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Glasbruchmelder: Funktionsweise und Anwendung von aktiven, passiven und akustischen Glasbruchsensoren

Was ist ein Glasbruchmelder? Wie funktioniert er und welche funktionalen Unterschiede gibt es? Wie und wo setzt man die verschiedenen Glasbruchsensoren richtig ein?

Einbrecher nutzen viele Wege, um ins Haus zu gelangen. Einer führt über die Fenster und / oder Fenstertüren. Ein Glasbruchmelder schlägt sowohl bei Glasdurchgriff als auch bei Glasdurchstieg Alarm geschlagen, denn er reagiert bei Zerstörung des Glases. Wir stellen Ihnen in diesem Artikel Glasbruchmelder vor, erklären Unterscheide in der Funktionsweise und daraus resultierend unterschiedliche Anwendungen.

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Aufgabe von Glasbruchmeldern: Außenhautüberwachung

Glasdurchgriff und -durchstieg

Die Polizei unterscheidet zwei Methoden, wie sich Einbrecher Zutritt über das Glas verschaffen: den Glasdurchgriff und den Glasdurchstieg. Für den Glasdurchgriff schlägt der Einbrecher die Scheibe nahe des Fenster- bzw. Türgriffs ein und greift mit der Hand durch das Loch im Glas, um den Griff zu betätigen.

Beim Glasdurchstieg versucht der Einbrecher, das gesamte Glas aus dem Rahmen zu entfernen, um so durch die Öffnung in Ihr Haus einzudringen. Laut Polizei wird bei bis zu zehn Prozent aller Einbrüche (167.136 registrierte Fälle in 2015) hierzulande der Glasdurchgriff und bei etwa ein Prozent der Glasdurchstieg angewandt.

Umfang an Alarmfunktionen

Ein Glasbruchmelder, der auch Glasbruchsensor genannt wird, schlägt in beiden Fällen Alarm, wenn Glas in seinem Überwachungsbereich zu Bruch geht. Er dient so dem Schutz vor Einbrechern, die sich über Fenster und Fenstertüren unbefugt Zutritt zu Ihrem Haus verschaffen wollen.

Oft kommen Glasbruchmelder mit einer weiteren „alarmierenden“ Funktion daher, die Einbrecher zusätzlich darauf aufmerksam machen soll, dass Sicherheitsvorkehrungen getroffen sind und sie zur Schadensvermeidung vom Einbruch abschrecken soll. Dazu gehören

  • Leuchtdioden, die ein Lichtsignal aussenden
  • sowie Sicherheitsaufkleber, die über den Einsatz von Sicherheitstechnik informieren.

In der Sicherheitstechnik spricht man im Zusammenhang mit Glasbruchmeldern auch davon, dass sie bei Einbruchmeldeanlagen die Überwachung der Außenhaut des überwachten Objektes übernehmen.

Aufbau, Funktionsweise und Anwendung von Glasbruchmeldern

Grundsätzlich unterscheidet man Glasbruchmelder nach ihrer Funktionsweise und daraus resultierend ihrer Anwendung in drei verschiedene Gerätetypen, die wir Ihnen im Folgenden näher vorstellen wollen.

Aktive Glasbruchmelder

Ein sogenannter aktiver Glasbruchmelder ist ein Gerät, das aus einem Ultraschallsender und mindestens einem passenden Empfänger besteht. Sowohl der Sender als auch der Empfänger werden direkt auf der Glasscheibe angebracht, meist geklebt, die es vor Einbruch zu schützen gilt. Aktive Glasbruchmelder fungieren somit als sogenannter Flächenmelder.

Bei aktuellen Geräten sind Sender und Empfänger oftmals in ein und demselben Gehäuse untergebracht, so dass Sie nur ein einziges Bauteil auf die Fenster- oder Fenstertürscheibe setzen müssen. Der Sender versetzt die Scheibe mit einem andauernden Ultraschall in Schwingung. Der Empfänger registriert die dabei entstehenden Schallwellen und wertet sie aus.

Drückt ein Einbrecher bei seinem Einbruch eine mit einem solchen aktiven Glasbruchmelder versehene Scheibe ein oder beschädigt er sie anderweitig, ändert er damit das Wellensignal zwischen Sender und Empfänger. Der Empfänger nimmt eine Abweichung vom Normzustand wahr und löst einen Alarm aus.

Aktive Glasbruchmelder arbeiten elektrisch, sie benötigen also eine eigene Versorgungsspannung. Sie entsprechen meist der höchsten Sicherheitsklasse (bis VdS-Klasse: C).

Passive Glasbruchmelder

Sogenannte passive Glasbruchmelder klebt man ebenfalls direkt auf die zu überwachende Fensterscheibe oder Glastür. Bei diesem Gerätetyp reagiert der integrierte Sensor auf Erschütterungen, vielmehr auf die Körperschallwellen, die von ihnen ausgehen.

