DE102006028152A1

DE102006028152A1 - Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung und Betriebs- und Löschwasseranlage

Info

Publication number: DE102006028152A1
Application number: DE102006028152A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Stemmler
Original assignee: Individual
Current assignee: Wilo Industriesysteme GmbH
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2026-06-17
Also published as: DE102006028152B4

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung und eine Betriebs- und Löschwasseranlage zu schaffen, die die mittelbare Betriebs- und Löschwasserversorgung ermöglicht und große Wassermengen, z. B. bei Versagen der Anlagentechnik, ohne Zuhilfenahme von Fremdenergie ableitet. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass Wasser, beispielsweise Lösch- und Regenwasser, in einem Speicher gesammelt wird, dass das zur Betriebswassersversorgung notwendige Wasser maximal bis zu einer Löschwassergrenze aus dem Speicher über einen Vorlagebehälter und eine Betriebswasserdruckleitung bedarfsgerecht entnommen wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung und eine Betriebs- und Löschwasseranlage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung und eine Betriebs- und Löschwasseranlage

Die bekannten Lösungen sind auf den jeweiligen Bedarfsfall, wie z.B. Trinkwasserversorgung, Betriebswasserversorgung u.a., hin ausgelegt, für Lösch- und Regenwasseranlagen werden einzelne Speicher verwendet. Dies bedingt einen großen technischen und Kostenaufwand. Weiterhin ermöglichen die bekannten technischen Lösungen nicht, dass größere Wassermengen in Kleinbehältern über einen freien Auslauf eingespeist oder größere Wassermengen aus einem Kleinbehälter ohne Zuführung von Fremdenergie abgeleitet werden.

Wenn größere Wassermengen im Rahmen eines mittelbaren Anschlusses nachgespeist werden, so nutzt man überdimensionierte Zwischenbehälter, die eine Auslegung als Kompaktanlage nicht möglich machen. Deshalb müssen beispielsweise Pumpanlagen und Vorratsbehälter getrennt voneinander aufgestellt werden.

Dabei sind Vorlagebehälter mit großer Speicherkapazität erforderlich. Einen Behelf, um die Vorlagebehälter zu verkleinern, hatte man über das Summenlinienverfahren gefunden. Diese aus der Siedlungswasserwirtschaft bekannte Lösung ließ sich nicht auf die Erfordernisse der allgemeinen Versorgungswirtschaft anwenden. Letzteres deshalb, da die stark schwankenden Verbrauchswerte von einzelnen Gebäuden nicht mit den Betreibern öffentlicher Großnetze vergleichbar sind.

Man hat sich geholfen, indem große Vorlagebehälter eingesetzt wurden, die nach DIN 1988 dimensioniert waren. Letztendlich waren kleinere Kompaktanlagen für die Betriebswasserversorgung nur bis zu einem Spitzenvolumenstrom von 16 m3/h möglich. Größere Trink-, Betriebs- und Löschwasserversorgungsanlagen konnten deshalb bisher nicht als Kompaktanlage angeboten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung und eine Betriebs- und Löschwasseranlage zu schaffen, die die mittelbare Betriebs- und Löschwasserversorgung ermöglicht und große Wassermengen, z.B. bei Versagen der Anlagentechnik, ohne Zuhilfenahme von Fremdenergie ableitet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Wasser, beispielsweise Lösch- und Regenwasser, in einem Speicher gesammelt wird, dass das zur Betriebswasserversorgung notwendige Wasser maximal bis zu einer Löschwassergrenze aus dem Speicher über einen Vorlagebehälter und eine Betriebswasserdruckleitung bedarfsgerecht entnommen wird. In den Vorlagebehälter wird dabei zusätzlich Trinkwasser eingeleitet wird, wenn die Löschwassergrenze im Speicher erreicht ist. Im Brandfall wird Trinkwasser in den Vorlagebehälter eingespeist und wenn der Bedarf an Löschwasser größer ist als die eingespeiste Trinkwassermenge, wird das Wasser aus dem Speicher auch unter die Löschwassergrenze in den Vorlagebehälter nachgepumpt. Im Speicher kann auch Regen- und Löschwasser bevorratet werden, und es kann in ihn Trinkwasser eingeleitet werden. Die Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der Pumpen erfolgt durch einen zwangsweise erzeugten Druckabfall im Leitungsnetz durch durch Öffnen eines Stellgliedes, da nach einem Druckabfall im Betriebswassernetz die Pumpen den vorgegebenen Ausschaltdruck erneut erreichen müssen. Der Löschwassermodus bzw. die Brandmeldung kann in Abhängigkeit vom Volumenstrom in der Betriebswasserdruckleitung ausgelöst werden. Es ist auch möglich, dass die Einregelung des Druckes in der Betriebswasserdruckleitung in Abhängigkeit vom eine Brandmeldung auslösenden Grenztaster erfolgt, da der Grenztaster den Ort der Auslösung signalisiert.

