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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Brandbekämpfung in einem Tunnel, insbeson- dere einem Strassentunnel, mit entlang einer Tunneldecke verlaufenden, in Längsabschnitte unter- teilten, an Düsen zur Bildung eines Sprühnebels angeschlossenen oder solche Düsen aufnehmen- den Düsenleitungen, die über je ein Ventil abschnittsweise an eine Druckleitung für eine Löschflüs- sigkeit angeschlossen sind, und mit einer an eine Einrichtung zur örtlichen Erfassung von Brand- herden angeschlossenen Steuereinrichtung für die Ventile zwischen Druckleitung und Düsenlei- tung.
Zur Brandbekämpfung in einem Strassentunnel ist es bekannt (EP 1103284 A2), entlang der Tunneldecke Düsenleitungen mit Düsen zur Bildung eines Sprühnebels zu verlegen und diese abschnittsweise an eine Druckleitung für Löschwasser anzuschliessen, so dass die in Längsab- schnitte unterteilten Düsenleitungen im Brandfall über Ventile abschnittsweise von der Druckleitung her mit Löschwasser beaufschlagt werden können. Zu diesem Zweck ist eine einen Brandherd im Tunnel örtlich erfassende Einrichtung vorgesehen, die eine Steuereinrichtung zum Betätigen der Ventile zwischen Druckleitung und Düsenleitung beaufschlagt. Dabei werden im Brandfall nicht nur der Längsabschnitt der Düsenleitungen im unmittelbaren Brandherdbereich, sondern auch die vor- und nachgeordneten Längsabschnitte der Düsenleitung mit Löschwasser versorgt.
Der über die Düsen im beaufschlagten Bereich erzeugte Wassernebel erlaubt eine wirksame Brandbekämpfung unter einer gleichzeitigen Kühlung der Umgebung des Brandherdes bei einem vergleichsweise geringen Wasserverbrauch. Nachteilig ist allerdings, dass die gegen den Tunnelboden gerichteten Düsen aufgrund der für die Brandbekämpfung notwendigen Durchschlagskraft nur für eine ausrei- chende Nebeldichte und -verteilung im Bodenbereich des Tunnels mit der Folge sorgen können, dass aufsteigende heisse Rauchgase eine erhebliche Wärmebelastung der Tunneldecke mit sich bringen, was zu einer Überlastung der Tunneldecke zumindest in örtlichen Bereichen mit der Gefahr eines Deckeneinsturzes führen kann.
Zur Bekämpfung von brennenden Fahrzeugen in einem Strassentunnel wurde ausserdem be- reits vorgeschlagen (GB 2 354 943 A), im Bereich der Seitenwände des Tunnels in einer Höhe zwischen 3,2 und 4 m Sprühköpfe anzuordnen, die gegen einen Tunnelbereich gerichtet sind, in dem sich die Fahrzeuge bewegen, um ein brennendes Fahrzeug unmittelbar bekämpfen zu kön- nen. Die Achsen der Sprühköpfe sind daher um einen Winkel von 40 bis 70 gegenüber einer Vertikalebene gegen die Tunnelmitte hin geneigt und weisen einen Sprühwinkel von 45 bis 120 auf. Obwohl aufgrund der Saugwirkung der Sprühköpfe im Wandbereich aufsteigende Rauchgase zum Teil von den Sprühköpfen abgesaugt und gekühlt wieder gegen den Brandherd gefördert werden, bleibt die Wärmebelastung der Tunneldecke erheblich.
Um vorteilhafte Sprühbedingungen zu erreichen, ist es schliesslich bekannt {WO 98/04322 A1 ), Sprühköpfe mit mehreren symmetrisch zu einer Sprühkopfachse angeordneten Düsen vorzusehen, über die ein gemeinsamer Sprühkegel erzeugt wird, damit eine möglichst grosse Fläche mit einem vergleichsweise geringen Aufwand besprüht werden kann. Für die auftretende Wärmebelastung einer Tunneldecke im Falle eines Brandes bieten diese Sprühköpfe jedoch keine Lösung.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Brandbekämpfung in einem Tunnel, insbesondere einem Strassentunnel, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine Wärmeüberlastung der Tunneldecke durch heisse Rauchgase während eines Brandes ausge- schlossen werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass neben gegen einen Bodenbereich des Tunnels gerichteten Hauptdüsen Nebendüsen mit einem geringeren Düsendurchmesser als die Hauptdüsen zum Erzeugen eines Sprühnebels in einem oberen Tunnelbereich ausserhalb des Sprühbereiches der Hauptdüsen vorgesehen sind.
