CN104114241B - 灭火系统 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于分配灭火介质的灭火系统，至少具有：●用于提供所述灭火介质的机构(1)；●至少一个用于施加所述灭火介质的机构(2)；●用于将用于提供灭火介质的所述机构(1)与至少一个用于施加灭火介质的所述机构(2)连接的传输机构(3)，其中所述传输机构(3)至少部分地构成为低碳钢金属管，其中在管中的管摩擦损耗根据海曾威廉公式(1)来定义：P＝6.05·105·L·Q1.85·C(‑1.85)·d(‑4.87)，其中：P＝管路中的压力损耗，单位为Bar；Q＝穿过管路的流量率；单位为l/min，d＝管的平均内径，单位为mm；C＝管路的类型和状态的常数；L＝管件和成形件的等效长度，单位为m。在此提出的灭火系统的特征在于，●至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构(3)具有至少内置的防腐蚀保护覆层；●内置的所述防腐蚀保护覆层构成为用于确保在所述灭火系统开始运转时C的值在125至150的范围中。

Description

灭火系统
技术领域
本发明涉及一种用于分配灭火介质的灭火系统，其中这样的灭火系统至少具有：
●用于提供灭火介质的机构(1)，
●至少一个用于施加灭火介质的机构(2)，
●用于将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于施加灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)。
传输机构(3)在此根据已知的现有技术至少部分地构成为低碳钢金属管。
管中的管摩擦损耗在此根据海曾威廉公式(1)来定义：
P＝6.05·105·L·Q1.85·C(-1.85)·d(-4.87)
其中：
P＝管路中的压力损耗，单位为Bar；
Q＝穿过管路的通流率，单位为l/min；
d＝管的平均内径，单位为mm；
C＝管路的类型和状态的常数；
L＝管件和成形件的等效长度，单位为m。
背景技术
基本上，特别是能够使用达西-威斯巴赫方程计算在预设的管长上的管路中的压力损耗，所述方程虽然是普遍适用的但是在应用时是极其复杂的。由于这个原因，通常并且特别是对于喷水灭火装置的设计和计算而言使用源自实践的海曾威廉公式(1)。
发明内容
发明人起初发现其面临在喷水灭火装置的设计和运行中在成本方面进行改进的特定任务。已知的问题尤其在喷水灭火装置运行中的在成本方面进行改进的任务方面起作用，使得在喷水灭火装置中在开始运转之后的数月后有时会在作为构成为金属管的传输机构(3)的典型的连接器的耦联器中出现泄漏，这最终导致维修操作和保险损坏进而导致喷水灭火装置的运行范围内的显著成本增加。虽然最后提到的问题可能会通过设施中的镀锌的金属管来排除，尽管存在很多方案，但是仍然需要寻求在各方面都令人满意且尤其对于大型喷水灭火装置而言经济实惠的解决方案，尤其是需更谨慎地评估恰好镀锌的管在运行方面的问题。
发明人也试图考虑使用海曾威廉公式(1)中的变量的数学相关性。其中特别是在管路中的压力损耗P[bar]和无量纲的常数C之间的关系是令人感兴趣的。根据德国标准DINEN 12845，版本07/2009中的实施方案，在此下表1的值是适用的：
表1：
发明人最终认识到，所基于的目的的这两个任务方面能够借助于用于分配灭火介质的灭火系统来实现，其中这样的灭火系统至少具有：
●用于提供灭火介质的机构(1)，
●至少一个用于施加灭火介质的机构(2)，
●用于将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于应用灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)。
其中所述传输机构(3)至少部分地构成为低碳钢金属管，
其中管中的管摩擦损耗根据海曾威廉公式(1)来定义：
P＝6.05·105·L·Q1.85·C(-1.85)·d(-4.87)
其中：
P＝管路中的压力损耗，单位为Bar；
Q＝穿过管路的流量率，单位为l/min；
d＝管的平均内径，单位为mm；
C＝管路的类型和状态的常数；
L＝管件和成形件的等效长度，单位为m。
在此提出的灭火系统的特征在于，
□至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构(3)具有至少内置的防腐蚀保护覆层，
□内置的防腐蚀保护覆层构成为用于确保在灭火系统开始运转时C的值在125至150的范围中。
