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==Retro-Rauchmelder mit Stellmotoren thefirebeam ==

 

Seit Ende 2006 sind die neuen Linearen Rauchmelder mit Stellmotoren vom VdS gemäß
EN 54-12 anerkannt. Der wesentlichste Vorteil dieser Technologie ist es:

 

Die Melder zentrieren sich bei der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb automatisch 

in die Mitte ihrer Prismenplatte. 

 

Stellt der Melder während des laufenden Betriebs eine größere Signal-Veränderung fest, dann zentriert er sich automatisch immer wieder neu in das Zentrum seiner Prismenplatte.

Der Melder ist immer mittig ausgerichtet und hat damit die größtmögliche Toleranz bei Bewegungen in Gebäuden und kann diesen Bewegungen sogar folgen.  

 

 

===Funktionsprinzip thefirebeam===

[[Datei:thefirebeam.gif|left|thumb|1200px]]
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Der neue Linienförmiger Retro-Rauchmelder mit Stellmotoren arbeitet ebenfalls nach dem Durchlicht-Prinzip. Der Melder besteht aus dem kompakten Meldergehäuse mit Sender, Empfänger, Melderelektronik und den beiden Stellmotoren zum ferngesteuerten / automatischen Ausrichten von Sender und Empfänger auf den gegenüber dem Melder montierten Prismen-Reflektor.


Das Bedienen und Parametrieren des Melders erfolgt mit dem Bediengerät im Handbereich. Über die integrierte Standard-Schnittstelle RS 485 erfolgt der Datenaustausch zwischen dem Melder und seinem Bediengerät. Über die RS 485 des Bediengerätes kann man die Melderdaten abgreifen und mit einem Terminal-Programm mitschreiben und speichern.

 
Der Melder ist in ein glattes Gehäuse eingebaut, Schutzart IP 65, das Gehäuse ist robust und pflegeleicht. Die glatten Oberflächen erlauben das Reinigen der Melder mit Wischern, auch aus größerer Distanz. Es besteht dabei nicht die Gefahr den Melder zu verstellen.

 
Beim Nutzen von NANO-Beschichtungen gegen Feuchtigkeit und Schmutz müssen die optischen Oberflächen sehr vorsichtig mit weichen Tüchern gereinigt werden.

===Melder mit Stellmotoren reagieren 3-fach===

 

Die Standard end-to-end Melder können auf Veränderungen in ihrem Umfeld nur einfach reagieren, sie verändern ihre Empfängerverstärkung.

Wird bei stärkeren Bewegungen der Gebäudestruktur der Lichtkegel so weit abgelenkt, dass der Lichtstrahl seinen Reflektor kaum oder gar nicht mehr trifft, dann signalisiert der Melder eine Störung oder im schlimmsten Fall, bei einem Restsignal von ca. 75% bis 10%, einen ALARM.

 

Die Standard-Retro-Melder können doppelt reagieren, sie passen ihre Senderleistung und ihre Empfängerverstärkung den sich ändernden Umgebungsbedingungen an.

Wird bei stärkeren Bewegungen der Gebäudestruktur der Lichtkegel so weit abgelenkt, dass der Lichtstrahl seinen Reflektor kaum oder gar nicht mehr trifft, dann signalisiert der Melder eine Störung oder im schlimmsten Fall, bei einem Restsignal von ca. 75% bis 10%, einen ALARM.

 

Die Stellmotor-Melder reagieren dreifach, sie passen bei geringen Signal-Veränderungen ihre Senderleistung und ihre Empfängerverstärkung automatisch den neuen Umgebungs-Bedingungen an. Der Melder kompensiert damit die langsame Verschmutzung seiner Optik. Treten beim Melder mit Stellmotoren stärkere Signalverluste ( > 10 % ) auf, so sind diese in der Regel durch Bewegungen der Gebäudestruktur verursacht. Der Lichtkegel trifft den Reflektor nicht mehr mittig und der Lichtkegel wandert mehr und mehr aus. 

 

Die Melderlogik startet nun automatisch die Stellmotoren und tastet mit seinem Lichtkegel die Kanten des gegenüber montierten Reflektors ab. Aus den reflektierten Signalen errechnet die Melderlogik den Reflektor-Mittelpunkt und steuert den Lichtkegel neu ins Zentrum seines Reflektors. Dieses Selbst-Zentrieren erfolgt 

 

·        manuell und automatisch bei der Inbetriebnahme und beim Service, 

gestartet mit den Cursor-Tasten im Bediengerät und

·        vollautomatisch während des Betriebs bei Signalschwächungen > 10 % ,

verursacht z.B. durch Bewegungen der Gebäudestrukturen.

