DE10231230B4

DE10231230B4 - Water spray system for localizing the location of the fire

Info

Publication number: DE10231230B4
Application number: DE10231230A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kindermann; Annett Meissner; Hans-Joachim Herzog
Original assignee: F & B Feuerschutz & Brand GmbH; F & B Feuerschutz & Brandbekampfung GmbH
Current assignee: F & B Feuerschutz & Brand GmbH; F & B Feuerschutz & Brandbekampfung GmbH
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: DE10231230A1

Abstract

Wassersprühnebelanlage zur Brandeindämmung/Brandbekämpfung sowie Rauch- und Wärmebindung in unterirdischen Verkehrswegen, vorzugsweise in Tunneln oder ähnlichen Verkehrsanlagen, welche mit Sprührohren, in denen Sprühdüsen vorgesehen und welche mit Löschwasserversorgungsleitungen verbunden sind, die gleichfalls mit einem Meßsystem ausgebildet sind, wobei über die Wassersprühnebelanlage Wassersprühnebeltröpfchen im Größenbereich von 0,05 mm bis 0,3 mm Durchmesser erzeugt werden, die mit Wassersprühnebeldüsen bestückten Sprühköpfe (7) in Sprührohren (2) vorgesehen sind, wobei die Sprührohre (2) parallel zur Fahrbahn angeordnet sind, die Sprührohre (2) in den einzelnen Sektionen (6) über den Längsbereich eines Tunnels (1) in dessen Decken- und Seitenbereichen angeordnet sind und mit einer Brandfrüherkennung (3) ausgebildet ist.Water spray system for fire containment / fire fighting as well as smoke and heat control in underground traffic routes, preferably in tunnels or similar traffic systems, which are provided with spray pipes, in which spray nozzles are provided and which are connected to extinguishing water supply lines, which are also designed with a measuring system, with water spray mist droplets in the water spray system Size range from 0.05 mm to 0.3 mm in diameter are generated, the spray heads (7) equipped with water spray nozzles are provided in spray pipes (2), the spray pipes (2) being arranged parallel to the roadway, the spray pipes (2) in the individual sections (6) are arranged over the longitudinal area of a tunnel (1) in the ceiling and side areas thereof and are designed with early fire detection (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Wassersprühnebel-System zur Brandbekämpfung in unterirdischen Verkehrswegen wie Straßenverkehrs- und Eisenbahntunneln sowie Bergwerksanlagem.The invention relates to a water spray system for fire fighting in underground traffic routes such as road and rail tunnels as well as mine facilities.

Es gehört zum allgemeinen Stand der Technik, dass unterirdische Verkehrsanlagen mit entsprechenden Anlagen ausgerüstet werden, die zur Brandbekämpfung und Brandeindämmung dienen. Diese Anlagen sind üblicherweise mit so genannten Sprinklern ausgerüstet, welche im Havariefall in Funktion gesetzt werden und aus denen dann Wasser zur Brandbekämpfung austritt.It belongs to the general state of the Technology that underground transportation facilities with appropriate facilities equipped be used for fire fighting and fire containment serve. These facilities are common equipped with so-called sprinklers, which in the event of an accident be put into operation and from which water for fire fighting then escapes.

Mit der DE-PS 195 14 923 C2 ist bereits ein Verfahren zur Sicherung der Flucht und Rettung unter Rauch- und Wärmebelastung bekannt geworden, welches darauf ausgerichtet ist, dass die Rauch- und Schadstoffkonzentration durch feinste Wassertröpfchen bzw. Wassernebel reduziert werden soll, um so die Atmung und Sicht in dem gefährdeten Bereich zu verbessern, allerdings werden mit diesem Verfahren noch nicht die erwünschten Wirkungen erzielt. Nachteilig ist insbesondere, dass die natürliche Strömung der Rauchgasschicht noch zu stark von dem austretenden Wassernebel beeinflusst wurde, und es deshalb noch zu Vermischungen mit der rauchgasarmen Schicht kam, obgleich der Reinigungseffekt des Rauches durch die feinen Wassernebeltropfen nachweislich vorhanden war. Das Verfahren ist primär dazu vorgesehen, eine infolge eines Brandes eintretende hohe Belastung an Rauch und Schadstoffen zu vermindern und etwaige Feuchtwege offen zu halten, nicht aber die weitere Verbreitung eines Brandherdes zu verhindern.With the DE-PS 195 14 923 C2 A method for securing escape and rescue under smoke and heat exposure has already become known, which is aimed at reducing the smoke and pollutant concentration by means of the finest water droplets or water mist, in order to increase breathing and visibility in the endangered area improve, but the desired effects are not yet achieved with this method. It is particularly disadvantageous that the natural flow of the flue gas layer was still influenced too strongly by the water mist escaping, and therefore there was still mixing with the low flue gas layer, although the cleaning effect of the smoke by the fine water mist droplets was demonstrably present. The method is primarily intended to reduce the high levels of smoke and pollutants that occur as a result of a fire and to keep any dampening paths open, but not to prevent the spread of a fire source.