C值在此涉及构成为低碳钢金属管的传输机构(3)，所述传输机构具有表示本发明的特征的内置的防腐蚀保护覆层。
根据发明人的对于本发明而言重要的知识，内置的用于至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构(3)的防腐蚀保护覆层仅仅并且单独适合于，在灭火系统开始运转时并且(优选)同样也在灭火系统开始运转后的一年的使用间期内并且更特别是优选也在五年的使用间期内对于常数C确保在125至150的范围中的值。通过确保用于C的值在表示本发明的特征的范围中并且更进一步在这里所介绍的本发明的优选的范围中，在这样构成的内置的防腐蚀保护覆层的基础上构成金属管(3)的内侧的完全平坦的并且非多孔的密封部，所述密封部在被引导穿过金属管(3)的灭火介质方面甚至在许多年内不再被渗透，这甚至适用于金属管(3)的并入耦联器中的管端。
更尤其优选的是，用于至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构(3)的内置的防腐蚀保护覆层适合于，在灭火系统开始运转时并且(优选)同样也在灭火系统开始运转后的一年的使用间期内并且更尤其优选也在五年的使用间期内对于常数C确保在135至150的范围中的值。
基本上由离心混凝土、水泥包覆的铸铁、不锈钢、铜和增强的玻璃纤维构成的管至少在受限的范围中适合于，对于常数C确保在所要求的范围中的值，然而所述管由于不同的原因在其面覆盖的应用中完全被剔除：
-由离心混凝土或者由水泥包覆的铸铁构成的管具有过厚的壁部并且与之相关地具有过高的重量，以至于它的面覆盖就建筑中常见的应用而言仅因此就是不可能的。由离心混凝土或者由水泥包覆的铸铁构成的管由于上述重量原因并且由于其过低的弯曲指数仅在地面上考虑作为用于将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于施加所述灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)。
-由不锈钢、铜和增强的玻璃纤维构成的管虽然原则上是可行的，但是具有在市场上不能被认可的过高的价格。此外，由增强的玻璃纤维构成的管和通常由塑料构成的管是可燃的或者在高温下是可熔化的，这将其使用限制到具有低的火灾负荷的范围中和/或限制到被浇铸的混凝土盖板内部的铺设上。作为所基于的目的的解决方案，所有三个原则上可能的管型都是不适合的。
本发明在将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于施加所述灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)的额定尺寸方面实际上是不受限的，尤其并且优选地，用于构成传输机构(3)的低碳钢金属管应具有在DN32至DN250的范围中的额定宽度，这对应于在此提出的灭火系统的例如构成为提升管道的主管道[(3)，a]的常见的管额定宽度。该主管道经由例如构成为分配管道的可能的副分配管[(3)，b]直至例如构成为分支(分支管道)的喷水灭火器连接管[(3)，c]。在一个更尤其优选的实施方案中，低碳钢金属管为了构成传输机构(3)应具有在DN32至DN65的范围中的额定宽度，这对应于常见的副分配管直至喷水灭火器连接管的管额定宽度。
就本发明而言不受限于此，用于施加灭火介质的机构(2)的下述示例被认为是尤其优选的：
●喷水灭火器，特别是在属于现有技术的多个实施方式中，
●喷嘴，
●简单的管开口
以及用于分送和分配灭火介质的可比的部件和装置。
在此提出的灭火系统被确定用于使用灭火介质，其中所述介质优选从如下列表中选出，所述列表包括：水、泡沫、水-泡沫混合物、气体和化学灭火剂。
对于气体灭火介质而言，特别是CO2和惰性气体氩是适合的，对于化学灭火剂而言，特别是这样的如在本文提交的时间点以如下名称已知的灭火介质是适合的：
-商品名公司DuPont，日内瓦，瑞士，
-商品名NovecTM 1230，公司3M，诺伊斯，德国。
作为泡沫特别是被认为优选的是：
-水成膜发泡剂，例如德国汉堡的公司“Fabrik chemischerRichardSthamer GmbH & Co.KG”的“Extensid AFFF 1％-3％”，并且还有奥地利的莱翁丁(Leonding)的公司“Rosenbauer International AG”的“Fomtec AFFF”，
