E2W Warnsignaltechnik - Akustische Alarmgeber und ihre effektive Integration in Brandschutz- und Evakuierungsanlagen

1. Akustische Alarmgeber und ihre
effektive Integration in
Brandschutz- und
Evakuierungsanlagen

2. E2S stellt eine umfangreiches Programm an akustischen und optischen Alarmsignalgebern
her, die für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen nutzbar sind. Die Effizienz der
Alarmsignalanlage hängt ab von:
• Der Größe oder der Distanz des abzudeckenden Bereiches
• Der Hintergrundgeräusche
• Der Art und Frequenz des Tons
Akustische Alarmgeber

3. Die Lautstärke nimmt ab, je weiter der Empfänger sich vom
Sender des Signals entfernt. Dies liegt hauptsächlich an der
Ausbreitung der Schallwellen. Die Intensität nimmt ab, da die
Energie über einen größeren Bereich gestreut wird. Als
Faustregel gilt, mit jeder Verdoppelung des Abstandes zwischen
Quelle und Empfänger, verringert sich der Schallpegel um 6dB.
Daher ist die Reichweite eines Alarmsignals von einer Sirene
106 dB(A), doppelt so weit, als ein Signal mit 100 dB(A)
Schalldruckpegel.
Beispiel: Hat ein Alarmsignal bei 1 Meter Entfernung zum
Empfänger 100 dB(A), so ist der Schalldruckpegel bei 2 Metern
nur noch 94 dB(A) und bei 4 Metern 88 dB(A) usw.
Wie berechne ich die effektive Distanz und
Abdeckung eines akustischen Alarmgebers?
Tabelle 1.: Verringerung des Schalldrucks mit
zunehmendem Abstand zwischen Quelle und
Empfänger.
Effektiver Abstand
(Meter)
Abnahme (dB(A))
1 0
2 (1m doubled) -6
4 (2m doubled) -12
8 -18
16 -24
32 -30
64 -36
128 -42
256 -48
512 -54

4. Wie berechne ich die effektive Distanz und
Abdeckung eines akustischen Alarmgebers?

5. Wie wirken sich Umgebungsgeräusche nachteilig auf
die Effektivität der Alarmsirenen aus?
Merke: Nach diesem einfachen Verfahren ist
die effektive Distanz einer Alarmsirene, der
Abstand in dem der berechnete Wert in dB(A)
um 5 dB(A) über dem bekannten
Umgebungsgeräuschpegel liegt.
Beispiel: Ermittlung der effektiven Distanz
Eine Alarmsirene hat eine Leistung von 100
dB(A) bei einem Abstand von1 Meter. Ist der
Umgebungsgeräuschpegel 65 dB(A) muss das
Alarmsignal mindestens eine effektive
Lautstärke von 70 dB(A) aufweisen (siehe
Bemerkung oben) um sich klar vom
Umgebungsgeräusch zu unterscheiden.
Aus der Differenz des Ausgangssignals von 100dB(A)
und der effektiven Lautstärke 70 dB(A) ergibt sich ein
Leistungsverlust von 30 dB(A).
Mit Hilfe der Tabelle 1, wird nun ersichtlich dass die
effektive Distanz oder der maximale Abstand für eine
noch auszureichende Leistung 32m beträgt.
Dementsprechend ergibt sich für eine Alarmsirene mit
120 dB(A) bei 1 Meter Abstand eine 70-dB effektive
Distanz von ca. 300 Meter, d. h. eine zehnfache
effektive Distanz und, was noch wichtiger ist, das
Hundertfache der abgedeckten Fläche!

