DE102008011567B4 - Testing device for checking the functionality of smoke extraction systems - Google Patents
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Abstract
Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Rauchabzugsanlagen, wobei die Plumeströmung eines realen Brandes simuliert wird, indem die Wärmefreisetzung durch Gasbrenner hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wärmefreisetzung mindestens zwei Gasbrennerdüsen-Ebenen (5; 20, 21, 22; 43, 45, 48, 49, 51) vorgesehen sind, die sich in verschiedenen Höhen befinden, wobei in jeder Gasbrennerdüsen-Ebene (5; 20, 21, 22; 43, 45, 48, 49, 51) mehrere Gasbrennerdüsen (6, 44, 46, 47, 50, 53, 55) vorhanden sind und eine Einheit bilden und wobei die oberste Gasbrennerdüsen-Ebene (5; 20; 43, 45, 48, 49, 51) auf der Höhe des oberen Endes (39) des sich insgesamt ergebenden Strahlformierungsbereiches (38, 41) des Plumes (37, 40) angeordnet ist und die Fläche der obersten Gasbrennerdüsen-Ebene (5; 20; 43, 45, 48, 49, 51) im wesentlichen der Durchtrittsfläche des Plumes (37, 40) in dieser Höhe entspricht, und dass eine Halterung (3, 4; 23, 24) für die Gasbrennerdüsen (6, 44, 46, 47, 50, 53,...Test device for checking the functionality of smoke extraction systems, wherein the Plumeströmung a real fire is simulated by the heat release is caused by gas burners, characterized in that for heat release at least two gas burner nozzle levels (5; 20, 21, 22, 43, 45, 48 , 49, 51), which are located at different heights, wherein in each gas burner nozzle plane (5, 20, 21, 22, 43, 45, 48, 49, 51) a plurality of gas burner nozzles (6, 44, 46, 47 , 50, 53, 55) and form a unit, and wherein the topmost gas burner nozzle plane (5; 20; 43, 45, 48, 49, 51) at the level of the upper end (39) of the total resulting beam forming region (5). 38, 41) of the plume (37, 40) is arranged and the surface of the uppermost gas burner nozzle plane (5; 20; 43, 45, 48, 49, 51) substantially the passage area of the Plumes (37, 40) at this height corresponds, and that a holder (3, 4, 23, 24) for the Gasbrennerd (6, 44, 46, 47, 50, 53, ...
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 Smoke extraction systems in buildings or other structures often need to Request of the approval authorities so-called Smoke tests carried out be to functional to test the smoke extraction system. To carry out a realistic review of the operability a smoke extraction system, it is necessary to use test equipment, the heat release in the order of magnitude to achieve a real fire happening.
Die Erfindung betrifft daher eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Rauchabzugsanlagen, wobei die Plumeströmung eines realen Brandes simuliert wird, indem die Wärmefreisetzung durch Gasbrenner hervorgerufen wird.The The invention therefore relates to a testing device to check the operability of smoke extraction systems, wherein the Plumeströmung simulated a real fire is by the heat release caused by gas burner.
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 is generally known to be above a real fire as well as over a such testing device due to the warming the air in each case an upward airflow training, which in a real fire happening 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 it increases with altitude to a constriction this plume is coming. From a certain height of the plume lead the At the beam edge of the same acting shear forces to the still ambient air but again to a widening of the plume. This area, in the plume is formed, therefore, beam forming area called.
Außerdem ist
aus der deutschen Patentschrift
Des
weiteren betrifft das Dokument
Schließlich ist
dem weiteren Dokument
Somit bestehen zwischen den vorstehend genannten, druckschriftlich offenbarten Lösungen und der vorliegenden Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Rauchabzugsanlagen deutliche Unterschiede.Consequently exist between the above-mentioned, published by letter Solutions and the present test facility to check the operability of smoke extraction systems significant differences.
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 seeks to provide a test device of the type mentioned, in which comparatively simple means and quickly the Plu mömömung a real fire simulated and different fire courses can be simulated and at the same time the disadvantages of known test facilities are avoided.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Prüfeinrichtung der in Frage stehenden Art erfindungsgemäß dadurch, dass zur Wärmefreisetzung mindestens zwei Gasbrennerdüsen-Ebenen vorgesehen sind, die sich in verschiedenen Höhen befinden, wobei in jeder Gasbrennerdüsen-Ebene mehrere Gasbrennerdüsen vorhanden sind und eine Einheit bilden und wobei die oberste Gasbrennerdüsen-Ebene auf der Höhe des oberen Endes des sich insgesamt ergebenden Strahlformierungsbereiches des Plumes angeordnet ist und die Fläche der obersten Gasbrennerdüsen-Ebene im wesentlichen der Durchtrittsfläche des Plumes in dieser Höhe entspricht, und dass eine Halterung für die Gasbrennerdüsen dieser Gasbrennerdüsen-Ebenen vorgesehen ist.Is solved this task at a test facility the type in question according to the invention in that for heat release at least two gas burner nozzle levels are provided, which are located at different heights, wherein in each Gas burner nozzle level several gas burner nozzles are present and form a unit and wherein the topmost gas burner nozzle level up the height the upper end of the total resulting beam forming area of the plume is arranged and the area of the topmost gas burner nozzle level essentially corresponds to the passage area of the plume at this height, and that a holder for the gas burner nozzles this gas burner nozzle levels 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 sich insgesamt ergebenden Strahlformierungsbereiches des Plumes eingeleitet wird. Durch die Verwendung einer Halterung zum Halten der Gasbrennerdüsen-Ebenen 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 knowledge that at the upper end of the beam shaping region the ascending 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 therefore 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 total resulting jet forming area of the plume. By using a holder to hold the gas burner nozzle levels, a gas burner nozzle level in the tester can be quickly replaced. 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 anderer Stelle wieder aufbauen zu müssen. Auch hierdurch ist ein eindeutiger Vorteil gegenüber den bisher verwendeten Prüfeinrichtungen gegeben.It Thus, real fires can be accommodated in the new test facility Use of a lower heat release and simulate a lower simulated fire hearth area. This shows the test device has external dimensions, which allow the testing device to mount on a rollable frame and doors with normal width too happen without the testing device Completely to have to build up again and elsewhere. Also this is a distinct advantage over the previously used testing equipment given.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Prüfeinrichtung erzeugt wie ein realer Brand die aufwärts gerichtete Strömung aufgrund reiner Konvektion. Es 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 innerhalb 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 supports 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 turbulence within the plume occurring as in real fire is automatically generated by the use of a plurality (for example 1 nozzle / dm 2 ) of individual gas burner nozzles of small dimensions. Thus, there is a significant difference to the previously used test equipment.
Bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung 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.at the testing device according to the invention are at least two gas burner nozzle levels provided which are at different heights are located. This can be done simultaneously in an advantageous manner several gas burner nozzle levels in different heights on the test facility assemble. This makes it possible stepless fire spread starting with a relatively small fire surface and a low heat release from a few kilowatts to an advanced fire with a large fire surface and a heat release in the megawatt range.
In den Unteransprüchen 2 bis 11 sind vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung vorgesehen.In the dependent claims 2 to 11 are advantageous embodiments the testing device according to the invention intended.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die von den Gasbrennerdüsen-Ebenen gebildeten Flächen unterschiedlich groß sind. Auf diese Weise lassen sich noch besser verschiedene Brandverläufe nachbilden.According to one first embodiment The invention provides that the gas burner nozzle levels formed areas are different in size. In this way it is even easier to simulate different fire courses.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Mittel zur Höhenverstellung, vorzugsweise zur stufenlosen Höhenverstellung, der Gasbrennerdüsen-Ebenen 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 a further embodiment of the invention, means for height adjustment, preferably for stepless height adjustment, the gas burner nozzle levels provided. This makes it even easier to realize an individual setting of the test device in order to simulate different types of fire. The same applies to a further embodiment according to the invention, according to which there are means for activating and stepless control of the gas supply in each gas burner nozzle plane. Overall, therefore, a very large number of real fires can be simulated.
