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EP1524404A2 - Method and device for monitoring structures - Google Patents

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Publication number
EP1524404A2
EP1524404A2 EP04090381A EP04090381A EP1524404A2 EP 1524404 A2 EP1524404 A2 EP 1524404A2 EP 04090381 A EP04090381 A EP 04090381A EP 04090381 A EP04090381 A EP 04090381A EP 1524404 A2 EP1524404 A2 EP 1524404A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
modules
detection
sensors
building
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04090381A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1524404A3 (en
Inventor
Ralf Dipl.-Ing. Herrmann
Jacob Lutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrie Elektronik Brandenburg GmbH
Original Assignee
Industrie Elektronik Brandenburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrie Elektronik Brandenburg GmbH filed Critical Industrie Elektronik Brandenburg GmbH
Publication of EP1524404A2 publication Critical patent/EP1524404A2/en
Publication of EP1524404A3 publication Critical patent/EP1524404A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating building services in a variety of applications.
  • buildings buildings, premises of all kinds, technical supply and traffic structures
  • technical facilities, facilities and procedures to enable and guarantee the functionality and safety of such structures.
  • These include, among others, the areas of building services engineering, control technology, safety technology and others.
  • For each of these areas there are separate laws, regulations and guidelines, plans, configurations and designs.
  • the high degree of specialization of the individual planners and contractors in practice often leads to a multiple equipment of the structures with the same or similar sensors, concerning the physical and / or chemical properties.
  • the solutions according to the invention are classified either in the field of supply engineering, control technology or safety engineering.
  • these are equipped with a variety of technical facilities such as supply and exhaust air systems with or without fumigation function as well as various safety devices, such as fire detection and extinguishing systems, emergency lighting and video equipment.
  • DE 101 07 260 A1 describes a method and a device for monitoring underground installations in which flows prevail, such as tunnels or the like, through at least section-wise detection and evaluation of changing physical and / or along the entire length of the systems to be monitored chemical properties, in the case of exceeding a permissible size, a signal is triggered (fire alarm).
  • an arrangement for securing the escape and rescue under smoke, heat and pollutants from rooms with long escape routes according to DE 100 19 537 A1 is known, where to be achieved using fog-generating means that the air at least in the area below the flue gas layer for a long time breathable and can be kept at least translucent, so that the escape direction remains recognizable.
  • Another method and device for monitoring tunnel structures is described in DE 4120 816 C2.
  • the unauthorized presence of persons, vehicles, solid, liquid or gaseous substances by means of a monitoring device with at least one arranged in the tunnel infrared sensor and serving as a defined calibration source IR mark, with the step of recording the temperature readings to an evaluation, found.
  • a general disadvantage of the solutions according to the invention is that the respective task is directed or limited only to the detection, the monitoring or the deletion. Thus, an alarm is transmitted to the monitoring system for initiating action at a central location.
  • individual or multiple sensors are themselves coupled to only one central evaluation unit, so that in the event of failure or malfunction of this central unit, the monitoring function in the entire structure or in the monitoring area is no longer guaranteed. It is therefore only possible to use these exclusively safety-related devices as a rule when unpredictable and undesirable dangerous situations occur.
  • the safety technology which in some cases is only available as a minimum standard, and the resulting limited approach to problem solving therefore represents an uncertainty factor in the prevention and control of hazards.
  • the invention is based on the object, a method and the corresponding facility for the operation of technical services Installations including the supply engineering, at the same time Integration of security and monitoring functions to create, with a reasonable economic Expense a high reliability of the house and supply technical Functions, while ensuring a high level of protection and safety should.
  • Fig. 1 is a universal detection, control and regulation module 1 in a weatherproof housing.
  • a weatherproof housing In this opens a transversely or longitudinally to the driveway, actively or passively operated, known pipe system 2, get over which air samples in the universal detection, control and regulation module 1 and the installed therein physical and / or chemical sensors. Due to the flexibility of the system, external sensors can be attached instead of the pipe system, so that it is possible to integrate sensors or detectors that may be present on site into the system.
  • Via communication paths 3 is a module N2 with a module N1 and any number of other modules 4, which are distributed along the structure and a communication module 5 is connected. Depending on the size of the building and the operator's need for safety, several communication modules can be integrated.
  • fans 6 are installed, which serve for the standardized ventilation of tunnel structures.
  • the universal detection, control and regulation module records the wind direction and speed 7 as well as the data on the current air composition. Depending on the frequency of the tunnel by motor vehicles, the values change. For example, CO 2 and CO are good indicators of the quality of the air.
  • the sensors 8 are operated in normal mode in the mode "average” and processed their data in the detection, evaluation and control module 9. By communicating the universal detection, control and regulation modules with one another, very precise, multiply confirmed sum information is available along the entire tunnel.
  • the fans 6 can be controlled directly and also in sections, and regulated as required via power outputs.
