Wärmebildkamera. 1. Projekt Wärmebildkamera OÖLFV 2. Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten. KDT-W Lehrgang KDT-W 2015 Wärmebildkamera.

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1 Wärmebildkamera 1. Projekt Wärmebildkamera OÖLFV 2. Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten KDT-W Lehrgang

2 Grundlagen Themen Teil 2 Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten Funktionsprinzip Einsatzgrundsätze Einsatzmöglichkeiten / -grenzen Fazit / Zusammenfassung Anwendungsbeispiele Tipps für die Ausbildung

3 Grundlagen Was ist eine Wärmebildkamera (WBK)? Die Wärmebildkamera ist ein Gerät, welches Wärmestrahlung, die von jedem Körper oder Medium ausgeht, sichtbar machen kann. Was man auf dem Monitor einer Wärmebildkamera sieht, ist nicht der Körper als solcher, sondern man sieht dieses Objekt auf Grund der Wärme, die von ihm ausgeht. d.h. jeder Körper und auch jedes andere Medium (Flüssigkeit, Gas), das wärmer als der absolute Nullpunkt (-273 C) ist, gibt auf Grund seines Wärmezustands Infrarotstrahlung ab.

4 Grundlagen Infrarotstrahlung Radio- u. Fernsehwellen Mikrowellen Infrarot-Strahlung Sichtbares Licht Infrarotstrahlung ist, genauso wie Rundfunk- und Fernsehwellen, Mikrowellen, Röntgenstrahlung, Gamma(γ-)strahlung eine elektromagnetische Wellenstrahlung. Die verschiedenen elektromagnetischen Strahlen unterscheiden sich in der Wellenlänge. UV-Strahlung γ-str. Wellenlänge

5 Grundlagen Infrarotstrahlung Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist etwas kürzer als IR-Strahlung und kann Rauch nicht durchdringen. Infrarotstrahlung ist langwelliger und durchdringt Rauch dagegen problemlos, kann aber vom Menschen ohne Hilfsmittel (z. B. einer WBK) nicht erkannt werden.

6 Linse Funktionsprinzip Technik Sensor Elektronisches Signal Display IR Detektor Elektronik (Prozessor) IR Strahlung Achtung: Keine echte (exakte) Temperaturmessung IR-Detektor und Elektronik rechnen die aufgenommene IR Strahlung in relative Temperaturen um.

7 Funktionsprinzip Darstellung einer Wärmequelle Blick ohne Wärmebildkamera Hinter Glasscheibe Ohne Glasscheibe Darstellung für das menschliche Auge gleich

8 Funktionsprinzip Darstellung einer Wärmequelle Blick durch eine Wärmebildkamera Hinter Glasscheibe Ohne Glasscheibe

9 Funktionsprinzip Darstellung einer Wärmequelle Alle Gegenstände wie z.b. Schrank, Tisch, Stuhl, Gasflaschen, Leitungen, usw., als auch z. B. Rauch werden immer im (Temperatur-) Verhältnis zu ihrer Umgebung dargestellt. Dunkel = Kalt Weiß / Farbe = Warm

10 Funktionsprinzip Darstellung einer Wärmequelle Alle Gegenstände wie z.b. Schrank, Tisch, Stuhl, Gasflaschen, Leitungen, usw., als auch z. B. Rauch werden immer im (Temperatur-) Verhältnis zu ihrer Umgebung dargestellt. Dunkel = Kalt Weiß / Farbe = Warm

11 Funktionsprinzip Darstellung einer Wärmequelle Beispiel 1 Hintergrund = kalt Person im Vordergrund helle Darstellung Beispiel 2 Hintergrund = warm Person im Vordergrund dunkle Darstellung

12 Funktionsprinzip Temperaturermittlung Hot-Spot-Messpunkt

13 Funktionsprinzip Temperaturermittlung Hot-Spot-Messpunkt Achtung: Keine echte (exakte) Temperaturmessung IR-Detektor und Elektronik rechnen die aufgenommene IR Strahlung in relative Temperaturen um.

