DE10062405A1 - Rauch- und Wärmeabzugsanlage sowie Verfahren für dessen Betrieb - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren für den Betrieb einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage für einen geschlossenen Raum, der zumindest eine im oberen Bereich angeordnete Lüftungsöffnung (5) aufweist, wobei Teil der Rauch- und Wärmeabzugsanlage zumindest ein Ventilator (6) ist, wird ein von der Umgebungstemperatur unabhängiger, kostengünstiger Rauch- oder Wärmeabzug mit einfachen Mitteln erreicht, indem nach Aktivierung der Rauch- oder Wärmeabzugsanlage zunächst der im Bereich der Lüftungsöffnung (5) angeordnete Ventilator (6) Rauch und/oder warme Luft durch die Lüftungsöffnung (5) aus dem Raum fördert und daß der Betrieb des Ventilators (6) beendet wird, wenn im Raum und dessen Umgebungen Temperaturverhältnisse herrschen, die einen hinreichenden Rauch- oder Luftvolumenstrom durch natürliche Konvektion bewirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rauch- und Wärme­ abzugsanlage für einen geschlossenen Raum, der zumindest eine im oberen Bereich angeordnete Lüftungsöffnung auf­ weist, sowie ein Verfahren für den Betrieb einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage für einen geschlossenen Raum, der zumindest eine im oberen Bereich angeordnete Lüftungsöff­ nung aufweist, wobei Teil der Rauch- und Wärmeabzugsanla­ ge zumindest ein Ventilator ist.

Rauch- und Wärmeabzugsanlage finden bei geschlossenen Räumen Anwendung, bei denen im Bedarfsfall, beispielswei­ se im Brandfall, im Raum vorhandener Rauch abgeführt wer­ den soll. Es ist bekannt, daß die meisten Todesursachen bei Bränden auf den beim Brand entstehenden Rauch zurück­ zuführen sind. Zum einen können im Rauch enthaltene toxische Stoffe und durch den Rauch hervorgerufene Er­ stickung direkt zum Tod bei den im Raum befindlichen Per­ sonen führen. Zum anderen können die durch den Rauch ein­ geschränkte Sicht und die durch die Reizstoffe des Rauchs hervorgerufenen Augenreizungen zu Orientierungslosigkeit bei diesen Personen, so daß deren Flucht aus dem Raum er­ schwert wird und teilweise schwerwiegende Verletzungen durch Kollisionen mit nicht wahrgenommenen Objekten des Raums auftreten.

Des weiteren dienen Rauch- und Wärmeabzugsanlage dazu, überschüssige Wärme in Form von warmer Luft aus dem Raum abzuführen. Sie finden beispielsweise als Teil einer Kli­ maanlage Einsatz zur Temperierung eines Gebäudes, wenn zur Kühlung des Raums diesem warme Luft entzogen wird.

Aus DE 297 06 030 U1 ist eine Rauch- und Wärmeabzugsanla­ ge für ein Treppenhaus bekannt, die an der obersten Stel­ le des Treppenhauses eine Lüftungsöffnung aufweist. Die Lüftungsöffnung ist mittels einer schwenkbaren Klappe verschlossen. Als Öffnungsmittel für die schwenkbare Klappe dient ein Zahnstangenmotor, dessen Zahnstange die Klappe öffnet. Über die geöffnete Klappe kann Rauch oder warme Luft aus dem Treppenhaus in die Umgebung entwei­ chen.

Nachteilig an der bekannten Rauch- und Wärmeabzugsanlage ist, daß die natürliche Konvektion nur eintritt, wenn die Umgebungstemperatur geringer ist als die Rauch- bzw. Raumlufttemperatur. Bei hohen Umgebungstemperaturen, bei­ spielsweise an Sommertagen, erfolgt ein Rauchabzug erst dann, wenn die durch den Brand erzeugte Wärme die Rauch­ temperatur über die Umgebungstemperatur anhebt. Die damit verbundene Verzögerung des Rauchabzugs stellt eine unnö­ tige Belastung der Gesundheit der im Raum befindlichen Personen durch Rauch dar.

Hinsichtlich des Abzugs warmer Luft erfolgt ein Wärmeab­ zug erst, wenn die Raumlufttemperatur die Umgebungstempe­ ratur übersteigt. Dies ist insbesondere bei einer Tempe­ rierung von Gebäuden (Klimatisierung) an Tagen hoher Um­ gebungstemperatur, beispielweise an Sommertagen, nicht zweckmäßig.

