Brandmelder

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Historischer Brandmelder

Als Brandmelder werden technische Geräte zum Auslösen eines Alarms im Falle eines Brandes in Wohnungen, öffentlichen Einrichtungen, Verkehrsmitteln oder Industrieanlagen bezeichnet. Dabei wird unterschieden zwischen automatischen Brandmeldern, welche den Brand anhand seiner physikalischen Eigenschaften erkennen, und nicht-automatischen Brandmeldern, welche von Hand betätigt werden müssen. Sinn des Brandalarms ist das Initiieren von Maßnahmen zur Brandbekämpfung und zum Sach- und Personenschutz, meist die Alarmierung der Feuerwehr.

[Bearbeiten] Automatische Brandmelder

Automatische Brandmelder können Brände oder deren Entstehung weit früher erkennen, als dies mit den menschlichen Sinnesorganen möglich ist und daher die Gefahr einer Ausbreitung wesentlich minimieren.

Ein frühzeitiger, effektiver Alarm durch einen automatischen Brandmelder ist insbesondere in schwer zu evakuierenden Gebäuden - wie zum Beispiel in Einfamilienhäusern mit vielen Kindern, Seniorenheimen etc. - von großer Bedeutung.

[Bearbeiten] Brandgasmelder

Ein Brandgasmelder schlägt Alarm, wenn die Konzentration von Kohlenstoffmonooxid, Kohlenstoffdioxid oder anderen Verbrennungsgasen in einem Raum einen bestimmten Wert überschreitet und somit die Gefahr eines Brandes bzw. einer Rauchvergiftung besteht. Sie sind auch in warmen, staubigen und rauchigen Räumen einsetzbar, in denen Wärmemelder und Rauchmelder versagen.

Gerade in Privathaushalten entstehen bei Wohnungsbränden durch die heutige Verwendung vieler Kunststoffe für den Körper des Menschen sehr gefährliche Brandgase, vor denen Brandgasmelder frühzeitig warnen können. Gassensoren, die allen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Preis und Lebensdauer entsprechen, sind jedoch kommerziell noch nicht verfügbar.

[Bearbeiten] Wärmemelder

Wärmemelder, auch Hitzemelder genannt, schlagen Alarm, wenn die Raumtemperatur einen bestimmten maximalen Wert (in der Regel etwa 60°C) überschreitet oder innerhalb einer bestimmten Zeit die Umgebungstemperatur überdurchschnittlich schnell ansteigt (Thermodifferenzialauswertung). In der aktuellen Norm wird jedoch nicht mehr zwischen Thermomaximalmeldern und Thermodifferenzialmeldern unterschieden, da jeder Differenzialmelder auch einen Maximalwert besitzt.

Wärmemelder werden besonders häufig in rauchigen oder staubigen (aber normal temperierten) Räumen eingesetzt, in denen Rauchmelder versagen, also beispielsweise in Werkstätten oder Küchen. Sie sind preiswerter, reagieren aber träger als Rauchmelder oder Brandgasmelder.

Wärmemelder werden vorwiegend zum Sachschutz (Warenhäuser, Fabrikhallen, Büros, etc.) eingesetzt. Beispielsweise werden auch Sprinkleranlagen durch eine Temperaturerhöhung aktiviert. Für den Personenschutz sind sie weniger geeignet, da eine wache Person den Brand deutlich früher erkennen könnte. Eine schlafende Person hingegen würde durch Brandgase ersticken, bevor der Wärmemelder eine Temperaturerhöhung detektieren könnte.

[Bearbeiten] Rauchmelder

Rauchmelder verwenden verschiedene physikalische Effekte zur Erkennung von Brandrauch.

