Sprachalarmierungsanlagen
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Was tun gegen unverbindliche Alarme, die keiner ernst nimmt?
Nicht viele kennen eine solche Situation, aber die, die sie kennen, hätten gerne darauf verzichtet: In der Altstadt einer großen deutschen Metropole – enge, verwinkelte Gassen, Kopfsteinpflaster – wird mittags plötzlich Brandalarm in einem großen Gebäude ausgelöst: mehrere Etagen, viele Büros, Kanzleien, Werbeagenturen. Der Alarm schrillt, und wer aus dem Fenster blickt, sieht binnen Minuten Feuerwehr, Krankenwagen und Polizei vorfahren.
Das Problem: Eigentlich blicken alle im Haus nur aus dem Fenster.
Keiner rennt, flüchtet, rettet sich. Der Trommelfell zerreißende Alarmton schrillt seit Minuten, nichts regt sich. Da kein Rauch zu sehen ist, nimmt niemand den Alarm ernst, er ist zu unverbindlich. Und damit steigen wir direkt in das spannende Thema Sprach-Alarmierung ein.
Hätte eine Durchsage nicht viel mehr bewegt? Eventuell Leben gerettet?
Nun, der Ursprung der menschlichen Verständigung beruht nicht allein auf dem Austausch sachlicher Nachrichten, sondern auch auf dem Prinzip schneller und unmissverständlicher Warnung: Wenn Gefahr im Verzug war oder ist, ist die Kommunikation von Mensch zu Mensch in den meisten Fällen klar, eindeutig und hilfsorientiert. Sprach-Alarmierung ist keine Erfindung der Neuzeit – bloß die Technik dafür hat sich immer weiter entwickelt und eine Qualität erreicht, die noch vor Jahrzehnten undenkbar schien.
Die hat nämlich viele Vorteile gegenüber anderen Alarmierungs-Systemen; vor allem in den komplexen Gebäudestrukturen, in denen die meisten von uns sich bewegen: Eine gute Sprachverständlichkeit vorausgesetzt (und das ist technisch zweifelsfrei gegeben), ist das Warnen bzw. Schützen durch eine Stimme – und den dahinter vermuteten, realen Menschen – glaubwürdiger, eindeutiger und gleichzeitig beruhigender als das mechanistische Warnen durch optische oder tonorientierte Signalsysteme.
Warum ist das so?
Die Sprachwissenschaft unterscheidet zwei simple Fakten: Anzeichen und Zeichen. Ein »Anzeichen« für Feuer ist der Rauch. Ein »Zeichen« hingegen beruht auf sprachlicher Übereinstimmung und kann, einfach ausgedrückt, viel mehr bedeuten. Während also ein Audio(warn)signal nur ein diffuses »Anzeichen« für einen Gefahrenzustand sein mag (für welchen?), beruht die menschliche Sprache auf vereinbarten »Zeichen«: Sie, die Stimme/ Sprache, kann den Sachverhalt erklären und sofort Verhaltensweisen anregen. In Gefahrensituationen ist ein erklärendes »Zeichen« immer einem bloßen »Anzeichen« überlegen.
Während überdies für den Betroffenen farbige Leuchten z.B. durch dunklen Rauch oder bauliche Sichtsperren verborgen sein können (also keine Hilfe darstellen) und normale Tonsignalgeber in ihrer Botschaft nicht eindeutig sind (was bedeutet das laute Hupen?) und Reaktionen gefährlich verzögern, vermag die Sprach-Alarmierung beides gleichzeitig: Sie weckt durch ihre Lautstärke Aufmerksamkeit und durch ihren Inhalt (Texte genau auf die Situation und die Umgebung zugeschnitten) klare, eindeutige Botschaften. Sprach-Alarmierung rettet Leben!
Entsprechende Sprach-Alarmierungs-Systeme (SAS) zu installieren, ist nicht so komplex, wie es klingt. Und der Effekt? Wirksam! Der Alarm wird beachtet, keine Zeit geht verloren. Und niemand steht nur am Fenster und staunt über viele blinkende Fahrzeuge.
Was vorher versäumt wird, kann im Brandfall nicht nachgeholt werden!
Solange sich ein Alarm als Fehlalarm erweist, mag niemand genauer über dramatische Folgen nachdenken – unnötig. Aber spätestens dann, wenn´s richtig brenzlig wurde, machen sich die Verantwortlichen ernsthafte Gedanken. Sie erkennen: Die gute, also rasche und gezielte Brand-Alarmierung basiert auf drei „Säulen“: optische Signale (vom Rauch mal abgesehen), akustische Signale und die Sprache. Und alle drei Säulen gehören zusammen! Fehlt oder wackelt eine, ist die gesamte Warn-Konstruktion instabil!
Also müssen der Brand frühzeitig erkannt werden, die Hilfsstellen und die Betroffenen alarmiert, die Brandschutzeinrichtungen angesteuert werden, und die Feuerwehr muss einen gewaltfreien Zugang erhalten. Um dies zu gewährleisten, im Großen wie im Kleinen, müssen im Rahmen des baulichen Brandschutzes Brandabschnitte geschaffen und Rettungswege festgelegt werden; die anlagentechnischen Einrichtungen müssen installiert und der Brandschutz, Wartung und Pflege müssen organisiert sein. Und das alles vorher! Im ernsten Brandfall gibt es kein Hätte, Wäre, Könnte!
Normungssituation
Was ist überhaupt ein Sprachalarmsystem?
