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Die Erfindung betrifft ein Fluchtleitsystem zur Rettung von Personen aus geschlossenen Räumen, wie etwa aus Wohnungen, Hotels, Krankenhäusern, Büroräumen, oder Schiffen unter Verwendung von vorzuhaltenden Fluchthauben zum Überziehen für alle anwesenden Personen.
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Es ist bekannt, dass im Brandfall der Rauch das Hauptproblem darstellt und die betroffenen Personen nicht erkennen können, auf welchem Weg der gefährdende Ort am schnellsten und sichersten verlassen werden kann. In vielen Fällen sind zwar Fluchtwege grundsätzlich bekannt, man kann jedoch aufgrund dichten Rauchs nichts mehr erkennen und man sieht nicht, ob der Fluchtweg frei und sicher ist. Oft kann man auch nicht sehen, wohin man tritt. In vielen Fällen betragen die Sichtweiten nur wenige Zentimeter und es ist dunkel, weil kein Licht den Rauch durchdringen kann.
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Wenn eine große Zahl von betroffenen Personen flüchtet, ist auch nicht klar, wohin die Personen flüchten können, damit sich auf den Fluchtwegen nichts staut und auch keine Gefahr entsteht, dass stolpernde oder fallende Personen Hindernisse bilden oder im schlimmsten Fall von nachfolgenden Leuten totgetreten werden.
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Man versucht, solche Situationen durch Übungen und durch adaptive Fluchtweglenkung zu bewältigen. Beispielsweise wird in dem Artikel „Bitte folgen Sie mir zum Notausgang“ der Frankfurter Allgemeine vom 27.07.2019 ein solches adaptives System zur Fluchtweglenkung beschrieben, welches den Flüchtenden den richtigen Weg weist und falsche Richtungen sperrt. Es wird auch beschrieben, wie der Eaton-Konzern Leute hat befragen lassen, wie sie denn im Notfall reagieren würden, wobei sich ergab, dass ein Drittel der Leute zum nächsten Ausgang rennen würde und nur ein Fünftel der Leute den Rettungszeichen folgen würde.
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Hierbei ist fraglich, wie bei Rauchausbreitung und dichtem, schwarzen Rauch die Leute den nächsten Ausgang finden oder die Rettungszeichen überhaupt sehen können. Auch ist in solchen Fällen nicht erkennbar, ob sich auf dem Fluchtweg Menschen befinden, denen geholfen werden muss, oder, ob Angehörige sich in Not befinden, beispielsweise Kinder. In solchen Fällen bricht oft Panik aus.
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Wieder andere warten auf Anweisungen von Personal, Polizei oder Feuerwehr und bleiben inaktiv, wobei wertvolle Zeit verloren geht. An Versuchen, diese Probleme zu bewältigen, hat es in der Vergangenheit nicht gefehlt.
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Die
GB 2535723 A beschreibt ein Notleitsystem zur Verwendung in einem Gebäude oder einer anderen Struktur, wobei das System ein Headset umfasst, das im Gebrauch über den Augen eines Benutzers platziert wird:
- • wobei das Headset einen Bildschirm sowie Bilderfassungsmittel zum Erfassen von Bildern der realen Welt in der Nähe der Benutzer umfasst,
- • und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um eine dreidimensionale virtuelle Realität zu erzeugen und Bilder der realen Umgebung in die dreidimensionale virtuelle Realität zu mischen, um eine gemischte Realität zu erzeugen, die ein Sichtfeld eines Benutzers darstellt, und die gemischte Realität auf dem Bildschirm anzuzeigen,
- • umfasst das System ferner ein Speichermodul, in dem ein dreidimensionales virtuelles Modell des Innenlayouts des Gebäudes oder einer anderen Struktur gespeichert ist,
- • ein Positionierungsmodul zum Bestimmen des aktuellen Ortes des Benutzers in dem Gebäude oder einer anderen Struktur,
- • ein Verarbeitungsmodul, das konfiguriert ist, um eine empfohlene Route von dem aktuellen Ort des Benutzers relativ zu dem Gebäude oder der Struktur zu einem zweiten Ort zu berechnen und zum Erzeugen von Navigationsdaten, die für die empfohlene Route repräsentativ sind,
- • und einem Bildverarbeitungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es Bilddaten erzeugt, die für die Navigationsdaten repräsentativ sind und die Bilddaten in der Umgebung mit gemischter Realität auf dem Bildschirm anzeigen.
