Pneumatische Sirene

Motorsirene Typ E57

Eine Sirene ist eine Einrichtung zur akustischen Alarmierung oder Warnung, in der Regel durch einen charakteristischen an- und abschwellenden Heulton.

Im öffentlichen Bereich werden Sirenen für die Alarmierung der Feuerwehr oder für die Warnung der Zivilbevölkerung im Katastrophenfall verwendet, im privaten und gewerblichen Umfeld hauptsächlich als Brand- oder Einbruchsalarm eingesetzt.

Ihren Namen erhielt die Sirene 1819 von Charles Cagniard de la Tour, der damit an die Sirene aus der Mythologie anknüpfte.^[1]

Bauarten

Anhand der Bauart und Tonerzeugung wird unterschieden zwischen mechanischen (oder auch Motor-), pneumatischen und elektronischen Sirenen. Letztere Bauarten sind Hochleistungssirenen, meist wird der Begriff aber nur für die pneumatischen Sirenen verwendet.

Mechanische Sirenen

Ältere zweimotorige Sirene für Feuerwehr und Zivilschutz

Blick unter das Schutzdach einer Motorsirene (Typ E57)

Eine mechanische Sirene (auch Motorsirene) besteht aus einer schaufelradähnlichen Trommel (der sogenannte Rotor) und einem diese umschließendes unterbrochenes Gehäuse (der sogenannte Stator). Durch das Drehen der Trommel durch einen Elektromotor wird der entstehende Luftstrom laufend abgeschnitten und erzeugt einen Ton.

Die Tonhöhe hängt von der Drehzahl und der Zahl der Schaufeln, den sogenannten Ports der Trommel ab. Die Tonhöhe einer Sirene in Hertz berechnet sich aus den Umdrehungen pro Sekunde multipliziert mit der Anzahl der Ports.

Durch das Anlaufen und Auslaufen des Motors ergibt sich ein höher und tiefer werdender Ton. Dies kann man aber auch verhindern, indem statt einer Blechhaube, die zum Rotor einen fixen Abstand besitzt, eine Klappe, die beim Lauf der Sirene mit einem Elektromagneten abgehoben wird und beim Abschalten die Öffnung des Rotors verschließt. Solche Typen werden überwiegend in Amerika als Sirenen für Sonderalarme verwendet.

Die Einheitssirene vom Typ E 57 mit 9 Ports (ursprünglich westdeutsche Standardsirene) beispielsweise heult mit einer Lautstärke von 101 dB(A) in 30 m Entfernung und einer Tonhöhe von 420 Hz bei 2800 Umdrehungen pro Minute. Ihr Ton ist in ländlichen (dünnbesiedelten) Gebieten in 600 m Entfernung mit ca 70 dB(A) hörbar. In dicht bebauten Gebieten wie Industriezonen oder in Regionen mit mehrstöckigen Gebäuden kann mit der E 57 bei gleicher Lautstärke nur noch eine Reichweite von circa 350 m erzielt werden.

In Österreich werden keine einheitlichen Sirenen verwendet, sondern den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten angepasst.

Ferner existieren kleine handgetriebene Sirenen, die unabhängig von einer Stromversorgung verwendet werden können. An diesen Handsirenen befindet sich eine Handkurbel. Auch hier ist die Tonhöhe von der Drehzahl abhängig.

 Signal Feueralarm mehrerer mechanischen Sirenen (Typ E 57)^?/i

Pneumatische Sirenen

Kopf einer HLS

Pneumatische Sirenen erzeugen ihren Ton ähnlich einer mechanischen Sirene durch zyklische Unterbrechung des Luftstroms, die auch durch einen elektromotorgetriebenen Rotor im Sirenenkopf stattfindet. Im Gegensatz zur mechanischen Sirene, bei der der Luftstrom durch die Zentrifugalkraft entsteht, wird hier aus einem Vorratsbehälter unter dem Sirenenmast Druckluft mit etwa 16 bar zum Sirenenkopf geleitet. Nach dem Rotor wird die Luft in mehrere Hörner geleitet.

Der Vorteil dieser Lösung besteht einmal im sofort verfügbaren Druckluftvorrat, der von einem Kompressor kontinuierlich wieder aufgefüllt wird, und andererseits in der sehr viel größeren Leistung dieses Sirenentypes. Bei einem Modell mit einer Kopfhöhe von 20 Metern beträgt der Schalldruck am Boden 20 Meter von der Sirene entfernt etwa 130 dB, und der Ton ist noch in einer Entfernung von 12 km zu hören. Die Weckentfernung beträgt, je nach Wind, zwischen 6 und 8 Kilometern.