Es ist hilfreich: Schaffen wir einen normativen Gesamtbegriff. Nennen wir alles, was Audiotechnik oder eine elektroakustische Anlage ist, ELA! Und diese ELA unterteilen wir in zwei Einsatzfälle: Entweder dient sie als aktive Gefahrenmeldeanlage – oder eben nicht. Diese Unterscheidung ist sehr wichtig. Falls die ELA eine Gefahr melden (!) soll, kann sie systemisch erneut in zwei Kategorien unterschieden werden: Die ELA wird durch die Brandmeldeanlage (BMA) automatisch angesteuert. Kann, muss aber nicht.
Soll sie es, spricht man vom Sprachalarmsystem SAS, der Sprachalarmanlage SAA oder eben von der Sprachalarmzentrale SAZ. Und unter dieser Voraussetzung – eine ELA, die über die Brandmeldeanlage angesteuert wird, um ihrerseits als Gefahrenmelder zu dienen – unterliegt sie der Anwendungsnorm DIN VDE 0833-4 (die die 0833er Reihe um den Teil 4 „Sprachalarmanlagen“ ergänzt).
Zu den Anwendungsnormen gehören auch die Produktnormen: in der 54-er Reihe die Produktnorm DIN EN 54-16 für die zentrale Technik; für die Lautsprecher als zweite wichtige Komponente die DIN EN 54-24 und die bereits aus der Brandmeldeanlagentechnik bekannte DIN EN 54-4 (die hier auch für die Energieversorgung der Sprachalarmanlagen gilt).
Handelt es sich um eine Gefahrenmeldeanlage ohne Ansteuerung durch die Brandmeldeanlage (BMA), gilt sie als Elektroakustisches Notfallwarnsystem. Dafür gibt es seit 1998 die Norm DIN EN 60849. Diese ist jedoch keine Anwendungs-, sondern eine Systemnorm (also eine Kombination aus Anwendungs- und Produktnorm). Die Norm war in der Vergangenheit in Präzision und Akzeptanz nicht immer überzeugend – auch deshalb entstand die Spezifizierung in der Brandmeldetechnik (Norm DIN VDE 0833-4).
Noch ein Aspekt: Natürlich darf eine ELA-Anlage auch für andere Zwecke genutzt werden! Ist eine elektroakustische Anlage zusätzlich ein multifunktionales System – z.B. für Hintergrundmusik, Hausdurchsagen, für alle möglichen Arten der Beschallung – unterliegt sie dann den Normen, falls sie auch als Gefahrenmeldeanlage eingesetzt wird. Ist sie eine Anlage ohne Gefahrenmelde-Funktion, unterliegt sie keinen Normen.
Sicherheitsstufen haben nicht nur normative Bedeutung – sie retten Leben
Die DIN VDE 0833-4 beschreibt und unterscheidet drei Sicherheitsstufen für Gebäude, definitiv und normativ.
Laut Norm DIN VDE 0833-4 sind drei Sicherheitsstufen definiert und zur Umsetzung empfohlen.
1 Sicherheitsstufe I : ein öffentliches Gebäude unter 2000 m² Fläche und unter 200 Personen, die sich dort aufhalten können
2 Sicherheitsstufe II : über 2000 m² und mehr als 200 Personen.
Mit der Wahl der Sicherheitsstufe wird die Ausführung und vor allem die Verkabelung des Sprachalarmsystems bestimmt. Die Schaltbilder fallen anders aus. Ebenso sind die Toleranzen bei einem Fehler anders definiert: Ein ganzer Alarmierungsbereich darf in der Sicherheitsstufe I ausfallen, dies wird in der Sicherheitsstufe II nicht zugelassen. Hier dürfen zwar (definiert) die Sprachverständlichkeit schlechter werden und der Schallpegel abfallen, dies wird toleriert. Mehr jedoch nicht – deshalb muss geklärt werden, ob Sicherheitsstufe I oder II gilt.
3 Sicherheitsstufe III : ist sehr selten. Hier ist eine Sprachalarmanlage besonders wichtig: Es darf nichts ausfallen, es wird nichts toleriert, und dies bedeutet ein komplett aufzubauendes, redundantes System, das beim Ausfall der Haupt-Anlage ersatzweise greift.
Grundlagen der Sprachalarmsysteme
Der Aufbau eines Sprachalarmsystems ist kein Wunderding.
Es sind dafür nötig: strikte Definitionen, kluges Vorausschauen und technische Grundlagen. Niemand sollte sich vom Aufbau einer solchen Anlage abschrecken lassen, denn sie kann im Brandfall Menschenleben retten – und ist in Relation dazu nicht nur „kostengünstig“, sondern jede vernünftige Investition wert.
Doch wie ist ein Sprachalarmsystem überhaupt aufgebaut? Welches Grundlagenwissen, etwa über verschiedene Komponenten, ist nötig?
Bereits das erste Schaubild zeigt die Gemeinsamkeiten eines Brandmeldesystems und eines Sprachalarmsystems. Wir sehen Ähnlichkeiten in der Struktur. Es gibt bei beiden eine Zentrale –, dort hängen auf der einen Seite die Rauchmelder, auf der anderen, bei der Sprachalarmierung, Lautsprecher. Diese beiden Systeme bilden nun eine Einheit. Noch mehr: die SAA ist Bestandteil (Subsystem) der BMA!
Genauer wird das System, wenn wir uns die nächsten zwei Zeichnungen ansehen.
Diese zeigen zum einen – aus der Norm DIN VDE 0833-4 – eine Brandmeldeanlage (BMA) und rechts die Sprachalarmanlage (SAA). Wir sehen den prinzipiellen Aufbau der Sprachalarmanlage mit Bedienung, dem Steuerungssystem, Sprachspeicher, der Notstromversorgung und dem optionalen Brandfallmikrofon. Rechts dargestellt: die angeschlossenen Lautsprecher in ihren Linien.
