DE102019113457A1

DE102019113457A1 - Brandschutzverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE102019113457A1
Application number: DE102019113457.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Bolz Mendel Jack Leonhard
Current assignee: GUARDIAN TECHNOLOGIES GMBH, DE
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2020-11-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung von Bränden in einem geschlossenen Raum gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion und zum Löschen von Bränden in Gebäuden sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Bei einem Brand in einem Gebäude sind eine rechtzeitige Branderkennung und Brandeindämmung bzw. -löschung von größter Wichtigkeit, um ein Übergreifen auf benachbarte Räume und/oder Gebäude zu verhindern und Menschen in der brandgefährdeten Umgebung zu warnen bzw. Zeit zu deren Evakuierung zu gewinnen. Dazu ist es bekannt, so genannte Rauchgasbrandmelder an einer Decke eines überwachten Raumes zu installieren, die im Falle von Rauchentwicklung einen akustischen Alarm aussenden. Die Anwesenheit von Rauch wird dabei entweder foto-optisch, durch Lichtstreuung an Rauchgaspartikeln, thermo-optisch durch zusätzliche Registrierung einer Temperaturerhöhung oder über Ionisation bestimmt, die Messung erfolgt jeweils in der Vorrichtung selbst. Rauchgasbrandmelder sind kostengünstig in Betrieb und Herstellung und einfach installierbar, haben allerdings eine Reihe von Nachteilen: Rauch muss erst in die Vorrichtung eindringen, um detektiert zu werden, was insbesondere im Hinblick auf Zugluft eine gewisse Zeit dauern kann, in der sich der Brand undetektiert ausbreitet. Außerdem sind sie nicht in der Lage, den Qualm einer Zigarette, erhöhtes Dampfaufkommen beim Kochen oder von außerhalb des Raumes stammenden Rauch von einer Brandquelle im Raum zu unterscheiden. Damit ist auch keine direkte Kopplung eines Rauchbrandmelders mit einer Löschvorrichtung möglich, da eine Vielzahl von unerwünschten und im Fall einer Branderstickung sogar gefährlichen Fehllöschungen ausgelöst würde.
Bei bekannten, automatisierten Löschvorrichtungen in Form von Sprinkleranlagen ergibt sich das Problem eines relativ großen Platzbedarfs. Außerdem verursacht ein von diesen vorgenommener, allgemein ungezielter Löschvorgang regelmäßig einen schwerwiegenden Folgeschaden.
Ebenfalls bekannt ist die Brandüberwachung auf Basis von thermischen Strahlungssensoren, insbesondere Infrarot (IR) -Kameras sowie gekoppelte Branddetektions-Löschsysteme auf Basis von IR-Kameras. Aus der DE 21 2010 000 060 U1 ist die großflächige Überwachung von Lagerflächen mit mindestens einer automatisch steuerbaren IR-Kamera bekannt, die mit mindestens einem steuerbaren Löschmonitor verbunden ist. Die IR-Kamera nimmt fortlaufend Bilder auf, wobei eine Echtzeitmessung mit 50 Bildern je Sekunde vorgesehen ist. Wird aufgrund einer schnellen Temperaturerhöhung und einer Ausbreitung der Wärmequelle in den von einer Software ausgewerteten IR-Bildern ein Brand erkannt, wird der Löschmonitor zur Löschung angesteuert. Nachteilig an dieser Vorrichtung sind die hohe Datenmenge und notwendige Computerleistung aufgrund der fortlaufenden Bildauswertung. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass den größten Teil der Zeit kein Brandereignis auftritt, aber trotzdem eine Datenverarbeitung stattfinden muss, ist diese Lösung sehr aufwendig. Auch besteht bei Einsatz einer derartigen Vorrichtung in Privathaushalten die Gefahr der Missidentifikation bei ungefährlichem, von einer Person überwachtem Feuer wie beispielsweise einem Kamin, einer Kochstelle oder einem Bunsenbrenner, die zu enormen, unnötigen Löschschäden an Inventar und Gebäude führen. Eventuell anwesende Personen werden durch den Löschvorgang unter Umständen gefährdet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein effektives und kostengünstiges Verfahren vorzuschlagen, mit dem ein Brand sicher und schnell detektiert und gelöscht werden kann und dass bewusst erzeugte, kontrollierte Feuer von der Löschung ausschließt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung anzugeben.
