Moderne Glasfasertechnik sorgt beim Tunnelbrandschutz für "grünes Licht"

(20.3.2006) An den technischen Brandschutz werden heute immer höhere Anforderungen gestellt. Einerseits möchte der Betreiber seine Gebäude und Sachwerte optimal schützen. Andererseits verlangen die Behörden einen größtmöglichen Schutz der Bevölkerung. Die Gewährleistung einer störungsfreien Funktion von wichtigen Überwachungsanlagen und kostenintensiven Betriebseinheiten über einen definierten Zeitraum ist eine zusätzliche Systemanforderung an den Brandschutz, die von modernen Brandmelde- und Ansteuerungs-Systemen erfüllt werden muss. Der erweiterte Anforderungskatalog aus Sicht der Betreiber und der Rettungseinsatzleitungen stellt sich demnach wie folgt dar:

• Schnelle und zuverlässige Alarmierung im Frühstadium eines Brandes
• Einfache Installation und geringe Wartungskosten
• Metergenaue Lokalisierung des Brandherdes mit eindeutiger Zuordnung innerhalb des Schutzobjektes
• Zeitnahe Detektierung und lückenlose Verfolgung der Brand- und Wärmeausbreitung
• Berücksichtigung von kritischen Parametern wie hohen Temperaturen, Staubbelastung und Spannungsfeldern sowie explosiven oder chemisch aggressiven Medien
• Kontroll- und Wartungsmöglichkeiten auch in unzugänglichen Bereichen
• Automatische Interaktionen wie Signalisierung, Abschaltung und Auslösung

Zur Erfüllung all dieser Vorgaben bieten sich Lösungen aus dem Bereich der optischen Technologien an, da Licht eine Reihe von einzigartigen Eigenschaften besitzt, die hierfür genutzt werden können. Beispielsweise lässt sich das Licht mit optischen Glasfasern bündeln und in Form eines Kabels den unterschiedlichsten Anwendungen zuführen.

Glasfaserkabel dienen auf ihrer gesamten Länge als optischer Sensor

Physikalische, biologische und chemische Größen bewirken innerhalb der Glasfaser eine jeweils typische Codierung des Lichts, die über weite Strecken messbar bleibt, so dass noch am Faserstrang eine Decodierung möglich ist - auch wenn dazwischen eine Distanz von mehreren Kilometern liegt. "Optische Sensoren" nutzen diese Eigenschaften des Lichts und ermöglichen so Applikationen, die mit herkömmlichen Sensoren nicht möglich sind.

Faseroptische Sensorsysteme umfassen ein Messgerät, das aus einem optischem Radar und der Auswerteeinheit besteht, sowie ein Glasfaserkabel, das auf seiner gesamten Länge als optischer Sensor dient. Die technischen Spezifikationen dieser faseroptischen Temperaturmesssysteme lassen sich an der Auswerteeinheit durch die Einstellung der Kenngrößen - hierzu zählen Temperaturgenauigkeit, Reichweite, Ortsauflösung, Schwingungen und Messzeit - anwendungsorientiert optimieren.

Ein einziges dünnes Kabel kann einen ganzen Tunnelkomplex überwachen

Ein unscheinbares Glasfaserkabel, eingebettet in ein ummanteltes Edelstahlröhrchen mit einem Außendurchmesser von nur fünf oder acht Millimeter ist als optischer Sensor bereits heute in einigen Tunneln installiert. Dies soll dazu beitragen, dass sich ein Szenario wie im Montblanc-Tunnel nicht wiederholt. Das an der Tunneldecke verlegte Glasfaserkabel leitet die Information, dass es an einer bestimmten Stelle des Tunnels zu einem - durch Feuer verursachten - Anstieg der Temperatur gekommen ist, sofort an die Auswertungseinheit weiter. Dank moderner Kommunikations-Techniken können die ermittelten Messwerte dem Anwender praktisch jederzeit und an jedem Ort zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise können umgehend Rettungsmaßnahmen eingeleitet werden - bis hin zur Auslösung einer stationären Löschanlage, die bisher allerdings nur in den wenigsten Fällen existiert.

Die wesentlichen Vorteile von optischen Sensoren gegenüber herkömmlichen Brandmeldern bestehen darin, dass sie bereits kleinste Temperaturschwankungen registrieren und bis auf den Meter genau messen, wo ein Brand entsteht und wie er sich ausbreitet. Herkömmliche Melder reagieren dagegen nur auf einen deutlich höheren Anstieg der Temperatur oder lösen sogar erst Alarm aus, wenn es bereits zu der für Menschen extrem gefährlichen Rauchentwicklung gekommen ist. Aufgrund der besonderen Situation in einem Tunnel kann es für Rettungseinsätze dann schon zu spät sein.

Faseroptische Sensorsysteme messen an tausenden Positionen gleichzeitig. Darin besteht ein weiterer Vorteil: Wenn ein Feuer ausbricht, lässt sich so die genaue Stelle des Brandherdes sofort lokalisieren und die Brandentwicklung räumlich verfolgen. Die Installation eines solchen Systems ist extrem einfach, da nur ein einziges Kabel verlegt werden muss. Aufgrund der "Einfachheit" des Systems ist die Wartung kostengünstiger als bei herkömmlichen Systemen.

Vielfältige Einsatzgebiete für optische Sensorsysteme

Typische Anwendungsgebiete für OSS (Optical Sensor Systems) sind der Brandschutz in Tunneln, Gebäuden, Kabelkanälen und Lagerhallen. Darüber hinaus können optische Sensoren vielseitig eingesetzt werden: als Branddetektoren bei der Überwachung von Energiekabeln und Generatoren ebenso wie im präventiven Objektschutz auf Dächern, Brücken und Talsperren, in der Versorgungstechnik an Öl- und Gasleitungen, in der Umwelttechnik bei Filteranlagen sowie im Bereich der Prozesstechnik bei Kesseln und Reaktoren.