DE102005043213A1

DE102005043213A1 - Sprinkleranlage für frostgefährdete Bereiche

Info

Publication number: DE102005043213A1
Application number: DE200510043213
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Homeister
Original assignee: Minimax GmbH and Co KG
Current assignee: Minimax GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-09-10
Also published as: DE102005043213B4; NL1032265C2; NL1032265A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sprinkleranlage für frostgefährdete oder gekühlte Bereiche, von der zumindest ein Teil im frostgefährdeten Bereich angeordnet ist und sich Löschwasser und Frostschutzmittel in den Leitungen zum Sprinkler befinden. Die Anlage zeichnet sich aus durch ein Fallrohr (3) mit Sprinklern, dessen unterer Teil mit Frostschutzlösung (FSL) gefüllt ist, wobei zwischen der Wasserversorgungsleitung (17) und dem Sprinkler (4) ein Rückflußverhinderer (2) angeordnet ist und Leitungen (6) die unteren Teile der Fallrohre (3) miteinander verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprinkleranlage entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo in frostgefährdeten sowie in gekühlten oder tiefgekühlten, Bereichen Brände ausbrechen können und Sprinkleranlagen installiert werden müssen und ein Löschmittel schnell und zuverlässig zur Verfügung stehen muß. Sprinkleranlagen in frostgefährdeten sowie in gekühlten oder tiefgekühlten Bereichen sind bekannt. In diesen Bereichen besteht das besondere Problem, daß ein Einfrieren der Löschflüssigkeit verhindert werden muß. Dazu kennt der Fachmann unterschiedliche Lösungen. Für Anlagen, in denen Löschwasser nicht sofort zur Verfügung stehen muß, kann über Trockenalarmventilstationen dafür gesorgt werden, daß Löschwasser schnell zur Verfügung steht.

In DE 199 30 481 A2 ist eine Feuerlöschanlage beschrieben, in der mehrere Bereiche mit einer einzigen Trockenalarmventilstation schnell und sicher bedient werden. In jedem Bereich ist eine vorgesehene Anzahl von Sprinklern angeordnet sowie ein Rückflußverhinderer und ein Druckwächter. Über den Druckwächter besteht die Möglichkeit, ein Signal an eine Feueralarmeinrichtung oder den Schnellöffner der Trockenalarmventilstation zu geben.

In DE 196 01 777 A1 ist eine stationäre Feuerlöschanlage mit einem druckgasgefüllten Sprinkler-Trockennetz und schnell öffnenden Sprinklern beschrieben, wobei über einen elektrisch gesteuerten Differentialdruckwächter beim Druckabfall im Sprinklerrohrnetz eine elektrisch gesteuerte Schnellentlüftung in der Sprinklerrohrleitung und eine elektrisch gesteuerte Auslösung zum Öffnen des Löschventils führt. Die Feuerlöschanlage kann sowohl für offene als auch für geschlossene Sprinkler verwendet werden und dient dazu, Systemverzögerungen zu minimieren.

Aus DE 297 15 451.6 ist eine Sprinkleranlage mit druckluftgefülltem Sprinklerrohrnetz bekannt, bei der die Sprinkleranlage nicht mit Wasser, sondern mit Druckluft gefüllt ist und erst im Brandfall Löschmittel in das Rohrleitungssystem gepumpt wird. Auch mit dieser Anlage kommt Löschwasser nur verzögert am Brandherd an, da zunächst das Gas aus dem Rohrleitungsnetz entfernt wird, was zu einem verzögerten Eintreffen des Löschwassers führt.

Weiterhin sind Sprinkleranlagen bekannt, deren Rohrnetz nicht mit Löschwasser, sondern mit einer Frostschutzlösung, im Folgenden FSL abgekürzt, gefüllt ist. Üblicherweise wird der Bereich in Fließrichtung hinter der Alarmventilstation mit der FSL befüllt. In Fließrichtung davor ist Wasser vorhanden. Die im Brandfall austretende FSL wird nach und nach durch Wasser ersetzt. Diese Anlagen haben sehr große Rohrdurchmesser und die Leitungen, die mit Frostschutzmittel gefüllt sind, sind lang, so daß normalerweise erhebliche Mengen Frostschutzmittel benötigt werden. Weiterhin bekannt sind Sprinkleranlagen, bei denen das Rohrnetz grundsätzlich mit Wasser gefüllt ist, ein daran angeschlossener Teilbereich aber mit FSL. Dies wird z. B. dann angewandt, wenn nur ein einzelner Raum frostgefährdet ist, der durch wenige Sprinkler geschützt wird.

