Wärmebildkameras zum Brandschutz in Lagereinrichtungen

Auf der ganzen Welt werden extrem wertvolle Waren in Lagerhäusern aufbewahrt. Der Schutz dieser Waren vor Diebstahl ist von größter Wichtigkeit. Diebstahl ist jedoch nicht die einzige Gefahr. Feuer ist noch gefährlicher. Brände können ganze Lagerhäuser innerhalb kürzester Zeit vollständig zerstören. Dadurch können jedoch nicht nur gewaltige Sachschäden entstehen, sondern auch Menschen schwer verletzt oder sogar getötet werden – ein tragischer Verlust, der sich mit allem Geld der Welt nicht wieder gutmachen lässt. Die Statistik zeigt, dass immer mehr Betriebsmittel durch Brände zerstört werden, obwohl Lagerhäuser mit Feueralarmen und Brandbekämpfungssystemen ausgestattet sind.

Überwachung kritischer Stoffe

Viele Werkstoffe sind auch ohne äußere Einflüsse exotherm. Ihre innere Temperatur kann bis zum Punkt der Selbstentzündung ansteigen. Durch die Entzündung und die große Hitze können Stoffe in anliegenden Behältern entzündet werden, sodass letztendlich die Gesamtstruktur, elektrische Verkabelung und sonstige Ausstattung zerstört werden kann.

Auch wenn Lagerhäuser, in denen exotherme Stoffe gelagert werden, anfälliger für Brände sind als andere, kann in praktisch jedem Lagerhaus ein Feuer ausbrechen. Die Art der gelagerten Ware spielt dabei keine Rolle.

CCTV-Kameras

Lagerhäuser und sonstige Anlagen müssen vor Bränden geschützt werden. Hierfür stehen verschiedene Optionen zur Verfügung. Zur Überwachung von Rauch oder Flammen können CCTV-Kameras angebracht werden. Der Nachteil dieses Ansatzes ist, dass der Brand bereits ausgebrochen ist, wenn Rauch oder Flammen erkannt werden.

Außerdem liefern CCTV-Kameras nur bei guten Lichtverhältnissen eine hohe Bildqualität. In einem Lagerhaus mit wenigen Fenstern sind diese Voraussetzungen meistens nicht gegeben. Nachts sind die Lichtverhältnisse naturgemäß besonders schlecht. Für den Einsatz der Kameras bei Nacht müsste eine Beleuchtungsanlage installiert werden. Solche Anlagen sind mit hohen Kosten verbunden, die einerseits bei der Installation und andererseits beim Betrieb und Austausch der Glühbirnen anfallen.

Ein weiterer Nachteil von CCTV-Kameras ist, dass Rauch oder Flammen nur bei ausreichendem Kontrast erkennbar sind. Grauer Rauch vor einem grauen Hintergrund wird erst bei größeren Mengen erkennbar.

Rauchmelder und Sprinkleranlagen

Rauchmelder und Sprinkleranlagen sind eine weitere Option zum Schutz von Lagerhausbeständen. Es gibt jedoch verschiedene Arten von Bränden, auf die Rauchmelder unterschiedlich reagieren.

Im Wesentlichen gibt es zwei Arten von Rauchmeldern: fotoelektrische und Ionisationsrauchmelder. Jede dieser Technologien ist für manche Bedingungen gut und für andere weniger gut geeignet. Ionisationsmelder reagieren schneller auf Brände mit großen Flammen, während fotoelektrische Rauchmelder einen schnelleren Schutz gegen langsam brennende, schwelende Brände bieten. Abhängig von der Art des ausbrechenden Feuers sind manche Rauchmelder daher weniger wirksam als erwartet.

Fehlalarme sind außerdem ein häufiges Phänomen bei Rauchmeldern. Sie werden beispielsweise durch Dampf oder Staub ausgelöst. Wenn Rauchmelder in der Nähe von Herden, Öfen oder sonstigen wärme- und raucherzeugenden Geräten angebracht werden, sind Fehlalarme vorprogrammiert. Gleichzeitig sind diese Bereiche besonders brandgefährdet und müssen entsprechend überwacht werden. Wärmedetektoren, die auf plötzliche Temperaturänderungen reagieren, sind in solchen Bereichen ein geeigneter Ersatz.

