DE69812063T2 - Brandbekämpfungseinrichtung - Google Patents
BrandbekämpfungseinrichtungInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Brandbekämpfungsvorrichtung zu der gehören: mehrere Sprühköpfe, ein Rohrsystem, das dazu dient, aus einer Löschmittelquelle, die ein Volumen oder eine Aufnahmekapazität für Löschmittel enthält, den Sprühköpfen Löschmittel zuzuführen, wenigstens eine Treibgasquelle, die dazu dient, den Sprühköpfen über das Rohrsystem unter hohem Druck Löschmittel zuzuführen, und Auslösemittel zum Aktivieren wenigstens eines der Sprühköpfe. Derartige Brandbekämpfungsvorrichtungen sind beispielsweise aus der Internationalen Patentanmeldung WO 92/22353 bekannt.
- Herkömmliche Brandbekämpfungsvorrichtungen umfassen einen oder mehrere Behälter für Löschmittel, wobei die Behälter einander benachbart angeordnet und dazu eingerichtet sind, um über ein Rohrsystem Sprühköpfen oder Sprinklern Löschmittel zuzuführen. Die Länge und Form des Rohrsystems hängen von der jeweiligen Anwendung und dem Funktionsprinzip ab. Brandbekämpfungsvorrichtungen für relativ große Räume, z. B. Hotelgebäude, Schiffe und Industriegebäude, verfügen häufig über ausgedehnte Rohrsysteme.
- In diesen Anwendungen kann als Löschmittelquelle für die Brandbekämpfungsvorrichtungen beispielsweise das Hauptwasserrohr oder ein Wassertank verwendet werden, aus dem Wasser zu den Sprühköpfen gepumpt wird. Alternativ kann die Löschmittelquelle durch eine Wasserflasche gebildet sein, an die eine Druckgasflasche angeschlossen ist, die in der Lage ist, das Wasser (oder ein anderes Löschmittel) aus der Flasche heraus zu den Sprühköpfen zu treiben. Eine derartige Kombination stellt einen hydraulischen Speicher dar.
- Lange Tunnel sind in Bezug auf das Löschen von Bränden technisch besonders schwer handhabbare Räume. Die Tunnel können eine Länge von einigen Kilometern - bis zu gut zehn Kilometern - und einen Durchmesser von beispielsweise 3 Metern aufweisen. In den Tunneln sind häufig Kabel verlegt. Ein Kabelbrand kann große Schäden nach sich ziehen. Das Löschen eines Brandes in derartig langen Tunneln gilt technisch als so schwierig zu bewerkstelligen, dass diese in den meisten Fällen überhaupt kein Brandbekämpfungssystem aufweisen. In Fällen, in denen die Länge des Tunnels mehrere Kilometer beträgt und das Löschmittel, wie beispielsweise Wasser, von einem Ende des Tunnels aus über ein Rohr einige Kilometer weit in den Tunnel hinein zu leiten ist, ist aufgrund der in dem Rohr auftretenden Druckverluste ein Treibmitteldruck erforderlich, der sich in diesem Maße in der Praxis nicht erzeugen lässt.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Konstruktion von derartigen Brandbekämpfungsvorrichtungen zu vereinfachen, die verwendet werden, um Brände in unterschiedlichen, relativ großen Räumen und Gebäuden zu löschen, und die sich besonders gut für den Einsatz in langen Tunneln und dergleichen eignen. Um dies zu verwirklichen, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Treibgasquelle an ein langes Rohr, das einen Bestandteil des Rohrsystems bildet, in der Weise angeschlossen ist, dass das Rohr zusammen mit der wenigstens einen Treibgasquelle einen hydraulischen Speicher bildet, und dass das Volumen der Löschmittelquelle zumindest in einem wesentlichen Maße durch das Volumen des Rohrs gebildet ist. Ein langes Rohr bezeichnet in diesem Zusammenhang vorwiegend ein Rohr mit einer Länge in der Größenordnung von ca. 1 km und mehr.
- Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Treibgasquellen in einem vorgegebenen Abstand zueinander entlang des Rohrs eingerichtet sind. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders gut geeignet für das Löschen von Bränden in Tunneln, wobei das Rohr in derartigen Anwendungen durch ein im Wesentlichen gerades Rohr gebildet ist. In dem vorliegenden Falle ist das Rohrsystem in dem Tunnel in dessen Längsrichtung eingebaut, und das Rohr ist vorzugsweise in mehrere Hauptabschnitte unterteilt, die jeweils eine Treibgasquelle aufweisen. Die Hauptabschnitte sind vorzugsweise in eine Anzahl von Bereichen unterteilt, die jeweils eine Gruppe von Sprühköpfen oder Sprinklern enthalten. Im Brandfall werden nach Bedarf ein oder mehrere Gruppen von Sprühköpfen oder Sprinklern aktiviert.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.
- Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Rohr als eine Löschmittelquelle für einen hydraulischen Speicher genutzt wird. Ein weiteres wesentliches Merkmal ist, dass mehrere Treibgasquellen entlang des Rohrs angeordnet sind, wodurch sich die Druckverluste auf ein hinnehmbares Maß begrenzen lassen, und dass das Rohr als Löschmittelquelle verwendet wird. Dies ist möglich, da das Rohr lang ist und daher in der Lage ist, ein verhältnismäßig großes Volumen an Löschmittel aufzunehmen. Wenn das Rohr als Löschmittelquelle verwendet wird, sind keine gesonderten Tanks für Löschflüssigkeit erforderlich. Wenn die verwendeten Sprühköpfe von der Bauart sind, die nebelartige Sprühstrahlen erzeugt, ist der Verbrauch an Löschmittel gering. Ein derartiger Sprühkopf ist beispielsweise in der PCT-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 92/22353 beschrieben.
- Dank der Erfindung ist eine Brandbekämpfungsvorrichtung geschaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und sich leicht installieren lässt und die von äußeren Antriebsmitteln, wie Elektrizität und/oder Pumpen, unabhängig ist und sich darüber hinaus besonders gut für das Löschen Von Bränden in langen Tunneln eignet. Gesonderte Löschmittelquellen, beispielsweise Flaschen mit Flüssigkeiten, sind nicht benötigt, und diese können vermieden werden. Die Brandbekämpfungsvorrichtung ist umweltfreundlich, wenn als Löschmittel eine auf Wasser basierende Flüssigkeit verwendet wird.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
- Fig. 1 zeigt einen Tunnel, der eine erfindungsgemäße Brandbekämpfungsvorrichtung enthält;
- Fig. 2 veranschaulicht eine Treibquelle für die Brandbekämpfungsvorrichtung;
- Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Tunnels nach Fig. 1;
- Fig. 4 zeigt einen Tunnel, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brandbekämpfungsvorrichtung enthält;
- Fig. 5 zeigt die Treibquelle für die Brandbekämpfungsvorrichtung nach Fig. 4; und
- Fig. 6 stellt den Tunnel nach Fig. 4 im Querschnitt dar.
- Fig. 1 veranschaulicht einen Tunnel 1 für Kabel, wobei in dem Tunnel eine Brandbekämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist. Der Tunnel weist beispielsweise eine Länge von 10 km auf. In dem Tunnel 1 ist ausgehend von dessen einem Ende hin zu dem anderen Ende ein Rohrsystem angeordnet, zu dem ein langes Rohr 2 gehört, aus dem kürzere Rohre 3a bis 3e sowie 4a bis 4e ragen, die zu Sprühköpfen oder Sprinklern 5a bis 5e bzw. 6a bis 6e führen. Die Sprühköpfe können von der Bauart sein, wie sie in der Internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 92/22353 beschrieben sind und einen k-Faktor von 1,9 aufweisen. Die Sprühköpfe weisen wenigstens zwei, gewöhnlich jedoch mehrere Düsen auf, die räumlich zueinander derart angeordnet sind und deren Öffnung und Streuwinkel derart geeignet ist, dass sie einen durchdringenden nebelartigen Sprühstrahl mit hohem Treibdruck hervorbringen. Trotz der zu erreichenden großen Wurfweite ist der Verbrauch an Löschflüssigkeit gering. Der Treibdruck beträgt beispielsweise 70 Bar.