Die erfindungsgemäße Betriebs- und Löschwasseranlage besteht aus einem Speicher, einem Vorlagebehälter und einer Regelungsanlage. Der Speicher ist schematisch in die Bereiche Betriebswasser und Löschwasser unterteilt und ist über eine Wasserleitung mit einem Vorlagebehälter verbunden. Dieser ist seinerseits sowohl mit einer Trinkwasserzuleitung als auch mit einer Betriebswasserdruckleitung verbunden ist. Vorteilhaft ist es, wenn am oberen Rand des Vorlagebehälters, beispielsweise im Deckel des Vorlagebehälters, gegenüber dem Einfluss der Trinkwasserzuleitung mindestens eine Stauscheibe angeordnet ist. Dabei kann der Vorlagebehälter ein Kleinstbehälter sein. Günstig ist es, wenn mindestens der Vorlagebehälter im Gebäude angeordnet ist. Die Rohre der Notentwässerung sind derart dimensioniert, dass sie bei Notentwässerung vollständig mit Wasser gefüllt sind. Der Vorlagebehälter enthält sowohl Entlüftungsöffnungen als auch unter dem oberen Rand einen freien Ausschnitt, der optional durch einen Luftschleier verschließbar ist, sowie einen Notüberlauf. Vorteilhaft ist es, wenn die Stauscheibe vor dem freien Ausschnitt angeordnet ist und wenn die Entlüftungsöffnungen Unterdruck erzeugende und der freie Ausschnitt Überdruck erzeugende Mittel enthalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt

1 ein Schema der Betriebs- und Löschwasseranlage.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die gesamte Anlagentechnik auf zwei Hauptkomponenten reduziert werden kann, nämlich einen Vorlagebehälter, beispielsweise eine Zisterne, in dem Betriebs-, Regen- und Löschwasser, bevorratet wird und ggf. Trinkwasser einleitbar ist, und eine Regelungsanlage mit Zwischenbehälter im Gebäude. Mittels Speicher wird allgemeines Betriebswasser, wie z.B. Regen- und Löschwasser, bevorratet. Im Standardfall erfolgt die Versorgung der allgemeinen Betriebswasserverbraucher, wie z.B. WC, mit dem Speichervorrat des Betriebswassers. Die Löschwassermenge bleibt in diesem Bedarfsfall konstant. Eine vollständige Entleerung des Speichers, einschließlich der Löschwasserbevorratung, findet im Brandfall statt.

