DE102009038627A1

DE102009038627A1 - Brandschutzverfahren und Brandschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE102009038627A1
Application number: DE200910038627
Authority: DE
Inventors: Markus Kenter
Original assignee: PHOENIX FIRE BETEILIGUNGS GmbH
Current assignee: PHOENIX FIRE BETEILIGUNGS GmbH
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzverfahren, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eiens Fluchtweges, bei dem ein Brand mittels mindestens eines Detektors detektiert wird, und bei dem ein Nebel aus einem Löschmittel mittels mindestens eines Zerstäubers erzeugt wird. Zum Vergrößern der Zeitspanne für eine Personenevakuierung und einer gleichzeitigen Reduzierung der Gefahr eines Brandschadens und/oder Löschmittelschadens ist das Brandschutzverfahren dadurch gekennzeichnet, dass bereits die Entstehung eines Brandes aufgrund einer Analyse von mindestens einem Brand indizierenden Parameter detektiert wird und der Parameter mittels einer, insbesondere optischen und/oder thermischen und/oder chemischen, Sensorik des Detektors erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Brandschutzverfahren, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges, bei dem ein Brand mittels mindestens eines Detektors detektiert wird, und bei dem ein Nebel aus einem Löschmittel mittels mindestens eins Zerstäubers erzeugt wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Brandschutzvorrichtung, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges und/oder zum Durchführen des erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens, mit mindestens einem Zerstäuber zum Zerstäuben des Löschmittels, und mit einem Detektor zum Detektieren eines Brandes.
Derartige Brandschutzverfahren beziehungsweise Brandschutzvorrichtungen werden beispielsweise in Gebäuden, Tunneln und/oder Fahrzeugen eingesetzt. Nachteilig ist bei den bekannten Brandschutzverfahren beziehungsweise Brandschutzvorrichtungen, dass bei einem detektierten Brand eine vergleichsweise große Löschmittelmenge eingesetzt wird. Hierdurch besteht jedoch die Gefahr, dass ein erheblicher Löschmittelschaden entsteht. Dieser Löschmittelschaden übertrifft teilweise den eigentlichen Brandschaden. Insbesondere in beispielsweise wassersensiblen Bereichen, wie zum Beispiel elektrischen Anlagen, kann ein massiver Löschmitteleinsatz zu erheblichen Schäden führen.
Darüber hinaus ist es bekannt, dass beispielsweise im Bereich des Gebäudebaus hinsichtlich des Brandschutzes bestimmte baurechtliche Vorgaben zu erfüllen sind. Diese baurechtlichen Vorgaben ergeben sich aus den entsprechenden Normen sowie Richtlinien, beispielsweise der Arbeitsschutzrichtlinie ASR 2.3. In diesem Zusammenhang werden unter anderem die maximal zulässigen Fluchtweglängen vorgegeben. So ist derzeit eine maximale Fluchtweglänge von 35 m zulässig. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, dass bei einem beispielsweise großem Gebäude entsprechend viele Notausgänge vorgesehen sein müssen. Dies führt jedoch zu einem erheblichen konstruktiven Aufwand sowie erheblichen Mehrkosten bei der Herstellung.
Hiervon ausgehend ist es das der Erfindung zugrunde liegende Problem, ein Brandschutzverfahren beziehungsweise eine Brandschutzvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die zur Verfügung stehende Zeitspanne für eine Personenevakuierung vergrößert ist und zugleich die Gefahr eines Brandschadens und/oder Löschmittelschadens erheblich reduziert ist.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein Brandschutzverfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem bereits die Entstehung eines Brandes aufgrund einer Analyse von mindestens einem Brand indizierenden Parameter detektiert wird und der Parameter mittels einer, insbesondere optischen, thermischen und/oder chemischen, Sensorik des Detektors erfasst wird. Weiter wird das zugrunde liegende Problem durch eine Brandschutzvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Detektor zum Detektieren der Entstehung eines Brandes eine, insbesondere optische, thermische und/oder chemische, Sensorik zum Erfassen von mindestens einem Brand indizierenden Parameter aufweist.
Somit wird ein Brand sehr frühzeitig, nämlich bereits bei der Entstehung, detektiert. Hierdurch wird zusätzliche Zeit gewonnen, die einerseits dazu genutzt werden kann, Personen und/oder Tiere aus dem gefährdeten Bereich zu evakuieren sowie andererseits den Brand bereits in der Entstehung zu bekämpfen. Hierdurch ist es möglich, die maximale Fluchtweglänge beispielsweise in Gebäuden erheblich zu vergrößern. Beispielsweise in Gebäuden ist die maximale Fluchtweglänge von 35 m mittels des erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens beziehungsweise der Brandschutzvorrichtung auf eine Länge von 75 m bis 80 m verlängerbar. Dagegen ist die maximale Fluchtweglänge mittels eines üblichen Rauchmelders um lediglich einen Faktor von 1,5 auf etwa 52,5 m verlängerbar.
Des Weiteren lässt sich die einzusetzende Löschmittelmenge aufgrund der bereits frühzeitigen Detektierung der Entstehung des Brandes erheblich reduzieren. Hierdurch lassen sich Löschmittelschäden und/oder Brandschäden erheblich vermindern. Als Brand indizierende Parameter können beispielsweise Rauch, Rauchpartikel, Brandpartikel, und/oder eine thermische Strahlung im Rahmen einer Analyse erfasst und ausgewertet werden.
