Wenn Fluchtwege im Rauch verschwinden, setzt die Innovation von Patrick Obermark von der HSBI auf adaptive Lichttechnik. So entsteht der Prototyp für eine weltweit einmalige Rauchdichtemesskammer.
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Bielefeld. Im Projekt PRAD der Hochschule Bielefeld forscht der Wissenschaftliche Mitarbeiter Patrick Obermark an adaptiver Lichttechnik für Not- und Sicherheitsbeleuchtung. Dafür hat er eine Rauchdichtemesskammer beschafft und individuell angepasst. Durch kontrollierte Rauchentwicklung und Lichtmessungen in der Kammer möchte Obermark Lichtquellen so optimieren, dass die Sichtverhältnisse auf verrauchten Fluchtwegen langfristig besser werden können. Er arbeitet im Team mit zwei Hilfskräften und wird als Mitglied des ITES der HSBI von seinen dortigen Kollegen und Kolleginnen unterstützt.
Immer wieder kommt es bei Bränden in Gebäuden mit viel Rauch zu gefährlichen Situationen für Bewohnerinnen, Bewohner und Rettungskräfte vor Ort. Der Ausgang ist nur noch schwer zu finden, womöglich sind nicht mal mehr die Rettungszeichenleuchten sichtbar. Damit sich das ändert, forscht Patrick Obermark, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt „Adaptive und dynamische Personenlenkung zur Selbst- und Fremd-Rettung“ (PRAD) an spezieller Lichttechnik. Zum Einsatz kommt eine Rauchdichtemesskammer, die seit Dezember 2025 in der Experimentierhalle der Hochschule Bielefeld (HSBI) installiert ist. Obermark hat die Rauchdichtemesskammer eigenhändig an seine Forschung angepasst. Ende Februar konnte er mit den Lichtmessungen starten, nachdem alle benötigten Zusatzteile angeliefert waren.
Doch wofür braucht es eine Rauchdichtemesskammer? Üblicherweise dienen solche Anlagen dazu, die Rauchentwicklung beim Verbrennen bestimmter Werkstoffe nach DIN EN ISO 5659-2 zu prüfen. Bei den Messungen an der HSBI geht es dagegen um die Frage, welche Lichtquellen vergleichsweise gut durch den Rauch bestimmter Proben kommen und spezifische Lichtzusammensetzungen zu erforschen. Obermark und seine Mitstreiter setzen zu diesem Zweck beispielsweise kleine Holzproben in Brand und erzeugen eine starke Rauchentwicklung in der Messkammer. Außerdem wird ein Lichtbündel erzeugt, das den Rauch durchstrahlt und dann in ein Spektrometer gelenkt wird. Dieses Spektrometer misst, welche Lichtwellenlängen in welcher Intensität den Rauch durchqueren konnten. Zeitgleich wird gestreutes Licht an der Kammerseite mit einem hochsensitiven Spektrometer des Herstellers Avantes erfasst, denn es beeinflusst die Sichtverhältnisse auf verrauchten Fluchtwegen erheblich.
Mit den gewonnenen Erkenntnissen lässt sich, so das Ziel des Forschungsprojekts, künftig Not- und Sicherheitsbeleuchtung besser an die tatsächlichen Bedingungen im Brandfall anpassen, sodass Menschen Fluchtwege besser finden und sich leichter selbst retten können. Mit eigens entwickelten Sensoren soll dieses Licht zudem adaptiv an sich verändernde Sichtverhältnisse angepasst werden können.
Bis es allerdings dazu kommen kann, muss Patrick Obermark noch weiter mit seiner Kammer forschen. Bei der Anlage handelt es sich bereits um eine fortgeschrittene Version. Bentler hatte mit einem Studenten im Rahmen von dessen Bachelorarbeit einen ersten Prototyp der Rauchdichtemesskammer konstruiert, sodass bereits frühzeitig erste Messergebnisse erzeugt werden konnten. Mit dem neuen von Obermark individuell angepassten Gerät können jetzt noch genauere Werte und vielfältigere Messergebnisse ermittelt werden, da zuvor keine Messungen mit Brandrauch möglich waren.