6. Wirksamkeit
eines
Alarmgebers

7. Achten Sie darauf, dass Sie den dB-Nennpegel und
die Toleranzen für den Ton kennen, der bei einer
Mehrton-Alarmsirene verwendet werden soll. Die dB-
Pegel von verschiedenen benutzerwählbaren Tönen,
über die elektronische Mehrton-Alarmsirenen
verfügen, schwanken beträchtlich. Im Allgemeinen
gilt: Je niedriger die Tonfrequenz (< 1000 Hz), desto
niedriger der dB-Nennpegel, und je höher die
Frequenz (> 1000 Hz), desto höher der dB-
Nennpegel und desto stärker die Dämpfung.
Wirksamkeit eines Alarmgebers

8. Tipps:
• Im Freien verbreitet sich der Ton einer Alarmsirene in alle Richtungen, aber in geschlossenen
Räumen wird ein Teil des Tons reflektiert, so dass ein erhöhter Tonpegel entsteht.
• Wenn ein an der Wand montierter Alarmmelder nahe der Decke angeordnet wird, wird der Ton
stärker reflektiert. Umgekehrt ist es bei einem unter der Decke montierten Alarmmelder.
• Eine an der Wand montierte Alarmsirene ist wirksamer, als eine an einer Säule installierte.
• Die Alarmsirenen sollten so angeordnet werden, dass keine unmittelbaren Hindernisse vorhanden
sind, und in einer idealen Höhe von etwa 2 bis 2,5 Meter.
• Wenn installierte Alarmsirenen synchronisiert werden, haben Sie eine effektivere Gesamtwirkung.
• Personal sollte eventuell Ohren-/ Gehörschutz tragen.
Wirksamkeit einer Alarmgeber

9. Das Ausgangssignal ist auch durch die Tonfrequenz beeinflusst. Niedrige Frequenzen reichen weiter,
dringen besser durch Strukturen und werden weniger durch Hindernisse abgedämpft. Eine
Einstellung der Reichweite des Alarmsignals kann durch Einstellung der Frequenz entsprechend der
nachfolgenden Tabelle vorgenommen werden.
Ausgangssignaldämpfung: Frequenz und Tonart
Tonfrequenz der Sirene Einstellung
bis zu 500Hz 0dBA
500 Hz bis 1000 Hz -3dBA
1000 Hz bis 2000 Hz -5dBA
Dennoch - Die Wahrnehmung eines Signals ist nicht ausschließlich abhängig von der Frequenz und
Lautstärke. Ein Ausgang mit verschiedenen Frequenzen und/oder wechselndem Ton wird einen deutlich
effektivere Aufmerksamkeit hervorrufen. Dieser kann sinnvoll in Orten mit Hintergrundgeräuschen sein,
an denen Ohr-/Gehörschutz getragen werden muss. Üblicherweise sind Zweiton-Frequenzen,
unregelmäßige, steigernde oder herunterfahrende Frequenzen die effektivsten.

10. Wenn der abzudeckende Bereich groß und/oder laut ist, werden viele Konstrukteure unsicher und
entscheiden sich dafür, mehr 100-dB-Alarmsirenen als normal zu installieren. Dies führt gewöhnlich
zu einer unzureichenden Abdeckung und/oder dazu, dass nach der Bewertung des Systems
während der Inbetriebnahme weitere Alarmsirenen hinzugefügt werden, um den absolut
notwendigen Alarmpegel zu erreichen. Damit verbunden sind dann die hohen Kosten für mehr
Kabel, Anschlüsse und Arbeit.
Wenn ein Raum, der mit einem akustischen Alarm abgedeckt werden soll, beispielsweise 30 mal 20
Meter groß ist und nur ein geringes Hintergrundgeräusch (ca. 65 dB(A)) aufweist, kann davon
ausgegangen werden, dass eine 100-dB-Alarmsirene diese Fläche abdeckt, da er einen 70-dB(A)-
Bereich von ca. 30 Meter bei niedrigem Hintergrundgeräusch aufweist. Dabei sollte das
Hintergrundgeräusch um 5 dB(A) überstiegen werden (siehe weiter unten).
Wie viele Alarmsirenen brauche ich?

11. Wie viele Alarmsirenen brauche ich?
Frage: Wie viele Alarmsirenen wären
erforderlich, wenn das Hintergrundgeräusch
85 dB(A) beträgt, beispielsweise in einer
Werkstatt mit lauten Maschinen?
Antwort: Einer! Bei einer Zunahme des
Hintergrundgeräusches um 20 dB(A) wird
eine um 20 dB(A) lautere Alarmsirene
installiert, d. h. mit einer Nennleistung von
120 dB(A). Dieses Prinzip, das dem gesunden
Menschenverstand entspricht, lässt sich in
allen Situationen anwenden, in denen laute
und große Bereiche abzudecken sind.