Ein von der Umgebungstemperatur unabhängiger Rauchabzug wird durch eine Rauchschutzeinrichtung für einen ge­ schlossenen Treppenraum gewährleistet, wie sie aus DE 94 09 176 U1 bekannt ist. Zusätzlich zu der bekannten, im oberen Bereich des Treppenhauses angeordneten, ver­ schließbaren Lüftungsöffnung ist bei der Rauchschutzeinrichtung zusätzlich ein Ventilator zur Herstellung eines Überdrucks im Treppenhaus vorgesehen. Bei Aktivierung der Rauchschutzeinrichtung wird mittels des Ventilators im Treppenhaus ein Überdruck erzeugt, der bei geöffneter Lüftungsöffnung zu einem umgebungstemperatur-unabhängigen Rauchabzug führt. Mittels eines Drucksensoren wird der Druck im Treppenraum ermittelt und mit einem vorbestimm­ ten Sollwert verglichen. Die Regelung des Drucks im Trep­ penraum auf den vorbestimmten Sollwert erfolgt, in dem der Ventilator langsamer oder schneller gedreht oder ab­ wechselnd ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Allgemein sind mechanische Entrauchungsanlagen nachtei­ lig, da Ventillatoren unabhängig von der Temperatur des Gasgemisches gleiche Volumenströme transportieren. Steigt die Temperatur des Gasgemisches an, so werden dann immer geringer werdende Massenströme transportiert. Dieser Ef­ fekt ist kontraproduktiv und stellt somit einen Nachteil dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, die eingangs näher beschriebenen Rauch- und Wärmeabzugsanlage sowie das Verfahren für deren Be­ trieb derart zu gestalten, daß ein von der Umgebungstem­ peratur unabhängiger, kostengünstiger Rauch- oder Wärme­ abzug mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird gelöst, in­ dem nach Aktivierung der Rauch- und Wärmeabzugsanlage zu­ nächst der im Bereich der Lüftungsöffnung angeordnete Ventilator Rauch und/oder warme Luft durch die Lüftungs­ öffnung aus dem Raum fördert und daß die Wirkung des Ven­ tilators durch natürliche Konvektion, die durch einen hinreichenden Rauch- oder Luftvolumenstrom erzeugt wird, unterstützt wird, wenn im Raum und dessen Umgebungen Tem­ peraturverhältnisse herrschen.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Rauch- und Wärmeab­ zugsanlage wird das aufgezeigte technische Problem durch einen im Bereich der Lüftungsöffnung angeordneten Venti­ lator zur Erzeugung eines durch die Lüftungsöffnung aus dem Raum strömenden Rauch- oder Luftvolumenstrom gelöst.

Die Erfindung vereint die Kostenvorteile der natürlichen Konvektion mit der durch eine mechanischen Luftförderung erreichten Entkopplung der Luftförderung von den Umge­ bungsbedingungen. Insbesondere vermeidet sie ein verzö­ gertes Einsetzen des Rauchabzugs bzw. gewährleistet eine Warmluftförderung auch bei ungünstigen Umgebungsbedingun­ gen. Indem im Bedarfsfall zunächst der Ventilator akti­ viert wird, ist sichergestellt, daß sofort mit Aktivie­ rung der Rauch- und Wärmeabzugsanlage Rauch bzw. warme Luft aus dem Raum abgezogen wird. Erreichen die Tempera­ turverhältnisse jedoch Werte, bei denen ein hinreichender Rauch- bzw. Luftvolumenstrom durch natürliche Konvektion bewirkt wird, so wird die Wirkung des Ventilators unter­ stützt. Gegebenenfalls kann der Ventilator unter diesen Bedingungen auch abgeschaltet werden.

Ferner wird bei einem im Bereich der Lüftungsöffnung an­ geordneten Ventilator der Rauch bzw. die warme Luft aus dem Raum gesogen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Erzeugung von Überdruck im Raum vermieden. Der oben dar­ gestellte Nachteil, daß Rauch in an einen Treppenraum an­ grenzende Räume aufgrund des dort herrschenden Überdrucks eindringt, wird somit vermieden. Vielmehr wird auch aus den angrenzenden Räumen Rauch bzw. erwärmte Luft abgezo­ gen.

Der Ventilator wird bevorzugt durch einen Rauch- oder Brandmelder aktiviert wird. Dieser kann beispielsweise ein manuell betätigter, in dem Raum angeordneter Rauch- oder Brandmelder sein. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung eines Rauch- oder Branddetektors, der selbst­ ständig Rauch oder Feuer erkennt. Damit wird eine Akti­ vierung der Rauch- und Wärmeabzugsanlage unabhängig von der Einflußnahme von Personen im Raum ermöglicht.

