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Slide 1
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 2
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 3
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 4
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 5
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 6
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 7
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 8
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 9
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 10
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 11
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 12
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 13
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 14
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 15
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 16
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 17
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 18
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 19
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 20
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 21
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 22
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 23
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 24
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 25
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 26
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 27
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 28
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 29
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 30
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 31
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 32
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 33
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 34
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 35
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 36
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 37
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 38
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 2
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 3
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 4
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 5
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 6
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 7
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 8
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 9
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 10
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 11
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 12
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 13
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 14
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 15
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 16
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 17
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 18
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 19
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 20
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 21
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 22
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 23
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 24
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 25
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 26
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 27
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 28
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 29
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 30
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 31
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 32
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 33
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 34
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 35
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 36
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 37
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
Slide 38
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
Was können Sie erwarten ?
Pfannenberg
Normen zur Alarmierung
Optische + Akustische Alarmierung
- Grundlagen zur Wahrnehmung
- Auslegung der Geräte
Diskussion
Wer ist Pfannenberg?
-Mittelständisches Unternehmen aus Hamburg
-1954 gegründet
-260 Mitarbeiter
-Gesellschaften in UK, USA, Singapur, F und I
-eigene Entwicklung, Fertigung und Vertrieb
Was macht Pfannenberg?
-Elektrotechnik für die Industrie
-Blitzleuchten, Schallgeber, Mehrfachleuchten
(Ex und nicht EX)
-Filterlüfter, Klimageräte
-Heizungen, Thermostate
-Rückkühlanlagen
Optische und akustische Warngeräte in der Industrie werden
intensiv in 2 Gebieten von Alarmsystemen verwendet:
•
Feueralarmierung und Räumungssignal
•
Maschinensicherheit
Grundlagen zur Maschinensicherheit
In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 98/37/EC
( Maschinenrichtlinie) müssen passende optische und akustische
Alarmierungsgeräte an den Maschinen installiert sein, um Menschen
bei Gefahr zu alarmieren.
Die folgenden Normen sind die wichtigsten Dokumente zu diesem
Thema :
• EN 457: Sicherheit von Maschinen – Akustische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 842: Sicherheit von Maschinen – Optische Gefahrensignale
Allgemeine Anforderungen, Gestaltung und Prüfung
• EN 981: Sicherheit von Maschinen – System akustischer und
optischer Gefahrensignale und Informationssignale
Grundlagen zur Maschinensicherheit
• EN 60073:
Grund- und Sicherheitsregeln für die Mensch-MaschineSchnittstelle, Kennzeichnung
• EN 61310-1: Sicherheit von Maschinen – Anzeigen, Kennzeichnen
und Bedienen Teil 1: Anforderungen an sichtbare,
hörbare und tastbare Signale
• EN 60204-1: Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von
Maschinen; Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Grundlagen Notfallsysteme
• DIN 33404-3: Gefahrensignale für Arbeitsstätten – Akustische
Gefahrensignale Einheitliche Notsignale
Sicherheitstechnische Anforderungen, Prüfungen
• EN 54-3:
Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
3: Feueralarmierungsgeräte: Schallgeber
• prEN 54-23: Feuermelder und Feueralarmierungssysteme
23: Feueralarmierungsgeräte: Optischer Alarm
Grundlagen Notfallsysteme
• UL 1638:
optische Signalgeräte – Private-Mode Emergency
and General Utility Signaling
• ANSI/NFPA 72:
National Fire alarm Code
Betriebsmittelvorschriften
Unfall-Verhütungs-Vorschrift (UVV)
Arbeitsschutzrichtlinien
Grundlagen Notfallsysteme
• UVV – See §143
• Anwendung des IMO codes für Alarmeinrichtungen
• rechtsverbindliche Schiffsausrüstung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Üblicherweise wird die Lautstärke eines Schallgebers in dB(A)
ausgedrückt, gemessen wird in 1m Abstand (USA 10 feed!)
Der Wirkungsbereich eines Schallgebers läßt sich dagegen
nicht ohne weiteres bestimmen, da diese Angabe von
verschiedenen unbekannten Faktoren abhängt, wie z.B.:
– Art des Tones
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Nebel, Regen usw.
– Störschallpegel ,- Reflektionen,- Hörvermögen
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Die subjektive oder wahrgenommene Lautstärke ist abhängig
von verschiedenen komplexen Faktoren:
• menschliches Ohr: die höchste Empfindlichkeit gegenüber
Geräuschen besteht zwischen 2kHz und 5kHz. Der
Hörbereich erstreckt sich von 20Hz bis 20kHz.
• niedrigere Frequenzen (bei gleichem Schallpegel) werden
als leiser wahrgenommen. Dies ist bei kleineren
Schallpegeln um so ausgeprägter.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Um die gleiche Lautstärke,
die ich bei 1kHz und 70 dB
empfinde, zu spüren, muss
ich bei einer Frequenz von
50Hz mit 85 dB arbeiten.