[Bearbeiten] Optische Rauchmelder

Optischer Rauchmelder
1: Optische Kammer mit Labyrinth
2: Halter für Labyrinth
3: Gehäuse
4: Photo-Diode (Empfänger)
5: Infrarot-LED

Optischer Rauchwarnmelder, an der Decke montiert

Die zur Zeit (2004) gängigsten Brandmelder sind die optischen bzw. photoelektrischen Rauchmelder. Diese arbeiten nach dem Streulichtverfahren (Tyndall-Effekt): Klare Luft reflektiert praktisch kein Licht. Befinden sich aber Rauchpartikel in der Luft und somit in der optischen Kammer (1) des Rauchmelders, so wird ein von einer Infrarot- Leuchtdiode (LED, 5) ausgesandter Prüf-Lichtstrahl an den Rauchpartikeln gestreut. Ein Teil dieses Streulichtes fällt dann auf einen lichtempfindlichen Sensor (Fotodiode, 4), der nicht direkt vom Lichtstrahl beleuchtet wird, und der Rauchmelder spricht an. Ohne (Rauch-) Partikel in der Luft kann der Prüf-Lichtstrahl die Fotodiode nicht erreichen, die Beleuchtung des Sensors durch von den Gehäusewänden reflektiertes Licht der Leuchtdiode oder von außen eindringendes Fremdlicht wird durch das Labyrinth aus schwarzem, nicht reflektierendem Material verhindert. Optische Rauchmelder werden bevorzugt angewendet, wenn mit vorwiegend kaltem Rauch bei Brandausbruch (Schwelbrand) zu rechnen ist.

Bei einem Lasermelder wird statt einer einfachen Leuchtdiode (LED) mit einer sehr hellen Laserdiode gearbeitet. Dieses System erkennt schon geringste Partikel-Einstreuungen.

[Bearbeiten] Ionisationsrauchmelder

Alternativ werden auch so genannte Ionisationsrauchmelder eingesetzt. Diese arbeiten mit einem radioaktiven Strahler, meist ²⁴¹Am, und können unsichtbare, das heißt kaum reflektierende, Rauchpartikel erkennen. Im Normalzustand erzeugen die Alphastrahlen der radioaktiven Quelle zwischen zwei geladenen Metallplatten in der Luft Ionen, so dass Strom zwischen den Platten fließen kann. Wenn Rauchpartikel zwischen die Platten gelangen, fangen diese einen Teil der Ionen durch elektrostatische Anziehung ein, wodurch die Leitfähigkeit der Luft verringert und somit der Strom kleiner wird. Bei Verringerung des Stromflusses schlägt der Ionisationsmelder Alarm.

Aufgrund der Radioaktivität werden Ionisationsrauchmelder allerdings nur noch in Sonderfällen eingesetzt, da die Auflagen sehr streng sind. Das Gefährdungspotenzial eines einzelnen Melders ist bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und Entsorgung jedoch gering. Im Normalfall sind die Ionisationsmelder aufgrund ihrer geringen Aktivität vollkommen ungefährlich. Im Brandfall muss aber der Brandschutt nach verschollenen Brandmeldern abgesucht werden. Wenn nicht alle Melder gefunden werden, muss der gesamte Brandschutt nach den Strahlenschutzverordnungen (zumindest im EU-Raum) als Sondermüll entsorgt werden, was auch zu erheblichen Mehrkosten nach einem Einsatz der Feuerwehr führt. Das Suchen der Melder ist aber nicht immer sehr einfach. Mit Geigerzählern hat man kaum eine Chance, sie unter einer Schicht mit einer Dicke von einigen Zentimetern zu finden. Daher ist es meist besser, man sucht das Gelände entsprechend dem Brandschutzplan visuell nach dem vermissten Melder ab.

Am weitesten verbreitet sind Ionisationsrauchmelder in Angloamerika, dort dürfen sie über den Hausmüll entsorgt werden.

Brandmelder mit Anbindung an eine Brandmeldeanlage

[Bearbeiten] Vergleich der Rauchmelder

Ionisationsmelder reagieren besonders empfindlich auf kleine Rauch-Partikel, wie sie vorzugsweise bei flammenden Bränden, aber auch in Dieselruß, auftreten. Im Gegensatz dazu sind optische Rauchmelder besser zum frühzeitigen Erkennen von Schwelbränden mit relativ großen und hellen Rauchpartikeln geeignet. Das Detektionsverhalten beider Meldertypen ist daher eher als einander ergänzend zu betrachten. Ein eindeutiger Vorteil bezüglich Sicherheit vor Fehlalarmen (durch Wasserdampf, Küchendämpfe, Zigarettenrauch, etc.) kann für keinen dieser Meldertypen ausgemacht werden.