-耐醇性发泡剂，例如德国汉堡的公司“Fabrik chemischerRichardSthamer GmbH & Co.KG”的“Extensid AFS LV 1％-3％”，并且还有奥地利的莱翁丁的公司“Rosenbauer International AG”的“Fomtec ARC”，
-蛋白发泡剂，例如德国巴特奥尔德斯洛(Bad Oldesloe)的公司“Minimax GmbH &Co.KG”的“Promax Spezial”，
在水-泡沫混合物中能够使用这种泡沫类型与水结合，其中在关于体积％方面，水：泡沫的比例在100:1至100:3的范围中被认为是尤其优选的。
适宜的防冻剂能够被添加到从如下列表中选出的灭火介质中，所述列表包括：水和水-泡沫混合物，以便在低的使用温度下，优选在0℃至-25℃的温度范围中，更尤其优选在0℃至-28℃的温度范围中，避免
-用于施加灭火介质的机构(2)，并且特别是
-用于将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于施加所述灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)
的破裂和/或损伤。作为防冻剂尤其被认为是优选的是：
-乙二醇基的防冻剂；
-聚丙二醇基的防冻剂；和
-氯化钙基的防冻剂。
如果使用水或者水-泡沫混合物作为灭火介质，那么为了提供这种灭火介质优选单一的供水装置是适合的以及在要求更高的可靠性时甚至双重的供水装置是适合的。替代地或者更尤其优选地，单一的或双重的供水装置能够通过至少一个用于灭火介质的储存部件补充，其中，至少一个储存部件从下述列表中选出，所述列表包括：开放式储存器、高架容器、中间容器和储备容器。在此，从下述列表中选出的至少一个储存部件优选具有更尤其优选由混凝土和/或塑料构成的内置的防腐蚀保护覆层，所述列表包括：高架容器以及中间容器和储备容器。
在所有在这里公开的实施方式和实施变型方案中，在此提出的用于分配灭火介质的灭火系统不仅能够设计为湿式喷水灭火装置，其中传输机构(3)持久地被一种或者所述灭火介质填充，或者同样也设计为干式喷水灭火装置，其中传输机构(3)通常被气体填充并且灭火介质仅在使用情况下被传输。在这里所提出的灭火系统的上述这两个实施方式就本发明而言被认为是优选的。
原则上可考虑多个不同的用于传输机构(3)的覆层例如阳极的还有阴极的浸渍涂漆(Tauchlackieren)以及磷酸盐处理(Parkerisieren)，借助于所述覆层能够满足对于本发明而言重要的特征，即“在灭火系统开始运转时确保C的值在125至150的范围中”。经过多次深入的思考和与这些思考相关联的试验，一种新式灭火系统的本发明的尤其优选的实施方案是：至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构(3)的内置的防腐蚀保护覆层借助于AquenceTM方法来构成，特别是借助于900系列的AquenceTM方法来构成。
由德国杜塞尔多夫的汉高(Henkel)公司所研发的AquenceTM方法在这里在构成为金属管的传输机构(3)的内侧上在化学基础上构成覆层，其中以基本的方式方法并且着眼于在此提出的本发明以溶液的形式供给的FeF3氟化铁用于在金属管的内侧的表面上释放Fe2+离子，所述Fe2+离子与同样以上述溶液的形式输送的漆颗粒结合并且然后再次沉积到金属管的内侧的表面上。在优选时长为4分钟至8分钟的时间间期内、更尤其优选在时长为5分钟至7分钟的时间间期内的较长的沉积过程期间，以这样的方式构建具有优选在15μm至28μm的范围中的层厚度的，更尤其优选在21μm至27μm的范围中的层厚度的覆层。借助尤其优选的900系列的AquenceTM方法，以之前所描述的方式方法构成基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层。
更尤其优选借助于以溶液连续的穿流特别是根据900系列的AquenceTM方法所构成的基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层在灭火系统开始运转时以尤其令人满意的程度确保C的值在125至150的范围中并且在5年的使用间期内甚至在135至150的范围中。这样构成的基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层的另一个重要的优点是其：
-相对于从如下列表中选出的优选的灭火介质，所述列表包括：水、泡沫、水-泡沫混合物、气体和化学灭火剂，
-以及相对于灭火剂添加剂，其中在这里特别是指优选的防冻剂
的耐抗性。