- Das Rohr 2 ist in Längsrichtung in eine Anzahl von Bereichen A unterteilt, die jeweils eine Länge von 22,5 m aufweisen. In Fig. 1 ist ein Bereich A mit acht Sprühköpfen versehen, d. h. mit den Sprühköpfen 5b bis 5e und 6b bis 6e, wobei der Abstand zwischen benachbarten Sprühköpfen 7,5 m beträgt. Die acht Sprühköpfe bilden eine Gruppe von Sprühköpfen, die eingerichtet sind, um im Brandfall innerhalb des Bereichs A gleichzeitig ausgelöst zu werden. Die oberen Sprühköpfe 5b bis 5e in der Gruppe sind geeignet angeordnet, um längs des Tunnels 1 nach rechts zu sprühen, während die unteren Sprühköpfe 6b bis 6e so angeordnet sind, um in die entgegengesetzte Richtung zu sprühen. Da die Sprühköpfe 5b bis 5e in Fig. 1 hintereinander angeordnet sind, verstärken sich deren Sprühstrahlen gegenseitig. Diese gilt ebenfalls für die Sprühköpfe 6b bis 6e. In der Nähe eines jeden Sprühkopfs baut sich aufgrund des Sprühens aus diesem Sprühkopf ein Unterdruck auf, der das aus dem dahinter angeordneten Sprühkopf versprühte Löschmittel ansaugt: beispielsweise saugt der an dem Sprühkopf 5c herrschende Unterdruck das aus dem Sprühkopf 5b strömende Löschmittel an. Der Unterdruck an dem Sprühkopf 6e ist in der Lage, einen Teil des aus dem Sprühkopf 5d strömenden Löschmittels anzusaugen, und der Unterdruck an dem Sprühkopf 5b ist in der Lage, einen Teil des aus dem Sprühkopf 6c strömenden Löschmittels anzusaugen, obwohl diese Sprühköpfe in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind. Auf diese Weise ist nach Aktivierung der Sprühköpfe für eine Zirkulation des nebelartigen Löschmittels gesorgt, wobei das Löschmittel den Brand effizient löscht. Die Bezugszeichen 7a bis 7e bezeichnen elektromagnetische Ventile oder andere Arten von Ventilen, die ein Auslösen der Sprühköpfe in der gewünschten Gruppe veranlassen. Demgemäß regelt/steuert das Magnetventil 7a die Sprühköpfe 5a und 6a; und die Magnetventile 7b bis 7e steuern/regeln die Sprühköpfe 5b bis 5e und 6b bis 6e. Fig. 1 zeigt eine Situation, in der die Sprühköpfe 5b bis 5e und 6b bis 6e ausgelöst worden sind, während die in dem Nachbarbereich angeordneten Sprühköpfe 5a und 6a nicht ausgelöst sind. Die bei einem Brand maximale Anzahl von ausgelösten Sprühköpfen kann beispielsweise 8 + 4 + 4 betragen, wobei die Sprühköpfe in drei benachbarten Bereichen A vorhanden sind. Für das Löschen eines Brandes werden bei Verwendung von vier Sprühköpfen 47 l Gas unter einem Druck von 150 Bar und 150 l Wasser oder auf Wasser basierende Flüssigkeit benötigt, um ein 10 min dauerndes Löschen zu ermöglichen. Falls die maximale Anzahl von Sprühköpfen, in diesem Falle 16, während einer Zeitspanne von 30 min aktiviert sind, sind 3 · 4 · 150 l = 1800 l Wasser erforderlich. Zu Beginn des Sprühens wird der maximale Druck in den Sprühköpfen bei ca. 100 Bar aufrechterhalten.
- Die Bezugszeichen 8a und 8b bezeichnen Branddetektorvorrichtungen. Diese könne Rauchdetektoren, auf Hitze ansprechende Sensoren oder grundsätzlich beliebige Detektoren sein, die in der Lage sind, ein Signal an die elektromagnetischen Ventile 7a bis 7e auszugeben. Der Branddetektor 8a gibt ein Signal an das elektromagnetische Ventil 7a aus und öffnet dieses, während der Branddetektor 8b ein Signal an die elektromagnetischen Ventile 7b bis 7e abgibt und diese öffnet.
- Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass zu dem Rohr 2 Stickstoffflaschen 9 bis 12 und Schließ-/Öffnungsventile 13 bis 15 gehören, die in der Weise angeordnet sind, dass im Abstand von 1 km in jedem Falle eine Stickstoffflasche und ein Schließventil vorhanden sind. Die Stickstoffflaschen 9 bis 12, die gemeinsam mit dem Rohr 2 hydraulische Speicher bilden, setzen das Löschmittel in dem Rohr unter hohen Druck. Das Volumen der Stickstoffflaschen 9 bis 12 beträgt 50 Liter und der Druck darin 250 Bar. Der Druckabfall in dem Rohr 2 beträgt für die genannten Parameter maximal 133 Bar. Der Ladedruck kann abhängig von der Länge des Tunnels vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 400 Bar liegen, vorzugsweise 100 bis 300 Bar betragen.
- Wenn das Rohr 2 eine Länge von 10 km, einen Außendurchmesser von 25 mm und eine Wandstärke von 2,5 mm aufweist, beträgt der Inhalt des Rohrs ca. 3000 Liter. Das Rohr 2 enthält also ca. 3000 Liter Wasser oder auf Wasser basierende Flüssigkeit, wenn sich die Einrichtung in einem Bereitschaftsmodus befindet und die Vorrichtung auf ein Auslösen vorbereitet ist.