Für den Einsatz als Rauchwarnmelder in Schlaf- und Kinderzimmern, in denen man eher mit sich langsam ausbreitenden Schwelbränden rechnet, ist jedoch ein optischer Rauchmelder vorzuziehen. Eine häufige Brandursache ist hier zum Beispiel der im Bett einschlafende Raucher.

[Bearbeiten] Flammenmelder

Ein Flammenmelder nutzt die charakteristischen modulierten Emissionen einer Flamme im Spektrum Infrarot bis Ultraviolett zur Detektion einer Flamme. Häufig werden mehrere Sensoren in einem Gehäuse vereint und gemeinsam ausgewertet, um einen Fehlalarm (beispielsweise Fotoblitz) zu verhindern.

Sie werden angewendet, wenn bei Brandausbruch mit einer raschen Entwicklung von offenen Flammen zu rechnen ist.

[Bearbeiten] Multikriterien-Melder

So genannte Multikriterien-Melder sind Brandmelder, die mit mehreren Sensoren arbeiten. Zur Erkennung kann ein Melder beispielsweise das Erkennungssystem eines optischen Rauchmelders und das Erkennungssystem eines thermischen Melders in einem Gerät vereinen. Mit Hilfe einer Elektronik z. B. Fuzzy-Logik werden die Ereignisse dann ausgewertet. Durch diese Kombination ist ein solcher Melder unempfindlicher gegenüber Falsch- und Täuschungsalarmen.

[Bearbeiten] Sondermelder

[Bearbeiten] Lineare Rauchmelder

Ein linearer Rauchmelder besteht aus einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit für infrarotes Licht, welche unter der Decke an der Wand montiert werden. Der Melder reagiert hierbei auf eine durch Rauch erzeugte Abschwächung des Lichtstrahles zwischen Sender und Empfänger, ähnlich einer Lichtschranke.

[Bearbeiten] Lineare Wärmemelder

Lineare Wärmemelder, die vor allem zur Überwachung von Tunneln eingesetzt werden, sind Sensorkabelmelder. Hierbei wird mithilfe eines Sensorkabels eine Temperaturerhöhung detektiert, in Abhängigkeit der erhitzten Kabellänge. Eine Temperaturänderung hat eine Widerstandsänderung zwischen den verbundenen Schleifen innerhalb der Sensorleitungen zur Folge. Wenn die Temperatur steigt, fällt der Widerstand. Dieser Unterschied macht sich an der Auswerteinheit bemerkbar, die bei der voreingestellten Alarmschwelle eine Alarmmeldung ausgibt. Das Sensorkabel ist hierbei stabil gegen mechanische und chemische Einflüsse, Korrosion, Feuchtigkeit und Staub.

Moderne lineare Brandmelder arbeiten mit Hilfe von Glasfaserkabeln und nutzen den so genannten Raman-Effekt zur Temperaturmessung (Faseroptische Temperaturmessung). Vorteile dieser Systeme sind die große Reichweite (mehrere Kilometer mit einer Auswerteeinheit), die hohe Flexibilität, Fehlalarmsicherheit und Immunität gegenüber elektrischen Störfeldern.

Eine andere Art der Wärmemessung geschieht über luftgefüllte Rohre, die in dem zu überwachenden Bereich an der Decke verlegt sind. Werden diese Rohre durch Brand oder die vom Brand erhitzte Luft erwärmt, dehnt sich die Luft im Rohrinneren aus und an einer Messeinrichtung wird der Druckanstieg registriert.

[Bearbeiten] Rauchansaugsysteme

siehe Rauchansaugsystem

[Bearbeiten] Nicht-Automatische Brandmelder

Piktogramm für einen Druckknopfmelder

Druckknopfmelder

Historischer Brand-/Polizeimelder

Ein Handfeuermelder (früher auch Druckknopfmelder, in Deutschland durch DIN 14675 in Handfeuermelder umbenannt) ist ein nicht-automatischer Brandmelder. Er ist durch eine Glasscheibe geschützt, die bei Gebrauch eingeschlagen werden muss. Durch anschließendes Drücken des Knopfes wird an der Brandmeldezentrale ein Alarm ausgelöst. Ein betätigter Handfeuermelder kann nur durch einen zugelassenen Techniker oder durch die Feuerwehr entsichert werden. Es soll so auch der Missbrauch verhindert werden. Ein Missbrauch einer solchen Einrichtung kann strafbar sein. Feuermelder sind in einem Brandschutzplan durch ein spezielles Piktogramm gekennzeichnet

