Optische Alarmierung gemäß EN 54-23

Optische Alarmierung gemäß EN 54-23

White Paper zum Thema „Optische Alarmierung gemäß EN 54-23

Akustische Signalgeräte sind seit je her fester Bestandteil von Brandmeldesystemen und anderen Sicherheitssystemen und sind in dieser Anwendung äußerst etabliert.

Die grundlegende Funktion dieser akustischen Geräte wurde über Jahre kaum angepasst. Bei derartigen Geräten hängt allerdings die Effektivität der Alarmierung nicht nur von den Signalgeräten selber ab. Sondern der Faktor Mensch, also diejenigen Personen, die das Signal nicht nur wahrnehmen müssen sondern auch zum Handeln animiert werden müssen, hat einen entscheidenden Einfluss.

Im Zeitalter ständig wachsender Umgebungseinflüsse, im speziellen akustischer Art, ist die alleinige akustische Alarmierung in Gefahrensituationen auf den Prüfstand zu stellen und unter den veränderten Umgebungsbedingungen neu zu bewerten. Neben dem erforderlichen Tragen von Gehör-Protektoren am Arbeitsplatz haben längst andere akustische „Störfaktoren“ Einzug in das normale Leben gehalten, die eine Selektion der Signale in die Bereiche „Information“ oder „Alarm“ durch den Menschen höchst schwierig erscheinen lässt. Eine Vielzahl von technisch begründeten Geräuschen, wie z. B. ein Bestätigungssignal einer Maschine, aber auch das Tragen von Medienabspielgeräten, trägt dazu bei, dass akustische Alarmsignale entweder nicht mehr wahrgenommen werden oder schlichtweg als nicht-relevant eingeschätzt werden. Man denke hier nur an das eigene Verhalten, wenn z. B. eine Auto-Alarmanlage ertönt.

Aber nicht nur der stetig wachsende akustische „Smog“ machen es schwieriger, ein Alarmsignal wahrzunehmen und richtig zu deuten: Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation von 2005 sind weltweit 278 Millionen Menschen von leichten bis gravierenden Hörbeeinträchtigungen betroffen. Für diese Betroffenen wird eine reine akustische Alarmierung nie effektiv sein.

Deshalb werden in der Brandalarmierung vermehrt auch optische Signalgeber als Ergänzung zu den akustischen Signalen eingesetzt. Eine optisch-akustische Alarmierung wird z. B. immer dort gefordert, wo der sogenannte Störschallpegel, also der Umgebungsgeräuschpegel, bereits sehr hoch ist und dadurch die sichere Wahrnehmung des akustischen Signals nicht immer gegeben ist.

Während für den amerikanischen Markt mit der NFPA 72 schon länger eine Regelung für derartige Geräte existiert, gab es z. B. in Europa kein Technisches Regelwerk, was die optische Leistungsfähigkeit der Geräte vorschreibt. Hier wurde oftmals die Blitzenergie einer Xenon-Blitzleuchte (gemessen in Joule) als Auswahl-Kriterium für den Einsatz der Leuchten verwendet. Streng genommen stellt die Blitzenergie aber keinen Bezug zur abgegebenen Lichtintensität (gemessen in Candela (cd)), und damit zur Reichweite und Wahrnehmbarkeit, dar. Dieses führte nicht nur zur Verwirrung bei den Errichterfirmen, sondern viele installierte optische Systeme wurden aufgrund der Unwissenheit nur unzureichend ausgelegt.

Der wachsende Bedarf an optischen Signalgeber ist nicht zuletzt ein Grund dafür, dass in der EU der Technische Standard EN 54-23 (Brandmeldeanlagen - Teil 23: Feueralarmeinrichtungen - Optische Signalgeber) entwickelt wurde, der grundlegende Anforderungen an optische Signalgeräte festlegt und damit auch ein Vergleich von unterschiedlichen Lichtquellen, wie z. B. Xenon oder LED, zulässt. Damit ist für bestimmte Anwendungen im Brandmeldebereich festgelegt, welche Leistungsmerkmale die Geräte aufweisen müssen.

Die EN 54-23, die Anfang März 2013 zwingend anzuwenden ist, wurde in Ergänzung zur EN 54-3 für akustische Signalgeräte entwickelt, deren Koexistenz-Periode bereits 2005 endete und damit heute Stand der Technik ist.

Im Unterschied zu der EN 54-3 stellt die EN 54-23 bereits direkt Informationen zur Planung und Anwendung von optischen Signalgebern zur Verfügung. So wird u.a. in der Norm festgelegt, welche Beleuchtungsstärke [lx] das Alarmierungsmittel an allen Positionen im Signalempfangsbereich erzeugen muss. Weiterhin werden die Geräte in drei Kategorien, abhängig von der beabsichtigten Anwendung, eingestuft. In den Kategorien „W“ (Wall / Wandmontage) und „C“ (Ceiling / Deckenmontage) ist die Geometrie des Signalempfangsbereiches bereits vorgegeben, während die Kategorie „O“ (Open / offene Montage) die Form des Raumes offen lässt und damit dem Hersteller ermöglicht, den Signalisierungsraum frei zu gestalten und die Eigenschaften des Signalgebers detailliert zu beschreiben bzw. für bestimmte Anwendungen und Konstruktionen optimal zu gestalten.

Als Geometrie schreibt die Kategorie „W“ einen kubischen Signalisierungsbereich vor, der durch die Bezeichnung W-x-y spezifiziert wird, wobei:

- x die in Meter (m) angegebene maximale Befestigungshöhe des Signalgebers an der Wand mit einem Mindestwert von 2,4 m ist; und

- y die in Meter (m) angegebene Breite eines quadratischen Raumes ist, der vom Signalgeber beleuchtet wird.

