nochmals herzlichen Dank für den Reviewbericht. Leser können sich bei Fragen auch gerne direkt an uns wenden.
Ihr, Holger Hendrichs
Die Abweichung bei der Vollziegelwand würde ich vor allem auf den Mörtel schieben. Mein Haus ist etwas über 100 Jahre alt und das sind Mörtel verbaut worden, die den Namen kaum verdienen.
Bei 24 cm Mauerstärke ist für mindestens einen Teil der Fläche eine vertikale Mörtelfuge mit „viel Luft“ anzunehmen. Also im Prinzip zwei Vollziegelwände mit 11,5cm und 1 cm „Isolierputz“ – und schon bin ich bei 1,44.
Insofern finde ich das Ergebnis toll und es spricht durchaus für die Software.