BMA und SAA sind durch eine Schnittstelle verbunden, dargestellt durch eine durchbrochene senkrechte Linie. Diese Schnittstelle wiederum ist in der Grafik „Übersicht Schnittstelle“ im Detail vergrößert. Auch sie ist in der DIN VDE 0833-4 beschrieben.
Hinweis: Mittlerweile gibt es auch andere Umsetzungen der dargestellten Schnittstelle. Diese sind speziell auf verschiedene Brandmeldesysteme zugeschnitten. Im Normalfall ist jedoch die dargestellte Technik zu verwenden.
Es geht im Prinzip um die Auslösung eines „Start“-Kontaktes, der die Brand-Information zur Sprachalarmanlage weiterreicht: Das können je nach Konzept eine oder mehrere Meldungen und Signale sein. Umgekehrt gibt es Rückmeldungen, falls bei einer Sprachalarmanlage etwas nicht in Ordnung ist.
Und was sind Audiosignalketten?
Aus welchen Komponenten bestehen sie, und wie hängen sie zusammen? Wir unterscheiden fünf Ebenen.
1 Zunächst gibt es verschiedene Quellen: ein Mikrofon, ein Zuspielgerät wie ein CD-Player, auch eine Mikrofontisch-Sprechstelle, das Feuerwehrsprechpult (bzw. Brandfallmikrofon). Oder eben auch ein automatisch ausgelöster Text einer Sprachalarmanlage.
2 Diese Quellen müssen bearbeitet und vorverstärkt werden – in einem Mixer oder einem Vorverstärker. Oder es muss gar bei kombinierten Signalen (das heißt Audio plus Steuerungssignal) eine Signalverarbeitung stattfinden, die beide getrennt verarbeitet.
3 Die dritte Ebene verstärkt: Das Signal muss auf einen bestimmten Pegel gebracht werden, der es auch ermöglicht, dass Lautsprecher betrieben werden können. Der Verstärker ist meist ein Leistungsverstärker, der z.B. 100-Volt Systeme umsetzt.
4 Ebene 4 verteilt: Um entsprechende Linien anwählen zu können, wird ein Relaisfeld verwendet. Dieses ermöglicht die Anwahl bestimmter Bereiche, um z.B. Durchsagen zu spezifizieren. Außerdem können hier einzelne Linien im Fehlerfall vom Verstärker getrennt werden.
5 Zu guter Letzt wird beschallt. Es gibt unterschiedliche Lautsprecherarten: Deckeneinbau-, Wandaufbau- oder Trichterlautsprecher. Auch Tonsäulen und Soundprojektoren können entsprechend dem jeweiligen Anforderungsprofil eingesetzt werden.
Unterschiedliche Signalpegel brauchen eine unterschiedliche Lösung
Natürlich kann nicht jedes Gerät überall angeschlossen werden, denn es gibt unterschiedliche Signalpegel. Welche? Die drei wichtigsten zu beachtenden Pegel, die wir in der Audiotechnik vorfinden zeigt diese Grafik:
1 Zunächst das Mikrofon (MIK)-Signal. Ein normales dynamisches Handmikrofon hat z.B. einen sehr geringen elektrischen Pegel, den wir auf die „Reise“ schicken, bis er zum Vorverstärker kommt. Und deshalb ist das Nutzsignal auch besonders anfällig für Störeinflüsse. Der Pegel muss sehr verstärkt werden, damit er weiter verarbeitet werden kann. Die Zeichnung darunter zeigt, warum wir bei einem Mikrofon drei Adern im Kabel benötigen (zwei würden ja normalerweise reichen): Die dritte führt zusätzlich das phasengedrehte Signal.
Info: Bei einem Mikrofon würde eine einfache Abschirmung u.U. nicht reichen. Das Nutz-Signal wird deshalb auch noch um 180 Grad phasengedreht auf die „Reise“ geschickt. Der nachgeschaltete Vorverstärker filtert dann das Störsignal komplett aus. Übrig bleibt nur das Nutzsignal.
2 Das AUX-Signal finden wir bei Quellen wie: Tape, Tuner, CD, die mit einem höheren Pegel ankommen. Anschließend werden diese Signale z.B. in einem Mischverstärker oder Mixer weiter verarbeitet.
3 Außerdem gibt es Line-Pegel. Das ist im Prinzip das Signal, das den Mixer verlässt, um anschließend auf einen Leistungsverstärker zu kommen. Dieser erwartet nämlich ein Signal von etwa 775 mV (0 dB), um es anschließend optimal weiter zu verstärken.
Exkurs: dB-Rechnung
Dezibel (dB) ist das logarithmische Beschreibungsmaß für Signalpegel, Schalldruck, Lautstärke u.s.w. Mit dB wird das Größenverhältnis bezüglich einer Referenzgröße beschrieben. Bei einem Signalpegel dBu ist diese Referenzgröße z.B. U₀ mit 0,775 V. Beim Schalldruck dBSPL entspricht die Referenzgröße p₀ der Hörschwelle mit 2 x 10 hoch -5 Pa.
Exkurs: Wie wird der Schalldruckpegel berechnet?
Ist der Schalldruck in dB angegeben, kann man damit rechnen. Wir können dies am folgenden Beispiel ansehen.
