Wir möchten uns an dieser Stelle sehr herzlich bei Herrn Prof. Dr. Morgner für die Verwendung seiner Studien zur Sicherheit und Einschätzung von Infraschall-Alarmanlagen bedanken. Zum Testeinsatz kam die Infraschall – Alarmanlage Modell „Apollo 11“ welche bereits hervorragende Ergebnisse in Sicherheit und Anwendung lieferte.

Abgelöst durch die aktuellen Modelle „Mowitec basic und Mowitec pro“ ist den Entwicklungsingenieuren ein weiterer Quantensprung in der sensortechnischen Erfassung sowie Auswertung gelungen. Hierfür wurden die beiden Modelle in Hard- sowie Software nochmals optimiert und auf den neuesten Stand der Technik gebracht.

Kurzfassung

Für die Außenhautüberwachung von Gebäuden lassen sich Infraschallwellen im Bereich von ca. 1-16 Hz erfolgreich einsetzen.

Einführung

Infraschall tritt in einem Frequenzbereich unterhalb des Hörbereichs, also unterhalb 16 Hz auf. Es ist nicht ganz ausreichend, Ultraschall und Infraschall nur als die nicht hörbaren Schallbereiche zu bezeichnen. Man muss zur Festlegung des Hörbaren und Unhörbaren noch die Schalldruckpegel (sinngemäß: Lautstärke)  hinzuziehen, dann erst ergibt sich die sogenannte Hörfläche. Sowohl sehr tiefe als auch sehr hohe Töne erfordern eine immense Verstärkung, um sie gleich gut wie im mittleren Frequenzbereich wahrnehmen zu können.

Infraschallquellen

Natürliche Infraschallquellen  stellen z.B. Erdbeben und Vulkanausbrüche dar. Aber auch extreme Wetterlagen wie Sturm, Gewitter und die bei Fön auftretenden Luftdruckschwankungen sind mit der Erzeugung von Infraschall verbunden. Tiere wie Elefanten, Tiger und Wale können im Infraschallbereich miteinander kommunizieren, Vögel werden durch Infraschallereignisse aufgeschreckt.

Infraschall entsteht auch durch Quellen, die auf den Menschen zurückgehen.

Dazu gehören die tiefsten Töne großer Orgelpfeifen, Windkraftanlagen, Atombombenexplosionen, Maschinen- und Fahrzeuggeräusche. Durch heftiges Öffnen und Schließen von Türen und Fenstern, aber auch durch das unerlaubte Eindringen von Einbrechern in Gebäude werden unbewusst Infraschall-Wellen erzeugt. Es gibt militärtechnische Versuche, Infraschall bei kriegerischen Auseinandersetzungen einzusetzen und es gibt positive Erfahrungen beim Einsatz von Infraschall in der Medizin.

Der folgende Beitrag beschreibt die nützliche Anwendung von Infraschall und zwar bei Alarmanlagen zur Abwehr von Einbrüchen.

Infraschallsensoren in Alarmanlagen

Spätestens dann, wenn im Nachbarhaus oder gar im eigenen Haus eingebrochen wurde, überlegt man, ob man sich nicht doch neben besonderen mechanischen Schutzmaßnahmen an Fenstern und Türen zusätzlich durch eine Alarmanlage wirksam gegen Einbruch schützen sollte. Das kann durch

• eine Schwerpunkt- oder Fallenüberwachung
• eine Raumüberwachung und
• eine Außenhautüberwachung

realisiert werden.

Ein Häuslebauer, der keinen Geldschrank zu sichern hat und von vornherein das Eindringen in jedweden Raum verhindern will, entscheidet sich für die Außenhautüberwachung. Wenn ein Haus beispielsweise 13 Fenster und 10 Türen (davon 8 Innentüren) aufweist, dann wird die Überwachung durch Bewegungsmelder oder Kontakte an Fenstern teuer, besonders wenn man Funkmelder verwendet – und aufwendig, wenn man alles verkabeln will.

Völlig frei von Kabeln und mit sehr wenig Montageaufwand verbunden ist der Einsatz von Infraschallsensoren. Ihr besonderer Vorteil besteht zudem noch darin, dass bereits ein Einbruch signalisiert wird, bevor die Einbrecher überhaupt ins Haus eingedrungen sind, sie also von ihrem Vorhaben abgeschreckt werden können, bevor Verwüstungen, Personenschäden und psychische Folgeschäden auftreten können.

