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Photolumineszenz-Technologie für den Notausgang
Damit die Photolumineszenz-Technologie funktioniert, durchläuft sie drei photophysikalische Prozesse: Lichtabsorption, Energiespeicherung und Nachleuchten (Afterglow). Bei der Photolumineszenz-Technologie kommen speziell entwickelte Leuchtstoffe zum Einsatz, die Photonen sowohl aus künstlichem als auch aus natürlichem Licht absorbieren. Diese Absorption führt dazu, dass die Leuchtstoffe angeregt werden und in einen höheren Energiezustand übergehen. In diesem Zustand werden die Leuchtstoffe im Kristallgitter „eingefangen“, wodurch die Energie über einen längeren Zeitraum gespeichert wird. Sobald die Lichtquelle entfernt wird, wird die gespeicherte Energie wieder freigesetzt – allerdings in einem niedrigeren Energiezustand – was zur Emission von Licht führt. Während das Kristallgitter abbaut, wird Licht emittiert. Die Strontiumaluminat-Technologie ist der Zinksulfid-Technologie sowohl hinsichtlich der Dauer der Lichtemission während des Nachleuchtens als auch bezüglich der Intensität des emittierten Lichts überlegen. Die Lichtemission stellt einen vollständig passiven Vorgang dar, d. h., es wird keinerlei Energie (keine elektrische Energie) zugeführt, und es ist keine Wartung erforderlich. Dies bedeutet auch, dass Licht mittels Photolumineszenz-Technologie selbst bei Stromausfällen emittiert wird. Es beleuchtet den Fluchtweg während eines Stromausfalls, während andere Lichtquellen versagen.
Langanhaltende Lumineszenz oder LPL ist der Begriff für photolumineszente Technologie, die für Markierungen zur Notfallführung verwendet wird, da sie die normativen Anforderungen an die Leuchtdichte erfüllt. Die ISO 16069 legt die Mindestanforderung an die Leuchtdichte fest, die unter funktionalen Notfallbedingungen mindestens 60 Minuten lang mit einem Wert von 0,02 cd/m² aufrechterhalten werden muss. LPL-konforme Materialien mit garantierten Leistungsmerkmalen wurden gemäß der ISO 16069 getestet.
Leistungsmerkmal ISO-16069-Anforderung Praxisrelevanz
Leuchtdauer ≥60 Minuten Sichtbarkeit Kontinuierliche Orientierungshilfe bei längeren Notfallsituationen
Kontrastverhältnis 10:1 gegenüber dem Hintergrund Verbesserte Sichtbarkeit bei Rauchentwicklung oder geringem Kontrast
Ladezeit <15 Minuten bei 50 Lux Schnelle Reaktivierung nach kurzer Einwirkung von Umgebungslicht
Markierungen der LPL-Technologie, die für die Platzierung vorgesehen sind, leiten Benutzer auf geeignete Weise, und Markierungen an den Stufenkanten ermöglichen es Menschen, sich angemessen zu orientieren und Treppen auf- bzw. abwärts zu gehen. LPL-Markierungen werden gemäß den Anforderungen der ISO 16069 installiert und gewährleisten daher Notausgangs-Markierungen ohne Stromversorgung.
Wirksamkeit photolumineszenter Notfallsysteme im praktischen Einsatz
Photolumineszente Systeme in Gebäuden mit hohem Personenaufkommen nach der Ausgabe 2018 der IBC und der NFPA 101
Mit den Aktualisierungen der IBC- und NFPA-101-Normen aus dem Jahr 2018 haben Behörden begonnen, photolumineszierende Notausgangs-/Wegmarkierungen als Alternative zu elektrisch beleuchteten Notausgangs-/Wegmarkierungen in der Norm zu behandeln. Dies führte zu einer raschen Einführung dieser Produkte in Krankenhäusern, Flughäfen und anderen Gebäuden mit hoher Belegungsdichte. Der Facility Safety Review (2023) verzeichnete einen Anstieg der Nutzung dieser Technologien im Neubau um 57 %. Folgende Faktoren trugen zu dieser schnellen Einführung bei:
- Vollständige Unabhängigkeit von Stromversorgung während Stromausfällen
- 80 % geringere Lebenszykluskosten für Wartung im Vergleich zu einem verkabelten System
- Einfachere Nachrüstung in Gebäuden mit komplexer architektonischer Gestaltung
Verkehrsknotenpunkte waren die ersten neu regulierten Einrichtungen, die diese Technologien einführten, da sie die photolumineszierenden Markierungen aufgrund ihrer Sichtbarkeit auch bei Rauchentwicklung, ihrer Nachhaltigkeit und ihrer Konformität mit den Vorschriften als notwendigen Bestandteil moderner Brandschutzsysteme anerkannten.
Menschenzentrierte Standards: Die Fähigkeit, die Anforderung einer Beleuchtungsstärke von 60 min / ≥0,02 cd/m² in stressigen Situationen zu erfüllen.