  • the modules interpret data as reliably as possible and recognize whether and to what extent persons and / or vehicles are and / or move in which sections. If, during operation of the device, repeated exceedances of certain set threshold values of physical and / or chemical properties of the air occur, then the "average" operation of the sensors switches over to "direct value formation". Thus, a very fast, direct and accurately localized detection of changes along the structure is possible. According to FIG. 2, taking into account the detection and processing of wind direction and speed, an approximate computational assessment and representation of, for example, a source of danger 11 (source of fire) is also possible.
  • fire extinguishing systems selectively or in sections. If the system decides for a "confirmed alarm" (verification with the data of other neighboring modules), for example, an extinguisher system that is harmless for persons can be used.
  • water mist (extinguishing) systems in the low and medium pressure range are suitable here because of the proven in experiments leaching and precipitation of soot particles and toxic components from the air.
  • the universal detection, control and control module includes an interface for video technology 12. The visual verification of alarm and fault messages, even over long distances is thus not excluded.

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Abstract

Process for monitoring a construction comprises detection, control and regulating modules (1) connected via communication pathways (3). The modules are connected to a tubular system (2) inserted into the building and pass values acquired by sensors (8) to central acquisition, evaluation and sensor modules (9) to determine air quality and physical and/or chemical fire characteristics so that ventilators (6) or other control elements for protecting the building and the people within can be controlled. An independent claim is also included for a device for carrying out the process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb haustechnischer Anlagen auf den verschiedensten Einsatzgebieten.
In der gegenwärtigen Praxis gibt es in Bauwerken (Gebäude; Räumlichkeiten jeglicher Art; technischer Versorgungs- und Verkehrsbauwerke) eine Vielzahl technischer Anlagen, Einrichtungen und Verfahren, um die Funktionalität und Sicherheit solcher Bauwerke zu ermöglichen und zu gewährleisten. Dazu gehören u.a. die Bereiche Haustechnik, Steuerungstechnik, Sicherheitstechnik u.a.. Für jeden dieser Bereiche gibt es separate Gesetze, Vorschriften und Richtlinien, Planungen, Projektierungen und Ausführungen. Die in der Praxis anzutreffende hohe Spezialisierung der einzelnen Planer und Ausführende führt oft zu einer Mehrfachausrüstung der Bauwerke mit gleichen bzw. ähnlichen Sensoren, die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften betreffend.
Die Beibehaltung dieses Weges führt in der Gegenwart und Zukunft zu einem für die Investoren/Betreiber nicht vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand (Material- und Montagekosten und für die Gesellschaft zu einer Verschwendung von Ressourcen, die mit der Belastung der Umwelt einhergeht.
So kommt es zu einem enormen und nicht mehr zu überschaubaren Einsatz von Sensoren, Auswerte- und Steuerungs-Einheiten im selben Bauwerk. Ohne besonderen zusätzlichen Aufwand (z. B. kostenintensive Gebäude-Leit-Systeme/GLT) können diese Systeme und deren Sensoren nicht miteinander kommunizieren, obwohl z.t. baugleiche oder ähnliche Sensoren und Auswerteeinheiten zum Einsatz kommen und diese selber einen nicht unerheblichen Energiebedarf besitzen. D.h., die Kosten für die Erstellung und den Unterhalt von Gebäuden steigen, u.a. auf Grund dieser Praxis der getrennten funktions-, komfort- und sicherheitsgerechten Ausrüstung von Bauwerken überproportional zu dem wirklichen Nutzwert für den Investor/Betreiber und Steuerzahler.
So sind auf Grund der beschriebenen Gegebenheiten die erfindungsgemäßen Lösungen entweder in das Gebiet der Versorgungstechnik, der Steuerungstechnik bzw. Sicherheitstechnik eingeordnet. Gleichfalls sind zur Gewährleistung einer hohen Sicherheit von unterirdischen Verkehrsbauwerken, wie Auto- oder Eisenbahntunnel, diese mit einer Vielzahl von technischen Einrichtungen wie Zu- und Abluftanlagen mit oder ohne Ent- rauchungsfunktion sowie vielfältigen Sicherheitseinrichtungen, wie Brandmelde- und Löschanlagen, Sicherheitsbeleuchtung und Videotechnik ausgerüstet.
So beschreibt die DE 101 07 260 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung unterirdischer Anlagen, in denen Strömungen vorherrschen, wie Tunnel o.ä., durch entlang der gesamten Länge der zu überwachenden Anlagen zumindest abschnittsweiser Erfassung und Auswertung von sich verändernden physikalischen und oder chemischer Eigenschaften, wobei im Falle des Überschreitens einer zulässigen Größe ein Signal ausgelöst wird (Brandmeldung).
Gleichfalls ist eine Anordnung zur Sicherung der Flucht- und Rettung unter Rauch-, Wärme- und Schadstoffbelastung aus Räumen mit langen Fluchtwegen nach der DE 100 19 537 A1 bekannt, wo unter Verwendung von Nebel erzeugenden Mitteln erreicht werden soll, dass die Luft zumindest im Bereich unterhalb der Rauchgasschicht über längere Zeit atembar und zumindest durchscheinend gehalten werden kann, so dass die Fluchtrichtung erkennbar bleibt.
