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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Stützenkühlung von Stahlstützen eines Gebäudetraggestells, wobei die Stahlstützen hohl ausgebildet, mit Flüssigkeit gefüllt und über Rohrleitungen mit einem ebenfalls mindestens teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Ausdehnungsgefäss verbunden sind.
Es ist aus der USA-Patentschrift Nr. 3, 104, 060 eine Zellendecke für den Brandschutz von Gebäuden bekanntgeworden, wobei die einzelnen Zellen mit Wasser gefüllt sind und wobei Querrohre zur Ausbildung eines geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes vorgesehen sind, die mit den Zellen verbunden sind. Die Zellen sind an zahlreichen Stellen mit Sprühdüsen ausgestattet. Im Falle eines Brandes tritt das in den Zellen enthaltene Wasser durch die Sprühdüsen aus, um das in dem betreffenden Raum vorhandene Feuer zu löschen.
Es sind bereits Anlagen zur Stützenkühlung der vorerwähaten Art vorgeschlagen worden, wobei die hohl ausgebildeten Stahlstützen an den Aussenfronten eines in Stahlskelettbauweise errichteten Gebäudes mit Wasser gefüllt und an ihren oberen Ende mittels Rohren mit einem Ausdehnungsgefäss verbunden sind. Die Stützenkühlung hat im wesentlichen den Zweck, bei Bränden, die in dem Gebäude entstehen können, die betreffenden Stützen, die von dem Brand in Mitleidenschaft gezogen werden, mindestens so lange zu kühlen, bis die Feuerwehr eintrifft, bzw. Massnahmen zur Löschung des Brandes und sonstige Rettungsmassnahmen getroffen sind. Die Flüssigkeits- vorzugsweise Wasserfüllung der Stützen bewirkt zwar durch Wärmeaufnahme eine gewisse Kühlung,
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Anlageten Rohrleitungen an das Ausdehnungsgefäss angeschlossen sind.
Es kann sich infolgedessen innerhalb des Stützen- und Rohrleitungssystems kein ordnungsgemässer Wasserkreislauf entwickeln, was wieder zur Folge hat, dass bei stellenweiser Brandbeaufschlagung der Stützen an diesen Stellen infolge starker Erhitzung Wasserdampf entstehen kann, der mangels eines Wasserkreislaufes nur langsam in Richtung nach dem Ausdehnungsgefäss abwandern kann, so dass der Wasserdampf eher eine isolierende, als eine kühlende Wirkung mit sich bringt.
Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausgegangen, dass ein Gebäudebrand, der die Stahlstützen eines
Gebäudetraggestells in Mitleidenschaft ziehen kann, in der Praxis niemals gleichzeitig an zwei einander gegen- überliegendenseiten eines Gebäudes mit gleicher Stärke entsteht, dass vielmehr ein Brandherd, der die Stützen überhaupt beeinflussen kann, entweder nach der einen oder andern Gebäudeseite zu gelagert ist.
Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Stützenkühlung von Stahlstützen eines Gebäudetraggestells zu schaffen, welche eine sehr wirkungsvolle Kühlung unter Vermei- dung der vorgenannten Nachteile gewährleistet.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die an den einander gegenüberliegenden
Seiten des Gebäudes befindlichen Stahlstützen an ihrem oberen und unteren Ende paarweise unmittelbar mittels
Querrohren miteinander zu je einem in sich geschlossenen Flüssigkeitskreislauf verbunden sind, dass die oberen und unteren Querrohre je in ihrem mittleren Bereich durch ein längsverlaufendes Rohr miteinander verbunden sind, und dass das Ausdehnungsgefäss sowohl an das obere, als auch an das untere längsverlaufende Rohr mittels Rohrleitungen im Nebenschluss angeschlossen ist. Auf diese Weise wird nicht nur ein Schutz gegen Brandbeeinflussung geschaffen, sondern es ergibt sich auch noch ein weiterer wesentlicher Vorteil.