In bevorzugter Weise kann der Betrieb des Ventilators durch hitzebedingtes Versagen beendet werden. Bei großen Bränden in Räumen wird die Rauch- und Wärmeabzugsanlage, insbesondere der Ventilator, ersetzt, um Fehlfunktionen der möglicherweise durch den Brand geschädigten, Rauch- und Wärmeabzugsanalge zu vermeiden. Der ohnehin zu ent­ sorgende Ventilator kann somit unter Verzicht auf teure, hitzebeständige Materialien so konstruiert werden, daß er lediglich bis zu einer festzulegenden Maximaltemperatur funktionsfähig bleibt. Es reicht aus, daß der Ventilator solange funktionstüchtig bleibt, bis eine Raumtemperatur erreicht wird, die auch bei maximal in der Umgebung vor­ kommenden Temperaturen einen hinreichende Rauch- und Luftvolumenstrom durch natürliche Konvektion bewirkt. Bei Erreichen dieser Temperatur ist ein hitzebedingtes Versa­ gen des Ventilators unschädlich, da der weitere Rauchab­ zug durch die natürliche Konvektion bewirkt wird.

Alternativ kann der Betrieb des Ventilators durch eine Steuereinrichtung beendet werden, wenn zumindest ein der Steuereinrichtung zugeordnetes Meßelement Temperaturbe­ dingungen im Raum feststellt, die einen hinreichenden Rauch- oder Luftvolumenstrom durch natürliche Konvektion bewirken.

Bevorzugt wird der in der Lüftungsöffnung angeordnete Ventilator nach der Außerbetriebnahme zumindest teilweise aus der Lüftungsöffnung herausbewegt wird. Damit wird der unbehinderte Durchtrittsquerschnitt der Lüftungsöffnung vergrößert, so daß ein größerer Rauch- bzw. Luftvolumen­ strom aus dem Raum strömen kann.

Um das Eindringen von Regen in den Raum im Nichtbetriebs­ fall der Rauch- und Wärmeabzugsanlage zu vermeiden, wird die Lüftungsöffnung durch ein Verschlußelement, bei­ spielsweise eine Klappe oder eine Lichtkuppel, verschlos­ sen. Bevorzugt wird dieses Verschlußelement im Brandfall auf Grundlage eines Signals eines Rauch- und/oder Brand­ melders geöffnet.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand Eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnung bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein mehrgeschossigen Hauses mit einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage im Querschnitt und

Fig. 2 die Lüftungsöffnung mit Ventilator der Rauch- und Wärmeabzugsanlage in einer Draufsicht.

Fig. 1 zeigt ein Gebäude 1 mit mehreren Geschossen 2 und diese verbindende Treppen 3. Das Flachdach 4 des Gebäudes 1 weist eine Lüftungsöffnung 5 und einen darin angeordne­ ten Ventilator 6 auf. Am Rand der Lüftungsöffnung ange­ lenkt ist auf dem Flachdach 4 eine schwenkbare Lichtkup­ pel 7 angeordnet.

Jedem Geschoß 2 ist ein Rauchdetektor 8 zugeordnet. Die Rauchdetektoren 8 sind mit einer Steuereinrichtung 9 ver­ bunden. Die Steuereinrichtung 9 ist mit einem Schwenkantrieb der Lichtkuppel 7 und mit einem Antrieb des Venti­ lators 6 verbunden.

In der Nähe der Lüftungsöffnung 5 ist ein Temperaturfüh­ ler 10 vorgesehen, der mit der Steuereinrichtung 9 ver­ bunden ist.

Fig. 2 zeigt den in der Lüftungsöffnung angeordneten Ven­ tilator 6. Dieser ist in Richtung des Pfeils A mittels eines Schwenkantriebs verschwenkbar.

Im Brandfall wird der durch das Feuer entstehende Rauch durch einen der Rauchdetektoren 8 erkannt. Ein daraufhin vom Rauchdetektor 8 zur Steuereinrichtung 9 gesandtes Si­ gnal löst den Betrieb der Rauch- und Wärmeabzugsanlage aus. Die Steuereinrichtung 9 sendet Signale sowohl zum Schwenkantrieb der Lichtkuppel 7 als auch zum Antrieb des Ventilators 6 aus. Die Lichtkuppel 7 wird geöffnet und der Ventilator 6 aktiviert. Der Ventilator 6 zieht saug­ seitig Rauch aus dem Inneren des Gebäudes 1 an und drückt ihn druckseitig durch die Lüftungsöffnung 5 aus dem Ge­ bäude.

Der Temperaturfühler 10 ermittelt während des Betriebs des Ventilators 6 die Rauchtemperatur in der Nähe der Lüftungsöffnung 5. Erreicht die Rauchtemperatur einen vorher festgelegten Sollwert, wird der Betrieb des Venti­ lators 6 durch die Steuereinrichtung 9 beendet. Der Soll­ wert wird derart festgelegt, daß auch bei maximaler Umge­ bungstemperatur, beispielsweise der Maximaltemperatur an Sommertagen, bei Erreichen des Sollwerts die natürliche Konvektion einen Rauchvolumenstrom bewirkt, der eine aus­ reichende Entrauchung des Gebäudes sicherstellt.