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Das Gerät des Herstellers Wazau ist, so wie es an der HSBI eingesetzt wird, nicht im Handel zu finden. Patrick Obermark hat es mit viel Recherchearbeit und der Beschaffung bestimmter zusätzlicher Bauteile genau auf seine Forschung hin konfiguriert und vom Hersteller anpassen lassen. „Mir ist nicht bekannt, dass es noch ein weiteres Gerät dieser Art mit dem hier erzielten Funktionsumfang gibt“, so Obermark. „Wir haben hier also ein weltweit einmaliges Forschungsinstrument geschaffen!“
Die Messungen mit der Rauchdichtemesskammer führt Obermark immer mit mindestens einer weiteren Person durch, meist mit einer oder beiden studentischen Hilfskräften des Projekts. Einer davon ist Christian Bill, der seit anderthalb Jahren im Projekt mitarbeitet. Gemeinsam mit Tobi Reimers unterstützt er die Messungen. Bill studiert Regenerative Energien und hat in einem Modul von Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp vom Projekt erfahren. Die Professorin ist die Projektleiterin von PRAD. Ihr fiel der engagierte Student bereits in der Veranstaltung auf, und so bot sie ihm die Stelle als Hilfskraft im Projekt an. „Man kann durch unsere Arbeit vielleicht später Leben retten“, sagt Christian Bill. „Neben der Erfahrung, die ich im Projekt sammeln kann, ist das eine große Motivation für mich.“
Eine Messung mit der Rauchdichtemesskammer braucht eine Menge Vorbereitung: Da das Gerät einen Rauchabzug benötigt, wird es vor den Messungen zu einer spezifischen Stelle in der Experimentierhalle geschoben. Dort wird die Kammer mit der Absaugtechnik an der Decke verbunden und für die Messungen vorbereitet. Dazu gehören eine Dichtheitsprüfung, das Aufheizen und die Durchführung von Referenzmessungen vor dem eigentlichen Start der Messung. Nach 30 bis 60 Minuten ist das Heizelement vorgeheizt und kann Schwelbrände erzeugen. Für die Messung legt Patrick Obermark nun eine Probe ein. Während Rauch erzeugt wird, wird gemessen. Die Daten können direkt auf einem Laptop angesehen werden, im Anschluss erfolgt dann die genaue Analyse. Eine Messung dauert pro Probe üblicherweise zehn Minuten, danach wird der Rauch abgesaugt und die Kammer wieder abgekühlt. Damit dauert eine Messung inklusive aller Vor- und Nachbereitungen im Schnitt anderthalb Stunden.
An den ein bis zwei Messtagen pro Woche werden gleich mehrere Messungen hintereinander durchgeführt. Die Ergebnisse des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projektes werden genutzt, um genaues Wissen über sinnvolle Lichtzusammensetzungen in Sicherheitsbeleuchtung zu erhalten. „Die Ergebnisse sollen verwertet werden, um herauszufinden, inwiefern Anpassungen am Spektrum der Sicherheitsbeleuchtung zu einer Verbesserung der Sichtbarkeit auf verrauchten Wegen führen können.“, so Obermark. Bei erfolgversprechenden Erkenntnissen könnte sogar die derzeitige Norm von Sicherheitsbeleuchtungen dadurch überarbeitet werden.
Die Relevanz von Projekten wie PRAD ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Das Rettungswesen und die dazugehörige Infrastruktur stehen aufgrund der gestiegenen militärischen Bedrohung und der öfter auftretenden Extremwetterverhältnisse, die zu Überschwemmungen und Bränden führen können, bundesweit auf dem Prüfstand. Politiker fordern resiliente Strukturen.
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Als studierter Wirtschaftsingenieur ist Patrick Obermark vielleicht nicht die naheliegendste Besetzung für die Forschungsstelle im PRAD-Projekt, und doch ist sie wie auf ihn zugeschnitten. Immer schon interessierte er sich für Licht und Lichttechnik: Vor und während seines Studiums arbeitete er selbstständig in der Veranstaltungstechnik und vermietete Lichttechnik. Auch im Studium belegte er Module im Lichtkontext. Besonders an seinem Werdegang ist außerdem, dass er der erste Student des Wirtschaftsingenieurwesens an der Hochschule Bielefeld war, der die Chance bekam im Lichtlabor von Prof. Dr. Eva Schwenzfeier-Hellkamp zu arbeiten.
Obermarks Studium fiel teils in die Coronapandemie, dennoch gelang ihm ein erfolgreicher Abschluss. In seiner Praxisphase, in der Bachelorarbeit und als studentische Hilfskraft widmete er sich weiter dem Licht und baute eigene Lichttechnik zur Signalisierung in der Landwirtschaft. Nach dem Studium war er zunächst in der Lichtindustrie als Vertriebsingenieur bei der Brinkdöpke GmbH in Steinhagen tätig. Doch dann trieb es ihn zurück an die HSBI, wo er im Projekt PRAD einstieg und die Forschung zur angewandten Lichttechnik übernahm und Mitglied des Instituts für Technische Energie-Systeme der HSBI (ITES) wurde.
Prof. Schwenzfeier-Hellkamp betont: „Wir sind immer froh, unsere erfolgreichen Mitarbeitenden sichtbar zu machen, und Patrick Obermark ist sicherlich einer davon.“ Allerdings unterstützen nicht nur die Institutsmitarbeiter das Projekt. Auch weiteren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die Flächen zur Verfügung gestellt haben, und zahlreichen Mitarbeitenden aus dem Gebäudemanagement, dem Einkauf und dem Arbeits- und Gesundheitsschutz ist das Forschungsteam zu Dank verpflichtet.
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„Nur durch diese gute Zusammenarbeit konnte das Projekt realisiert werden“, so Schwenzfeier-Hellkamp. „Dabei waren vor allem der Stellplatz in der Experimentierhalle und die spezifischen Sicherheitsbestimmungen herausfordernd.“ Nachdem nahezu alle Lüftungssysteme gecheckt wurden, blieb nur ein Ort in der Experimentierhalle übrig, an dem der Rauchabzug gut umsetzbar war. Dass die Messungen sicher ablaufen und der Rauch richtig abgesaugt wird, ist in jeder Situation unverzichtbar. In der derzeitigen Messphase ergeben sich zudem durchgängig neue Erkenntnisse, wodurch die Kammer immer wieder neu angepasst wird und die Mitarbeiter stetig mit neuen Messergebnissen konfrontiert sind. Obermark: „Das spornt an, weiterzukommen.“
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