Die Anwendung von Wasservorhängen ist eine weitere bekannte Form der Bekämpfung von Rauch in geschlossenen Räumen, bei der Löschmittelaustrittsöffnungen so angeordnet sind, dass das im Brandfall austretende Löschmittel einen für die Rauchgase undurchdringlichen Vorhang bildet, wobei eine ausreichende Wirkung hier allerdings nur in Kombination mit leistungsfähigen Rauchabzugseinrichtungen eintritt, die dann auch für den gesamten zwischen den jeweiligen Wasservorhängen abgeschotteten Raum ausgelegt sein müssen. Abgesehen von dem hierfür erforderlichen hohen Aufwand sind derartige Anordnungen für die Flucht und Rettung von Personen ungeeignet, da innerhalb eines solchen Raumes eine Orientierung gänzlich unmöglich ist.The application of water curtains is one another known form of control of smoke in closed rooms, at the extinguishing agent outlet openings are arranged so that the extinguishing agent escaping in the event of fire one for the smoke gases form an impenetrable curtain, being sufficient Effect here, however, only in combination with powerful smoke extraction devices occurs, which then also for the entire space sealed off between the respective water curtains have to be. Apart from that for this Such arrangements for the escape are necessary high expenditure and rescue of people unsuitable because within such Orientation completely impossible is.

Mit diesem Problem befasst sich die DE 100 19 537 A1 , die eine Anordnung zur Sicherung der Flucht und Rettung unter Rauch, Wärme- und Schadstoffbelastungen beschreibt.The is dealing with this problem DE 100 19 537 A1 , which describes an arrangement for securing escape and rescue under smoke, heat and pollution.

Gemäß dieser vorgestellten Lösungen werden Sprühnebeldüsen von Wassernebelanlagen in bogenförmiger Anordnung über die gesamte bauliche Länge von unterirdischen Verkehrsanlagen angeordnet, bei der die Sprühnebeldüsen mit sogenannten Sprührohrbögen bestückt sind, die über die gesamte Länge der Baulichkeit, hintereinander und quer im Lichtraumprofil der jeweiligen Anlage angeordnet sind. In den Sprührohrbögen sind die einzelnen Sprühdüsen angeordnet, wobei die Anordnung dieser Sprühdüsen so erfolgt, dass bei Inbetriebsetzung der Sprühdüsen sich ein bestimmter Wassernebel ausbreiten soll, wobei beschrieben wird, dass nur die Sprühnebeldüsen in Funktion gesetzt werden, die unmittelbar im Bereich des Brandherdes und vor und hinter dem Brandherd liegen. Die Ansteuerung soll dabei über bekannte Brandmeldeerkennungssysteme erfolgen, wobei die einzelnen angesteuerten Sprührohrbögen als sogenannte Nebeltore fungieren sollen. Es soll dadurch erreicht werden, dass diese Bereiche für die Feuerwehr und Rettungsmannschaften über einen längeren Zeitraum rauchfrei gehalten werden können.According to these presented solutions Spray nozzles from Water mist systems in an arc Arrangement over the entire structural length arranged by underground traffic systems, in which the spray nozzles so-called spray pipe bends are fitted, the above the entire length the construction, one behind the other and across the clearance profile respective system are arranged. The individual spray nozzles are arranged in the spray tube bends, the arrangement of these spray nozzles is such that a certain water mist appears when the spray nozzles are started should spread, where it is described that only the spray nozzles in operation be placed directly in the area of the fire and in front and lie behind the source of the fire. The control is said to be via known Fire detection systems take place, the individual controlled spray pipe bends as so-called fog gates should act. It is meant to achieve this that these areas for the fire and rescue teams are kept smoke-free for an extended period of time can.

Durch die Ausbildung eines Wassernebels werden die infolge eines Brandes eintretenden hohen Belastungen an Rauch und Schadstoffen sicher vermindert und somit auch Fluchtwege offen gehalten, allerdings ist eine annähernd exakte Bestimmung des Brandherdes mit dieser Lösung nicht möglich.Through the formation of a water mist the high smoke loads resulting from a fire and pollutants safely reduced and thus escape routes open held, however an almost exact determination of the Hot spots with this solution not possible.

Aus dem Stand der Technik sind ferner Wasserschleieranlagen und Verfahren zur Abschottung von Feuer und Rauch sowie zur Brandbekämpfung in Tunnelbauwerken bekannt geworden.Are also from the prior art Water curtain systems and fire and fire barrier methods Smoke and fire fighting become known in tunnel structures.