14 Funktionsprinzip Sensor 2 Sensorbereiche (Regelfall) (automatische Umschaltung) Hohe Empfindlichkeit (niedrige Temperaturen) rot > 150 C Niedrige Empfindlichkeit (hohe Temperaturen) gelb > 200 C rot > 400 C

15 Einsatzgrundsätze Spiegelungen Abschirmung 2-D-Bild richtig lesen Würfelblick Erkundung / Tür-Kontrolle Wahl des richtigen Farbschemas Funktionen: Standbild, Laserpointer Wer hat die WBK im Einsatz?

16 Einsatzgrundsätze Spiegelungen Glatte Oberflächen reflektieren Wärmestrahlung Reflexion Spiegelungen Mögliche Fehlinterpretationen!!! Beispiele: Glas Glatte (glänzende) Metallflächen Glatte Fliesen Wasseroberfläche Abhilfe Winken, Bewegen, Standortwechsel,

17 Einsatzgrundsätze Spiegelungen Glatte Oberflächen reflektieren Wärmestrahlung Reflexion Spiegelungen Mögliche Fehlinterpretationen!!! Beispiele Glas Glatte (glänzende) Metallflächen Glatte Fliesen Wasseroberfläche Abhilfe Winken, Bewegen, Standortwechsel,

18 Einsatzgrundsätze Spiegelungen Blick durch die Glastüren ohne WBK Keine Personen sichtbar Blick durch die Glastüren mit einer WBK Reflexion der AS-Träger

19 Einsatzgrundsätze Spiegelungen Blick auf eine Fliesenwand ohne WBK. Keine Personen sichtbar Blick auf eine Fliesenwand mit einer WBK. Reflexion der AS-Träger.

20 Einsatzgrundsätze Abschirmung Wärmestrahlung durchdringt nur teilweise Materialien bzw. Gegenstände (Transmission) Beispiele (keine Durchdringung) Glas (Fenster, Tür, ) Wasser Mauern Blatt Papier (reicht bereits für eine Abschirmung aus) Mit einer WBK kann man nicht durch Wände, Fenster, sehen bzw. kann man eventuell eine Erwärmung (Wärmedurchgang) feststellen (z.b. bei Wänden, )

21 Einsatzgrundsätze Abschirmung - Personensuche

22 Einsatzgrundsätze 2-D-Bild richtig lesen Unser Auge ist ein 3-D-Bild gewohnt Eine WBK liefert aber ein 2-D-Bild Distanzen sind schwieriger einzuschätzen ( Achtung bei Zoom-Funktion) Erkennen von Gefahrenquellen möglich Aber: - Wo genau? - Distanz? - Gleiche Temperatur wie Boden schwer zu erkennen

23 Einsatzgrundsätze 2-D-Bild richtig lesen Abhilfen: Um in einem Bereich so schnell wie möglich einen Überblick zu erhalten bzw. für die räumliche Orientierung ist der Würfelblick sehr effektiv. Um Gefahrenquellen aufzufinden ist ein Abtasten des Bodens in unbekannter Umgebung weiterhin unbedingt notwendig!

24 Einsatzgrundsätze 2-D-Bild richtig lesen ACHTUNG! Absturzgefahr am Wärmebild sehr schwer erkennbar

25 Einsatzgrundsätze Würfelblick

26 Einsatzgrundsätze Würfelblick OBEN + VORNE Wo brennt es, Gefahren erkennen,

27 Einsatzgrundsätze Würfelblick VORNE + UNTEN Personen auffinden, Erkennen von Hindernissen, Absturzgefahren, Türen,

28 Einsatzgrundsätze Würfelblick LINKS + RECHTS Erfassen von Türen und Fenstern, Fluchtwege,

29 Einsatzgrundsätze Würfelblick HINTEN Kontrolle des Rückzugsweges, Eine WBK ersetzt keine Rückwegsicherung!!!

30 Würfelblick

31 Einsatzgrundsätze Erkundung / Tür-Kontrolle Eine Wärmebildkamera ist ein optimales Hilfsmittel zur Auffindung des Brandraums Ein heller Kranz um eine Tür deutet auf einen Wärmestau im Raum hin bzw. eine Erwärmung der Türe (meist im oberen Bereich) vermutlicher Brandraum

32 Einsatzgrundsätze Erkundung / Tür-Kontrolle

33 Einsatzgrundsätze Wahl des richtigen Farbschemas Farbmodus white-hot (weiß = heiß) (bei neueren Kameras Einfärbungen möglich) Brandeinsatz,

