Wie Ionisationsrauchmelder funktionieren
Artwork: Wie ein Ionisationsrauchmelder funktioniert.
Eine andere Art von Rauchmeldern ist preiswerter als der optische Typ, weiter verbreitet und funktioniert auf ganz andere Weise. Man kann ihn sich wie eine elektronische Nase vorstellen, denn wie die Nase auf der Vorderseite des Gesichts nutzt er eine Art Chemie, um ungewöhnliche Moleküle (Rauch) aufzuspüren, die nach innen dringen. Detektoren wie dieser werden Ionisationsrauchmelder genannt.
Was bedeutet das? Im Inneren des Melders befindet sich eine zur Luft hin offene Ionisationskammer (1), die mit Ionen (2) gefüllt ist. In diesem Fall handelt es sich um Atome, die Elektronen verloren haben, um positiv geladene Kerne zu bilden. Woher kommen die Ionen? Im Inneren der Kammer befindet sich ein kleines Stück eines chemischen Elements namens Americium (3). Es spuckt ständig winzige radioaktive Teilchen (so genannte Alphateilchen) aus, die in die Nachweiskammer gelangen. Dabei prallen sie auf Luftmoleküle und verwandeln sie in positiv geladene Ionen (hier als große rote Kleckse dargestellt) und negativ geladene Elektronen (als kleinere schwarze Kleckse dargestellt). Die Ionen und Elektronen schwirren in entgegengesetzter Richtung zwischen zwei Elektroden (elektrische Kontakte, ähnlich wie die Pole einer Batterie). Solange die Ionen und Elektronen in Bewegung sind, fließt ein Strom zwischen den Elektroden, und ein Schaltkreis (4) im Rauchmelder denkt, dass alles in Ordnung ist, so dass der Alarm (5) stumm bleibt.
Wenn jedoch ein Feuer ausbricht, gelangen Rauchpartikel in den Melder und beginnen, die Ionisationskammer (6) zu verstopfen. Sie heften sich an die Ionen und schalten den elektrischen Strom ab (7). Der Schaltkreis im Melder bemerkt diese Veränderung sofort (8) und schlägt Alarm (9). Sobald das Feuer gelöscht und der Rauch verschwunden ist, wird die Detektionskammer gereinigt, die Ionen wandern wie zuvor zwischen den Elektroden hin und her, der Stromkreis schaltet sich ab und der Alarm hört auf zu ertönen.
Ein Beispiel für einen geöffneten Ionisationsmelder ist auf dem folgenden Foto zu sehen:
Foto: Ein Ionisationsrauchmelder mit abgenommener Abdeckung. Der große schwarze Zylinder auf der rechten Seite ist die Ionisationskammer, in der der Rauch erkannt wird. Beachten Sie den relativ einfachen Stromkreis, der aus einfachen Komponenten wie Widerständen und Kondensatoren besteht.
Rauchmelder kaufen… Rauchmelder prüfen!
Foto: Überprüfen Sie Rauchmelder regelmäßig. Vergewissern Sie sich, dass die Kontrollleuchte funktioniert (dieser Melder hat eine grüne Anzeige, die anzeigt, dass er in Ordnung ist) und saugen Sie von Zeit zu Zeit den Staub ab. Achten Sie auch auf das Datum, bis zu dem sie ersetzt werden müssen: Rauchmelder halten nicht ewig!
Wenn Sie noch keinen Rauchmelder in Ihrer Wohnung haben, warum nicht? Sie kosten nur ein paar Pfund/Dollar und können Ihr Leben retten. Wenn Sie einen Rauchmelder haben, sollten Sie ihn einmal pro Woche auf seine Funktionstüchtigkeit überprüfen (sind die Batterien noch in Ordnung?) und ihn regelmäßig vom Staub befreien. Gewöhnen Sie sich an, die Melder zu überprüfen, wenn Sie den Raum, in dem Sie sich aufhalten, reinigen. Ein defekter Rauchmelder ist genauso schlimm oder schlimmer als gar kein Melder, weil er Ihnen ein falsches Gefühl der Sicherheit vermittelt.
Rauchmelder sind nicht immer wirksam. Manchmal lösen sie während eines Brandes keinen Alarm aus – und dafür gibt es verschiedene Gründe. Aus dem nachstehenden Diagramm geht hervor, dass in mehr als der Hälfte der Fälle (58 %) entweder der Rauch den Melder nicht erreichte oder der Melder sich nicht an dem Ort befand, an dem das Feuer ausgebrochen war. Fehlende oder defekte Batterien erklärten weitere 20 Prozent der Fälle.
Die Botschaft ist klar: Stellen Sie sicher, dass Sie viele Rauchmelder haben, nicht nur einen, und überprüfen Sie diese regelmäßig.
Diagramm: Warum lösen Rauchmelder bei einem Brand nicht aus? Hier sind die häufigsten Gründe.Quelle: UK Government Home Office: Data sheet Fire0704: Prozentsatz der Rauchmelder, die bei Bränden in Erstwohnungen und Bränden mit Todesopfern in Wohnungen nicht funktionierten, nach Art des Melders und Grund für das Versagen, September 2019. „Andere Handlung“ umfasst entfernte oder ausgeschaltete Melder. „Sonstiges“ beinhaltet, dass der Melder durch das Feuer beschädigt wurde und verschiedene Erklärungen, die nicht anderweitig berücksichtigt wurden.
Welcher ist besser, Ionisation oder optisch?
Nach einer detaillierten Studie desUS National Institute of Standards and Technology: „Ionisationsmelder reagieren etwas besser auf flammende Brände als fotoelektrische Melder, und fotoelektrische Melder reagieren (oft) wesentlich schneller auf schwelende Brände als Ionisationsmelder.“ Rauchmelder sind im Vergleich zu den Kosten eines Brandschadens trivial preiswert – und ein Leben ist natürlich unbezahlbar. Obwohl jeder Rauchmelder besser ist als keiner, sollten Sie, wenn möglich, beide Arten von Meldern anbringen.
Wie wirksam sind Rauchmelder?
Der zunehmende Einsatz von Rauchmeldern ist einer der Gründe, warum die Zahl der Brandtoten in den letzten vier Jahrzehnten seit ihrer Einführung stetig zurückgegangen ist. Nach Angaben der US-amerikanischen National Fire Protection Association (NFPA) ist die Zahl der Brandtoten in Häusern, in denen es keinen funktionierenden Rauchmelder gibt (entweder gar keinen oder einen, der nicht richtig funktioniert), mehr als doppelt so hoch. Bei Bränden, in denen zwar ein Rauchmelder vorhanden war, dieser aber nicht anschlug, waren in 43 Prozent der Fälle leere oder fehlende Batterien die Ursache. Deshalb ist es so wichtig, den Melder regelmäßig zu überprüfen und sicherzustellen, dass er funktioniert!
Diagramm: Der zunehmende Einsatz von Rauchwarnmeldern seit Ende der 1970er Jahre (rote Linie) hat zu einem deutlichen Rückgang der Zahl der Brandtoten (blaue Linie) beigetragen, obwohl auch andere Faktoren eine Rolle spielen. Die Grafik wurde von explainthatstuff.com unter Verwendung von Daten aus „Smoke Alarms in U.S. Home Fires“ von Marty Ahrens, NFPA, Januar 2019 und „Fire in the United States 2004-2013: 17th Edition“, US FEMA, März 2016.