 

Das lästige, kostspielige und oft gefährliche Hochklettern zu den Meldern bei der Montage, bei der Inbetriebnahme und beim Service kann fast immer durch das Ausrichten mit den Stellmotoren entfallen !

 

 

 

===Inbetriebnahme thefirebeam in drei vorgegebenen Schritten===

 

Der Melder und sein Prismen-Reflektor werden ungefähr auf der gleichen Raumhöhe und gut gegenüber fluchtend montiert. Die wesentlichen Grundsätze für die Projektierung stehen in den Hersteller-Dokumentationen und den relevanten Vorschriften wie z.B. der DIN VDE 0833 ff..

Beachten Sie auch ggf. besondere regionale Regelungen.

 

 

Der Reflektor bleibt für den ersten Schritt der Inbetriebnahme mit nicht-reflektierendem Material zugedeckt, oder er wird erst später montiert. Der Senderlichtstrahl verläuft vom Melder zum Reflektor und hat in der Regel dann die Koordinaten von ca.

 

X = 0 waagerecht 

Y = 0 senkrecht, Grundausrichtung der Achse des Sendekegels.

 

Die Melderachsen können um 10 0 in alle Richtungen verstellt werden, die Melderachse kann also auch leicht geneigt werden, ohne den Melder entsprechend „schräg“ zu montieren.

 

 

====PRE-ALIGNMENT, Test der freien Sicht==== 

 

Bei zugedecktem Reflektor werden im ersten Programmierschritt die Sichtverhältnisse zwischen dem Melder und seinem Reflektor überprüft. Diese Prozedur stellt sicher, dass später wirklich die gesamte Strecke zwischen dem Melder und seinem Reflektor überwacht wird, es also nicht zu den schädlichen Reflexionen von Einbauten wie Klimakanälen, Kabelbühnen oder Deckenpanelen kommt, die einen optischen Kurzschluss verursachen können !

 

Erzeugt das aus dem Raum reflektierte Licht einen AQ Wert < 7 % (AQ = air quality), dann sind im späteren Betrieb keine schädlichen Reflexionen zu befürchten 

und es wird der zweite Inbetriebnahmeschritt eingeleitet.

 

Liegt der AQ-Wert über 7%, so kann man den Lichtkegel mit der Hilfe der Cursor-Tasten von dem reflektierenden Hindernis weglenken, oder man kaschiert das störende Hindernis mit stumpfen Material. 

 

 

====Manuelles Alignment bis zum Mindest-Reflexionswert====

 

Nach dem Aufdecken oder nach der Erstmontage des Reflektors ergibt sich meist ein AQ-Wert von 80 % bis 120 % (von max. 140%) bei freier Sicht zwischen dem Melder und seinem Reflektor. Bei Erreichen dieses guten Wertes kann man sofort in den automatischen Abgleich-Modus weiterschalten.

[[Datei:man.Align.png|left|thumb|600px|]]
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Liegt das empfangene Signal jedoch unter 40 %, dann muss die Achse des Lichtkegels mit den Cursortasten des Bediengeräts manuell zentral auf den Reflektor ausgerichtet werden. Mit den Stellmotoren im Melder kann der Lichtkegel entlang der x- bzw. der y-Achse abgelenkt werden.

 

 

Die Stellmotoren können den Lichtkegel um plus/minus 400 Schritte in die x-/y-Richtung verstellen, dies entspricht jeweils 10 Grad in alle Richtungen. Bei 100m Entfernung schwenkt der Lichtkegel dabei um ca. 16m in alle Richtungen.

Bei einem AQ-Wert von min. 40% schaltet man weiter zum automatischen Abgleich.

====Automatisches Ausrichten und Abgleichen====

 
Der Melder zentriert sich jetzt automatisch auf seinen Reflektor und wählt selbständig seine optimale Sendeleistung und Empfängerverstärkung und erreicht den AQ-Wert 100%.
Dieser automatische Abgleich optimiert alle Einstellungen:

Der Melder ist zentral ausgerichtet

Der Melder sendet und empfängt mit optimalen Parametern.


[[Datei:AutoAusr.gif|left|thumb|600px]]
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Der automatische Abgleich verhindert Fehler bei der Inbetriebnahme. 

 

Der häufigste Fehler der Vergangenheit - eine schlechte Melder- Ausrichtung mit einer überstarken Senderleistung zu kompensieren - ist nun zwangsläufig automatisch verhindert.

 

Align COMPLETE

====Abschließender Funktionstest====

 

Der gesamte überwachte Raum ist bei Linearen Rauchmeldern die Messkammer, ein realistischer Funktionstest muss daher immer an den Reflektoren erfolgen.