Auch hier besteht jedoch wieder das Problem, dass die Melder erst dann anschlagen, wenn der Brand bereits ausgebrochen ist.

Wärmebildkameras

FLIR-Wärmebildkameras erkennen zuverlässig Hot-Spots und weisen rechtzeitig darauf hin. Diese Art des Brandschutzes ist für Lagereinrichtungen aller Art unerlässlich. Besonders wertvoll ist sie jedoch für Einrichtungen, in denen für Selbstentzündung anfällige oder hoch entflammbare Stoffe gelagert werden.

FLIR-Wärmebildkameras zeigen Hot-Spots deutlich und in Echtzeit auf einem Video- oder PC-Bildschirm an und geben dem Bediener Auskunft über die genaue Temperatur und die Stelle dieser Hot-Spots. Bei dieser intelligenten Kamera kann darüber hinaus eine Temperatur eingestellt werden, bei der ein Alarmsignal ausgegeben wird. Es können mehrere Zielbereiche und Alarme programmiert werden. Der Alarmausgang kann direkt mit einem Alarmgerät, Melder, einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder einem PC-basierten Überwachungs- und Kontrollsystem verbunden werden. Wird ein Alarm ausgelöst, kann das zuständige Personal das Problem und die Stelle am Bildschirm überprüfen.

Durch die frühzeitige Erkennung bevorstehender Brände können FLIR-Wärmebildkameras Waren- und Strukturschäden von hunderttausenden Euros verhindern.

Warum ist Wärmebildtechnik so wirksam?

Alle Objekte geben Wärmestrahlung im Infrarotspektrum ab, das für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Wärmebildkameras wandeln diese Strahlung in ein Wärmebild um, das anhand einer Temperaturskala kalibriert wird. Diese berührungslosen Temperaturdaten können auf einem Monitor dargestellt und zur Analyse an ein digitales Speichergerät gesendet werden.

Nach dem Einbau in das Brandschutzsystem eines Lagerhauses zeigen FLIR-Wärmebildkameras ein Wärmebild, auf dem selbst die kleinsten Details deutlich erkennbar sind. Das ist aber noch nicht alles. Die im Bild gezeigten Temperaturdaten werden ohne jegliche Berührung mit den jeweiligen Gegenständen erfasst.

Lagerhausüberwachung ohne Beleuchtung

Im Gegensatz zu visuellen Kameras benötigen Wärmebildkameras zur Raucherkennung keinerlei Beleuchtung. Somit können Lagerhäuser auch ohne Beleuchtung rund um die Uhr überwacht werden. Wärmebildkameras können außerdem durch Rauch „hindurchsehen“. Dadurch können Sie im Brandfall die Feuerwehr zum Brandherd leiten und Personen anzeigen, die in mit Rauch gefüllten Räumen eingesperrt sind.

Der wichtigste Vorteil ist jedoch weiterhin, dass Wärmebildkameras Hot-Spots bereits erkennen, bevor Rauch oder Flammen ausbrechen. Aufgrund dieser Eigenschaften sind die ideale Lösung für den Brandschutz in Lagerhäusern.

Zahlreiche Alarmfunktionen

Eine Wärmebildkamera kann ein direktes Signal an ein akustisches oder visuelles Alarmgerät senden oder mit einer speicherprogrammierbaren oder PC-basierten Steuerung kombiniert werden. So entsteht ein Überwachungssystem mit zahlreichen hochmodernen Funktionen. Die Firmware bzw. PC-basierte Software zu den FLIR-Wärmebildkameras bietet unter anderen die folgenden Funktionen:

• Hohe, niedrige und durchschnittliche Temperaturen in einem Bild
• Temperaturabhängige Alarme
• Mehrere Zielbereiche und Alarme
• Verzögerung zur Verhinderung eines Alarms bei vorübergehenden Temperaturanstiegen (z. B. durch einen Gabelstapler im Bereich)
• Analyse eines Temperaturtrends zur Erkennung von Problemen schon vor dem Erreichen eines Grenzwerts
• Ethernet-Verbindungen zu zentralem Controller
• Verbindung mehrerer Kameras mit zentralem Bildschirm
• Übertragung von Alarmmeldungen und -bildern über Ethernet, E-Mail oder FTP

Typische Systemkonfigurationen

Die schematische Darstellung zeigt eine typische Systemkonfiguration mit der FLIR-A310 -Wärmebildkamera. Obwohl diese Kamera dank ihrer analogen Video- und digitalen E/A-Ausgänge als eigenständiger intelligenter Sensor verwendet werden kann, wird in den meisten Lagerhausanwendungen die digitale Datenübertragung über Ethernet für eine computergesteuerte oder PC-basierte Steuerung genutzt.

