HSBI nimmt Rauchdichtemesskammer in Betrieb

Immer wieder kommt es bei Bränden in Gebäuden mit viel Rauch zu gefährlichen Situationen für Bewohner und Rettungskräfte vor Ort. Der Ausgang ist nur noch schwer zu finden, womöglich sind nicht mal mehr die Rettungszeichenleuchten sichtbar. Damit sich das ändert, forscht Patrick Obermark, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt „Adaptive und dynamische Personenlenkung zur Selbst- und Fremd-Rettung“ (PRAD) an spezieller Lichttechnik. Zum Einsatz kommt eine Rauchdichtemesskammer, die seit Dezember 2025 in der Experimentierhalle der Hochschule Bielefeld (HSBI) installiert ist. Patrick Obermark hat die Rauchdichtemesskammer eigenhändig an seine Forschung angepasst. Ende Februar konnte er mit den Lichtmessungen starten, nachdem alle benötigten Zusatzteile angeliefert waren.

Doch wofür braucht es eine Rauchdichtemesskammer? Üblicherweise dienen solche Anlagen dazu, die Rauchentwicklung beim Verbrennen bestimmter Werkstoffe nach DIN EN ISO 5659-2 zu prüfen. Bei den Messungen an der HSBI geht es dagegen um die Frage, welche Lichtquellen vergleichsweise gut durch den Rauch bestimmter Proben kommen und spezifische Lichtzusammensetzungen zu erforschen. 

Patrick Obermark und seine Mitstreiter setzen zu diesem Zweck beispielsweise kleine Holzproben in Brand und erzeugen eine starke Rauchentwicklung in der Messkammer. Außerdem wird ein Lichtbündel erzeugt, das den Rauch durchstrahlt und dann in ein Spektrometer gelenkt wird. Dieses Spektrometer misst, welche Lichtwellenlängen in welcher Intensität den Rauch durchqueren konnten. Zeitgleich wird gestreutes Licht an der Kammerseite mit einem hochsensitiven Spektrometer des Herstellers Avantes erfasst, denn es beeinflusst die Sichtverhältnisse auf verrauchten Fluchtwegen erheblich.

Fluchtwege sicher finden und sich selbst leichter retten

Mit den gewonnenen Erkenntnissen lässt sich, so das Ziel des Forschungsprojekts, künftig Not- und Sicherheitsbeleuchtung besser an die tatsächlichen Bedingungen im Brandfall anpassen, sodass Menschen Fluchtwege besser finden und sich leichter selbst retten können. Mit eigens entwickelten Sensoren soll dieses Licht zudem adaptiv an sich verändernde Sichtverhältnisse angepasst werden können.

Bis es allerdings dazu kommen kann, muss Patrick Obermark noch weiter mit seiner Kammer forschen. Bei der Anlage handelt es sich bereits um eine fortgeschrittene Version. Ein erster Prototyp der Rauchdichtemesskammer war konstruiert worden, sodass bereits frühzeitig erste Messergebnisse erzeugt werden konnten. Mit dem neuen von Patrick Obermark individuell angepassten Gerät können jetzt noch genauere Werte und vielfältigere Messergebnisse ermittelt werden, da zuvor keine Messungen mit Brandrauch möglich waren.

Das Gerät des Herstellers Wazau ist, so wie es an der HSBI eingesetzt wird, nicht im Handel zu finden. Patrick Obermark hat es mit viel Recherchearbeit und der Beschaffung bestimmter zusätzlicher Bauteile genau auf seine Forschung hin konfiguriert und vom Hersteller anpassen lassen. „Mir ist nicht bekannt, dass es noch ein weiteres Gerät dieser Art mit dem hier erzielten Funktionsumfang gibt“, so Patrick Obermark. „Wir haben hier also ein weltweit einmaliges Forschungsinstrument geschaffen!“

Die Messungen mit der Rauchdichtemesskammer führt Patrick Obermark immer mit mindestens einer weiteren Person durch, meist mit einer oder beiden studentischen Hilfskräften des Projekts. Einer davon ist Christian Bill, der seit anderthalb Jahren im Projekt mitarbeitet. Gemeinsam mit Tobi Reimers unterstützt er die Messungen. Christian Bill studiert Regenerative Energien und hat in einem Modul von Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp vom Projekt erfahren. Die Professorin ist die Projektleiterin von PRAD. Ihr fiel der engagierte Student bereits in der Veranstaltung auf, und so bot sie ihm die Stelle als Hilfskraft im Projekt an. 

„Man kann durch unsere Arbeit vielleicht später Leben retten“, sagt Christian Bill. „Neben der Erfahrung, die ich im Projekt sammeln kann, ist das eine große Motivation für mich.“

Umfangreiche Vorbereitungen sind nötig

Eine Messung mit der Rauchdichtemesskammer braucht eine Menge Vorbereitung: Da das Gerät einen Rauchabzug benötigt, wird es vor den Messungen zu einer spezifischen Stelle in der Experimentierhalle geschoben. Dort wird die Kammer mit der Absaugtechnik an der Decke verbunden und für die Messungen vorbereitet. Dazu gehören eine Dichtheitsprüfung, das Aufheizen und die Durchführung von Referenzmessungen vor dem eigentlichen Start der Messung. Nach 30 bis 60 Minuten ist das Heizelement vorgeheizt und kann Schwelbrände erzeugen. 

Für die Messung legt Patrick Obermark nun eine Probe ein. Während Rauch erzeugt wird, wird gemessen. Die Daten können direkt auf einem Laptop angesehen werden, im Anschluss folgt dann die genaue Analyse. Eine Messung dauert pro Probe üblicherweise zehn Minuten, danach wird der Rauch abgesaugt und die Kammer wieder abgekühlt. Damit dauert eine Messung inklusive aller Vor- und Nachbereitungen im Schnitt anderthalb Stunden. 

An den ein bis zwei Messtagen pro Woche werden gleich mehrere Messungen hintereinander durchgeführt. Die Ergebnisse des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projektes werden genutzt, um genaues Wissen über sinnvolle Lichtzusammensetzungen in Sicherheitsbeleuchtung zu erhalten. „Die Ergebnisse sollen verwertet werden, um herauszufinden, inwiefern Anpassungen am Spektrum der Sicherheitsbeleuchtung zu einer Verbesserung der Sichtbarkeit auf verrauchten Wegen führen können“, so Patrick Obermark. Bei erfolgversprechenden Erkenntnissen könnte sogar die derzeitige Norm von Sicherheitsbeleuchtungen dadurch überarbeitet werden.

Die Relevanz von Projekten wie PRAD ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Das Rettungswesen und die dazugehörige Infrastruktur stehen aufgrund der gestiegenen militärischen Bedrohung und der öfter auftretenden Extremwetterverhältnisse, die zu Überschwemmungen und Bränden führen können, bundesweit auf dem Prüfstand. Politiker fordern resiliente Strukturen.