Einblicke in Entwicklung und Produktion bei Ei Electronics

Rauchwarnmelder – Wohin geht die Reise

Die Rauchwarnmelderpflicht für private Wohnräume gilt mittlerweile im gesamten Bundesgebiet. Mit dem Thema sollte sich also jeder Immobilienbesitzer und auf jeden Fall jeder am Bau Beteiligte schon einmal beschäftigt haben. Doch was macht einen guten Rauchwarnmelder aus? Wie hat sich die Technik über die Jahre entwickelt? Und welche Entwicklungen wird die Zukunft bringen? Die BS Brandschutz-Redaktion hat sich bei einem Besuch des Rauchwarnmelder-Spezialisten Ei Electronics mit diesen Fragen befasst.

Seit über 50 Jahren entwickelt und produziert Ei Electronics Rauch-, Wärme- und Kohlenmonoxid-Warnmelder für den privaten Wohnbereich – mit dem obersten Ziel, Menschen zuverlässig und sicher vor Brand- und Gasgefahren zu schützen. Die Wurzeln von Ei Electronics reichen zurück ins Jahr 1963. Damals wurde das Unternehmen als Niederlassung von General Electric (GE) in Irland gegründet. In 1988 fand ein Management-Buyout statt. Seitdem befindet sich Ei Electronics zu 100 % in Privathand. Auf dem 23.000 m² großen Campus am Hauptsitz in Shannon (Irland) arbeiten mehr als 700 Mitarbeiter. Von dort aus werden die Produkte in über 30 Länder weltweit exportiert; nach Großbritannien ist Deutschland der zweitwichtigste Markt. Insgesamt produziert Ei Electronics jährlich ca. 10 Mio. Melder im Werk in Shannon und ist damit der größte Non-Food-Exporteur des Landes.

Forschung und Entwicklung

Die Rauchwarnmeldertechnik hat sich in den vergangenen Jahrzehnten deutlich verändert. Hieran war Ei Electronics maßgeblich beteiligt, wie die zahlreichen Produktentwicklungen und -optimierungen zeigen. Das Unternehmen besitzt eine Vielzahl an Patenten zur Technologie von Rauchkammer, Sensoren, Batterien, Funkvernetzung und Gehäuse: Rauchkammer und Sensor bilden bei Rauchwarnmeldern eine Einheit und sind die Grundlage einer sicheren Branddetektion. Der erste Durchbruch gelang Ei Electronics bereits 1978 mit einer Doppelkammer für Ionisationsmelder.

➤ In 1991 und im Jahr 2000 folgten Patente zur Rauchkammer in optischen Meldern, die die Detektionsgenauigkeit deutlich verbessert haben.

➤ Die softwaregesteuerte Verschmutzungskompensation ändert die Empfindlichkeit der Sensorik und gleicht damit die unvermeidliche Verunreinigung durch Staub während der langen Lebensdauer aus. Die Rauchkammer selbst ist antihaftbeschichtet und besitzt ein sauber verklebtes, ultrafeines Insektengitter.

➤ Für die „AudioLINK“-Funktion wurde u.a. der Piezo-Alarmtongeber so angepasst, dass digitale Informationen aus den Meldern automatisch an Mobilgeräre übertragen und per App ausgewertet werden können.

➤ Mehrkriterienmelder kombinieren Wärme- und optische Sensoren in einem Gerät. Intelligente Algorithmen variieren je nach Sensorwerten Empfindlichkeit und Alarmschwellen, was zu schnelleren Antwortzeiten und einer höheren Falschalarmsicherheit führt. Damit können nahezu alle Brandarten sicher detektiert werden.

➤ Hochwertige Batterietechnologie ist eine Schlüsselkomponente, die für zuverlässige und langlebige Warnmelder sorgt. Ei Electronics führte bereits 1989 eine Technik ein, die den Ausfall oder das Entfernen der Batterie anzeigte. In 1996 wurden erstmals wieder aufladbare Batterien für kabelgebundene 230 V-Melder auf den Markt gebracht. Das legte auch die Basis für die zuverlässigen 10-Jahres-Lithiumbatterien in den batteriebetriebenen Meldern. Ei Electronics nutzt die 3 V-Lithium-Mangandioxid-Batterietechnik mit Kaltleitern und diversen Schutzschaltungen gegen Überhitzung. Diese Technologie ist zwar teurer als andere, besitzt aber zahlreiche Vorteile. So ist die Lagerfähigkeit deutlich größer als zehn Jahre und die Batteriezellen zeigen keine Spannungseinbrüche bei Beginn des Stromflusses.