Die Verfahrensaufgabe wir erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung von Bränden in einem geschlossenen Raum mit den folgenden Schritten gelöst:

a) Detektieren der Anwesenheit von Rauch durch eine an einer Decke des Raumes angeordnete optische Messeinheit, wobei die optische Messeinheit den Raum permanent abtastet und wobei die optische Messeinheit ein Signal an eine Steuerung sendet,
b) Auswerten des Signals durch die Steuerung, wobei im Fall einer Abwesenheit von Rauch Schritt a) wiederholt wird und im Fall einer Anwesenheit von Rauch die Steuerung die Entfernung zur Detektionsstelle sowie die Ortswinkelkoordinaten des detektierten Rauchs θ = 0, φ = φ₀ ermittelt und anhand dieser vermutete Brandherdkoordinaten θ₀, φ₀ durch elektronische Projektion auf eine Bodenfläche des Raumes ermittelt;
c) Aktivieren einer Kamera und Ausrichten der Kamera auf die projizierten Koordinaten θ₀, φ₀ zur Messung und Aufnahme von wenigstens einem Bild und Weiterleiten des wenigstens einen Bildes an die Steuerung;
d) Klassifizieren des wenigstens einen Bildes durch die Steuerung anhand von hinterlegten Parametern in mindestens die Bildklasse „Mensch“ oder „Brand“;
e) Wird ein Brand erkannt, erfolgt eine Alarmierung von in der Steuerung hinterlegten Notrufnummern;
e.1) wird gleichzeitig kein Mensch erkannt, erfolgt Schritt f);
e.2) wird gleichzeitig ein Mensch in einem unmittelbaren Löschbereich erkannt, wird dessen Anwesenheit über einen Zeitraum Δt erfasst und Schritt f) durchgeführt, sofern dessen durchgehende Anwesenheit nicht über diesen Zeitraum Δt festgestellt wird;
f) Aktivieren und Ausrichten einer dreh- und schwenkbaren Löschdüse auf die ermittelten Koordinaten des Brandes und Löschen des Brandes durch Leiten von Löschmittel durch die Löschdüse, wobei die Kamera aktiv bleibt;
g) Nach mittels Kamera und/oder optischem Sensor von der Steuerung ermittelter Löschung des Brandes werden Kamera und Löschdüse in ihre jeweilige Ruheposition verfahren, gefolgt von Schritt a).

Durch den Einsatz einer auf einem optischen Verfahren basierenden Messeinheit, die den zu überwachenden Raum permanent abtastet, ist eine Brand- bzw. Rauchdetektion ohne eine aufwendige Bildverarbeitung und Bildauswertung möglich. Im am häufigsten auftretenden Fall eines nicht vorhandenen Brandes sendet die optische Messeinheit lediglich kontinuierlich Strahlung aus und misst die auftreffende, von Wänden und Möbeln rückgestreute Strahlung. Bei Anwesenheit von Rauch findet eine Streuung des ausgesendeten Lichtes nicht erst an einer Raumwand, sondern aufgrund der Rauchgaspartikel bereits im Raum statt, wobei der Unterschied des Streuortes durch die Auswertung der Daten der optischen Messeinheit durch die Steuerung detektiert wird. Über in verschiedene Richtungen ausgesendete und die Messung der aus dieser Richtung rückgestreuten Strahlung ist die optische Messeinheit richtungssensitiv, womit sie Winkelkoordinaten der Rauchdetektion und Koordinaten eines vermuteten Brandherdes bestimmt. Dabei werden die Koordinaten der ersten Branddetektion an einer Raumdecke gewählt, da hier, zumindest, sofern keine äußeren Luftströme vorliegen, der kürzeste Weg vom Brandherd zum Ort der Detektion der wahrscheinlichste ist und der Brandherd als in einer Senkrechten unterhalb der Rauchdetektion angenommen werden kann. Erst im Fall einer Rauchdetektion durch die optische Messeinheit wird eine Kamera aktiviert. Diese ist ansonsten inaktiv an einer Raumdecke angeordnet, vorzugsweise in einer Raumecke. Durch die Weiterleitung der Winkelkoordinaten und der Entfernung der Rauchdetektion zum optischen Sensor an die Kamera entfällt eine aufwendige und zeitintensive Abtastung des gesamten Raumes durch die Kamera.