34 Einsatzgrundsätze Wahl des richtigen Farbschemas Farbmodus Hitzefinder ( Warm-Finder ) (Einfärbung des relativ wärmsten Bereichs) Personensuche / -Kontrolle, Glutnestsuche,

35 Einsatzgrundsätze Wahl des richtigen Farbschemas Farbmodus Vollfarben ( Multicolor ) Verschiedene Temperaturen werden in unterschiedlichen Farben dargestellt Technische Einsätze, Personensuche, Türkontrolle, Glutnestsuche,

36 Einsatzgrundsätze Standbild-Funktion Informationsweitergabe an Rohrführer und Truppmann Bild aus schwer einsehbaren Bereichen Zwischendecke / -boden Blick um eine Ecke (z.b. Gasflasche) Informationsweitergabe an Führungskräfte Erkundung (Brand, Schadstoffeinsatz)

37 Einsatzgrundsätze Laserpointer Ein Laserpointer kann für eine zielgerichtete Brandbekämpfung bzw. für die Auffindung von Glutnestern, verwendet werden. Hilfsmittel zum Führen des eingesetzten Trupps durch GRKDT / EL bzw. im Trupp durch den Truppführer z.b. - beim Öffnen einer Zwischendecke - bei einem Fassadenbrand -

38 Einsatzgrundsätze Laserpointer

39 Einsatzgrundsätze Wer hat die WBK im Einsatz? Erstphase ev. EL oder GRKDT für Erkundung (Lokalisierung, ev. Brandausbreitung erkennen, ) Wenn nur eine Kamera an der Einsatzstelle verfügbar ist? (Regelfall) unbedingt an AS-Trupp übergeben - Sicherheit!!! - schnellere / effizientere Personensuche - schnellere / effizientere Brandbekämpfung - Kommunikation!!

40 Erkundung Einsatzmöglichkeiten Brandeinsatz Personensuche in verqualmten Räumen Zur schnellen Lokalisierung des Brandherds Zum Erkennen des Löscherfolges Suchen von versteckten / kleinen Brandnestern (Nachlöscharbeiten) Kontrollieren der Temperatur von z. B. Gasflaschen ACHTUNG: Speziell im Brandraum kann es passieren, dass Personen schwer bzw. nicht am Wärmebild erkennbar sind.

41 Einsatzmöglichkeiten Technischer Einsatz / Schadstoff-Einsatz Suchen von Personen im Freien (in der Nacht) z.b. nach VU (Sitze, Umfeld, ), Suchaktionen, Suchen von Personen im Wasser (Oberfläche) Erkennen von (exothermen) chemischen Reaktionen Erkennen von Gefahrstoff-Schlieren auf Gewässern Erkennen der Füllhöhe in einem Behälter Erkennen der Austrittsstelle von Gasen Erkennen von Gaswolken

42 Einsatzgrenzen Fehlinterpretationen z.b. durch Haustechnik, Reflexion durch glatte Flächen wie Spiegel, Glas, Wasser, Wasserdampf usw., sind möglich. WBKs können träge reagieren und sollen daher langsam geführt werden. Wärmequellen hinter Glas / Isolationen (z.b. Gipswände usw.) können nicht sichtbar gemacht werden. Starker Ruß absorbiert Infrarotstrahlen.

43 Fazit WBK Eine WBK ist nur ein Hilfsmittel kein Allheilmittel nur so gut wie der Bediener Eine WBK ist ein techn. Gerät ev. Defekt (leerer Akku, Beschädigung, Verlust, ) Einsatz muss, wie bisher, auch weiterhin ohne WBK abgewickelt werden können! WBK ersetzt keine bisherigen Taktiken und Techniken nur Unterstützung

44 Fazit WBK Aufgaben des Truppführers: Sehender im Trupp ( Blindenhund ) Führen des Trupps neue Möglichkeiten (z.b. Steuern des Rohrführers Erfolg, ) Kommunikation wird noch wichtiger!! NICHT ausschließlich WBK-Maschinist Mitarbeit im Trupp weiterhin notwendig