Nach einer Weiterbildung des Brandschutzverfahrens wird im Rahmen der Analyse des Brand indizierenden Parameters zumindest eine teilweise Zusammensetzung der Luft und/oder einer Umgebungsstrahlung mittels der Sensorik erfasst und, insbesondere mittels einer Auswerteeinheit, ausgewertet. Somit wird der zu überwachende Bereich hinsichtlich einer möglichen Entstehung eines Brandes aktiv überwacht. Hierbei wird die Entstehung des Brandes mittels des Detektors aufgrund einer Luftprobe detektiert und die Luftprobe wird vorzugsweise auf Rauch, Rauchpartikel und/oder Brandpartikel hin analysiert. Somit wird dem Detektor eine aus dem zu überwachenden Bereich stammende Luftprobe zur Analyse zugeführt. Vorzugsweise wird die Luftprobe mittels einer Filterung vor dem Zuführen zum Detektor gefiltert. Aufgrund einer solchen Filterung lassen sich für den Detektor schädliche, insbesondere korrodierende, Bestandteile entfernen. Mittels der Filterung kann beispielsweise eine Wasserabscheidung und/oder Staubabscheidung erfolgen. Weiter kann aufgrund der Filterung in der Luftprobe enthaltenes Ammoniak gebunden werden. Dieses ist insbesondere bei der Verwendung der Erfindung in Gebäuden des Agrarbereiches, wie beispielsweise Ställen, von Vorteil. Aufgrund der Filterung wird der Anteil an korrodierenden Bestandteilen in der Luftprobe erheblich reduziert. Somit wird der Detektor wirksam vor korrodierenden Umwelteinflüssen geschützt, wodurch ein dauerhafter und zuverlässiger Betrieb des Detektors gewährleistet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden aufgrund des mittels des Zerstäubers erzeugten Nebels Rauch, Rauchpartikel und/oder Brandpartikel aus der Luft, insbesondere im Bereich der Fluchtwege, gebunden. Mittels des Zerstäubers wird das Löschmittel in feine Tröpfchen zerstäubt. Die feinen Tröpfchen binden den Rauch bzw. das Rauchgas, die Rauchpartikel und/oder Brandpartikel aus der Luft, wodurch die Luft zumindest länger für auf Sauerstoff angewiesene Personen und/oder Tiere atembar ist und/oder die Sichtweite vergrößert wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, längere Fluchtwegslängen zu realisieren. Der gebundene Rauch bzw. das gebundene Rauchgas und/oder die gebundenen Partikel sinken vorzugsweise in der mit den Tröpfchen gebundenen Form auf den Boden ab. Somit wird in der Luft enthaltener Rauch und/oder Partikel aus der Luft ausgewaschen. Insbesondere wird aufgrund der feinen Zerstäubung des Löschmittels, beispielsweise im Vergleich zu üblichen Sprinkleranlagen, die Kühloberfläche bis zum 100-fachen vergrößert, so dass das eingesetzte Löschmittel wesentlich besser zur Wärmebindung und/oder zur Brandbekämpfung dient.
Vorzugsweise wird die Brandentwicklung aufgrund des mittels des Zerstäubers erzeugten Nebels gehemmt und/oder vorzugsweise der Brand mittels des Nebels gelöscht. Die Tropfen des erzeugten Nebels verdampfen in der Brandzone und/oder Flammenzone vergleichsweise schnell, wodurch große Energiemengen gebunden werden. Das erfindungsgemäße Brandschutzverfahren kann hierbei zur Brandverzögerung und/oder Brandbekämpfung eingesetzt werden. Ist der Brand bei einer Brandbekämpfung gelöscht, wird vorzugsweise für einen vorgegebenen Zeitraum weiterhin ein Nebel aus dem Löschmittel erzeugt. Hierdurch wird eine Kühlung der brennbaren Materialien und/oder der Umgebung erreicht, wodurch die Produktion von Pyrolyseprodukten vermindert wird. Hierdurch wird eine Rückzündung besonders wirkungsvoll vermieden. Vorzugsweise verdrängt das Löschmittel, insbesondere als Löschmittel eingesetztes Wasser, bei der Verdampfung in der Brandzone beziehungsweise am Brandherd aufgrund einer 1600-fachen Volumenexpansion den Sauerstoffs, welches zu einer Inertisierung führt. Im Rahmen dieser Inertisierung wird der Luftsauerstoff verdrängt und somit die Brandgefahr reduziert. Der Effekt der Inertisierung ist eine Funktion der in der Brandzone beziehungsweise am Brandherd zur Verfügung stehenden Wärmeenergie. Hierbei kommt es in einem gegen einen Brand zu schützenden Raum vorzugsweise zu keiner merkenswerten Reduktion des Sauerstoffgehaltes. Somit werden auf Sauerstoff angewiesene Personen und/oder Tiere durch den Löschmitteleinsatz nicht gefährdet. Vielmehr ist sichergestellt, dass aufgrund des Einsatzes des Löschmittels möglichst kein Sauerstoff verbraucht wird.