Ein Lautsprecher-Datenblatt gibt uns z.B. die Information für den Schalldruck: 95 dB 1W/1m. Dies bedeutet, dass der Lautsprecher bei 1 Watt Leistung einen Schalldruck von 95 dB in einem Meter Entfernung erzeugt. Wir allerdings wollen eher wissen, was der Lautsprecher bei einer Leistung von 6 Watt erwarten lässt.
Die Tabelle zeigt uns, dass wir bei 6 Watt 8 dB zu den 95dB hinzu addieren müssen. Folglich erhalten wir bei 6 Watt Leistung 103 dB Schalldruck in einem Meter Abstand. Außer der Tabelle steht uns auch eine mathematische Formel zur Verfügung, die natürlich dasselbe Ergebnis liefert.
Merke: Mit jeder Verdopplung der Leistung erhalten wir 3 dB mehr Schalldruck.
Und die Schalldruckpegelabnahme? Welchen Pegel erzeugt der Lautsprecher nicht in 1 Meter, sondern in z.B. 6 Metern Abstand? Wiederum gibt es eine entsprechende Tabelle bzw. Formel.
Von den oben errechneten 103 dB muss man einen Betrag abziehen: bei 6 Metern eine Reduzierung um 16 dB, entspricht 87 dB an der entsprechenden Stelle.
Merke: Mit jeder Verdoppelung der Entfernung verringert sich der Schalldruck um 6 dB.
Lautsprecher und Beschallung – was soll erreicht werden?
Was ist überhaupt das Ziel, wenn eine Sprachalarmierung oder eine Beschallung geplant wird? Worauf kommt es letztendlich an?
Wir wollen zunächst erreichen, dass eine gleichmäßige Beschallung in den entscheidenden Bereichen erzielt wird, also keine überlauten oder zu leise Bereiche. Gefordert ist aber – natürlich - auch die gute Sprachverständlichkeit. Mitentscheidend dafür sind zum einen die Bedingungen der Umgebung, die Fremdgeräusche: z.B. eine Maschine, eine Menschenansammlung, Außengeräusche etc. Außerdem sind die akustischen Raumbedingungen relevant (z.B. besonders verhallte Räume), welche die Auswahl geeigneter Lautsprecher und deren Positionen bedingen.
Fragestellungen: Lautsprecher genau planen!
Sind Deckeneinbaulautsprecher möglich? Wandaufbaulautsprecher? Gibt es Auflagen z.B. seitens des Architekten? Wo bringen wir die Lautsprecher an, wie wirken sie optisch und akustisch am besten? Müssten evtl. Raumkorrekturen oder gar so genannte Absorber in Betracht gezogen werden (die für eine bessere Sprachverständlichkeit sorgen)?
Die folgende Grafik spricht für sich, wenn es um Vergleichswerte geht.
Wichtig ist letztlich, dass der Nutzschallpegel um mindestens 10 dB höher sein muss als der Umgebungsgeräuschpegel, um deutlich vernehmbar zu sein!
Exkurs: Kurze Abhandlung über Sprache/ Hörbereiche
Der Mensch hört etwa in einem Frequenzbereich von ca. 20 bis maximal 20.000 Hz. Die menschliche Sprache bewegt sich in einem Frequenzspektrum von 100 bis 9.000 Hz, bei Männern eher ein bisschen tiefer als bei Frauen. Im Vergleich dazu wird eine Telefonwiedergabe mit einer Bandbreite von nur ca. 3.000 Hz realisiert. Trotz dieses stark reduzierten Frequenzbereiches kann man durch das Telefon Personen immer noch relativ gut (wieder)erkennen. Für die Sprachalarmierung sind ähnliche Frequenzbereiche entscheidend.
Wie werden Lautsprecher angebunden?
Zuvor haben wir uns mit den Eingangssignalen eines SAS auseinandergesetzt. Jetzt beschäftigen wir uns mit dem Ausgangssignal, das uns über Lautsprecher erreicht, und damit, wie die Lautsprecher an die Verstärker angebunden werden.
Zwei Methoden seien hier aufgeführt. Von der Heimstereoanlage sind wir es gewohnt, niederohmig anzubinden, d.h. wenige Lautsprecher an einem Verstärker, an einem Kanal, vielleicht nur ein einziger Lautsprecher. Wir müssen dabei beachten, dass die Kabelstrecken kurz sind, um u.a. die Leitungsverluste möglichst klein zu halten. Dies wird gleichzeitig auch erzielt mit großen Kabelquerschnitten. Bei dieser Methode ist zu beachten, dass die Impedanz des Verstärkers durch die angeschlossenen Lautsprecher nicht unterschritten werden darf.
Das zeigt aber auch, dass eine Anbindung mit vielen Lautsprechern und langen Kabelwegen mit dieser Methode so ohne weiteres nicht möglich ist. Deshalb gibt es die 100-Volt-Technik, mit der sehr viele Lautsprecher auf eine lange Strecke geschaltet werden können, z.B. 20 bis 40 Stück auf einer Leitung. In einem großen Gebäude ist es schnell möglich, dass sich der letzte Lautsprecher mehrere 100 m von der Zentrale entfernt befindet. Trotzdem ist es möglich, relativ kleine Kabelquerschnitte zu verwenden. Es können dabei unterschiedlichste Lautsprecher mit verschiedenen Leistungsabgriffen ohne Probleme auf einer Linie verwendet werden. Es gilt nur eine wichtige Regel: dass die abgegriffene Gesamtleistung der angeschlossenen Lautsprecher nicht über der Maximalleistung des speisenden Verstärkers liegt.
Wie werden Lautsprecherlinien gemessen?