Während Luftschall durch Schallwellen in der Luft verbreitet wird und relativ einfach durch Wände und Decken aus z. B. Beton minimiert werden kann, breitet sich Körperschall in festen Stoffen aus und lässt sich nur durch ein Entkoppeln der Bauteile vermeiden. (Grafik: energie-experten.org)
Während Luftschall durch Schallwellen in der Luft verbreitet wird und relativ einfach durch Wände und Decken aus z. B. Beton minimiert werden kann, breitet sich Körperschall in festen Stoffen aus und lässt sich nur durch ein Entkoppeln der Bauteile vermeiden. (Grafik: energie-experten.org)

Expertenwissen: Man unterscheidet in Sachen Schall Luftschall und Körperschall. Luftschall wird über Druckschwingungen der Luft übertragen, ein Beispiel wäre Reden oder Musik. Körperschall breitet sich innerhalb fester Stoffe aus, er ist nur hörbar über den Luftschall, den der Festkörper ausstrahlt.

Das heißt, der passive Glasbruchmelder reagiert dank des in ihm integrierten piezoelektrischen Sensors akustisch. Als sogenannten Piezoeffekt beschreibt man die Änderung der elektrischen Polarisation und damit das Auftreten von elektrischer Spannung an Festkörpern, wenn diese elastisch verformt werden. Der piezoelektrische Sensor reagiert auf Schwingungen um die 100 Kilohertz (kHz), wie sie typischerweise beim Bersten einer gläsernen Scheibe entstehen.

Die Begrenzung auf diesen Schwingungsbereich verhindert, dass schon ein Anklopfen an die Scheibe den Alarm auslöst. Überwacht werden kann mittels solcher passiven Glasbruchmelder ein Radius von bis zu zwei Metern auf der Scheibe. Aber: Geräusche, die ein Glasschneider verursacht, erkennt ein solcher Glasbruchmelder in der Regel nicht.

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Es gibt drei Ausführungen von passiven Glasbruchmeldern:

  • Glasbruchmelder mit sogenannter Linienspeisung: Hier sind die Anschlüsse zum Auslösen eines Alarms in Serie geschaltet. Der Glasbruchmelder wird über die Alarmanlage mit Spannung versorgt (bis VdS-Klasse: B).
  • Glasbruchmelder mit separater Versorgungsspannung: Diese Gerätetypen besitzen potentialfreie, in Serie schaltbare Relaiskontakte. Sie brauchen eine eigene Stromversorgung. Glasbruchmelder dieses Typs lassen sich an jede Einbruchmeldeanlage anschließen (bis VdS-Klasse B).
  • Glasbruchmelder ohne Versorgungsspannung: Bei diesen Geräten löst der Sensor mit Hilfe des oben beschriebenen Piezoeffekt eigenständig einen Alarm aus.
Mit einem passiven Glasbruchmelder (hier von Abus) überwachen Sie eine einzelne Fensterscheibe. Der Melder wird direkt an der zu sichernden Fensterscheibe befestigt. Die bei Glasbruch entstehenden Ultraschallfrequenzen werden erkannt und der Alarmzentrale gemeldet. (Foto: ABUS August Bremicker Söhne KG)
Mit einem passiven Glasbruchmelder (hier von Abus) überwachen Sie eine einzelne Fensterscheibe. Der Melder wird direkt an der zu sichernden Fensterscheibe befestigt. Die bei Glasbruch entstehenden Ultraschallfrequenzen werden erkannt und der Alarmzentrale gemeldet. (Foto: ABUS August Bremicker Söhne KG)

Akustische Glasbruchmelder

Sogenannte akustische Glasbruchmelder reagieren auf Luftschall. Man montiert sie in dem Raum der Glasfläche (Fenster oder Tür), die zu überwachen ist. In den akustischen Glasbruchmeldern sitzt ein Mikrofon, so dass die Geräte auf charakteristische Frequenzen reagieren, wie sie typischerweise beim Brechen von Glas aufkommen: 

  • zuerst tiefe Frequenzen (Einschlagen des Glases),
  • dann hohe Frequenzen (Splittern des Glases)
  • und gegebenenfalls auch Infraschallwellen (Schallwellen mit Frequenzen unterhalb von 16 bis 20 Hertz unterhalb der menschlichen Hörschwelle; Luftdruckänderungen), wie sie beim Durchbruch von Glas entstehen.

Eine Scheibe, die von akustischen Glasbruchmeldern überwacht werden soll, sollte typischerweise eine Mindestgröße (auch Mindestscheibengröße genannt) von etwa 30 mal 30 Zentimetern haben. So ausgelegt, reagieren die Glasbruchmelder nicht gleich mit Alarm, wenn im Haushalt mal ein Trinkglas zu Bruch geht.

Man platziert das Gerät am besten auf einer zu den zu schützenden Glasflächen benachbarten oder einer gegenüberliegenden Wand. Der Abstand des Glasbruchmelders zur zu überwachenden Scheibe sollte höchstens sieben bis zehn Meter betragen. Wichtig: Der akustische Glasbruchmelder überwacht dann alle Scheiben innerhalb dieses Radius, allerdings nur dann sicher, wenn er von seinem Befestigungsort zu allen Glasflächen Sichtverbindung hat. Akustische Glasbruchmelder brauchen eine Versorgungsspannung. Sie kann entweder von einer herkömmlichen Batterie bereitgestellt werden oder über eine Verdrahtung erfolgen.