So beschreibt die DE 201 15 134 U1 eine Wasserschleieranlage zur Abschottung von Feuer und Rauch an baulichen Anlagen, bei der mindestens zwei Sprührohrbögen in einem Abstand zueinander in einer baulichen Öffnung an ihren Seiten sowie oberhalb dieser baulichen Öffnung angeordnet sind, und dass sich entlang in diesen Sprührohrbögen in regelmäßigen Abständen Mehrfachdüsen befinden, die unter einem bestimmten Winkel angeordnet sind. Bei Inbetriebsetzung dieser Anlage soll sich dann ein Wasserschleier in Form eines Wassernebels herausbilden, der zur Brandeindämmung bzw. Brandbekämpfung dienen soll.So describes the DE 201 15 134 U1 a water curtain system for the protection of fire and smoke in structural systems, in which at least two spray tube bends are arranged at a distance from each other in a structural opening on their sides and above this structural opening, and that multiple spray nozzles are located along these spray tube arches at regular intervals are arranged at a certain angle. When this system is started up, a water curtain in the form of a water mist is to be formed, which is intended to contain or fight fire.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandbekämpfung in Tunnelbauwerken der beschriebenen Gattung ist mit der DE 100 37 921 A1 bekannt geworden. Das Verfahren ist darauf ausgerichtet, dass über eine stationär im Tunnel angeordnete Einrichtung Druckwasser in den Tunnel eingespritzt und dabei so vernebelt wird, dass das gesamte Volumen in der Umgebung eines Brandherdes mit Wassernebel ausgefüllt ist.A method and a device for fire fighting in tunnel structures of the type described is with the DE 100 37 921 A1 known. The method is aimed at injecting pressurized water into the tunnel via a device arranged in the tunnel and thereby atomizing it in such a way that the entire volume in the vicinity of a fire source is filled with water mist.

Beide Lösungen beziehen sich darauf, dass über die vorgesehenen Mehrfachdüsen in den bogenförmig ausgebildeten Sprührohren ein Wassernebel erzeugt wird, der zur Abschottung von Brandherden aufgebaut wird.Both solutions relate to that about the provided multiple nozzles in the arched trained spray tubes a water mist is generated, which is used to isolate fire sources is built up.

Schließlich sei noch auf die DE 199 34 118 C2 und die EP 0 197 371 A1 verwiesen, mit denen zum einen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löschen von Bränden in Tunneln bekannt geworden ist und zum anderen eine Brandmeldeanlage mit einem Absaugsystem beschrieben wird. So bezieht sich die DE 199 34 118 C2 darauf, dass zum Löschen von Bränden in Tunneln, in dem jeweiligen Tunnel oder tunnelartigem Gebilde, in Abhängigkeit eines Steuersignals mittels Abtrennungen ein Inertisierungsraum gebildet wird, der den vom Brand betroffenen Abschnitt des jeweiligen Bauwerkes einschließt und wodurch erreicht werden soll, dass in diesem Inertisierungsraum mittels einer Inertisierungsvorrichtung der Sauerstoffgehalt auf ein inertes Volumen reduziert wird. Um dies in der Praxis umzusetzen, bedarf es jedoch eines sehr hohen fertigungstechnischen Aufwandes, welcher wiederum mit hohen Kosten verbunden ist. Die Brandmeldeanlage nach der EP 0 197 371 A1 ist mit einem Absaugsystem ausgerüstet und steht mit einer Datenverarbeitungseinrichtung in Verbindung. Der Rauchmelder der Brandmeldeanlage ist als ein analogwertmessender Rauchsensor ausgebildet, der von der Zentrale aus regelmäßig auf seinen analogen Messwert abgefragt wird, wobei die Messwerte gespeichert und aus den abgefragten Messwerten eine Alarmmeldung abgeleitet wird, wenn der jeweils abgefragte Messwert um einen vorgebbaren Betrag unter- bzw. überschritten wird, wobei nähere Ausführungen hinsichtlich der Ausführung, insbesondere der Löscheinrichtungen, nicht gegeben werden.Finally, be on DE 199 34 118 C2 and the EP 0 197 371 A1 with which, on the one hand, a method and a device for extinguishing fires in tunnels have become known and, on the other hand, a fire alarm system with an extraction system is described. That's how it relates DE 199 34 118 C2 to extinguish fires in tunnels, in the respective tunnel or tunnel-like structure, depending on a control signal by means of partitions, an inerting space is formed which includes the section of the respective building affected by the fire and which is intended to ensure that in this inerting space by means of an inerting device the oxygen content is reduced to an inert volume. In order to implement this in practice, however, a very high manufacturing outlay is required, which in turn is associated with high costs. The fire alarm system after the EP 0 197 371 A1 is equipped with an extraction system and is connected to a data processing device. The smoke detector of the fire alarm system is designed as a smoke sensor that measures the analog value and is regularly queried for its analog measured value from the control center, the measured values being saved and an alarm message being derived from the queried measured values if the respectively queried measured value is below or below a predeterminable amount . is exceeded, whereby further details regarding the execution, in particular the extinguishing devices, are not given.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wassersprühnebel-System zu entwickeln, das die Eigenschaften des Wassersprühnebels in der Weise ausnutzt, dass somit die Rauch- und Temperaturentwicklungen für eine bestimmte Zeit unter Kontrolle gehalten werden, dies bei einer möglichst höchst genauen Bestimmung des Brandortes.The invention is based on the object Water spray system to develop the properties of the water spray exploited in such a way that the smoke and temperature developments for one certain time can be kept under control, with the highest possible accuracy Determination of the location of the fire.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention the task with the features of claim 1 solved. Special designs and advantageous solutions result from the Dependent claims.