Die folgendeTabelle zeigt uns die Abhängigkeit des benötigten Kabelquerschnitts von der Leitungslänge. Man erkennt, dass man auch in mehreren 100 m Abstand mit dem entsprechenden Querschnitt relativ niedrig bleiben kann, um die Leitungsverluste klein zu halten.
Lautstärkeregelung und Programmauswahl
In der 100-Volt-Technik ist man auch in der Lage, die Lautstärken vor Ort zu regeln. Es können also einzelne Linien oder Einzellautsprecher auf der Linie separat mit einem entsprechenden Lautstärkeregler gesteuert werden. Es besteht dann natürlich die Gefahr, dass wichtige Durchsagen oder Alarmmeldungen unterdrückt werden, zu leise oder ganz ausgeschaltet sind. Das darf natürlich nicht passieren. Hierfür gibt es dann eine zusätzliche 24-Volt-Anbindung, die bei einer entsprechenden wichtigen Durchsage geschaltet wird, und den 100-Volt-Regler mittels Relais vollständig übergeht.
Die 100-Volt-Technik lässt bei entsprechender Zentralenkonfiguration auch eine Programmauswahl vor Ort per Auswahlschalter zu, z.B. 1 Programm aus 6 verschiedenen. Anschließend wird noch die Lautstärke geregelt. Auch hier gilt: Im Falle einer Notdurchsage müssen sowohl das Programm weggeschaltet als auch die entsprechende Lautstärke auf Maximalleistung gebracht werden. Dafür sorgt wieder die 24-Volt-Schaltung.
Tipp: Wie erreicht der Schall eigentlich die Menschen?
Gezeigt wird, wie sich das Lautsprecher-Abstrahlverhalten auf der Hörebene gestaltet. Interessant ist das auch für die Abstandsgestaltung der Lautsprecher. Der Strahlungsbereich ergibt sich nach den geometrischen Berechnungen der Deckenhöhe und der Hörebene einer sitzenden oder stehenden Person (in der Regel 1,50 m). Daraus ergibt sich das Dreieck der Hörebene, die dieser Lautsprecher versorgt (wie der Lichtkegel einer Lampe).
Die 7 Phasen für den Aufbau und den Betrieb von Sprachalarmanlagen
Ist eine Sprachalarmierung vorgesehen, gibt es sozusagen den idealen Ablauf ihrer Realisation. Es sind sieben Phasen; die vielleicht schon bekannt sind durch den Aufbau einer Brandmeldeanlage.
Phase 1: Die Konzepterstellung
Die Konzepterstellung erfolgt durch einen Planer – oder auch durch einen bei der Feuerwehr tätigen Fachmann. Dieser nimmt sich dem Gesamtkonzept des Alarmierens und der Evakuierung eines Gebäudes an. Die Sprachalarmierung als wichtiger Baustein wird in das Konzept aufgenommen und als Subsystem der Brandmeldeanlage definiert.
In der Regel ist der Planende ein Sachverständiger, der eine entsprechende Ausbildung in dem Bereich hat. Es gibt Spezialisten mit viel Erfahrung, die bei entsprechend großen Projekten hinzugezogen werden.
Ist z.B. ein großes Kaufhaus geplant, wird automatisch ein Sachverständiger für Brandmeldeanlagen für die Umsetzung der Sprachalarmierung hinzugezogen. Häufig sind aber an dem gesamten Evakuierungskonzept noch andere Personen beteiligt, z.B. die Feuerwehr und die Betreiber des Objekts. Bei den Überlegungen, welche Aspekte eine zu installierende Brandmeldeanlage leisten muss, ist auch der Punkt Sprachalarmierung relevant.
Ein Leitfaden für die Konzepterstellung und die entsprechenden Checklisten finden sich im Anhang dieses Buchs. Zum anderen finden sich hier auch die entsprechenden Daten, die für die nachfolgenden Phasen wichtig sind. Der Anhang sollte deshalb auch verwendet werden, um für die weiteren Phasen die nötigen Eckdaten sicherzustellen.
Phase 2: Die Planung und Projektierung
Die Planung einer Sprachalarmierung ist in zwei wesentliche Punkte zu unterteilen. Geplant wird das Konzept aus der vorhergehenden Phase 1. Spezifiziert wird z.B. das Blockschaltbild, das sich daraus ergeben könnte.
Es wird also bei der Planung praktisch umgesetzt, was als wichtig erachtet wurde (auch diese Eckpunkte sind in der Checkliste im Anhang dieses Buches zu finden). Geplant wird bei einem Planungsunternehmen, in der Regel also einem beauftragten Ingenieurbüro.
Exkurs: Was macht ein Planungsbüro?
Der Planer verwendet das Konzept und dessen Eckdaten als Grundlage. Er ermittelt zunächst Anzahl, Typen und Positionen der Lautsprecher und trägt sie in die Baupläne ein. Ein Blockschaltbilds wird erstellt, das bringt Struktur in die Linienführung und alle angebundenen Komponenten. Anschließend kann die Zentrale dimensioniert und spezifiziert werden. Alles mündet in eine Ausschreibung, die den Unternehmen zur Angebotsabgabe vorgelegt wird. Die Angebote werden technisch beurteilt und die Auswahl dem Auftraggeber vorgeschlagen.
Die Projektierung wird eher von jenen Unternehmen geleistet, die das Sprachalarmsystem dann errichten bzw. liefern. D.h., hier werden noch einmal spezielle Aspekte der Planungsphase berücksichtigt, ggf. Aspekte geändert und neue Erkenntnisse eingebracht, aber auch spezifische Themen wie die genaue Kabel-Leitungsführung erarbeitet. Der Errichter beauftragt den Lieferanten der Sprachalarmzentrale und gestaltet mit ihm den Weg bis zur Inbetriebnahme der Anlage.