Rote Handfeuermelder lösen einen Alarm in der Brandmeldezentrale aus, wobei dieser automatisch an den Einsatzleitstand, Polizei oder Feuerwehr, geleitet wird. Blaue Handfeuermelder oder Handfeuermelder ohne die Aufschrift Feuerwehr lösen nur Alarm in einem Objekt aus (Hausalarm), der nicht zu einem Alarm bei der Feuerwehr oder Polizei führt. Gelbe, graue,blaue und weiße Handfeuermelder lösen eine Rauchabzugsanlage (für diese ist neuerdings nur die Farbe Orange zugelassen) oder auch eine manuelle Brandbekämpfungseinrichtung (beispielsweise CO₂-Löschanlage) aus. Des Weiteren können sie für die manuelle Abschaltungen von Klimaanlagen, Lüftungen, die Auslösung eines Rauchabzuges oder für die Auslösung von Türschließungen Anwendung finden. Die Länder haben hier unterschiedliche Bestimmungen.

Vor Ende des 20. Jahrhunderts gab es außerdem auch so genannte öffentliche Feuermelder. Diese waren Handfeuermelder/ Druckknopfmelder, die an Feuerwehrhäusern und auf öffentlichen Plätzen in massiven Gehäusen ähnlich einer Notrufsäule angebracht waren. Eine Sonderform sind Melder die direkt eine Sirene auslösen. Im Zeitalter von Mobiltelefonen sind sie nicht mehr notwendig, jedoch gerade im ländlichen Bereich durchaus noch oft vorzufinden.

[Bearbeiten] Hinweise zur Installation

In Privathaushalten ist ein Brandmelder in einem zentral gelegenen Raum, wie beispielsweise im Flur anzubringen. Weiterhin sollte sich ein Melder in der Nähe des Schlafbereiches befinden, um auch Schlafende auf eine drohende Gefahr hinzuweisen. In mehrgeschossigen Gebäuden sollte in jedem Geschoss mindestens ein Brandmelder installiert sein. Vor allem Kinderzimmer sollten durch ein zusätzliches Gerät überwacht werden. Küche und Bad können ausgenommen werden, da Wasserdämpfe zu Fehlalarmen führen.

Melder, die mit der Erkennung von Rauch arbeiten, sollten grundsätzlich an der obersten Stelle des Raumes installiert werden, da Rauch nach oben steigt.

Bei der Montage in einem spitz zulaufenden Dachraum (Dachspitz) darf der Melder niemals am obersten Punkt (im Spitz) angebracht werden, da sich durch die aufsteigende warme Raumluft ein sogenanntes Wärmepolster bildet, dass dafür sorgt, dass Rauch nie bis an den obersten Punkt gelangt. Gemäß DIN VDE 0833-2 sind Melder deshalb ab einer gewissen Raumhöhe nicht direkt an Decken, sondern mit Abstand "abzupendeln".

Wenn man im Privatbereich in einem spitz zulaufenden Dachraum Melder an einem niederen Dachbalken befestigt, so sollte dieser zwischen 30 und 50 cm niedriger als der höchsten Raumpunkt liegen, damit sich für ein zuverlässiges Auslösen Rauch in ausreichender Konzentration sammeln kann. Wird der Melder an einer geneigten Dachschräge angebracht, ist neben der Montagehöhe zu beachten, dass der Melder waagerecht montiert sein muss. Ansonsten besteht die Gefahr, dass der Rauch durch den Melder hindurchzieht, ohne ein Ansprechen zu bewirken.

Das Anstreichen des Rauchmelders mit Farbe sollte unterbleiben, da die Gefahr besteht, dass Farbe die Lufteingangsschlitze verstopft und dann kein Rauch mehr eindringen kann.

