Wozu wird Infrarottechnik im Brandschutz verwendet?

Das Spektrum an Möglichkeiten zur Detektion von Bränden ist groß. Detektionssysteme lösen zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Brandverlauf aus: die Systeme, die bei einem Entstehungsbrand relativ bald einen Alarm abgeben, sind Aktivmelder wie Rauchansaugsysteme. Diese können Rauchpartikel in der Luft erkennen. Im weiteren Verlauf detektieren Rauchmelder Rauch und Qualm. Am Ende des Spektrums stehen Sprinkleranlagen, die erst dann auslösen, wenn aufgrund von Feuer eine bestimmte Temperatur an der Raumdecke erreicht wird.

Infrarotsysteme sind die Ersten, die bei der Brandentwicklung Alarm schlagen. Sie erkennen einen Brand schon in der Erwärmungsphase, bevor Feuer oder Rauchpartikel entstehen und damit auch bevor es zu einem Schadenereignis kommt.

Typen von Detektionssystemen im Brandschutz

 

Infrarot-Thermografie - ©mut GmbH

Infrarothermografie im Brandschutz – ©mut GmbH

Was ist Infrarot-Thermografie?

Jeder Gegenstand strahlt elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich ab – die Wärmestrahlung. Thermografie ist ein bildgebendes Verfahren zur Anzeige der Oberflächentemperatur von Objekten. Die Intensität der Infrarotstrahlung wird als Maß für die Temperatur des gemessenen Objekts gedeutet.

IR-Thermografie ist mittlerweile Stand der Technik. IR-Kameras werden von Einsatzkräften verwendet, um Personen aufzuspüren, oder bei der Gebäudesanierung. Der wesentliche Unterschied bei deren Verwendung zur Temperaturüberwachung im Brandschutz liegt jedoch darin, dass diese Geräte besonders genau messen, die Position des Hotspots exakt erkennen und Täuschungsalarme verhindern können müssen. Daran scheitern die meisten Produkte am Markt.

 

Welche Herausforderungen gibt es bei der Verwendung von IR-Systemen zur Temperaturüberwachung im Brandschutz?

In vielen Bereichen, in denen IR-Kameras eingesetzt werden – zum Beispiel in Abfallsortieranlagen – kann es zu Täuschungsalarmen durch ungefährliche heiße Auspuffanlagen von Radladern kommen. Um dies zu vermeiden, werden IR-Systeme von vielen Herstellern im Tagbetrieb oft „unscharf“ gestellt. Das bedeutet, dass ein Alarm nicht nur bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur ausgelöst wird, sondern erst dann, wenn dieser Hotspot auch eine bestimmte Größe erreicht hat. Die Größe wird in diesem Fall durch die Anzahl der Pixel am Sensor bestimmt. (Je mehr Pixel (= Bildpunkte) ein Element am Sensor einnimmt, desto größer wird es dargestellt.) Das führt dazu, dass die Alarmschwelle nicht so leicht erreicht wird und Täuschungsalarme somit reduziert werden.

Es bedeutet jedoch auch, dass Hotspots mit einer geringeren Größe oder einer größeren Entfernung zur Kamera ebenfalls ignoriert werden. Denn Objekte in der Nähe der Kamera erscheinen größer am Sensor und werden mit mehr Pixel am Thermografiebild dargestellt als Objekte der gleichen Größe in der Entfernung. So nimmt beispielsweise in Hotspot mit einer Größe von 0,5 m2 in einer Distanz von 20 m zur Kamera 50 Pixel am Sensor ein. Ein Hotspot in 40 m Entfernung müsste eine Größe von 2 m2 haben, um gleich groß am Display dargestellt und folglich gleich gefährlich eingeschätzt zu werden.

Hotspot-Messung durch Detektionssysteme im Brandschutz - ©mut_GmbH

Der gleiche Hotspot wird in der Nähe größer am Sensor dargestellt als in der Entfernung. – ©mut_GmbH

Das „Unscharfstellen“ der Kamera zur Vermeidung von Täuschungsalarmen hat also zur Folge, dass auch echte Hotspots in der Ferne, die auf dem Thermografiebild nur wenige Pixel einnehmen, nicht mehr frühzeitig erkannt werden. Infolgedessen wird die Alarmschwelle erst erreicht, wenn sich Hotspots schon zu größeren Bränden entwickelt haben. Der Vorteil einer Brandfrüherkennung ist somit in vielen Fällen nicht mehr gegeben.

 

Was unterscheidet RPA Infrared Detection Ignis3D von anderen Systemen am Markt?

RPA Infrared Detection Ignis3D: Mustererkennung

Erkennung von Hotspots durch RPA Infrared Detection Ignis3D

Zur Verminderung von Täuschungsalarmen durch heiße Auspuffe hat Rosenbauer eine Muster- und Fahrzeugerkennung entwickelt. Diese funktioniert ähnlich wie Gesichtserkennungssysteme welche bestimmte Elemente geometrisch beschreiben. So erkennt Ignis3D ob es sich um einen ungefährlichen Auspuff oder einen Hotspot handelt. Ein „Unscharfstellen“ ist hier also nicht nötig.

Außerdem ist Ignis3D das einzige System am Markt, das mit einer Laserentfernungsmessung ausgestattet ist. Dadurch kann die Position eines Hotspots exakt im Raum bestimmt und dessen Gefahr unter Berücksichtigung von Entfernung und den dargestellten Pixel richtig beurteilt werden.

Brandfrüherkennungssystem RPA Infrared Detection Ignis3D

Brandfrüherkennungssystem RPA Infrared Detection Ignis3D

Die genaue Position des Hotsports ist auch essentiell bei der Anbindung des IR-Systems an eine automatische Werferlöschanlage. Denn eine Löschanlage entspricht den gültigen Normen und Richtlinien, wenn die vorgeschriebene Menge an aufgebrachtem Löschmittel auf den Brandherd eingehalten wird. Dies kann jedoch nur dann sichergestellt werden, wenn die genaue Position des Hotspots bekannt ist. So kann sich der Werfer richtig ausrichten sowie dessen Anstellwinkel und die Größe der Löschfläche berechnet werden.

Das Rosenbauer IR-System RPA Infrared Detection Ignis3D entspricht der VDS 3189 (IR-Kameraeinheit zur Temperaturüberwachung im Brandschutz) und ist nach VdS 2344 anerkannt.

 

Wichtige Fragen bei der Anschaffung eines IR-Systems zur Temperaturüberwachung im Brandschutz

  • Ist das IR-System mit einer Entfernungsmessung ausgestattet zur sicheren Lokalisierung von Hotspots?
  • Wie geht das System mit ungefährlichen heißen Auspuffanlagen um?
  • Welche Funktionen sind implementiert, um Täuschungsalarme zu reduzieren?
  • Wie wird die Wurfparabel des Löschwerfers berechnet, um sicherzustellen, dass der Hotspot getroffen wird?
  • Besitzt das System eine VdS Anerkennung?