Optische Gassensoren zur Brandgasfrüherkennung

Entwicklung von optische Gassensoren für den Einsatz in Brandmeldern zur Brandgasfrüherkennung

Ziel des Konsortialvorhabens Gas-O-Chrom ist es, innovative Technologien basierend auf Gassensoren zu untersuchen, die es ermöglichen Brandgase so früh wie möglich zu erkennen und damit Gebäudebrände vorzeitig verhindern. Die Strömungssimulation soll hierfür alle notwendige Informationen zum räumlichen und zeitlichen Verlauf der Brandgaskonzentration von der Brandentstehung bis zu Brandgasdetektion liefern.

Für die frühzeitige Detektion eines Brandgeschehens sind Informationen zur Brandgasentstehung und -ausbreitung wesentlich. Insbesondere das Wissen über den räumlichen und zeitlichen Verlauf der Brandgaskonzentrationen von der Brandentstehung bis zu Brandgasdetektion macht eine schnelle, umfassende und sichere Brandmeldung möglich. Diese Informationen dienen sowohl der Auslegung neuartiger Brandgasmelder als auch als Grundlage für die Planung der räumlichen Positionierung und Verteilung dieser Melder im Gebäude. Dabei ist entscheidend, dass sie dort installiert werden, wo für möglichst viele typische Brandszenarien ein schneller Anstieg der Brandgaskonzentration zu erwarten ist.

Grundlage zur Ableitung generalisierter Aussagen zur Brandgasausbreitung und zur räumlichen sowie zeitlichen Dynamik der Brandgaskonzentration für eine Vielzahl unterschiedlicher Gebäudetypen und Brandszenarien bilden numerische Methoden, die eine Berechnung und Visualisierung der Strömungsvorgänge ermöglichen. Für das Projektvorhaben ist hierzu eine methodisch geschlossene Kette zu etablieren. Die einzelnen Glieder dieser Kette sind:

(1) Modellierung und Simulation der Brandgasentstehung

(2) Simulation der initialen, lokalen Ausbreitung der Brandgase in direkter Nähe zum Brandherd

(3) Weitergehende, großräumige Strömungssimulation der Brandgase in komplexen Ge-bäuden

(4) Lokale Strömungssimulation in der unmittelbaren Umgebung eines Brandgasmelders sowie innerhalb des Melders an der Sensorposition

Die Forschungs-Aufgaben des Fluiosience-Team innerhalb des Projekts umfassen die Berechnung und Analyse der räumlichen Strömungen der Brandgase und deren Ausbreitung in komplexen Gebäuden, um diese erfassen, methodisch abbilden und vorhersagen zu können. Außerdem werden die Brandgas-Strömungen in einzelnen Gebäudeabschnitten untersucht, um die optimale Position der Melder im Raum zu ermitteln. Aus diesen Strömungsanalysen sollen zudem Erkenntnisse über das Eindringverhalten der Gase in den Melder gewonnen und die sich dadurch ergebenden technischen Designanforderungen an den Melder und die interne Sensor-Positionierung abgeleitet werden. 

Forschungspartner:

Siemens AG

MAZeT GmbH

THIEME GmbH & Co. KG

Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik  IPM

Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik EMI

Assoziierte Partner:

Stadtfeuerwehrverband Freiburg e.V.

Hekatron Vertriebs GmbH

VdS Schadenverhütung GmbH

Perthes Altenwohn- und Pflegeheim der Inneren Mission Bonn e.V.