DE102008011567A1 - Testing device for inspecting functional capability of smoke funnel systems in buildings, has multiple gas burner nozzles which are arranged at height of upper end of beam formation area of plum for heat release - Google Patents
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Abstract
Description
Zur Überprüfung von Rauchabzugsanlagen in Gebäuden oder sonstigen Bauwerken müssen häufig auf Aufforderung der Genehmigungsbehörden sogenannte Rauchversuche durchgeführt werden, um die Funktionsfähigkeit der Rauchabzugsanlage zu testen. Zur Durchführung einer realitätsnahen Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Rauchabzugsanlage ist es erforderlich, Prüfeinrichtungen zu verwenden, die eine Wärmefreisetzung in der Größenordnung eines realen Brandgeschehens erzielen können.For checking of smoke extraction systems in buildings or other structures often called at the request of the licensing authorities so-called Smoke tests are performed to verify the functionality to test the smoke extraction system. To carry out a Realistic verification of functionality A smoke extraction system requires testing equipment to use a heat release of the order of magnitude to achieve a real fire happening.
Die Erfindung betrifft daher eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Rauchabzugsanlagen in Gebäuden oder dergleichen, wobei die Plumeströmung eines realen Brandes simuliert wird, indem die Wärmefreisetzung durch Gasbrenner hervorgerufen wird.The The invention therefore relates to a testing device for checking the functionality of smoke extraction systems in buildings or the like, wherein the plum flow of a real Fire is simulated by the heat release through Gas burner is caused.
Eine
derartige Prüfeinrichtung ist aus der deutschen Patentschrift
Es ist allgemein bekannt, dass sich über einem realen Brand sowie über einer derartigen Prüfeinrichtung aufgrund der Erwärmung der Luft jeweils eine aufwärtsgerichtete Luftströmung ausbildet, die bei einem realen Brandgeschehen aus einer Mischung von Verbrennungsprodukten (Russ, Brandgase) mit der eingemischten Umgebungsluft besteht. Dieses aufsteigende Rauchgas-Luftgemisch wird Plume genannt. Dabei wird der aufsteigende Plume beschleunigt, so daß es mit steigender Höhe zu einer Zusammenschnürung dieses Plumes kommt. Ab einer bestimmten Höhe des Plumes führen die am Strahlrand desselben angreifenden Scherkräfte zur ruhenden Umgebungsluft jedoch wieder zu einer Aufweitung des Plumes. Dieser Bereich, in dem der Plume gebildet wird, wird daher Strahlformierungsbereich genannt.It It is common knowledge that is about a real fire as well as over such a test facility due the heating of the air in each case an upward Air flow is formed in a real fire from a mixture of combustion products (soot, combustion gases) with the mixed ambient air exists. This rising flue gas-air mixture is called plume. The ascending plume is accelerated, so that it becomes constricting with increasing altitude this plume is coming. From a certain height of the plume cause the shear forces acting on the jet edge thereof to the still ambient air but again to a widening of the Plumes. This area, where the plume is formed, is therefore Called beam shaping area.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit vergleichsweise einfachen Mitteln und schnell die Plumeströmung eines realen Brandes simuliert und verschiedene Brandverläufe nachgebildet werden können und zugleich die Nachteile bekannter Prüfeinrichtungen vermieden werden.Therefore The present invention is based on the object, a test device of the type mentioned above, in the comparatively simple means and fast the plum flow of a real one Fire simulates and replicates different fire courses and at the same time the disadvantages of known test equipment be avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Prüfeinrichtung der in Frage stehenden Art erfindungsgemäß dadurch, daß zur Wärmefreisetzung mehrere Gasbrennerdüsen auf der Höhe des oberen Endes des Strahlformierungsbereiches des Plumes angeordnet sind und dort als eine Einheit eine Gasbrennerdüsen-Ebene bilden, deren Fläche im wesentlichen der Durchtrittsfläche des Plumes in dieser Höhe entspricht, und daß eine Halterung für die Gasbrennerdüsen dieser Gasbrennerdüsen-Ebene vorgesehen ist.Solved This task is at a test facility in question standing type according to the invention in that the Heat release multiple gas burner nozzles on the Height of the upper end of the beam forming area of the Plumes are arranged and there as a unit a gas burner nozzle level form, whose surface is substantially the passage area of the plume corresponds to this height, and that one Holder for the gas burner nozzles of this gas burner nozzle level is provided.