Es ist nämlich bekannt, dass die Aussenfronten eines Gebäudes durch Witterungseinflüsse unterschiedliche Temperaturen aufweisen, insbesondere ist dies im Sommer durch Sonneneinstrahlung der Fall ; in der Regel steht nur eine Gebäudefront unter direkter Sonneneinstrahlung, während die andere gegenüberliegende Gebäudefront sich im Schatten befindet. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Anlage wird erreicht, dass auch in solchen Fällen sich ein intensiver Flüssigkeitskreislauf zwischen den paarweise miteinander verbundenen Stahlstützen ausbildet und somit eine Vergleichmässigung insbesondere in bezug auf die Ausdehnungen der Stützen durch unterschiedliche Wärmebeanspruchung eintritt.
Eine vorteilhafteAusgestaltung der Erfindungwird dadurch geschaffen, dass die Stahlstützen am Stützenkopf und Stützenfuss mit je einemFlanschenstutzen zum Anschluss der Rohre versehen sind, und dass die Rohrleitungen entsprechend dem maximal eintretenden Wärmeanfall je Brandabschnitt des Gebäudetraggestells bemessen sind.
In aller Regel besitzen die Stahlskeletthochbauten im Prinzip einen rechteckigen Grundriss, also mit zwei langen einander gegenüberliegenden Längsfronten und zwei kurzen Querfronten des Gebäudes. Für diesen Fall ist es von Vorteil, dass die Stahlstützen der beiden einander gegenüberliegenden Längsfronten d es Gebäudes miteinander paarweise verbunden sind.
Die Sicherheit der Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anlage kann dadurch wesentlich verbessert werden, dass das Ausdehnungsgefäss an eine Verteilerleitung unter Zwischenschaltung eines Ventils angeschlossen ist, und dass dieses Ventil von einem Schwimmer gesteuert ist.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass das vom Schwimmer gesteuerte Ventil mit einer wasserlosen Prüfeinrichtung versehen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung in diesem Zusammenhang ergibt sich dadurch, dass ein weiteres Absperrventil und ein Be- und Entlüfter vorgesehen sind.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird dadurch erreicht, dass an das Ausdehnungsgefäss eine weitere Verbindungsleitung mit einem Hydranten angeschlossen ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Flüssigkeitsfüllung, insbesondere Wasserfüllung, der gesamten Anlage bei erstmaliger Inbetriebnahme mittels des Hydranten vorzunehmen ; es ist aber auch weiterhin möglich, im Falle eines Brandes und bei Wasserverlust seitens der
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Feuerwehr über den Motorwagen Wasser unter hohem Druck durch Anschluss an den Hydranten in das Ausdeh- nungsgefäss zu pumpen und damit den eventuell eintretenden Wasserverlust sehr schnell und einfach zu beseiti- gen.
Von Vorteil ist ferner, dass das Ausdehnungsgefäss mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Füllstandes ausgerüstet ist, welche drei in der Höhe einstellbare Kontakte für Überlaufalarm, Normalbetrieb und Alarm bei zu geringem Wasserstand aufweist.. Auf diese Weise kann eine selbsttätig arbeitende Überwachung durchgeführt werden, wobei die Einstellung entsprechend den Gegebenenheiten, z. B. entsprechend der Höhe des Gebäudes und der Anzahl der Stützen usw., erfolgen kann.
Eine weitere Sicherheitseinrichtung wird dadurch geschaffen, dass an mindestens einem der unteren Quer- rohre ein Kontaktmanometer mit zwei Kontakten angeordnet ist.
Schliesslich ist es noch von Vorteil, dass der Schwimmer von einer Beruhigungsröhre umgeben ist. Auf diese
Weise wird erreicht, dass der Schwimmer und damit das Schwimmerventil nicht jede Bewegung des Wasserspie- gels mitmachen muss.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Schema dargestellt, u. zw. zeigen Fig.1 einen Querschnitt durch eine Anlage in Prinzipdarstellung, Fig. 2 einen Grundriss eines Gebäudes mit Darstellung der Stützenanordnung und Führung der Verbindungsrohre und Fig. 3 eine Draufsicht auf den oberen Teil der An- lage im Bereich der Dachkonstruktion mit zweiAusdehnungsgefässen und mit einer Aufteilung der Anlage in zwei
Einzelanlagen bei einem Gebäude gemäss Fig. 2.
Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das Gebäude gemäss Fig. 2 einen länglich rechteckigen Grundriss aufweist. An den beiden einander gegenüberliegenden Längs- fronten-14, 15- des Gebäudes befinden sich Stahlstützen -1. 2-, welche hohl ausgebildet und mit Flüssig- keit gefüllt sind. Als Flüssigkeitsfüllung der Stahlstützen und der gesamten nachfolgend beschriebenen Anlage kommt vorzugsweise Wasser in Betracht, welches jedoch mit einem Frostschutzmittel und einem Korrosionsschutzmittel versehen ist.
Die Stahlstützen-1, 2-gemäss Fig. l sind allseitig verschlossen, sie weisen nur an dem Stützenkopf-la, 2a-und an dem Stützenfüss-la, 2b-je einen Flanschenstutzen --10,11,12,13-- zum Anschluss von Rohren-3, 4- auf. Mit Hilfe dieser Rohre sind die Stahlstützen-l, 2-an den einander gegen- überliegenden Seiten des Gebäudes paarweise unmittelbar miteinander verbunden, so dass je Stahlstützenpaar mittels dieser Querrohre --3,4-- ein geschlossener Flüssigkeistskreislauf entsteht. Dabei sind diese Rohre-3, 4bzw. Rohrleitungen, einschliesslich derFlanschenstutzen-10 bis 13-, so bemessen, dass sie dem maximal eintretenden Wärmeanfall je Brandabschnitt des Gebäudetraggestells entsprechen.
Für die Berechnung der Rohre - 3, 4-wird im Normalfalle von folgenden technischen Daten ausgegangen :
1. Feuerangriffsfläche je Stütze 2/3 von 2. 16 mi = l, 45 n Stützenfläche je Geschoss ;
2. maximale Wärmebelastung 10 000 kal/m2/h;
3. spezifisches Gewicht der Flüssigkeitsfüllung = 1, 4 (40 K COg) ;
4. ungünstigste Temperaturdifferenz im Brandfalle 110 - 600C = 500C.
Dadurch, dass die einander gegenüberliegenden Stahlstützen --1,2-- paarweise durch die Rohre welche Kurzschlussleitungen darstellen, verbunden sind, ergibt sich der Vorteil, dass im Brandfalle die nichtbrandbeaufschlagte Stahlstütze als Kühler mitherangezogen wird. Dadurch wird ein höherer Umtriebsdruck und somit eine bessere Kühlung der befeuerten Stütze erreicht.
Die Rohre-3, 4- je Stahlstützenpaar werden, wie Insbesondere Fig. 2 und 3 zeigen, in ihrem mittleren Bereich durch je ein längsverlaufendes Rohr-5, 6- miteinander verbunden. Die Rohre-3 und 5-werden vorteilhafterweise imDachgeschoss in den Zwischenräumen des Kaltdaches verlegt. Die Rohre sind mit einer feuerbeständigen Isolierung und Ummantelung versehen, so dass diese einer Brandbelastung standhalten. Die Rohre - 4 und 6-werden vorteilhafterweise im Keller des Gebäudes verlegt und, ebenso wie die oberen Rohre, mit einer feuerbeständigen Isolierung ummantelt.
ImBereich desDachgeschosses des Gebäudes ist ein Ausdehnungsgefäss --7-- angeordnet, welches ebenfalls mindestens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist. Dieses Ausdehnungsgefäss --7-- ist mittels eines Rohres-8dem oberen Rohrleitungsnetz-3, 5-, u. zw. vorteilhafterweise an das längsverlaufende Rohr-5-, angeschlossen. Ferner ist das Ausdehnungsgefäss mittels eines Rohres-9-an das untere Rohrleitungsnetz-4, 6-, vorzugsweise an das längsverlaufende Rohr-6-, angeschlossen. Auf diese Weise liegt das Ausdehnungsgefäss im Nebenschluss zu dem vorerläuterten Rohrleitungssystem.
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einem verplombten Rad und ein Belüfter und Entlüfter --20-- in der aus Fig. l ersichtlichen Weise eingesetzt.