„W-2,4-6“ steht z. B. für einen wandmontierten Signalgeber, mit einem kubischen Signalisierungsbereich von 2,4 m × 6 m × 6 m, wenn er in einer Höhe von 2,4 m angebracht ist.

Signalgeber der Kategorie „C“ werden mit der Bezeichnung C-x-y spezifiziert, wobei:

- x entweder 3, 6 oder 9 ist und die in Meter (m) angegebene maximale Höhe darstellt, in der der Signalgeber angebracht werden darf; und

- y der in Meter (m) angegebene Durchmesser des zylindrischen Signalisierungsbereiches ist, wenn der Signalgeber in der festgelegten Deckenhöhe angebracht ist.

„C-3-12“ steht z.B. für einen deckenmontierten Signalgeber mit einem zylindrischen Signalisierungsbereich von 12 m Durchmesser und einer Anbauhöhe von 3 m.

Mit diesen vorgegebenen Signalisierungsbereichen und der Mindestbeleuchtungsstärke von 0,4 Lux entsprechend der EN 54-23 werden zukünftig Geräte mit geringer Stromaufnahme und damit niedriger Lichtintensität nur noch für sehr kleine Räume wie z. B. Wasch- u. Toilettenräume ausreichend sein. Hier macht auch der Einsatz von LED-Technologie anstelle von Xenon-Technologie keinen Unterschied. Vergleicht man die Energie-Bilanz dieser beiden Technologien, so ist die LED nicht im Vorteil. Die effektive Leistungsaufnahme einer Xenon-Blitzleuchte ist kleiner, verglichen mit einer LED-Blitzleuchte, die annährend die gleiche effektive Lichtstärke aufweist wie die Xenon-Leuchte. Zudem sind LED-Leuchten mit gleicher effektiver Lichtstärke wie vergleichbare Xenon-Leuchten deutlich teurer.

Für größere Flächen und Räume werden folglich Geräte benötigt, die eine deutlich höhere Lichtintensität aufweisen als in der Vergangenheit eingesetzt wurden. Durch fehlende Richtlinien wurde auch häufig der Stromverbrauch als Kriterium für die Auswahl des optischen Signalgerätes herangezogen, da dieser großen Einfluss auf die Notstromversorgung hat.

Zweifellos hat die neue Vorschrift Einfluss auf die Entwicklung neuer Generationen von optischen Signalgebern, die in dem Bereich der Brandmeldetechnik zum Einsatz kommen. Wie bereits oben erwähnt wird die optische Brandalarmierung auf absehbare Zeit ausschließlich als Ergänzung der akustischen Alarmierung Einsatz finden, was wiederum die Kombination der beiden Alarmierungsarten in einem Gehäuse sinnvoll und effizient erscheinen lässt. Solche Kombinationsgeräte müssen sowohl gemäß der EN 54-3 als auch gemäß der EN 54-23 zugelassen sein, d.h. der Signalisierungsbereich der Kombination wird durch die Signalisierungsart begrenzt, die den kleineren Bereich abdeckt. Folglich ist eine optimale Abstimmung dieser beiden Technologien dann erreicht, wenn beide Signalisierungsbereiche deckungsgleich sind.

Betrachtet man die Signalempfangs-Distanz von Schallgebern, so würde ein 100 dB (A) Schallgeber bei einem Umgebungsstörschallpegel von 70 dB (A) über eine Distanz von 10 m und ein 120 dB (A) Schallgeber über 25 m @82 dB Störpegel sicher alarmieren. Aus dieser Betrachtung, die in realen Anwendungen häufig zu finden ist, ist klar ersichtlich, dass die variable Lichtintensität bezüglich der Effektivität von Kombinationsgeräten eine große Rolle spielt. Würde ein 120 dB (A) Schallgeber bei gleichen Bedingungen mit einer 5 Joule / 44 cd Blitzleuchte kombiniert, wäre die Signalempfangs-Distanz des Kombigerätes durch die geringe Reichweite der Blitzleuchte auf 10 m begrenzt, obwohl der Schallgeber selbst für 25 m geeignet ist. Dies führt nicht nur zu erhöhten Anschaffungs- und Planungskosten, sondern ist auch bezüglich der erhöhten Leistungsaufnahme des Gerätes verschwendete Energie, die zu größeren Notstromversorgungen führt.

Pfannenberg, als Erfinder der Blitzleuchte im Jahre 1962, hat sich schon frühzeitig mit der optischen Alarmierung gemäß EN 54-23 beschäftigt und auf diese Anforderung reagiert. Neben separaten Blitzleuchten werden auch Kombinationsgeräte der neuen PATROL-Serie angeboten, deren Signalisierungsbereich genauestens aufeinander abgestimmt ist. Während marktübliche Kombinationsgeräte unabhängig vom Schalldruckpegel mit Blitzleuchten unterhalb von 5 Joule ausgerüstet sind, bietet die PATROL-Serie die Möglichkeit, je nach benötigtem Schalldruckpegel im Signalisierungsbereich die Blitzenergie zwischen 5 und 15 Joule zu variieren und damit der Anwendung und den äußeren Gegebenheiten optimal anzupassen. Es stehen Lichtintensitäten von 44 cd bis 190 cd zur Verfügung, was äquivalent zu einer Alarmierungs-Distanz von ca. 10 m bis 25 m ist. Die Geräte der PATROL Serie können mit Schalldruckpegeln im Bereich von 100 dB (A) bis 120 dB (A) geliefert werden.

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