12. Kurz ausgedrückt, ergibt die Nutzung von Alarmsirenen mit höherer Ausgangsleistung in großen
und/oder lauten Bereichen einen effektiven Alarmpegel, der sich durchsetzt und unüberhörbar ist.
Der Einsatz derartiger Alarmsirenen bedeutet zudem erhebliche Kosteneinsparungen bei der
Installation.
Im folgenden Beispiel hat ein Bereich von 50 m mal 30 m ein Hintergrundgeräusch von 75 dB(A),
so dass ein Alarmpegel von 80 dB(A) erforderlich ist. Die Zeichnung zeigt, dass eine 120-dB(A)-
Alarmsirene die gleiche Leistung wie zwölf 100-dB(A)-Alarmsirenen erbringt. Tatsächlich ist der Pegel
sogar noch etwas höher.
Welche Vorteile bieten Alarmsirenen mit höherer
Ausgangsleistung?

13. Um 80dB(A) in einem Bereich von 50m x 30m zu erreichen
sind entweder 80 x A100 (100 dB(A) bei 1m) erforderlich oder
nur zwei A121 /121db(A)bei 1m.
Es ist keine Frage, welches Installationskonzept kostengünstiger ist. Dabei ist interessant, dass zwei
100-dB(A)-Alarmgeber ausreichend wären, wenn das Hintergrundgeräusch im Beispiel normal wäre,
d. h. wenn ein Pegel von ca. 70 dB(A) erreicht werden müsste.

14. Kostenvergleich
Konzept mit 100-dB(A)-Alarmgeber Konzept mit 120-dB(A)-Alarmgeber
12 Alarmsirenen mit 100 dB(A) 1 Alarmsirene mit 120 dB(A)
Arbeitskosten für Einbau von 12 Alarmsirenen Arbeitskosten für Einbau von 1 Alarmsirene
Arbeitskosten für Einbau von 24 Kabeldurchführungen Arbeitskosten für Einbau von 2 Kabeldurchführungen
Mindestens 220 Meter Kabel Maximal 50 Meter Kabel
Arbeitskosten für Einbau von 200 Meter Kabel Arbeitskosten für Einbau von 50 Meter Kabel
Vergleichen Sie Ihre Kosten anhand der vorangegangenen Tabelle, um herauszufinden, welche der
Konfigurationen günstiger ist.
Um die Konfigurationen des nachstehenden Beispiels zu vergleichen, sind keine Berechnungen
erforderlich. Beide ergeben einen Alarmpegel von 90 dB(A), d. h. das Hintergrundgeräusch beträgt
maximal 85 dB(A). In der Praxis ergibt die Konfiguration mit zwei 120-dB-Alarmsirenen einen
effektiveren Alarmpegel.

15. Ebenso bei der Planung zu bedenken
Im Innenbereich eingebaute Feuerschutztüren dämpfen das Alarmsignal mindestens um 30 dB,
normale Innentüren um mindestens 20 dB. Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Signalgeber
nicht durch mehr als eine Abtrennung hörbar ist.

16. Ebenso bei der Planung zu bedenken
Im oberen Beispiel:
Die Dämpfung muss durch die Entfernung d1, die Tür und die
Abtrennung sowie die Entfernung d2 berechnet werden (zusätzlich
zu der Einstellung der Tonfrequenz). Die endgültige dB(A)-
Lautstärke sollte nicht weniger als 65 bis 70 dB(A) oder nicht
weniger als 5dB über der Höhe der Hintergrundlautstärke in Bereich
2 liegen.
Es sollte darauf geachtet werden, dass kein Alarmsignal mit einer
höheren Ausgangsleistung als in Bereich 1 gewählt wird, um ein
akzeptables Signal in Bereich 2 zu erreichen. Dies wird das Signal in
Bereich 1, insbesondere in der Umgebung des Signalgebers,
unakzeptabel laut werden lassen.