- Anfänglich wird das Wasser für das Rohr 1 einem unter einem Druck von mehr als 3 Bar stehenden Hauptwasserrohr 16 entnommen. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Filter und das Bezugszeichen 19 ein Ventil, das ein Füllen des Rohrs 2 ermöglicht. Zu Beginn des Füllens des Rohrs 2 mit Wasser ist das Ventil 19 geöffnet. Nachdem das Rohr gefüllt ist, wird das Ventil 19 geschlossen.
- Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die in den Fig. 4 bis 6 verwendeten Bezugszeichen entsprechen den in den Fig. 1 bis 3 für entsprechende Teile verwendeten Bezugszeichen, wobei sie jeweils mit einem zusätzlichen Apostrophzeichen versehen sind. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 darin, dass Sprühköpfe 5b' bis 5e' in einer Gruppe von Sprühköpfen oder Sprinklern, die gleichzeitig auszulösen sind, in unterschiedliche Richtungen weisen (unterschiedlich ausgerichtet sind). In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist keine Zirkulation eines Löschmittelnebels vorgesehen, vielmehr sprühen sämtliche Sprühköpfe 5a', 5b' bis 5e' nach unten. Es ist vorstellbar, dass (nicht gezeigte) Sprühköpfe weiter unten in dem Tunnel 1' geeignet angeordnet sind, um gegen die Sprühköpfe 5e', 5b' bis 5e' gerichtet zu sprühen, um so, wie oben beschrieben, eine Zirkulation von Löschmittel zu bewirken. Ein weiterer Unterschied besteht darin, das Rohr 2' in einem gesonderten Kanal außerhalb des Tunnels 1' angeordnet ist. Noch ein Unterschied besteht darin, dass eine ganze Gruppe von Sprühköpfen 5b' bis 5e' oder Sprinklern von nur einem elektromagnetischen Ventil 7' gesteuert ist. Aus Fig. 6 ist zu ersehen, dass der Querschnitt des Tunnels 1' rechteckig ist, und aus Fig. 5 ist zu entnehmen, dass die Länge des Tunnels 3,6 km beträgt. In Fig. 4 ist kein Branddetektor eingezeichnet, obwohl ein solcher, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, vorhanden sein kann. Falls 5b' bis 5e' Sprinkler bezeichnen, d. h. Sprühköpfe mit einer Ampulle, die bei Hitze ausgelöst wird, kann dafür gesorgt sein, dass es zu einem Auslösen der Gruppe von Sprinklern kommt, wenn ein beliebiger Sprinkler aus der Gruppe ausgelöst wird, wobei dadurch die übrigen zu der Gruppe gehörenden Sprinkler ausgelöst werden, vorzugsweise wie in der Internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 93/10860 beschrieben.
- Die Erfindung ist vorstehend anhand lediglich eines Ausführungsbeispiels beschrieben, und es wird daher darauf hingewiesen, dass die Einzelheiten der Erfindung in vielfältiger Weise innerhalb des Schutzbereichs gemäß den beigefügten Ansprüchen verwirklicht sein können. So kann die Länge des Rohrs 2 von der genannten abweichen. Bei Einsatz der Erfindung zum Löschen eines Brandes in einem Tunnel beträgt die Länge des betreffenden Rohrs mindestens ca. 1 km und typischerweise einige Kilometer, obwohl in gewissen Anwendungen eine Rohrlänge von lediglich einigen Hundert Metern vorliegen kann. Es ist vorstellbar, dass anstelle von Sprühköpfen, die ein Signal von einem Detektor entgegennehmen, Sprinkler verwendet werden, d. h. Sprühköpfe mit gesonderten Auslösemittel, z. B. Ampullen, die bei einem Anstieg der Temperatur platzen. In diesem Falle sorgt ein Sprinkler aus einer Gruppe von Sprinklern in einem Bereich (A) dafür, dass die übrigen, zu diesem Bereich gehörenden Sprinkler ausgelöst werden. Die Brandbekämpfungsvorrichtung kann sowohl Sprinkler als auch Sprühköpfe enthalten, beispielsweise in der Weise, dass in jedem Bereich (A) ein Sprinkler eingerichtet ist, der für ein Auslösen der in diesem Bereich vorhandenen Sprühköpfe sorgt. Die Länge der Bereiche kann ebenso variieren wie die Anzahl der Sprühköpfe/Sprinkler in den Bereichen. Anstelle von Stickstoff kann der Inhalt der Gasflaschen Kohlendioxid, Argon oder ein sonstiges für diesen Zweck geeignetes Gas oder ein unter hohem Druck stehendes Gasgemisch sein. Die Brandbekämpfungsvorrichtung kann, wie weiter oben erwähnt, anstatt in einem Tunnel auch in anderen großen Räumen eingebaut werden.