Batteriebetriebene Brandmelder verwenden Alkali-Batterien aufgrund der hohen Kapazität und langen Lagerfähigkeit. Liefern die Batterien keinen Strom mehr, ist auch der Brandmelder außer Funktion. Normalerweise erinnern solche Melder an einen Batteriewechsel durch ein Tonsignal. Alternativ können auch Lithium-Batterien eingesetzt werden, mit denen sich sowohl der Preis der Batterie als auch ihre Betriebsdauer etwa verfünffacht. Somit bleibt dem Benutzer ein Batteriewechsel bis zu zehn Jahre lang erspart.

[Bearbeiten] Probleme mit Brandmeldern

Wenn auch die Vorteile von Brandmeldern unbestritten sind, haben Feuerwehr und Anwohner jedoch immer wieder Probleme mit Fehlalarmen. Diese sind oft einerseits auf Wartungsmängel und schlechte Einstellungen zurückzuführen, aber auch durch Tätigkeiten im Umfeld eines Melders, die nicht üblich sind. Beispiele sind der Betrieb von Staplern mit Verbrennungsmotoren, aber auch das Rauchen unter einem Melder. Weitere Fehlerquellen sind Wasserdampf (Kochen, Baden) und Kolophoniumdämpfe (Löten).

Eine Möglichkeit Fehlalarme zu reduzieren besteht in der Anwendung eines Brandkenngrößen-Mustervergleiches.

Bei den Handfeuermeldern ist wie auch beim Notruf der Missbrauch eine Gefahr.

In Deutschland wurde im Dezember 2004 bekannt, dass es sich bei einer großen Anzahl billiger Rauchmelder, die im Herbst 2004 bei Aldi, Praktiker und weiteren Märkten zum Preis von 3 bzw. 4 Euro verkauft worden waren, um wirkungslose, in China hergestellte Produktimitate mit gefälschten Prüfsiegeln der Stiftung Warentest oder des VdS gehandelt hatte. Allein bei Aldi Süd wurden über 370.000 solche Geräte verkauft. Es wurde vermutet, dass insgesamt mehrere Millionen auf den Markt kamen. Bei allen bis Anfang 2005 aufgetauchten fehlerhaften Meldern ist als Produktionsdatum der 10. Mai 2004 ins Gehäuse eingeprägt (Quelle: ARD-Ratgeber "Technik" vom 16.01.2005).

Laut Aussage eines Vertreters der Versicherungswirtschaft verlieren Käufer der Plagiate aber nicht ihren Brandversicherungsschutz, da sie im guten Glauben gehandelt haben.

Dennoch sollte man darauf achten, einen optischen Rauchmelder mit VdS-Prüfzeichen zu erwerben. Diese Geräte sind auf Funktions- und Störsicherheit geprüft und lösen bereits ab einer Rauchdichte von etwa 1,1% aus. Darüber hinaus sind VdS-geprüfte Rauchmelder ausreichend gegen Fehlalarme durch Insekten und Lichteinfall geschützt.

Zur Wartung von Rauchmeldern werden Melderpflücker eingesetzt.

[Bearbeiten] Rauchwarnmelderpflicht

In Großbritannien wurde 1992 eine gesetzliche Rauchwarnmelderpflicht eingeführt, die für alle neuen Gebäude mindestens einen Rauchwarnmelder pro Etage fordert. 1987 waren etwa 9%, 1998 etwa 75% der britischen Haushalte mit Meldern ausgestattet. Die Zahl der Brandtoten sank seit 1987 um rund 40%.

In den Vereinigten Staaten von Amerika sind etwa 93% aller Haushalte mit insgesamt etwa 120 Mio. Rauchwarnmeldern ausgestattet. Die seit den 1970er Jahren bestehenden Regelungen in zahlreichen Bundesstaaten führten zu einer Reduzierung der Brandtotenanzahlen um ebenfalls rund 40%. In Schweden, wo etwa 70% aller Haushalte mit Meldern ausgestattet sind, gelang sogar eine Verringerung der Zahl der Brandopfer um 50%. In Kanada, den Niederlanden und Teilen Australiens besteht ebenfalls eine gesetzliche Rauchwarnmelderpflicht.