Bei einer Rauchdetektion ohne Brandherd, beispielsweise einem Raucheintritt durch ein offenes Fenster, bei Wasserdampf, bei Zigarrenrauch oder anderem mehr, erkennt die Steuerung anhand der Kamerabilder mangels eines Bildes der Bildklasse „Brand“, dass kein Brandherd vorhanden ist. Somit wird trotz einer Rauchdetektion mit großem Vorteil kein Fehlalarm ausgelöst. Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Steuerung die als „Brand“ identifizierten Kamerabilder anhand eines Abgleiches mit einer entsprechend hinterlegten Bildklasse gleichzeitig auf das Vorhandensein einer Person hin analysiert. Dabei ist das Verfahren erfindungsgemäß auf die Analyse weiterer Bildklassen, wie beispielsweise „Tier“, erweiterbar. Bei Erkennung der Bildklasse „Mensch“, also bei Detektion der Anwesenheit eines Menschen, findet zunächst trotz festgestelltem Brand keine Löschung statt. Hiermit ist vorteilhaft sichergestellt, dass der anwesende Mensch nicht im Zuge des Löschvorgangs erstickt, da dieser vorzugsweise mit erstickenden Gasen wie CO₂ stattfindet.
Über fortlaufende Beobachtung von sowohl Brand als auch detektiertem Menschen durch die Kamera erkennt die Steuerung, ob der Mensch den Raum verlässt, beispielsweise, nachdem er aufgewacht oder aus einer Ohnmacht erwacht ist. In diesem Fall findet eine Löschung nach Verlassen des Raumes statt. Hierbei ist es bereits ausreichend, wenn der entsprechende Mensch einen unmittelbaren, von der Steuerung berechneten Löschbereich verlässt.
Die Alarmierung von Notrufnummern bei Branddetektion stellt ein frühstmögliches Eintreffen der Rettungskräfte sicher, sodass ein eventuell im Brandraum dauerhaft anwesender Mensch evakuiert werden kann. Über Kamerabilder während der Löschung steuert die Steuerung die Löschdüse entsprechend der Brandentwicklung, wodurch die Löschung effizienter ist.
Zum Schutz der Kamera und aus optischen Gründen ist es in einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass optischer Sensor und Löschdüse sowie Zuleitungen des Löschmittels durch eine Zwischendecke vom überwachten Raum getrennt sind. Lediglich der optische Sensor ist direkt im überwachten Raumvolumen angeordnet. Bei Rauchdetektion und Aktivierung der Kamera öffnet sich eine Klappe in der Zwischendecke und die Kamera fährt in den Raum herab. Auch für die Löschdüse ist eine Öffnung vorgesehen, die nach Aktivierung der Löschdüse deren Verbringung in den Raum und damit deren direkten Zugang zum Raumvolumen ermöglicht. Kamera und Löschdüse können erfindungsgemäß auch dieselbe Öffnung nutzen.
Bei Deaktivierung der Kamera bzw. der Löschdüse werden diese jeweils wieder aus dem überwachten Raumvolumen eingefahren und die Öffnungen in der Zwischendecke geschlossen.