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Optional können in das Headset der
GB 2535723 A die Bilddaten durch Navigationssymbole eingeblendet werden. Wenn sich der Benutzer durch das Gebäude bewegt, werden die Positionsdaten von dem Positionierungsmodul aktualisiert. Externe Sensoren zeigen Gefahren oder Hindernisse auf der empfohlenen Route an und aktualisieren die Route ggf. neu. Es können auch Sensoren vorgesehen werden, die auf Gefahrenherde hinweisen, beispielsweise Wärmesensoren für Brandherde oder chemische Sensoren für Giftstoffe.
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Das Notleitsystem der
GB 2535723 A enthält optional einen Kopfhörer, an dem das Positionierungsmodul angebracht ist. Weiterhin kann das Headset eine Gesichtsmaske umfassen, die dichtend über der Nase oder dem Mund eines Benutzers getragen werden kann und außerdem ein Beatmungsgerät nach Art einer Gasmaske.
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Das Notleitsystem der
GB 2535723 A ist gekoppelt mit einem Steuersystem und einem Speichermodul, in dem ein virtuelles Modell des Gebäudes oder der Struktur gespeichert ist. Über dieses Steuersystem können auch mehrere Flüchtende oder zu Evakuierende miteinander vernetzt werden, die Informationen über ihre Bewegung abgeben oder erhalten. Die Vernetzung kann über ein Funkmodul erfolgen, welches über ausfallgeschützte Knoten über das Gebäude oder die Struktur verfügt.
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Das Notleitsystem der
GB 2535723 A weist jedoch eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf. Falls die gesamte Elektronik des Gebäudes oder der Struktur aufgrund eines Brandereignisses ausfällt, stehen nur die Fluchtwege zur Verfügung, die im System bereits programmiert sind sowie diejenigen, die im Fluchtwegeplan verzeichnet sind. Auch weiß das System dann nicht, wo sich der Flüchtende gerade befindet und welches virtuelle Bild ihm die VR-Brille anzeigt, es kann sich also um ein falsches Bild eines anderen Ortes handeln.
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Aber auch wenn die Stromversorgung erhalten bleibt und alle Einrichtungen funktionsfähig bleiben, findet auch keine Verifikation durch die in der VR-Brille eingebaute Kamera mehr statt, sobald alles verraucht ist. Der Flüchtende müsste seine VR-Brille also zuerst einrichten. Der durch dichten schwarzen Rauch Flüchtende könnte auch nicht sehen, ob vor ihm Menschen liegen, und falls er Angehörige oder, etwa als Betreuer von Kindern oder Kranken, andere mitnehmen will oder soll, kann er diese nicht suchen und finden.
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Auch würde ihm ein Wärmesensor zwar anzeigen können, dass ein Brandherd nahe ist, aber er kann keine Einschätzung über die Relevanz, den Brandort, seine Ausdehnung und den Weg vornehmen.
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Die
US 2002/0196202 A1 beschreibt ein System, mit dem ein Einsatzleiter oder Kapitän außerhalb eines Gebäudes oder eines Schiffes, in dem ein Notfall stattfindet, mit Einsatzkräften Audiokommunikation zu führen. Um angesichts des Lärms und der Behinderung durch Schutzausrüstungen trotzdem klar kommunizieren zu können, werden Positionsdaten der Einsatzkräfte erfasst und deren Orientierungsrichtung dem Einsatzleiter angezeigt. Dieser kann dann mittels Textnachrichtungen und Richtungspfeilen Anweisungen an die Einsatzkräfte erteilen, und auch um Gefahren zu erkennen und diese den Einsatzkräften mitzuteilen. Die Positionsverfolgungstechnologie wie auch Orientierungstracker können in die Gesichtmaske eines Atemschutzgeräts eines Feuerwehrmannes integriert werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verbessertes System bereitzustellen, welches auch im Falle eines Brandes, der zu sehr starker Rauchentwicklung und/oder zu einem Ausfall elektronischer Leitsysteme führt, Personen eine sichere Flucht bzw. Evakuierung ermöglicht. Dies geschieht vor allem mit Hilfe von Wärmebildkameras und im Gebäude eingelassene Formen aus Materialien, die Infrarotwärme abstrahlen und deren Wärmestrahlung die der Wände der Räume übersteigt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, ein sicheres Fluchtleitsystem bereitzustellen, durch