Ein weiteres Verfahren und Einrichtung zur Überwachung von Tunnelbauwerken wird in der DE 4120 816 C2 beschrieben. Hier wird die unberechtigte Anwesenheit von Personen, Fahrzeugen, festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen, mittels einer Überwachungseinrichtung mit zumindest einem im Tunnel angeordneten Infrarotsensor und einer als definierte Eichquelle dienenden IR-Marke, mit dem Schritt des Erfassens der Temperaturmesswerte an eine Auswertstation, festgestellt. Genereller Nachteil der erfindungsgemäßen Lösungen ist, dass sich die jeweilige Aufgabe lediglich auf die Detektion, die Überwachung oder das Löschen richtet bzw. beschränkt. So wird ein Alarm bei dem Überwachungssystemen zur Einleitung von Maßnahmen an eine zentrale Stelle übermittelt. Gleichfalls sind auch einzelne oder auch mehrere Sensoren selbst an jeweils lediglich eine zentrale Auswerteeinheit gekoppelt, so dass bei Ausfall oder Störung dieser Zentraleinheit die Überwachungsfunktion im gesamten Bauwerk bzw. im Überwachungsbereich nicht mehr gewährleistet ist. Nutzbar sind diese ausschließlich sicherheitstechnischen Einrichtungen daher in der Regel nur bei Eintritt von unvorhersehbaren und nicht gewünschten Gefahrensituationen. Die teilweise nur als Minimalstandard vorhandene Sicherheitstechnik und der dadurch bedingte eingeschränkte Ansatz bei der jeweiligen Problemlösung stellt daher einen Unsicherheitsfaktor bei der Gefahrenabwehr und- bekämpfung dar. So müssen bei Brand erst hilfeleistende Kräfte und Löschmittel vor Ort zum Einsatz gebracht werden oder Dritte sind zur Überprüfung bei unberechtigter Anwesenheit von Personen, Fahrzeugen oder Stoffen notwendig. Dabei kann je nach Entfernung der hilfeleistenden Stellen und der Zugänglichkeit der überwachten Bauwerke sehr viel wertvolle Zeit vergehen, die nicht nur das dort eingesetzte Personal sondern auch das Bauwerk gefährdet.The invention relates to a method and a device for operating building services in a variety of applications.
In current practice, in buildings (buildings, premises of all kinds, technical supply and traffic structures) there are a variety of technical facilities, facilities and procedures to enable and guarantee the functionality and safety of such structures. These include, among others, the areas of building services engineering, control technology, safety technology and others. For each of these areas, there are separate laws, regulations and guidelines, plans, configurations and designs. The high degree of specialization of the individual planners and contractors in practice often leads to a multiple equipment of the structures with the same or similar sensors, concerning the physical and / or chemical properties.
Maintaining this path leads in the present and future to an economic outlay that is unjustifiable for the investors / operators (material and assembly costs and for the society to a waste of resources, which comes along with the burden on the environment.
This results in an enormous and no longer manageable use of sensors, evaluation and control units in the same building. Without special additional effort (eg cost-intensive building management systems / GLT), these systems and their sensors can not communicate with each other, although zt identical or similar sensors and evaluation units are used and these themselves have a significant energy consumption. That is, the cost of building and maintaining buildings increases, inter alia, due to this practice of separate functional, comfort and safety equipment of buildings disproportionately to the real value for the investor / operator and taxpayer.
Thus, due to the circumstances described, the solutions according to the invention are classified either in the field of supply engineering, control technology or safety engineering. Likewise, to ensure a high level of safety of underground traffic structures, such as car or train tunnels, these are equipped with a variety of technical facilities such as supply and exhaust air systems with or without fumigation function as well as various safety devices, such as fire detection and extinguishing systems, emergency lighting and video equipment.
For example, DE 101 07 260 A1 describes a method and a device for monitoring underground installations in which flows prevail, such as tunnels or the like, through at least section-wise detection and evaluation of changing physical and / or along the entire length of the systems to be monitored chemical properties, in the case of exceeding a permissible size, a signal is triggered (fire alarm).
Likewise, an arrangement for securing the escape and rescue under smoke, heat and pollutants from rooms with long escape routes according to DE 100 19 537 A1 is known, where to be achieved using fog-generating means that the air at least in the area below the flue gas layer for a long time breathable and can be kept at least translucent, so that the escape direction remains recognizable.