在大量的先于本发明进行的试验中已确定，为了构建足够厚的基于环氧树脂/亚克力的AquenceTM覆层，需确保在优选时长为4分钟至8分钟的时间内、更尤其优选在时长为5分钟至7分钟的时间间期内根据900系列的AquenceTM方法通过溶液以在9m/min至18m/min并且更佳地在12m/min至15m/min的范围内的穿流速度对低碳钢金属管(3)连续地穿流，由此所提到的用于穿流速度的范围单独地并且同样在与穿流时间的组合中被认为是优选的。
基于下述事实：内置的防腐蚀保护覆层根据所有的在这里所提出的实施方式确保C的值至少在125至150的范围中，金属管(3)的内侧的特征在于完全平坦的并且非多孔的密封部，所述密封部在被引导穿过金属管(3)的灭火介质方面甚至在许多年内不再能够被渗透，由此这样构成的低碳钢金属管为了构成传输机构(3)具有更尤其优选在仅2.0mm至2.5mm的范围中的壁厚来代替现今仍常见的2.6mm的壁厚：为了保证最大可能的确定可用性，用于将用于提供灭火介质的机构(1)与至少一个用于施加所述灭火介质的机构(2)连接的传输机构(3)的较厚的壁部不再是必要的。在金属管(3)的外直径保持不变的情况下，内直径因此能够增大0.2mm至1.2mm。
在应用在此提出的本发明时，在所有在这里提出的实施方式中，穿过具有表示本发明的特征的内置的防腐蚀保护覆层的构成为低碳钢金属管的管路的流量率Q能够以与镀锌的管的流量率有关的在4％至34％的范围中的百分比来提高。
附图说明
下面的图1应进一步阐述本发明。
图1示出为了试验目的并且为了验证所获得的本发明而实现的设备的基本构造，所述设备设计为具有周期性执行的喷水插入件的干式喷水灭火装置。
具体实施方式
在仅示意性地说明的用于提供在此为水的灭火介质的呈单一的供水装置的形式的机构(1)上连接有传输机构(3)的分支系统，其中所述传输机构(3)包括：
-中央的提升管道[(3)，a]
-多个从中央的提升管道[(3)，a]处分岔的分配管道[(3)，b]
-以及对于每条分配管道[(3)，b]的分别多条分支或者分支管道[(3)，c]。在此，在图1中为了其简化示出仅一条分配管道[(3)，b]并且为该分配管道[(3)，b]仅完整地示出少量的分支[(3)，c]。
每个分支[(3)，c]，
-在其朝向分配管道[(3)，b]取向的起始端上并且在其末端上分别具有球阀(5)，
-在球阀(5)的上游在分支(3)的末端上具有压力计(6)，
-作为用于施加灭火介质的机构(2)的各三个喷水灭火器
-以及用于可能地单独更换每个喷水灭火器(2)的多个耦联连接部(4)。
整体上在因此总共60条具有相应的标称宽度DN32和相应的2.6mm的壁厚的分支[(3)，c]的试验设备中，构建五条由具有基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层的低碳钢金属管构成的分支[(3)，c]。在此，所述内置的防腐蚀保护覆层在所有的这五条分支[(3)，c]中具有在15μm至27μm的范围中的厚度，在尤其优选的变型方案的分支[(3)，c]中，厚度在更窄的21μm至27μm的范围中。基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层在所有这五条分支[(3)，c]中借助于900系列的AquenceTM方法构成。试验设备的其它的49条分支[(3)，c]通过镀锌的低碳钢金属管来构造，其余的六条分支[(3)，c]具有不带有任何内覆层的低碳钢金属管。
在具有持续变化的运行状态和从湿暖经过干热至干冷和湿冷的大幅的室外气候波动的12个月的试验时间之后，由具有基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层的低碳钢金属管构成的分支[(3)，c]在各个分支末端上几乎没有显示出任何腐蚀，而完全不能发现表面腐蚀。在各个耦联连接部(4)上的所有的螺纹在试验时间结束后也仍完全密封并且基本上不显示出任何的腐蚀作用。相反，不仅镀锌的低碳钢金属管而且不具有任何内覆层的低碳钢金属管在分支末端上并且朝向耦联连接部(4)明显在管内部中具有虽然小但是清晰可见的锈斑，这导致C值明显降低。仅具有基于环氧树脂/亚克力的内置的防腐蚀保护覆层的低碳钢金属管在结束12个月的试验时间时具有140的C值，这精确地对应于长期试验开始时的值。
因此从试验设备的运行中得到的知识一方面示出根据本发明的灭火系统的相对于迄今为止的灭火系统的大的优势，另一方面也示出，借助于根据本发明的灭火系统能够持久地实现本发明所基于的在喷水灭火装置的设计和运行中在成本方面进行改进的目的。
