[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdichtungssystem für einen tunnelartigen Durchgang, insbesondere für eine Tunnelröhre, mit wenigstens einer Luftsperre, und ein mittels des Abdichtungssystems herstellbares Brandbekämpfungssystem.
[0002] Tunnelbrände sind aus verschiedenen Gründen gefürchtet. Primär steht die Gefährdung der sich im Tunnel befindlichen Personen durch Hitze, Rauch, Feuer im Vordergrund.
[0003] Für die Feuerwehren stellt sich zusätzlich noch das Problem der Enge des Einsatz-Raumes, die Unübersichtlichkeit, die Ungewissheit der Situation und auch die Gefährlichkeit insgesamt.
[0004] Mit verschiedenen Taktiken wird versucht, die Gefahren zu minimieren und die Brandbekämpfung optimal zu gestalten.
[0005] Um diese Anstrengungen besser zu verstehen, ist es notwendig, die Voraussetzungen zu kennen, die für einen Brand notwendig sind.
[0006] Jede Verbrennung ist ein chemischer Vorgang, bei dem der Sauerstoff eine wichtige Rolle spielt. Sauerstoff ist mit 21 % in der Luft enthalten, der Rest ist zum grossen Teil Stickstoff.
[0007] Selbstverständlich braucht es für einen Brand auch das Brandgut, das in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand vorhanden sein kann. Die dritte Komponente, die es zur Aufrechterhaltung eines Brandes braucht, ist Temperatur, die einzige der drei Voraussetzungen, die die Feuerwehr durch Abkühlen beeinflussen kann.
[0008] Wenn es gelingt, eine dieser drei Voraussetzungen zu eliminieren, kann der Brand gelöscht werden.
[0009] Die DE-A-19 922 374 offenbart eine Vorrichtung zur Brandbekämpfung in Tunneln, bestehend aus einer am Scheitel der Tunnelröhre befestigten, durchgängigen Schiene, an welcher zwei Laufkatzen verschiebbar angeordnet sind. Eine erste Laufkatze ist dabei an einem Tunneleingang und die zweite Laufkatze am gegenüberliegenden Portal parkiert. An jeder Laufkatze ist ein Kissen befestigt, welches mit einem nicht-brennbaren Gas befüllbar ist. Im Brandfall werden die Luftkissen mit den Laufkatzen von beiden Seiten an den Brandherd herangefahren, von den Laufkatzen heruntergelassen und mit Gas gefüllt. Als Gas kommt Stickstoff, Kohlendioxyd oder ein anderes nicht-brennbares Gas in Frage.
[0010] Die Laufkatzen sind mit einer IR-Kamera, einer Fernsteuerung und mit Gasbehältern ausgerüstet, sodass diese - ohne das Leben von Rettungskräften zu gefährden - an den Brandherd herangefahren werden können. Die Kissen bestehen aus einem wärmebeständigen Material und weisen auf ihrer, dem Brandherd zugewandten Seite eine feuerbeständige Beschichtung auf. Als weniger vorteilhafte Variante wird vorgeschlagen, die Luftkissen und Gasvorratsbehälter auf LKW-Fahrgestellen zu montieren.
[0011] Um die Überlebenschancen der eingeschlossenen Menschen zu erhöhen, ist an der dem Brandherd zugewandten Seite je eine Fluchtkammer montiert. Die Fluchtkammern sind mit Atemanschlüssen ausgestattet, welche durch an der Laufkatze befestigte Pressluftatmer mit Atemluft versorgt werden.
[0012] Nachteilig an der vorgeschlagenen Lösung ist, dass diese relativ kompliziert und daher teuer ist. Auch dauert es lange, bis die Laufkatzen in einem entsprechend langen Tunnel vor Ort sind. Praxisversuche zeigen zudem, dass zum Befüllen eines Luftkissens mittels Gasflaschen aufgrund der begrenzten Gasaustrittsgeschwindigkeit relativ viel Zeit gebraucht wird. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Luftkissen schmal sind, mit denen keine ausreichende Abdichtung des Tunnels möglich ist.
[0013] Die DE-OS-10 056 269 offenbart eine Anlage zum Löschen von Tunnelbränden mittels Vorhängen, welche den Tunnel in Abschnitte unterteilen. Die Vorhänge bestehen aus von unten nach oben verlaufenden, sich überlappenden Streifen und sind aufgerollt oder zusammengefaltet an der Decke angebracht. In jedem Abschnitt befindet sich ein Brandsensor und eine Zuführeinrichtung für ein Brandschutzmittel.
[0014] Nachteilig an der vorgeschlagenen Lösung ist, dass eine Vielzahl von Vorhängen nötig ist, welche den Tunnel in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt. Da eine Abdichtung des Tunnels durch die Vorhänge nicht möglich ist, dürfte eine wirkliche Eindämmung des Brandes im Ernstfall nicht möglich sein.
[0015] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein zuverlässiges Tunnelabdichtungssystem bereitzustellen, mit welchem die Ausbreitung von Rauch oder anderen schädlichen Gasen sowie Flugfeuer zuverlässig verhindert werden kann. Ziel ist es, ein System bereitzustellen, welches flexibel einsetzbar und rasch am Einsatzort verfügbar ist. Ein weiteres Ziel ist es, ein Brandbekämpfungssystem für Tunnels bereitzustellen, mit welchem ein Feuer aller drei Brandklassen in einem Tunnel durch Sauerstoffentzug rasch zum Erlöschen gebracht werden kann.
[0016] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch ein Tunnelabdichtungssystem gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Luftsperre aus wenigstens einem Pfropfen besteht, welcher als tragbares Paket bereitgestellt ist und einen Anschluss für ein Gebläse besitzt, und dass zusätzlich wenigstens ein tragbares Gebläse vorgesehen ist, welches an den Anschluss anschliessbar ist. Das erfindungsgemässe Tunnelabdichtungssystem hat den Vorteil, dass die Luftsperre rasch am Einsatzort installiert werden kann. Durch die Wahl von leichten Materialien wiegt eine solche Luftsperre lediglich 30 bis 50 kg. Ein solches Paket kann im Ernstfall von einer einzigen Person getragen werden. Die Verwendung eines transportablen Luftgebläses ermöglicht dann das rasche Aufblasen des Pfropfens am Einsatzort.
Es hat sich bei Praxisversuchen gezeigt, dass die Verwendung eines Inertgases nicht nötig ist, sondern dass es vielmehr darauf ankommt, dass die Luftsperre in möglichst kurzer Zeit am Einsatzort installiert werden kann.
[0017] Vorteilhaft hat der Pfropfen eine der Tunnelröhre angepasste Form. Dies erlaubt eine gute Abdichtung der Tunnelröhre. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform hat der Pfropfen relativ zur Tunnelröhre ein bestimmtes Übermass. Durch das Übermass schmiegt sich der Pfropfen in aufgeblasenem Zustand auch an eine unebene Tunnelwandung an und verunmöglicht einen Luftdurchgang zur Brandstelle. Vorzugsweise beträgt das Übermass wenigstens 3%, vorzugsweise wenigstens 5% des Durchmessers der Tunnelröhre. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Übermass für eine gute Abdichtung ausreicht.
[0018] Vorteilhaft hat der Pfropfen eine längliche Ausdehnung von wenigstens 150 cm. Eine Ausdehnung des Pfropfens in Längsrichtung der Tunnelröhre ist für eine gute Abdichtung von Bedeutung. Zweckmässigerweise hat der Pfropfen daher eine zylindrische Form. Vorteilhaft ist der Anschluss für das Gebläse in einer Stirnseite des Pfropfens vorgesehen. Dies hat den Vorteil der guten Zugänglichkeit. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die dem Anschluss gegenüberliegende Stirnseite des Pfropfens sowie der Mantel in einer Tiefe von ungefähr 50 cm aus feuerbeständigem Material gefertigt. Denkbar ist, dass die ganze Oberfläche des Pfropfens aus feuerbeständigem Material gefertigt ist. Vorzugsweise hat das wärmebeständige und feuerfeste Material ein Flächengewicht zwischen 200 und 300g/ m<2>.
Durch die Wahl eines leichten Materials kann das Gesamtgewicht der Luftsperre niedrig gehalten werden. Ein geeignetes Material für die Hülle des Pfropfens ist beispielsweise Kevlar.
[0019] Vorteilhaft hat das Gebläse eine Luftleistung von wenigstens 14 m<3>/min. Ein solches Gebläse wird beispielsweise von der Firma Gibbonsfans unter der Type AOM 1.50 angeboten.
[0020] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Brandbekämpfungssystem, welches durch zwei oben beschriebene Tunnelabdichtungssysteme gebildet ist. Das erfindungsgemässe Brandbekämpfungssystem hat den Vorteil, dass es sofort einsatzbereit und rasch am Brandherd aufgeblasen werden kann. Ziel ist es dabei, durch die Abdichtung der Tunnelröhre die Zufuhr von Frischluft zum Brandherd zu unterbinden und so den Sauerstoffgehalt möglichst rasch auf einen Wert von mindestens 15% Sauerstoffgehalt zu drücken. Bei einem Sauerstoffgehalt von weniger als 15% erlischt ein Feuer von selbst.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beispielhaft beschrieben. Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>schematisch und im Querschnitt eine Tunnelröhre mit einem erfindungsgemässen Tunnelabdichtungssystem;
<tb>Fig. 2<sep>das Tunnelabdichtungssystem von Fig. 1in der Seitenansicht; und
<tb>Fig. 3<sep>den Einsatz des Tunnelabdichtungssystems als Brandbekämpfungssystem.
[0022] Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Tunnelröhre 11, in welcher eine Luftsperre in Form eines Pfropfens 13 angeordnet ist. Der Pfropfen 13 hat im aufgeblasenen Zustand vorzugsweise die Gestalt eines Zylinders 15. Der Zylinder 15 hat Stirnseiten 17, 19, von denen die eine Stirnseite 17 einen Anschlussstutzen 21 für den Anschluss eines Gebläses 23 besitzt. Im Anschlussstutzen 21 ist vorzugsweise ein Rückschlagventil (in den Figuren nicht gezeigt) integriert. Der Pfropfen 13 hat ein bestimmtes Übermass bezüglich des Tunneldurchmessers. Damit wird eine gute Abdichtung zwischen dem Pfropfen 13 und der Tunnelwandung 25 erreicht. Von Bedeutung ist, dass der Pfropfen 13 im aufgeblasenen Zustand über eine bestimmte Wegstrecke, die nicht kleiner als 1 Meter sein soll, an der Tunnelwandung 25 anliegt.
Es versteht sich von selbst, dass der Querschnitt des Pfropfens 13 vorzugsweise dem Tunnelquerschnitt angepasst ist, sodass jeweils eine gute Abdichtung erreicht wird.
[0023] Um eine Beschädigung des Pfropfens durch das Feuer zu vermeiden, ist die dem Brandherd zugewandte Stirnseite 19 sowie der Mantel auf einer Länge von ca. 50 cm mit einem hitzebeständigen Material 27 versehen. Das hitzebeständige Material ist vorzugsweise mit dem darunterliegenden, im Wesentlichen luftdichten Sperrenmaterial verschweisst.
[0024] Zur Ermöglichung einer raschen Entleerung des Pfropfens ist in der Stirnseite 17 ein luftdichter Reissverschluss 28 in das Sperrenmaterial eingeschweisst.
[0025] Fig. 3 veranschaulicht den Einsatz des Tunnelabdichtungssystems bei einem Brandfall. In solch einem Fall wird je ein Pfropfen in einem Abstand von ca. 20 m vor und nach dem Brandherd, mittels je eines Luftgebläses 23, aufgeblasen. Durch den raschen Verzehr des Sauerstoffs im Brandraum 29 zwischen den beiden Pfropfen 13 erlischt das Feuer nach kurzer Zeit von selbst.
Ausführungsbeispiel:
[0026]
<tb>Tunneldurchmesser:<sep>14.3 m
<tb>Luftkissendurchmesser:<sep>15 m
<tb>Länge des Luftkissens:<sep>1.5 m
<tb>Material:<sep>Luftdichtes Gewebe
<tb>Gewicht der Luftsperre:<sep>43.5 kg, inkl. feuerfestem Abschnitt
[0027] Die Abdichtung eines Tunnels mit den oben angegebenen Massen (Tunnelquerschnitt entspricht dem eines Halbkreises!) kann mit einem Luftgebläse mit einer Luftleistung von 14 m<3>/min in weniger als 8 Minuten bewerkstelligt werden. Dies ist bedeutend schneller, als dies mit Gasflaschen möglich wäre.
Legende:
[0028]
<tb>11<sep>Tunnelröhre
<tb>13<sep>Pfropfen
<tb>15<sep>Zylinder
<tb>17, 19<sep>Stirnseiten
<tb>21<sep>Anschlussstutzen
<tb>23<sep>Gebläse
<tb>25<sep>Tunnelwandung
<tb>27<sep>hitzebeständiges Material
<tb>28<sep>Reissverschluss
<tb>29<sep>Brandraum
The present invention relates to a sealing system for a tunnel-like passage, in particular for a tunnel tube, with at least one air barrier, and a producible by means of the sealing system firefighting system.
Tunnel fires are feared for various reasons. The primary concern is the endangerment of persons in the tunnel due to heat, smoke and fire.
For the fire brigades is also the problem of the narrowness of the mission space, the confusion, the uncertainty of the situation and the overall danger.
With different tactics is trying to minimize the dangers and to make the fire fighting optimal.
To better understand these efforts, it is necessary to know the conditions that are necessary for a fire.
Any combustion is a chemical process in which oxygen plays an important role. Oxygen is contained in the air at 21%, the rest is largely nitrogen.
Of course, it takes for a fire and the fire, which may be present in solid, liquid or gaseous state. The third component needed to sustain a fire is temperature, the only one of the three prerequisites that can affect the fire department by cooling down.
If it succeeds to eliminate one of these three conditions, the fire can be deleted.
DE-A-19 922 374 discloses a device for fire fighting in tunnels, consisting of a fixed to the vertex of the tunnel tube, continuous rail, on which two trolleys are slidably mounted. A first trolley is parked at a tunnel entrance and the second trolley at the opposite portal. On each trolley, a cushion is attached, which is filled with a non-combustible gas. In case of fire, the air cushions are moved with the trolleys from both sides to the fire, lowered from the trolleys and filled with gas. As gas comes nitrogen, carbon dioxide or other non-combustible gas in question.
The trolleys are equipped with an IR camera, a remote control and gas tanks, so that they can be moved up to the source of the fire - without endangering the lives of rescue workers. The cushions are made of a heat-resistant material and have a fireproof coating on their side facing the source of the fire. As a less advantageous variant, it is proposed to mount the air cushion and gas storage container on truck chassis.
In order to increase the chances of survival of the trapped people, an escape chamber is mounted on the side facing the fire ever. The escape chambers are equipped with breathing ports which are supplied with breathing air by SCBA attached to the trolley.
A disadvantage of the proposed solution is that it is relatively complicated and therefore expensive. It also takes a long time until the trolleys are in place in a correspondingly long tunnel. Practical tests also show that it takes a relatively long time to fill an air cushion by means of gas cylinders due to the limited gas exit velocity. Another disadvantage is that the air bags are narrow, with which no adequate sealing of the tunnel is possible.
DE-OS-10 056 269 discloses a system for extinguishing tunnel fires by means of curtains, which divide the tunnel into sections. The curtains are made from bottom to top, overlapping strips and are rolled up or folded up on the ceiling. Each section contains a fire sensor and a fire protection feeder.
A disadvantage of the proposed solution is that a plurality of curtains is necessary, which divides the tunnel into a plurality of sections. Since a seal of the tunnel through the curtains is not possible, a real containment of the fire in an emergency should not be possible.
The object of the present invention is therefore to provide a reliable tunnel sealing system with which the propagation of smoke or other harmful gases and flying fire can be reliably prevented. The aim is to provide a system that can be used flexibly and quickly on site. Another objective is to provide a tunnel fire suppression system which can rapidly extinguish a fire of all three fire classes in a tunnel through deoxygenation.
According to the invention the object is achieved by a tunnel sealing system according to the preamble of claim 1, characterized in that the air barrier consists of at least one plug, which is provided as a portable package and has a connection for a fan, and that in addition at least one portable blower is provided , which can be connected to the connection. The inventive tunnel sealing system has the advantage that the air barrier can be installed quickly at the place of use. By choosing lightweight materials, such an air barrier weighs only 30 to 50 kg. Such a package can be worn in case of emergency by a single person. The use of a portable air blower then allows rapid inflation of the plug at the job site.
It has been shown in practical experiments that the use of an inert gas is not necessary, but rather that it is important that the air barrier can be installed in the shortest possible time at the place of use.