Durch das Vorsehen zusätzlicher Nebendüsen zur Erzeugung eines Sprühnebels in einem oberen Tunnelbereich kann im durch die aufsteigenden, heissen Rauchgase besonders gefährde- ten Deckenbereich des Tunnels eine wirksame Rauchgaskühlung durch einen entsprechenden Sprühnebel sichergestellt werden, wodurch eine Wärmeüberlastung der Tunneldecke ausge- schlossen werden kann. Um einen solchen Sprühnebel im oberen Tunnelbereich zu erreichen, muss die Durchschlagskraft der Nebendüsen im Vergleich zu den Hauptdüsen beschränkt werden, was durch eine entsprechende Verringerung des Düsendurchmessers einfach erreicht wird.
Ausser- dem müssen sich die Sprühkegel der Nebendüsen im wesentlichen unbeeinflusst von den Sprühbe- reichen der Hauptdüsen ausbilden können, um die Bildung von im wesentlichen nebelfreien
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Strömungskanälen für die Rauchgase zu vermeiden. Schliesslich bedingen die kleineren Düsen- durchmesser der Nebendüsen feinere Fiüssigkeitströpfchen, so dass sich eine grosse Oberfläche der versprühten Löschflüssigkeit ergibt, wodurch eine rasche Kühlung zufolge des Entzuges der Verdampfungswärme aus den heissen Rauchgasen genützt wird. Die grösseren Flüssigkeitströpf- chen der durch die Hauptdüsen versprühten Löschflüssigkeit bedingen die für die Bekämpfung des Brandherdes im Bodenbereich erforderliche Durchschlagskraft des durch die Hauptdüsen erzeug- ten Sprühnebels.
Um weitgehend voneinander unabhängige Sprühbereiche der Haupt- und Nebendüsen zu er- reichen, können die Sprühachsen der Nebendüsen mit den Sprühachsen der benachbarten Haupt- düsen einen Winkel von wenigstens 45 , vorzugsweise von 50 bis 70 , einschliessen. Diese Winkel- versetzung der Sprühachsen zwischen Haupt- und Nebendüsen erlaubt eine Zusammenfassung der Haupt- und Nebendüsen in gemeinsame Sprühköpfe, ohne die bei bekannten Sprühköpfen mit Haupt- und Nebendüsen angestrebte Vereinigung der Sprühbereiche zu einem gemeinsamen durchschlagskräftigeren Sprühkegel befürchten zu müssen.
Da ein unmittelbares Besprühen der Tunneldecke mit Löschflüssigkeit den Löschflüssigkeitsverbrauch erhöht, ohne die Rauchgasküh- lung zu unterstützen, ist in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Sprühkegel der Nebendüsen deren Sprühachse so auszurichten, dass die Tunneldecke im wesentlichen nicht unmittelbar mit Löschflüssigkeit besprüht wird. Dies bedingt eine Begrenzung der Winkelversetzung der Neben- düsen gegenüber den Hauptdüsen auf vorzugsweise 70 .
Wird das Durchmesserverhältnis von Nebendüsen und Hauptdüsen zwischen 0,2 und 0,6 ge- wählt, so wird im allgemeinen den jeweiligen Anforderungen hinsichtlich der Tröpfchengrösse und davon abhängig der Durchschlagskraft vorteilhaft entsprochen. Die geringeren Düsendurchmesser der Nebendüsen bedingen allerdings wegen des gleichbleibenden Beaufschlagungsdruckes der Düsenleitungen einen entsprechend geringeren Flüssigkeitsdurchsatz durch die Nebendüsen, so dass zur ausreichenden Versorgung des oberen Tunnelbereiches mit versprühter Löschflüssigkeit die Anzahl der Nebendüsen gegenüber den Hauptdüsen zu vergrössern ist. Je nach den örtlichen Verhältnissen kann die Anzahl der Nebendüsen die der Hauptdüsen wenigstens um das Doppelte, vorzugsweise um das Drei- bis Fünffache übersteigen.
Wie bereits ausgeführt wurde, können Haupt- und Nebendüsen zu Düsenköpfen zusammenge- fasst werden, was das Versetzen der Düsen erheblich erleichtert. Besonders einfache Konstrukti- onsverhältnisse werden in diesem Zusammenhang sichergestellt, wenn jeweils eine Hauptdüse mit zugeordneten Nebendüsen in einem zur Düsenleitung koaxialen Rohrstück vorgesehen werden, das eine radiale Hauptbohrung zur Aufnahme der Hauptdüse und dazu axial und in Umfangsrich- tung versetzt Nebenbohrungen für die Nebendüsen aufweist.
Diese Rohrstücke brauchen lediglich an weiterführende Abschnitte der Düsenleitungen angeschlossen zu werden, um bei einer entspre- chenden Ausrichtung der Hauptbohrung für eine vorteilhafte Zerstäubung der Löschflüssigkeit einerseits in gegen den Boden gerichteten Sprühbereichen und anderseits in Sprühbereichen zu sorgen, die eine Nebelbildung in einem oberen Tunnelbereich gewährleisten.