Diese Möglichkeit wird auch in einschlägigen Richtlinien für Planung und Einbau von Sprinkleranlagen, z. B. FM Global Datenblatt 2-8N, beschrieben.

Frostschutzmittel hat außerdem eine geringere Löschwirkung als Wasser weil über die Frostschutzlösung die Wärmeenergie des Feuers schlechter abgeführt wird, als bei Verwendung von Wasser. Dies gilt insbesondere für Frostschutzlösungen auf Glykolbasis. Weiterhin besteht die Gefahr, daß sich die FSL über längere Zeiträume entmischt. Dann kann es zu einer Anreicherung von Glykol kommen. Glykol ist ein Alkohol und brennbar. Bei Auftreten solcher Entmischungseffekte oder auch bei sehr hohen Temperaturen im Feuer kann das Glykol dann als zusätzlicher Brennstoff wirken, was bei einem Löschmittel gänzlich unerwünscht ist. Je höher die Konzentration der Frostschutzlösung im Löschwasser ist, desto schlechter ist die Löschwirkung und die Gefahr der Entmischung.

Um die Energie des Feuers trotzdem abführen zu können, kann es erforderlich sein, die von der Sprinkleranlage freigesetzten Flüssigkeitsmengen/Volumenströme bei Verwendung von FSL gegenüber den für Wasser geltenden Werten deutlich zu erhöhen oder längere Löschzeiten in Kauf zu nehmen. Größere Flüssigkeitsmengen/Volumenströme bedeuten größere Rohre, größere Pumpen, mehr Löschwasserrückhaltekapazität, etc. und damit höhere Kosten.

ESFR (Early Suppression Fast Response)-Sprinkleranlagen sind Sprinkleranlagen mit speziellen Sprinklern, die sehr schnell auslösen müssen und dann in kurzer Zeit sehr große Löschwassermengen freisetzen, um das Feuer schnell und effektiv zu bekämpfen.

Bei dieser Anlagenart wirkt sich der Einsatz einer „schlechteren" Löschflüssigkeit noch stärker aus, als bei klassischen Sprinklern. Daher können ESFR-Sprinkler in frostgefährdeten, gekühlten oder tiefgekühlten Bereichen üblicherweise nicht eingesetzt werden. Bei dieser Anlage werden Sprinkler ausschließlich an der Decke installiert. Man spart dabei in Regallagern die aufwendige Installation des Rohrnetzes in den Regalen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Sprinkleranlage für frostgefährdete Bereiche zu entwickeln, bei der eine Vielzahl von Sprinklern bei geringem Löschmittelverbrauch sofort und zuverlässig zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird durch eine Sprinkleranlage nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß eine Sprinkleranlage mit Sprinklern, der Wasserversorgung (z. B. Pumpen, Wasserbehälter), Ventilen und Armaturen im frostgefährdeten Bereich Rohre aufweist, die mit Frostschutzlösung (FSL) gefüllt sind und der weitere Teil der Anlage reines Löschwasser enthält.

Ein Fallrohr dessen unterer Teil FSL enthält ist zwischen der Wasserversorgungsleitung und dem Sprinkler angeordnet. Im Fallrohr ist ein Rückflußverhinderer angeordnet. Die Fallrohre mit FSL sind untereinander durch kleine Leitungen verbunden.

Vor dem Rückflußverhinderer kann ein Absperrelement angeordnet sein.

Die Fallrohre sind üblicherweise bis 2 Meter lang und nehmen eine Füllmenge von 1 bis 2 Liter FSL auf. Damit sind nur minimale Mengen an FSL erforderlich. Bei Auslösung des Sprinklers steht innerhalb von Sekunden Wasser am Sprinkler an. Die Leitungen der Feuerlöschanlage nach den erfindungsgemäßen Merkmalen, die eine ESFR-Sprinkleranlage darstellen kann, sind nicht frostgefährdet.

Vorteilhaft ist es weiterhin für den Bereich mit FSL eine zentrale Versorgungseinheit anzuordnen. Das kann ein druckpolstergepufferter Druckbehälter oder eine Druckhalte- und Nachspeisepumpe mit einem Vorratsbehälter im Leitungssystem mit FSL sein.