Die Steuerung ist insbesondere in Form einer Software ausgebildet vorgesehen.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass in Schritt d)

- eine Drehung der aktiven Kamera unter Bildaufnahme und - auswertung um Azimutwinkel Δφ > 0 und Polarwinkel Δθ > 0 solange erfolgt, bis Azimutwinkel φ und Polarwinkel θ der Kamera wieder gleich den projizierten Ortskoordinaten θ₀, φ₀ sind, sofern in den Bildern weder ein Mensch noch ein Brand erkannt wurde,
- wobei die Schritte e) bis f) durchgeführt werden, wenn die Steuerung bei dieser Drehung einen Brand ermittelt;

Die entsprechende Drehung der Kamera, die den kompletten Raumwinkel unterhalb der Decke abdeckt, an der die Kamera angeordnet ist, ermöglicht die Aufnahme des gesamten Raumes durch ein oder mehrere Bilder. Damit kann ein Brandherd auch im Fall einer Rauchverwehung durch Luftzug o.ä. entdeckt werden, selbst wenn an den von der optischen Messeinheit ermittelten Koordinaten kein Brandherd ist. Die Löschung erfolgt zuverlässig lokalisiert. Bei Erreichen der Ausgangausrichtung der Kamera, ohne dass ein Brand detektiert wurde, wird die Rauchdetektion als Brandfehlmeldung eingestuft, sodass eine weitere Überwachung des Raumes durch die Kamera nicht länger erforderlich ist. Auch dies reduziert Datenmenge und Betriebszeiten.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die optische Messeinheit aus Laserpulsen stammendes rückgestreutes Licht misst, insbesondere eine LIDAR-Messung durchführt. Bei einer LIDAR-Messstation ist eine Rauchdetektion lediglich auf eine einfache Laufzeitmessung zurückzuführen und damit besonders einfach und fehlerreduziert durchführbar.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kamera thermische Wellenlängen detektiert, insbesondere IR-Bilder aufnimmt. IR-Bilder ermöglichen eine zuverlässige Branderkennung, die auch bei verdeckenden Objekten im Vordergrund möglich ist oder bei für elektromagnetische Strahlung im optischen Bereich undurchlässigem Rauch. Auch können Rückschlüsse auf Temperaturverteilung und Brandentwicklung geschlossen werden, womit die Löschung weiter optimiert wird.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein optischer und/oder akustischer Alarm im oder beim überwachten Raum ausgesendet wird. Auf diese Weise werden Personen auf den detektierten Brand aufmerksam gemacht, die sich entweder im Raum oder in dessen Nähe befinden. Dies erleichtert eine Evakuierung des gesamten gefährdeten Bereichs. Im Fall eines bewusst erzeugten, kontrollierten, sich nicht ausbreitenden Feuers wird die dafür verantwortliche Person auf die Brandfehldetektion aufmerksam gemacht und kann entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Insbesondere ist das Aussenden des optischen und akustischen Alarms in bzw. ab Schritt e) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen.
Erfindungsgemäß wird flüssiges und/oder gasförmiges und/oder schaumförmiges Löschmittel eingesetzt, wobei bei gleichzeitigem Einsatz beider Löschmittel diese in getrennten Kanälen der Löschdüse geführt werden.
Bei gleichzeitiger Verwendung von Löschgas und Wasser kann das Wasser bei Nutzung entsprechender Löschdüsen vernebeln und damit eine Wasserdampfhülle für das Löschgas bilden, womit die Reichweite des Gases erhöht und dem Brandherd zusätzlich Energie entzogen wird.
Außerdem ist es in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch vorgesehen, dass die Steuerung bei Branderkennung einen Zugang zu dem überwachten Raum reversibel schließt. Damit wird die Sauerstoffzufuhr zum Raum reduziert und ein Übergreifen auf benachbarte Räume zumindest erschwert. Da der Zugang wieder geöffnet werden kann, bleibt das Verlassen des Raumes durch eine anwesende Person oder das Eintreten in den Raum, beispielsweise durch die Feuerwehr, trotzdem möglich.