Another method and device for monitoring tunnel structures is described in DE 4120 816 C2. Here, the unauthorized presence of persons, vehicles, solid, liquid or gaseous substances, by means of a monitoring device with at least one arranged in the tunnel infrared sensor and serving as a defined calibration source IR mark, with the step of recording the temperature readings to an evaluation, found. A general disadvantage of the solutions according to the invention is that the respective task is directed or limited only to the detection, the monitoring or the deletion. Thus, an alarm is transmitted to the monitoring system for initiating action at a central location. Likewise, individual or multiple sensors are themselves coupled to only one central evaluation unit, so that in the event of failure or malfunction of this central unit, the monitoring function in the entire structure or in the monitoring area is no longer guaranteed. It is therefore only possible to use these exclusively safety-related devices as a rule when unpredictable and undesirable dangerous situations occur. The safety technology, which in some cases is only available as a minimum standard, and the resulting limited approach to problem solving therefore represents an uncertainty factor in the prevention and control of hazards. For example, forces and extinguishing agents must first be deployed on site or third parties must be checked unauthorized presence of persons, vehicles or substances necessary. Depending on the distance of the assisting places and the accessibility of the supervised structures, a lot of valuable time can pass, endangering not only the personnel employed there but also the building.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und die entsprechende Einrichtung zum Betrieb haustechnischer Anlagen einschließlich der Versorgungstechnik, bei gleichzeitiger Integration von Sicherheits- und Überwachungsfunktionen zu schaffen, wobei mit einem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand eine hohe Zuverlässigkeit der haus- und versorgungstechnischen Funktionen, bei gleichzeitiger Gewährleistung eines hohen Schutz- und Sicherheitsstandards, erzielt werden soll. The invention is based on the object, a method and the corresponding facility for the operation of technical services Installations including the supply engineering, at the same time Integration of security and monitoring functions to create, with a reasonable economic Expense a high reliability of the house and supply technical Functions, while ensuring a high level of protection and safety should.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst. Ausgehend von den verschiedensten möglichen Anwendungsfällen ist durch die Auswahl und Kombinationen von verschiedenen geeigneten Aerosol- und Gassensoren sowie einer integrierten Verknüpfung mit weiteren Sensorsignalen ein solches Verfahren entwickelt, das eine permanente Luftkontrolle ermöglicht, schnell auf Änderungen der Luftzusammensetzung reagiert und in bestimmtem Maße, z.B. durch die Einwirkung auf Lüftungsventilatoren oder- anlagen diese ausregelt. Gleichzeitig werden Fehlalarme minimiert sowie eine differenzierte Alarmierung gewährleistet. Neben verschiedenen brandtypischen gasförmigen Eingangsgrößen z.B. CO, CO2 können der Verlauf von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, immer in Abhängigkeit von der Zeit erfasst werden. Des Weiteren sind Sensorinformationen über Anwesenheit, Bewegung und den Öffnungszustand von beispielsweise Rettungstüren hinzuziehbar. So ist es mit dem neuen Verfahren einerseits möglich den normgerechten Tunnel-Lüftungsbetrieb zu realisieren. So werden z.B. in der bisherigen Praxis die Ventilatoren oft nur im Teil- oder Vollastbetrieb betrieben. Um Energie zu sparen, sind u.a. Zeitsteuerungen bekannt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung ist eine permanente, bedarfsabhängige, energie- und kostensparende Steuerung und Regelung derartiger Ventilatoren möglich, wie sie sonst nur aus haustechnischen Komfortlüftungsanlagen bekannt sind. So können sich bei entsprechen der Energieeinsparung Kombinationsanlagen aus Versorgungs- und Sicherheitstechnik bereits in wesentlich kürzeren Zeiträumen amortisieren, nicht berücksichtigt ist hierbei die weitaus höhere Standzeit der eingesetzten Ventilatoren durch den bedarfsgerechten Betrieb.
Gleichzeitig ist durch die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet, dass auf der anderen Seite auf Grund der Auswahl, Anordnung und Kombination geeigneter Sensoren eine permanente Überwachung des Tunnelbauwerkes auf Rauch- und andere Brandkenngrößen erfolgt. Ist das Gefahrenereignis "Brand" eingetreten, laufen über interne Datenvergleichsprozesse Steuerungen und auch Regelungen an, die z.B. bestimmte Rauchkonzentrationen verringern und nach Lokalisierung des Brandherdes gezielte Entrauchungs-, Druckbelüftungs-, Abschottungs- bzw. Löschmaßnahmen einleiten können, Voraussetzung ist natürlich, dass derartige Einrichtungen vorhanden sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber der herkömmlichen Versorgungs- und Sicherheitstechnik besteht in der Mehrfach-Ausnutzung der Sensoren, d.h. ein Bewegungssensor kann z.B. gleichzeitig zur Ansteuerung von Lichtquellen, aber auch zur Anwesenheitskontrolle von Personen, Anlagen, Gasen und Flüssigkeiten in Bauwerken bzw. Anzeige von Temperaturdifferenzen dienen. In Kombination mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann auch sicher die Bewegungsrichtung- und geschwindigkeit z.B. von Personen, Anlagen, Gasen und Flüssigkeiten erfasst und verarbeitet werden.