Das Absperrelement, welches einen Kugelhahn darstellen kann, ist nur im Wartungszustand geschlossen und kann mit einer Überwachungseinrichtung, insbesondere mit einer elektrischen Überwachungseinrichtung, gekoppelt sein. Damit kein Vermischen von Frostschutzmittel und Wasser aus dem wassergefüllten Bereich möglich ist, ist der Druck P2 im Gereicht mit FSL höher als der Druck P1 im Bereich mit Löschwasser. Anderenfalls könnte Löschwasser in den FSL-Bereich eindringen, was die Funktion der Anlage gefährdet. Weiterhin ist es vorteihaft zwischen beiden Bereichen im Rohrnetz ein Rückschlagventil anzuordnen. Vorteilhaft ist dazu ein federbelastetes Rückschlagventil. Um den Druck im Rohrleitungsnetz, in dem sich FSL befindet, höher zu halten, als in dem Rohrleitungsbereich in dem Wasser vorhanden ist, ist es vorteilhaft, die Druckanzeige oder Messung mit einer Überwachungseinheit zu koppeln.

Aufgrund hoher Temperaturdifferenzen und der hohen Wärmeausdehnung von FSL, denen die Rohre mit FSL ausgesetzt sein können, kann es zur Volumenänderung kommen, so daß der Einbau einer Druckkompensation in diesen Bereich vorteilhaft ist.

Um Flüssigkeitsproben aus den Leitungen zu entnehmen, in denen sich FSL befindet, ist es vorteilhaft, eine Öffnung im Rohr, beispielsweise eine Probenahmestelle in Form eines Ventils, anzuordnen. Diese Probenahmestellen können an den Fallrohren oder aber auch an den Verbindungsleitungen angeordnet sein. Die Leitungen mit FSL können weiterhin einen Druckanzeiger, ein Durchsatzbegrenzungselement, einen Rückflußverhinderer und ein Absperrelement aufweisen. Das Durchsatzbegrenzungselement ist bei automatischer Nachspeisung erforderlich um zu verhindern, daß bei Sprinklerauslösung große Mengen FSL nachgespeist werden. Damit wird erreicht, daß bei Auslösung pures Löschwasser am Brandherd anliegt. Die Nachspeisung der FSL kann von Hand oder automatisch, z. B. über Druckschalter gesteuert, erfolgen.

Durch die Wärmeleitung vom Sprinkler in dem kalten Bereich über die Fallrohre kann es oberhalb der Isolierung an den Absperrelementen und dem Rückflußverhinderer zu Störungen durch Einfrieren kommen. Außerdem kann es zur Kondensation von Luftfeuchtigkeit an den kalten Teilen des Fallrohres kommen, was bauphysikalisch ungünstig ist. Es ist deshalb vorteilhaft, an den Rohren mit FSL eine Rohrbegleitheizung anzuordnen.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zwei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1: Schematische Darstellung der Sprinkleranlage.
2: Schematische Darstellung der Sprinkleranlage mit Rohrbegleitheizung und Absperrelement in den Leitungen zwischen den Fallrohren.
Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Sprinkleranlage, bei der Wasser von einer Wasserversorgung durch die Wasserversorgungsleitung 17 mit einem Druck P1 herangeführt wird und am Absperrelement 1 anliegt. Das Absperrelement 1 ist in einem Fallrohr 3 angeordnet, welches durch eine Isolierung 18 in den frostgefährdeten Bereich 19 ragt, die eine Raumdecke darstellen kann. Am Ende des Fallrohres 3 ist der Sprinkler 4 angeordnet, an dem FSL anliegt. Das Fallrohr 3 ist ca. 1,5 m lang und mit FSL gefüllt, wobei ein federbelasteter Rückflußverhinderer 2 nach dem Absperrelement 1 angeordnet ist. Das Rohrleitungssystem mit FSL weist einen Druck P2 auf, der höher ist, als der Druck P1 im Wasserversorgungssystem. Damit wird verhindert, daß Wasser in den Bereich mit FSL eindringt. Dieser Druck P2 wird durch die Druckhalte- und Nachspeisepumpe 15 erzeugt. Die Fallrohre 3 sind durch Leitungen 6 zwischen den Einspeisestellen 5 miteinander verbunden, wobei an diese Leitungen 6 das Ausdehnungsgefäß 10, der Druckanzeiger 11, das Durchsatzbegrenzungselement 12, der Rückflußverhinderer 13, das Absperrelement 14 beidseitig der Druckhalte- und Nachspeisepumpe 15 und der Vorratsbehälter 16 angeschlossen sind. Dadurch ist es möglich zu gewährleisten, daß FSL immer mit dem vorgesehenen Druck im Sprinkler 4 anliegt und kein Wasser in den Bereich mit FSL eindringt. Zur Probenahme und Kontrolle ist im Fallrohr 3 eine Entnahmestelle 7 mit Absperrelement 8 angeordnet. Damit nicht alle Fallrohre 3 mit Entnahmestellen 7 zu versehen sind, ist es bei sehr großen Anlagen vorteilhaft, die Entnahmestelle an der Verbindungsleitung 6 anzuordnen, wie das 2 zeigt. Im Falle eines Brandes und bei Öffnen des Sprinklers 4 strömt das Löschwasser aus der Wasserversorgungsleitung 17 in das Fallrohr 3 und die geringe Menge (1 bis 2 Liter) FSL werden auf dem Brandherd verteilt, wonach sofort reines Löschwasser anliegt und versprüht wird.
Weiterhin zeigt die 2 eine Rohrbegleitheizung 20, mit der die Folgen störender Kondensationen vermieden werden sollen.
Die vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, daß Sprinklersysteme mit einer hohen Anzahl von Sprinklern in frostgefährdeten Bereichen schnell und zuverlässig mit Löschwasser versorgt werden können.

