DE19904428A1

DE19904428A1 - Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage

Info

Publication number: DE19904428A1
Application number: DE19904428A
Authority: DE
Inventors: Axel Kretzschmar; Guenter Heideck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: EP1026451A1; NO312526B1; DE50002131D1; DE19904428C2; JP2002536093A; WO2000046553A1; NO20004977D0; ATE240494T1; CA2327340A1; NO20004977L; EP1026451B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage zum Entrauchen von baulichen Anlagen, beispielsweise Gebäuden, Tunneln u. a., um für Personen die Flucht aus mit Rauch und Wärme und/oder Schadgasen bzw. Aerosolen beaufschlagten Bereichen sowie dem Rettungspersornal den Zugang zu diesen bzw. der Feuerwehr einen gezielten Löschangriff zu ermöglichen. DOLLAR A Das Problem der Erfindung ist es, eine aus einem Saugdruckerzeuger und einer Energieversorgung bestehende maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage zu schaffen, deren Funktion unabhängig von der bei Bränden auftretenden Rauch- und Wärmebelastung gewährleistet ist. Die Anlage soll aus robusten, gegen Temperatur, Rauch und andere Schadstoffe unempfindliche Komponenten bestehen. Darüber hinaus soll sie ein um Größenordnungen höheres Absaugvolumen pro Zeiteinheit bieten. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist als Saugdruckerzeuger eine Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) vorgesehen, deren Treibseite mit einem Gas- bzw. Dampflieferanten verbunden ist. Als Gaslieferant kann z. B. ein Gasstrahltriebwerk (8) verwendet werden. Die Anlage ist sowohl stationär als auch mobil betreibbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage zum Entrauchen von baulichen Anlagen, beispielsweise Gebäuden, Tunneln u. a., um für Personen die Flucht aus mit Rauch und Wärme und/oder Schadgasen bzw. Aerosolen beaufschlagten Bereichen sowie dem Rettungspersonal den Zugang zu diesen bzw. der Feuerwehr einen gezielten Löschangriff zu ermöglichen. Des weiteren sollen Schäden an den baulichen Anlagen einschließlich darin befindlicher Sachen minimiert werden.

Rauch- und Wärmeabzugsanlagen sind im wesentlichen in der EN-DIN 18232-1 : 1998-01 dargestellt. Bei maschineller Entrauchung wird zur Ablei tung des Rauches und der Wärme aus baulichen Anlagen eine Druckdiffe renz zwischen einem Rauchabschnitt und der äußeren Umgebung der bauli chen Anlage erzeugt. Darüber hinaus ist es bekannt, bauliche Anlagen mittels Überdruck vor dem Eindringen von Rauch zu schützen bzw. entstan denen Rauch sicher abzuleiten.

Herkömmliche maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlagen bestehen im wesentlichen aus einem Saugdruckerzeuger, beispielsweise einem Entrau chungsventilator, aus einer Energieversorgung für diesen und einem Rauch leitsystem. Die Entrauchungsventilatoren sind an vorgeschriebenen Stellen, meistens im Dach- oder Wandbereich der baulichen Anlagen, installiert. Nach der o. g. DIN sind derartige Anlagen so zu errichten, daß sie über eine Dauer von etwa 20 Minuten bis zum Eintreffen der Feuerwehr Rauch und Wärme zuverlässig aus der baulichen Anlage ableiten. Bei längeren Anfahr wegen der Feuerwehr ist ihre Errichtung nur in Verbindung mit automati schen Löschanlagen sinnvoll. Das ist dadurch begründet, daß die Leistungsfähigkeit von Ventilatoren begrenzt ist. Deshalb sind Rauch- und Wärmeabzugsanlagen auch nur bei Entstehungsbränden wirkungsvoll. Diese Leistungseinschränkung hat ferner zur Folge, daß die Rauchab schnittsflächen gem. der o. g. DIN auf 1600 m² begrenzt sind.

Darüber hinaus werden von der Feuerwehr im Brandfall und auch nach den Löscharbeiten Be- und Entlüftungsgeräte eingesetzt, um Rauch- und Schadgase aus Räumen zu entfernen. Dies erfolgt sowohl durch Einblasen von Frischluft als auch durch Absaugen der Rauch- und Schadgase. Derarti ge mobile Entrauchungsanlagen sind beispielsweise in dem Prospekt der Firma Hale Products Europe GmbH beschrieben.

Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß herkömmliche maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlagen bei großen baulichen Anlagen versa gen. Auch die mobilen Be- und Entlüftungsgeräte der Feuerwehr sind in ihrer Leistungsfähigkeit sehr begrenzt. Über diese eingeschränkte Leistungs- und Einsatzfähigkeit hinaus haben stationäre maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlagen einen weiteren wesentlichen Nachteil. Ihr Hauptbestandteil, der Saugdruckerzeuger mit seinem elektrischen Antrieb ist dem Rauch und der Wärme direkt ausgesetzt. Trotz daß die Ventilatore in Ex-Schutz ausgeführt sind, verlieren sie durch die hohe Temperaturbelastung und die Ablagerungen aus dem Rauch an Leistungs fähigkeit bzw. werden vorzeitig funktionsuntüchtig (Schmitt, Dipl.-Ing., Herbert: "Vorbeugender Brandschutz mit maschinell wirkender MWA-Anla ge", Stadt- und Gebäudetechnik 1993, 5, S. 2 ff). Damit die Energieversor gung herkömmlicher maschineller Rauch- und Wärmeabzugsanlagen im Brandfall nicht ausfällt, ist ein erhöhter Aufwand für ihren Schutz notwendig.

Somit ist es das Problem der Erfindung, eine maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage zu schaffen, deren Funktion unabhängig von der bei Bränden auftretenden Rauch- und Wärmebelastung gewährleistet ist. Die Anlage soll hierzu aus robusten, gegen Temperatur, Rauch und andere Schadstoffe, z. B. abrasive Teilchen, unempfindlichen Komponenten beste hen. Darüber hinaus soll sie ein um Größenordnungen höheres Absaugvo lumen pro Zeiteinheit bieten, um auch in größeren baulichen Anlagen und über die Brandentstehungsphase hinaus funktionssicher einsetzbar zu sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru ches gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 6 zeigen verschiedene Installations- und Anwen dungsmöglichkeiten des Saugdruckerzeugers und des Gas- bzw. Dampflie feranten. Dabei stellt die bekannte Variante der festen Installation der Rauch- und Wärmeabzugsanlage an der baulichen Anlage sicher eine auch weiterhin häufig praktizierbare Lösung dar. Wenn vorhanden, wird die Saug seite der Gas- bzw. Dampfstrahlvakuumpumpe mit dem zur Entrauchung der baulichen Anlage vorgesehenen Kanalsystem verbunden. Die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Rauch- und Wärmeabzugsnala ge läßt es aber auch ohne weiteres zu, die Saugseite der Gas- bzw. Dampf strahlvakuumpumpe direkt in die zu entrauchende Räumlichkeit münden zu lassen. Das ist insbesondere für große Hallen oder Atrien von Bedeutung.

Die Unteransprüche 7 bis 10 zeigen Beispiele der Anwendung unterschiedli cher Gas- bzw. Dampflieferanten auf. Der Verwendung von Strahltriebwer ken wird wegen ihrer Verfügbarkeit, verhältnismäßig einfachen Montage sowie ihres unkomplizierten mobilen Einsatzes der Vorzug zu geben sein. Es ist aber auch denkbar, in der Nähe der baulichen Anlagen bereits vorhan dene Gas- bzw. Dampflieferanten, wie z. B. eine Preßluftanlage oder einen Dampferzeuger zu nutzen. Letzteres wird dann vorteilhaft sein, wenn sich in der Nähe der zu entrauchenden baulichen Anlage ein Heizkraftwerk oder ein dampfbetriebener Elektroenergieerzeuger befindet. Als Gaslieferant kann auch eine Flüssiggasanlage installiert oder mobil eingesetzt werden.

Bei dem Betrieb von Strahltriebwerken entstehen in kurzer Zeit große Mengen von Abgasen, durch die die erfindungsgemäße Gas- oder Dampf strahlvakuumpumpe versorgt wird. Von den anderen o. g. Gas- bzw. Dampf lieferanten wird das Gas bzw. der Dampf in ebenso großen Mengen bereit gestellt. Dadurch kann von der Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe in kurzer Zeit eine sehr große Menge Rauch- und Schadgas aus dem Rauch abschnitt abgesaugt werden. Es können problemlos Absaugvolumen von 2 Mio m³/h erreicht werden. Damit besitzt die erfindungsgemäße Anlage mehr als die zehnfache Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Absaug ventilatoren. Aus diesem Grund kann die Erfindung auch in baulichen Anla gen mit größeren als in der o. g. genannten DIN festgelegten Rauchab schnittsflächen wirkungsvoll eingesetzt werden. Auf Rauchschürzen kann dadurch u. U. verzichtet werden. Durch die wesentlich größere Leistung der Anlage ist es möglich ist es ferner möglich, die rauchfreie Zone wesentlich zu vergößern, was besonders für Atrien, Gebäude mit Emporen, Hallen sowie Treppenbereiche von Bedeutung ist.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, daß die Teile der Anlage, die im Fall eines Brandes rauch- und tempe raturbelastet sind, keine bewegten Teile aufweisen. Dazu gehört vor allem die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe. Das Strahltriebwerk bzw. die anderen o. g. Gas- bzw. Dampflieferanten kommen mit den Brandgasen nicht in Berührung, da sie mit der Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe nur über eine Zufuhrleitung, im Fall des Strahltriebwerkes nur über dessen Abgasrohr, verbunden sind. Eine Leistungsverringerung durch den Einfluß heißer Brandgase tritt deshalb nicht ein. Auch wird die Gas- oder Dampf strahlvakuumpumpe durch heiße Brandgase nicht zusätzlich belastet, da sie so ausgelegt ist, daß sie den heißen Abgasen eines Strahltriebwerkes standhält.