Das Ausdehnungsgefäss-7-ist über eine weitere Verbindungsleitung -21- mit einem Hydranten-22-ver- bunden. Diese Verbindungsleitung hat, wie oben bereits erläutert wurde, im wesentlichen den Zweck, dass bei Ausfallen desStandwassemetzes im Brandfalle die Feuerwehr den Motorwagen an den Hydranten anschliessen und
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Wasser mit hohem Druck in das Ausdehnungsgefäss pumpen kann. Dabei wird dieAnlage selbst drucklos gehalten, zu welchemZweck dasAusdehnungsgefäss-7-mit einem gross dimensionierten Überlaufrohr --29-- ausgestat- tet ist, welches mit einem Auslaufbogen auf dem Gebäudedach mündet.
Die Verbindungsleitung --J21- kann auch, wie oben bereits erwähnt, zur Erstbefüllung der Anlage, wie auch zum Neubefüllen nach einem Brand- 5fall, herangezogen werden.
Das Ausdehnungsgefäss -7- ist ferner mit einer Vorrichtung --J26- zur Überwachung des Füllstandes aus- gerüste, welche drei in der Höhe einstellbare Kontakte aufweist. Der obere Kontakt-23-dient dem Über- laufalarm, der Kontakt-24-zeigt Normalbetrieb an, während der untere Kontakt-25-für Alarm bei zu geringem Wasserstand sorgt. Diese Vorrichtung zur Überwachung besitzt vorteilhafterweise eine aussen angebrachte Sichtröhre, und die Kontakte sind als auf diese Sichtrohre aufgesetzte und verstellbare Reiterkontakte ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist der Schwimmer -18- von einer Beruhigungsröhre-28-umgeben, die am unteren, gegebenenfalls auch am oberen Ende Siebe oder Lochblende-28a, 28b-aufweisen kann. Die Beruhigungsröhre dient dazu, dass das von dem Schwimmer gesteuerte Schwimmerventil-17-nicht jede geringe Bewegung des
Wasserspiegels mitmachen muss, wohl aber wird beim Absinken des Wasserstandes im Ausdehnungsgefäss Was- ser durch die Verteilerleitung-16-nachgespeist.
Die erfindungsgemässeAnlage ist femer an verschiedenen Punkten mitEntleerungs- Kontrollhähnen aus- gestattet ; so ist es vorteilhaft, mindestens an einem der unteren Querrohre -4- ein Kontaktmanometer --J27- mit zwei Kontakten vorzusehen. Über diese Kontrollorgane kann auch gleichzeitig eine Wasserkontrolle über die chemische Zusammensetzung des Frostschutzmittels und des Korrosionsschutzmittels erfolgen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, insgesamt etwa bis sechszehn oder auch bis zwanzig Stahlstützen zu einer
Anlage mit einem Ausdehnungsgefäss zusammenzufassen. Wenn das Gebäude, wie z. B. gemäss den Fig. 2 und
3, eine grössere Anzahl von Stahlstützen aufweist, z. B. je fünfzehn Stahlstützen entlang einer Gebäudeaussen - front, so empfiehlt es sich, zwei Anlagen mit zwei Ausdehnungsgefässen -7a, 7b- (Fig. 3) mit entsprechendem
Anschluss an die beiden Rohrleitungssysteme vorzusehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anlage zur Stützenkühlung vonStablstützen eines Gebäudetraggestells, wobei die Stahlstützen hohl aus- gebildet, mit Flüssigkeit gefüllt und über Rohrleitungen mit einem ebenfalls mindestens teilweise mit Flüssig- keit gefüllten Ausdehnungsgefäss verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die an den einander gegenüberliegenden Seiten des Gebäudes befindlichen Stahlstützen (1, 2) an ihrem oberen und unteren Ende paar- weise unmittelbar mittels Querrohren (3, 4) miteinander zu je einem in sich geschlossenen Flüssigkeitskreislauf verbunden sind, dass die oberen und unteren Querrohre je in ihrem mittleren Bereich durch ein längsverlaufen- des Rohr (5,6) miteinander verbunden sind, und dass das Ausdehnungsgefäss (7) sowohl an das obere, als auch an das untere längsverlaufende Rohr (5, 6) mittels Rohrleitungen (8,9)
im Nebenschluss angeschlossen ist.