 

Beim Abdecken des Reflektors um mehr als 90% muss der Lineare Rauchmelder eine Störungs-Meldung anzeigen (EN 54-12). Erfolgt nach Abdeckungen von >90% keine Störmeldung, dann gelangen ungewollte Reflexionen zum Melder und stören seine einwandfreie Funktion.
Diese ,,optischen Kurzschlüsse" gefährden den Melderbetrieb.

 

 

Die untere ALARM-Schwelle kann zwischen 25% bis 50% Dämpfung programmiert werden, die Alarmgabe erfolgt dann bis zu einer Dämpfung von 90%.

Ab 91% Dämpfung meldet der Melder eine Störung, diese wird nicht gespeichert.

Die ALARM-Funktion soll ebenfalls durch Abdecken am Reflektor getestet werden.

 

Durch das Abdecken der Melderoptik mit der Testfolie stellt man die einwandfreie Funktion des 

Gerätes fest, man hat aber keine Sicherheit, ob die gesamte Melderstrecke ordnungsgemäß arbeitet.

 

 

In den Melder ist ein Temperatursensor eingebaut, sie können die Temperatur im Melder über das Bedienteil auslesen und über die RS 485 protokollieren.

===Betrieb und Regelverhalten===

 

Im täglichen Betrieb reagiert der Melder automatisch auf Änderungen seiner Umgebungs-Bedingungen, der Melder hat 3 Möglichkeiten sich automatisch anzupassen.

 

 

====Elektronisches Nachführen bei Verschmutzung====

 

Der Melder entdeckt langsame Schwankungen des empfangenen Infrarot-Signals und regelt Änderungen aus. Der Zeitraum zwischen 2 Regelvorgängen ist mindestens 4 Stunden. 

Dieses Nachregeln geschieht sehr langsam, denn nur so kann der Melder langsame Verschmutzungen von einer Sichttrübung durch einen Schwelbrand unterscheiden.

Eine langsame Verschmutzung über Wochen und Monate wird stetig durch Anpassung von Senderleistung und Empfängerverstärkung kompensiert. Der jeweilige Verschmutzungsgrad kann über das Bediengerät ausgelesen werden. Ist der Nachregelungsumfang des Melders ausgeschöpft, meldet er eine Störung.

 

 

====Elektromechanisches Nachführen bei Gebäudebewegungen==== 

 

Bei einer Signalschwächung größer 10% startet der Melder einen neuen automatischen Selbstabgleich, dabei bleibt der Melder in Betrieb und ist weiterhin meldebereit.

 

 

'''Geradlinige Bewegungen''' 

Die Linearen Rauchmelder sind Lichtschranken, ihr Lichtweg muss geschlossen sein.

Der Sender eines linearen Rauchmelders strahlt wie eine Taschenlampe, das Heben oder Senken bzw. das seitliche Verschieben versetzt den Lichtstrahl parallel.

 [[Datei:Bewegger.gif|left|thumb|300px]]
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Der parallele Versatz um viele Zentimeter ist unkritisch.  
 

 Eine große parallele Verschiebung von Bauteilen ist in der Praxis nicht denkbar.

Bewegt sich der Melder um 10cm nach einer Seite, so wird der Lichtkegel ebenfalls um 10 cm seitlich versetzt.

Der Lichtkegel trifft weiterhin voll den Reflektor.

 

Diese geradlinigen Bewegungen in Gebäudestrukturen können vernachlässigt werden.

 

'''Winkelige Bewegungen''' 

 

Wird ein Linearer Rauchmelder auf eine Struktur montiert, die sich rechts oder links verdreht bzw. hoch oder runter neigt, dann ist ein sicherer Melderbetrieb stark gefährdet! 


Lineare Rauchmelder dürfen nicht auf den stark beweglichen Thermo-Blechverkleidungen von Leichtbauhallen montiert werden!

[[Datei:Bewegwink.gif|left|thumb|600px]]
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Nach dem automatischen Abgleich trifft der Sendekegel den Reflektor zentral, die mechanische Ausrichtung ist jetzt optimal.

Das seitliche Verdrehen nach rechts / links oder das vertikale Neigen hoch / runter lässt die Lichtkegelachse auswandern und gefährdet die Betriebssicherheit des Linearen Rauchmelders.

Wandert der Lichtkegel um ca. l Grad aus, so ist der seitliche Versatz bei ca. l00m Entfernung ca. l m. Der Reflektor wird noch gerade getroffen, der Betrieb ist noch nicht gefährdet.

Wandert der Lichtkegel um ca. 2 Grad aus, so ist der seitliche Versatz nach ca. l00m Entfernung gut 2 m. Der Reflektor wird nicht mehr vom Lichtstrahl getroffen, die Betriebsbereitschaft ist nicht mehr gegeben.