Entsprechend einer Weiterbildung wird die Luftprobe kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgrund eines Ansaugens der Luft mittels eines Ansaugsystems entnommen. Somit erfolgt mittels des Ansaugsystems eine aktive Überwachung hinsichtlich eines entstehenden Brandes. Vorzugsweise werden mehrere Detektoren, Luftprobenentnahmestellen und/oder mehrere Zerstäuber, insbesondere mit einer Dichte von einem Zerstäuber pro 1 m² Grundfläche, in einem zu überwachenden Raum regelmäßig und/oder gleichmäßig verteilt. Hierbei kann eine regelmäßige Verteilung bei einer sich wiederholenden Struktur gegeben sein. So können die Detektoren, die Luftprobenentnahmestellen und/oder mehrere Zerstäuber beispielsweise im Bereich von Fluchtwegen angeordnet werden. Eine gleichmäßige Verteilung kann dann gegeben sein, wenn die Detektoren und/oder Luftprobeentnahmestellen und/oder Zerstäuber jeweils mit gleichem Abstand nebeneinander in einer Richtung oder mehreren Richtungen zueinander angeordnet werden. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren flächendeckend eingesetzt, wodurch insbesondere ein flächendeckender Brandschutz gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Entstehung eines Brandes in der Pyrolysephase und/oder Schwelphase des Brandes mittels des Detektors, insbesondere innerhalb von 300 Sekunden, besonders bevorzugt innerhalb von 180 Sekunden, und am meisten bevorzugt innerhalb von 60 Sekunden, ab dem Beginn der Pyrolysephase und/oder Schwelphase detektiert. Somit wird die Entstehung eines Brandes bereits frühzeitig erkannt, wodurch entsprechende Gegenmaßnahmen ebenfalls frühzeitig eingeleitet werden können. Aufgrund eines entsprechend frühzeitigen Erzeugens eines Nebels aus dem Löschmittel mittels mindestens eines Zerstäubers lässt sich die weitere Ausbreitung des Brandes besonders effektiv verzögern beziehungsweise der Brand lässt sich bereits in der Entstehungsphase auf besonders einfache und effektive Weise bekämpfen. Aufgrund der frühzeitigen Detektierung der Entstehung des Brandes wird zudem zusätzliche Zeit gewonnen, welche beispielsweise zur Evakuierung von Personal und/oder Tieren genutzt werden kann.
Vorzugsweise werden aufgrund der Detektion der Entstehung eines Brandes, insbesondere mittels eines vom Detektor ausgegebenen Signals und/oder mittels eines Verschlussmechanismus, Zulufteinrichtungen und/oder Ablufteinrichtungen des zu überwachenden Raumes verschlossen. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein zusätzlicher Sauerstoffeintritt in den Raum vermieden wird und somit die Ausbreitung des Brandes zusätzlich gehemmt wird. Die Brandbekämpfung wird hierdurch begünstigt.
Nach einer Weiterbildung wird der Zerstäuber mittels einer Zuleitung mit dem Löschmittel versorgt und vorzugsweise wird das Löschmittel in der Zuleitung mittels einer Pumpe, insbesondere unter Hochdruck, zum Zerstäuber befördert. Demnach kann das Löschmittel entweder mit einem üblichen Leitungsdruck oder mit einem gegenüber dem üblichen Leitungsdruck erhöhten Druck zum Zerstäuber befördert werden. Wird als Löschmittel beispielsweise Wasser eingesetzt, kann das Wasser entweder mittels des üblichen Leitungsdruckes in gewöhnlichen Wasserleitungen zu dem Zerstäuber befördert werden, oder der Wasserdruck wird mittels eines geeigneten Druckmittels, wie beispielsweise einer Pumpe, mit Hochdruck zu dem Zerstäuber befördert. Der Hochdruck liegt vorzugsweise im Bereich von 5 Bar bis 80 Bar, besonders bevorzugt bei 60 Bar. Die angegebenen Werte für den Hochdruck liegen insbesondere am Zerstäuber an. Die Zuleitung ist vorzugsweise als eine Hochdruckleitung ausgebildet.
Vorzugsweise wird das Löschmittel mit einer Volumenstromdichte von weniger als 4 l/(hm²), besonders bevorzugt von weniger als 2 l/(hm²), am meisten bevorzugt von weniger als 0,5 l/(hm²), eingesetzt. Somit kommen lediglich sehr geringe Mengen des Löschmittels zum Einsatz, wodurch der Umfang an Löschmittelschäden erheblich reduziert wird. Hierbei stehen die Einheiten 1 für Liter, h für Stunde und m² für Quadratmeter. Insbesondere wird pro Zerstäuber ein von einem Löschmittelleitungsdruck abhängiger Volumenstrom des Löschmittels im Bereich von 1 l/h bis 25 l/h, besonders bevorzugt im Bereich von 10 l/h bis 20 l/h, und am meisten bevorzugt von 17 l/h, eingesetzt. Insbesondere wird mittels des Zerstäubers eine durchschnittliche Tröpfchengröße von weniger als 100 μm, besonders bevorzugt von weniger als 55 μm, und am meisten bevorzugt von weniger als 45 μm, erzeugt. Somit erzeugt der Zerstäuber ein sehr feines Sprühbild, dass insbesondere um etwa 15% bis 17% feiner als bei bisher bekannten Nebellöschsystemen ist.
Entsprechend einer Weiterbildung wird als Zerstäuber eine Düse zum Zerstäuben des Löschmittels, insbesondere in Form eines Vollkegels, mit einer Düsenöffnung, mit einer der Düsenöffnung vorgelagerten Rotationskammer, und vorzugsweise mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung koaxiale Rotationsbewegung verwendet. Mittels einer solchen Düse wird ein besonders feiner Sprühnebel erzeugt. Das Sprühbild weist insbesondere eine Kegelform, besonders bevorzugt eine Vollkegelform, auf. Hierbei werden der Nebel beziehungsweise die von der Düse erzeugten Tröpfchen in der Gestalt eines Vollkegels von der Düse abgegeben.
