For å sikre tidlig varsling av en brann, er det behov for automatiske deteksjonssystemer. For røykvarslere finnes det hovedsakelig to typer detektorer: ioniske og optiske
røykvarslere. Ioniske røykvarslere
Detektormetoden er basert på måling av elektrisk strøm gjennom luften i en liten boks inne i enheten. Denne boksen er av metallplater som avgrenser et lite volum, åpen for luftgjennomstrømning som forutsettes å sikre at luften inni representerer luften i rommet rundt. Fordi vanlig luft er en svært dårlig leder for strøm, har man for luften inne i metallplateboksen forbedret ledningsevnen ved hjelp av en liten radioaktiv kilde plassert inne i boksen. Denne radioaktiviteten gjør en del av luftens atomer elektrisk ladet ved hjelp av ionisering og oppretter dermed grunnlaget for at tilkoblet spenning kan skape en jevn, liten elektrisk strøm inne i boksen. Når luften som kommer inn i systemet
inneholder partikler fra en brann, vil disse fange opp mange av de elektrisk ladete luftatomene og dermed redusere den forventete strømstyrken. Detter blir registrert og resulterer i en varsling om fare (brannalarm). Det er imidlertid ikke bare røkpartikler som gir en slik effekt, mange former for luftforurensing (støv, fuktighet, avgass fra matlaging og for rask gjennomstrømning av luft) kan bringe røykdetektoren i alarm. Deteksjon og varsling av røkpartikler forutsetter også at disse partiklene kommer fram til detektoren og også inn i detektorboksen for å bli oppdaget[54].
Optiske røykvarslere
Det finnes to typer optiske røykvarslere som benytter seg av to ulike typer metoder: lysdemping og lysspredning.
I en detektor som benytter lysdempingsmetoden vil det være en lysstråle som kontinuerlig belyser en fotocelle. Idet røyk blir introdusert i lysstrålen, vil mengden lys som treffer fotocellen reduseres. Når lysmengden er tilstrekkelig redusert, vil detektoren aktiveres og varsle en brann [55].
Ved lysspredning er fotocellen skjermet fra lyset, men idet røyk er tilstede vil lys bli reflektert tilbake på fotocellen, og ved nok belysning aktiveres detektoren [56]. Ionisk eller optisk deteksjon
Flammebranner produserer røyk med mange små partikler, mens ulmebranner avgir røyk med færre, men større partikler. Dette har påvirkning på hvor effektive de ulike
detektorene er.
Ioniske detektorer reagerer bedre på røyk fra flammebranner med små røykpartikler enn fra ulmebranner med større røykpartikler. Det er snakk om ca. 30 – 60 sekunder tregere aktivering.
På samme måte reagerer optiske detektorer best på en ulmebrann fordi store røykpartikler påvirker lysstrålen i detektoren i større grad enn det mindre partikler gjør. Ved
ulmebranner er det større forskjell på aktiveringstiden, og forsøk har vist at det kan ta opp mot en halvtime mer før den ioniske detektoren utløses [56].
Kombinasjonsdetektorer
Det finnes også kombinasjonsdetektorer som har både en optisk og ionisk sensor. Da er man bedre rustet til å detektere en brann på et tidlig tidspunkt uansett om det dreier seg om en flammebrann eller en ulmebrann. Detektorene kan også ha andre sensorer, som temperatur- og CO-sensor.
For de enkleste kombinerte detektorene er det en ulempe med hyppigere feilalarmer. Dette skyldes at de er utstyrt med OR-logikk (eller), som innebærer at detektoren gir alarm dersom enten den ioniske sensoren eller den optiske sensoren overstiger visse grenseverdier. De litt mer avanserte detektorer er bygd opp slik at antall feilalarmer kan reduseres [57].
CO-detektorer
Detektorer som reagerer på CO kan også benyttes for i brannvarsling, selv om disse foreløpig ikke er så vanlige. De vil aktiveres dersom CO-nivået overstiger en viss grense. CO detektoren vil løse ut raskere desto høyere CO-konsentrasjon som er i rommet. SP Fire Research utførte i 2013 en rekke forsøk med ulmebrann i soverom hvor blant annet kombinasjonsdetektorer med CO-sensor ble benyttet [59]. Resultatene viste at CO- sensorene i gjennomsnitt gikk til alarm 01:42 ± 00:27 [tt:mm] raskere enn optiske røykvarslere. Resultatene viste også at denne reduksjonen i deteksjonstid kunne være avgjørende for evakuering og overlevelse for en sovende person.
CO sprer seg i rommet raskere enn det røyk fra en brann vil gjøre. Dette gjør at deteksjonstiden blir redusert. I tillegg kan man plassere røykvarsleren på et mer tilgjengelig sted enn i taket, og dermed gjøre den mer tilgjengelig, slik at personer med redusert førlighet kan skifte batteri eller utføre annet vedlikehold [4].
CO er en giftig gass som blir produsert i alle boligbranner. COen binder seg til
hemoglobinet i blodet og forhindrer blodet i å transportere oksygen rundt i kroppen. Dette fører til at personer utsatt for CO-forgiftning blir kvalt. Hvor raskt en person blir påvirket av CO avhenger av CO-konsentrasjonen, og over hvor langt tidsrom personen blir utsatt for gassen (akkumulert dose av CO). I litteraturen oppgis det at en dose på 35.000 –
45.000 (ppm ∙ min) vil føre til handlingslammelse, og en dose på 70.000 – 135.000 (ppm ∙ min) vil føre til død [60].
Ulmebrann versus flammebrann
Ulmebrann er en treg forbrenning med lav temperatur og uten flammer, mens en flammebrann har synlige flammer, og forbrenningen foregår relativt hurtig med høy temperatur. Den lave temperaturen i en ulmebrann fører til en ufullstendig forbrennings- reaksjon, som fører til at andelen CO som produseres er omtrent ti ganger så stor i en ulmebrann sammenlignet med en flammebrann [61].
En ulmebrann kan oppstå i mange ulike materialer som finnes i et typisk hjem, blant annet bomull, papir, tre og polyuretanskum (i møbler). Disse har til felles at materialet de består av danner et porøst permeabelt nettverk som har en stor overflate i forhold til volum. Denne oppbygningsstrukturen gjør at varme som oppstår i stor grad akkumuleres i nettverket, samtidig som oksygen kan trenge inn ved diffusjon og konveksjon [61]. Et typisk ulmebrannscenario i en leilighet, er en sigarett som antenner et stoppet møbel. Antennelsen fører til en ulmebrann som utvikler seg sakte, og som kan holde på i mange timer, helt til ulmebrannen enten slokner av seg selv, eller går over til en flammebrann [61].