Auf Grundlage der eben geschilderten Kombinationsvielfalt ergibt sich die Möglichkeit, auch einfache und damit auf dem (Massen-)Markt sehr kostengünstig erhältliche Sensoren einzubinden. Das bietet Vorteile von der kostengünstigen Installation bis hin zur Wartung und Instandhaltung dieser Anlagen. So gibt es an die überwiegende Anzahl der Sensoren keine Beschränkung auf bestimmte Typen bzw. Hersteller. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Modularität der Einrichtung:
Diese Module sind in beinahe jeder Bauwerksgröße- und nutzung einsetzbar. Dabei reicht der Einsatzraum vom autarken Einzeluniversellen Detektions-, Steuerungs- und Regelmodul mit/ohne Kommunikationsmodul bis hin zu großen vernetzten Modulstrukturen in zentralen oder dezentralen Bauwerken oder Bauwerkskomplexen. Diese Eigenschaften, das Verfahren und die Einrichtung betreffend, ermöglichen den Einsatz im Neu-, Um- und Ausbau, da auch bereits vorhandene Versorgungs- und Sicherheitstechnik integrierbar ist. Für den Investor ergibt sich daraus der Vorteil, sukzessive dem Bau- und/oder Vermietungsfortschritt die universellen Detektions-, Steuerungs- und Regelmodule mit der Sensorik einzusetzen und zu finanzieren.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
Es zeigen:

Fig. 1
einen Abschnitt eines Autotunnels (schematisch) mit installierten Anlageteilen im Normalbetrieb
Fig. 2
einen Abschnitt eines Autotunnels (schematisch) mit Installierten Anlageteilen im Brandfall
The object is achieved by the characterizing features of the claims. Based on a variety of possible applications, such a method is developed by the selection and combinations of various suitable aerosol and gas sensors and an integrated link with other sensor signals, which allows a permanent air control, reacts quickly to changes in air composition and to a certain extent, for example the effect on ventilation fans or systems corrects them. At the same time, false alarms are minimized and a differentiated alarm is guaranteed. In addition to various typical gaseous input variables such as CO, CO 2 , the course of temperature and humidity can always be recorded as a function of time. Furthermore, sensor information about presence, movement and the opening state of, for example, rescue doors can be used. On the one hand, with the new method it is possible to realize the standard tunnel ventilation operation. For example, in previous practice the fans are often operated only in partial or full load operation. In order to save energy, among other things time controls are known. By means of the method and the device according to the invention a permanent, demand-dependent, energy and cost-saving control and regulation of such fans is possible, as they are otherwise known only from domestic ventilation systems comfort. Thus, in accordance with the energy savings combination systems from supply and safety technology can pay for itself in much shorter periods of time, not taking into account the much longer service life of the fans used by the needs-based operation.
At the same time, it is ensured by the solution according to the invention that, on the other hand, due to the selection, arrangement and combination of suitable sensors, permanent monitoring of the tunnel structure for smoke and other fire parameters takes place. If the danger event "fire" has occurred, control and also regulations start via internal data comparison processes, which reduce eg certain smoke concentrations and can initiate targeted smoke extraction, pressure ventilation, foreclosure or extinguishing measures after localization of the source of the fire available.
Another significant advantage over the conventional supply and safety technology is the multiple use of the sensors, ie a motion sensor can eg simultaneously to control light sources, but also for the presence of people, equipment, gases and liquids in buildings or display of temperature differences serve. In combination with the device according to the invention, the direction of movement and speed of, for example, persons, installations, gases and liquids can also be reliably detected and processed.
On the basis of the just described variety of combinations, it is possible to integrate even simple and thus on the (mass) market very inexpensively available sensors. This offers advantages from the cost-effective installation to the maintenance and servicing of these systems. For example, the vast majority of sensors are not restricted to specific types or manufacturers. Further advantages result from the modularity of the device:
These modules can be used in almost any building size and use. The application area ranges from a self-sufficient single-universal detection and control module with / without communication module to large networked module structures in centralized or decentralized structures or building complexes. These properties, relating to the method and the device, make it possible to use it in new construction, conversion and expansion, since already existing supply and safety technology can be integrated. For the investor, this results in the advantage of successively using and financing the universal detection, control and regulation modules with sensor technology for the construction and / or leasing progress.
The invention will be described below with reference to an embodiment.
Show it:
Fig. 1
a section of a car tunnel (schematic) with installed parts in normal operation
Fig. 2
a section of a car tunnel (schematic) with installed equipment in case of fire

Nach Fig. 1 befindet sich ein universelles Detektions-, Steuer- und Regelmodul 1 in einem wettergeschützten Gehäuse. In dieses mündet ein quer oder auch längs zur Fahrstraße, aktiv oder passiv betreibbares, bekanntes Rohrssystem 2, über welches Luftproben in das universelle Detektions-, Steuer- und Regelnsmodul 1 und zu den darin installierten physikalischen und/oder chemischen Sensoren gelangen. Anstelle des Rohrsystems sind auch auf Grund der Flexibilität des Systems externe Sensoren anbringbar, so dass die Möglichkeit besteht, eventuell bauseitig vorhandene Sensoren/Dektoren in das System einzubinden.
