DE19750400A1 - Feuerlöschverfahren für die Brandbekämpfung in geschlossenen Räumen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Brandbekämpfung mittels Gegenre­ aktion und auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem jeweili­ gen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.

Als besonders schwierig gelten in der herkömmlichen Brandbekämpfung, Löschan­ griffe gegen jede Art von Feuer in geschlossenen Räumen.

Bekannte Löschverfahren bedienen sich verschiedener Stoffe die geeignet sind, dem brennenden Stoff Wärme zu entziehen. Durch den Wärmeentzug wird eine Weiterlei­ tung und Übertragung auf noch nicht brennende Stoffteile verhindert. Das meistver­ wendete Löschmittel dieser Brandbekämpfungstechnik ist Wasser. Das löschende Wasser, das auf die Brandstelle gebracht wird, wird aus der flüssigen Phase in eine gasförmige Phase gebracht und in die Umgebung abtransportiert. Gleichzeitig wird der Zustrom von Luft mehr oder weniger behindert. Die Löschwirkung tritt dadurch ein, daß die Brandstelle nicht mehr genügend Wärme zur Entzündung ihrer Umgebung abgibt. Wichtig für diesen Vorgang ist der hohe Energiebedarf zur Verdampfung des Wassers, der aus der Brandstelle selber bezogen wird. Wasser ist deshalb für dieses Verfahren das fast ausschließlich benutzte Löschmittel.

Wegen der vom Wasser ausgehenden schädlichen Wirkung auf die zu löschenden Stoffe und seiner Leitfähigkeit für elektrischen Strom, ist das beschriebene Verfahren zur Brandbekämpfung in technischen Anlagen weniger geschätzt oder überhaupt nicht brauchbar.

Eine Verbrennung erfolgt in Reaktionsstufen. Neuere Löschmittel greifen deshalb in die Abfolge der Ereignisse des Verbrennungsablaufes ein. Als besonders geeignet sind im Bereich der antikatalytisch wirkenden Löschmittel als Halone bezeichnete chemische Verbindungen bekannt.

Obwohl diese Technik der Brandbekämpfung sehr effektiv wirkt, darf sie wegen der besonderen Umweltschädlichkeit der verwendeten Stoffe nicht weiter angewendet werden.

Neben den genannten Löschtechniken ist es bekannt, Verbrennungsvorgänge da­ durch zu stoppen, daß ausschließlich eine Behinderung des Zutritts des zur Verbren­ nung erforderlichen Sauerstoffs zur Verbrennungszone vorgenommen wird. Die Flamme wird erstickt. Bei der Ausnutzung des "Stickeffektes" zum Löschen kommt der Umstand zugute, daß sich der Verbrennungsablauf mit der Abnahme des Sauer­ stoffanteils in der Luft verlangsamt und bei einem Anteil von weniger als 12% O₂ ganz zum Stillstand kommt.

Dies kann durch Zuschütten des Brandes mit einem nicht brennbaren Mittel (z. B. Sand) geschehen oder durch das Verdrängen der die Brennstelle umgebenden Luft. Hierfür sind nichtbrennbare Gase geeignet.

Diese Löschtechnik wird erfindungsgemäß weitergebildet.

Weil die vorgenannte ebenfalls sehr effektive antikatalytische Löschtechnik vorerst verboten bleibt, steht nur die "Erstick-Technik" zur wirkungsvollen Brandbekämpfung zur Verfügung.

Leider weist diese Technik schwere Nachteile auf. So ist es nicht möglich, eine zuver­ lässige Bedeckung des Brandherdes mit Hilfe von Löschautomaten zu erreichen. Vor allem beim Löschen von Feuern in geschlossenen Räumen bedingt dies eine außer­ gewöhnliche Gefahr für den deshalb erforderlichen manuellen Brandbekämpfer.

Da das aufgebrachte Schüttmittel einen Luftvorrat direkt im Brandherd bewirkt, sind folglich lange Schwelbrände unvermeidlich. Normal auftretende Verpuffungen be­ schädigen die Trennschicht und bewirken so einen erneuten Luftzutritt.

Im Fall der Verwendung von nichtbrennbaren Gasen ergibt sich die Notwendigkeit beim Löschen von Feuern in geschlossenen Räumen, daß der in ihnen vorhandene Luftvorrat von den einströmenden Stickgasen erst aus dem Raum herausgeschoben werden muß, bevor eine Brandbekämpfungswirkung eintreten kann.

