Gas-O-Chrom - Optische Gassensoren zur Brandgasfrüherkennung

Schnell entdecken - gezielt handeln: Entwicklung von optischen Gassensoren für den Einsatz in Brandmeldern

Jährlich sterben in Deutschland mehr als 400 Menschen an den Folgen von Bränden. Feuer verursachen zudem Sachschäden in Milliardenhöhe. Um sich davor zu schützen, besteht in den meisten Bundesländern die Pflicht, Rauchmelder in Gebäuden zu installieren. Heutige konventionelle Geräte lösen jedoch erst dann Alarm aus, wenn der Raum deutlich verraucht, der Feuerausbruch also schon in einem fortgeschrittenen Stadium ist.

Das Konsortioalprojekt GAS­-O-­CHROM erforscht ein Warnsystem, das typische Gase erkennt, die in der frühen Brandphase, und somit deutlich vor dem Aufkommen von Rauch, entstehen. Dazu sind die bereits existierenden Brandmelder nicht in der Lage. Die Gase werden mithilfe von speziellen Materialkombinationen detektiert, die sich bei Kontakt mit den Schadstoffen verfärben. Die Farbänderung wird durch ein optisches Sensorsystem erkannt und der Alarm ausgelöst, noch bevor ein richtiges Feuer entsteht. 

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. Die Strömungssimulation liefert hierfür alle notwendige Informationen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienen sowohl der Auslegung neuartiger Brandgasmelder als auch als Grundlage für die Planung der räumlichen Positionierung und Verteilung dieser Melder im Gebäude.

Strömungssimulation der Brandgas-Ausbreitung im Gesamtgebäude
Strömungssimulation der Brandgas-Ausbreitung im Gesamtgebäude

Im Rahmen des Forschungsprojekts hat das fluiosience-Team die Aufgabe mittels Strömungssimulation Brandgas-Konzentrationen und deren Ausbreitung in komplexen Gebäuden zu berechnen und zu analysieren. Dabei werden die Strömungsverhältnisse in einzelnen Gebäudeabschnitten genauer untersucht, um fundierte Rückschlüsse auf die optimale Position der Melder im Raum treffen zu können. 

Weitere Simulationen der Um- und Druchströmung des Brandmeldergehäuses liefern detailierte Erkenntnisse über das Eindringverhalten der Gase in den Melder und bilden eine fundierte Grundlage für die Gehäusekonstruktion und die interne Sensor-Positionierung. 

Strömungssimulation der Um- und Durchströmung des Brandgasmelders zur Sicherstellung einer frühzeitigen Detektion
Analyse der Um- und Durchströmung des Brandgasmelders zur Sicherstellung einer frühzeitigen Detektion.

Die neue Technologie wird die Gefahr eines folgenschweren Feuerausbruchs maßgeblich verringert, denn mit der frühzeitigen Detektion können auch Gegenmaßnahmen schneller und effizienter durchgeführt werden. Im Unterschied zu den heutigen Brandmeldern reagieren die neuartigen Sensoren nur auf Brandgase und nicht auf Wasserdampf und reduzieren damit auch die Fehlalarmquote erheblich.

Gas-O-Chrom Projektflyer: zum Download

gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
betreut durch das VDI Technologiezentrum

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.