45 Fazit WBK Vorteile: mehr Sicherheit für eingesetzten Trupp schnellere Personenrettung schnellere / effizientere Brandbekämpfung effizientere Einsatzabwicklung (Allgemein) Damit verbunden: AUSBILDUNG mit der WBK WBK nur so gut wie der Bediener

46 Anwendungsbeispiele Brandeinsatz Erkundung (außen / Tür-Kontrolle)

47 Anwendungsbeispiele Brandeinsatz Menschenrettung

48 Anwendungsbeispiele Brandeinsatz Brandbekämpfung

49 Anwendungsbeispiele Brandeinsatz Glutnester ACHTUNG: nicht alles was warm ist, ist auch ein Glutnest

50 Anwendungsbeispiele Brandeinsatz Erwärmung / Füllstand Gasflasche

51 Anwendungsbeispiele Technischer Einsatz Restwärme

52 Anwendungsbeispiele Technischer Einsatz Person im Gelände

53 Anwendungsbeispiele Technischer Einsatz Person im Wasser

54 Anwendungsbeispiele Schadstoff-Einsatz Schadstoff auf Gewässer

55 Anwendungsbeispiele Schadstoff-Einsatz Füllstände bei nicht isolierten Behältern

56 Anwendungsbeispiele Schadstoff-Einsatz Gasaustrittsstelle

57 Tipps für die Ausbildung Die nachfolgenden Folien beinhalten einige Tipps für die Ausbildung, um die Feuerwehrmitglieder im Umgang mit der Wärmebildkamera zu schulen. Die vorherigen Folien beinhalten ebenfalls viele Beispiele welche für die Ausbildung verwendet werden können. Vorrangig geht es hier um das Lesen und richtige Interpretieren eines Wärmebildes bzw. was macht die Kamera und wie wird dargestellt. Für die Darstellung ist die Bedienungsanleitung der Kamera als Grundlage zu verwenden. Nachfolgende Bilder beziehen sich immer auf Kameras der Firma Active Photonics. Die Inhalte können aber für alle Wärmebildkameras verwendet werden.

58 Tipps für die Ausbildung Verhalten einer Wärmebildkamera im Brandraum: Eine Wärmebildkamera verhält sich wie eine Atemschutzmaske d.h. Linse und Bildschirm beschlagen bzw. werden vom Brandrauch (Ruß) belegt ist die Linse zu Stark mit Ruß belegt, bzw. ist der Brandrauch extrem mit Rußpartikel belastet, kann es durchaus passieren, dass man mit der WBK nicht bzw. nur eine kurze Distanz durch den Rauch sehen kann Abhilfe: Abwischen von Maske, Bildschirm und Linse

59 Tipps für die Ausbildung Vorgehen mit der WBK 2-D-Bild richtig lesen: Achtung: Die WBK liefert ein 2-D-Bild Einschätzen von Distanzen muss geübt werden (Achtung: Einschätzen bei Zoom-Funktion) In Räumen wo die gesamte Umgebung nahezu die gleiche Temperatur hat, sind Konturen, Gegenstände, Gefahren, oft schwer zu erkennen (z.b. nicht geheizte Räume wie Lager, Garagen, Werkstätten, ) Übungen: - Ausschließlich durch die WBK blicken und versuchen einen Gegenstand bzw. eine Türschnalle zu greifen - Orientierung in Räumen wie oben beschrieben Grundsätzlich bekanntes Vorgehen ändert sich nicht! Ab- / Vortasten in gebückter Haltung ist weiterhin notwendig Notwendige Gerätschaften: diverse Gegenstände, Türe, kalte Räumlichkeit,

60 Tipps für die Ausbildung Vorgehen mit der WBK Würfelblick: Nicht permanent WBK vor den Augen (Würfelblick vorgehen Würfelblick - - ) Die Erklärung des Würfelblicks ist einige Folien vorher zu finden. Grundsätzlich bekanntes Vorgehen ändert sich nicht! Ab- / Vortasten in gebückter Haltung ist weiterhin notwendig