Bei dieser Nutzung gehören die Temperaturdaten zu den primären Eingabedaten der speicherprogrammierbaren oder PC-basierten Steuerung, die Bestandteil eines größeren Überwachungs- und Kontrollsystems der Anlage ist. In Verbindung mit den einstellbaren Alarmen kann die A310 über Ethernet ein digital komprimiertes Signal des analogen Videosignals an praktisch jeden PC senden, auf dem die Überwachungssoftware installiert ist. Mit der FLIR-Software kann ein PC bis zu neun Kamerabilder gleichzeitig anzeigen und bei Bedarf zwischen zusätzlichen Kameragruppen wechseln.

Neben der Anzeige von thermografischen Videobildern können Temperaturdaten gespeichert und für Trendanalysen verarbeitet werden. Die TCP/IP-Protokolle der A310-Wärmebildkameras werden zunehmend zur Vereinfachung der Überwachung von mehreren Standorten aus genutzt.

Sobald ein bestimmter Temperaturgrenzwert überschritten wird, werden die Temperaturdaten und -bilder per E-Mail (SMTP) oder FTP an einen PC gesendet. Sicherheitspersonal bestimmter Standorte kann über einen passwortgeschützten Webbrowser auf den Webserver der Kamera zugreifen und dort die grundlegenden Steuerfunktionen und Live-Videos des überwachten Bereichs einsehen.

Wärmebildtechnik in Kombination mit einem Brandbekämpfungssystem

Die Erkennung eines Hot-Spots, der möglicherweise einen Brand verursachen kann, ist eine Sache. Die Verhinderung eines Feuers ist eine andere. Aus diesem Grund fordern viele Kunden und auch Versicherungsgesellschaften ein System, das nicht Hot-Spots nicht nur erkennt, sondern auch umgehend abkühlt, sodass ein Brand gar nicht erst ausbrechen kann.

Für solche Anwendungen kann eine Wärmebildkamera mit einem Brandüberwachungssystem verbunden werden. Die Wärmebildkamera zeigt dann die genaue Stelle des Hot-Spots an und leitet dessen Abkühlung ein. Mit dieser Methode wird nur eine geringe Menge an Waren durch Wasser beschädigt. Durch Sprinkleranlagen werden hingegen große Teile von Lagerhäusern beschädigt, da diese in der Regel im gesamten Gebäude installiert sind und überall ausgelöst werden.

Fallstudie 1: Reinigung von Schwimmbecken

In dieser Fallstudie geht es um ein Unternehmen, das ein großes Produktionswerk für Calciumhypochlorid betreibt. Dieser Stoff wird zur Reinigung von Schwimmbecken verwendet. Die anhydrische Form dieses exothermen Stoffes wird in großen Behältern in den Lagerhäusern des Unternehmens aufbewahrt.

Ursprünglich setzte das Unternehmen zur Temperaturüberwachung Thermoelemente an ausgewählten Behältern ein. Die Ausgänge der Thermoelemente waren an ein Überwachungssystem angeschlossen, das bei zu hohen Temperaturen einen Alarm auslöste. Bei elf weit verteilten Lagerhäusern und zahlreichen zu überwachenden Behältern stellte die Verkabelung der Thermoelemente eine gewaltige Herausforderung dar. Um den Aufwand ein Stück weit zu verringern, wählte das Unternehmen einen Stichprobenansatz und installierte nur an einem Drittel der Behälter Thermoelemente. Dies war offensichtlich mit einem beträchtlichen Restrisiko verbunden.