Eine fest installierte Rauch- und Wärmeabzugsanlage arbeitet ferner unab hängig von elektrischen Versorgungseinrichtungen. Im Brandfall wird der Gas- bzw. Dampflieferant durch einen Brandmeldesensor in Betrieb gesetzt und arbeitet dann autark. Das gewährleistet die Sicherheit, die Rauch- und Wärmeabzugsanlagen aufweisen müssen, um auch über die Brandentste hungsphase hinaus bis zum Vollbrand wirksam eingesetzt werden zu können. Das bedeutet für solche exponierten Anwendungsbereiche wie Atri en, Tiefgaragen, Bahn- und Straßenverkehrstunnel, Abfertigungshallen, Einkaufsparks u. dgl. eine wesentliche Erhöhung der Sicherheit und damit Erhöhung der Flucht- und Rettungschancen im Brandfall.

Als eine weitere erfindungsgemäße Anwendungsart der Rauch- und Wärmeabzugsanlage ist der mobile Einsatz eines ihrer Bestandteile oder auch beider Bestandteile von besonderer Bedeutung. Das hat den Vorteil, daß bei der baulichen Anlage selbst keine oder nur geringe Aufwendungen, z. B. nur das Kanalsystem, zur Rauch- und Wärmeabführung erforderlich sind. Wenn, wie in Unteranspruch 10 unter Schutz gestellt, bereits ein Gas- bzw. Dampflieferant sich in unmittelbarer Nähe der baulichen Anlage befin det, wird nur noch die Gas- bzw. Dampfstrahlvakuumpumpe benötigt. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, daß in diesem Fall die Verbindung zwischen der Gas- bzw. Dampfstrahlvakuumpumpe und dem Gas- bzw. Dampflieferanten erst im Einsatzfall hergestellt wird. Das kann generell bei dem mobilen Einsatz einer erfindungsgemäßen Rauch- und Wärmeabzugs anlage so vorgesehen sein. Es ist aber auch denkbar, die Rauch- und Wärmeabzugsanlage als sofort einsatzfähige komplette Anlage mobil zu stationieren, so daß die Verbindung ihrer beiden Bestandteile vor Einsatzbe ginn entfallen kann.

Der mobile Einsatz von Rauch- und Wärmeabzugsanlagen hat zwei weitere wesentliche Vorteile: Es wird vermieden, brennbare Stoffe, die zum Betrei ben des Gaslieferanten, beispielsweise eines Strahltriebwerkes, erforderlich sind, in unmittelbarer Nähe der baulichen Anlage zu lagern. Zum andern können nunmehr auch die baulichen Anlagen, die über keine maschinelle Entrauchung verfügen, in kurzer Zeit entraucht werden. Auch hier gilt das bereits für die stationären Anlagen zum Leistungsvermögen der Gesagte: die mobilen Anlagen verfügen gegenüber den mobilen Be- und Entlüftungs geräten der Feuerwehr über ein um Größenordnungen höheres Absaugvo lumen.

Ein nicht zu unterschätzender zusätzlicher Vorteil der neuen Rauch- und Wärmeabzugsanlage besteht in der Verringerung der Umweltbelastung durch toxische Brandgase. Das in seiner Zusammensetzung im wesentli chen bekannte Abgas des Triebwerkes enthält meistens deutlich weniger toxische Stoffe als ein Brandgas. Noch günstiger wirkt sich dieser Vorteil bei der Verwendung von inerten Gasen oder Dampf als Treibmittel aus. Durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten werden die toxischen Brandgase stark verwirbelt und verdünnt an die Umwelt abgegeben.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein dreigeschossiges Gebäude und

Fig. 2 ein Atrium mit der erfindungsgemäßen stationären Rauch und Wärmeabzugsanlage.