Über Kommunikationswege 3 ist ein Modul N2 mit einem Modul N1 und beliebig vielen weiteren Modulen 4, die entlang dem Bauwerk verteilt sind sowie einem Kommunikationsmodul 5 verbunden. Ja nach Bauwerksgröße und Sicherheitsbedürfnis des Betreibers können mehrere Kommunikationsmodule eingebunden werden.
Im oberen Bereich des Tunnellichtraumprofils sind Ventilatoren 6 montiert, die zur normgerechten Lüftung von Tunnelbauwerken dienen.
Im Normalbetrieb erfasst das universelle Detektions-, Steuerund Regelmodul die Windrichtung und- geschwindigkeit 7 sowie die Daten über die aktuelle Luftzusammensetzung. Je nach Frequentierung des Tunnels durch Kraftfahrzeuge verändern sich die Werte. Beispielsweise CO2 und Co sind gute Indikatoren für die Qualität der Luft. Die Sensoren 8 werden im Normalbetrieb in der Betriebsart "Mittelwert" betrieben und deren Daten im Erfassungs-, Auswerte- und Steuermodul 9 verarbeitet. Durch die Kommunikation der universellen Detektions-, Steuer- und Regelmodule untereinander stehen entlang des gesamten Tunnels sehr genaue, mehrfach bestätigte Summeninformationen zur Verfügung.
Damit können direkt und auch abschnittsweise die Ventilatoren 6 angesteuert und bedarfsweise über Leistungsausgänge geregelt werden. Das kann z.B. in verkehrsschwachen Nutzungszeiten zum Drehen der Ventilatoren in last- und damit energiesparenden Leerlauf-Betrieb führen. In Auswertung zusätzlicher Zustandswerte 10 interpretieren die Module weitestgehend sicher Daten und erkennen, ob und inwieweit sich Personen und/oder Fahrzeuge in welchen Abschnitten befinden und/oder bewegen.
Treten im Betrieb der Einrichtung wiederholt Überschreitungen bestimmter eingestellter Schwellwerte physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften der Luft auf, so wird vom "Mittelwert" - Betrieb der Sensoren auf die "Direktwertbildung" umgeschaltet. Damit ist ein sehr schnelles, direktes und genau lokalisierbares Erfassen von Veränderungen entlang des Bauwerkes möglich.
Nach Fig. 2 ist unter Berücksichtigung der Erfassung und VerArbeitung von Windrichtung- und geschwindigkeit auch eine annähernde rechnerische Beurteilung und Darstellung z.B. eines Gefahrenherdes 11 (Brandherd) möglich. Die spezielle Auswahl der Sensoren ermöglicht eine schnelle und sichere Brandfrüherkennung. Auf der Grundlage vorliegender Messergebnisse stofflicher Anteile der sogenannten "Normbrände VdS" ist auch eine ungefähre stoffliche Eingruppierung der Brandmaterialien möglich. Dies ermöglicht u.a. eine zusätzliche genauere Information zur taktischen Einstimmung der Kräfte der Brandbekämpfung (z.B. überwiegend Feststoff- oder Flüssigkeitsbrände). Ähnlich ist auch, in Abhängigkeit von den eingesetzten Sensoren die Informationsbereitstellung bei Unfällen mit Gefahrstofftransporten- z.B. Ammoniak-Alarm. Neben der Steuerung der Ventilatoren innerhalb eines mit den Behörenden/Betreibern vorabgestimmtes Brandfall-/Gefahrenszenario (Abschaltung; Drehrichtungsumkehr oder Vollastbetrieb) und der Ansteuerung von anderen Brandschutzeinrichtungen (z.B. Brand- und Rauchschutzklappen besteht gleichfalls die Möglichkeit der punktuellen oder abschnittsweisen Ansteuerung von Löscheinrichtungen.
Entscheidet sich das System für einen "bestätigten Alarm" (Verifizierung mit den Daten anderer, benachbarter Module) so kann z.B. ein für Personen ungefährliches Löschsystem zum Einsatz gebracht werden.
Insbesondere Wassernebel(lösch)-anlagen im Nieder- und Mitteldruckbereich sind hier auf Grund der in Versuchen nachgewiesenen Auswaschung und Niederschlagung von Rußpartikeln und toxischen Bestandteilen aus der Luft geeignet.
Für den integrierten Einsatz solcher Systeme besteht die Möglichkeit der Befestigung von Löschrohren parallel zum Rohrsystem 2, wobei es ferner möglich ist, bei geringer Modifikation des universellen Detektions-, Steuerungs- und Regelmoduls die Luftansaugung und Löschung über das selbe Rohr einzusetzen.