1: Absperrelement
2: Rückflußverhinderer, vorzugsweise federbelastet
3: Fallrohr
4: Sprinkler
5: Einspeisestelle für FSL
6: Leitung für FSL
7: Entnahmestelle FSL
8: Absperrelement
9: Zentrale Versorgungseinheit für FSL
10: Ausdehnungsgefäß
11: Druckanzeige
12: Durchsatzbegrenzungselement
13: Rückflußverhinderer
14: Absperrelement
15: Druckhalte- und Nachspeisepumpe für FSL
16: Vorratsbehälter für FSL
17: Wasserversorgungsleitung
18: Isolierung
19: Frostgefährdeter, gekühlter oder tiefgekühlter Bereich
20: Rohrbegleitheizung
P1: Druck Wasserführende Seite der Sprinkleranlage
P2: Druck FSL-führende Seite der Sprinkleranlage

Claims

Sprinkleranlage für frostgefährdete oder gekühlte Bereiche, von der zumindest ein Teil im frostgefährdeten Bereich angeordnet ist und sich Löschwasser und Frostschutzmittel in den Leitungen zum Sprinkler befinden, bestehend aus den Sprinklern, Rohrleitungen, Pumpen, der Wasserversorgung, Ventilen und Armaturen, gekennzeichnet durch – ein Fallrohr (3), dessen unterer Teil mit Frostschutzlösung (FSL) gefüllt ist, zwischen der Wasserversorgungsleitung (17) und dem Sprinkler (4), – einen Rückflußverhinderer (2) im Fallrohr und – Leitungen (6) zwischen den unteren Teilen der Fallrohre (3).
Sprinkleranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Absperrelement (1) vor dem Rückflußverhinderer (2).
Sprinkleranlage nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zentrale Versorgungseinheit für die FSL.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckhalte- und Nachspeisepumpe (15) und einen FSL-Vorratsbehälter (16) im Leitungssystem (3, 6) mit FSL die zentrale Versorgungseinheit darstellt.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet dadurch, daß die zentrale Versorgungseinheit einen druckpolstergepufferten Vorratsbehälter darstellt.
Sprinkleranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck (P2) in den Rohrleitungen (3, 6) mit FSL höher ist, als der Druck (P1) im Rohrleitungssystem (17) mit Wasser.
Sprinkleranlage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sprinkler (4) ESFR-Sprinkler angeordnet sind.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückflußverhinderer (2) in den Leitungen zwischen dem frostgefährdeten Bereich, die mit FSL gefüllt sind, ein federbelastetes Rückschlagventil angeordnet ist.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leitungsteilen (3, 6) eine Rohrbegleitheizung (20) angeordnet ist, so dass keine Kondensationsgefahr durch Kältebrücke zwischen kaltem Bereicht (19) und dem warmen Bereich oberhalb der Isolierung (18) besteht.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Absperrelement (1) ein Kugelhahn mit elektrischer Überwachung seiner Stellung angeordnet ist.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (6) mit FSL eine Druckanzeige (11), ein Durchsatzbegrenzungselement (12), ein Rückflußverhinderer (13) und Absperrelemente (14) angeordnet sind.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Öffnung (7) in den Leitungen (3, 6) mit FSL zum Probenehmen mit Absperrelementen (8) angeordnet ist.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leitungen (6) mit FSL ein Druckkompensator oder ein Ausdehnungsgefäß (10) angeordnet ist.
Sprinkleranlage nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckanzeiger (11) eine Überwachungseinrichtung angeordnet ist.