Beinhaltet der Speicher im Standardfall eine ausreichende Betriebswassermenge, wird diese über eine Pumpanlage in einen Zwischenspeicher, vorzugsweise im Gebäude, befördert. Ist dieses Reservoir erschöpft, wird Wasser aus dem öffentlichen Netz (Trinkwasser) in den Vorlagebehälter nachgespeist. Muss eine Löschwasserentnahme stattfinden, die z.B. durch den Löschwassermodus ausgelöst wird, so erfolgt die Versorgung in umgekehrter Reihenfolge. Vorrangig wird Stadtwasser in den Vorlagebehälter nachgespeist. Ist die nachgespeiste Stadtwassermenge geringer als die gefördert Löschwassermenge, sinkt der Füllstand im Vorlagebehälter, und es wird Löschwasser aus der Zisterne entnommen und in den Vorlagebehälter befördert. Dies ermöglicht eine verlängerte und optimale Bereitstellung des objektbezogenen Löschwasservolumens. Bei Nachspeisung von Trinkwasser in den offenen Behälter wird eine Luftstrecke zwischen maximalen Wasserstand des Betriebswassers im Vorlagebehälter und der Trinkwassereinspeiseöffnung (DIN EN 1717) geschaffen. Dies geschieht beispielsweise über einen freien Ausschnitt im Behälter. Damit aus dem Ausschnitt beim Nachspeisen des Trinkwassers der freie Austritt von Spritzmengen vermieden wird, wurde eine Stauscheibe in den Deckel des Vorlagebehälters angeordnet. Verdrängte Luftmengen durch eine zusätzliche Entlüftungsöffnung, in der optional Unterdruck erzeugt werden kann, abgeführt. Der Einsatz einer oder mehrerer Stauscheiben ermöglicht die Bildung eines Überdruckes im hinteren Bereich des Behälters. Letzterer wird genutzt, um auftretendes Spritzwasser beim Einspeisen von Trinkwasser in den Kleinbehälter durch einen zusätzlichen Entlüftungsabgang abzuleiten. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Ausschnitt am Klein- bzw. Vorlagebehälter durch einen Luftschleier zu verschließen, der durch einen Luftüberdruck das Austreten von Spritzwasser verhindert. Um eine erhebliche Reduzierung des Fassungsvermögens der Vorlagebehälter zu erreichen, wird zufließendes Wasser dauerhaft größer, mindestens aber gleich, der abgegebenen Wassermenge bemessen. Dies ermöglicht u.a. die Ausführung des Vorlagebehälters als Kleinstbehälter, abweichend von der Dimensionierungsformel in DIN 1988.

Um gegebenenfalls die in größeren Mengen anfallenden Betriebswässer im Notfall ableiten zu können, waren bekannte Freispiegelentwässerungen nicht einsetzbar. Im Gegensatz zu diesen, bei denen die Rohre nur eine Teilfüllung besitzen, wird in der gefundenen Anlage die abgehende Notentwässerung vollständig mit Wasser gefüllt.

Dadurch wird ein Unterdruck aufgebaut, und durch erhöhte Fließgeschwindigkeiten wird ein höherer Abtransport der anfallenden Wassermengen gewährleistet.

Da ein Druckabfall im Leitungsnetz in Löschwasseranlagen erst im Brandfall eintritt, erfolgt erfindungsgemäß die ständige Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der Pumpen vorzugsweise durch einen zwangsweise erzeugten Druckabfall im Leitungsnetz durch durch Öffnen eines Stellgliedes, da nach einem Druckabfall im Betriebswassernetz die Pumpen den vorgegebenen Ausschaltdruck erneut erreichen müssen. Der Löschwassermodus bzw. die Brandmeldung kann in Abhängigkeit vom Volumenstrom in der Betriebswasserdruckleitung ausgelöst werden. Es ist auch möglich, dass die Einregelung des Druckes in der Betriebswasserdruckleitung in Abhängigkeit vom eine Brandmeldung auslösenden Grenztaster erfolgt, da der Grenztaster den Ort der Auslösung signalisiert. Die Regelung reagiert dann mit einer voreingestellten Mindestdrehzahl der Pumpen und realisiert darüber den optimalen und für die Druckstufe zutreffenden Versorgungsdruck.