61 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes: Blick durch die WBK im STD-Modus (White-Hot) - Was kann ich erkennen? - Wie wird dargestellt? ( warm = weiß bzw. eingefärbt / kalt = dunkel) - Wechseln vom Sensorbereich (Automatisch siehe nächste Folie) Notwendige Gerätschaften: Person, diverse Gegenstände, Verschiedene Wärmequellen: - Feuerkorb oder Brandtasse mit brennendem Feststoff - Keramikschale mit Brennspiritus (Flamme mit Auge schlecht zu sehen) - Gasflämmer (Beobachten der Flamme am Flämmer aber auch Füllstand) - Heizstrahler

62 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes - Fortsetzung INFO: Mit einem Feuerkorb oder einer Brandtasse mit ausreichend brennenden Feststoff kann das Umschalten zwischen den beiden Sensorbereichen (Empfindlichkeiten) gut geübt werden: mit der WBK auf einen kalten Hintergrund blicken dann auf den brennenden Feststoff schwenken und abwarten bis die Kamera den Sensorbereich wechselt wieder in den kalten Bereich schwenken und abwarten bis die Kamera umschaltet

63 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes - Fortsetzung Video: Automatisches Umschalten des Sensorbereichs

64 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes Fehlinterpretationen: Spiegelung Bei glatten Oberflächen kommt es zu Spiegelungen, da Infrarotstrahlung reflektiert wird. - Mit Wärmebildkamera vor glatte Oberfläche stellen Man sieht sich selbst - Wärmequelle (schräg) vor glatter Oberfläche positionieren die Wärmequelle wird in der glatten Oberfläche gespiegelt Abhilfe: Bewegen, Standortwechsel, Winken, Notwendige Gerätschaften: Glatte Oberflächen: - Fenster, Glastür - Glatte Metalloberfläche (z.b. Feuerwehrfahrzeug, Küche, ) - Wasser (regennasse Straße, Wanne mit Wasser, ) - Wärmequelle (Heizstrahler, Heizkörper, )

65 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes Fehlinterpretationen: Abschirmung Jeder Gegenstand schirmt Wärmestrahlung ab. Ausnahme: es kommt zu einer Erwärmung des Gegenstands (Wärmedurchgang / -übergang) - Person hinter Decke stellen (z.b. wie Person im Bett, ) - Person hinter Strauch / Gegenstand stellen (wie bei Personensuche) - Arm oder Fuß in Behälter mit Wasser stecken und mit WBK beobachten - Wärmequelle hinter Glasscheibe, Gegenstand, Abhilfe: Bewegen, Standortwechsel, Notwendige Gerätschaften: - Person - diverse Gegenstände (Decke, Strauch, ) - offener Behälter mit Wasser - Wärmequelle (Teelicht, Heizstrahler) - Glasscheibe (Fenster)

66 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes Restwärme - Person in Auto setzen nach ca. 1 Minute aussteigen lassen Autositz beobachten Restwärme wird sehr gut dargestellt ACHTUNG: Verwechslungsmöglichkeit mit Sitzheizung - Weiteres Beispiel für Restwärme: Person war im Bett, - Glutnester bzw. Restwärme bei einer Mauer Notwendige Gerätschaften: - Person - Fahrzeug - Bett, Couch, Bank, - Feuerkorb oder Brandtasse mit brennendem Feststoff (Glutnester)

67 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes Simulation Füllstand von Behältern, Tanks, - Mindestens drei PET-Flaschen (1x leer, 1x halbvoll, 1x voll) nebeneinander aufstellen und mit der WBK betrachten - Flüssiggasflasche betrachten (1x ohne Verbraucher, 1x mit Verbraucher) INFO: Eine PET-Flasche bereits am Vortag befüllen, damit der Inhalt die gleiche Temperatur hat wie die PET-Flasche. ACHTUNG: Bei isolierten bzw. glatten/glänzen Behältern funktioniert die Betrachtung mit der WBK nicht Notwendige Gerätschaften: - PET-Flaschen - Flüssiggasflasche mit Verbraucher - Kanister

68 Tipps für die Ausbildung Lesen des Wärmebildes Wirkung von Löschwasser - Wasser mit einem Kübel dosiert in einen Feuerkorb oder eine Brandtasse mit brennenden Feststoffen schütten dabei mit der Wärmebildkamera die Auswirkungen beobachten Notwendige Gerätschaften: - Feuerkorb oder Brandtasse mit brennendem Feststoff

69 Quellennachweis