Kriterien einer SAA
Automatische Ansteuerung durch eine Brandmeldeanlage (BMA)
Abruf von gespeicherten Textnachrichten mit Aufmerksamkeitssignal
Überwachte Feuerwehrsprechstelle (optional)
Überwachte Zentrale mit Notstromversorgung
Verkabelung der Lautsprecher (LS) in A/B Technik und E30 (zum BA)
Überwachte LS-Linien auf Kurzschluss und Drahtbruch
Nachweis der Sprachverständlichkeit durch Messung (STI / CIS)
Verkabelung
Das Thema Verkabelung ist für den Errichter schon in der Projektierungsphase von fundamentaler Bedeutung. Um Fehler zu vermeiden haben wir hier besonders viele anschauliche Beispiele für Sie aufbereitet.
Die Grafiken der A/B-Verkabelung erklären nochmals, was passiert, wenn das Gebäude in die Sicherheitsstufe II eingeordnet wurde: Die existierenden Lautsprecher werden hier schematisch durch einen Kurzschluss (Kreis) lahmgelegt – toleriert wird, dass wechselseitig die Hälfte der Lautsprecher funktioniert und sich Schallpegelreduzierungen bzw. Sprachverständlichkeitsverluste einstellen.
Wie wird richtig verkabelt?
Die nachfolgenden Grafiken zeigen Verkabelungen, die unter Berücksichtigung der Sicherheitsstufen I und II realisiert werden.
Das Beispiel I a zeigt eine Lösung für zwei Brandabschnitte (wenn das Gebäude in die Sicherheitsstufe I eingestuft worden ist). Es erfolgt keine A/B-, sondern eine einfache Verkabelung, und die zwei Linien in E30 führen direkt in die entsprechenden Brandabschnitte. Entweder bis zum ersten Lautsprecher oder bis an eine Übergabestelle im entsprechenden Abschnitt. Von dort geht es mit normaler Verkabelung weiter.
Beispiel I b zeigt die Verkabelung und die Räume etwas anders, aber mit demselben Prinzip zweier Brandabschnitte. Hier wird das Kabel des zweiten Brandabschnittes durch den ersten hindurchgeführt.
Beispiel I c zeigt die Verkabelung für eine Kombination aus Einzelräumen (wie Büros) und einem Flur. In einem solchen Fall darf eine Lautsprecher-Linie durch den Flur in die Einzelbüros geführt werden. Es ist definitiv zu beachten, dass hier nicht nur der Flur sondern auch die Büros mit Lautsprechern auszurüsten sind. Andernfalls kann in der Regel durch eine verschlossene Tür der benötigte Schalldruck und/oder die Sprachverständlichkeit nicht erreicht werden! Ein wichtiges Schutzziel würde nicht erfüllt. Diese Regelung gilt sowohl für Sicherheitsstufe I als auch II.
Die Lautsprecher dürfen in einer Linie installiert werden, weil toleriert wird, dass ein gesamter Brandabschnitt ausfallen darf (was aber wiederum für Sicherheitsstufe II nicht gilt).
Das Beispiel II a zeigt zwei Brandabschnitte, diesmal separat versorgt durch je zwei Linien. Diese gewährleisten, dass die Hälfte der Lautsprecher im Ausfall noch funktionieren. Auch hier führen E30-Kabel bis in den entsprechenden Brandabschnitt.
Info: Türen wirken verständnishemmend. Eine normale Zimmertür kann den Schall über 30 dB dämmen!
Das Beispiel II b wiederholt den Zusammenhang, zeigt aber eine entsprechende A/B-Lautsprecher-Verkabelung über Kreuz. Hierbei muss gewährleistet sein, dass die Lautsprecher abwechselnd im Raum verteilt sind –, also eine physikalische Gleichmäßigkeit der Verteilung, um bei einem Ausfall auch eine gleichmäßige Abnahme zu gewährleisten.
Das Beispiel II c zeigt wieder die Situation der Büros und des Flures. Es gilt die gleiche Regel; es muss bei Sicherheitsstufe II sogar in jedem Büro dafür gesorgt werden, dass es zwei Lautsprecher gibt, um die A/B-Forderung zu erfüllen. Allerdings können hierfür so genannte A/B-Lautsprecher eingesetzt werden: in einem System (z.B. in einem Deckeneinbaulautsprecher oder in einem Wand-Aufbaugehäuse) zwei Lautsprechersysteme. Diese A/B-Lautsprecher sehen aus wie einer (und wirken im Raum ästhetisch einfach schöner), sind aber elektrisch gesehen zwei.
Wie wirken Eingangssignale?
Was sind Eingangssignale für eine Sprachalarmanlage? Grundlage ist stets die Auslösung durch die Brandmeldezentrale, übertragen durch das sehr wichtige E30-Kabel mit mindestens zwei Adern.
Übertragen wird von der Brandmeldezentrale zum Unterverteiler und anschließend zur Sprachalarmzentrale. Dort wird ausgelöst.
Die andere Variante: die Auslösung mit Hausalarmmeldern. Diese können technisch sternförmig oder auf einer Linie angebunden werden (natürlich auch in E30 bis zur Sprachalarmzentrale).
Eine oder auch mehrere Tischsprechstellen werden via Wanddose mit KAT-5-Kabel zur Zentrale angebunden.