Die gefundene Anlage lässt sich auch einzeln als Trenn- und Druckstation einsetzen, ohne Verwendung eines Speichers oder Vorratsbehälters. Als Trennstation wird allgemein eine Anlage bezeichnet, bei der eine hygienische Trennung von Betriebswassernetz zum Trinkwassernetz erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Betriebs- und Löschwasseranlage wird anhand der 1 erläutert. Die Anlagentechnik ist auf zwei Hauptkomponenten reduziert, einen Speicher 1, in dem Betriebswasser 2 und Löschwasser 3 bevorratet wird, und einer Regelungsanlage mit Zwischenbehälter im Gebäude. Im Speicher 1 wird allgemeines Betriebswasser 2, wie z.B. Regenwasser, und Löschwasser 3, bevorratet. Dabei ist es so, dass im Standardfall die allgemeinen Betriebswasserverbraucher, wie z.B. WC, über die Betriebswasserdruckleitung 8 mit dem Speichervorrat Betriebswasser 2 versorgt werden. Die Löschwassermenge bleibt in diesem Fall unangetastet. Erst im Brandfall wird der Speicher 1 bis auf die Löschwasserbevorratung entleert. Befindet sich im Standardfall ausreichend Betriebswasser 2 im Speicher 1, wird dieses durch eine Pumpenanlage über eine Wasserleitung 4 in den Vorlagebehälter 5, der in der Regel im Gebäude befindlich ist, befördert. Ist dieses Reservoir erschöpft, wird Stadt- bzw. Trinkwasser aus dem öffentlichen Wassernetz in den Vorlagebehälter 5 nachgespeist. Wenn Löschwasser 3 benötigt wird, erfolgt die Versorgung in umgekehrter Abfolge. Vorrangig wird Stadtwasser in den Vorlagebehälter 5 nachgespeist. Ist die nachgespeiste Stadt- und Trinkwassermenge geringer als die geförderte Löschwassermenge, sinkt der Füllstand im Vorlagebehälter 5 so weit ab, dass dann aus dem Speicher 1 Löschwasser 3 entnommen und in den Vorlagebehälter 5 befördert wird. Dies ermöglicht eine verlängerte und optimale Bereitstellung des objektbezogenen Löschwasservolumens.
Alle Pumpen, die für den Wassertransport erforderlich sind, werden durch ein Stellglied 9, beispielsweise ein Magnetventil, überwacht. In regelmäßigen kurzen Abständen, beispielsweise täglich, wird das Magnetventil geöffnet, wodurch ein Druckabfall im Leitungsnetz erfolgt. Dadurch wird wirksam die Funktionstüchtigkeit der Pumpen kontrolliert, da ein spürbarer Druckabfall sonst in der Regel nur im Brandfall eintritt.
Im weiteren ist es möglich, ständig den Volumenstrom in der Betriebswasserdruckleitung mittels eines Volumenstrommessers 11 zu messen. Jeder Verbraucher wie WC, Urinale, Löschwasserzapfstelle (Hydrant) hat eine eigene spezifische hydraulische Kennlinie. Über eine Auswertung des Volumenstromes kann sofort die Ursache eines Druckabfalls ermittelt werden und so der Löschwassermodus ausgelöst werden. Sind die Löschwasserentnahmestellen (Hydranten) mit Schalteinheiten (Grenztastern) ausgestattet, kann erkannt werden, in welcher Druckstufe (Etage) die Brandmeldung erfolgte und somit die Pumpenanlage bezüglich des Druckes entsprechend geregelt werden.
Bei Nachspeisung von Trinkwasser in den Vorlagebehälter 5 ist eine "Luftstrecke" zwischen maximalem Wasserstand des Betriebswassers im Vorlagebehälter 5 und der Trinkwassereinspeisung herzustellen. Dies wird beispielhaft realisiert über einen freien Ausschnitt im Vorlagebehälter 5. Um aus diesem Ausschnitt beim Nachspeisen des Trinkwassers Spritzwassermengen zu vermeiden, ist eine Stauscheibe 7 im Deckel des Vorlagebehälters 5 angeordnet.
Verdrängte Luftmengen werden durch eine zusätzliche Entlüftungsöffnung, in der optional zusätzlich Unterdruck erzeugt werden kann, abgeleitet. Durch den Einsatz der Stauscheibe 7 bildet sich ein Luftpolster bzw. ein Überdruck im hinteren Bereich des Vorlagebehälters 5. Selbiger wird genutzt, um auftretendes Spritzwasser beim Einspeisen von Trinkwasser durch einen zusätzlichen Entlüftungsgang abzuleiten. Weiterhin besteht optional die Möglichkeit, den Ausschnitt am Vorlagebehälter 5 mittels Luftschleier zu verschließen, der durch Überdruck das Austreten von Spritzwassermengen verhindert.
Um eine erhebliche Reduzierung des Fassungsvolumens des Vorlagebehälters 5 zu erreichen, wird die zufließende Wassermenge dauerhaft größer als die abgehende Wassermenge bemessen. Dies ermöglicht, den Vorlagebehälter 5 als Kleinstbehälter auszuführen. Um die größeren anfallenden Betriebswassermengen im Notfall abzuleiten, findet keine der bekannten Freispiegelentwässerungen statt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Entwässerungen, bei der die Rohre nur eine Teilfüllung besitzen, wird in der beschriebenen Anlage die abgehende Notentwässerung 10 vollständig mit Wasser gefüllt, so dass ein Unterdruck aufgebaut wird und durch erhöhte Fließgeschwindigkeiten ein höherer Abtransport der anfallenden Wassermengen gewährleistet ist.

