Wärmebildkameras im Feuerwehreinsatz

von Hannes Kern

Was ist ein Wärmebild?

• Ein Wärmebild entsteht durch :

– Detektion von Infrarot (IR)-Strahlung

– Übersetzung des Detektorsignals in ein Bild

Wärmebilder stellen die Wärmeabstrahlung eines Körpers dar

Was ist IR- Strahlung?

• IR-Strahlung ist Teil des elektromagnetischen Spektrums und eine Energieform, die wir als Wärme wahrnehmen

Elektromagnetisches Spektrum

Radiowellen

Infrarot

Sichtbares Licht

Ultraviolett

Röntgen Strahlung

Gamma Strahlung

Grafik: Bullard

Woher kommt IR-Strahlung?

• Jeder Körper und auch jedes andere Medium (Flüssigkeit, Gas), dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) liegt, sendet IR-Strahlung aus

• Mit höherer Temperatur nimmt auch die Intensität der Wärmestrahlung zu

Wärmeübertragung

• Energie breitet sich aus durch :– Leitung: teilweise angezeigt

– Strömung: in der Regel nicht angezeigt

– Strahlung: wird angezeigt

IFSTA IFSTA

IFSTA

Rauch, Licht, und IR

Rauch (schwebende Partikel)Rauch (schwebende Partikel)

Sichtbares LichtSichtbares Licht

InfrarotInfrarotdurchdringt diedurchdringt die RauchpartikelRauchpartikel

wird blockiert wird blockiert

Grafik: Bullard

Funktionsweise der WBK

Linse :Linse :GermaniumGermanium

/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\

IR WellenIR Wellen

BildschirmBildschirm

Elektronisches Signal

Signal ProzessorSignal Prozessor

IR ChipIR Chip

Grafik: Bullard

Detektoren

• Barium Strontium Titanat (BST)- Chips

• Microbolometer- Chips aus amorphen Silizium (aSi) oder Vanadiumoxid (Vox)

Bauformen

Foto: Rosenbauer

„helmmontiert“

Foto: Bullard

„handgeführt“

Das Wärmebild

Bild: www.atemschutz.org

Kalt = Dunkel

Warm = Hell

Verwendungsmöglichkeiten

• Lagebeurteilung

• Suchen& Retten

• Brandbekämpfung

• Nachlöscharbeiten

• Gefahrguteinsatz

• Ausbildung

• etc.

Lagebeurteilungheiße Rauchgase

(Ausbreitungsgefahr!)

Brandherd (heißeste Stelle)

Suchen & RettenMärz 2001 in Burton SC, USA Feldversuch mit 9 Löschzügen der den

Zeitgewinn durch den Einsatz von WBK dokumentiert

1. Brandherdsuche: - ohne WBK im Durchschnitt : 4min 48s - mit WBK im Durchschnitt : 2min 23s

(Hälfte der Zeit)

2.Personensuche: - ohne WBK in : 6min 46 s - mit WBK in : 2min 17 s (1/3 der Zeit)

Schlussfolgerung:

Die Zeit für eine erfolgreiche Suche reduziert sich um bis zu 75%!

Quelle: Bullard

Brandbekämpfung

– Beobachtung der Wirkung des Wasserstrahles: Falls helle Flächen unter Löschwassereinwirkung nicht dunkel werden, ist die Menge zu gering oder die Zielrichtung falsch

– Dichter, heißer Rauch ist auch mit der WBK erkennbar

– Generell gilt: ein Feurwehrangehöriger hält die Kamera und gibt dem Trupp (Strahlrohrführer) Anweisungen über die Zielrichtung

Foto: Bullard

Brandbekämpfung

Dichter Rauch Dichter Rauch mit großer Hitzemit großer Hitze Gefahr !Gefahr !

