Künstliche Intelligenz bei der Brandbekämpfung

Künstliche Intelligenz (KI) wird die Brandbekämpfung und die Präventionsmaßnahmen zur Verhinderung von Feuern ebenso nachhaltig beeinflussen, wie das auch bei anderen sicherheitstechnischen Gewerken bereits der Fall ist. Algorithmen des maschinellen Lernens können riesige Datenmengen von Sensoren und historischen Brandereignissen verarbeiten, um Trends, potenzielle Gefahren und Bereiche mit höherem Brandrisiko zu erkennen. Daraus können KI-Systeme eine vorausschauende Modellierung, Datenanalyse und Automatisierung betreiben, die eine proaktive Planung und eine effizientere Zuteilung von Ressourcen zur wirksamen Minderung von Brandrisiken ermöglicht. Dadurch lassen sich etliche der häufigsten Brandursachen wirkungsvoll reduzieren. Darüber hinaus können KI-gestützte Brandschutzsysteme die Leistung von Brandbekämpfungssystemen wie Sprinklern oder den Einsatz von Löschmitteln optimieren, indem sie ihren Betrieb auf der Grundlage von Echtzeitdaten dynamisch anpassen. Ein KI-Algorithmus kann zum Beispiel die optimale Verteilung von Wasser oder feuerhemmenden Chemikalien bestimmen, um eine maximale Wirksamkeit und minimale Verschwendung zu gewährleisten.

Die Integration fortschrittlicher Softwarelösungen bei der Planung, Implementierung und Betrieb ist ein entscheidender Aspekt für die Zukunft des Brandschutzes. Moderne Software kann eine zentrale Plattform für die Überwachung und Verwaltung von Brandschutzsystemen in Gebäuden oder sogar auf dem gesamten Gelände bieten. KI-basierte Software unterstützt etwa Building Information Modeling (BIM) und Computer-Aided Design (CAD) Programme, um Brandschutzsysteme zu entwerfen, die sowohl effizient als auch effektiv sind. Vor allem kann eine KI durch Analyse von Datenpunkten und Gebäudeinformationen Schwachstellen in der Brandschutzplanung aufdecken, die den Planern unter Umständen verborgen bleiben könnten. Die Architektursoftware der Zukunft erstellt nicht nur begehbare 3D Modelle, sondern übernimmt auch gleichzeitig die Brandschutzplanung, etwa bei der Planung von Brandabschnitten, der Festlegung von Widerstandsklassen von Wänden und ähnliches mehr. Somit lassen sich Simulation von Brandszenarien entwerfen, und die KI optimiert die Planung der brandschutztechnischen Gewerke im Gebäude. Das ermöglicht es den Ingenieuren, Fluchtwege, die Platzierung von Brandschutzvorrichtungen und Evakuierungspläne zu optimieren.

Auch die Gebäude selbst werden hinsichtlich ihrer Materialien immer brandsicherer. Nanomaterialien können eine Brandausbreitung verhindern, indem sie in einem feuerfesten Modus „wechseln“. Neuartige Beschichtungen und Dämmmaterialien verringern ebenfalls das Brandrisiko. Gleichzeitig gilt es, auch so nachhaltig wie möglich zu bauen, um Ressourcen zu schonen und Instandsetzungen zu minimieren. Die Gebäude selbst werden zu einem intelligenten Objekt, das sich und seine Bewohner aktiv schützt.

Intelligente Sensoren wie Brandmelder sind in der Lage, verschiedene Umgebungsparameter zu überwachen und die frühesten Anzeichen eines Brandes zu erkennen. Dies erhöht die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Branderkennung und ermöglicht eine schnelle Reaktion und Schadensbegrenzung. Diese Sensoren können nicht nur das Vorhandensein von Rauch oder Hitze erkennen, sondern auch Veränderungen der Luftqualität, Temperatur und Luftfeuchtigkeit und vermitteln so ein umfassendes Verständnis des Brandrisikos. Entscheidend ist, dass die Sensoren in Echtzeit kommunizieren und die Daten nicht nur an eine Brandmeldezentale schicken, sondern sie auch zur weiteren Analyse genutzt und ausgewertet werden. In Großbritannien liest beispielsweise ein Unternehmen die Daten aus installierten Meldern nach einem Brandfall aus, um risikoreiche Verhaltensmuster zu identifizieren, die zu einem Brandereignis führen können. Dazu gehören unter anderem Rauchmelder, die nachts ausgelöst werden, Geräte, die entfernt werden, und Verzögerungen bei der Unterdrückung unkritischer Alarme, die als Vorläufer für schwere Brände gelten. Eine KI analysiert die Daten aus „Beinaheunfällen“ und kann daraufhin eine Echtzeitansicht des aktiven Risikos in einer Immobilie darstellen.