Da ist der Effekt des
sogenannten (A) Filters.
Schallgeber, die durchdringend laute Töne abstrahlen,
haben daher eine höhere StromAufnahme.
Das ist ein Leistungsmerkmal.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Der Druckpegel wird für folgenden Bereich angegeben:
10 dB untere Hörgrenze und 130 dB obere Schmerzgrenze.
Ein Anstieg von 6 dB bedeutet eine Verdoppelung des
Schalldruckes.
Ein Anstieg um 10 dB erscheint doppelt so laut.
Als kleinster Anstieg kann eine Schallpegeldifferenz von 3 dB
als Unterschied wahrgenommen werden.
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Schmerzgrenze
>130 dB
Flugzeug, Feuerwerkkracher
120 dB
Presslufthammer
110 dB
LKW
100 dB
Auto
90 dB
Telefon, lauter Arbeitsplatz
80 dB
Büro
60 - 70 dB
Vogel (Natur), Unterhaltung
40 – 50 dB
Uhr, Wohnzimmer
30 dB
Wald, Schlafzimmer
20 dB
untere Hörgrenze
<10 dB
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN 33404 Teil 3
- akustische Gefahrensignale für Arbeitsstätten
- Notsignal bei Gefahr von Brand, Gas, Explosion, Strahlung,...
- mindestens 75 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 500 – 1200 Hz abfallender Sägezahn
- mindestens 1min
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457 (33404-T3 und ISO7731)
- akustische Gefahrensignale; Allg. Anforderungen;
- Gestaltung und Prüfung
- mindestens 65 dB(A) im Signalempfangsbereich
- mindestens 10/15 dB(A) über Störschallpegel
- bei Störschallpegeln über 110 dB(A) zusätzl. optische Alarmierung
- 300 – 3000 Hz; bevorzugt <1500Hz bei Hörschutzträgern
- Hörprobe! Oder Messung
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Glühofen, Walzstraße,
Abblasen von Zunder mit
Druckluft
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457
Mittlere Schalldämmungswerte eines Gehörschutzes nach DIN 4869-1
Hz
dB
63
21
125
27
250
26
500
28
1000 2000 4000 8000
29
30
43
33
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 457:
Gleisschotter-ReinigungsMaschine in einer Industrieanlage
ohne/mit Hörschutz
Akustische Alarmierung, Grundlagen
Andere Länder andere Sitten:
ISO 8021 Notsignal für Räumung; NFS32-001 Feueralarm
Frankreich; SS 031711 Notsignal Schweden
Akustische Alarmierung, Berechnung
Für die Berechnung der akustischen Alarmierung ist es
erforderlich den “Zielwert” zu kennen:
Norm
Minimaler
Schallpegel
Mindest Differenz
zum Störschallpegel
Anwendung
EN 457
65 dB(A)
min. 15 dB(A)
Maschinen
DIN 33404
75 dB(A)
min. 10 dB(A)
Räumung
EN 60849
65 dB(A)
6 – 20 dB(A)
Feuer
Akustische Alarmierung, Berechnung
• die genannten Formeln gelten im “freien Feld”, da dort
keine Reflektionen auftreten. In geschlossenen
Räumen können Reflektionen den Schallpegel um bis
zu 3 dB verändern.
• Alarmsignale sind um so besser zu hören, je größer die
Differenz der Frequenzen von Störschallpegel und
Schallgeber ist.
Ex-ATEX BExS DS 10 Schallgeber
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wie berechnet man den “Arbeits”-Bereich eines
Schallgebers?
Daumenregel:
• jeweils bei Verdoppelung der Distanz müssen 6 dB(A)
abgezogen werden. (Freier Raum ohne Hindernisse)
• Formel: R = 10 ((Lo-L)/20) oder Lo=L+20xlg(R/Ro)
Ro = 1m, R = Radius
Lo = Lautstärke bei Ro
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 1:
Abstand der Montagepunkte 40m; Mindestschallpegel 95dB(A)
Welcher Schallgeber wird benötigt?
R= 20m und L=95dB(A)
Lo=95+20lg(20/1) 121 dB(A) Schallgeber: PA 120
Akustische Alarmierung, Berechnung
Beispiel 2:
Der Schallgeber hat 110 dB(A); Störschallpegel ist 75 dB(A)
Alarmierung gemäß EN 457;
In welchem Abstand müssen die Schallgeber montiert werden?