- • eine Vielzahl von Fluchthauben zum Überziehen über das Gesicht,
- • wobei jede Fluchthaube über einen Atemluftfilter für Rauchgase, eine Wärmebildkamera, ein Empfangsgerät, ein Sendegerät, eine AR-Brille, eine Stromversorgung, eine Recheneinheit und eine Vorrichtung zur Aktivierung verfügt,
- • das Empfangsgerät so ausgestattet ist, dass es Positionsdaten erfasst,
- • das Sendegerät so ausgestattet ist, dass es Positionsdaten sendet,
- • jede AR-Brille einen Bildschirm aufweist, in welchen ein zuvor gespeichertes, aufgehelltes Abbild aus der Recheneinheit jeder Fluchthaube anhand der erfassten Positionsdaten eingespielt wird,
- • eine Sicherheitszentrale, die dem Gebäude zugeordnet ist, die über Empfangsgeräte, Sendegeräte, eine Recheneinheit sowie einen elektronisch gespeicherten Lageplan des Gebäudes verfügt,
- • die Fluchtwege mit Wärmestrahlung abgebenden Markierungen versehen sind, die von Wärmebildkameras erkannt werden können,
- • die Recheneinheiten der Sicherheitszentrale und der Fluchthauben die Daten der Wärmebildkameras auswerten, dabei mit den Positionsdaten der wärmeleitenden Markierungen abgleichen und die wärmeleitenden Markierungen auf jedem der Bildschirme jeder AR-Brille anzeigt,
- • die Recheneinheiten der Sicherheitszentrale und der Fluchthauben die Positionsdaten aller im fiktiven Sichtbereich befindlichen Sendegeräte anderer Fluchthauben erfassen, diese mit den erkannten Wärmeobjekten abgleichen und als Personen anzeigen,
- • die Recheneinheit die Positionsdaten aller im fiktiven Sichtbereich befindlichen Hitzequellen erfasst, diese an die Sicherheitszentrale weiterleitet und auf allen AR-Brillen, die sich im Sichtbereich befinden, auf deren Displays anzeigt,
- • die Sicherheitszentrale aus den eingegangenen Informationen der Fluchthauben sowie ggf. weiterer Informationen im Gebäude mittels der Recheneinheit Weisungen über Flucht- und Rettungswege ermittelt, diese auf die Displays der AR-Brillen einspielt und die Brandbekämpfer entsprechend informiert.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Fluchthaube über einen Transponder verfügt, der nach Aktivierung Signale abgibt. In weiteren Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass jede Fluchthaube eine Audio-Empfangsvorrichtung und -Ausgabevorrichtung aufweist, mit der gesprochene Weisungen an Flüchtende ausgegeben werden können. Des Weiteren weist jede Fluchthaube eine Audio-Sendevorrichtung und -Aufnahmevorrichtung auf, mit der Fragen und Notrufe Flüchtender versendet werden können. Die Sicherheitszentrale gibt den Flüchtenden dann über eine Duplexverbindung Informationen darüber, wo die Gefahr auftritt, was geschehen ist sowie Informationen über den richtigen Fluchtweg.
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Die Sicherheitszentrale kann dabei im Gebäude selbst oder extern angeordnet sein. Bei externer Anordnung ist für eine besonders sichere Datenversorgung zum Gebäude zu sorgen, etwa durch ein Glasfaserkabel, wenn sich die externe Sicherheitszentrale bei einer nahegelegenen Feuerwehrwache befindet. Das hat auch den Vorteil, dass die Einsatzkräfte sich schnell ein zutreffendes Bild vom Geschehen machen können.
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Die Fluchthaube ist mit einem Atemluftfilter ausgerüstet, der das Kohlenmonoxid sowie Blausäuredämpfe aus der Umgebungsluft filtert. Der Atemluftfilter ist dabei so dimensioniert, dass er für mindestens zehn Minuten vor Rauchgas schützt. Damit kann der Flüchtende gegen die Atemgifte in den Brandprodukten geschützt werden.
