Branddetektion

Die Branddetektion ist ein wesentlicher Bestandteil einer jeden Löschanlage. Ohne eine dem Brandrisiko bzw. den Brandkenngrößen angepasste Branderkennung, ist ein Löscherfolg generell in Frage zu stellen. Darüber hinaus muss die Branddetektion in der Entstehungsphase eines Brandes erfolgen, um den Löscherfolg der Löschanlage zu gewährleisten.

Die Brandentstehungskurve bei einem Schwelbrand

Die Brandmeldeanlage (BMA)

Die Hauptaufgabe einer automatischen Brandmeldeanlage besteht darin, einen Brand im Frühstadium zu erkennen, zu alarmieren und die vorprogrammierten Steuerfunktionen zu aktivieren. Die Peripherie umfasst alle Feldelemente, die vor Ort den Zustand erfassen. Dieser wird in Form von Gefahrenstufen an die Zentrale übermittelt:

  • Die intelligenten automatischen Brandmelder detektieren und analysieren die verschiedenen Brandkenngrößen vor Ort und melden vorhandene Gefahren automatisch der Zentrale.
  • Handfeuermelder dienen anwesenden Personen zur direkten Alarmauslösung.

Auswerten, Steuern und Bedienen der Brandmeldeanlage erfolgen in der Brandmelderzentrale (BMZ). Sie wertet die Gefahrenmeldungen der Peripherieelemente aus und aktiviert die Alarmierung, die Evakuierung und die Brandfallsteuerung.

Optische und akustische Alarmierungsgeräte informieren die anwesenden Personen, die Gebäudeverantwortlichen und die Feuerwehr / Interventionskräfte. Steuerungen aktivieren Rauchabsaugsysteme und stationäre Löschanlagen. Optische Fluchtweglenkung und Sprachalarmierung leiten die Personen im Gebäude sicher hinaus.

Die Brandmeldeanlage muss entsprechend der Normen und Richtlinien – DIN VDE 0833; DIN 14675; VdS 2095 – geplant und ausgeführt werden. Darüber hinaus müssen die lokalen technischen Anschlussbedingungen der Feuerwehr (TAB) berücksichtigt werden.

Brandmeldeanlage

Aufbau und  Funktion einer Brandmeldeanlage (BMA)

Die Brandmelder

Die zur Branddetektion eingesetzten Feldgeräte werden in nichtautomatische und automatische Brandmelder unterteilt. Zu den nichtautomatischen Brandmeldern gehören Handfeuermelder und Handauslösungen. Handfeuermelder dienen ausschließlich zur Aktivierung der Alarmierungseinrichtungen. Handauslösungen bewirken die Ansteuerung der Löschanlage und die Aktivierung der Alarmierungseinrichtungen.

Die Auswahl automatischer Brandmelder erfolgt aufgrund der bei einem Brandereignis entstehenden Brandkenngrößen wie Rauch, Wärme und Strahlung.

 

HandauslöserHandauslöser   Handfeuermelder Handfeuermelder

 

Punktförmige Rauchmelder: Da bei den meisten Bränden Rauch eine der ersten Brandkenngrößen ist, sind punktförmige Rauchmelder die weitverbreitetste Art Brände zu erkennen:

  • Streulichtrauchmelder: Der Name deutet bereits an, dass der Streulichtrauchmelder das vom Rauch gestreute Licht misst. Dabei hat die Bauweise, insbesondere die Anordnung von Lichtquelle und Empfänger, einen starken Einfluss auf das Detektionsverhalten des Melders. Beim Streulichtrauchmelder ist die Fotozelle so angeordnet, dass sie kein direktes Licht von der Lichtquelle empfangen kann. Ohne Rauch trifft das Licht auf ein Labyrinth und wird so vollständig absorbiert. Befinden sich Rauchpartikel im Bereich der Lichtstrahlen, so wird das Licht gestreut. Einige dieser Strahlen treffen auf die Fotozelle, die somit ein Signal erzeugt. Ausschlaggebend für die Signalstärke sind die Rauchdichte und die optischen Eigenschaften der Rauchteilchen.