Claims (12)
1. Brandbekämpfungsvorrichtung zu der gehören: mehrere
Sprühköpfe (5a bis 5e, 6a bis 6e; 5a', 5b' bis 5e'), ein
Rohrsystem (2, 3a bis 3e, 4a bis 4e; 2', 3a', 3e'), das
dazu dient, Löschmittel aus einer Löschmittelquelle, die
ein Volumen für Löschmittel aufweist, den Sprühköpfen
zuzuführen, wenigstens eine Treibgasquelle (9 bis 12; 9' bis
12'), um Löschmittel unter hohem Druck über das Rohrsystem
zu den Sprühköpfen zu treiben, und
Branddetektorvorrichtungen (8a, 8b), die dazu dienen, wenigstens einen der
Sprühköpfe zu aktivieren, dadurch gekennzeichnet, dass die
wenigstens eine Treibgasquelle (9 bis 12; 9' bis 12') an ein
langes Rohr (2; 2') angeschlossen ist, das in der Weise in
das Rohrsystem eingegliedert ist, dass das Rohr zusammen
mit der wenigstens einen Treibgasquelle einen hydraulischen
Speicher bildet und das Volumen der Löschmittelquelle
zumindest in einem wesentlichen Ausmaß durch das Volumen des
Rohrs gebildet ist.
2. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Treibgasquellen (9 bis
12; 9' bis 12') in einem vorgegebenen Abstand (I)
zueinander längs dem Rohr (2; 2') angeordnet sind.
3. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einzelnen
Treibgasquellen (9 bis 12; 9' bis 12') ein Schließ-/Öffnungsventil (13
bis 15; 13' bis 15') angeordnet ist, das dazu dient, den
Strom des Löschmittels in dem Rohr (2; 2') zu sperren bzw.
durchzulassen.
4. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch
gekennzeichnet, dass das Rohr (2; 2') in eine Anzahl
von Hauptabschnitten (I) unterteilt ist, von denen ein
jeder eine Treibgasquelle (9; 9') enthält, die unter hohem
Druck steht.
5. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Treibgasquellen in Form von,
Stickstoffflaschen (9; 9') zur Verfügung stehen, die einen
Druck von 30 bis 400 Bar aufweisen.
6. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptabschnitte (I) mehrere
Bereiche (A) aufweisen, die jeweils eine Gruppe von
Sprühköpfen (5b bis 5e, 6b, 6e; 5b' bis 5e') oder Sprinklern
enthalten.
7. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass längs des Rohrs (2; 2')
innerhalb der Bereiche (A) Branddetektorvorrichtungen (8a, 8b)
eingerichtet sind, die dazu dienen, eine dem jeweiligen
Bereich zugeordnete Gruppe von Sprühköpfen (5b bis 5e, 6b
bis 6e; 5b' bis 5e') auszulösen.
8. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Sprühköpfen (5b
bis 5e, 6b bis 6e; 5b' bis 5e') ein elektromagnetisches
Ventil (7b bis 7e; 7') enthält, das dazu dient, wenigstens
einen Sprühkopf aus der zugehörigen Gruppe (5b bis 5e, 6b
bis 6e; 5b' bis 5e') zu steuern.
9. Brandbekämpfungsvorrichtung nach einem beliebigen
der vorausgehenden Ansprüche, die dem Einsatz in einem
Tunnel (1; 1') dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrsystem
(2, 3a bis 3e, 4a bis 4e; 2', 3a', 3e') in der
Längsrichtung des Tunnels (1; 1') verläuft.
10. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass zu den Sprühköpfen in einem
oberen Abschnitt des Tunnels (1) eingerichtete erste
Sprühköpfe (5b bis 5e) und in einem niedrigeren Abschnitt des
Tunnels angeordnete zweite Sprühköpfe (6b bis 6e) gehören,
wobei die ersten Sprühköpfe geeignet angeordnet sind, um in
Bezug auf die zweiten Sprühköpfe im Wesentlichen in die
entgegengesetzte Richtung zu sprühen.
11. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühköpfe (5a bis 5e, 6b
bis 6e; 5a' bis Se') von der Bauart sind, die in der Lage
ist, einen nebelartigen Sprühstrahl zu erzeugen.
12. Brandbekämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel eine auf Wasser
basierende Flüssigkeit ist.
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