KAT-5-Kabel gibt es aber leider noch nicht in E30. Deshalb werden zur Anbindung des optionalen Brandfallmikrofons zwei J-Y(St)Y-Kabel (in E30) verwendet. So können dann Audio- und Steuersignale des Brandfallmikrofons genauso sauber getrennt und sicher geführt werden.
Das Prinzipschaltbild zeigt eine End-of-Line-Lautsprecherverbindung (EOL). Hier wird dargestellt, dass mit einem Kabel gleichzeitig auch die Rückführung realisiert wird. D.h., ein Kabel führt sowohl zum Lautsprecher (für alle A-Kreise zum Beispiel) und vom letzten Lautsprecher zurück zur Zentrale (also vier Adern pro Lautsprecherlinie).
Phase 3: Montage und Installation
Nach all der Theorie über Lautsprecher und Verkabelungen geht es mit Riesenschritten voran! Nun muss die Anlage in die Realität umgesetzt werden. Die Planungen und Projektierungen sind abgeschlossen; wir beginnen mit der Montage und der Installation. Es ist einfacher als Sie denken!
Nun kommt es darauf an, dass die vom Hersteller gelieferte Zentrale an das Hausnetz angebunden wird! Die Grafik zeigt schematisch einen Technikraum, in dem sich die Sprachalarmzentrale befindet.
Auf der einen Seite kommen die Leitungen „aus der Wand“ –, welche idealerweise in einem Verteilerkasten aufliegen. Von dort aus werden sie in gebündelter Form an die Zentrale weitergeleitet.
Der Verteilerkasten gewährleistet eine klare, saubere Trennung von Hausnetz und Sprachalarmzentrale. Wird am Hausnetz etwas geändert muss die Sprachalarmzentrale nicht zwangsläufig berührt werden und das ggf. neue Routing kann direkt im Verteilerkasten erfolgen.
Phase 4: Die Inbetriebsetzung
Der Inbetriebnahme einer Sprachalarmanlage geht die vollständige und mängelfreie Montage aller Bestandteile der Anlage voraus. Danach folgt eine Prüfung der kompletten funktionalen Kette von der Auslösung der Brandmeldeanlage (BMA) bis hin zur Ansteuerung der Lautsprechergruppen, sowie des Brandfallmikrofons und der gespeicherten Töne und Durchsagen.
Der Störschallpegel, der Nutzschallpegel und die Sprachverständlichkeit müssen gemessen werden. Alle Messergebnisse, Überprüfungen und Funktionsprüfungen dokumentiert der Inbetriebsetzer in einem Inbetriebnahme-Protokoll.
Tipp: Lieferanten-Spezialist dazuholen!
In dieser Phase ist es oft der Fall, dass ein Mitarbeiter des Lieferanten der Sprachalarmzentrale anwesend ist, der bei der Inbetriebnahme hilft. Er prüft, ob die entsprechenden Vorgaben erfüllt sind, z.B., ob die entsprechenden Linien in Ordnung sind. Dies wird er mit einem Impedanz-Messgerät kontrollieren.
Der große Moment – ist eigentlich ein erster großer Test!
1 Das System wird erstmals eingeschaltet! Der Spezialist wird die Sprechstellen und den automatischen Text auf seine Wirksamkeit im ganzen Haus prüfen.
2 Im zweiten Schritt, wenn der so genannte Line Check erfolgt ist – ob also alles wie einst geplant umgesetzt ist –, geht es darum, die Sprachverständlichkeit zu prüfen. Nachdem alle Einstellungen optimiert sind, wird die Wirkung in allen Räumen mit einem Messgerät kontrolliert.
Exkurs: Wie kann man Sprachverständlichkeit messen? Als STI oder CIS
STI-PA: Das Verfahren speist quasi eine Nachbildung der menschlichen Sprache, ein Frequenzgemisch, in die Anlage ein. Auf der anderen Seite wird mit dem STI-PA Messgerät überprüft, in welcher korrekten Qualität dieses Sprachgemisch im Raum ankommt. Ein Zahlenwert objektiviert das Ergebnis: Dieser gibt Auskunft über die Sprachqualität und liegt zwischen 0 (unverständlich) und 1 (exzellent verständlich). Man nennt ihn den STI-Wert (Speech Transmission Index).
CIS: Der CIS-Wert (Common Intelligibility Scale) zeigt die Sprachverständlichkeit auch zwischen 0 und 1 an, jedoch in einer etwas anderen Wertung. Es gibt eine logarithmische Verknüpfung für den Zusammenhang zwischen STI und CIS. Und wie trennt sich die Spreu vom Weizen? Bei 0,5 STI ist eine Grenze, diese entspricht 0,7 CIS. Bei allem Höheren ist die Sprachverständlichkeit in Ordnung, alles darunter bedarf einer Nachbesserung.
Das Ablaufdiagramm zeigt sehr ausführlich, in welchem Zyklus der Messvorgang der Anlage abläuft. Dies scheint komplizierter, als es in Wirklichkeit ist!
1 In der ersten Phase wird der Umgebungsschallpegel untersucht. Dabei muss erreicht werden, dass der Alarmschall/Nutzpegel 10 dB höher ist als der Umgebungsschallpegel. Erst dann kann die Sprachverständlichkeit gemessen werden.
2 Dazu wird im Normalzustand eines Raumes, ohne Testsignal, mit dem Messgerät festgestellt, ob die STI-Anzeige unter 0,2 liegt. Nur dann ist eine STI-PA Messung mit Hintergrundgeräuschen möglich. Anderenfalls muss in einer Ruhephase gemessen werden und die Hintergrundgeräusche werden später rechnerisch in das Ergebnis einbezogen.