Streulichtmelder

Funktionsprinzip des Streulichtmelders (Vorwärts- bzw. Rückwärtsstreuer)

  • Ionisationsrauchmelder: Dieser Melder erzeugt aus neutralen Teilchen elektrisch geladene Teilchen (Ionen) und wird deshalb als Ionisationsrauchmelder bezeichnet. Die Luft zwischen zwei unter Gleichspannung liegenden Elektroden wird mit einer schwachen radioaktiven Strahlungsquelle ionisiert, d. h. leitend gemacht. Infolge dieser Ionisation fliest in der Messkammer ein geringer Strom. Beim Eintreten von Rauchpartikeln in die Messkammer lagern sich Ionen an die Rauchpartikel an, was den Stromfluss vermindert. Diese Stromreduktion ist proportional zur Anzahl der Rauchpartikel im Messfeld.

Ionisationsrauchmelder

Funktionsprinzip des Ionisationsrauchmelders

Der Ansaugrauchmelder (ASR): Ansaugrauchmelder sind auch unter den Namen Rauchansaugsystem (RAS) und Aspirating Smoke Detection (ASD) bekannt. Sie sind aktive Meldesysteme, die den Rauch der sie umgebenden Atmosphäre selbsttätig aufnehmen. Beim Ansaugrauchmelder werden Luftproben des überwachten Bereichs mit einer leistungsfähigen Ansaugvorrichtung über ein Rohrnetz der Detektionskammer zugeführt. Je nach geforderter Empfindlichkeit werden unterschiedliche Detektionsprinzipien - wie Lichttrübung, Lichtreflektion, Teilchenzählung, etc. - angewendet.

Ansaugrauchmelder

Funktionsprinzip des Ansaugrauchmelders (ASR)

Punktförmige Wärmemelder: Diese Wärmemelder enthalten ein temperaturabhängiges Element. Sie eignen sich nur zur Erkennung offener Brände:

  • Wärmemaximalmelder: Bei Wärmemaximalmeldern wird die maximal zulässige Umgebungstemperatur des Melders als Alarmschwelle festgelegt.
  • Wärmedifferenzialmelder: Beim Wärmedifferenzialmelder wird der für eine Alarmauslösung erforderliche Temperaturanstieg pro Zeiteinheit (°C/min) festgelegt. Überschreitet der gemessene Temperaturanstieg pro Zeiteinheit diesen Wert, wird alarmiert.

Flammenmelder: Flammenmelder setzen die von Flammen emittierte elektromagnetische Strahlung in ein elektrisches Signal um. Unterschieden wird zwischen UV Flammenmeldern, welche die vom Brand ausgehende Strahlung im kurzwelligen ultravioletten Bereich detektieren, und IR Flammenmelder, welche den Infrarotbereich zur Detektion nutzen.

Mehrfachsensor-Brandmelder: In der Regel werden heute zur Branddetektion Mehrfachsensor-Brandmelder (Mehrkriterienmelder) eingesetzt, welche verschiedene Brandphänomene erkennen können. Durch die intelligente Auswertung und Verknüpfung der Messwerte lassen sich Brände schneller erkennen und Täuschungsalarme vermeiden.

Zweimeldungsabhängigkeit Typ B

Um Fehlauslösungen von Löschanlagen zu vermeiden, erfolgt die Branddetektion in Löschbereichen in der sogenannten Zweimeldungsabhängigkeit Typ B. Der Löschbefehl erfolgt erst, wenn zwei voneinander unabhängige Brandmelder den Alarmzustand erreicht haben. Zu beachten ist, dass sich die zulässigen Überwachungsflächen der Brandmelder im Löschbereich um 50% reduzieren. Bei speziellen Brandrisiken – EDV-Bereiche – reduziert sich darüber hinaus die Überwachungsfläche für punktförmige Rauchmelder weiter; siehe hierzu VdS 2095 Anhang E / DIN VDE 0833.

(Quelle: Siemens, Fachbuch „Brandschutz-Wegweiser“)

Mehrfachsensor-Brandmelder

Mehrfachsensor-Brandmelder mit CO-Sensor (optisch/thermisch/Gas)