Es gibt eine Vielzahl von Alarmanlagen und Alarmanlagen-Anbietern. Es werden fast alle Gebiete der Physik ausgenutzt, um Sensoren für Alarmanlagen zu entwickeln. Vor etwa 15 Jahren kamen auch Anlagen auf den Markt, welche Infraschallsensoren verwendeten. Sie basieren auf der Tatsache, dass beim zerstörungsfreien oder zerstörenden Eindringen in ein Haus durch Fenster, Türen, Wände und Dächer Druckwellen freigesetzt werden, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Aus der Größe der in Schwingung versetzten Flächen, dem in die Schallausbreitung integrierten Volumen und der Schallgeschwindigkeit ergibt sich, dass die Frequenz dieser Wellenausbreitung in einem Frequenzbereich unter 16 Hz liegen muss, also im Infraschallbereich. Die den Infraschall auslösenden Druckdifferenzen sind nicht groß und müssen 10 bis 1000fach verstärkt werden und erfordern die Integration von Tiefpaßfiltern, um Störungen aus dem Schallbereich, z. B. Reibgeräusche, Klopfgeräusche, Klappern von Türen, Fenstern und Dachziegeln, Bewegung von Menschen und Tieren, auszuschließen. Wie im Schall- und Ultraschallbereich, ist es zweckmäßig, zur eindeutigen Signalerkennung von Einbruchsereignissen, mehrere voneinander möglichst weitgehend unabhängige Parameter auszuwerten.

Das scheinbar geräuschlose Auftreten dieser durch Druckdifferenzen ausgelösten Wellen wird man bereits gewahr, wenn die Tür eines Hausvorraums betreten wird. Wenn die Außentür geöffnet wird, öffnet sich automatisch, wie von Geisterhand bewegt, auf Grund des sich wellenförmig ausbreitenden Unter- oder Überdrucks auch die Innentür, vorausgesetzt, sie wird nur durch ein Schnappschloss gehalten.

Wie alle anderen Typen von Alarmanlagen wären solche, allein auf der Registrierung von Luftdruckdifferenzen arbeitenden Alarmanlagen, keine Wunderwaffen, die eine absolute Sicherheit garantieren könnten. Erst bei Mehrparameterauswertung und einer Kombination mit anderen Meldeeinrichtungen für Brand, Bewegung, Überfall, Panik und Sabotage sowie der intelligenten Weitergabe der Meldungen an Angehörige, Sicherheitsdienste, Feuerwehr und Polizei nähert man sich einer nahezu 100 %igen Sicherheit.

Erfahrung mit der Alarmanlage „Apollo 11“.

Dem Verfasser liegen positive Erfahrungen mit einer Anlage vom Typ „Apollo 11“ vor. Der Input der für ein Eigenheim konzipierten Alarm-Anlage kommt von einem Infraschallsensor, und einem Sabotagemelder. Da die Meldungen von Infraschallsensor und der Sabotagesensor direkt in die Zentraleinheit integriert wurden, ist für den Input keinerlei Verkabelung erforderlich. Die Überfallmeldung (Panikmeldung) kann per Hand vom Fernbedienteil (Handsender) ausgelöst werden, der auch für die Schärfung oder Entschärfung der Anlage dient. Der Output geht innerhalb von Sekunden an eine 110 dB laute (Innen-oder/und Außen-) Alarmsirene und an ein GSM – Modul, das im Ereignisfall, unbemerkt vom Täter, eine oder mehrere Telefonnummern anwählt, um sie über den Alarmfall mit vorher gespeicherten Fallmeldungen zu informieren.

Dabei kann das Telefonwahlgerät im Alarmfall ein digitales Informationsprotokoll an eine 24 Stunden besetzte Notrufleitstelle übertragen oder – als Sprachwahlgerät, zuvor gespeicherte Sprachmitteilungen, an das eigene Telefon oder andere Telefone (Nachbar, Angehörige, Sicherheitsdienst) absetzen. Die Zentraleinheit verfügt über eine batteriegespeiste Notstromversorgung, falls beim Einbruch die Stromzufuhr unterbrochen wird.

Aufgrund der vom GSM Modul im Alarmfall sofort automatisch abgesetzte telefonische Benachrichtigung erfolgt kurze Zeit später ein Rückruf vom Sicherheitsdienst, der nach Entgegennahme eines Codewortes mit dem Betroffenen die nächsten erforderlichen Maßnahmen berät, die Feuerwehr oder die Polizei benachrichtigt und ggf. selbst vor Ort erscheint.

Fazit

Bisherige Erfahrungen nach 5-monatigem Betrieb zeigten, dass durch das Öffnen aller Fenster und Türen, auch der entferntesten, Alarm ausgelöst wird. Ausserdem, dass man bei scharfer Anlage sich normal im Hause bewegen kann, wenn heftiges Öffnen und Schließen vermieden wird oder, falls erforderlich, die Anlage kurzzeitig mit dem Handsender entschärft wird.

Es gab einen zu Recht angezeigten Alarm, bei welchem der potentielle Eindringling verscheucht wurde.

Starker Sturm und Gewitter lösten keinen Fehlalarm aus.

Es wäre begrüßenswert, wenn sowohl von den Herstellern solcher Anlagen als auch den Überwachungsgesellschaften VSA und BHE die Zertifizierung der infraschallbasierten Alarmanlagen vorangetrieben würde, um noch vorhandene und offensichtlich ungerechtfertigte Vorbehalte gegenüber diesen Anlagen auszuräumen.

Prof. Dr. Winfried Morgner, MDZWP c/o Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg