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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Feuerlöschsystem nach Anspruch 1.
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Wasserlöschanlagen kann man in allgemeine Löschwassersysteme oder auch Löschsysteme mit Wasser und Löschmittelzusätze, wie Schaum- oder Netzmittel, grundsätzlich in geschlossene Löschsysteme und offene Löschsysteme unterteilen.
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Geschlossene Löschsysteme sind zum Beispiel Sprinkleranlagen. Eine Sprinkleranlage besteht im Wesentlichen aus einer Löschwasserversorgung, aus Bereichsventilen oder Nassalarmventilstationen, Löschwasserrohrleitungen, Düsenrohrleitungen und Sprinklerdüsen. Die Sprinklerdüsen sind Düsen mit einer Absperrvorrichtung, welche bei einer vordefinierten Temperatur durch Platzen einer Glasampulle oder Schmelzen eines Schmelzlotelementes öffnen, wobei das flüssige Löschmittel, z. B. Wasser, über das zu löschende Objekt gegeben wird. Die Zeitspanne, von der Brandentstehung bis Wasser aus der Sprinklerdüse heraus kommt, ist abhängig durch die Geschwindigkeit der Temperaturausbreitung und der Reaktionsgeschwindigkeit des Absperrelementes der Sprinklerdüse und kann mehrere Minuten betragen. Das Löschmedium kommt nur aus den geöffneten Sprinklerdüsen heraus, die durch die Brandtemperatur geöffnet wurden. Die Verbindungsleitungen zwischen den Alarmventilen und Sprinklerdüsen sind ständig mit Wasser gefüllt, d. h. das Löschmedium steht vor Ort bis zu den Sprinklerdüsen zur Verfügung. Nach der Öffnung der Sprinklerdüsen sind keine weiteren Verzögerungen zu erwarten. Eine weitere Variante hiervon sind vorgesteuerte trockene Sprinkleranlagen, bei welchen, z. B. bedingt durch Frostgefahr, die Rohrleitungen zwischen Alarmventilen und Sprinklerdüsen mit Pressluft bei einem bestimmten Druck gefüllt sind.
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Offene Löschsysteme sind dagegen zum Beispiel Sprühflutanlagen. Eine Sprühflutanlage oder auch Sprühwasserlöschanlage besteht, wie eine Sprinkleranlage, im Wesentlichen aus einer Löschwasserversorgung, aus Bereichsventilen, Löschwasserrohrleitungen, Düsenrohrleitungen und offene Löschdüsen. Die Verbindungsleitungen zwischen den Bereichsventilen und den Löschdüsen sind trocken und drucklos, d. h. diese sind nicht mit Wasser gefüllt. Das offene Löschsystem kann automatisch über ein Brandmeldesystem oder manuell über einen Taster oder Hebel ausgelöst werden. Nach der Auslösung wird das Bereichsventil geöffnet und die Rohrleitung mit Wasser gefüllt, wobei das Löschwasser aus allen im Systembereich vorhandenen Löschdüsen heraus strömt. Das heißt ein ganzer Bereich wird mit dem Löschmittel überflutet. Die Zeitspanne von der Brandentstehung, das Auslösen der Anlage und bis Löschmittel aus der entferntesten Düse herauskommt, ist abhängig unter anderem von der Empfindlichkeit des Brandmeldesystems, den Rohrdimensionen (Nennweiten), Rohrlängen und dem Wasserdruck und kann bis zu 60 Sekunden betragen. Solche Anlagen sind jedoch in der Regel schneller als Sprinkleranlagen. Bei der Auslösung dieser Art von Anlagen werden die Rohrleitungen jedoch stark beansprucht, da, während sich die Rohrleitungen mit Wasser füllen, mit sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten und Druckschlägen zu rechnen ist.
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Die Nachteile beider vorgenannten Löschsysteme liegen in der Reaktionsgeschwindigkeit. Bei den geschlossenen Sprinklersystemen ist das Löschmedium, z. B. Wasser, zwar vor Ort bis zu der Sprinklerdüse vorhanden, aber die Reaktionszeit bis zum Löschen ist relativ lange. Bei den offenen Löschsystemen kann eine Branderkennung durch geeignete Brandmeldeanlagen sehr schnell realisiert werden, jedoch ist die Zeitspanne, bis das Löschmedium zu den Düsen gelingt, auch relativ hoch.
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Bei Schutzobjekten oder Schutzbereichen, in welchen eine sehr schnelle Löschung gewünscht wird, zum Beispiel explosionsgefährdete Bereiche, sind jedoch schnelle Löschsysteme gewünscht. Ein Löschsystem für eine schnelle Branderkennung oder Funkenerkennung soll im Millisekundenbereich reagieren und löschen.
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Explosions-Unterdrückungsanlagen oder auch sogenannte HRD-Anlagen werden in Bereichen eingesetzt, in welchen Explosionsgefahr besteht oder entstehen kann, wie zum Beispiel Kohlesilos, Mehlsilos, Munitionslager, chemische Prozesse mit brennbaren oder explosiven Stoffe oder Flüssigkeiten, Lebensmittelverarbeitung, Pharmaindustrie, etc.. Diese Unterdrückungsanlagen bestehen in der Regel aus einem unter hohen Druck beaufschlagten Löschmittelbehälter (Drücke von 50 bis 200 bar), der mit Löschpulver oder flüssigem Löschmittel gefüllt ist. Im Auslösefall wird die Entstehung einer Explosion oder Funken durch spezielle Melder erfasst, und zwar durch beispielsweise Druckmelder, UV-Melder oder Funkenmelder. Dann wird elektrisch eine Sprengladung (Pyrotechnisches Kraftelement) aktiviert, welche schlagartig ein Ventil oder eine Berstscheibe sprengt und das Löschmittel mit sehr hoher Geschwindigkeit auf das zu schützende Objekt bewegt. Dieser Vorgang wird zwischen 30 bis 50 ms realisiert. Nach der Auslösung müssen die Löschmittel-Behälter durch neue ausgetauscht werden, um die Anlage wieder in Betrieb zu nehmen.
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Andere Löschsysteme tragen die Bezeichnung „Ultra speed fire suppression” Systeme. Diese sind Anlagen, die zum großen Teil in der Militärtechnik zum Schützen von zum Beispiel Munitionslager eingesetzt werden. Die Auslegung und Ausführung dieser Anlagen besteht in der Regel aus einer Wasserversorgungsquelle mit Druckspeicher, Rohrleitungen, Bereichsventile, und speziellen Düsenventilen. Die Auslösung der Anlage erfolgt ähnlich wie die HRD Löschanlagen über spezielle Melder. Bei der Auslösung werden unterschiedliche Energiequellen zur Öffnung der Ventile und der Düsen eingesetzt. Hier kann eine Mischung von elektropneumatischen oder pyrotechnisch-elektrischen Komponenten vorhanden sein. Die Reaktionszeiten liegen im Bereich zwischen 60 und 100 ms. Nach der Auslösung der Anlage müssen die Löschdüsen und Ventile, je nach Anlageart, manuell wieder geschlossen und gesichert werden.
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Das technische Gebiet der Erfindung liegt im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Löschsysteme „Ultra High speed fire suppression” Systeme, wobei das Löschsystem mit gefüllten Leitungen und offenen Düsen ausgestattet ist. Die Erfindung betrifft auch ein offenes System.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2006/0533348 ist ein Hochgeschwindigkeits-Löschsystem mit einem Löschmittelbehälter bekannt. Dieses ist auf einem Löschwagen montiert. Das System umfasst eine Vielzahl von Löschdüsen, die über einen sehr kurzen Verbindungsweg mit einem Ventil verbunden sind. Jede Düse hat ein eigenes Ventil, so dass eine Vielzahl von Ventilen erforderlich ist. Die Ventile umfassen einen Auslösemechanismus. Weiterhin umfasst das System ein zentrales Ventil und einen Opto-Sensor. Bei dieser Lösung liegen die Auslöseleitungen und die Energiequelle bzw. Batterie nahe einem explosionsgefährdeten Bereich. In Exgeschützten Bereichen ist jedoch ein elektrischer Strom unerwünscht.
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Die
GB 23 70 766 A zeigt und beschreibt ein Feuerlöschsystem mit Löschdüsen und mit zwischen einem Ventil und den Löschdüsen angeordneten Düsenleitungen. Hierbei wird Wasser unter dem Einfluss eines Gases und einem hohen Druck ein Sprühnebel erzeugt.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Löschsystem zu schaffen, das für große Löschbereiche geeignet ist und auch in Ex-geschützten Bereichen einsetzbar ist. Das System soll außerdem eine schnellere Reaktions- und Löschzeit ermöglichen und sofort nach der Auslösung wieder betriebsbereit sein, und zwar ohne Zuhilfenahme von Personal.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung eignet sich das System für Funkenlöschanlagen oder in explosionsgefährdeten Bereichen.