Das Rohrstück kann für diesen Zweck vorteilhaft in seiner Längsmitte die Hauptbohrung und mit axialem Abstand vor und hinter der Hauptbohrung je zwei Nebenbohrungen aufweisen, die symmetrisch zu einer Axial- ebene durch die Hauptbohrung unter einem Winkelversatz von 45 bis 70 angeordnet sind, so dass solche in regelmässigen Abständen in die Düsenleitungen eingebundene Rohrstücke mit den Dü- senbohrungen für eine im Bereich der mit Löschflüssigkeit beaufschlagten Düsenleitungen durch- gehende Sprühnebelausbildung im Tunnel sorgen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Anlage zur Brandbekämpfung in einem Tunnel in einem sche- matischen Blockschaltbild,
Fig. 2 die Anordnung von Haupt- und Nebendüsen einer erfindungsgemässen Anlage in einem im Querschnitt dargestellten Strassentunnel,
Fig. 3 einen Düsenkopf für Haupt- und Nebendüsen nach der Erfindung in einer Seitenansicht in einem grösseren Massstab,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 und
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 3.
Wie dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 entnommen werden kann, sind entlang eines Strassentunnels 1 im Bereich der Tunneldecke 2 in Längsabschnitte 3 unterteilte Düsenleitungen 4
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vorgesehen, in die Hauptdüsen 5 und Nebendüsen 6 eingebunden sind. Die Längsabschnitte 3 der Düsenleitungen 4 sind über je ein Ventil 7 an eine Druckleitung 8 für eine Löschflüssigkeit, im allgemeinen Löschwasser, angeschlossen. Die Druckleitung 8 wird vorzugsweise von beiden Seiten her mit Druck beaufschlagt, um über die Tunnellänge einen ausreichenden Mindestdruck für die Löschflüssigkeit sicherzustellen. Die Stelltriebe 9 der Ventile 7 werden über eine Steuereinrich- tung 10 angesteuert, die von einer Einrichtung 11zur örtlichen Erfassung allfälliger Brandherde im Strassentunnel 1 beaufschlagt wird.
Wird über die Einrichtung 11ein Brandherd in einem Tunnelab- schnitt gemeldet, so wird über die Steuereinrichtung 10 das Ventil 7 für den dem Tunnelabschnitt mit dem Brandherd zugehörigen Längsabschnitt 3 der Düsenleitung 4 geöffnet. Um einen ausrei- chenden Löschbereich in Tunnellängsrichtung beidseits des Brandherdes sicherzustellen, werden zusätzlich die benachbarten Längsabschnitte 3 der Düsenleitung 4 über die zugeordneten Ventile 7 an die Druckleitung 8 angeschlossen, so dass über den Bereich von drei Längsabschnitten Lösch- flüssigkeit zu einem den Strassentunnel in diesem Bereich ausfüllenden Nebel zerstäubt wird.
Zum Unterschied von herkömmlichen Anlagen zur Brandbekämpfung in einem Tunnel mit Hilfe von Sprühnebeln sind nicht nur gegen den Tunnelboden 12 gerichtete Hauptdüsen 5 vorgesehen, sondern diesen Hauptdüsen 5 Nebendüsen 6 zugeordnet, die einen geringeren Düsendurchmes- ser als die Hauptdüsen 5 aufweisen und ausserhalb des Sprühbereiches der Hauptdüsen 5 einen Sprühnebel in einem oberen Tunnelbereich erzeugen, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist. Die drei im Bereich der Tunneldecke 2 verlegten, jeweils gemäss Fig. 1 in Längsabschnitte unterteilten Düsenleitungen 4 sind je mit Haupt- und Nebendüsen 5, 6 versehen, von denen die Sprühachsen 13 und 14 eingezeichnet sind, die den Winkelversatz zwischen Haupt- und Nebendüsen 5,6 in einer Querschnittsebene deutlich erkennen lassen.
Diese Winkelversetzung zwischen Haupt- und Nebendüsen 5,6 wird nach den Fig. 3 und 4 durch Düsenköpfe in Form von Rohrstücken 15 sichergestellt, die koaxial in die Längsabschnitte 3 der Düsenleitungen 4 in regelmässigen axialen Abständen eingeschaltet sind und in der Längsmitte eine Hauptbohrung 16 zur Aufnahme einer Hauptdüse 5 und mit axialem Abstand vor und hinter der Hauptbohrung 16 je zwei Nebenbohrun- gen 17 für die Nebendüsen 6 aufweisen. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 werden die Haupt- und Nebendüsen 5,6 durch Schraubeinsätze in den Haupt- und Nebenbohrungen 16,17 gebildet. Der Düsendurchmesser der Hauptdüsen 5 kann beispielsweise 1,25 mm, der der Neben- düsen 6 0,5 mm betragen, was einem Durchmesserverhältnis zwischen Neben- und Hauptdüsen von 0,4 entspricht.