Als Löschmittel kann eine Flüssigkeit und/oder Wasser, insbesondere mit Rauch, Rauchpartikeln und/oder Brandpartikeln bindenden und/oder Brand hemmenden Additiven, verwendet werden. Insbesondere Wasser steht in der Regel kostengünstig und in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Durch den Zusatz geeigneter Additive wird die Brand hemmende beziehungsweise Brand bekämpfende Wirkung des Löschmittels weiter verstärkt. Des Weiteren können ein oder mehrere weitere Zusätze dem Löschmittel zur Luftentkeimung und/oder Ammoniakereduktion hinzugefügt werden. Als Zusatz zur Luftentkeimung und/oder zur Ammoniakreduktion kann dem Löschmittel beispielsweise mit Silber angereichertes Wasserstoffperoxid zugefügt werden.
Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung ist ein Ansaugsystem zum Entnehmen einer Luftprobe für den Detektor aus der Luft eines zu überwachenden Raumes vorgesehen. Mittels des Ansaugsystems können an geeigneten Stellen Luftproben entnommen und dem Detektor zur Analyse zugeführt werden. Insbesondere weist das Ansaugsystem Leitungen zur Entnahme der Luftprobe und/oder zum Weiterleiten der Luftprobe zum Detektor auf. Hierbei können die Leitungen zur Entnahme der Luftprobe Luftprobeentnahmestellen aufweisen. Die Luftprobeentnahmestellen sind vorzugsweise als einfache Löcher in den Leitungen ausgebildet. Hierbei wird aus baurechtlicher Sicht angenommen, dass jede Luftentnahmestelle beziehungsweise jedes Loch in den Leitungen des Ansaugsystems als ein eigenständiger Brandmelder gilt. Derartige Melder dürfen nach der entsprechenden DIN insbesondere nicht weiter als 9,30 m voneinander entfernt sein. Die Melder können auch mit einem Abstand von weniger als 9,30 m voneinander angeordnet werden. Ein entsprechend geringerer Abstand ist insbesondere in verwinkelten Gebäuden zu bevorzugen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Brandschutzvorrichtung sind das Ansaugsystem und/oder der Detektor, insbesondere aufgrund geeigneter Materialien und/oder einer Verkapselung und vorzugsweise gegenüber Ammoniak, Staub und/oder Feuchtigkeit staubgeschützt und/oder korrosionsbeständig. Insbesondere in Gebäuden des Agrarbereiches, wie beispielsweise Ställen, sind Detektoren und/oder ein Ansaugsystem besonders aggressiven Umwelteinflüssen augesetzt. Hierdurch wird eine dauerhafte Funktionsfähigkeit des Detektors und/oder des Ansaugsystems gefährdet. Aufgrund geeigneter Materialien, insbesondere der Verwendung von Edelstahl der Sorte V4A und/oder einer geeigneten Konstruktion lässt sich ein hinreichender Staubschutz und/oder Korrosionsschutz realisieren. Vorzugsweise ist vor dem Detektor eine Filterung, insbesondere zum Filtern der Luftprobe, angeordnet. Aufgrund einer solchen Filterung mittels einer geeigneten Filteranlage wird insbesondere der Detektor auf besonders effektive Weise vor Staub und/oder korrosionsfördernden Bestandteilen in der Luftprobe geschützt. Vorzugsweise führt die Filterung zur Abscheidung von Wasser, Staub und/oder Ammoniakbestandteilen aus der Luftprobe. Der Detektor kann als ein Rauchansaugmelder ausgebildet sein. Derartige Rauchansaugmelder haben sich bereits bewährt und gewährleisten eine zuverlässige Detektion eines Brandes.
Nach einer Weiterbildung ist der Zerstäuber als eine Düse zum Zerstäuben des Löschmittels, insbesondere in Form eines Vollkegels, mit einer Düsenöffnung, mit einer der Düsenöffnung vorgelagerten Rotationskammer, und vorzugsweise mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung koaxiale Rotationsbewegung ausgebildet. Mittels einer solchen Düse wird die Erzeugung eines sehr feinen Nebels gewährleistet. Vorzugsweise ist die Düse, insbesondere der Rotationskanal, zum Einleiten des Löschmittels mit einer der Düsenaustrittsrichtung entgegen gerichteten Bewegungskomponente in die Rotationskammer ausgebildet. Hierdurch wird eine erheblich größere Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Austritt aus der Düsenöffnung erreicht. Aufgrund der höheren Rotationsgeschwindigkeit entsteht an der Düsenöffnung eine kegelförmige Verteilung des Sprühnebels mit erheblich geringeren Tröpfchengrößen. Hierdurch lässt sich, insbesondere unter Verwendung von verhältnismäßig geringen Löschmittelleitungsdrücken, eine sehr feine Vernebelung des Löschmittels erreichen. Weiter kann ein Querschnitt des Rotationskanals von außen nach innen in Richtung der Rotationskammer abnehmen. Aufgrund der Querschnittsverengung wird die Flüssigkeit zielgerichteter in die Rotationskammer entlang der Innenwand eingeleitet. Hierdurch wird die Gefahr der Entstehung einer unerwünschten turbulenten Strömung reduziert. Zudem wird aufgrund der Querschnittsverengung die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit deutlich erhöht. Dies führt wiederum zu einer höheren Rotationsgeschwindigkeit der in der Rotationskammer entstehenden Wassersäule, welches die Entstehung eines kegelförmigen Sprühnebels mit erheblich geringeren Tröpfchengrößen zusätzlich begünstigt. Hierbei wird der Sprühnebel vorzugsweise in der Gestalt eines Vollkegels von dem Zerstäuber bzw. der Düse abgegeben.
Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung zur Kühlung, Regelung der Luftfeuchtigkeit, Geruchsminimierung, Staubbindung, Brandvorbeugung und/oder Brandbekämpfung, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges, in Gebäuden, Tunneln und/oder Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, Schienenfahrzeugen und/oder Kraftfahrzeugen. Hierbei kann die Sicherheit von Personen, Tieren und/oder Sachen durch eine hinsichtlich des Brandschutzes erfolgte Optimierung von beispielsweise Baukörpern und/oder Verkehrswegen, insbesondere im Zusammenhang mit einem geeigneten Unfallmanagement, weiter verbessert werden.
Insbesondere ist das Brandschutzverfahren und/oder die Brandschutzvorrichtung als ein flächendeckendes Verfahren bzw. System ausgebildet. Hierdurch kann ein flächendeckender Brandschutz realisiert werden.
Vorzugsweise ist die Brandschutzvorrichtung zusätzlich oder alternativ zur Kühlung, Regelung der Luftfeuchtigkeit, Geruchsminimierung und/oder Staubbindung einsetzbar. Hierzu wird mittels der Düse bzw. des Zerstäubers Wasser feinstvernebelt. Die erzeugten Nebeltröpfchen verdunsten, wodurch beispielsweise eine Kühlung der Raumluft erfolgt. Zudem wird durch die Anreicherung der Raumluft mit Wasser eine höhere Luftfeuchtigkeit erreicht. Der Zerstäuber wird vorzugsweise mit dem üblichen und verhältnismäßig geringen Wasserleitungsdruck, insbesondere aus einem üblichen Hausversorgungsanschluss, versorgt. Des Weiteren können ein oder mehrere Zusätze dem zu vernebelnden Wasser, insbesondere zur Luftentkeimung und/oder Ammoniakereduktion, hinzugefügt werden. Als Zusatz zur Luftentkeimung und/oder zur Ammoniakreduktion kann dem Wasser beispielsweise mit Silber angereichertes Wasserstoffperoxid zugefügt werden. Somit kann die erfindungsgemäße Brandschutzvorrichtung sowohl zum flächendeckenden Brandschutz als auch zum flächendeckenden Klimatisieren eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens,
2 eine geschnittene Seitendarstellung eines Gebäudes mit einer erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung, und
3 eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Brandschutzvorrichtung gemäß 2.
1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens. Hierbei wird das Brandschutzverfahren in einem Schritt S10 gestartet. Aufgrund des Starts wird ein Ansaugsystem aktiviert und in einem Schritt S11 mittels Luftprobeentnahmestellen in Leitungen des Ansaugsystems eine Luftprobe aus der Luft eines zu überwachenden Raumes entnommen. Die Luftprobe wird mittels Leitungen des Ansaugsystems in Richtung auf einen Detektor geleitet. Vor dem Erreichen des Detektors erfolgt in einem Schritt S12 eine Filterung der Luftprobe. Bei der Filterung werden für den Detektor störende und/oder korrodierende Bestandteile aus der Luftprobe entfernt. Die Filterung führt zu einer Abscheidung von Wasser, Staub und Ammoniak aus der Luftprobe.
Derart gefiltert wird die Luftprobe in einem Schritt S13 dem Detektor zugeführt und von diesem analysiert. Hierbei werden Brand indizierende Parameter, nämlich Rauch, Rauchgas, Rauchpartikel und Brandpartikel in der Luftprobe mittels einer optischen, thermischen und/oder chemischen Sensorik des Detektors erfasst. Die von der Sensorik erfassten Parameter werden sodann mittels einer Steuerung ausgewertet.
Wird in dem Schritt S13 keine Entstehung eines Brandes detektiert, wird erneut eine Luftprobe gemäß dem Schritt S11 aus der Luft des zu überwachenden Raumes entnommen. Wird in dem Schritt S13 die Entstehung eines Brandes detektiert, wird mittels einer Steuerung die Erzeugung eines Nebels aus einem Löschmittel in einem Schritt S14 ausgelöst. Hierzu wird das Löschmittel geeigneten Zerstäubern zugeführt, die in dem Raum verteilt sind. Hierbei wird an jedem Zerstäuber das Löschmittel in Form eines Vollkegels abgegeben. Aufgrund des erzeugten Nebels wird die Brandentwicklung gehemmt und der sich in Entstehung befindende Brand gelöscht. Anschließend wird das Brandschutzverfahren durch Beenden der Nebelerzeugung in einem Schritt S15 beendet.
Alternativ oder ergänzend zu dem vorstehend beschriebenen Ablauf des erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens ist es ebenfalls möglich, dass bei einer Detektion eines entstehenden Brandes in Schritt S13 nachfolgend nicht nur die Erzeugung des Nebels durchgeführt wird, sondern zusätzlich ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt wird. Hierdurch wird das in dem Raum sich befindende Personal auf den entstehenden Brand aufmerksam gemacht und kann entweder bei der Brandbekämpfung unterstützend tätig werden oder den Gefahrenbereich verlassen. Weiter kann neben der Nebelerzeugung in Schritt S14 zugleich vom Detektor ein Signal ausgegeben werden, dass einen Verschlussmechanismus aktiviert. Mit dem Verschlussmechanismus werden Zulufteinrichtungen und/oder Ablufteinrichtungen des Raumes verschlossen. Schließlich ist es möglich, dass parallel zu der Nebelerzeugung in dem Schritt S14 die Schritte S11, S12 S13 durchlaufen werden. Sobald dann in dem Schritt S13 kein Brand mehr detektiert wird, wird aufgrund eines entsprechenden Signals die Nebelerzeugung in dem Schritt S14 eingestellt. Die Abschaltung der Nebelerzeugung kann aber auch manuell erfolgen. Weiter kann in diesem Fall ein weiteres Signal an den Verschlussmechanismus geleitet werden, so dass der Verschlussmechanismus die Zulufteinrichtung und/oder Ablufteinrichtungen wieder öffnet.
2 zeigt eine seitlich geschnittene Darstellung eines Gebäudes 11 mit einer erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung 10. Das Gebäude 11 umschließt einen zu überwachenden Raum 12. Hierbei ist der Raum 12 mittels einer Zwischendecke 13 in einen unteren Raum 14 und einen oberen Raum 15 aufgeteilt. Innerhalb des Raumes 12 sind mehrere voneinander beabstandete Raumelemente 16 angeordnet. Die Raumelemente 16 erstrecken sich von dem unteren Raum 14 durch die Zwischendecke 13 bis in den oberen Raum 15.
Zwischen den voneinander beabstandeten Raumelementen 16 befinden sich Verkehrswege 17. Hierbei dienen die Verkehrswege 17 zugleich auch als Fluchtwege im Brandfall. Unterhalb der Zwischendecke 13 und zwischen den Raumelementen 16.1, 16.2 und 16.3, 16.4 sowie 16.5, 16.6 ist jeweils eine Leitung 18 eines Ansaugsystems angeordnet. Die Leitungen 18 sind als Detektionsleitungen ausgebildet und weisen in regelmäßigen Abständen von maximal 9,30 m hier nicht näher dargestellte Löcher auf. Hierbei dienen die Löcher als Luftprobeentnahmestellen. Weiter wird jedes einzelne Loch als einzelner Brandmelder aufgefasst. Zusätzlich befinden sich entsprechend ausgebildete Leitungen 18 des Ansaugsystems unterhalb des Daches 20 in dem oberen Raum 15.
Zwischen den Raumelementen 16 und unterhalb der Zwischendecke 13 sowie unterhalb des Daches 20 sind Zuleitungen 19 für ein Löschmittel angeordnet, von denen zur besseren Übersicht nur drei Zuleitungen 19 mit einem Bezugszeichen versehen sind. Mittels dieser Zuleitungen 19 wird das Löschmittel hier nicht näher dargestellten Zerstäubern zugeführt.
3 zeigt einen Ausschnitt der Brandschutzvorrichtung 10 gemäß 2. Dargestellt ist hier der schematische Aufbau der Brandschutzvorrichtung 10, wie er sich unterhalb der Zwischendecke 13 des Gebäudes 11 gemäß 2 ergibt. Hiernach werden die Leitungen 18 des Ansaugsystems mittels einer Sammelleitung 21 miteinander verbunden. Die entnommenen Luftproben werden somit mittels der Leitungen 18 und der Sammelleitung 21 zu einem Detektor 22 geführt. Vor dem Detektor 22 ist eine hier nicht näher dargestellte Filterung beziehungsweise Filteranlage zum Filtern der Luftprobe angeordnet.
Des Weiteren werden die Zuleitungen 19 für das Löschmittel mittels einer Sammelzuleitung 23 gemeinsam mittels einer Pumpe 24 mit dem Löschmittel versorgt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zuleitungen 19, von denen zur besseren Übersicht nur drei Zuleitungen 19 mit einem Bezugszeichen versehen sind, sowie die Sammelzuleitung 23 als Hochdruckleitungen ausgebildet. An den Zuleitungen 19 sind in gleichmäßigen Abstand zueinander Zerstäuber 25, von denen zur besseren Übersicht nur zehn Zerstäuber 25 mit einem Bezugszeichen versehen sind, angeordnet. Die von der Sammelzuleitung 23 abgewandten Enden der Zuleitungen 19 sind mit einem Sperrmittel 26 versehen. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sperrmittel 26 als Kugelhähne ausgebildet.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung 10 wird anhand der 1 bis 3 nachfolgend näher erläutert:
Aufgrund einer Inbetriebnahme der Brandschutzvorrichtung 10 werden mittels der in den Leitungen 18 angeordneten Luftprobentnahmestellen Luftproben aus dem unteren Raum 14 und dem oberen Raum 15 des Gebäudes 11 entnommen. Hierbei erfolgt die Luftprobenentnahme mittels Löchern in den Leitungen 18 unmittelbar unterhalb der jeweils oberen Raumbegrenzung. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel also einmal unterhalb der Zwischendecke 13 sowie unterhalb des Daches 20. Im Folgenden werden die Luftproben über die Leitungen 18 und die Sammelleitung 21 des Ansaugsystems in Richtung auf den Detektor 22 befördert. Unmittelbar vor dem Detektor 22 ist eine Filterung beziehungsweise eine Filteranlage und/oder ein Filterelement mit der Sammelleitung 21 verbunden. Mittels der Filterung werden für den Detektor 22 schädliche, insbesondere korrosionsfördernde, Bestandteile aus der Luftprobe ausgefiltert. Erst nach der Filterung gelangt die Luftprobe zum Detektor 22.
Mittels einer Sensorik des Detektors wird sodann die Luftprobe auf Brand indizierende Parameter, wie Rauch bzw. Rauchgas, Rauchpartikel und/oder Brandpartikel hin analysiert. Hierzu ist die Sensorik mit optischen, thermischen und/oder chemischen Sensoren ausgestattet. Sofern Brand indizierende Bestandteile in der Luftprobe aufgefunden worden sind und insbesondere die in der Luftprobe aufgefundene Menge an Bestandteilen einen Schwellwert übersteigen, wird darauf folgend aufgrund eines von dem Detektor 22 ausgehenden Signals die Erzeugung eines Nebels aus einem Löschmittel ausgelöst.
