Verbesserte Brandfrüherkennungstechnik
Ansaugrauchmelder: Einsatzkriterien, PlanungshinweiseOb hohe Räume wie in Hochregallägern oder extreme Umgebungsbedingungen wie in der Recyclingindustrie: Wo besonders komplexe Anforderungen an eine Brandfrüherkennung zu erfüllen sind, können Ansaugrauchmelder die richtige Lösung sein. Verbesserte Detektionstechnologien eröffnen dabei neue Möglichkeiten für den normenkonformen Einsatz dieser Spezialmelder, auch im Hinblick auf neue Anwendungsbereiche wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriespeicher.
Brände entwickeln sich typischerweise in drei Phasen. Erst am Schluss steht der offene Brand mit Rauch und Flammen. Die Brandentwicklung beginnt jedoch schon viel früher in der sogenannten Pyrolysephase, an die sich die Schwelbrandphase anschließt. Die Aufgabe von Brandmeldeanlagen besteht darin, ein beginnendes Feuer so früh wie möglich zu erkennen, damit entsprechende Gegenmaßnahmen unternommen werden können. Je nach Einsatzgebiet und Schutzziel überwachen dafür zum Beispiel Punktmelder ihre Umgebung. Sie sind an der Decke eines Raums montiert und alarmieren bei Schwelbränden und auch bei offenen Feuern (mit Flammen). Dazu müssen die Aerosole aber an die Decke gelangen. Bei kleinsten Schwelbränden kann das lange dauern. Oder die Wärmeenergie des „kleinen Schwelbrandes“ reicht nicht aus, um die Partikel in hohen Räumen bis zur Decke zu transportieren. In solchen Fällen kommen Ansaugrauchmelder (Aspirating Smoke Detectors – kurz ASDs) zum Einsatz. Sie entnehmen kontinuierlich Luftproben aus dem Überwachungsbereich und führen diese aktiv über ein Rohrsystem in eine Messkammer. Erst dort wird die Luft auf Rauchpartikel überprüft. Dabei bieten leistungsfähige Ansaugrauchmelder eine sehr hohe Detektionsempfindlichkeit – auch dort, wo Störgrößen wie Staub oder Dampf auftreten.
Normative Rahmenbedingungen
Den normativen Rahmen für den Einsatz von Ansaugrauchmeldern bei der Brandfrüherkennung bildet die europäische Norm DIN EN 54 Teil 20 (Brandmeldeanlagen – Teil 20: Ansaugrauchmelder, aktuelle Fassung: DIN EN 54-20:2009-02). Sie definiert unter anderem drei Klassen für die Empfindlichkeit von Ansaugrauchmelder von A (= sehr hohe Empfindlichkeit) bis C (= übliche Empfindlichkeit). Mit entsprechenden Rauchansaugsystemen (Melder inkl. Rohrsystem) der Klassen A und B lassen sich auch Raumhöhen zwischen 12 und 16 m normenkonform abdecken, mit Rauchansaugsystemen der Klasse A sogar bis zu 20 m. Nach DIN VDE 0833-2:2022-06 (Gefahrenmeldeanlagen für Brand, Einbruch und Überfall – Teil 2: Festlegungen für Brandmeldeanlagen, aktuelle Fassung: DIN VDE 0833-2:2022-06) darf die überwachte Grundfläche dabei – bezogen auf alle Geräte – bis zu 1.600 m² groß sein.
Einige Einschränkungen sind allerdings gemäß dieser Richtlinie zu beachten: So dürfen Ansaugrauchmelder zur Raumüberwachung nicht im direkten Zugluftstrom von Klima- und Lüftungsanlagen angeordnet werden. Die Überwachung von Einrichtungen ist auf maximal fünf Geräte oder Schränke einer Reihe bzw. auf 6 m Gesamtbreite begrenzt. Zudem sind die Melder einer kombinierten Raum- und Einrichtungsüberwachung auf getrennte Meldergruppen einer Brandmelderzentrale aufzuschalten.
Optische Dual-Wellenlängen-Technologie
Das Grundprinzip eines Ansaugrauchmelders, einen zugeführten Luftstrom zu analysieren, ist lange bekannt. Umso spannender ist es jedoch, was im Inneren der Messkammer passiert. Denn hier geht es – wie bei anderen Brandmeldertypen auch – darum, einen entstehenden Brand einerseits möglichst schnell zu erkennen und andererseits wirklich nur im tatsächlichen Gefahrenfall einen Alarm auszulösen. Das ist deshalb schwierig, weil die Teilchengröße eines Rauchpartikels oder z. B. eines harmlosen Farbpigments häufig identisch sind.