Untersuchungen zum Bedarf evakuierter Personen bestätigen, dass sich eine evakuierte Person im Notfall nicht in Panik gerät und sich im Fluchtwegsystem orientieren kann, sofern sie während des Zeitraums von 60 Minuten eine Mindestbeleuchtungsstärke von 0,02 cd/m² erhält – ein Ziel, das mit den neuen Strontiumaluminat-Produkten erreicht wurde. Dieselben Produkte zeigten sich in kontrollierten Stresssimulationen folgendermaßen:
Auswirkung des Leistungsfaktors auf die Beleuchtungsstärke
Umgebungsaufladung (≥50 Lux): 0,032–0,045 cd/m²
Unter Null Grad Celsius: ≤15 % Leistungsabfall
Materialalterung (5+ Jahre): Leistungsabfall von <10 % bei modernen Legierungen
Studien haben gezeigt, dass photolumineszierende Markierungen im Vergleich zu anderen Systemen bei rauchgefüllten Bedingungen eine um 22 % höhere Evakuierungsgeschwindigkeit bewirken, da das System eine kontinuierliche, von Kante zu Kante reichende visuelle Orientierungshilfe bietet. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass die Verwendung photolumineszierender Produkte gemäß den ergonomischen Gestaltungsrichtlinien der NFPA in Treppenhäusern die Sturzzahl um 31 % senkt, wenn die photolumineszierende Leiste zur eindeutigen Kennzeichnung der Trittstufenkante eingesetzt wird.
Photolumineszenz im Vergleich zu herkömmlicher Notbeleuchtung – erhebliche Kompromisse
Zuverlässigkeitsanalyse: Unabhängigkeit von der Stromversorgung versus Umgebungsempfindlichkeit (Beleuchtungsstärke, Temperatur, Alterung)
Photolumineszente Systeme sind vollständig stromunabhängig – die einzige Voraussetzung ist die Einwirkung von Umgebungslicht; eine elektrische Verbindung oder Ersatzbatterien sind nicht erforderlich. Dadurch entfallen die meisten Ausfälle im Stromnetz oder durch Batterien, die für 27 % der Funktionsunterbrechungen herkömmlicher Notleuchten verantwortlich sind (NFPA 2023). Ist jedoch kein Umgebungslicht verfügbar, fällt auch die Funktion aus:
Begriff Photolumineszente Systeme Herkömmliche Notleuchten
Stromquelle Vollständig passiv (Umgebungslicht) Netzbetrieb + batterie- bzw. generatorabhängig
Beleuchtungsstärke-Empfindlichkeit Erfordert eine Vorbelichtung mit ≥25 Lux für ≥60 Minuten Unempfindlich gegenüber vorherigen Lichtverhältnissen
Temperaturverhalten Leistungseinbußen von 15–40 % bei <5 °C oder >40 °C (gemäß ISO 16069-Prüfprotokollen) Moderne Komponenten weisen nur geringfügige Einbußen auf
Das Alterungsphänomen führt zu einer weiteren wichtigen Unterscheidung: Photolumineszente Materialien verlieren typischerweise alle 5–7 Jahre aufgrund molekularer Ermüdung etwa 20 % ihrer Helligkeit, während gut gewartete LED-Notleuchten über 10+ Jahre eine stabile Lichtausbeute beibehalten. Wenn jedoch gut gewartete Notleuchten vorhanden sind, können sich Entscheidungen hinsichtlich der Lebensdauer möglicherweise zugunsten photolumineszenter Einheiten auswirken, die jährlich pro Einheit 150–400 USD an Energiekosten und Wartung einsparen – allerdings möglicherweise einen früheren Austausch erfordern. Ihre Zuverlässigkeit hängt jedoch von den Wetterbedingungen ab; eine wirksame Evakuierungshilfe basiert auf der Lichtstärke und den jeweiligen Umgebungsbedingungen.
Häufig gestellte Fragen
Wodurch können einige Materialien länger leuchten als ihre Gegenstücke?
Diese Materialien bestehen aus Verbindungen mit Strontiumaluminat, die im Vergleich zu den veralteten Zinksulfid-Materialien deutlich überlegen sind, was Dauer und Helligkeit des Leuchtens betrifft.
Was legt die ISO 16069 für photolumineszente Systeme fest?
ISO 16069 enthält Richtlinien zur Leuchtdauer, zur zulässigen Aufladezeit und zum Kontrastverhältnis für photolumineszente Systeme, damit diese als wirksame Leitsysteme für eine sichere Evakuierung bei Notfällen funktionieren.
Verschlechtert sich die Leistung photolumineszenter Systeme unter bestimmten Umgebungsbedingungen?
Ja, wenn Phänomene wie vorherige Beleuchtung und extreme Temperaturschwankungen auftreten, kann dies ihre Leistung erheblich beeinflussen.
Wodurch unterscheiden sich photolumineszente Systeme von anderen Notbeleuchtungssystemen?
Diese Systeme sind zuverlässiger, da sie von Stromausfällen unbeeinflusst sind, geringere Wartungskosten verursachen, jedoch empfindlicher gegenüber Umgebungsbedingungen sowie vorheriger Beleuchtung und Exposition sind. Andere Systeme sind weniger zuverlässig, da sie eine elektrische Stromversorgung benötigen.