So wurde ein Wassersprühnebel-System zur Rauchwaschung, Rauch- und Wärmebindung in unterirdischen Verkehrswegen entwickelt, welches derart funktioniert, dass innerhalb eines Tunnels mittels einer gezielten Brandfrüherkennung sowie durch die Anordnung eines Wassersprühnebel-Systems in Form von Wassersprühnebel-Sektionen, der Rauch von Schad- und Reizstoffen und Rußpartikeln ausgewaschen sowie die Temperaturentwicklung für eine bestimmte Zeit unter Kontrolle gehalten werden.So was a water spray system for smoke washing, smoke and heat binding developed in underground traffic routes, which works in such a way that within a tunnel using targeted early fire detection and by arranging a water spray system in the form of Water spray sections, the smoke from pollutants and irritants and soot particles washed out as well the temperature development for to be kept under control for a period of time.

Die Wassersprühnebel-Sektionen sind dabei parallel zur Fahrbahn angeordnet und durch die sektionale Detektion entlang der gesamten Tunnelstrecke, wird die Lokalisierung des Brandherdes und damit die punktgenaue Auslösung der entsprechenden Wassernebel-Sektionen ermöglicht, wobei gleichzeitig über die Brandfrüherkennung entsprechende Informationen an die Brandmeldezentrale weitergeleitet werden.The water spray sections are parallel arranged to the lane and along by the sectional detection the entire tunnel route, the location of the source of the fire and thus the precise triggering the corresponding water mist sections allows being about at the same time early fire detection Appropriate information passed on to the fire alarm center become.

Die Brandbekämpfung und im Besonderen die Rauch- und Wärmebindung im Bereich des unmittelbaren Brandherdes minimiert gleichzeitig die erforderliche Wassermenge für die Rauchbindung/Rauchwaschung und Wärmeunterdrückung. Durch die gezielte Brandort-Lokalisierung zusammen mit der Rauch-Detektion kann exakt am Brandort der Wassersprühnebel eingesetzt werden und so eine gezielte Brandbekämpfung erfolgen.Firefighting and in particular Smoke and heat binding minimized in the immediate area of fire at the same time the amount of water required for smoke control / smoke washing and heat suppression. Through the targeted location of the fire together with the smoke detection, the water spray can be used exactly at the location of the fire targeted fire fighting.

Gemäß der Erfindung besteht das Wassersprühnebel-System aus einzelnen Sprührohren, in denen mit Wassersprühnebeldüsen ausgebildete Sprühköpfe angeordnet sind, die sowohl im oberen als auch im seitlichen Bereich einer unterirdischen Verkehrsanlage, versorgen die Sprührohre und die Wassersprühnebeldüsen der Sprühköpfe stetig mit Wasser, welches unter erhöhtem Druck bei Inbetriebsetzung des Wassersprühnebel-Systems aus den Wassersprühnebeldüsen austritt. Die Anordnung der Wassersprühnebeldüsen und somit die der Sprührohre erfolgt unter bestimmten Anstellwinkeln zur Brandseite und über die als Mehrfach-Düsen ausgebildete Wassersprühnebeldüsen treten impulsartig und unter Bildung mehrfach gestaffelt ineinander greifender Hohlkegel feinste Wasserteilchen in turbulierter Form derart aus, dass sich über die gesamte Sektion ein dichter Wasserschleier bildet, dessen Strömungsbild aus Kaskaden direkter Einströmungen, Überschneidungen von Einströmungen sowie aus induzierten Sekundärströmungen und Verwirbelungen zusammengesetzt ist.According to the invention there is Water spray system from individual spray tubes, in which spray heads designed with water spray nozzles are arranged are the one in the upper as well as in the lateral area underground traffic system, supply the spray pipes and the water spray nozzles Spray heads steadily with water, which under increased Pressure comes out of the water spray nozzles when the water spray system is started up. The arrangement of the water spray nozzles and hence that of the spray pipes takes place at certain angles of attack to the fire side and over the as multiple nozzles trained water spray nozzles impulsive and interlocking with each other with formation Hollow cone finest water particles in turbulent form such that about the entire section forms a dense water curtain, its flow pattern from cascades of direct inflows, overlaps of inflows as well as from induced secondary flows and Swirls is composed.