Die Vorrichtungsaufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung und Bekämpfung von Bränden in einem oder mehreren geschlossenen Räumen nach den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung weist dabei wenigstens einen optischen Sensor, wenigstens eine bewegbare Kamera und wenigstens eine bewegbare Löschmitteldüse pro überwachtem Raum auf, wobei optischer Sensor und Kamera jeweils mit wenigstens einer Steuerung datenübertragend verbunden ausgebildet sind und der optische Sensor kontinuierlich Daten an die Steuerung sendend ist und eine Aktivierung der Kamera triggernd und diese bewegend ist, wobei die Vorrichtung weiter wenigstens ein mit der Löschmitteldüse verbundenes Löschmittelreservoir aufweist und wobei die Steuerung anhand der Daten des optischen Sensors und der Kamera sowohl einen Brand als auch einen anwesenden Menschen erkennend ist und den Brand in Abhängigkeit von der Erkennung eines Menschen mittels der Löschdüse und dem Löschmittel bekämpfend ist.
Der optische Sensor ermöglicht eine kostengünstige, aufwandsarme und zuverlässige Detektion von Rauch. Besonders vorteilhaft ist der optische Sensor dabei im Betriebszustand an einer Decke des zu überwachenden Raumes platziert. Durch das erfindungsgemäße Triggern der Kamera anhand der Sensordaten wird deren dauerhafte Aktivierung und Datenerfassung vermieden. Eine Lokalisierung des Brandes ist nach Rauchdetektion mittels des optischen Sensors zuverlässig mit Hilfe der Kamera möglich. Durch Erkennung von anwesenden Personen wird in diesem Fall eine Löschung verhindert oder verzögert, wodurch die Person vor Erstickung geschützt ist, bzw. Fehllöschungen verhindert sind.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Steuerung eine Aktivierung und Ausrichtung der Löschmitteldüse anhand der Daten von optischem Sensor und Kamera steuernd ist. Damit ist mit großem Vorteil eine ständige Aktualisierung der Ausrichtung der Löschmitteldüse und der zugeführten Löschmittelmenge je nach Ort und Ausbreitung des Brandes ermöglicht.
Die Erfindung sieht in einer Ausgestaltung vor, dass die Vorrichtung eine von der Steuerung aktivierbare Datenübertragung zu einem Notfalldienst aufweist. Damit ist bei entsprechend festgestellten Parametern die direkte Aktivierung der Rettungskräfte, insbesondere der Feuerwehr ermöglicht. Ein unter Umständen erst verzögert auftretendes Bemerken des Brandes durch eine Person mit entsprechend verzögerter Alarmierung wird mit Vorteil vermieden. Gegebenenfalls ist auch die Alarmierung weiterer, hinterlegter Telefonnummern vorgesehen.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Löschdüse mehrere, insbesondere zwei, Löschmittelkanäle aufweist. Mit einer solchen Löschdüse sind die Löschmittel Wasser und Löschgas unabhängig voneinander, auch gleichzeitig, einsetz- und dosierbar. Dies ermöglicht unter anderem eine vorteilhafte Dampfhüllenbildung des Wassers um das Löschgas.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Löschdüse eine auf Basis des Lavalprinzips arbeitend ist. Eine solche Düse ermöglicht hohe Geschwindigkeiten des in der Löschdüse geführten Löschmittels und durch die nachfolgende Geometrie eine geringe Auffächerung des Löschmittelstrahls, bevor dieser auf den Brandherd trifft.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist weiterhin mit Vorteil vorgesehen, dass sie einen Antrieb zum Verschließen des überwachten Raumes sowie eine Betätigungsleitung von der Steuerung zu dem Antrieb aufweist. Damit ist ein automatisches Schließen der Tür durch die Steuerung bei detektiertem Brand ermöglicht, die Sauerstoffzufuhr des Brandes reduziert und ein Übergreifen auf weitere Räume verhindert bzw. zumindest erschwert.
Weiterhin ist es in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung modular ist und nachträglich um weitere erste Sensoren, Kameras und Löschmitteldüsen in demselben Raum oder in weiteren Räumen erweiterbar ist, ggf. unter Anpassung des Löschmittelreservoirvolumens. Damit ist eine Erweiterung der Brandüberwachung von einem Raum über eine Wohnung/ein Büro hin zur Überwachung einer ganzen Etage, eines ganzen Wohn- oder Geschäftshauses ermöglicht. Außerdem sind so komplizierte Raumstrukturen sehr gut überwachbar.