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Eine große Entfernung zwischen der Löschdüse und dem Bereichsventil ist mit der zwischen der Löschdüse und dem Bereichsventil angeordneten Düsenleitung möglich. Die Entfernung zwischen Bereichsventilen und Düsen ist nahezu beliebig. Die geforderte kurze Reaktionszeit ist durch die zwischen dem Bereichsventil und der Löschdüse angeordnete Düsenleitung möglich, die erfindungsgemäß mit einem Löschmedium, insbesondere Wasser, gefüllt ist.
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Die Löschdüse ist derart ausgeführt, dass ein Öffnen der Düse durch eine Aktivierung des Bereichsventils erfolgt. Dies bedeutet, dass nur eine Energiequelle zum Öffnen des Bereichsventils erforderlich ist und dass zur Steuerung der Löschdüse keine zusätzliche Energiequelle vorgesehen ist. Die Löschdüse öffnet also ohne eine zusätzliche Energiequelle.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass als Löschmittel nur Löschwasser eingesetzt werden muss.
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Die Erfindung kombiniert quasi die Vorteile eines geschlossenen und eines offenen Löschsystems. Das heißt, die Löschrohrleitungen und Düsenrohrleitungen sind mit dem Löschmedium Wasser komplett gefüllt. Dadurch ist das Wasser vor Ort, d. h. in der Nähe des zu schützenden Objektes. Jede der Löschdüsen befindet sich im Systembereich, wie bei einer Sprinkleranlage. Die Löschdüsen öffnen sofort, d. h. z. B. in unter 50 ms nach der Brand- oder Funkenerkennung durch ein schnell reagierendes Brandmeldesystem (Sprühflutanlagen), wobei der ganze Schutzbereich oder Objekt mit Löschwasser überflutet wird.
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Wesentlich für dieses schnelle System sind eine schnelle Branderkennung, ein Bereichsventil mit sehr kurzen Öffnungszeiten und selbst öffnenden Löschdüsen oder Düsenventil-Kombinationen, die im Bereitschaftszustand geschlossen sind. Vorteilhaft ist hierbei, dass alle Systemkomponenten, wie Branderkennungseinrichtung, Bereichsventil und Löschdüsen, als handelsübliche und schnelle Komponenten erhältlich sind. Durch die Kombination der vorgenannten drei Elemente, lässt sich ein Löschsystem mit einer sehr schnellen Reaktion und kurzen Löschzeiten realisieren.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass jede Löschdüse bzw. Düsenventil-Löschdüsen-Kombination derart ausgeführt ist, dass bei Erreichen eines in der Düsenleitung vorhandenen, vordefinierten Druckes die Löschdüse öffnet. Für diese Umsetzung werden insbesondere sogenannte Fogmatik-Düsen eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass in Düsennähe keine elektrischen Komponenten und Ströme vorhanden sind, so dass die Düsen sicher in Ex-Bereichen arbeiten können. Die Düsen bzw. die Düsen-Ventil-Kombination öffnet automatisch bei Erreichen eines Druckschwellwertes.
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Damit ein sicheres Ansprechen der Fogmatik-Düsen möglich ist, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein Druck P2 in der Düsenleitung in einem Bereitschaftszustand des Systems kleiner als ein Druck-Schwellwert zur Aktivierung der Löschdüse bzw. Düsenventil-Löschdüsen-Kombination ist und ein Druck P1 in einer noch vor dem Bereichsventil befindlichen Versorgungsleitung größer als der Druck P2 in der Düsenleitung ist. Die Druckdifferenz zwischen P1 und P2 ist dabei so gering, dass ein schnelles Ansprechen der Düse im Millisekundenbereich erfolgt, andererseits ist aber der Druckunterschied so hoch, dass bei geschlossener Bereichsdüse keinesfalls die Löschdüse öffnet. Die Druckdifferenz zwischen P1 und P2 beträgt vorzugsweise z. B. 1 bis 5 bar.
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Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist, dass mit Betriebsdrücken von max. 16 bar gearbeitet werden kann. Daher ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ein maximaler Druck P1 in der Versorgungsleitung kleiner als 16 bar. Teure Hochdruckleitungen und Systemkomponenten sind nicht erforderlich. Nach betriebsbedingten Vorgaben können auch höhere Drucke realisiert werden.