17. Ausgangston bei mehreren Signalgebern
Zwei Signale zusammen mit gleichem Ton erhöhen
den Gesamtausgang um 3 dB. Insoweit werden zwei
100 dB(A)Lautsprecher insgesamt 103 dB(A)
Ausgangsleistung erzielen.
Vier 100 dB(A)Signallautsprecher liefern insgesamt
106 dB(A). Es ist wichtig festzustellen, dass der am
besten geeignetste Signalgeber in der Planungsphase
bei hinzufügen weiterer gleicher Signale die
Signallautstärke lediglich um ein paar dB erhöht wird.

18. Alarm-Warnung / Großbereich-Alarmierung
Bei großen Sirenen mit hoher Ausgangsleistung von
typischerweise 140 dB(A) ist zusätzlich zu berücksichtigen:
• Dämpfung aufgrund von Bodeneffekten, Barrieren wie z.B.
Gebäude
• Temperaturgradient
• Atmosphärische Brechung
• Tonabsorption durch die Atmosphäre
• Wahrnehmung durch Personen
• Gebäudebauart

19. Katasrophenwarnung /Großflächige Alarmierung
Es ist wichtig, dass die vorhergesehene Abdeckung nur geschätzt werden
kann. Eine Kombination dieser Faktoren der Dämpfung des Tones in der
Atmosphäre ist sowohl kompliziert als auch unvorhersehbar.
Starke Winde beeinflussen die Effektivität der Signalabdeckung. Sie werden
mitunter das Signal entsprechend der Windrichtung weiter führen, wie sich
beispielsweise austretendes Gas im Falle eines Gaslecks in die
entsprechende Richtung ausbreitet.
Allgemein müssen lautstarke Sirenen horizontal 10-15 Meter über dem
Boden, möglichst am höchsten Punkt der Seite des abzudeckenden
Bereiches angebracht werden, allerdings nicht zu hoch, so dass das Signal
nicht über den Bereich hinweg geführt wird. Als genereller Hinweis sollte die
Höhe von jedem Hindernis innerhalb von 50m festgestellt und der
Signallautsprecher mindestens 2 Meter höher als dieses Hindernis
aufgestellt werden um die beste Signalabdeckung zu erreichen -
idealerweise sollte das Ziel anvisiert werden oder in Sichtlinie sein.

20. Wann sollte ich netzbetriebene Alarmsirenen verwenden?
Die Verwendung von netzbetriebenen Alarmsirenen bedeutet, dass diese Alarmsirenen nicht über
einen Reserve-Akku verfügen. Besser geeignet sind mit 24 Volt Gleichstrom betriebene Alarmsirenen,
die auch über einen Reserve-Akku betrieben werden können und bis zu einem Pegel von 140 dB(A)
erhältlich sind.
Wo sollten Alarmsirenen mit hoher Ausgangsleistung
nicht eingesetzt werden?
Alarmsirenen mit hoher Ausgangsleistung sollten nicht bei niedrigen Hintergrundgeräuschen und als
Mittel zur akustischen „Überflutung“ des Bereichs verwendet werden. Zu laute Alarmsysteme
können Gefahren darstellen, indem sie Panik auslösen, Gehörschäden verursachen können und die
Kommunikation stark beeinträchtigen, wodurch die Evakuierung behindert wird. Eine allgemeine
Regel besagt, dass der gesamte Alarmpegel höchstens 10 bis 15 dB(A) über dem
Umgebungsgeräusch liegen soll.

21. Empfehlungen
Weitere Hinweise zur Standortwahl für Alarmsirenen:
• In den obigen Beispielen wird davon ausgegangen, dass alle
Alarmsirenen synchronisiert sind.
• Bei Verwendung von Alarmsirenen im mittleren Leistungsbereich, d. h.
mit 105 oder 110 dB(A), sind proportional mehr/weniger Alarmsirenen
erforderlich.
• Die Zeichnungen dienen dem Zweck der Veranschaulichung, wobei
Hindernisse und andere Tonbarrieren nicht berücksichtigt wurden.
• Vor der Installation von Alarmsirenen sollte der Standort einem Test
unterzogen werden

22. Als weltweit führender und
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E2S Warnsignaltechnik

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