3 Erst, wenn die Rahmenbedingungen stimmen, kann mit einer Testsignal-CD die Einspeisung beginnen und von Raum zu Raum an den entsprechenden Stellen gemessen werden: Der CIS-Wert sollte größer 0,8 sein; das wäre ein klarer, guter Wert. Dies wird dokumentiert.
4 Falls das nicht der Fall war (also unter 0,8) sollten mindestens zwei Folgemessungen gemacht werden. Ist bei diesen die Differenz größer als 0,05, muss zunächst die Ursache beseitigt werden, bevor der Testsignalablauf erneut gestartet wird. Ist die Differenz kleiner als 0,03, ist alles in Ordnung. Das arithmetische Mittel der 3 Messungen wird dokumentiert.
5 Ist die Differenz größer als 0,03, folgen erneut drei Messungen. Aus diesen sechs Messungen wird der arithmetische Mittelwert dokumentiert.
Phase 5: Die Abnahme
Für die Abnahme einer Sprachalarmanlage ist eine Fachfirma verantwortlich, i.d.R. die, die die Anlage auch installiert hat. Voraussetzung ist eine mängelfreie Inbetriebnahme mit Vorlage des Inbetriebnahmeprotokolls. Der Feuerwehr muss eine Teilnahme an der Abnahme auf Verlangen ermöglicht werden.
1 Falls eine Sprachalarmanlage der Sicherheitsstufe III eingesetzt wurde, muss sie von einem akkreditierten Prüfer des VdS geprüft und abgenommen werden. Geprüft wird, ob
- die Festlegungen im SAA-Konzept eingehalten wurden
- die in der Norm geforderten technischen Funktionen eingehalten werden
- Abweichungen gegenüber dem Planungsziel noch dem gestellten Schutzziel gerecht werden.
2 Über die Abnahmeprüfung, erfolgreiche Ergebnisse und eventuelle Mängel muss ein Abnahmeprotokoll erstellt werden. Dies enthält
- Art, Anzahl und Ort der angeschlossenen Lautsprecher und Lautsprechergruppen
- die Funktionen
- die Abweichungen vom Planungsauftrag und den technischen Funktionen
- Ersatzmaßnahmen
- Ermittlung des Energiebedarfs und der Überbrückungszeit
- Überprüfung der gespeicherten Brandfalldurchsagen für Alarmierung und Räumung
- Fristen für die Mängelbeseitigung
- Benennung der Verantwortlichen für die Systembetreuung und deren Erreichbarkeit
- Nachweis des Aufbaus der Anlage nach geltenden Vorschriften
Für Betrieb und Instandhaltung muss dem Auftraggeber bei der Abnahme eine komplette Dokumentation übergeben werden.
Phase 6: Der Betrieb
Sobald die Sprachalarmanlage an den Betreiber übergeben worden ist, ist er für die sichere Funktion der Anlage verantwortlich.
Er muss eine verantwortliche Person benennen, die in die Funktion und Bedienung der Anlage eingewiesen worden ist und sich beim Hersteller oder einer Fachfirma regelmäßig schulen lässt. Der Verantwortliche hat dafür zu sorgen, dass die Lautsprecher jederzeit funktionstüchtig sind und frei abstrahlen können.
Im Zweifelsfall muss eine Fachfirma zu Rate gezogen werden. Falls eine Nutzungsänderung für die Räume geplant ist, muss gewährleistet werden, dass zuvor ausgenommene Räume nun in die Beschallung mit einbezogen sind. Falls die Sprachalarmanlage (oder Teile davon) abgeschaltet werden muss, muss der Betreiber für Ersatzmaßnahmen sorgen, bis die Anlage wieder vollständig funktioniert. Die Zeit für eine Abschaltung muss möglichst kurz gehalten werden.
Achtung: Bei Änderungen und/oder Erweiterungen muss die Dokumentation aktualisiert werden.
Phase 7: Die Instandhaltung
Die Instandhaltung muss laut DIN VDE 0833-1/-2 von einer Fachfirma erfolgen. Bei der Instandhaltung werden der Ist-Zustand festgestellt und beurteilt sowie der Soll-Zustand bewahrt bzw. wieder hergestellt.
Wie wird instandgehalten?
1. Inspektionen – müssen 4-mal jährlich in gleichen Zeitabständen erfolgen. Sie beinhalten eine Trendbeobachtung und den Soll-Ist-Vergleich von Schadensindikatoren sowie eine Diagnose zur Schadensbeseitigung.
Einmal jährlich müssen mit entsprechenden Hörtests die Lautsprecher auf Funktion und Verzerrung geprüft werden. Im Zweifelsfall muss auch die Sprachverständlichkeit gemessen werden.
2. Wartungen – müssen halbjährlich erfolgen. Dazu gehören die Pflege, Reinigung und ggf. Auswechseln von Anlagenteilen und Bauelementen, sowie Einstellarbeiten.
3. Instandsetzungen – müssen durch Reparaturen oder den Austausch von Teilen sofort durchgeführt werden, um die Sprachalarmanlage oder Teile davon in einen funktionsfähigen Zustand zurückzusetzen.
Exkurs: Beispiele für eine Brandfalldurchsage (eine Räumung)
„Achtung, Achtung, ich bitte um Ihre Aufmerksamkeit! Aufgrund eines technischen Problems möchten wir Sie bitten, das Gebäude umgehend zu verlassen. Benutzen Sie die gekennzeichneten Notausgänge und das nächstgelegene Treppenhaus. Benutzen Sie nicht die Aufzüge!“