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Wenn das System auf einen Brandfall hin anspricht, kann es danach ohne Personal wieder eingesetzt werden. Das Löschmedium ist Wasser, das durch eine Löschwasserversorgung z. B. des öffentlichen Wasserversorgungsnetzes ständig zur Verfügung gestellt wird. Behälter und dergleichen müssen nicht ersetzt werden. Auch müssen keine Düsen oder dergleichen ausgetauscht werden, wenn das System eingesetzt wird.
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Eine weitere sehr wichtige bevorzugte Maßnahme beinhaltet, dass jedes Bereichsventil durch einen Brand-, Funken- und/oder Explosionsdetektor steuerbar ausgeführt ist. Mit solchen Detektoren ist ein sehr wirksamer Brandschutz aber auch ein Explosionsschutz möglich, so dass mit dem erfindungsgemäßen System das Ausmaß der Schäden erheblich verringert werden kann. Zweckmäßigerweise ist der Brand-, Funken- und/oder Explosionsdetektor mit einer Brandmeldezentrale verbunden, so dass die Feuerwehr sofort informiert werden kann.
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Als Sensoren können ein Brand-, Funken- und/oder Explosionsdetektor, ein optischer Sensor, ein Strahlungsdetektor, ein Drucksensor, ein Schalldetektor, ein Temperatursensor, ein Funkensensor und/oder ein Rauchdetektor eingesetzt werden.
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Ein Strahlungsdetektor kann einen UV- und/oder einen Infrarotdetektor umfassen, also Bereiche des nicht sichtbaren Lichts erfassen. Bei einer Explosion kann der durch die Explosion entstehende Druck oder „Knall” (Schallpegel) durch einen Drucksensor oder einen Schalldetektor (Mikrofon) detektiert werden. Auch konventionelle Rauchdetektoren können mit der Erfindung kombiniert werden.
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Eine geeignete und effektive Löschanlage kann dadurch geschaffen werden, dass wenigstens ein Bereichsventil mehrere Düsenleitungen versorgt, wobei jede Düsenleitung mehrere Löschdüsen bzw. Düsenventil-Löschdüsen-Kombinationen aufweist, wobei vorzugsweise eine zentrale Löschwasserversorgung vorhanden ist, die mehrere Bereichsventile versorgt.
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Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
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Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuerlöschsystems.
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Das Feuerlöschsystem 100 umfasst mehrere Bereichsventile 10, 11, 12, die z. B. als Magnetventile ausgeführt sind. Die Bereichsventile 10, 11, 12 sind über eine Sammelleitung 13 mit einer Löschwasserversorgung 14 verbunden. Die Löschwasserversorgung 14 ist als zentrale Löschwasserversorgung ausgeführt und mit dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz verbunden. An der Sammelleitung 13 ist eine Wasserpumpe 15 und ein Membrandruckbehälter 15a als Druckspeicher angeschlossen, die einen Wasserdruck regeln und nachspeisen kann, so dass in Düsenleitungen 16a, 16b ein Druck einstellbar ist. Anstelle der Wasserpumpe 15 kann auch ein anderes Druckregulierungsmittel verwendet werden.
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Die Figur zeigt mehrere Löschdüsen 17a (obere Reihe) und mehrere Löschdüsen 17b (untere Reihe). Diese sind als Fogmatik-Düsen ausgeführt. Beispielhaft sind fünf Löschdüsen 17a an der oberen Düsenleitung 16a angeschlossen und weitere fünf Löschdüsen 17b an der unteren Düsenleitung 16b angeschlossen. Systeme können jedoch mit z. B. insgesamt 3 bis 100 Düsen realisiert werden. Die Düsenleitungen 16a, 16b sind Sammelleitungen, die an einem Verbindungsstück 18, z. B. ein T-Stück, zusammengeführt sind und über eine Zwischenleitung 19 mit dem Bereichsventil 11 verbunden ist. Die Leitungen 16a, 16b, 19 sind mit Wasser gefüllt. Die Löschdüsen 17a, 17b sollen ein Schutzobjekt S vor einem Brand oder einer Explosion schützen.
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Sobald ein Magnetantrieb 20 durch eine Brandmeldezentrale 21 oder (mindestens) eine Brandmeldeeinrichtung 22 den Bereichsventil 11 öffnet, steigt der Druck in den Leitungen 19, 16a, 16b, so dass die Löschdüsen 17b ohne Hilfsenergie öffnen. Vorzugsweise umfasst das System 100 mehrere Brandmelder.