Um durch die Nebendüsen 6 einen ausreichenden Durchsatz an Löschflüssig- keit sicherzustellen, wird eine entsprechend grosse Anzahl an Nebendüsen 6 vorgesehen. Damit sich die Sprühkegel der Haupt- und Nebendüsen 5,6 nicht wesentlich beeinflussen, beträgt der Winkelversatz zwischen den Haupt- und Nebendüsen zwischen 45 und 70 . Im Ausführungsbei- spiel nach den Fig. 3 bis 5 beträgt der Winkel zwischen den symmetrisch zu einer Axialebene durch die Hauptdüse angeordneten Nebendüsen 5 135 , was einer Winkelversetzung zur Haupt- düse von 67 1/2 entspricht. Zur einfachen Ausrichtung der Hauptdüsen 5 gegenüber dem mit Sprühnebel zu beaufschlagenden Bodenbereich des Tunnels 1 ist das Rohrstück 15 mit achsparal- lelen Abflachungen 18 versehen, die parallel zur Hauptbohrung 16 verlaufen und Angriffsflächen für einen Gabelschlüssel bilden.
Werden die Düsenleitungen 4 mit Löschflüssigkeit beaufschlagt, so ergibt sich aufgrund der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Düsenköpfe in den Längsabschnitten 3 der Düsenleitungen ein Sprühbild, wie es für die mittlere der drei Düsenleitungen 4 in der Fig. 2 angedeutet ist. Die Haupt- düsen 5 haben aufgrund ihres grösseren Düsendurchmessers und der dadurch bedingten Tröpf- chengrösse der zerstäubten Löschflüssigkeit eine vergleichsweise hohe Durchschlagskraft, die auch bei grösseren axialen Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb des Tunnels 1 eine wirksame Bekämpfung eines bodennahen Brandherdes erlaubt. Unbeeinflusst vom Sprühbereich 19 der Hauptdüsen 5 bilden sich im Bereich der Nebendüsen 6 Sprühbereiche 20 aus, die einen oberen Tunnelbereich mit Sprühnebel versorgen.
Der geringere Düsendurchmesser der Nebendüsen 6 bedingt nicht nur kleinere Flüssigkeitströpfchen, sondern begrenzt auch die Sprühweite, so dass der obere Bereich des Tunnels im Anschluss an die Tunneldecke 2 wirksam vor Überbelastungen durch heisse Rauchgase geschützt werden kann, die durch den Sprühnebel der Nebendüsen 6 entspre- chend abgekühlt werden, indem den heissen Rauchgasen die für die Verdampfung der Löschflüs- sigkeit notwendige Verdampfungswärme entzogen wird.
Da die Düsenköpfe in regelmässigen Abständen in Tunnellängsrichtung hintereinander in die
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Düsenleitungen 4 eingebunden sind, ergibt sich eine lückenlose Brandbekämpfung entlang der mit Löschflüssigkeit beaufschlagten Längsabschnitte 4 der Düsenieitungen 4. Um der Gefahr von sich in Tunnellängsrichtung ausbildenden Strömungskanälen in Bereichen geringerer Sprühnebeldich- ten aufgrund einer gleichmässigen Ausrichtung aller hintereinander angeordneter Düsenköpfe vorzubeugen, können die Ausrichtungen der in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Düsenköpfe gegeneinander versetzt werden, wie dies in der Fig. 2 durch die strichpunktiert angedeuteten Sprühachsen 21 versetzter Hauptdüsen 5 angedeutet wird.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Anlage zur Brandbekämpfung in einem Tunnel, insbesondere einem Strassentunnel, mit entlang einer Tunneldecke verlaufenden, in Längsabschnitte unterteilten, an Düsen zur Bil- dung eines Sprühnebels angeschlossenen oder solche Düsen aufnehmenden Düsenlei- tungen, die über je ein Ventil abschnittsweise an eine Druckleitung für eine Löschflüssig- keit angeschlossen sind, und mit einer an eine Einrichtung zur örtlichen Erfassung von
Brandherden angeschlossenen Steuereinrichtung für die Ventile zwischen Druckleitung und Düsenleitung, dadurch gekennzeichnet, dass neben gegen einen Bodenbereich des
Tunnels (1) gerichteten Hauptdüsen (5) Nebendüsen (6) mit einem geringeren Düsen- durchmesser als die Hauptdüsen (5) zum Erzeugen eines Sprühnebels in einem oberen
Tunnelbereich ausserhalb des Sprühbereiches (19) der Hauptdüsen (5) vorgesehen sind.