Advantageously, the plug has a shape adapted to the tunnel tube. This allows a good seal of the tunnel tube. According to a preferred embodiment, the plug has a certain excess relative to the tunnel tube. Due to the excess, the plug nestles in an inflated state on an uneven tunnel wall and makes it impossible to air passage to the scene. Preferably, the excess is at least 3%, preferably at least 5% of the diameter of the tunnel tube. It has been shown that such an excess is sufficient for a good seal.
Advantageously, the plug has an elongated extent of at least 150 cm. An extension of the plug in the longitudinal direction of the tunnel tube is important for a good seal. Conveniently, the plug therefore has a cylindrical shape. Advantageously, the connection for the blower is provided in one end face of the plug. This has the advantage of good accessibility. According to a preferred embodiment, the face of the plug opposite the terminal and the jacket are made of fire-resistant material at a depth of approximately 50 cm. It is conceivable that the entire surface of the plug is made of fire-resistant material. Preferably, the heat-resistant and refractory material has a basis weight between 200 and 300 g / m 2.
By choosing a lightweight material, the total weight of the air barrier can be kept low. A suitable material for the sheath of the plug, for example Kevlar.
Advantageously, the fan has an air flow of at least 14 m <3> / min. Such a blower is offered for example by Gibbonsfans under the type AOM 1.50.
The present invention also relates to a fire fighting system which is formed by two tunnel sealing systems described above. The inventive fire suppression system has the advantage that it can be immediately ready for use and quickly inflated at the source of fire. The aim is to prevent the supply of fresh air to the source of the fire by sealing the tunnel tube and thus to suppress the oxygen content as quickly as possible to a value of at least 15% oxygen content. With an oxygen content of less than 15%, a fire goes out by itself.
The invention will be described by way of example with reference to the accompanying figures. It shows:
<Tb> FIG. 1 <schematically> and in cross section a tunnel tube with a tunnel sealing system according to the invention;
<Tb> FIG. Fig. 2 <sep> the tunnel sealing system of Fig. 1 in side view; and
<Tb> FIG. 3 <sep> the use of the tunnel sealing system as a fire fighting system.
1 and 2 show a tunnel tube 11, in which an air barrier in the form of a plug 13 is arranged. The plug 13 in the inflated state preferably has the shape of a cylinder 15. The cylinder 15 has end faces 17, 19, of which one end face 17 has a connecting piece 21 for the connection of a blower 23. In the connecting piece 21, a check valve (not shown in the figures) is preferably integrated. The plug 13 has a certain excess with respect to the tunnel diameter. For a good seal between the plug 13 and the tunnel wall 25 is achieved. It is important that the plug 13 rests against the tunnel wall 25 in the inflated state over a certain distance, which should not be less than 1 meter.
It goes without saying that the cross section of the plug 13 is preferably adapted to the tunnel cross section, so that in each case a good seal is achieved.
In order to avoid damage to the plug by the fire, the front side facing the fire 19 and the jacket over a length of about 50 cm with a heat-resistant material 27 is provided. The refractory material is preferably welded to the underlying substantially airtight barrier material.
To enable a rapid emptying of the plug an air-tight zipper 28 is welded into the barrier material in the end face 17.
Fig. 3 illustrates the use of the tunnel sealing system in the event of a fire. In such a case, one plug at a distance of about 20 m before and after the fire, each blown by means of an air blower 23, depending. Due to the rapid consumption of oxygen in the fire chamber 29 between the two plugs 13, the fire extinguishes after a short time by itself.
Embodiment:
[0026]
<tb> Tunnel Diameter: <sep> 14.3 m
<tb> Air Cushion Diameter: <sep> 15 m
<tb> length of air cushion: <sep> 1.5 m
<tb> Material: <sep> Airtight fabric
<tb> Weight of the air barrier: <sep> 43.5 kg, incl. refractory section
The sealing of a tunnel with the above-mentioned masses (tunnel cross section corresponds to that of a semicircle!) Can be accomplished with an air blower with an air flow of 14 m <3> / min in less than 8 minutes. This is significantly faster than would be possible with gas cylinders.
Legend:
[0028]
<Tb> 11 <sep> tunnel
<Tb> 13 <sep> grafting
<Tb> 15 <sep> Cylinder
<tb> 17, 19 <sep> faces
<Tb> 21 <sep> spigot
<Tb> 23 <sep> Blower
<Tb> 25 <sep> tunnel wall
<tb> 27 <sep> heat resistant material
<Tb> 28 <sep> zipper
<Tb> 29 <sep> fire zone