➤ Auch auf dem Gebiet der Funkvernetzung von Warnmeldern hat sich viel getan. Seit der Markteinführung in den frühen 2000er Jahren (Patent von Ei Electronics: 2006) gab es zahlreiche Weiterentwicklungen. Funkwarnmelder von Ei Electronics arbeiten mit der Repeater-Technologie, bei der jeder Melder bidirektional mit allen anderen in Funkreichweite verbunden ist. Selbst bei Ausfall eines Melders bleibt das Netzwerk über alternative Funkstrecken voll funktionsfähig. Die Verfügbarkeit und Reichweite des Funknetzwerks werden dadurch deutlich erhöht. Ebenso wird das unbefugte Entfernen von Funkwarnmeldern sofort erkannt. Die Funkmodule verfügen über eine eigene 10-Jahres-Stromversorgung.

➤ Die Funktechnologie der neuesten Generation ermöglicht das Auslesen von Warnmelderdaten und Alarmhistorie und übermittelt Informationen über den Zustand des Funknetzes. Mit dem RF-Diagnose-Tool steht Fachkräften ein komfortables Werkzeug zur Untersuchung von funkvernetzten Warnmeldersystemen von Ei Electronics zur Verfügung. Die neue Funktechnologie legt die Grundlage für die Entwicklung weiterführender Anwendungen im Bereich der intelligenten Informationsverarbeitung. So arbeitet das Entwicklerteam derzeit an einer Reihe von Lösungen, über die Systemdaten via Cloud abgerufen und verarbeitet werden können. Damit erhalten Installateur und Betreiber eine flexible System-Management-Plattform. Durch den Einsatz standardisierter Übertragungsprotokolle wird eine einfache und rückwirkungsfreie Kommunikation mit anderen Komponenten der Gebäude- oder Sicherheitstechnik und im Smart Home sichergestellt.

Produktion und Kontrolle

Die Zuverlässigkeit eines Rauchwarnmelders im Einsatz ist eng mit den Qualitätsansprüchen verbunden, die ein Hersteller an alle Prozesse entlang der Wertschöpfungskette stellt. Ei Electronics setzt daher auf eine hohe Fertigungstiefe, um die Qualität möglichst vieler Abläufe und Komponenten der eigenen Produkte selbst steuern und kontrollieren zu können. So werden sogar die meisten Kunststoffbauteile von Ei Electronics selbst hergestellt. 36 Spritzgießmaschinen produzieren jede Woche etwa 2,5 Mio.  Kunststoffkomponenten für Rauch-, Wärme- und Kohlenmonoxid-Warnmelder. Die Leiterplattenbestückung erfolgt durch Roboter in hochwertiger SMT-Technologie. Dabei kontrolliert eine Spezialkamera, ob die einzelnen Komponenten Lage-richtig montiert sind. Täglich werden so bis zu 22.000 Platinen hergestellt. Beim abschließenden In-Circuit-Test werden die montierten Komponenten und die Leiterbahnen sorgfältig auf ihre Funktion überprüft. Die weitere Bauteilbestückung erfolgt im Wechsel zwischen manueller und maschineller Montage. Die Rauchkammer bspw. – das Herzstück eines jeden Rauchwarnmelders – wird in Handarbeit eingesetzt. Jeder Melder durchläuft sechs verschiedene Stationen im Fertigungsprozess. Während des Prozesses werden die Geräte insgesamt viermal durch die integrierte Qualitätskontrolle getestet. Nach der aufwendigen Endkontrolle in echtem Rauch erhält jeder Melder einen Aufkleber mit der individuellen Seriennummer. Damit können die Herstellungswoche und die verantwortlichen Produktionsmitarbeiter zugeordnet werden. Warnmelder müssen im Ernstfall zuverlässig und schnell funktionieren. Um die Ansprechgenauigkeit unter realen Bedingungen einzustellen, wird jeder Sensor einzeln kalibriert und in echtem Rauch bzw. Kohlenmonoxid überprüft. Am Ende des Produktionsprozesses findet schließlich die finale Qualitätskontrolle statt. Dazu wird die Spannungsversorgung eines jeden Melders überprüft und der Test-Knopf gedrückt. Ein Computer überprüft die Lautstärke des Warnsignals bzw. bei Funkmodulen die Qualität des Funksignals. Erst wenn alle Tests positiv verlaufen sind, dürfen die Melder die Produktion verlassen. Schulungen und Service-Qualität hört nicht beim Produkt auf. Ei Electronics bietet daher ein umfangreiches Schulungsprogramm, um auch bei Planung, Installation und Inbetriebsetzung sowie bei der Instandhaltung von Warnmeldern eine hohe Qualität zu fördern. Mit mehr als 8500 Teilnehmern hat Ei Electronics seit 2012 bereits zahlreiche Fachkräfte in Deutschland ausgebildet. In Österreich wurden seit Einführung des Schulungsangebots in 2017 mehr als 250 Fachkräfte geschult. Weitere Informationen, Termine und Anmeldung unter www.eielectronics.de/schulungen. Die Installation, Inbetriebnahme und Instandhaltung durch das Fachpersonal hat man in Shannon schon bei der Melderentwicklung im Blick. Bereits bei der Produktentwicklung werden deshalb die zeit- und kostensparende Montage und Projektierung sowie Tools zur Inbetriebnahme und Diagnose berücksichtigt. Mit der „AudioLINK“-App und dem RF-Diagnosetool für Funknetzwerke stehen Werkzeuge zu Planung, Projektierung und Inbetriebsetzung größerer Installationen zur Verfügung.