术语列表：
(1)用于提供灭火介质的机构
(2)用于施加灭火介质的机构
(3)传输机构
(3)，a–提升管道
(3)，b–分配管道
(3)，c–分支(管道)
(4)耦联连接部
(5)球阀
(6)压力计

Claims (16)

1.一种用于分配灭火介质的灭火系统，至少具有：
用于提供所述灭火介质的机构；
至少一个用于施加所述灭火介质的机构；
用于将所述用于提供所述灭火介质的机构与所述至少一个用于施加所述灭火介质的机构连接的传输机构，
其中，所述传输机构至少部分地构成为低碳钢金属管，
其中，在管中的管摩擦损耗根据海曾威廉公式来定义：
P＝6.05·105·L·Q1.85·C(-1.85)·d(-4.87)
其中：
P＝管路中的压力损耗，单位为Bar；
Q＝穿过管路的流量率，单位为l/min；
d＝管的平均内径，单位为mm；
C＝管路的类型和状态的常数；以及
L＝管件和管形的部件的等效长度，单位为m，
其特征在于，
至少部分地构成为低碳钢金属管的传输机构具有至少内置的防腐蚀保护覆层，
内置的所述防腐蚀保护覆层构成为用于确保在所述灭火系统开始运转时C的值在125至150的范围中，以及内置的所述防腐蚀保护覆层包括以溶液的形式供给的漆颗粒，在通过以溶液的形式供给FeF3氟化铁以释放Fe2+的情况下所述漆颗粒沉积在所述低碳钢金属管的内侧表面上。
2.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，内置的所述防腐蚀保护覆层构成为用于确保在5年的使用间期内C的值在125至150的范围中。
3.根据权利要求1或2所述的灭火系统，其特征在于，内置的所述防腐蚀保护覆层构成为用于确保在所述灭火系统开始运转时C的值在135至150的范围中。
4.根据权利要求1或2所述的灭火系统，其特征在于，内置的所述防腐蚀保护覆层构成为用于确保在5年的使用间期内C的值在135至150的范围中。
5.根据权利要求1或2所述的灭火系统，其特征在于，所述低碳钢金属管为了构成所述传输机构具有在DN32至DN250的范围中的额定宽度。
6.根据权利要求5所述的灭火系统，其特征在于，所述低碳钢金属管为了构成所述传输机构具有在DN32至DN65的范围中的额定宽度。
7.根据权利要求5所述的灭火系统，其特征在于，所述低碳钢金属管为了构成所述传输机构而具有在2.0mm至2.5mm的范围中的壁厚。
8.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，所述灭火介质是从如下列表中选出的介质，所述列表包括：水、泡沫、水-泡沫混合物、气体。
9.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，所述用于提供所述灭火介质的所述机构包括至少一个用于所述灭火介质的储存部件，其中至少一个所述储存部件是开放式储存器。
10.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，所述用于提供所述灭火介质的所述机构包括至少一个用于所述灭火介质的储存部件，其中至少一个所述储存部件是高架容器。
11.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，所述用于提供所述灭火介质的所述机构包括至少一个用于所述灭火介质的储存部件，其中至少一个所述储存部件是中间容器。
12.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，所述用于提供所述灭火介质的所述机构包括至少一个用于所述灭火介质的储存部件，其中至少一个所述储存部件是储备容器。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的灭火系统，其特征在于，至少一个所述储存部件具有由混凝土和/或塑料构成的内置的防腐蚀保护覆层。
14.根据权利要求8所述的灭火系统，其特征在于，用于提供从如下列表中选出的所述灭火介质的所述水来自于单一的供水装置，所述列表包括：水和水-泡沫混合物。
15.根据权利要求8所述的灭火系统，其特征在于，用于提供从如下列表中选出的所述灭火介质的所述水来自于双重的供水装置，所述列表包括：水和水-泡沫混合物。
16.根据权利要求1所述的灭火系统，其特征在于，防冻剂被添加给从如下列表中选出的所述灭火介质，所述列表包括：水和水-泡沫混合物。
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