Der Sirenenkopf sitzt auf einem Mast oder vereinzelt auf Gebäuden. Kompressor und Lufttanks befinden sich meist in einem unterirdischen Maschinenraum. Der Kompressor wird von einem Dieselmotor angetrieben, teilweise auch von einem Elektromotor. Der Rotor im Sirenenkopf bezieht seine Energie aus Akkumulatoren.

In den Jahren ab 1990, also nach dem Kalten Krieg, wurden in Deutschland viele dieser Sirenen aufgrund der hohen Wartungskosten und des verminderten Anforderungsprofiles durch elektronische Varianten ausgetauscht oder ersatzlos entfernt.

 Signal Warnung der Bevölkerung einer pneumatischen Hochleistungssirene^?/i

Eine Variante pneumatischer Sirenen ist auch in den Vereinigten Staaten noch verbreitet. Sie unterscheidet sich durch die Luftzufuhr, die während des Alarms durch den Kompressor erfolgt. Einen Lufttank gibt es bei dieser Variante nicht. Als weiterer Unterschied sind bei einigen Modellen Rotoren mit zwei oder mehr Reihen von Ports und entsprechenden Statoren verbaut. Dadurch lässt sich ein Doppelton erzeugen. Mittels Magnetventilen können die beiden Töne auch abwechselnd gegeben werden.

Sirene von Pintsch-Bamag

Frühere Sirene von Hörmann (F 71)

Sirene von Hörmann (HLS 273) mit Maschinenbunker (unten)

Elektronische Sirene

Elektronische Sirenen erzeugen den Ton mit einem Lautsprecher und einem elektronischen Verstärker. Mit einer Steuerung kann man ebenfalls das Auf- und Abschwellen der mechanischen Sirene nachempfinden. Vorteil der elektronischen Sirenen ist, dass sie über keine beweglichen Teile verfügen. Somit verringern sich Gewicht, Wartungsaufwand und Stromverbrauch. Mittels Versorgung über einen Akku, der durch Solarzellen oder über das Stromnetz geladen werden kann, ist dies Sirenenart auch teilunabhängig vom Stromnetz. Die einzelnen Schalltrichter können in gewünschte Richtungen gedreht werden, um bestimmte Gebiete stärker oder schwächer zu beschallen. Ferner lassen sich mit elektronischen Sirenen auch Sprachdurchsagen realisieren.

Elektronische Sirene einer Feuerwehr

Elektronische Sirene mit 2,4 kW Leistung des Industrieparks Höchst

Sirenensteuerung

Sirenen werden heute entweder über Funk oder per Druckknopfmelder ausgelöst. Bei den Druckknopfmeldern befindet sich eine direkte Drahtverbindung zwischen Melder und Sirenensteuergerät. Löst jemand also den Druckknopfmelder aus, läuft sofort die Sirene mit dem entsprechenden Sirenensignal (bei öffentlichen Sirenen in der Regel Feueralarm) an. Der Alarmgebende sollte sich dann beim Druckknopfmelder aufhalten, um die Feuerwehr einzuweisen.

Um Sirenen auch aus größerer Entfernung zu aktivieren (in der Regel über Leitstellen), bedient man sich der analogen oder digitalen Funkalarmierung. Hierbei wertet ein Sirenensteuerempfänger ein entsprechendes Funksignal - in analogen Netzen eine 5-Ton-Folge, in digitalen einen Radio Identification Code (RIC) - aus und regelt die Auslösung der Sirene mit dem jeweiligen Sirenensignal. Dabei ist bei der immer noch weit verbreiteten analogen Alarmierung für die Auslösung der Sirene nicht nur die 5-Ton-Folge entscheidend, sondern auch ein Doppelton (Überlagerung zweier Töne mit jeweils unterschiedlicher Frequenz aber gleichem Lautstärkepegel), der im Anschluss an die 5-Ton-Folge für mindestens zwei Sekunden klar empfangen werden muss (gesendet wird er für fünf Sekunden). Dieser Doppelton entscheidet letztendlich, welches Sirenensignal ausgelöst wird. Die Doppeltöne setzen sich entsprechend der Sirensignale wie folgt zusammen:

• Sirenenprobe (1×15 Sekunden Dauerton): 675 Hz und 1860 Hz
• Feueralarm (3×12 Sekunden Dauerton): 675 Hz und 1240 Hz
• Warnung (3 Minuten gleich bleibender Dauerton): 675 Hz und 825 Hz
• Alarm (1 Minute auf- und abschwellender Heulton): 1240 Hz und 1860 Hz
• Entwarnung (1 Minute gleich bleibender Dauerton): 825 Hz und 1860 Hz

Somit ist es möglich, die einer Feuerwehr zugehörige Sirene auf dieselbe 5-Ton-Folge wie die der Meldeempfänger der Feuerwehrleute zu programmieren, da sie im Gegensatz zu diesen nicht immer sofort automatisch auslöst, wenn die entsprechende 5-Ton-Folge empfangen wird. Nur bei bestimmten Alarmszenarien kann die Leitstelle zusätzlich zur 5-Ton-Folge einen Doppelton senden, der dann nicht nur die Meldeempfänger, sondern auch einen kurzen Augenblick später die Sirene anlaufen lässt.

Wird eine Feuerwehr digital alarmiert, kann die Sirene ebenfalls auf die RIC der Meldeempfänger der Feuerwehrleute programmiert werden. Hierbei entscheidet dann die Unteradresse der RIC (a-d), ob die Sirene zusätzlich mit anläuft oder nicht. Eine weitere Möglichkeit ist es, der Sirene eine eigene RIC zu geben, wobei dann jede Unteradresse für ein separates Sirenensignal steht.

 Analoge 5-Ton-Folge mit Doppelton zur Auslösung des Signals Feueralarm^?/i

Verwendungszwecke

Alarmierung der Feuerwehr

In vielen, meist ländlich geprägten Gebieten alarmieren Sirenen nach wie vor ehrenamtliche Kräfte der Feuerwehr zu ihren Einsätzen (auch als laute Alarmierung bezeichnet). Gerade in Städten und dichter besiedelten Regionen jedoch gehen immer mehr Feuerwehren dazu über, auf die sogenannte stille Alarmierung mittels Funkmeldeempfänger und vereinzelt auch zusätzlich per SMS umzustellen.

Nachteile der Sirene bei der Alarmierung von Rettungskräften sind die große Lärmbelästigung der nicht beteiligten Bevölkerung, das Anlocken von Schaulustigen und die von der Witterung (besonders Wind) abhängige zu geringe oder zu große akustische Reichweite. So kann es vorkommen, dass die Sirene selbst im eigenen Ort nicht überall gehört wird oder umgekehrt der Schall so weit getragen wird, dass er gleich in mehreren Orten die Feuerwehrleute aufschreckt, da eine genaue Ortszuordnung nur schwer möglich ist. Siehe auch Artikel Alarmierungssysteme der Feuerwehr.

Warnung der Bevölkerung im Katastrophenfall

Ein flächendeckendes, zentral gesteuertes Sirenennetz bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, die Zivilbevölkerung bestimmter Regionen auf Gefahren wie etwa Hochwasser, Chemie- oder Reaktorunfall (ABC-Alarm) etc. mit bestimmten Signalfolgen hinzuweisen. Die Alarmierung erfolgt in der Regel rascher als eine Warnung über die Medien, lässt sich örtlich besser eingrenzen und erreicht auch Personen, die gerade keine Rundfunkmedien empfangen.

Deutschland

Sirenenanhänger (SLEA) des Zivilschutzes, Deutschland, 50er oder 60er Jahre, fotografiert im Feuerwehrmuseum Stuttgart

Das Sirenennetz aus fast 100.000 Sirenen in Deutschland wurde in den 1990er Jahren aus Kostengründen stark ausgedünnt (Wegfall der Warnämter des Zivilschutz-Warndienstes; die Städte übernahmen die Sirenen vom Bund und mussten seitdem den Unterhalt der Sirenen selbst tragen) und nur noch wenige für die Feuerwehr-Alarmierung stehen gelassen. Seitdem gibt es kein flächendeckendes System für Alarmierung der Bevölkerung – abgesehen von Warnmeldungen, die über Radio und Fernsehen verbreitet werden können. Dies wird inzwischen vielfach als Fehler angesehen, da die Warnmöglichkeit durch Sirenen damit auch für zivile Großschadensfälle verloren gegangen ist. Heute verfügen nur noch wenige deutsche Großstädte über ein intaktes Sirenenetz, das sich aus Hochleistungssirenen zusammensetzt. Dazu gehören unter anderen Darmstadt, Düsseldorf, Erlangen, Karlsruhe, Pforzheim, Saarbrücken, Aachen und Köln. Auch Hamburg verfügt über ein Sirenennetz, dort speziell zur Warnung vor Sturmfluten.^[2] Allerdings entschließen sich immer mehr Städte dazu, wieder Sirenen aufzubauen, u. a. Passau, Dresden (entlang der Flüsse Weißeritz und Elbe) und Augsburg.