Lo=110 dB(A); L=75+15= 90dB(A)
R= 10((110-90)/20) = 10m maximaler Abstand 20m
Akustische Alarmierung
Lautstärke
100
dB(A)
PA 100
106
dB(A)
DS5;
PA 106
110
dB(A)
DS10
PA 110
120
dB(A)
PA 120
126
dB(A)
ACS
130
1m
100
106
110
120
126
2m
94
100
104
114
120
Distanz
4m
(~50m2)
88
94
98
108
114
8m
(~200m2)
82
88
92
102
108
16 m (~800m2)
76
82
86
96
102
32 m (~3200m2)
70
76
80
90
96
64 m (~13000m2)
64
70
74
84
90
64
68
78
84
60
66
128 m (~51000m2)
1024 m
Akustische Alarmierung, Berechnung
Um 82 dB(A) auf einer Fläche 50 m x 30 m zu erreichen:
120 dB
86 dB
82 dB
PA100
PA120
Es werden 1x 120 dB(A) oder 10x 100 dB(A) Schallgeber
benötigt.
Fläche: 100 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 200 m2
120 dB(A) Schallgeber @82dB(A) = 20000 m2
Akustische Alarmierung, Berechnung
Wenn dagegen nur 70 dB(A) auf der gleichen Fläche
von 50 m x 30 m erreicht werden sollen, geht es sehr viel
einfacher:
70 dB
PA100
2 Schallgeber mit je 100 dB(A) genügen
Optische Alarmierung, Grundlagen
Optische Alarmierungsgeräte werden in vielen
verschiedenen Applikationen angewendet:
• Anzeige einer gegebenen Gefahr
• ein vordefinierter Zustand ist eingetreten
• Verstärkung eines akustischen Signales, bei lautem
Störschallpegel oder z.B. Lebensgefahr
Optische Alarmierung, Grundlagen
Details der DIN EN 842:
Signal Warnsignal
Notsignal (Alarm)
(blau) gelb-orange
rot
<<5 J 5J
10J
Rot über gelb über grün (Fehlsichtigkeit)
Subjektive Sichtprüfung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farben der optischen Signalisierung sind gemäß IEC 73 wie
folgt definiert (Maschinen Richtlinie):
Rot
- Gefahr, Handeln Sie jetzt!
Lebensgefahr durch z.B. ungeschützte bewegende Maschine
Gelb
- Warnung, mit Vorsicht arbeiten
Temperatur, Druck usw. Sind nicht im normalen Bereich
Grün
- Sicherheit: Weitermachen!
alles OK, Maschine kann starten
Blau
- anlagenspezifisch
eine bestimmte Aktion ist erforderlich
Klar
- keine bestimmte Bedeutung
Optische Alarmierung, Grundlagen
Die Farbe der Kalotte hat Einfluss auf die emittierte Helligkeit:
Farbe
Klar
Gelb
Orange
Rot
Blau
Grün
Blitzleuchte
100 %
93 %
70 %
23 %
24 %
25 %
Glühlampe
100 %
95 %
70 %
30 %
17 %
12 %
Ursprung
In Anlehnung zum Entfernungsgesetz ist die Leuchtkraft um 75%
reduziert bei verdoppelter Entfernung
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Optimale optische Alarmierung erfolgt mit direkter (unverbautem)
Sichtlinie zwischen Leuchte und Menschem; Reflektiertes Licht
kann nur unzureichend wahrgenommen werden.
Helligkeit von Warn- und Alarmsignalen:
• die Leuchtstärke von Warngeräten muss 5 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• die Leuchtstärke von Alarmgeräten muss 10 mal heller
sein, als das umgebende Licht
• wenn das optische Signal zur Alarmierung dient, muss es
durch ein akustische Signal unterstützt werden (EN 842)
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
Faustregel zur groben Applikationsabschätzung (Blitzleuchten):
Im Entfernungsbereich des inneren Kreises werden die Menschen auch dann
von der Leuchte “angesprochen”, wenn sie nicht direkt zur Leuchte schauen;
der äußere Kreis beschreibt den Entfernungsbereich, in dem der Betrachter
nur direkt alarmiert wird.
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
NFPA 72 gibt als einzige Norm “greifbare” Zahlen zur Auslegung
der optischen Alarmierung:
maximale
Raumgröße
(m x m)
minimale Leuchtstärke (effektive Intensität [cd])
1 Leuchte / Raum
2 Leuchten /
Raum
3 Leuchten /
Raum
(synchronisiert)
6x6
15
nicht erlaubt
nicht erlaubt
12 x 12
60
30
15
18 x 18
135
95
30
24 x 24
240
135
60
Optische Alarmierung, Wahrnehmbarkeit
• aufgrund der Komplexität der Betrachtung der optischen
Signalisierung ist eine Überprüfung der Wirksamkeit der
Alarmierung vor Ort mit repräsentativen Menschen
empfehlenswert
• dabei muss immmer eine worst-case Betrachtung
vorgenommen werden
• einfach irgendeine Leuchte an irgendeine Stelle ist in
jedem Fall nicht ausreichend
Auslegung von optischen
und akustischen
Signalgeräten
???