Mechanische Glasbruchmelder ("Alarmglas")

Sogenanntes Alarmglas ist Glas, das mit einem Netz aus elektrischen Leitern ausgerüstet ist. Entweder ist dies auf das Glas aufgebracht, beispielsweise in einer der Scheibenecken, oder es ist bei Verbundsicherheitsglas (VSG) in den Scheiben-Folien-Verbund eingelassen. Bricht die Scheibe, werden die Leiter unterbrochen und ein Alarm ausgelöst.

Faseroptische Glasbruchmelder

Faseroptische Glasbruchmelder erkennen Einbruchsversuche bereits dann, wenn der Einbrecher das Glas mechanisch oder thermisch bearbeitet. Bereits ein leichter Schlag gegen das Sicherheitsglas oder die Manipulation durch eine Flamme reicht aus, um den Alarm auszulösen.

Demonstrator einer faseroptischen Alarmanlage mit Faser-Bragg-Gitter (Foto: Fraunhofer INT / Fraunhofer IPMS)
Demonstrator einer faseroptischen Alarmanlage mit Faser-Bragg-Gitter (Foto: Fraunhofer INT / Fraunhofer IPMS)

Eine Entwicklung vom Fraunhofer INT und des Fraunhofer IPMS basiert auf einem Glasbruchsensor, der durch ein Faser-Bragg-Gitter, also in Lichtwellenleiter eingeschriebene optische Interferenzfilter, in einer Glasfaser realisiert wird. Der Sensor mit Faser-Bragg-Gitter ist ein optischer Sensor, der eine spezifische Wellenlänge des Lichts reflektiert, die durch Temperatur- und/oder Dehnungsabweichungen verändert wird. Diese Änderungen können empfindliche optische Messgeräte erfassen. Sind die Veränderungen größer als ein vorher identifizierter Schwellenwert, werden Signale an die Alarmanlage übermittelt.

Normierte Sicherheit: VdS-Sicherheitsklassen für Glasbruchmelder

Glas ist nicht gleich Glas. Jede Glasart (ESG-Glas, VSG-Glas, Isolierglas, Verbundglas) bringt ihre typischen Eigenschaften in die Überwachungssituation mit. Daher stellen die Versicherer auch unterschiedliche Anforderungen an Glasbruchmelder, die die unterschiedlichen Gläsertypen überwachen.

Zertifizierte Glasbruchmelder

Vom Verband der Schadenversicherer (VdS) gibt es Richtlinien für Einbruchmeldeanlagen, die auch Anforderungen an Glasbruchmelder enthalten. Darin werden Glasbruchmelder in drei Klassen unterschieden:

  • Einbruchmeldeanlagen der Klasse A weisen einen einfachen Schutz gegen Überwindungsversuche im scharfen und unscharfen Zustand auf; die Melder verfügen über eine mittlere Ansprechempfindlichkeit. Einsatzbereich: Haushalte mit geringem Wertsachenanteil.
  • Einbruchmeldeanlagen der Klasse B weisen einen mittleren Schutz gegen Überwindungsversuche im scharfen und unscharfen Zustand auf; die Melder verfügen über eine mittlere Ansprechempfindlichkeit. Einsatzbereich: Haushalte mit erhöhtem Wertsachenanteil, gewerbliche Objekte einfacher und erhöhter Gefährdung, z.B. Schulen, Supermärkte.
  • Einbruchmeldeanlagen der Klasse C weisen einen erhöhten Schutz gegen Überwindungsversuche im scharfen und unscharfen Zustand auf; die Melder verfügen über eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit. Eine weitgehende Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionen ist vorhanden. Einsatzbereich: Gewerbliche Objekte mit hoher Gefährdung, z.B. Juwelier-, Pelz- und Teppichgeschäfte.

Während Glasbruchmelder der Klasse B nur ein Ereignis detektieren können (z.B. Glasbruch), überwachen Melder der Klasse C die Verglasungen und auch die Befestigung der Melder dauernd auf Veränderungen.

Die VdS-Klasse C erhebt daher die höchsten Ansprüche, denen in der Regel nur aktive Glasbruchmelder gerecht werden. Akustische und passive Melder erfüllen in der Regel die Ansprüche der VdS-Klasse B.

Nicht zertifizierte Glasbruchmelder

Sie finden im Handel auch Glasbruchmelder ohne Einstufung und Zertifizierung. Doch auch wenn diese meist günstigeren Glasbruchmelder in Einbruchmeldeanlagen gemäß der Norm DIN EN 50131-1 keine Verwendung finden, alarmieren sie Sie im Schadensfall.

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"Glasbruchmelder-Technik und -Typen im Vergleich" wurde am 16.08.2019 das letzte Mal aktualisiert.