Dieser in besonderer Weise aufgebaute Wasserschleier setzt sich strukturell aus einer Vielzahl einzelner Wassertröpfchen zusammen, bildet keinen geschlossenen Film, so dass herangezogene Brandgase durch die turbulierende, impulsartige Strömung erfasst werden, diese bleiben an den Wassertröpfchen haften und werden schließlich mit dem sich absenkenden Wasserschleier niedergeschlagen. Durch die gleichmäßig in alle Richtungen erzeugte Bewegungsenergie der Wassertröpfchen ist ein Eindringen von Objekten oder aber von Personen in den Wasserschleier völlig unerheblich in Bezug auf die Kriterien einer stabilen und kontinuierlich dichten Abschottung gegenüber Feuer und Rauch. Der in der jeweiligen Sektion austretende Wassernebel ist infolge seiner großen Oberfläche dabei in der Lage, Wärmestrahlung in einem beträchtlichen Umfang aufzunehmen und zu kompensieren, dies in Rauchwaschung/Rauch- und Wärmebindung. Untersuchungen zum effektiven Betreiben des Wassersprühnebel-Systems haben gezeigt, dass die Rauch-Detektion, ein Ansaugsystem, mit dem die Luft im jeweiligen Tunnel kontinuierlich angesaugt und auf Schadstoffanteile analysiert wird, eine Ansprechzeit von etwa 100 bis 120 Sekunden benötigt. Die Rauch-Detektion stellt dabei nach dem derzeitigen Stand der Technik die schnellste Branderkennungsmethode dar, es sind aber auch durch die Temperatur-Detektion keine kürzeren Ansprechzeiten praktisch realisierbar. Dies auch unter der Beachtung, dass die Luftströmung in unterirdischen Verkehrsanlagen, die durch die Belüftung oder im Brandfall durch die entstehende Thermik erzeugt wird, trägt diese in jedem Fall den entstehenden Rauch und ebenfalls die Temperatur vom eigentlichen Brandherd fort, so dass der Einsatz einer stationären Wassernebelanlage exakt am Brandherd mit den bisher bekannten Lösungen deshalb nicht möglich wird, da die Auslösung einer entsprechenden Wassernebelsektion, bedingt durch die Reaktionszeit des Systems und der Luftgeschwindigkeit, in jedem Fall in einiger Entfernung zum eigentlichen Brandherd erfolgt. So erfolgt die Brandort-Lokalisierung gemäß der Erfindung aus der Ansprechzeit der Rauch-Detektion und der vorhandenen Rauchgeschwindigkeit, mit der der Rauch und die Temperatur von der Entstehungsquelle fortgetragen werden. So ergibt sich aus der Ansprechzeit der Rauch-Detektion und der Rauchgeschwindigkeit durch entsprechenden Abgleich die Entfernung zum Brandherd, welcher somit exakt lokalisiert wird.This water curtain, which is built up in a special way, is structurally composed of a large number of individual water droplets, does not form a closed film, so that the fire gases that are drawn in are captured by the turbulent, impulsive flow; Due to the kinetic energy generated by the water droplets in all directions, the penetration of objects or people into the water curtain is completely irrelevant with regard to the criteria of a stable and continuously sealed seal against fire and smoke. Due to its large surface area, the water mist emerging in the respective section is able to absorb and compensate for heat radiation to a considerable extent, in smoke washing / smoke and heat binding. Studies on the effective operation of the water spray system have shown that smoke detection, a suction system with which the air in the respective tunnel is continuously sucked in and analyzed for pollutant components, requires a response time of around 100 to 120 seconds. The smoke detection represents the fastest fire detection method according to the current state of the art, but no shorter response times can be achieved practically by the temperature detection. This also taking into account that the air flow in underground traffic systems, which is generated by ventilation or in the event of a fire by the resulting thermal, in any case carries the smoke and the temperature away from the actual source of the fire, so that the use of a stationary one Water mist system exactly at the source of the fire with the previously known solutions is therefore not possible, since the triggering of a corresponding water mist section, due to the reaction time of the system and the air speed, takes place at some distance from the actual source of the fire. The fire location is localized according to the invention from the response time of the smoke detection and the existing smoke speed with which the smoke and the temperature are carried away from the source. The response time of the smoke detection and the smoke speed result from an appropriate comparison of the distance to the source of the fire, which is thus precisely localized.

Die Ansprechzeit der Detektion wird als Konstante betrachtet, die Rauchgeschwindigkeit ist dagegen variabel und wird über entsprechende Einrichtungen, welche weitestgehend in Tunnelanlagen installiert sind, gemessen und so die Entfernung der Rauchquelle zum Detektionspunkt bestimmt. Diese Informationen werden auf einen Rechner geleitet, welcher die dem Brandherd am nächsten gelegene Wassernebelsektion bestimmt und diese in Betrieb setzt, so dass eine optimale Brandherdbekämpfung gewährleistet wird.The response time of the detection is viewed as a constant, the smoke speed is variable and will about corresponding facilities, which are largely in tunnel systems installed, measured and thus the distance of the smoke source determined to the detection point. This information is in one Computer directed, which the water fog section closest to the source of the fire determined and put this into operation, so that optimal fire fighting is guaranteed becomes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 Einen schematischen Aufbau eines in einer unterirdischen Verkehrsanlage/ einem Tunnel installierten Wassersprühnebel-Systems 1 A schematic structure of a water spray system installed in an underground traffic system / tunnel

2 Die Anordnung der Sprühköpfe in den Sprührohren und das Sprühbild der Anlage bei Inbetriebsetzung einer Wassersprühnebelsektion, somit die Ausbildung eines Wasserschleiers 2 The arrangement of the spray heads in the spray tubes and the spray pattern of the system when a water spray section is started up, thus the formation of a water curtain

3 Eine Schnittdarstellung nach 2 3 A sectional view after 2

Das Wassersprühnebel-System mit den dazugehörigen Sprührohren 2 ist gemäß der 1 so im Bereich des Tunnels 1 angeordnet, dass die Sprührohre 2 im Deckenbereich und in Längsrichtung des Tunnels 1 angeordnet sind. In diesem Bereich befinden sich ferner die Einrichtungen der Brandfrüherkennung 3, wobei das Wassersprühnebel-System so ausgebildet ist, dass die einzelnen Sektionen 6 über eine Länge von annähernd 25 m ausgebildet und zwischen den einzelnen Sektionen 6 Freiräume mit Längenmaßen von annähernd 50 m vorgesehen sind. Diese Teilstücke werden deshalb als Freiräume bezeichnet, da über diesen Streckenbereich keine Sprührohre 2 vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise werden die einzelnen Sprührohre 2 sektionsweise in einer Gesamtlänge über den Längsbereich des Tunnels 1 geführt, gleiches gilt für die Brandfrüherkennung 3.The water spray system with the associated spray pipes 2 is according to the 1 so in the area of the tunnel 1 arranged that the spray pipes 2 in the ceiling area and in the longitudinal direction of the tunnel 1 are arranged. The early fire detection facilities are also located in this area 3 , wherein the water spray system is designed so that the individual sections 6 trained over a length of approximately 25 m and between the individual sections 6 Clearances with lengths of approximately 50 m are provided. These sections are therefore called free spaces because there are no spray pipes over this route area 2 are provided. The individual spray tubes are expediently 2 section by section in a total length over the longitudinal area of the tunnel 1 the same applies to early fire detection 3 ,

Über Wasserzuführungsleitungen 5, welche längs und im unteren Bereich des Tunnels 1 vorgesehen sind, erfolgt die Versorgung des Wassersprühnebelsystems mit Wasser, wobei in bevorzugter Ausführung die Wasserzuführungsleitungen 5 einseitig vorgesehen sind und die Wasserversorgung sektionsweise über bogenförmig ausgebildete Wasserzuführungsleitungen 11 erfolgt.Via water supply lines 5 which along and in the lower part of the tunnel 1 are provided, the water spray system is supplied with water, in a preferred embodiment the water supply lines 5 are provided on one side and the water supply section by section via curved water supply lines 11 he follows.

In einem regelmäßigen Abstand sind in den Sprührohren 2 die mit Wassersprühnebeldüsen ausgebildeten Sprühköpfe 7 angeordnet. Die Sprühköpfe 7 sind unter bestimmten Anstellwinkeln nach unten und seitlich geschwenkt ausgerichtet, wodurch sich unterschiedliche Anstellwinkel für die Sprühköpfe 7 und unterschiedliche Austrittswinkel für die aus den Wassersprühnebeldüsen austretenden Wassernebel ergeben. Dabei sind die Sprühköpfe 7 mit ihren Wassersprühnebeldüsen so angeordnet und ausgerichtet, dass sie auf die zu erwartende Brandseite gerichtet sind.At regular intervals are in the spray tubes 2 the spray heads designed with water spray nozzles 7 arranged. The spray heads 7 are aligned at certain angles of attack downwards and pivoted sideways, which results in different angles of attack for the spray heads 7 and different exit angles for the water mist emerging from the water spray nozzles. Here are the spray heads 7 with their water spray nozzles arranged and aligned so that they are directed towards the fire side to be expected.