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Die Positionsbestimmung erfolgt vorzugsweise mittels eines IPS-Systems, kann jedoch auch über ein 5G-Netz erfolgen, wenn der Empfang im Gebäude sichergestellt ist. Da die Fluchthaube nur in vorher definierten Bereichen eingesetzt werden soll, ist die Fluchthaube mit einer Technik zur Positionsbestimmung ausgerüstet, wobei die Position Standort, Blickrichtung, Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit umfasst. Der Standort wird dabei durch Triangulation ermittelt.
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Diese so ermittelten Positionen aller Flüchtenden, die eine Fluchthaube übergezogen und diese dadurch aktiviert haben, werden der Sicherheitszentrale in Echtzeit übermittelt, um die aktive Rettung der Personen zu erleichtern, indem Informationen an die Brandbekämpfer oder Katastrophenhelfer erfolgen.
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Die Visualisierung in den Fluchthauben erfolgt durch Überlagerung einer zuvor aufgenommenen AR (Augmented Reality)-Visualisierung, wie sie in Computerspielen und Architektur Stand der Technik ist, mit den Bildern einer TIC (Thermal-Imaging-Camera). Damit kann jeder Flüchtende die Brandwärme sowie Hindernisse in seinem Fluchtweg erkennen.
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Zusätzlich sind in den Wänden oder Böden der Räume, Gänge und Treppen mit Wärmestrahlung abgebenden Markierungen versehen. Diese Markierungen können unsichtbar hinter Tapeten, Rigipswänden, Bodenbelägen oder Anstrichen verborgen sein. Aus der Heizungstechnik sind eine Vielzahl von Flächenheizungen bekannt geworden, die sich auch für diese Markierungen verwenden lassen. Diese Flächenheizungen werden üblicherweise mit Strom betrieben und auf eine Temperatur von etwa 40 Grad Celsius gebracht. Hierdurch werden sie für eine Wärmebildkamera sichtbar, auch nach einem Stromausfall bleiben sie noch eine Weile warm genug, um sie für Wärmebildkameras sichtbar zu halten.
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Praktisch können diese Markierungen aus Metallen gebildet sein, wobei hauptsächlich die Metalle Kupfer und Aluminium, jedoch auch andere Metalle wie Stahlwerkstoffe zum Einsatz kommen können. Ebenfalls können elektrisch leitende Wandanstriche, die beispielsweise Kohlenstofffasern enthalten, genutzt werden. Die
DE 10 2016 120 724 A1 beschreibt eine Heizfarbe, die verwendet werden kann, um eine Flächenheizvorrichtung an einer Wand zu erzeugen, weiterhin eine damit erzeugte Flächenheizvorrichtung und einen Kit zum Herstellen einer Flächenheizvorrichtung an einer Wand. Auch diese Technolgie kann hier zum Einsatz gebracht werden.
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Wichtig ist, dass sie elektrisch leitend sind und dass ihr ohmscher Widerstand beim Anschluss einer Stromquelle, etwa 24 Volt-Gleichstrom, zu einer gleichmäßigen Erwärmung führt. Vorzugsweise sind diese Metalle flache Bänder oder Folien oder flache Bleche mit Aussparungen, wobei vor allem letztere flächige Muster mit eingeprägten Fluchtwegsymbolen, Zahlen, Pfeilen und Buchstaben bilden können.
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Im Normalfall sind diese Markierung verborgen, weil sie überstrichen oder übertapeziert sind. Bei solchen Überstreichungen ist darauf zu achten, dass keine Farben oder Materialien verwendet werden, die die Wärmeleitung oder die Wärmeabstrahlung beeinträchtigen. Solche Farben und Tapeten sind jedoch auch für handelsübliche Flächenheizungen gebräuchlich. Da sie im Infrarotbereich jedoch anders strahlen als die Umgebungswärme und damit anders als normale Wände oder Böden, sind sie für Wärmebildkameras sichtbar.
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Durch diese Sichtbarkeit können die Markierungen auf die jeweiligen Displays der AR-Brillen eingespielt werden und werden sowohl für die Flüchtenden, als auch für die Sicherheitszentrale, die diese Daten ebenfalls empfängt und das Sichtfeld der AR-Brillen-Träger ebenfalls einsehen kann, sichtbar. Sollten sich im Gebäude Verschiebungen ergeben haben, können diese von der Sicherheitszentrale anhand verschobener Markierungen erkannt und für die Weisungen an die Flüchtenden berücksichtigt werden.