Die Entwicklungsarbeit der Hersteller zielt deshalb darauf ab, dass eine intelligente Auswertung im Melder zuverlässig zwischen echten Brand- bzw. Rauchaerosolen und Täuschungsgrößen wie Staub und Dampf unterscheiden kann. Die Norm spricht hier von einem Brandkenngrößenmustervergleich. So löst z. B. Siemens diese Aufgabe in der neusten Generation ihrer Ansaugrauchmelder („ASD+“) durch die Kombination von optischer Dual-Wellenlängen-Technologie und patentierter Messkammer. Das Portfolio umfasst Ein- und Zweikammersysteme und ist laut Hersteller sowohl für kleine Überwachungsflächen als auch für anspruchsvolle Einsatzbereiche mit verzweigten Rohrlängen bis 1.200 m geeignet.
Dual-Wellenlängen-Technologie bedeutet: Anstelle einer einzigen Infrarotlichtquelle kommen hier zwei unterschiedliche Lasersensoren zum Einsatz. Einer arbeitet dabei mit einem Infrarotlicht-, der andere mit einem Blaulichtstrahl. Die blaue Wellenlänge detektiert kleinste Partikel, wie sie in den frühesten Phasen einer Überhitzung entstehen, die rote Wellenlänge hingegen größere. Die Bestimmung von Größe sowie Konzentration der Partikel und deren intelligente Auswertung resultiert in einer zuverlässigen Unterscheidung zwischen Rauch-, Staub- und Dampfpartikeln. Das Ergebnis ist eine sehr frühe Detektion und eine maximale Immunität gegen Falschalarme. Vor diesem Hintergrund bietet Siemens unter bestimmten Bedingungen eine Vergütungsgarantie im Fall einer fehlerhaften Alarmierung an. Die „ASD+“-Geräte haben einstellbare Alarmschwellen (0,003 bis 20 %/m) und bieten damit Flexibilität, um die Anforderungen verschiedener Anwendungen erfüllen zu können. Cloud-basierte Datenanalyse von Alarmstufen und Störungen sowie der Report des Verschmutzungsgrades ermöglichen Einblicke in den Zustand des Systems, sodass die Betriebssicherheit fortlaufend optimiert werden kann. Zudem können diese Ansaugrauchmelder über eine App in Betrieb genommen werden. Nicht zuletzt lassen sich durch den modularen Aufbau der Melder Detektionskammer und Aspirator austauschen, ohne dass die gesamte Detektionseinheit ersetzt werden muss. Dies verlängert nicht nur die Produktlebensdauer und senkt die Kosten für den Ersatz von Komponenten, sondern reduziert auch die Umweltbelastung.
Anwendungsbeispiele
Durch ihre Funktionsweise und ihre charakteristischen Stärken eignen sich Ansaugrauchmelder beispielsweise zur Überwachung von hohen, offenen Räumen, von Trafozellen oder von ästhetisch anspruchsvollen Umgebungen (etwa im Denkmalschutz). Darüber hinaus können sie Einrichtungen wie Server oder hochempfindliche Geräte in Telekommunikationseinrichtungen absichern. Auch ein kombinierter Raum-/Einrichtungsschutz lässt sich über Ansaugrauchmelder problemlos realisieren. Dementsprechend finden sich sinnvolle Anwendungen zum Beispiel in Hochregallagern, Rechenzentren oder auch in der Recyclingindustrie.
Eine besondere Rolle spielen Ansaugrauchmelder bei der brandschutztechnischen Absicherung von stationären Lithium-Ionen-Batteriespeichern: Ein entsprechendes Schutzkonzept muss im ersten Schritt nicht nur eine zuverlässige Branderkennung gewährleisten, sondern auch eine möglichst frühe Elektrolytgas-Detektion. Ansaugrauchmelder sind dafür prädestiniert, da die Dual-Wellenlängen-Technologie sowohl elektrische Brände als auch Elektrolytgase bzw. -dämpfe selbst bei hohen Luftgeschwindigkeiten und geringen Gaskonzentrationen zuverlässig erkennt.
Fazit und Planer-Support
Durch die Kombination mit Dual-Wellenlängen-Technologie bieten Ansaugrauchmelder eine sehr hohe Detektionsempfindlichkeit für viele Anwendungsbereiche. Gleichzeitig stellt die anwendungsspezifische und normenkonforme Planung entsprechender Anlagenteile hohe Anforderungen. Siemens unterstützt Brandschutzplaner deshalb bei Auslegung und Ausschreibung mit Planungshilfen, Services (unter siemens.de/planer) und Tools (z. B. zur Situationsbeurteilung vor Ort).