Aus der 2 ist erkennbar, wie durch die Wassersprühnebeldüsen der Sprühköpfe 7, durch mehrfaches Umlenken, ein Wasserstrahl erzeugt und so geformt wird, dass er impulsartig turbulierend die Wassersprühnebeldüsen verlässt und dabei mehrere gestaffelt, ineinander greifende, hohlkegelartige, feine Wassernebel gebildet werden, die als Wasserschleier 8 bezeichnet sind. Dieser Wasserschleier 8 entsteht durch die Ausbildung der Wassersprühnebeldüsen der Sprühköpfe 7 und durch deren Anordnung und Ausrichtung in dem Wassersprühnebel-System. Aus den einzelnen Wassersprühnebeldüsen treten Wassernebel aus, die einen Hohlkegel bilden und mit den benachbarten Wassernebeln sich überschneiden, wodurch Sekundärströmungen und Verwirbelungen entstehen, die sich über den gesamten Querschnitt einer Sektion 6 des Wassersprühnebel-Systems erstrecken und einen dichten und alle eventuellen Lücken ausfüllenden Wasserschleier 8 bilden, und sogenannte tote Winkel vermieden werden. Infolge der Zusammensetzung des Wasserschleiers 8 aus einer Vielzahl von kleinsten Wasserpartikeln, die im wesentlichen Durchmesser von etwa 50 bis 300 μm aufweisen, entsteht eine enorm große Gberfläche, die geeignet ist, beträchtliche Mengen der im Brandortbereich erzeugten Wärmstrahlung zu absorbieren. Gleichzeitig werden herangezogene Schadstoffe durch die innerhalb des Wasserschleiers 8 produzierte Bewegungsenergie ebenfalls turbuliert, diese bleiben an den Wasserpartikeln haften und werden schließlich mit dem sich absenkenden Wasserschleier 8 niedergeschlagen.From the 2 is recognizable, as through the water spray nozzles of the spray heads 7 , by multiple deflections, a water jet is generated and shaped in such a way that it leaves the water spray nozzles in a turbulent, turbulent manner, thereby forming several staggered, interlocking, hollow-cone-like, fine water mist that act as water curtains 8th are designated. This water curtain 8th arises from the formation of the water spray nozzles of the spray heads 7 and by their arrangement and orientation in the water spray system. Water mist emerges from the individual water spray nozzles, which form a hollow cone and overlap with the neighboring water mist, creating secondary currents and eddies that cover the entire cross-section of a section 6 of the water spray system and a dense water veil that fills any gaps 8th form, and so-called blind spots are avoided. Due to the composition of the water curtain 8th a large number of tiny water particles, which have a diameter of approximately 50 to 300 μm, create an enormously large surface area that is suitable for absorbing considerable amounts of the thermal radiation generated in the area of the fire. At the same time pollutants are used by those within the water curtain 8th The kinetic energy produced is also turbulent, it sticks to the water particles and eventually becomes with the sinking what serschleier 8th dejected.

Bei der Darstellung nach 2 handelt es sich um das Sprühbild bzw. um den sich herausbildenden Wasserschleier 8 der oberen im Deckenbereich des Tunnels angeordneten Sprührohre 2.In the presentation after 2 is the spray pattern or the water curtain that is developing 8th the upper spray pipes arranged in the ceiling area of the tunnel 2 ,

Neben der Anordnung von Sprührohren 2 im Deckenbereich des Tunnels sind gleichfalls an den Seitenwänden des Tunnels Sprührohre 2 angeordnet, welche in analoger Weise der im Deckenbereich vorgesehenen Sprührohre 2 mit Sprühköpfen 7 bestückt sind, die gleichfalls Wassersprühnebeldüsen besitzen, die bei Inbetriebsetzung einen Wasserschleier 8 erzeugen, wie in der 3 gezeigt, welcher das Sprühbild der in den seitlich verlaufenden Sprührohren 2 vorgesehenen Sprühköpfe verdeutlicht. Auch hier vereinen sich die einzelnen Hohlkegel der Wassernebel zu einem Wasserschleier 8 in vielfältiger Art und Weise, so dass ein vollflächiger Wasserschleier 8 seitlich der Wände des Tunnels 1 entsteht.In addition to the arrangement of spray pipes 2 In the ceiling area of the tunnel there are also spray pipes on the side walls of the tunnel 2 arranged, which is analogous to the spray pipes provided in the ceiling area 2 with spray heads 7 are equipped, which also have water spray nozzles, a water curtain when commissioning 8th generate as in the 3 shown, which is the spray pattern of the spray tubes running in the side 2 provided spray heads clarified. Here, too, the individual hollow cones of the water mist unite to form a water curtain 8th in many different ways, so that a full-surface water curtain 8th to the side of the walls of the tunnel 1 arises.