Über das Kommunikationsmodul 5 werden im Normalberieb unzulässige Abweichungen von Sollwerten (z.B. defekte Kraftfahrzeuge) bzw. Störungen in der Anlagentechnik nach außen signalisiert. Im Gefahrenfall (Brand bzw. Freisetzung toxischer/ätzender Stoffe je nach Sensorbestückung) werden direkt und unmittelbar zuständige hilfeleistende Stellen informiert.
Gleichfalls enthält das universelle Detektions-, Steuerungsund Regelmodul eine Schnittstelle für Videotechnik 12. Die visuelle Verifizierung von Alarm- und Störmeldungen, auch über weite Entfernungen ist somit gleichfalls nicht ausgeschlossen.According to Fig. 1 is a universal detection, control and regulation module 1 in a weatherproof housing. In this opens a transversely or longitudinally to the driveway, actively or passively operated, known pipe system 2, get over which air samples in the universal detection, control and regulation module 1 and the installed therein physical and / or chemical sensors. Due to the flexibility of the system, external sensors can be attached instead of the pipe system, so that it is possible to integrate sensors or detectors that may be present on site into the system.
Via communication paths 3 is a module N2 with a module N1 and any number of other modules 4, which are distributed along the structure and a communication module 5 is connected. Depending on the size of the building and the operator's need for safety, several communication modules can be integrated.
In the upper part of the tunnel clearance profile fans 6 are installed, which serve for the standardized ventilation of tunnel structures.
In normal operation, the universal detection, control and regulation module records the wind direction and speed 7 as well as the data on the current air composition. Depending on the frequency of the tunnel by motor vehicles, the values change. For example, CO 2 and CO are good indicators of the quality of the air. The sensors 8 are operated in normal mode in the mode "average" and processed their data in the detection, evaluation and control module 9. By communicating the universal detection, control and regulation modules with one another, very precise, multiply confirmed sum information is available along the entire tunnel.
Thus, the fans 6 can be controlled directly and also in sections, and regulated as required via power outputs. This can, for example, lead to turning the fans in load-free and thus energy-saving idling operation in low-traffic periods of use. In evaluating additional state values 10, the modules interpret data as reliably as possible and recognize whether and to what extent persons and / or vehicles are and / or move in which sections.
If, during operation of the device, repeated exceedances of certain set threshold values of physical and / or chemical properties of the air occur, then the "average" operation of the sensors switches over to "direct value formation". Thus, a very fast, direct and accurately localized detection of changes along the structure is possible.
According to FIG. 2, taking into account the detection and processing of wind direction and speed, an approximate computational assessment and representation of, for example, a source of danger 11 (source of fire) is also possible. The special selection of sensors enables a quick and reliable early fire detection. On the basis of existing measurement results of material fractions of the so-called "standard fires VdS" also an approximate material classification of the fire materials is possible. This allows, inter alia, an additional more accurate information for the tactical attunement of the forces of fire fighting (eg predominantly solid or liquid fires). Similarly, depending on the sensors used, the provision of information in the case of accidents involving the transport of hazardous substances - eg ammonia alarm. In addition to the control of the fans within a pre-determined fire / danger scenario (shutdown, reversal of rotation or full load operation) and the activation of other fire protection devices (eg fire and smoke dampers), it is also possible to activate fire extinguishing systems selectively or in sections.
If the system decides for a "confirmed alarm" (verification with the data of other neighboring modules), for example, an extinguisher system that is harmless for persons can be used.
In particular, water mist (extinguishing) systems in the low and medium pressure range are suitable here because of the proven in experiments leaching and precipitation of soot particles and toxic components from the air.
For the integrated use of such systems, there is the possibility of attachment of extinguishing tubes parallel to the pipe system 2, wherein it is also possible to use the air intake and extinguishing over the same pipe with little modification of the universal detection, control and regulating module.
In normal operation, unacceptable deviations from setpoint values (eg defective motor vehicles) or faults in the system technology are signaled to the outside via the communication module 5. In the event of danger (fire or release of toxic / corrosive substances depending on the sensor assembly), directly and directly competent helpers will be informed.
Likewise, the universal detection, control and control module includes an interface for video technology 12. The visual verification of alarm and fault messages, even over long distances is thus not excluded.

