Warum Wärmebildkameras für Sicherheit im Innenangriff sorgen

Mit einer Wärmebildkamera Feuerwehr lassen sich bei einem Gebäudebrand nicht nur vermisste Bewohner suchen. Sie kann auch den im Innenangriff eingesetzten Atemschutztrupps Gesundheit und Leben erhalten.

Früher sprachen gegen die Beschaffung oft die Kosten. Allerdings haben die Hersteller in den letzten Jahren immer preisgünstigere Modelle auf den Markt gebracht. Wir erklären, worauf es bei Technik, Test und Kauf einer Wärmebildkamera Feuerwehr für den Angriffstrupp ankommt.

Was sind die Vorteile von Wärmebildkameras?

Viele Experten fordern, dass jeder Trupp im Innenangriff mit einer Wärmebildkamera Feuerwehr ausgestattet sein sollte. Der Angriffstrupp kann damit auch im Rauch und bei Dunkelheit sein Sehvermögen nutzen, um sich zu orientieren. Er kann mit einer Wärmebildkamera Hindernisse und Gefahrenstellen wie Treppen erkennen. Außerdem kann der Trupp:

• sich schneller fortbewegen,
• das Gerät bei der Personensuche einsetzen,
• einen Brand lokalisieren und
• schnell und sicher wieder herauskommen. 

Wärmebildkameras sind zudem ein Instrument für die Arbeitssicherheit der Einsatzkräfte:

• Reduzierung der Sturz- und Absturzgefahr;
• Vermeidung vom gefährlichen Vorbeigehen am Feuer;
• Bausubstanz wird auch im Rauch sichtbar – zum Beispiel Stahlträger, die sich verformen;
• Sicherheitstrupps finden im Notfall die verunfallten Kameraden schneller.

Wie funktioniert eine Wärmebildkamera?

Normales, für das menschliche Auge sichtbares Licht durchdringt Rauch nur schlecht. Unsichtbare, langwelligere Infrarotstrahlen (Wärmestrahlung) können hingegen wesentlich besser durch Qualm hindurch wandern. Jeder Körper, dessen Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes von etwa -273 Grad Celsius (0 Grad Kelvin) liegt, gibt eine solche Infrarotstrahlung ab. Diese Eigenschaft lässt sich mit Wärmebildkameras nutzbar machen: Sie wandeln Infrarot-Strahlung in elektronische Signale um und machen diese für das menschliche Auge sichtbar.

WBK besitzen vereinfacht gesagt eine Linse, einen Sensor (Detektor), Elektronik und ein Display. Die Linse besteht meist aus Germanium, das im Unterschied zu normalem Glas die IR-Strahlung vollständig durchlässt.

Feuerwehr-WBK sind in der Regel mit ungekühlten Halbleitersensoren (Mikrobolometer) aus amorphem Silizium (a-Si) oder Vanadiumoxid (VOx) ausgestattet. Diese ändern je nach einfallender Infrarotstrahlung ihren Widerstand. Die Elektronik wertet diese elektrischen Signale aus und wandelt sie zu einem Wärmebild (Thermografie) um, das in Schwarz-Weiß oder in Farbe auf dem Display erscheint.

Mit WBK ist es möglich, durch dichten Rauch hindurch Brandherde zu erkennen, zu rettende Personen zu lokalisieren sowie Füllstände von Behältern und Tanks zu kontrollieren. Diese Kameras ermöglichen auch das Sehen bei völliger Dunkelheit.

Die Kameras haben allerdings ihre Grenzen. So lassen sich mit der Thermografie nicht feste Gegenstände durchdringen. Was hinter einem umgestürzten Schrank liegt, ist mit einer WBK nicht zu erkennen. Anwender sollten auch wissen, dass Glas und andere besonders glatte Oberflächen Wärmestrahlung reflektieren können. Wer beispielsweise eine WBK auf eine Fensterscheibe richtet, sieht auf dem Wärmebild sich selbst – und nicht eine vermeintlich in Not geratene Person dahinter. Ein ähnlicher Effekt ist auch bei anderen blanken Flächen zu beobachten.

Wann kamen die ersten Wärmebildkameras für Feuerwehren auf den Markt?

Um 1960 wurden Wärmebildkameras (WBK) für militärische Zwecke entwickelt. Das erste handgeführte Modell für Feuerwehren brachte das US-amerikanische Unternehmen eev (heute e2v) in den frühen 1980er Jahre auf den Markt. Zunächst dienten die WBK der Brandbekämpfung auf Schiffen.

Bei europäischen Feuerwehren fanden die Kameras nach der Interschutz 1994 größere Verbreitung. Gegen Ende der 1990er Jahre wurde das Angebot immer vielfältiger. In jüngerer Zeit legen viele Hersteller Wert darauf, kompakte Modelle mit einem guten Preis-Leistungsverhältnis zu entwickeln. Dies soll den Feuerwehren ermöglichen, mehr Geräte zu beschaffen, um möglichst jeden Trupp im Innenangriff damit auszustatten.

Gibt es eine Norm Wärmebildkamera Feuerwehr?