Diese erfindungsgemäße Prüfeinrichtung beruht auf der Erkenntnis, daß am oberen Ende des Strahlformierungsbereiches der aufsteigende Plume durch eine räumlich begrenzte, annähernd kreisförmige Durchtrittsfläche charakterisiert wird. Diese charakteristische Fläche hängt im wesentlichen von der Größe der Brandherdfläche und der Wärmefreisetzung am Brandherd ab. Die Erfindung basiert folglich auf dem Prinzip, daß die Wärmeenergie, die zur Erzeugung des aufwärts gerichteten Rauchgas-Luftstrahls erforderlich ist, erst auf der Höhe (zL) des oberen Endes des Strahlformierungsbereiches des Plume eingeleitet wird. Durch die Verwendung einer Halterung zum Halten einer Gasbrennerdüsen-Ebene läßt sich eine Gasbrennerdüsen-Ebene in der Prüfeinrichtung schnell auswechseln. Auf diese Weise kann daher zum Beispiel eine kleinere Gasbrennerdüsen-Ebene durch eine größere Gasbrennerdüsen-Ebene ersetzt werden, um so vor Ort bei Versuchen verschieden große Brandherde nachzubilden.This test device according to the invention is based on the recognition that at the upper end of the beam-forming region of the rising plume is characterized by a spatially limited, approximately circular passage area. This characteristic area depends essentially on the size of the fire surface and the heat release at the source of the fire. The invention is thus based on the principle that the heat energy required to produce the upwardly directed flue gas air jet is introduced only at the level (z L ) of the upper end of the jet forming area of the plume. By using a holder for holding a gas burner nozzle level, a gas burner nozzle level in the testing device can be replaced quickly. In this way, therefore, for example, a smaller gas burner nozzle level can be replaced by a larger gas burner nozzle level, so as to replicate on site in experiments different sized fire foci.
Mit
der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung lassen
sich folglich Brandherde simulieren, die im Realfall auf dem Raumboden
eine wesentlich größere Fläche einnehmen
würden als die Fläche, die zur Simulation auf
der Höhe (zL) des oberen Endes
des Strahlformierungsbereiches erforderlich ist. Durch diesen Ansatz
wird auch der wesentliche Vorteil der neuen Prüfeinrichtung
gegenüber den derzeit gebräuchlichen Systemen
beschrieben. Um einen realen Brand auf der Bodenfläche
eines Raumes mit Wärmefreisetzung Qreal und
einer Grundfläche Areal nachbilden
zu können, muss bei der neuen Prüfeinrichtung
eine Fläche Asim in Höhe
zL mit einer Wärmefreisetzung Qsim. eingesetzt werden. Es gilt dann also für
die neue Prüfeinrichtung:
Es lassen sich somit bei der neuen Prüfeinrichtung reale Brände unter Einsatz einer geringeren Wärmefreisetzung und einer geringeren simulierten Brandherdfläche nachbilden. Dadurch weist die Prüfeinrichtung äußere Abmaße auf, die es erlauben, die Prüfeinrichtung auf einem rollbaren Gestell zu montieren und Türen mit normaler Breite zu passieren, ohne die Prüfeinrichtung vollständig ab- und an andere Stelle wieder aufbauen zu müssen. Auch hierdurch ist ein eindeutiger Vorteil gegenüber den bisher verwendeten Prüfeinrichtungen gegeben.It Thus, real fires can be achieved in the new test facility using a lower heat release and a simulate smaller simulated fire hearth surface. Thereby the test facility has external dimensions on, which allow the test equipment on a rollable Mount frame and pass through doors with normal width, without the test device completely off and to others To have to rebuild the body. Also this is a clear advantage over the previously used test equipment where.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Prüfeinrichtung erzeugt wie ein realer Brand die aufwärts gerichtete Strömung aufgrund reiner Konvektion. Es ist sind keine maschinellen Unterstützungen erforderlich, um den aufwärts gerichteten Rauchgas-Luftgemisch-Massenstrom zu erzeugen. Zudem ist es nicht erforderlich, oberhalb der Gasbrenner Prallflächen oder andere Mittel anzuordnen, um eine turbulente Auftriebsströmung zu erzeugen. Die wie im realen Brand auftretende Turbulenz inner halb des Plumes wird durch den Einsatz einer Vielzahl (zum Beispiel 1 Düse/dm2) von einzelnen Gasbrennerdüsen mit geringen Abmaßen automatisch erzeugt. Somit besteht ein wesentlicher Unterschied zu den bisher verwendeten Prüfeinrichtungen.The inventively proposed test device generates like a real fire, the upward flow due to pure convection. No mechanical backups are required to produce the upward flue gas / air mixture mass flow. In addition, it is not necessary to arrange baffles or other means above the gas burners to create a turbulent buoyancy flow. The occurring as in real fire turbulence within half of the plume is automatically generated by the use of a variety (for example, 1 nozzle / dm 2 ) of individual gas burner nozzles with small dimensions. Thus, there is a significant difference to the previously used test equipment.
In den Unteransprüchen 2 bis 12 sind vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung vorgesehen.In the dependent claims 2 to 12 are advantageous embodiments the testing device according to the invention intended.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Gasbrennerdüsen-Ebenen vorgesehen, die sich in verschiedenen Höhen befinden. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise gleichzeitig mehrere Gasbrennerdüsen-Ebenen in verschiedenen Höhen auf der Prüfeinrichtung montieren. Hierdurch ist es möglich, stufenlos eine Brandausbreitung beginnend mit einer relativ kleinen Brandherdfläche und einer geringen Wärmefreisetzung von wenigen Kilowatt bis zu einem fortgeschrittenen Brand mit großer Brandherdfläche und einer Wärmefreisetzung im Megawatt-Bereich zu simulieren.According to one First embodiment of the invention are at least two Gas burner nozzle levels are provided, which are at different heights are located. This can be done simultaneously in an advantageous manner several gas burner nozzle levels at different heights Mount on the test device. This makes it possible continuous fire spread starting with a relatively small fire surface and a low heat release of a few kilowatts until an advanced fire with a large fire area and heat release in the megawatt range.
Eine günstige Ausbildung dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform sieht vor, daß die von den Gasbrennerdüsen-Ebenen gebildeten Flächen unterschiedlich groß sind. Auf diese Weise lassen sich noch besser verschiedene Brandverläufe nachbilden.A favorable embodiment of this invention Embodiment provides that of the gas burner nozzle levels formed areas are different sizes. In this way, even better different fire courses replicate.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Höhenverstellung, vorzugsweise zur stufenlosen Höhenverstellung der Gasbrennerdüsen-Ebene(n) vorgesehen. Damit läßt sich noch besser eine individuelle Einstellung der Prüfeinrichtung realisieren, um unterschiedliche Brandfälle nachzubilden. Das gleiche gilt für eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, wonach Mittel zur Aktivierung und stufenlosen Regelung der Gaszufuhr in jeder Gasbrennerdüsen-Ebene vorhanden sind. Insgesamt kann somit eine sehr große Anzahl realer Brände nachgebildet werden.According to one Another embodiment of the invention are means for Height adjustment, preferably for stepless height adjustment the gas burner nozzle level (s) provided. Leave it even better an individual adjustment of the test device realize to replicate different types of fire. The same applies to a further invention Embodiment, which means for activation and stepless Control of gas supply available in each gas burner nozzle level are. Overall, therefore, a very large number of real fires be reproduced.
Es ist klar, daß es erfindungsgemäß ohne weiteres möglich ist, die stufenlose Höhenverstellung der Gasbrennerdüsen-Ebene(n) und/oder die stufenlose Regelung der Gaszufuhr in jeder Gasbrennerdüsen-Ebene automatisch während eines laufenden Rauchversuches vorzunehmen bzw. zu verändern. Diese Höhenverstellung der Gasbrennerdüsen-Ebene(n) bzw. Regelung der Gaszufuhr der Gasbrennerdüsen-Ebenen kann auch mit einer computergestützten (mit Software) Steuerungseinheit erfolgen, so daß vorprogrammierte Brandverlaufskurven nachgefahren werden können. Auch hierdurch ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bisher benutzten bzw. bekannten Prüfeinrichtungen für Rauchabzugsanlagen gegeben, die Brandverläufe ausschließlich stufenförmig nachfahren können.It it is clear that according to the invention readily is possible, the stepless height adjustment of Gas burner nozzle level (s) and / or stepless control the gas supply in each gas burner nozzle level automatically during an ongoing smoke test or to change. This height adjustment of the gas burner nozzle level (s) or regulation of the gas supply of the gas burner nozzle levels can also use a computerized (with software) control unit done so that pre-programmed fire curves traced can be. This, too, is a significant advantage compared to the previously used or known testing devices given for smoke extraction systems, the fire courses can drive only stepped.
Ferner wird als eine weitere Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass eine Messvorrichtung zur Ermittlung von Temperatur-Messwerten innerhalb eines Plumes vorgesehen ist. Mit einer solchen Messvorrichtung können zum Beispiel über Messfühler die Temperaturen im erzeugten Auftriebplume in unterschiedlichen Höhen gemessen werden. Die Temperaturmesswerte können direkt zur Überprüfung und gegebenenfalls Regelung der Gaszufuhr bzw. Höhe der Gasbrenner-Ebene(n) herangezogen werden. Die Temperatur-Messwerte können auch an die vorgenannte Steuerungseinheit übermittelt und von dieser zur Regelung des weiteren Ablaufs des Rauchversuches verarbeitet werden.Further is proposed as a further embodiment of the invention, a measuring device for determining temperature measured values is provided within a plume. With such a measuring device For example, via the sensors Temperatures in the generated buoyancy plume at different heights be measured. The temperature readings can be direct for review and, where appropriate, regulation of Gas supply or height of the gas burner level (s) used become. The temperature readings can also be sent to the aforementioned Control unit transmitted and from this to the scheme the further course of the smoke test are processed.
Es hat sich im übrigen herausgestellt, daß sich ein Plume mit Gasbrennerdüsen-Ebenen bilden läßt, deren Gasbrennerdüsen in verschiedenen Formen angeordnet sind. Vorteilhafte Ausbildungsformen der Erfindung sehen demnach vor, daß die Gasbrennerdüsen in einer Gasbrennerdüsen-Ebene ringförmig, insbesondere kreisringförmig, sternförmig bzw. in einem rechteckförmigen Raster angeordnet sind. Je nach Bedarf lassen sich so verschiedene Gasbrennerdüsen-Ebenen mit davon jeweils hervorgerufenen Wärmefreisetzungen realisieren. Grundsätzlich gilt hier, dass die Anordnung der Gasbrennerdüsen in einer Gasbrennerdüsen-Ebene/Einheit in einer für die gewählte bzw. gewünschte Wärmefreisetzung sinnvollen Verteilung erfolgt.It has moreover turned out to be a Plume with gas burner nozzle levels, their gas burner nozzles arranged in different forms are. Advantageous embodiments of the invention accordingly in that the gas burner nozzles in a gas burner nozzle level annular, in particular circular, star-shaped or are arranged in a rectangular grid. Depending on Need can be so different gas burner nozzle levels realize with it each caused heat releases. Basically, here is that the arrangement of the gas burner nozzles in a gas burner nozzle level / unit in a for the selected or desired heat release meaningful distribution.
Zur Sichtbarmachung des aufsteigenden simulierten Plumes wird bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung außerdem vorgeschlagen, daß wenigstens ein Nebelfluid-Generator vorhanden ist und das damit hergestellte Nebelmedium über eine Rohrleitung zum punktuellen Austritt im Bereich der Prüfeinrichtung vorgesehen ist. Ein solches Nebelmedium kann zum Beispiel ein an sich bekannter Theaternebel sein. Für eine optimale Anwendung des Theaternebels sind hier besonders zwei Eigenschaften desselben bedeutsam, nämlich dass er temperaturbeständig ist und eine lange Stand- bzw. Verweildauer hat. Bei einer Prüfeinrichtung mit nur einer Gasbrennerdüsen-Ebene sollte das Nebelmedium oberhalb dieser Gasbrennerdüsen-Ebene austreten. Bei Verwendung mehrerer Gasbrennerdüsen-Ebenen werden innerhalb des Rohrleitungssystems Austrittsstellen für das Nebelmedium in verschiedenen Höhen über und/oder unter den bzw. der aktiven Gasbrennerdüsen-Ebene(n) vorhanden sein. Durch die Turbulenz innerhalb des Auftriebsstrahles wird nach kurzer Laufstrecke eine vollständige Durchmischung des Auftriebsstrahles mit dem punktuell eingebrachten Nebelmedium erreicht.For visualization of the ascending simulated plume is also proposed in the test device according to the invention that at least one fog fluid generator is present and the mist medium thus prepared via a pipe for selective exit in the field of Prüf device is provided. Such a fog medium may be, for example, a theatrical fog known per se. For an optimal use of the theatrical fog, two properties of the same are particularly important here, namely that it is temperature-resistant and has a long residence or residence time. In a test device with only one gas burner nozzle level, the mist medium should exit above this gas burner nozzle level. When using multiple gas burner nozzle levels, exit points for the mist medium at different heights above and / or below the active gas burner nozzle level (s) will be present within the piping system. Due to the turbulence within the buoyancy jet, complete mixing of the buoyant jet with the occasionally introduced mist medium is achieved after a short running distance.
Um die Prüfeinrichtung innerhalb eines Raumes schnell und leicht an eine andere Stelle zu verbringen, ist gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, daß die Prüfeinrichtung auf Fahrrollen oder einem Fahrgestell montiert ist. Auf diese Weise läßt sich die Prüfeinrichtung beispielsweise auch ohne weiteres in einen anderen Raum bringen, um damit dort einen Prüfversuch durchzuführen.Around the test equipment within a room quickly and easy to move to another place is according to one embodiment provided according to the invention, that the test device on castors or a Chassis is mounted. That way For example, the test device readily into another room to carry out a test there.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe The invention will be described below with reference to the schematic drawings explained in more detail. Show it
Die
in
Die
Gasbrennerdüsen-Ebene
Des
weiteren befinden sich unterhalb jeder Ecke des Tragrahmens
Im
Betrieb der Prüfeinrichtung
Nach
Durchführung eines Rauchversuches mit der Prüfeinrichtung
Um
eine möglichst große Anzahl realer Brandherde
bzw. -verläufe zu simulieren, ist die in
Im
Unterschied zur ersten Prüfeinrichtung
Zur
Durchführung von Rauchversuchen mit dieser Prüfeinrichtung
Um
den Plume besser zu erkennen zu können, der in der Prüfeinrichtung
In
Die
Die
Gasbrennerdüsen
Vergleichbar
mit der Gasbrennerdüsen-Ebene
Die
in
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