Es ist klar, dass es erfindungsgemäß ohne weiteres möglich ist, die stufenlose Höhenverstellung der Gasbrennerdüsen-Ebenen und/oder die stufenlose Regelung der Gaszufuhr in jeder Gasbrennerdüsen-Ebene automatisch während eines laufenden Rauchversuches vorzunehmen bzw. zu verändern. Diese Höhenverstellung der Gasbrennerdüsen-Ebenen 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 possible is the stepless height adjustment of the Gas burner nozzle levels and / or the continuous control of the gas supply in each gas burner nozzle level automatically during to make or change an ongoing smoke test. These height adjustment the gas burner nozzle levels or regulation of the gas supply of the gas burner nozzle levels can also be with a computer-aided (with Software) control unit, so that preprogrammed fire progression curves can be traced. This, too, is a significant advantage over the Previously used or known testing facilities for smoke extraction systems given, the fire courses descend exclusively in steps can.
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-Ebenen 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 considered as another embodiment The invention proposes that a measuring device for determining is provided by temperature readings within a plume. With such a measuring device, for example, via sensors Temperatures in the generated buoyancy plume measured at different heights become. The temperature readings can be directly for verification and where appropriate, control of the gas supply or height of the gas burner levels used become. The temperature readings can also be sent to the aforementioned Control unit transmitted and from this to the regulation of 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 by the way It has been found that a plume can be formed with gas burner nozzle levels whose Gas burner nozzles arranged in different forms. Advantageous forms of training The invention therefore provide that the gas burner nozzles in a Gas burner nozzle level annular, in particular a circular ring, star-shaped or in a rectangular Grid are arranged. Depending on requirements, different gas burner nozzle levels can be achieved realize with it each caused heat releases. in principle here applies that the arrangement of the gas burner nozzles in a gas burner nozzle level / unit in a for the chosen one 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 der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung mit mindestens zwei Gasbrennerdüsen-Ebenen werden innerhalb des Rohrleitungssystems Austrittsstellen für das Nebelmedium in verschiedenen Höhen über und/oder unter den bzw. der aktiven Gasbrennerdüsen-Ebenen) vorhanden sein. Durch die Turbulenz innerhalb des Auftriebsstrahles wird nach kurzer Laufstrecke eine vollständige Durchmischung des Auftriebsstrahles mit dem punktuell eingebrachten Nebelmedium erreicht.to Visualization of the ascending simulated plume is at the Test device according to the invention Furthermore proposed that at least one smoke fluid generator present is and the mist medium thus prepared via a pipe for punctual Exit in the area of the test facility is provided. Such a mist medium may, for example, on be known theatrical fog. For optimal use of the Theatrical mists here are especially significant two characteristics of the same, namely that he is temperature resistant is and has a long stand or stay. In the test device according to the invention with at least two gas burner nozzle levels are within the piping system exit points for the mist medium at different heights above and / or below the active gas burner nozzle levels). Due to the turbulence within the buoyancy jet is after a short time Running track a complete Mixing of the buoyant jet with the selectively introduced Mist medium reached.
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 testing device quickly and easily to another location within a room to spend is according to one inventive embodiment provided that the testing device on Castors or a chassis is mounted. In this way let yourself the testing device For example, you can easily move to another room, in order 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. It demonstrate
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 (nicht erfindungsgemäßen) Prüfeinrichtung
Zur
Durchführung
von Rauchversuchen mit dieser Prüfeinrichtung
Um
den Plume besser erkennen zu können, der
in der Prüfeinrichtung
In
Die
Die
Gasbrennerdüsen
Vergleichbar
mit der Gasbrennerdüsen-Ebene
Die
in
Claims (11)
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DE200810011567 DE102008011567B4 (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Testing device for checking the functionality of smoke extraction systems |
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DE200810011567 DE102008011567B4 (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Testing device for checking the functionality of smoke extraction systems |
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DE102008011567A1 DE102008011567A1 (en) | 2009-09-03 |
DE102008011567B4 true DE102008011567B4 (en) | 2010-01-28 |
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ID=40911302
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