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Die Weisungen an die Flüchtenden werden ebenfalls als Symbole in die Displays der AR-Brillen der Fluchthauben eingespielt. Damit lassen sich unbegehbare Fluchtwege ausschließen und gefährliche Gedränge bei vielen gleichzeitig in dieselbe Richtung drängenden Personen verhindern.
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Zur besseren Visualisierung können Markierungen, heiße Stellen und wärmeabgebende Personen auf den Displays der AR-Brillen unterschiedlich eingefärbt werden, Feuer und Hitze beispielsweise gelb bis rot, Personen blau und Wegmarkierungen grün.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine typische Fluchthaube,
- 2 zeigt Profile und Symbole, die in Wänden hinter Verkleidungen eingelassen sind,
- 3 zeigt eine Skizze eines Gebäudeausschnitts mit Flüchtenden,
- 4 zeigt ein Sichtfeld eines Flüchtenden, der die Fluchthaube aufgesetzt und aktiviert hat.
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1 zeigt eine typische Fluchthaube 1 mit einem Kopfüberzug 2, einer AR-Brille 3, einem Atemfilter 4, einem Transponder 5, einem Kopfhörer 6, einem Mikrofon 7, einer Wärmebildkamera 8 und einer Empfangs- und Sendeeinheit 9.
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2 zeigt Profile und Symbole, die in Wänden hinter Verkleidungen eingelassen sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind dies die Zahl 112, die neben dem Zimmer 112 angebracht ist, sowie der Richtungspfeil 10, der dem üblichen Rettungsweg entspricht, der auch dem im Zimmer aushängenden Fluchtweg entspricht, also auch dem Fluchtwegsymbol 11. Die Markierungen sind im unteren Teil der Wand angebracht, um Flüchtende zu motivieren, die Flucht nach Möglichkeit in Bodennähe zu unternehmen, um sich so wenig wie möglich aufsteigendem Rauch und Hitze auszusetzen. Die Maßnahme erhöht im Brandfall auch die Sichtbarkeit durch die Wärmekamera, da die Verdeckung durch Rauch und die Beaufschlagung durch Fremdwärme im unteren Bereich geringer ist als im oberen Bereich des Fluchtweges. Gezeigt ist auch die Stromversorgung der Markierungen.
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3 zeigt eine Draufsicht eines Gebäudeausschnitts mit Flüchtenden, die sich auf dem Weg zwischen Zimmer 112 und Treppenhaus 12 befinden. Zu sehen sind die Personen A, B und C, die Fluchthauben aufgesetzt und aktiviert haben. Sie werden vom Sender 13 des gebäudeinternen IPS erkannt und geleitet. Die Sicherheitszentrale kann sich über die Wärmebildkameras und die gesendeten Positionsdaten ein Bild der Lage vor Ort machen und sehen, ob sich Hindernisse, Bandherde oder weitere Personen ohne Fluchthauben im Sichtfeld befinden und entsprechende Maßnahmen ergreifen.
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4 zeigt das Sichtfeld des Flüchtenden aus der Perspektive der AR-Brille seiner Fluchthaube. Während schwarzer Rauch das sichtbare Licht vollständig verschluckt, ist der Rauch für die Wärmebildkamera durchsichtig. Das in die AR-Brille vorprogrammierte Bild wird entsprechend der Blickrichtung auf der AR-Brille angezeigt und ergänzt. Zu sehen sind außer dem verbleibenden Wegstück der Richtungspfeil 10, das Fluchtwegsymbol 11 und die Personen B und C. Wäre der Fluchtweg zum Treppenhaus 12 durch einen Brandherd behindert, würde auch dieser Brandherd angezeigt, und auf die AR-Brille würde durch die Sicherheitszentrale ein Alternativfluchtweg angezeigt. Der Flüchtende würde dann durch das Audiosystem automatisch angesprochen, um diesen Alternativweg einzuschlagen und dies akustisch zu bestätigen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fluchthaube
- 2
- Kopfüberzug
- 3
- AR-Brille
- 4
- Atemluftfilter
- 5
- Transponder
- 6
- Kopfhörer
- 7
- Mikrofon
- 8
- Wärmebildkamera
- 9
- Empfangs- und Sendeeinheit
- 10
- Richtungspfeil
- 11
- Fluchtwegsymbol
- 12
- Treppenhaus
- 13
- Sender