Das in Fig. 1 sinnbildlich dargestellte Gebäude ist von einer baulichen Hülle 1 umgeben und besteht aus drei Etagen 2. Jede Etage besitzt steuerbare Zuluftöffnungen 3, wie z. B. Fenster, Türen, Belüftungsklappen u. dgl. In jeder Etage 2 sind an der Decke Brandmelder 4 sowie ein Kanalsystem 5 installiert, das in einen aufsteigenden Rauchabzugskanal 6 mündet. Dieser ist im Dachbereich aus dem Gebäude herausgeführt und dort an die Saug seite einer Gasstrahlvakuumpumpe 7 angeschlossen. Die Treibseite der Gasstrahlvakuumpumpe 7 steht mit dem Abgassystem eines Gasstrahl triebwerkes 8 in Verbindung, das von einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Tank mit Kraftstoff versorgt wird. Die Inbetriebnahme des Gasstrahltriebwerkes 8 erfolgt über eine Steuerleitung 9, über die das Gasstrahltriebwerk 8 mit einer Steuereinrichtung 10 in Verbindung steht. Das dazu erforderliche Signal erhält die Steuereinrichtung 10 von den Brandmeldern 4 über deren Signalleitung 11.

In Fig. 2 ist sinnbildlich ein Atrium dargestellt, das umlaufende Emporen 12 sowie eine Kuppel 13 aufweist. Der Rauchabzugskanal 6 ist direkt aus der Kuppel 13 herausgeführt. Alle anderen Bezeichnungen wurden wie in Fig. 1 verwendet. Im Brandfall werden sich die Rauchgase unmittelbar unterhalb der Kuppel 13 ansammeln. Durch das enorme Absaugvolumen der erfin dungsgemäßen Anlage können die übrigen Bereiche, insbesondere die Emporen 12, rauchfrei gehalten werden.

Die Wirkungsweise der stationären Rauch- und Wärmeabzugsanlage ist wie folgt:
Im Brandfall gibt der z. B. als Rauch- oder Temperaturwächter funktionieren de Brandmelder 4 über seine Signalleitung 11 ein Signal an die Steuerein richtung 10, die wiederum über die Steuerleitung 9 das Gasstrahltriebwerk 8 in Betrieb setzt und über nicht näher dargestellte elektrische Verbindungen die Zuluftöffnungen 3 öffnet. Das in die Gasstrahlvakuumpumpe 7 einströ mende Abgas des Gasstrahltriebwerkes 8 erzeugt in dem Rauchabzugska nal 6 und im Fall des Gebäudes gem. Fig. 1 auch in dem Kanalsystem 5 einen Unterdruck, so daß der durch den Brand entstandene Rauch ins Freie abgezogen wird. In der Gasstrahlvakuumpumpe 7 vermischt sich der Rauch mit dem Abgas und wird mit hoher Geschwindigkeit ausgeblasen. Dadurch entstehen in den Randzonen Verwirbelungen, die eine starke Verdünnung des Abgas-Rauchgemisches bewirken.

Bei mobilen Rauch- und Wärmeabzugsanlagen geht die Brand- bzw. Feuer meldung bei der Feuerwehr ein, die dann zusätzlich zur Löschtechnik auch die erfindungsgemäße mobile Technik zur Entrauchung mitführt.

Claims

1. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage zum Entrauchen von bauli chen Anlagen, die im wesentlichen aus einem Saugdruckerzeuger und einer Energieversorgung besteht, gekennzeichnet dadurch, daß als Saugdruckerzeuger eine Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) verwendet wird, deren Treibseite zumindest während des Betriebes, mit einem Gas- bzw. Dampflieferanten verbunden ist.

2. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) und der Gas- bzw. Dampflieferant stationär mit der baulichen Anlage verbunden sind.

3. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 2 gekennzeichnet dadurch, daß die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) mit einem in der bauli chen Anlage zur Entrauchung vorgesehenen Kanalsystem (5) verbunden ist.

4. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) und der Gas- bzw. Dampflieferant mobil sind.

5. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) und der Gas- bzw. Dampflieferant erst im Betriebszustand (oder besser: zu Beginn ihres Betriebes) miteinander verbunden werden.

6. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß entweder die Gas- oder Dampfstrahlvakuumpumpe (7) oder der Gas- bzw. Dampflieferant mobil sind.

7. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1 und 2 sowie 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß als Gaslieferant ein Gasstrahltriebwerk (8) verwendet wird.

8. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1 und 2 sowie 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß als Gaslieferant eine Preßluftanlage verwendet wird.

9. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1 und 2 sowie 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß als Gaslieferant eine Flüssiggasanlage verwendet wird.

10. Maschinelle Rauch- und Wärmeabzugsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Dampflieferant ein bereits vorhandener Dampferzeuger verwen det wird.