Zukünftige Entwicklungen

Und wohin geht die Reise bei zukünftigen Melder-Generationen? Philip Kennedy, Geschäftsführer bei der Ei Electronics GmbH in Düsseldorf (www.eielectronics.de), hat hier auch kein Patentrezept parat. Sicher ist er sich, dass man auf keinen Fall das oberste Ziel – die sichere Warnung von Personen – gefährden dürfe. So sieht er manche am Markt verfügbaren Bedienungsfeatures im Zusammenhang mit Smart-Home-Anwendungen durchaus kritisch. Garantierte Stromversorgung und Kommunikation sind für ihn ein absolutes Muss. So ist die ausfallanfällige WLAN-Kommunikation für Ei Electronics kein Thema. „An die Funktion von Rauchwarnmeldern muss man andere Ansprüche stellen als an Smart-Home-Produkte, die Wärme, Licht oder Sound steuern und nicht lebensrettend sind“, führt Kennedy im Gespräch mit der „BS Brandschutz“-Redaktion aus und wagt dann doch einen Blick in die Glaskugel, was den Markt für Rauchwarnmelder betrifft. Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung werde auch vor den Rauchwarnmeldern nicht haltmachen. Unsicherheit bestehe aber noch am Markt, was die Zurverfügungstellung von Daten an Dritte betreffe. Was will der Endkunde, was der Installateur? Wer ist bereit, für welchen Service auch zu zahlen? Wie kann die Datensicherheit gewährleistet werden? Wie lässt sich verhindern, dass Melder mit einer Umfeldüberwachung auch Informationen über An-/Abwesenheiten von Bewohnern liefern? Kann in Zeiten wachsender Cyber-Kriminalität ein heute vielleicht noch sicherer Melder auch in zehn Jahren noch (daten-)sicher betrieben werden? „In der Bevölkerung wächst das Bewusstsein für die Sicherheit der eigenen Daten, daher ist die Beantwortung dieser Fragen wichtig, wenn es um die Akzeptanz von Produkten beim Kunden geht. Man muss sich aber nicht nur über die Datensicherheit Gedanken machen. Je mehr Daten ausgetauscht werden, umso höher ist auch der Stromverbrauch, was die Lebensdauer der Batterie reduziert. Man muss also zwischen den Vorteilen von einem Mehr an Information und einem Weniger an Lebensdauer abwägen“, erklärt Kennedy das Dilemma. Von der technischen Seite her seien die Rauchwarnmelder noch nicht ausgereizt. Kennedy erwartet in diesem Zusammenhang weitere Optimierungen, was die Vernetzung von Gebäudesystemen, die Entwicklung der Multisensortechnik, die Reduzierung des Energieverbrauchs, die schnellere Reaktion von Meldern bei gleichzeitiger Reduzierung der Falschalarme und die Datensicherheit betreffe. Auch Cloudbasierte Lösungen würden sich zunehmend etablieren.

Fazit

Als Hemmschuh für ein noch stärkeres Wachstum des Markts für Rauchwarnmelder bezeichnet Kennedy die Preissensitivität von Handel und Nutzern, die auf einer mangelnden Wertschätzung für die lebensrettende Funktion des Produkts basiert. Hinzu kommt eine hohe Auslastung der Installateure in Zeiten des Fachkräftemangels und die daraus resultierende geringe Bereitschaft, den Markt aktiv zu bearbeiten. „Aber egal, wohin die Reise auch gehen wird: Leben retten ist und bleibt die wichtigste und primäre Funktion eines Rauchwarnmelders. Diesem müssen sich alle anderen Features unterordnen“, schließt Philip Kennedy.

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