Claims (8)

Verfahren zum Betrieb haustechnischer Anlagen unter Einbeziehung von Sicherheits- und Überwachungsfunktionen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ober- oder unterirdischen Bauwerk über Kommunikationswege (3) ein oder mehrere universelle Detektions-, Steuer- und Regelmodule (1) angebracht sind, welche zur Strömungsmessung und Luftentnahme mit einem längs oder quer im Gebäude eingebauten Rohrsystem (2) verbunden sind, wobei die Module entweder untereinander kommunizieren oder auch einzeln die durch geeignete Sensoren (8) erfassten Werte an ein oder mehrere zentrale Erfassungs- Auswerte- und Steuermodule (9) zur Erkennung der Luftqualität sowie physikalischen und/oder chemischen Brandkenngrößen weitergeben, so dass u.a. auch einzelne oder abschnittsweise Ventilatoren (6) oder andere Steuerelemente, die zum normgerechten Betrieb und Schutz von Personen und Bauwerken dienen, ansteuerbar sind.Method for operating building services systems including safety and monitoring functions, characterized in that one or more universal detection, control and regulating modules (1) are mounted in an above-ground or underground structure via communication paths (3), which for flow measurement and Air extraction with a longitudinally or transversely mounted in the building pipe system (2) are connected, the modules either communicate with each other or individually the detected by suitable sensors (8) values to one or more central detection evaluation and control modules (9) for detection the air quality and physical and / or chemical fire characteristics pass, so that, among other things, individual or sectional fans (6) or other controls that are used for the standard operation and protection of people and structures, can be controlled. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dem die notwendigen Sensoren in geeigneter Art und Weise in dem jeweils versorgungstechnisch auszurüstenden und gleichzeitig zu überwachenden Bauwerk auch dezentral entsprechend der Projektierungsrichtlinien anordenbar ist.A method according to claim 1, characterized in that the necessary sensors in a suitable manner in the supply technology to be equipped and at the same time to be monitored structure also decentralized according to the planning guidelines can be arranged. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass beim dezentralen Betrieb durchgehend modular aufgebauter universeller Detektions-, Steuer- und Regelmodule, die vollkommen identisch aufgebaut sind, gleichberechtigt zusammenwirken und aus den Vernetzungsstrukturen heraus gemeinsame Entscheidungen ableiten, wobei die Kommunikation der unviversellen Detektions-, Steuer- und Regelmodule untereinander über interne Kommunikationswege (3) läuft, Sensordaten (9;11) miteinander verglichen, betätigt und selbstständige Entscheidungen in Form von Anzeigen, Alarmierungen, Auslösen und Realisierung von Steuer- und Regelungsvorgängen jeglicher Art, getroffen werden.A method according to claim 1, characterized in that in the decentralized operation of continuously modular universal detection, control and regulation modules that are constructed completely identical, co-operate equally and derived from the networking structures common decisions, the communication of the unviversellen detection, control and control modules with each other via internal communication paths (3) is running, sensor data (9; 11) compared, operated and independent decisions in the form of displays, alarms, triggers and realization of control processes of any kind, made. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass im Störungsfall eines universellen Detektions-, Steuer- und Regelmoduls (1) auch die weiteren Module (4), die Steuerungs-, Regelungs- und ÜberwachungsFunktionen des ausgefallenen Moduls bzw. des dazu gehörigen Bereiches in Redunanz übernehmen und über das/die Kommunikationsmodule (5) den Ausfall von Detektions-, Steuer- und Regelmodulen (1) an außerhalb des Bauwerkes befindlichen Dritte (Störungs- bzw. Wachdienst) meldet.Method according to the preceding claims, characterized in that in case of failure of a universal detection, control and regulating module (1) and the other modules (4), the control, regulation and monitoring functions of the failed module or the associated area in redun- ase take over and the communication modules (5) reports the failure of detection, control and control modules (1) located outside of the building third party (troubleshooting or security). Verfahren nach vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass zur visuellen Verfizierung von Ereignissen in Form von Sollwertabweichungen, Alarmen und Störungen, die Schnittstelle (12) Videotechnik einschließlich Videofernkommunikation einbindbar ist.Method according to the preceding claims, characterized in that the visual verification of events in the form of setpoint deviations, alarms and faults, the interface (12) video technology including video remote communication is einbindbar. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass sich das gesamte universelle Detektions-, Steuer- und Regelmodul (1) in einem Schutzgrad entsprechenden Gehäuse befindet, welches mit einem passiven oder aktiven Rohrsystem (2) und/oder extern angeordneten Sensoren (8) verbunden ist und somit das gesamte Erfassungs-Auswerte- und Steuermodul (9) aufnimmt.Device for carrying out the method, characterized in that the entire universal detection, control and regulation module (1) is in a degree of protection corresponding housing, which with a passive or active pipe system (2) and / or externally arranged sensors (8). is connected and thus receives the entire detection evaluation and control module (9). Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass gleichfalls bereits bauseitig vorhandene Sensor- und/oder Siganalkontakte (offene Schnittstellen) mit einbindbar sind. Device according to claim 6, characterized in that also already existing on-site sensor and / or Siganalkontakte (open interfaces) are einbindbar. Einrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung in Abhängigkeit von der Bauwerksgröße, Beschaffenheit und Nutzung autark, d.h., im Stand-alone-Betrieb oder vernetztem Betrieb der Module (4;5) einsetzbar ist, wobei je nach Anwendungsfall lediglich die notwendigen Ausbaustufen und Sensoren installiert sind.Device according to claim 6, characterized in that the device depending on the size of the building, nature and use independently, ie, in stand-alone operation or networked operation of the modules (4; 5) can be used, depending on the application, only the necessary expansion stages and sensors are installed.
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