Schließlich ist in Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, dass sie eine übergeordnete Steuerung und mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen aufweist, wobei die übergeordnete Steuerung die Steuerungen überwachend und steuernd ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich die Überwachung auch mehrere Häuser ermöglichen oder mehrerer unterschiedlicher, nicht notwendigerweise aufeinanderfolgender Etagen eines Hochhauses. So sind Informationen insbesondere über die Brandentwicklung auch über mehrere Räume hinweg sammel- und an eine Leitstelle weiterleitbar, so dass diese einen genauen Überblick über die Anzahl und den Aufenthaltsort von anwesendenen Personen im Gebäude hat.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf eine Figur näher erläutert. Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind dabei der Beschreibung der Figur zu entnehmen. Dabei zeigt:

1 einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Ein optischer Sensor 1 führt fortlaufend eine optische Messung M1 im zu überwachenden Raum durch. Der optische Sensor 1 ist mit einer Steuerung 3 verbunden, an die ein Messergebnis betreffend das Vorhandensein oder der Abweseneheit von Rauch R weitergeleitet wird. Wurde kein Rauch R detektiert, überwacht der optische Sensor 1 weiter den Raum auf Rauchentwicklung, was in der 1 einem Zweig „nein“ n entspricht. Wurde Rauch R detektiert, veranlasst die Steuerung 3 eine Kameraaktivierung A1, was in der 1 einem Zweig „ja“ j entspricht. Dabei wird in einer besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Kamera 4 aus einer inaktiven Ruheposition in den zu überwachenden Raum ausgefahren. Eine Kameramessung M2 ergibt jeweils einen Status des überwachten Raumes in Form eines oder mehrere Bilder. Das oder die aufgenommene(n) Bild(er) leitet die Kamera 4 an die Steuerung 3 weiter. Die Steuerung 3 nimmt anhand hinterlegter Bildklassen, mindestens einer Bildklasse „Brand“ B1 und einer Bildklasse „Mensch“ B2, einen Abgleich mit der Kameramessung M2 vor. Wird dabei die Bildklasse „Brand“ B1 nicht identifiziert, liegt kein Brand B vor. Die Steuerung 3 veranlasst eine Drehung W der Kamera 4. Im schleifenartigen Durchlauf des Verfahrens von Kameramessung 4 und Bildklassenidentifizierung, bei der kein Brand detektiert wird, werden die Raumwinkelkoordinaten Ω der Kameraausrichtung jeweils leicht verändert. Wurde in der entsprechenden Schleife die Kameraausrichtung derart verändert, dass ein gesamter Raum unter der Raumdecke des überwachten Raumes von der Kameramessung M2 abgedeckt ist, entsprechen die Raumwinkelkoordinaten Ω der Kameraausrichtung wieder den ursprünglichen, projizierten Winkelkoordinaten der Rauchdetektion Ω₀ . In diesem Fall liegt kein Brand B im Raum vor, die Steuerung 3 löst eine Deaktivierung X1 der Kamera 4 aus und der Raum wird weiterhin lediglich durch optische Messung M1 des optischen Sensors 1 überwacht. Wird über die Identifizierung der Bildklasse Brand B1 ein Brand B detektiert, werden die Koordinaten des Brandes B über die jeweilige Kameraausrichtung und Kameramessung M2 durch die Steuerung 3 bestimmt. Außerdem veranlasst die Steuerung 3 eine Alarmierung hinterlegter Notrufnummern 5 und einen akustischen und/oder optischen Alarm 6 und schließt optional den oder die Zugänge zum überwachten Raum über entsprechende Antriebe 7 an den Zugängen, wobei das Verschließen reversibel ist. Gleichzeitig überprüft die Steuerung 3, ob in der Kameramessung M2 die Bildklasse Mensch B2 vorhanden ist. Wird die Anwesenheit eines Menschen M identifiziert, läuft eine Schleife ab, in der die Kamera 4 weiterhin Bilder aufnimmt und die Steuerung 3 die Kameramessung M2 auf das Vorhandensein der Bildklasse Mensch B2 analysiert. Dies geschieht über einen Zeitraum Δt, von insbesondere 120 Sekunden oder weniger, vorzugsweise 60 Sekunden oder weniger, insbesondere 30 Sekunden oder weniger.