Auf zum Beispiel Kriegsschiffen, die wegen biologischer oder atomarer Angriffserwar­ tung hermetisch abgeschlossen sein können, kommt es wegen der dort noch länge­ ren Austreibzeiten zu inakzeptablen Verzögerungen der Brandbekämpfung, so daß die "Erstick-Technik" keine Anwendung finden kann.

Der Endung liegt das Problem zugrunde, die Methode der Brandbekämpfung durch Ersticken eines Feuers so weiterzubilden, daß sie zukünftig mit zusätzlich gesteigerter Wirkung auch in geschlossenen Räumen zuverlässig anwendbar ist.

Das Problem wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den in den Ansprü­ chen 1 und 4 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist es nunmehr möglich, Brände oder entstehende Brände auch in geschlossenen Räumen durch Erstickung zu löschen bzw. am vollständigen Ausbre­ chen zu hindern.

Im Gegensatz zur bekannten Technik wird die Erstickung durch einen Verzehr des in der Raumluft vorhandenen Sauerstoffs bewirkt.

Der Sauerstoffentzug wird mit einem Reaktor vollzogen, in dem ein oxydationsfähiges Mittel kontrolliert mit dem Raumluftsauerstoff zur Oxydation gebracht wird. Mit dieser Technik kann innerhalb kurzer Zeit eine Absenkung des prozentualen Sauerstoffan­ teils in der Raumluft erreicht werden, der dann homogen im Raum verteilt ist. Damit wird ein umfassender Brandschutz mit der "Erstick-Technik" möglich, der die bisher mit ihm verbundenen Nachteile vermeidet.

Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß Anspruch 2 ist es vorgesehen, den Oxydationsprozeß im Reaktor gesteuert ablaufen zu lassen. Damit wird eine Leistungsbezogenheit des Vorgangs in bezug auf die vorherrschenden Randbedingungen des geschützten Raumes erreicht.

Anspruch 3 bezieht sich auf die Besonderheit des neuen Verfahrens, den Sauerstoff­ entzug aus der Raumluft. Wegen der einhergehenden Druckminderung im geschütz­ ten Raum ist es hier vorgesehen, das entzogene Volumen durch nichtbrennbares Gas zu ersetzen.

Im Anspruch 4 sind die Merkmale genannt, die eine Vorrichtung zum Vollzug des er­ findungsgemäßen Löschverfahrens aufweisen muß. Im besonderen sind Sensoren zur Raumüberwachung vorgesehen, deren Daten einer Bewertung zugeführt, die Reaktion eines Oxydationsmittels in einem Reaktor bewirken.

Weil die Wirkung des erfindungsgemäßen Löschverfahrens auf eine Erstickung des Brandes gerichtet ist, kann sich naturgemäß nach einer eingeleiteten Brandbekämp­ fung keine Person mehr ohne Sondersicherheitsausstattung im betroffenen geschlos­ senen Raum aufhalten. Der Anspruch 5 sieht deshalb eine entsprechende Überwa­ chung des Raumes vor. Neben der Überwachung auf die Anwesenheit von Personen, ist die Beendigung von maschinellen Vorgängen usw. automatisch einleitbar.

Der automatische Raumluftvolumenausgleich mittels nichtbrennbarer Gase, erfolgt gemäß der in Anspruch 6 genannten Merkmale.

Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung nachfolgend erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Zusammenschaltung der Funktionselemente einer Vorrichtung für das erfindungsgemäße Löschverfahren.

Im geschlossenen Raum 1 ist an einer geeigneten Stelle der Reaktor 2 eingebaut. Zur Aufnahme der Raumverhältnisse sind Sensoren 3 vorhanden. Als Sensoren 3 sind übliche Ausführungen zur Detektierung von Infrarot in Zusammenschaltung mit Rauchmeldern geeignet. Die Sensordaten werden einer Bewertungsstufe 4 zugeleitet. Hier werden die Daten einem Bewertungsschema unterzogen. Wenn die eingegange­ nen Raumparameter auf ein entstehendes Feuer oder auf einen schon ausgebroche­ nen Brand schließen lassen, wird von der Bewertungsstufe 4 ausgehend, ein Ventil 5 geöffnet, welches den Weg für einen Brennstoffvorrat aus dem Speicher 8 in den Brenner 6 freigibt. Hier erfolgt eine kontrollierte Verbrennung unter Zuhilfenahme des Raumluftsauerstoffs. Die Regelung des Brennvorgangs kann auch von der Bewer­ tungsstufe 4 aus erfolgen. Die sauerstoffreduzierte Raumluft sollte, wenn es sich um größere Räume handelt, vor ihrer Zurückleitung vorteilsweise über einen Luftkühler 9 geleitet werden. In kleineren Räumen erübrigt sich dieser zusätzliche Aufwand. Damit möglichst rasch eine große Menge Luft dem Oxydationsprozeß zur Verfügung steht, wird die Raumluft mit Ventilatorhilfe am Lufteintritt 7 angesaugt und über den Bren­ ner 6 zum Austritt 10 gefördert, wo sie den Reaktor 2 wieder in den Raum verläßt. Mit dem Ventilator wird gleichzeitig eine für die Verbrennung im Brenner 6 günstige Ver­ dichtung der durchströmenden Raumluft bewirkt. Der Vorgang wird solange fortge­ führt, bis der verbliebene Sauerstoffgehalt der Raumluft keine Verbrennung mehr zu­ läßt.

Neben der Verwendung flüssiger Brennstoffe ist natürlich auch der Gebrauch fester Oxydatoren möglich.

In einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß neben der einfachen Brandüberwachung auch eine Kontrolle der notwendigen Voraussetzungen zur erfin­ dungsgemäßen Brandbekämpfung erfolgt.

Die erstickende Wirkung des Verfahrens richtet sich natürlich auch gegen im Raum anwesende Personen. Mit Hilfe einer entsprechenden Überwachungseinrichtung kann bei Anwesenheit einer Person, über eine "Und-Funktion", auch beim Vorliegen des Auslösekriteriums, das Öffnen des Ventils 5 unterbleiben. Sinnvollerweise sollte die­ ser Umstand an die nächste Kontrollwarte als entsprechende Meldung ausgegeben werden. Neben der personenbezogenen Löschverzögerung kann sich die Kontrolle selbstverständlich auch auf laufende Maschinen oder andere Gegebenheiten bezie­ hen, die in ihrer Wirkung den Löschbemühungen entgegenstehen würden oder die bei ihrer Fortführung einen vermeidbaren zusätzlichen Schaden verursachen.

Neben der gezeigten sind selbstverständlich andere Ausführungen möglich. Vor­ nehmlich für pulverförmige Oxydationsmittel empfiehlt sich eine Kontaktaufnahme mit dem Raumluftsauerstoff in einem der Raumluft zugänglichen offenen Trog, der gegen das Herausspritzen der Reaktionsprodukte ein über seiner Öffnung beabstandetes Schutzblech aufweist. Diese Einrichtung verfügt vorzugsweise über keinen Ventilator.

Bezugszeichenliste

1

geschlossener Raum

2

Reaktor

3

Sensor

4

Bewertungsstufe

5

Ventil

6

Brenner

7

Lufteintritt mit Ventilator

8

Speicher

9

Kühler

10

Luftaustritt

Claims (6)

1. Feuerlöschverfahren für die Brandbekämpfung in geschlossenen Räumen, dadurch gekennzeichnet, daß ein schon entfachtes Feuer oder Parameteränderungen, die signifikant eine Brandentstehung anzeigen, sensormäßig erfaßt werden und die erfaßten Werte nach einer positiven Auslösewertüberprüfung einen Reaktor einschalten, in dem dann eine sauerstoffzehrende Konkurrenzreaktion stattfindet.

2. Feuerlöschverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf der sauerstoffzehrenden Konkurrenzreaktion automatisch auslös­ bar und in seiner Intensität steuerbar ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die sauerstoffzehrende Konkurrenzreaktion geminderte Luftvolu­ men durch Einströmen eines nichtbrennbaren Gases ersetzt wird.

4. Vorrichtung für das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Sensoren zum Sammeln von Daten, die einen Brand oder seine Entstehung anzei­ gen,
eine Bewertungsstufe für die gesammelten Daten, die den Löschfall nach einem Auslösekriterium auslöst,
einen Speicher zur Bevorratung eines Reaktionsmittels,
einen Reaktor zur unschädlichen Reaktion des Reaktionsmittels mit dem Sauer­ stoff der Umgebungsluft.

5. Vorrichtung nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Überwachungsstufe aufweist, die eine Reaktionsfreigabe solange verhindert, bis unabdingbare Voraussetzungen zur erfindungsgemäßen Brandbe­ kämpfung eingetreten sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Drucksensor aufweist, dessen Signal an die Überwachungsstufe geleitet, ein Öffnen eines Ventils bewirkt, welches aus einem Vorrat an nicht brennbarem Gas soviel Gas in den brandbetroffenen Raum entläßt, bis sein Druckgefälle zum Außendruck wenigstes annähernd ausgeglichen ist.