Anders ist die Situation in vielen Landkreisen. Hier gibt es zum Beispiel im Kreis Steinfurt nach wie vor ein zusammenhängendes Sirenennetz, das jeweils am ersten Samstag im Monat getestet wird. In Bayern sind in einem Umkreis von 25 km um alle Kernkraftwerke (z. B. KKW Grafenrheinfeld) in allen Orten Sirenenwarnanlagen installiert, um in einem ernsten Störfall die Bevölkerung zu alarmieren. Sie werden mindestens zweimal im Jahr getestet.

Bis zum Ende des Kalten Krieges wurden die Sirenen zweimal jährlich bei einem Probealarm getestet. Dieser fand jeweils an einem Mittwoch im März und September um ca. 10 Uhr statt. Dabei wurde zuerst ein einminütiger Dauerton, danach Luftalarm oder ABC-Alarm und schließlich noch einmal ein Dauerton ausgelöst. In den letzten Jahren wurde der Test samstags durchgeführt.

Österreich

Österreich verfügt über ein flächendeckendes Sirenennetzwerk, bestehend aus 8170 Sirenen. In Österreich unterscheidet man neben dem Feuerwehralarm (3 mal 15 Sekunden Dauerton mit 2 mal 7 Sekunden Unterbrechung) und der Sirenenprobe drei Signale für den Zivilschutz:

• Warnung: ein dreiminütiger Dauerton
• Alarm: ein einminütiger, auf- und abschwellender Ton
• Entwarnung: ein einminütiger Dauerton

Neben einer wöchentlichen Sirenenprobe (ein 15-sekündiger Dauerton) jeden Samstag um 12:00 Uhr Mittag, findet am ersten Samstag im Oktober eine Sirenenprobe mit allen Signalen statt.

Schweiz

Das Sirenennetz der Schweiz wird nicht nur im Falle von Naturkatastrophen verwendet, sondern auch bei Großkatastrophen (wie z. B. beim Chemieunfall von 1986 in Basel-Schweizerhalle) und besteht aus über 7.750 Sirenen. Die Aktivierung erfolgt ferngesteuert von den Zentralen aus. Die Alarmsysteme sind so eingerichtet, dass rund 99 Prozent der Bevölkerung sie hören können. Bewohner abgelegener Orte können via Telefonnetz gewarnt werden. Zudem werden mobile Sirenen (montiert auf einem Fahrzeug) eingesetzt. Am ersten Mittwoch im Februar um 13.30 Uhr erfolgt schweizweit ein allgemeiner Probealarm (in Form einer allgemeinen Warnung), bei welchem sämtliche Schweizer Sirenen heulen.

Neue Alternativen

Als alternative Möglichkeiten zur Alarmierung im Katastrophenfall werden verschiedene technische Möglichkeiten diskutiert, die einen möglichst großen Anteil der Bevölkerung erreichen sollen. Ihnen gemeinsam ist, dass weit verbreitete Haushaltsgeräte (Radiowecker, Telefon, Radio, Rauchmelder) über ein Funksignal aktiviert werden und somit auch im ausgeschalteten Zustand als Warneinrichtung dienen können.

Andere Verwendungszwecke

Sirenen, sowie auch Druckluftpfeifen, werden gelegentlich von größeren Firmen eingesetzt, um Arbeitsbeginn und Pausenzeiten anzuzeigen.

In Unternehmen, aber vermehrt auch auf privaten Häusern werden kleine Sirenen in Verbindung mit Alarmanlagen gegen Einbruch oder Feuer montiert.

Auch bei Kraftfahrzeugen werden die Alarmanlagen mit einer elektronischen Sirene verwendet.

In manchen Ländern wird eine Alarmsirene auch auf Einsatzfahrzeugen allein statt des Folgetonhorns oder kombiniert mit diesem verwendet.

Siehe auch

• Sirenensignal

Einzelnachweise

1. ↑ Encyclopaedia Britannica, 1911, zitiert nach Wikisource
2. ↑ Sturmflut: Merkblatt für die Bevölkerung (PDF)

Weblinks

• Private Seite über Hochleistungssirenen mit Standortdatenbank
• Informationen über den Sirenentyp E 57