Wird bei Auswertung der Kameramessung M2 durch die Steuerung 3 kein Mensch M identifiziert, übernimmt die Steuerung 3 eine Löschdüsenaktivierung A2 sowie eine Löschdüsenausrichtung D2 anhand der ermittelten Brandkoordinaten. Löschmittel wird zu einer Löschung 2 des Brandes B durch die Löschdüse 8 geleitet. Dabei wird die Lage und das Vorhandensein des Brandes B weiterhin über aktuelle Aufnahmen der Kamera 4 und die Verarbeitung durch die Steuerung 3 überwacht, bei Bedarf steuert die Steuerung 3 eine weitere Löschdüsenausrichtung 3 anhand der ermittelten, aktuellen Brandkoordinaten. Kann kein Brand B mehr detektiert werden, veranlasst die Steuerung 3 eine Löschdüsen- und Kameradeaktivierung X1, X2.
Bezugszeichenliste

1: optischer Sensor
2: Löschung
3: Steuerung
4: Kamera
5: Notrufnummern
6: Alarm
7: Antrieb
8: Löschdüse
M1: optische Messung
M2: Kameramessung
A1: Kameraaktivierung
A2: Löschdüsenaktivierung
B1: erste Bildklasse
B2: zweite Bildklasse
W: Kameradrehung
D1: Kameraausrichtung
D2: Löschdüsenausrichtung
X1: Kameradeaktivierung
X2: Löschdüsendeaktivierung
M: Mensch
B: Brand
R: Rauch
Ω₀: projizierte Winkelkoordinaten Rauchdetektion
Ω: Raumwinkel Kamera
j: ja
n: nein

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 212010000060 U1 [0004]

Claims

Verfahren zur Erkennung und Bekämpfung von Bränden in einem geschlossenen Raum aufweisend folgende Schritte: a) Detektieren der Anwesenheit von Rauch (R) durch eine an einer Decke des Raumes angeordnete optischer Sensor (1), wobei der optische Sensor (1) den Raum permanent abtastet und wobei der optische Sensor (1) ein Signal (M1) an eine Steuerung (3) sendet, b) Auswerten des Signals (M1) durch die Steuerung (3), wobei im Fall einer Abwesenheit von Rauch (R) Schritt a) wiederholt wird und im Fall einer Anwesenheit von Rauch (R) die Steuerung (3) die Ortswinkelkoordinaten des detektierten Rauchs (R) θ = 0, φ = φ₀ ermittelt und anhand dieser vermutete Brandherdkoordinaten θ₀, φ₀ durch elektronische Projektion auf eine Bodenfläche des Raumes ermittelt; c) Aktivieren (A1) einer Kamera (4) und Ausrichten der Kamera (4) auf die projizierten Ortskoordinaten θ₀, φ₀ zur Messung (M2) und Aufnahme von wenigstens einem Bild und Weiterleiten des wenigstens einen Bildes an die Steuerung (3); d) Klassifizieren des wenigstens einen Bildes durch die Steuerung (3) anhand von hinterlegten Parametern in mindestens die Bildklasse „Mensch“ oder „Brand“ (B2, B1); e) Wird ein Brand (B) erkannt, erfolgt eine Alarmierung von in der Steuerung (3) hinterlegten Notrufnummern (5); e.1) wird gleichzeitig kein Mensch (M) erkannt, erfolgt Schritt f); e.2) wird gleichzeitig ein Mensch (M) in einem unmittelbaren Löschbereich erkannt, wird dessen Anwesenheit über einen Zeitraum Δt erfasst und Schritt f) durchgeführt, sofern dessen Anwesenheit nicht über diesen Zeitraum Δt festgestellt wird; f) Aktivieren (A2) und Ausrichten (D2) einer dreh- und schwenkbaren Löschdüse (8) auf die ermittelten Koordinaten des Brandes (B) und Löschen (2) des Brandes (B) durch Leiten von Löschmittel durch die Löschdüse (8), wobei die Kamera (4) aktiv bleibt; g) Nach mittels Kamera (4) und/oder optischen Sensor (1) von der Steuerung ermittelter Löschung (2) des Brandes (B) werden Kamera (4) und Löschdüse (8) in ihre jeweilige Ruheposition verfahren, gefolgt von Schritt a);