In Deutschland gibt es keine Norm für Wärmebildkameras. Es ist also nicht klar definiert, wie eine Wärmbildkamera für Feuerwehren ausgestattet sein und was sie etwa in Sachen Temperaturanzeige, Bildqualität und Robustheit leisten muss. Daher orientieren sich viele Hersteller am US-amerikanischen Regelwerk NFPA 1801 „Standard on Thermal Imagers for the Fire Service“, das in der 2013 aktualisierten Fassung vorliegt.

Da mit der Zertifizierung nach diesem Standard Kosten verbunden sind, sind die NFPA-Wärmebildkameras teurer als die nicht zertifizierten Modelle. Für Angriffstrupps sind allerdings viele Funktionen überflüssig, sodass Low-Budget-Modelle die bessere Wahl darstellen können.

Welche Eigenschaften sind bei einer Wärmebildkamera wichtig?

Bei einer Wärmebildkamera für Angriffstrupps sollten Feuerwehren diesen Punkten besondere Beachtung schenken:

1. Sensorauflösung: Für ein gut beurteilbares Bild sollte die Kamera laut Experten eine Auflösung von mindestens 160 x 120 Pixel haben.
2. Thermische Empfindlichkeit: Gibt die kleinste Temperaturdifferenz an, die erfasst werden kann. Sie ist weniger für die direkte Temperaturmessung als für die dynamische Darstellung relevant. Je kleiner der Wert, desto geringer ist die Gefahr des Bildrauschens der Kamera.
3. Bildwiederholungsrate: Besagt, wie oft Display und Sensor miteinander kommunizieren. Je höher die Rate, desto flüssiger wird Bewegung dargestellt. Manche Experten sagen, dass es 30 Hertz im Innenangriff mindestens sein sollten. Andere finden, dass 9 Hertz für eine Angriffstruppkamera völlig ausreichen.
4. Darstellung (Farbmodi): Ein Wärmebild in Schwarz-Weiß (je heller, desto heißer) ist schnell erfassbar, eine temperaturabhängige Einfärbung ab bestimmten Grenztemperaturen kann auf erwärmte Bereiche hinweisen.
5. Direkte Temperaturmessung (DTM): Eine Messung mittels Fadenkreuz oder quadratischem Messfeld und numerischer Anzeige. Liefert keine exakten Messwerte wie ein Thermometer, gibt aber Orientierungshilfe.
6. Dynamische Darstellung: Bezeichnet die Fähigkeit, Objekte mit unterschiedlichen Temperaturen ohne Überblendung der kalten durch die heißen Bereiche darstellen zu können. Hängt ab von Sensorauflösung, Displaygröße, Empfindlichkeitsbereich und Bildaufbereitung, aber auch subjektivem Empfinden des Anwenders. Ist daher nur mit Hilfe eines Praxistests festzustellen.
7. Selbstkalibrierungszeit: WBK müssen in regelmäßigen Abständen eine Selbstkalibrierung durchführen, bei der das Bild kurzzeitig einfriert. Je kürzer diese Zeit ist, desto besser. Beurteilen lässt sich dies in Praxistests.
8. Einschaltzeit: Je schneller, desto besser. Zwar vergeht zwischen Ankunft und Anwendung der Kamera meist einige Zeit, aber bei einem Akku-Wechsel kommt es auf Sekunden an.
9. Falltest: Eine WBK für die Feuerwehr sollte einen Sturz aus 2 Meter Höhe auf Betonboden überstehen.
10. Schutzart: liefert Hinweise auf die Dichtigkeit der Kamera. Eine Feuerwehr-WBK sollte gemäß IP 67 zertifiziert sein (staubdicht, vollständiger Schutz gegen Berührung/Schutz gegen Eindringen von Wasser bei zeitweiligem Untertauchen).
11. Einweisung und Schulung/Kamera-Handling: Anwender müssen grundsätzlich eine richtige Ausbildung erhalten. Neben einer Geräteeinweisung sollte diese auch eine einsatztaktische Grundlagenschulung umfassen.
12. Service: Auch wenn eine Low-Budget-WBK nicht mit einer High-End-WBK vergleichbar ist, sollte der Service reibungslos funktionieren. Dazu gehören ein gut erreichbarer Service-Stützpunkt, schnelle Bearbeitungszeiten und das Stellen von Ersatzgeräten bei Reparaturen.

In einem Video zeigt die Firma FLIR den Vergleich zwischen Bildwiederholungsraten von 9 und 30 Hertz.

5 Tipps für den Kauf einer Wärmebildkamera

1. Klärt im Vorfeld ab, welche Möglichkeiten es bei Finanzierung, Bezuschussung und Sponsoring es gibt.
2. Erstellt ein Lastenheft: Welche Funktionen sind für den angepeilten Einsatzzweck nötig? Welche sind wünschenswert, aber verzichtbar?
3. Bedenkt: Unter Stress sind Kameras mit einfacher Bedienung grundsätzlich im Vorteil.
4. Beratet Euch mit Experten und Feuerwehren, die schon über Erfahrungen mit gleichartigen WBK verfügen.
5. Trefft unter den Modellen eine engere Wahl und führt vor dem Kauf einen Test unter Realbedingungen in Brandsimulations- oder Wärmegewöhnungsanlagen durch.

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