Für die Erzeugung des Nebels wird die Pumpe 24 in Gang gesetzt. Hierdurch wird das Löschmittel über die Sammelzuleitung 23 und die Zuleitungen 19 zu den Zerstäubern 25 mit Hochdruck befördert. Die Zerstäuber 25 sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Düsen ausgebildet. Bei der Aktivierung der Pumpe 24 werden zugleich aufgrund eines entsprechenden Signals des Detektors 22 Zulufteinrichtungen und/oder Ablufteinrichtungen, wie beispielsweise eine Klimaanlage, ein Gebläse und/oder Fenster, abgeschaltet und/oder verschlossen.
Aufgrund des erzeugten Nebels wird die von einem Feuer beziehungsweise Brand ausgehende Wärmestrahlung deutlich abgeschirmt. Dies trägt zum Erhalt der Fluchtwege und/oder Rettungswege bei. Zudem wird aufgrund des erzeugten Nebels die weitere Brandentwicklung gehemmt und/oder bekämpft. Hierdurch wird zusätzliche Zeit gewonnen, die zum einen zur Evakuierung des Brandbereiches genutzt werden kann und/oder aufgrund deren längere maximale Fluchtwegslängen als bisher realisierbar sind. Des Weiteren werden aufgrund der großen Oberfläche der feinen Löschmittelnebeltröpfchen Rauchpartikel und/oder Brandpartikel, insbesondere Russpartikel, und/oder Rauch bzw. Rauchgas schnell gebunden. Weiter werden Löschmittel lösliche Bestandteile, wie insbesondere Rauchgasbestandteile, niedergeschlagen. Hierdurch wird eine Rauchausbreitung im gesamten Gebäude 11 weitgehend verhindert.
Zusätzlich wird eine Kontamination der Umgebung durch beispielsweise ablaufendes Löschwasser auf ein Mindestmaß reduziert. Des Weiteren macht sich ein starker Kühleffekt aufgrund des eingesetzten Nebels bemerkbar. Dieser Kühleffekt macht sich insbesondere bei Gebäuden mit einer überwiegend aus Glas und/oder Stahl bestehenden Baustruktur bemerkbar.
Mittels des erfindungsgemäßen Brandschutzverfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung lassen sich erhebliche Kompensationen, insbesondere Fluchtwegkompensationen, im Brandschutz erzielen, welche zu deutlichen Kosteneinsparungen der sonst erforderlichen Brandschutzmaßnahmen führen. Aufgrund der hohen physikalischen Effektivität des erzeugten Nebels kommt eine entsprechend Brandschutzvorrichtung mit einem Bruchteil, insbesondere 1 Promille bis 1 Prozent, der von einem konventionellen Sprinklersystem eingesetzten Löschmittelmenge aus. Hierdurch können beispielsweise notwendige Leitungen wesentlich kleiner dimensioniert werden.
Die Erfindung führt zu einer Vergrößerung der Zeitspanne für eine Personenevakuierung und reduziert zugleich erheblich die Gefahr eines Brandschadens und/oder Löschmittelschadens.
Alternativ oder zusätzlich ist die Brandschutzvorrichtung zur Kühlung, Regelung der Luftfeuchtigkeit, Geruchsminimierung und/oder Staubbindung einsetzbar. Hierzu wird mittels der Düse bzw. des Zerstäubers Wasser feinstvernebelt, wobei der Zerstäuber vorzugsweise mit dem üblichen und verhältnismäßig geringen Wasserleitungsdruck, insbesondere aus einem üblichen Hausversorgungsanschluss, versorgt wird. Hierdurch wird der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich erweitert. Somit ist die selbe Vorrichtung sowohl zum Brandschutz als auch zur Klimatisierung geeignet.
Bezugszeichenliste

10: Brandschutzvorrichtung
11: Gebäude
12: Raum
13: Zwischendecke
14: Unterer Raum
15: Oberer Raum
16: Raumelement
17: Verkehrsweg, Fluchtweg
18: Leitung des Ansaugsystems
19: Zuleitung für Löschmittel
20: Dach
21: Sammelleitung des Ansaugsystems
22: Detektor
23: Sammelzuleitung für Löschmittel
24: Pumpe
25: Zerstäuber
26: Sperrmittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Arbeitsschutzrichtlinie ASR 2.3 [0003]

Claims

Brandschutzverfahren, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges (17), bei dem ein Brand mittels mindestens eines Detektors (22) detektiert wird, und bei dem ein Nebel aus einem Löschmittel mittels mindestens eines Zerstäubers (25) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bereits die Entstehung eines Brandes aufgrund einer Analyse von mindestens einem Brand indizierenden Parameter detektiert wird und der Parameter mittels einer, insbesondere optischen, thermischen und/oder chemischen, Sensorik des Detektors (22) erfasst wird.
Brandschutzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Analyse des Brand indizierenden Parameters zumindest eine teilweise Zusammensetzung der Luft und/oder eine Umgebungsstrahlung mittels der Sensorik erfasst und, insbesondere mittels einer Auswerteeinheit, ausgewertet wird.
Brandschutzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstehung des Brandes mittels des Detektors (22) aufgrund einer Luftprobe detektiert wird und die Luftprobe vorzugsweise auf Rauch, Rauchpartikel und/oder Brandpartikel hin analysiert wird.
Brandschutzverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftprobe mittels einer Filterung vor dem Zuführen zum Detektor (22) gefiltert wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des mittels des Zerstäubers (25) erzeugten Nebels Rauch, Rauchpartikel und/oder Brandpartikel aus der Luft, insbesondere im Bereich der Fluchtwege (17), gebunden werden.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandentwicklung aufgrund des mittels des Zerstäubers (25) erzeugten Nebels gehemmt wird und/oder dass vorzugsweise der Brand mittels des Nebels gelöscht wird.
Brandschutzverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftprobe kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgrund eines Ansaugens der Luft mittels eines Ansaugsystems (18, 21) entnommen wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Detektoren (22), Luftprobenentnahmestellen und/oder Zerstäuber (25), insbesondere mit einer Dichte von einem Zerstäuber (25) pro 1 m², in einem zu überwachenden Raum (12) regelmäßig und/oder gleichmäßig verteilt werden.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren (22), die Luftprobenentnahmestellen und/oder mehrere Zerstäuber (25) im Bereich von Fluchtwegen (17) angeordnet werden.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstehung eines Brandes in der Pyrolysephase und/oder Schwelphase des Brandes mittels des Detektors (22), insbesondere innerhalb von 300 Sekunden, besonders bevorzugt innerhalb von 180 Sekunden, und am meisten bevorzugt innerhalb von 60 Sekunden ab dem Beginn der Pyrolysephase und/oder Schwelphase, detektiert wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Detektion der Entstehung eines Brandes, insbesondere mittels eines vom Detektor (22) ausgegebenen Signals und/oder mittels eines Verschlussmechanismus, Zulufteinrichtungen und/oder Ablufteinrichtungen des zu überwachenden Raumes (12) verschlossen werden.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber (25) mittels einer Zuleitung (19) mit dem Löschmittel versorgt wird und vorzugsweise das Löschmittel in der Zuleitung (19) mittels einer Pumpe (24), insbesondere unter Hochdruck, zum Zerstäuber (25) befördert wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Löschmittel mit einer Volumenstromdichte von weniger als 4 l/(hm²), besonders bevorzugt von weniger als 2 l/(hm²), am meisten bevorzugt von weniger als 0,5 l/(hm²), eingesetzt wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Zerstäuber (25) ein von einem Löschmittelleitungsdruck abhängiger Volumenstrom des Löschmittels im Bereich von 1 l/h bis 25 l/h, besonders bevorzugt im Bereich von 10 l/h bis 20 l/h, und am meisten bevorzugt von 17 l/h, eingesetzt wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Zerstäubers (25) eine durchschnittliche Tröpfchengröße von weniger als 100 μm, besonders bevorzugt von weniger als 55 μm, und am meisten bevorzugt von weniger als 45 μm, erzeugt wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zerstäuber eine Düse (25) zum Zerstäuben des Löschmittels, insbesondere in Form eines Vollkegels, mit einer Düsenöffnung, mit einer der Düsenöffnung vorgelagerten Rotationskammer, und vorzugsweise mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung koaxiale Rotationsbewegung verwendet wird.
Brandschutzverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Löschmittel eine Flüssigkeit und/oder Wasser, insbesondere mit Rauch, Rauchpartikeln und/oder Brandpartikeln bindenden und/oder Brand hemmenden Additiven, verwendet wird.
Brandschutzvorrichtung, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges (17) und/oder zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einem Zerstäuber (25) zum Zerstäuben des Löschmittels, und mit einem Detektor (22) zum Detektieren eines Brandes, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (22) zum Detektieren der Entstehung eines Brandes eine, insbesondere optische, thermische und/oder chemische, Sensorik zum Erfassen von mindestens einem Brand indizierenden Parameter aufweist.
Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansaugsystem (18, 21) zum Entnehmen einer Luftprobe für den Detektor (22) aus der Luft eines zu überwachenden Raumes (12) vorgesehen ist.
Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugsystem Leitungen zur Entnahme (18) der Luftprobe und/oder zum Weiterleiten (21) der Luftprobe zum Detektor (22) aufweist.
Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugsystem (18, 21) und/oder der Detektor (22), insbesondere aufgrund geeigneter Materialien und/oder einer Verkapselung und vorzugsweise gegenüber Ammoniak, Staub und/oder Feuchtigkeit, staubgeschützt und/oder korrosionsbeständig ist.
Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Detektor (22) eine Filterung, insbesondere zum Filtern der Luftprobe, angeordnet ist.
Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (22) als ein Rauchansaugmelder ausgebildet ist.
Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber als eine Düse (25) zum Zerstäuben des Löschmittels, insbesondere in Form eines Vollkegels, mit einer Düsenöffnung, mit einer der Düsenöffnung vorgelagerten Rotationskammer, und vorzugsweise mit mindestens einem tangential in die Rotationskammer einmündenden Rotationskanal zum Versetzen der Flüssigkeit in eine zur Düsenöffnung koaxiale Rotationsbewegung ausgebildet ist.
Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (25), insbesondere der Rotationskanal, zum Einleiten des Löschmittels mit einer der Düsenaustrittsrichtung entgegen gerichteten Bewegungskomponente in die Rotationskammer ausgebildet ist.
Brandschutzvorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Rotationskanals von außen nach innen in Richtung der Rotationskammer abnimmt.
Verwendung eines Brandschutzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und/oder einer Brandschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26 zur Kühlung, Regelung der Luftfeuchtigkeit, Geruchsminimierung, Staubbindung, Brandvorbeugung und/oder Brandbekämpfung, insbesondere zum mindestens vorübergehenden Freihalten eines Fluchtweges (17), in Gebäuden (12), Tunneln und/oder Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, Schienenfahrzeugen und/oder Kraftfahrzeugen.