 

Diese prinzipielle Darstellung vereinfacht die Verhältnisse, in der Praxis ist der abgebildete Lichtfleck nicht kreisrund, er sieht eher wie ein Kartoffelpuffer (Reibekuchen) mit zerfaserten Rändern aus. 

 

Die Auswertung vieler Messprotokolle Linearer Rauchmelder hat gezeigt, die Gebäude-Strukturen bewegen sich in der Regel langsam und zwar regelmäßig in einem Tag- und Nacht-Rhythmus. Die Bewegungen sind gleitend und können über die Nacht schon 2 bis 3 Grad betragen.

 

Ruckartige Bewegungen kommen sehr selten vor, z.B. wenn sich ein Fundament senkt. Dies führt dann zu bleibenden Veränderungen, z.B. Rissen an Wänden oder Spalten in den Fußböden. 

'''Die Streuung des Lichtkegels'''

Der Lichtkegel bildet auf der Reflektor-Seite einen mehr oder weniger kreisförmigen Lichtfleck. Die Skizze zeigt idealisiert diesen Fleck mit seiner zum Rand hin sinkenden Lichtintensität.

Das relativ homogene Zentrum hat einen Durchmesser von ca. 2 bis 3m.
Der Maßstab rechts zeigt die breite Streuung des Lichtkegels..

[[Datei:Lichtkegel.jpg|left|thumb|600px]]   [[Datei:Airquality.gif|right|thumb|300px]]   
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Wenn der Lichtkegel durch die Gebäudebewegungen mehr und mehr auswandert, dann wird immer weniger Licht zum Melder reflektiert.

Die violette Kurve zeigt den AQ-Wert (Air Quality), das zum Melder reflektierte Licht, in Abhängigkeit von der Ablenkung des Sender-Lichtkegels.

Den Reflektor kann man als feststehend betrachten. Die einzelnen 180 Grad-Prismen werfen das einfallende Licht fast ungeschwächt zum Melder zurück, selbst bei einer Neigung der Prismenflächen zur Lichtkegelachse um bis zu ca. 6 Grad. 

 

 

'''Motorisches Nachführen des Lichtkegels'''

 

Neigt sich die Lichtkegelachse um ca. 1,2 Grad, so sinkt das reflektierte Signal im Melder auf den AQ-Wert von ca. 90%. Wird dieser Schwellwert unterschritten, ab dem AQ-Wert 89%, beginnt der Melder sich neu auszurichten. Wie beim AUTO-Alignment während der Inbetriebnahme erfasst der Melder automatisch die Reflektorenkanten, berechnet den Reflektoren-Mittelpunkt und stellt sich exakt auf die Mitte ein.

 

 

Die Senderleistung und die Empfängerverstärkung bleiben unverändert.

Die Lichtkegelachse wird automatisch in die optimale Position geführt.

 

Während dieses automatischen Neuabgleichs bleibt der Melder in voller Betriebs-Bereitschaft. Wandert der Lichtkegel weiter in diese oder auch in eine andere Richtung, dann wiederholt sich dieses Ausrichten auf den Reflektor immer wieder neu. 

In der Praxis kann man eine rhythmische Bewegung der Gebäudestrukturen beobachten, tags in die eine Richtung und nachts wieder zurück in die entgegengesetzte Richtung.

===Einsatz bei widrigen Umgebungsbedingungen===

 

Die Linearen Rauchmelder werden oft bei schwierigen Umgebungsbedingungen eingesetzt, z.B. unter Schutzdächern im Freien oder in ungeheizten Hallen. Die Melder sind geschlossen und selbst in einem IP 65 Gehäuse geschützt. Der Lichtstrahl verläuft frei durch den überwachten Raum und die optischen Ein- und Austrittsflächen sind voll der Feuchtigkeit und Kälte ausgesetzt.

 

Eine zusätzliche NANO - Beschichtung auf der Melder-Optik und auf den Reflektoren verhindert das Beschlagen beim Einsatz in feuchter Umgebung, z.B. in Schwimmbädern.

 

Dieser Schutz kann durch zusätzliche Heizungen im Melder und an den Reflektoren noch verstärkt werden, zum Schutz vor gefrierender Nässe in ungeheizten Hallen, auf Rampen und unter Freidächern. 

 

In vielen Installationen hat der neue Melder mit Stellmotoren bewiesen, dass das automatisches Nach- und Zurückführen der Melderachse Bewegungen in Gebäudestrukturen ausgleichen kann.
Diese neue motorische Funktion sichert zuverlässig die Betriebsbereitschaft von Brandmeldeanlagen im praktischen Betrieb.

 

Der Einsatz Linearer Rauchmelder in widrigen Umgebungen muss sehr sorgfältig geplant werden, oftmals hilft es, einen Testmelder zu installieren und diesen über einen längeren Zeitraum automatisch zu protokollieren.