Die Ansteuerung und Inbetriebsetzung der Sektion 6 des Wassersprühnebel-Systems, die sich unmittelbar im Bereich des Brandortes befindet, erfolgt unmittelbar über die Lokalisierung des Brandortes, welcher bestimmt wird aus der Ansprechzeit der Rauch-Detektion und der vorhandenen Rauchgeschwindigkeit, wodurch die Entfernung des Brandherdes und somit die Lokalisierung des Brandortes erfolgt.The control and commissioning of the section 6 of the water spray system, which is located directly in the area of the fire, takes place directly via the location of the fire, which is determined from the response time of the smoke detection and the existing smoke speed, which means that the source of the fire and thus the location of the fire are localized.

Beträgt die Ansprechzeit der Rauch-Detektion beispielsweise 100 s und die Rauchgeschwindigkeit 2 m/s, so beträgt die Entfernung zum Brandort 200 m. Die Daten fließen dabei in einen Rechner ein, über den die genaue Position der jeweiligen, dem Brandort am nächsten liegenden Sektion 6 bestimmt und ausgelöst wird. Da die gesamte Tunnelstrecke in jeweils 25 m lange Sektionen 6, im Abstand von beispielsweise 50 m zueinander unterteilt ist, kann die Position einer jeden Sektion 6 als Konstante in den Rechner eingegeben werden. Das bedeutet, die Abstände zwischen den Sektionen 6 sind anpassbar an die gegebenen Bedingungen vor Ort und können entsprechend variiert werden. Der Abstand von ca. 50 m ist dabei eine Ausführungsmöglichkeit. Durch die Ausbildung und Anordnung des Wassersprühnebel-Systems ist über eine Strecke von annähernd 75 m die erforderlich Rauch- und Wärmebindung sichergestellt, so dass eine optimale Brandherdbekämpfung erfolgen kann.For example, if the response time of smoke detection is 100 s and the smoke speed is 2 m / s, the distance to the fire site is 200 m. The data flow into a computer, via which the exact position of the respective section closest to the location of the fire 6 is determined and triggered. Because the entire tunnel section is in 25 m sections 6 , at a distance of 50 m from each other, the position of each section can 6 entered as a constant in the computer. That means the distances between the sections 6 are adaptable to the given conditions on site and can be varied accordingly. The distance of approx. 50 m is an option. Due to the design and arrangement of the water spray system, the required smoke and heat retention is ensured over a distance of approximately 75 m, so that optimal fire-fighting can take place.

Das Verfahren zeichnet sich weiter dadurch aus, dass die Brandherdtemperatur durch den von der jeweiligen Sektion 6 des Wassersprühnebel-Systems ausgetragenen Wasserschleier 8 unmittelbar am Brandherd bereits zu einem frühen Zeitpunkt bekämpft wird und unter der Verdampfungsgrenze des Wassers gehalten werden kann, denn bekanntlich kommt es bei über 100 °C zu einer Verdampfung des Wassers, was wiederum eine Brandbekämpfung beeinträchtigen würde und zur Dampfverpuffung führen könnte.The process is further characterized by the fact that the fire source temperature is determined by that of the respective section 6 of the water mist system 8th is combated at the source of the fire at an early stage and can be kept below the evaporation limit of the water, because it is known that the water evaporates at over 100 ° C, which in turn would impair fire fighting and could lead to steam deflagration.

Claims

Water spray system for fire containment / fire fighting as well as smoke and heat control in underground traffic routes, preferably in tunnels or similar traffic systems, which are provided with spray pipes, in which spray nozzles are provided and which are connected to extinguishing water supply lines, which are also designed with a measuring system, with water spray mist droplets in the water spray system Size range from 0.05 mm to 0.3 mm diameter are generated, the spray heads equipped with water spray nozzles ( 7 ) in spray pipes ( 2 ) are provided, the spray tubes ( 2 ) are arranged parallel to the road, the spray pipes ( 2 ) in the individual sections ( 6 ) over the longitudinal area of a tunnel ( 1 ) are arranged in the ceiling and side areas and with early fire detection ( 3 ) is trained.

Water spray system according to claim 1, characterized in that the individual sections ( 6 ) Have length dimensions of approximately 25 m and between the sections ( 6 ) Clearances with lengths of approximately 50 m are provided.

Water spray system according to claims 1 or 2, characterized in that the spray tubes ( 2 ) each section ( 3 ) with water supply lines designed according to the tunnel profile ( 11 ) are connected.

Water spray system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sections ( 6 ) and thus the commissioning of the water spray nozzles in the respective section can be controlled independently of one another.

Water spray system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that when a section ( 6 ) upper and lower spray patterns are created, which act as water spray mists ( 8th ; 9 ) are formed.

Water spray system according to claims 1 to 5, characterized in that the current smoke speed in the tunnel ( 1 ) measured and the distance of the smoke source to the fire location / detection point is determined from this in connection with the constant reaction time of the fire detection.

Water spray system, according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the spray sections individually and specifically, as a result of determining the distance of the fire event can.