Heller BereichHeller Bereichnoch nicht noch nicht

gekühltgekühlt

Dunkler BereichDunkler Bereichbereits gekühltbereits gekühlt

Gefahrguteinsatz– Entdecken von Chemikalien (nicht wasserlösliche) in Gewässern

– Exotherme Reaktionen in Behältern können erkannt werden

– Prüfen von Füllständen

Das Feststellen von Füllständen und Reaktionen ist bei gut isolierten Behältern schlecht bis gar nicht möglich!

Foto: Bullard Foto: Bullard

Vorgehen im Einsatz

• Grundsatz:

Die Orientierung im Raum muss auch ohne Kamera jederzeit möglich sein!

Führungsleine oder Schlauchleitung müssen auch weiterhin verwendet werden!

„Würfelblick“Nach vorne und oben:

Heißer Brandrauch Herunterhängende, unter Strom stehende Kabel,

Nach links:Erfassen der Fluchtwege

Erfassen von Fenster / Türen

Nach hinten (zurück):

Kontrolle Rückzugsweg

Nach rechts: Erfassen der FluchtwegeErfassen von Fenstern / Türen

Nach unten:Erkennen von Hindernissen Identifizieren von PersonenLokalisieren von Hindernissen / Abgründen

Grafik: www.atemschutz.org

Vorgehen im Einsatz

„Würfelblicke“

Vorgehen im Einsatz

Grafik: www.atemschutz.org

Einsatzgrenzen

• Die WBK kann nicht durch Wände blicken, heiße Stellen können aber aufgrund von Wärmeleitung angezeigt werden

• Glas ist für IR-Strahlung undurchlässig, es kann zu Spiegelungen kommen

• Wasserdampf und CO2 aus Löschanlagen können das Bild stören

• Dichte Russpartikel können ebenfalls zur Störung des Bildes führen

Personensuche

• Die Suche von Personen soll über die Körperform und nicht über den Kontrast erfolgen!

Hell Dunkel

Einsatzgrenzen

• Wasser wird von IR-Strahlung nicht durchdrungen, Menschen, die an der Oberfläche schwimmen, können jedoch erkannt werden.

Bild: www.atemschutz.org

• Glatte Flächen, z. B. Metalltüren, Blechbehälter oder Fliesen können spiegeln.

● Bei der Vermutung, dass es sich um eine Spiegelung handelt, sollte man versuchen, das Objekt aus einem anderen Winkel nochmals zu betrachten.

● Achtung: Spiegelungen sind nicht auf absolut glatte Oberflächen beschränkt.

?

Spiegelungen

Bilder: www.atemschutz.org

Was bringt die Zukunft?

• Leichtere und kleinere Kameras

Foto: Bullard

Was bringt die Zukunft?

• Verbesserte Darstellung durch Einfärbung von Bildern und integrierte Temperaturanzeige

Bild: www.atemschutz.org

WBK´s sollten nach dem derzeitigen Stand der Technik:

robust sein

möglichst leicht sein

ein gutes, scharfes Bild liefern

temperaturunempfindliche Kamerafunktionen bieten

große Temperaturauflösung haben

einen großen Griff haben

möglichst wenige Schalter und Knöpfe (dafür aber große) besitzen

leistungsfähige Akkus beinhalten

„kriechfähig“ sein

evtl. ein Fernthermometer integrieren

Tipps zur Beschaffung

Lernziel erreicht?

Feuer hinter der Tür? Nein!

Trotzdem vorsichtig bleiben!

Foto: Bullard

Links und Literatur

• Cimolino, U., Aschenbrenner, D., Lembeck, T., Südmersen, J.: Atemschutz, 4. Auflage, ecomed Sicherheit, Landsberg, 2004

• Feuerwehr- u. Zivilschutzschule Steiermark, Lehrgangsunterlage Wärmebildkameraschulung (Entwurf), Stand April 2005

• Pulm, M.: Wärmebildkameras im Feuerwehreinsatz, Die Roten Hefte Nr. 202, 1. Auflage, Kohlhammer Verlag, Stuttgart, 2005

• www.atemschutz.org• www.auer.de• www.bullard.com• www.draeger.com• www.rosenbauer.at