Anschließend wird der Ventilator 6 teilweise in Richtung des Pfeils A aus der Lüftungsöffnung 5 geschwenkt, um de­ ren Öffnungsquerschnitt zu vergrößern.

Alternativ kann zusätzlich zu dem innen angeordneten Tem­ peraturfühler 10 an der Außenseite des Gebäudes ein wei­ terer Temperaturfühler vorgesehen werden. Auf Grundlage der Meßergebnisse der beiden Temperaturfühler kann die Steuereinrichtung ein Temperaturgefälle ermitteln. Ist das Temperaturgefälle zwischen Innenraum und Umgebung groß genug, um eine ausreichende Entrauchung des Gebäudes 1 sicherzustellen, wird der Betrieb des Ventilators 6 eingestellt. Nach der Außerbetriebnahme des Ventilators 6 wird dieser teilweise in Richtung des Pfeils A aus der Lüftungsöffnung geschwenkt, um deren Öffnungsquerschnitt zu vergrößern.

Die beschriebene Anlage kann zur Klimatisierung des Ge­ bäudes 1 eingesetzt werden, wenn den Geschossen 2 Tempe­ raturfühlern zugeordnet werden, die bei Überschreiten ei­ nes gewünschten Temperaturwertes den Betrieb der Rauch- und Wärmeabzugsanlage mittels der Steuereinrichtung wie beschrieben auslösen.

Claims (14)

1. Verfahren für den Betrieb einer Rauch- und Wärmeab­ zugsanlage für einen geschlossenen Raum, der zumin­ dest eine im oberen Bereich angeordnete Lüftungsöff­ nung (5) aufweist, wobei Teil der Rauch- und Wärme­ abzugsanlage zumindest ein Ventilator (6) ist, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aktivierung der Rauch- und Wärmeabzugsanla­ ge zunächst der im Bereich der Lüftungsöffnung (5) angeordnete Ventilator (6) Rauch und/oder warme Luft durch die Lüftungsöffnung (5) aus dem Raum fördert und daß die Wirkung des Ventilators (6) durch natür­ liche Konvektion, die durch einen hinreichenden Rauch- oder Luftvolumenstrom erzeugt wird, unter­ stützt wird, wenn im Raum und dessen Umgebungen Tem­ peraturverhältnisse herrschen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauch- und Wärmeabzugsanlage durch einen Rauch- oder Brandmelders aktiviert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betrieb des Ventilators (6) durch hitzebedingtes Versagen des Ventilators (6) beendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betrieb des Ventilators (6) durch eine Steuereinrichtung (9) beendet wird, wenn zumin­ dest ein der Steuereinrichtung (9) zugeordnetes Me­ ßelement Temperaturbedingungen im Raum feststellt, die einen hinreichenden Rauch- oder Luftvolumenstrom durch natürliche Konvektion bewirken.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in der Lüftungsöffnung (5) ange­ ordnete Ventilator (6) nach seiner Außerbetriebnahme zumindest teilweise aus der Lüftungsöffnung (5) her­ ausbewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Lüftungsöffnung (5) ver­ schließendes Verschlußelement auf Grundlage eines Signals eines Rauch- oder Brandmelders geöffnet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauch- oder Brandmelder ein Rauch- oder Branddetektor (8) ist.

8. Rauch- und Wärmeabzugsanlage für einen geschlossenen Raum, der zumindest eine im oberen Bereich angeord­ nete Lüftungsöffnung (5) aufweist, gekennzeichnet durch einen im Bereich der Lüftungsöffnung (5) ange­ ordneten Ventilator (6) zur Erzeugung eines durch die Lüftungsöffnung (5) aus dem Raum strömenden Rauch- oder Luftvolumenstrom.

9. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Ventilator (6) als Be­ tätigungseinrichtung ein Rauch- oder Brandmelder zu­ geordnet ist.

10. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilator (6) eine Steuereinrichtung (9) mit mindestens einem im Raum angeordneten Meßelement zugeordnet ist, um den Be­ trieb des Ventilators (6) zu beenden, wenn Tempera­ turbedingungen im Raum herrschen, die einen hinrei­ chenden Rauch- oder Luftvolumenstrom durch natürli­ che Konvektion bewirken.

11. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach einem der Ansprü­ che 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Venti­ lator (6) in der Lüftungsöffnung (5), aus der Lüf­ tungsöffnung zumindest teilweise heraus schwenkbar angeordnet ist.

12. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach einem der Ansprü­ che 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüf­ tungsöffnung (5) durch ein zur Freigabe der Lüf­ tungsöffnung (5) schwenkbares Verschlußelement ver­ schlossen ist.

13. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement eine Lichtkuppel (7) ist.

14. Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach einem der Ansprü­ che 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauch- oder Brandmelder ein Rauch- oder Branddetektor (8) ist.