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt d) - eine Drehung (W) der aktiven Kamera (4) unter Bildaufnahme und -auswertung um Azimutwinkel Δφ > 0 und Polarwinkel Δθ > 0 solange erfolgt, bis Raumwinkel Ω mit Azimutwinkel φ und Polarwinkel θ, der Kamera (4) wieder gleich den projizierten Ortskoordinaten Ω₀ = (θ₀, φ₀) sind, sofern in den Bildern weder ein Mensch (M) noch ein Brand (B) erkannt wurde, - wobei die Schritte e) bis f) durchgeführt werden, wenn die Steuerung (3) bei dieser Drehung (W) einen Brand (B) ermittelt;
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der optische Sensor (2) aus Laserpulsen stammendes rückgestreutes Licht misst, insbesondere eine LIDAR-Messung durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (4) thermische Wellenlängen detektiert, insbesondere IR-Bilder aufnimmt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein optischer und/oder akustischer Alarm (6) im oder beim überwachten Raum ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein flüssiges und/oder gasförmiges und/oder schaumförmiges Löschmittel eingesetzt wird, wobei bei gleichzeitigem Einsatz beider Löschmittel diese in getrennten Kanälen der Löschdüse (8) geführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Steuerung (3) einen Zugang zu dem überwachten Raum mittels eines Antriebs (7) reversibel schließt, wenn ein Brand (B) erkannt wurde.
Vorrichtung zur Erkennung und Bekämpfung von Bränden in einem oder mehreren geschlossenen Räumen, aufweisend wenigstens einen optischen Sensor (1), wenigstens eine bewegbare Kamera (4) und wenigstens eine bewegbare Löschmitteldüse (8) pro überwachtem Raum, wobei optischer Sensor (1) und Kamera (4) jeweils mit wenigstens einer Steuerung (3) datenübertragend verbunden ausgebildet sind und der optische Sensor (1) kontinuierlich Daten an die Steuerung (3) sendend ist und eine Aktivierung (A1) der Kamera (4) triggernd und diese bewegend ist, wobei die Vorrichtung weiter wenigstens ein mit der Löschmitteldüse (8) verbundenes Löschmittelreservoir aufweist und wobei die Steuerung (3) anhand der Daten des optischen Sensors (1) und der Kamera (4) sowohl einen Brand (B) als auch einen anwesenden Mensch (M) erkennend ist und den Brand (B) in Abhängigkeit von der Erkennung eines Menschen (M) mittels der Löschdüse (8) und dem Löschmittel bekämpfend ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) eine Aktivierung (A2) und Ausrichtung (D2) der Löschmitteldüse (8) anhand der Daten von optischem Sensor (1) und Kamera (4) steuernd ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine von der Steuerung (3) aktivierbare Datenübertragung zu einem Notfalldienst aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschdüse (8) mehrere, insbesondere zwei Löschmittelkanäle aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschdüse (8) auf Basis des Lavalprinzips arbeitend ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Antrieb (7) zum Verschließen des überwachten Raumes sowie eine Betätigungsleitung von der Steuerung (3) zu dem Antrieb (7) aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie modular aufgebaut ist und um weitere erste Sensoren (1), Kameras (4) und Löschmitteldüsen (8) in demselben Raum oder in weiteren Räumen erweiterbar ist, ggf. unter Anpassung des Löschmittelreservoirvolumens.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine übergeordnete Steuerung und mehrere Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14 aufweist, wobei die übergeordnete Steuerung die Steuerungen (3) überwachend und steuernd ausgebildet ist.