Dank der IoT-Fähigkeit aller Gewerke und der fortschrittlichen Datenanalysen ändert sich auch die Art der Wartung und Instandhaltung von Brandschutzsystemen. Die Echtzeitüberwachung sorgt für die frühzeitige Erkennung von Problemen oder Mustern, die auf eine baldige Überprüfung hindeuten können. Brandschutzkomponenten lassen sich dadurch effizient und kostengünstiger verwalten, was die Ressourcenverschwendung reduziert und die Langlebigkeit dieser Systeme optimiert. Durch die Analyse von Daten über Systemleistung und Nutzungsmuster können Einrichtungen ihre Brandschutzstrategien insgesamt effizienter und nachhaltiger gestalten.

Nicht nur der bauliche und technische Brandschutz entwickelt sich weiter, auch die Feuerwehren stehen im Zeichen der Digitalisierung und Vernetzung. Immer öfter kommen bei der Ausbildung digitale Löschübungen zum Einsatz, in denen mittels Virtual Reality realitätsnah mit voller Ausrüstung Brände gelöscht werden. Auch Fahrsimulationen zu Trainingszecken mit Löschfahrzeugen sind keine Seltenheit mehr. Ebenso setzt sich die mobile Digitalisierung durch. Mittels spezieller Feuerwehr-Apps sind Einsatzkräfte in der Lage, im Ernstfall schnell relevante Informationen einzusehen, darunter Atemschutzüberwachung, eine Hydrantenkarte, Gefahrgüter und Rettungsdatenblätter. Letztere sind etwa bei Verkehrsunfällen wichtig, da hier die technischen Daten von Fahrzeugen hinterlegt sind.

Neben der Digitalisierung sind auch weitere Hilfsmittel in der Entwicklung, die die Feuerwehren bei der Brandbekämpfung unterstützen sollen. Zu diesen zählen auch Drohnen. Aktuell dienen diese in erster Linie der Brandaufklärung, allerdings – wegen der Hitzeentwicklung – zumeist aus größerer Entfernung aus der Luft. Um nah an den Brandherd zu gelangen, etwa in Gebäuden, müssen Drohnen hitzebeständig sein. In der Schweiz gibt es erste Versuche mit einer Drohne, deren wichtigste Komponenten - Motoren, Akkus, Sensoren und die Elektronik – mit einem speziellen Kompositmaterial geschützt sind. Die Flugeigenschaften sind hierdurch nicht beeinträchtigt, und die Drohne hält Temperaturen von bis zu 200 Grad Celsius stand. Damit kann sie bedeutend näher an Brandherde geflogen werden, als dies mit herkömmlichen Modellen das Fall ist.

Künstliche Intelligenz, Digitalisierung und das IoT sind auch beim Brandschutz nicht mehr wegzudenken. Insbesondere bei der Brandschutzplanung lässt sich durch KI und Datenanalysen Zeit und damit Geld sparen, wenn sich Gewerke im virtuellen Raum vorab hinsichtlich Effektivität testen und simulieren lassen. Die vollständige Vernetzung aller IoT-Geräte, nicht nur jene, die explizit dem Brandschutz zuzuordnen sind, sondern auch alle anderen, die Daten liefern, ergibt künftig ein vollständiges Bild aller brandschutztechnischen Risiken, einschließlich dem Nutzerverhalten. Gebäude werden dann wirklich „smart“, sie verwalten sich und ihre Technik quasi selbst und tragen aktiv dazu bei, das Risiko von Bränden zu minimieren.

Elektrizität: Fast jeder dritte bekannte Brand ist in Deutschland auf Elektrizität zurückzuführen. Damit bleibt Elektrizität mit 32% auch 2022 die mit Abstand häufigste Brandursache in Deutschland.

Menschliches Fehlverhalten: Die zweithäufigste der bekannten Brandursachen ist und bleibt mit 19 % der Mensch selbst.  Brände durch den unachtsamen Umgang mit Zigarettenkippen bilden laut IFS beim menschlichen Fehlverhalten einen weiteren Schwerpunkt.

Überhitzung: 2022 wurden 9% der Brände durch eine Überhitzung ausgelöst. Ein klassisches Szenario für die Überhitzung ist beispielsweise der Plastik-Pfannenwender auf der heißen Herdplatte. Wenn die Gegenstände durch die Wärmebelastung bis zur Zündtemperatur aufgeheizt werden, kann ein Brand entstehen.

Brandstiftung: Obwohl die Zahl der polizeilich erfassten Brandstiftungsdelikte auf einem niedrigen Niveau verharrt,  entstehen durch Brandstiftungen als Ursache (9%) immer wieder große finanzielle Schäden und Gefahren für Menschen.

Feuergefährliche Arbeiten: Auch wenn solche Arbeiten nur etwa 3% der Statistik ausmachen, sind sie immer wieder Anlass für schwerwiegende Brände, weil sie sehr häufig im betrieblichen Alltag vorkommen.

Quelle: Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung, Brandursachenstatistik 2002 – 2022