[Bearbeiten] Rauchwarnmelderpflicht in Deutschland

Da Baurecht in Deutschland Länderrecht ist (Landesbauordnung), sind die Regelungen uneinheitlich, viele Länder haben keine Pflicht zur Ausstattung mit Rauchwarnmeldern und sehen dies auch in den nächsten Jahren nicht vor.

Bundesland	Landesbauordnung	Datum der Einführung	Bemerkung
Rheinland-Pfalz	§ 44 Absatz 8 (LBauO RP) Landesbauordnung des Landes Rheinland-Pfalz	22. Dez. 2003	Gilt für Neu- und Umbauten von Wohnungen.
Saarland	§ 46 Absatz 4 (LBauO) Landesbauordnung Saarland	18. Feb. 2004	Gilt für Neu- und Umbauten von Wohnungen.
Schleswig-Holstein	§ 52 Absatz 7 (BauO S-H) Landesbauordnung Schleswig-Holstein	01. Jan. 2005	Gilt für Neu- und Umbauten von Wohnungen. Zusätzlich müssen bis Ende 2009 alle bestehenden Wohnungen des Bundeslandes über Rauchwarnmelder verfügen.
Hessen	§ 13 Absatz 5 (HBO) Hessische Bauordnung	24. Juni 2005	Gilt für Neubauten mit Wohnnutzung. Zusätzlich müssen bis Ende 2014 alle bestehenden Wohnungen des Bundeslandes über Rauchwarnmelder verfügen.
Hamburg	§ 45 Absatz 6 (HBauO) Hamburgische Bauordnung	7. Dez. 2005	Gilt für Neu- und Umbauten von Wohnungen. Zusätzlich müssen bis Ende 2010 alle bestehenden Wohnungen des Bundeslandes über Rauchwarnmelder verfügen.
Mecklenburg-Vorpommern	§ 48 Absatz 4 (LBauO) Mecklenburg-Vorpommersche Landesbauordnung	18. Apr. 2006	Gilt für Neu- und Umbauten von Wohnungen. Zusätzlich müssen bis Ende 2009 alle bestehenden Wohnungen des Bundeslandes über Rauchwarnmelder verfügen.

Aus der Landesbauordnung (LBauO) Rheinland-Pfalz (§ 44 Abs. 8): "In Wohnungen müssen Schlafräume und Kinderzimmer sowie Flure, über die Rettungswege von Aufenthaltsräumen führen, jeweils mindestens einen Rauchwarnmelder haben. Rauchwarnmelder müssen so eingebaut und betrieben werden, dass Brandrauch frühzeitig erkannt und gemeldet wird."

Bitte beachten Sie den Hinweis zu Rechtsthemen!

[Bearbeiten] Literatur

Wolfgang J. Friedl (Hrsg.): Fehlalarme minimieren - Brand- und Einbruchmeldeanlagen - Brandlöschsysteme. VDE Verlag, Berlin 1994, ISBN 3-8007-1938-X
Fritz J. Schmidhäusler: Brandfrüherkennung: Verfahren, Techniken, Alternativen. Verlag Moderne Industrie, Landsberg/Lech 1994, ISBN 3-478-93101-0
Heinz Luck (Hrsg.): Proceedings der 10. Internationalen Konferenz über Automatische Branderkennung (AUBE'95). Aachen, Verlag Mainz 1995, ISBN 3-930911-46-9 (englische und deutsche Fachartikel)
Heinz Luck (Hrsg.): ''Proceedings der 11. Internationalen Konferenz über Automatische Branderkennung (AUBE'99). Joachim Agst Verlag, Moers 1999, ISBN 3-926875-31-3 (englische und deutsche Fachartikel)
Kellie A. Beall, William L. Grosshandler, Heinz Luck (Hrsg.): Proceedings of the 12th International Conference on Automatic Fire Detection (AUBE'01). NIST 2001 (freier Download englischer und deutscher Fachartikel)
Heinz Luck (Hrsg.): Proceedings der 13. Internationalen Konferenz über Automatische Branderkennung (AUBE'04). ZVD Universität Duisburg-Essen 2004, teilweise enthalten in Fire Safety Journal 41(4), S. 251-334, Elsevier 2006.
Publikationen des Building and Fire Research Laboratory (freier Download in englischer Sprache)