1: Speicher
2: Betriebswasser
3: Löschwasser
4: Wasserleitung
5: Vorlagebehälter
6: Trinkwasserzuleitung
7: Stauscheibe
8: Betriebswasserdruckleitung
9: Stellglied
10: Notüberlauf
11: Volumenstrommesser

Claims

Verfahren zur Betriebs- und Löschwasserversorgung dadurch gekennzeichnet, dass Wasser in einem Speicher (1) gesammelt wird, dass das zur Betriebswasserversorgung notwendige Wasser maximal bis zu einer Löschwassergrenze aus dem Speicher (1) über einen Vorlagebehälter (5) und eine Betriebswasserdruckleitung (8) bedarfsgerecht entnommen wird, dass in den Vorlagebehälter (5) zusätzlich Trinkwasser eingeleitet wird, wenn die Löschwassergrenze im Speicher (1) erreicht ist, dass regelmäßig zwangsweise der Wasserdruck im Leitungsnetz gemessen wird und im Brandfall bzw. bei Druckabfall im Leitungsnetz Trinkwasser in den Vorlagebehälter (5) eingespeist wird, und dass, wenn der Bedarf an Löschwasser größer ist als die eingespeiste Trinkwassermenge, das Wasser aus dem Speicher (1) auch unter die Löschwassergrenze in den Vorlagebehälter (5) nachgepumpt wird.
Betriebs- und Löschwasseranlage bestehend aus einem Speicher (1) und einer Regelungsanlage, bei der der Speicher (1) schematisch in die Bereiche Betriebswasser (1) und Löschwasser (3) unterteilt ist und über eine Wasserleitung (4) mit einem Vorlagebehälter (5) verbunden ist, der seinerseits sowohl mit einer Trinkwasserzuleitung (6) als auch mit einer Betriebswasserdruckleitung (8) verbunden ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Rand des Vorlagebehälter (5) gegenüber dem Einfluss der Trinkwasserzuleitung (6) mindestens eine Stauscheibe (7) angeordnet ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauscheibe (7) im Deckel des Vorlagebehälters (5) gegenüber dem Einfluss der Trinkwasserzuleitung (6) angeordnet ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlagebehälter (5) ein Kleinstbehälter ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens der Vorlagebehälter (5) im Gebäude angeordnet ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre der Notentwässerung derart dimensioniert sind, dass sie bei Notentwässerung vollständig mit Wasser gefüllt sind.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlagebehälter (5) Entlüftungsöffnungen enthält.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Entlüftungsöffnungen Unterdruck erzeugende Mittel zugeordnet sind.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem oberen Rand im Vorlagebehälter (5) ein freier Ausschnitt angeordnet ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dem freien Ausschnitt Überdruck erzeugende Mittel zugeordnet sind.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Ausschnitt durch einen Luftschleier verschließbar ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauscheibe (7) vor dem freien Ausschnitt angeordnet ist.
Betriebs- und Löschwasseranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Vorlagebehälters (5) kleiner ist als die nach der Bemessungsformel nach DIN 1988 ermittelte Größe.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher (1) Regen- und Löschwasser bevorratet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in den Speicher (1) Trinkwasser eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckabfall im Leitungsnetz zwangsweise durch durch Öffnen eines Stellgliedes (9) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Löschwassermodus bzw. die Brandmeldung in Abhängigkeit vom Volumenstrom in der Betriebswasserdruckleitung (8) ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einregelung des Druckes in der Betriebswasserdruckleitung (8) in Abhängigkeit vom auslösenden Grenztaster erfolgt.