In Reaktion darauf leitete das Unternehmen die Installation von A310-Wärmebildkameras von FLIR ein. Diese sollten als fest eingebaute und berührungslose Temperatursensoren alle Behälter in einer Gruppe überwachen, die vom Sichtfeld der Kamera problemlos abgedeckt wurde. Dank der Ethernet-Verbindung jeder Wärmebildkamera werden die Temperaturdaten über das Drahtlosnetzwerk an ein SPS-Überwachungssystem übertragen. In der Firmware für die FLIR-Wärmebildkameras kann eine Zeitverzögerung für Alarme eingegeben werden. So kann der Bediener vorübergehende Temperaturanstiege ignorieren, die beispielsweise durch Gabelstapler im Lagerhaus verursacht werden. Diese kostengünstige Lösung ermöglicht eine vollständige Überwachung der Waren und macht aufwendige Verkabelungsarbeiten für Thermoelemente überflüssig.

Fallstudie 2: Entsorgung von Chemieabfällen

Ein weiteres Beispiel ist ein Lagerhaus zur Aufbewahrung von Fässern mit Chemieabfällen. Obwohl die Anlage überdacht ist, können die Fässer nicht vollständig vor Feuchtigkeit geschützt werden. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit von Lecks oder Verunreinigungen des Fassinhalts durch Luft und Feuchtigkeit. Letzterer Vorgang äußert sich teilweise in einem Temperaturanstieg, der durch eine chemische Reaktion hervorgerufen wird. Letztendlich besteht also eine beträchtliche Brand- oder Explosionsgefahr. Tageslichtkamera können zwar Flammen und bei günstigen Lichtverhältnissen auch Rauch erkennen, für Korrekturmaßnahmen ist es dann aber meist zu spät.

Wie im vorherigen Beispiel setzt der Lagerhausbetreiber eigenständige Wärmebildkameras zur Messung eines Temperaturanstiegs im Kamerasichtfeld ein. Diese Kameras erkennen die Brandgefahr schon vor dem Ausbrechen eines Feuers und senden ein Alarmsignal an eine zentrale Überwachungsstation. Die Hysteresefunktion der Kamera sorgt dafür, dass der Alarm nicht ausgeschaltet wird, bevor die gemessene Temperatur deutlich unter den eingestellten Grenzwert sinkt oder der Alarm durch einen Bediener deaktiviert wird.

Auf einem Kontrollbildschirm werden Wärmebilder angezeigt, die die genaue Stelle eines Hot-Spots angeben.

Verhinderung von Bränden vor deren Ausbrechen

Die Wärmebildkameras von FLIR sind für den Brandschutz in Lagerhäusern vortrefflich geeignet. Im Gegensatz zu anderen Methoden (z. B. CCTV-Kameras und Rauchmeldern) verhindert Wärmebildtechnik dank automatischer und temperaturabhängiger Alarme einen Brand, bevor er ausbricht, und wendet gravierende Bestandsverluste ab. Diese Technik besticht außerdem durch intuitiv und einfach verständliche visuelle Bilder, anhand derer Mitarbeiter und Feuerwehrleute im Handumdrehen die Situation beurteilen und das Problem erkennen können. 

Abhängig von den zuvor eingestellten Temperaturgrenzwerten erkennt eine Wärmebildkamera einen Brand bereits, wenn er unmittelbar entsteht oder schwelt. Ein Rauchmelder erkennt einen Brand anhand der Rauchentwicklung und meldet ihn somit erst, wenn er bereits geschwelt ist und die ersten Flammen schlagen. CCTV-Kameras funktionieren basierend auf dem Farbkontrast. Das bedeutet, dass Brände je nach Lichtbedingungen erst bei richtigen Flammen gemeldet werden.

Für die volle Leistungsfähigkeit benötigen Wärmebildkameras weder Wartung noch teure und stromfressende Beleuchtungsanlagen. Außerdem geben sie weniger Fehlalarme aus, die ein häufiges Problem von CCTV-Kameras und Rauchmeldern darstellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Wärmebildkameras von FLIR Systems auch für Sicherheitsanwendungen einsetzbar sind. Zum Beispiel erkennen sie Eindringlinge auch bei völliger Dunkelheit.

Wenngleich sie im Vergleich zu CCTV-Kameras und Rauchmeldern in der Erstanschaffung etwas teurer sind, benötigen Wärmebildkameras keinerlei Beleuchtung, sodass die Wartungs- und Stromkosten niedrig ausfallen. Diese Lösung ist die einzige, die Brände tatsächlich verhindert. Ihre Lagerbestände werden also geschützt und geschäftskritische Verluste werden abgewendet. Es besteht kein Zweifel, dass Wärmebildtechnik heutzutage die beste Brandschutzlösung auf dem Markt ist.