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Die Figur veranschaulicht ein Feuerlöschsystem für z. B. Funkenlbschanlagen oder explosionsgefährdete Bereiche mit mehreren Bereichsventilen 10, 11, 12, mehreren Löschdüsen 17a, 17b (Düsenventil-Löschdüsen-Kombination bzw. Fogmatik-Düsen) und mit einer zwischen dem Bereichsventil z. B. 11 und der Löschdüse z. B. 17a angeordneten Düsenleitung z. B. 16a, wobei die zwischen dem Bereichsventil 11 und der Löschdüse 17a angeordnete Düsenleitung z. B. 16a mit einem Löschmedium gefüllt ist und wobei die Löschdüse z. B. 17a derart ausgeführt ist, dass ein öffnen der Löschdüse 17a durch eine Aktivierung des Bereichsventils erfolgt. Die Aktivierung erfolgt durch ein Steuersignal, der den Magnetantrieb 20 steuert. Der Magnetantrieb 20 ist weit vom Schutzobjekt 5 entfernt.
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Die Magnetantriebe 20 sind mit einer nicht gezeigten Energiequelle verbunden, die durch einen Schalter (mechanisch und/oder elektronisch) zuschaltbar ist, um das jeweilige Bereichsventil 10–12 zu betätigen. Die Löschventile 17a, 17b selbst benötigen direkt keine Energiequelle.
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Jedes Bereichsventil 10–12 versorgt, wie die Figur veranschaulicht, mehrere Düsenleitungen 16a, 16b, wobei jede Düsenleitung 16a, 16b mehrere Löschdüsen 17a, 17b aufweist, wobei vorzugsweise eine zentrale Löschwasserversorgung vorhanden ist, die mehrere Bereichsventile 10–12 versorgt.
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Die Fogmatik-Düsen öffnen bei Erreichen eines in den Düsenleitungen 16a, 16b vorhandenen, vordefinierten Druckes die Löschdüsen 17a, 17b.
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In der Sammelleitung 13 ist der Druck P1 vorhanden. In den Leitungen 16a, 16b liegt im Bereitschaftszustand der Druck P2 vor. In den Düsenrohrleitungen bzw. Leitungen 16a, 16b ist der Druck P2 < P1 < 16 bar.
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Somit ist der Druck P2 in den Düsenleitungen 16a, 16b, 19 in einem Bereitschaftszustand des Systems kleiner als ein Druck-Schwellwert zur Aktivierung der Löschdüse, wobei der Druck P1 in einer noch vor dem Bereichsventil befindlichen Versorgungsleitung (Sammelleitung 13) größer ist als der Druck P2 in den Düsenleitungen 16a, 16b, 19.
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Jedes Bereichsventil 10–12 ist durch eine Brandmeldeeinrichtung 22, die als Brand-, Funken- und/oder Explosionsdetektor ausgeführt sein kann, steuerbar. Im Normalzustand sind die Bereichsventile 10–12 geschlossen. Der Brand-, Funken- und/oder Explosionsdetektor bzw. die Brandmeldeeinrichtung 22 ist mit der Brandmeldezentrale 21 verbunden, wie die Figur zeigt.
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Vorzugsweise hat das Feuerlöschsystem 100 eine Reaktionszeit nach einer Brand-, Funken- oder Explosionserkennung kleiner als 100 ms, vorzugsweise kleiner als 50 ms.
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Eine Reaktionszeit vom Überschreiten des vordefinierten Druckes bis zum vollständigen Öffnen ist ebenfalls kleiner als 100 ms.
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Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, so kann die Erfindung auf andere Sprinkleranlagen übertragen werden, um z. B. ein Brand in einem Gebäude zu löschen. Ein Einsatz in Munitionslagern, in der Militärtechnik oder in Explosions-Unterdrückungsanlagen ist auch möglich. Z. B. kann die Erfindung auch bei Kohlesilos, Mehlsilos, chemischen Prozessen mit brennbaren oder explosiven Stoffe oder Flüssigkeiten, Lebensmittelverarbeitung oder in der Pharmaindustrie eingesetzt werden. Auch kann die Erfindung mit Löschmittelzusätzen wie Schaum- oder Netzmittel kombiniert werden. Ebenso können andere Sprinklerdüsen eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Feuerlöschsystem
- 10, 11, 12
- Bereichsventile
- 13
- Sammelleitung
- 14
- Löschwasserversorgung
- 15
- Wasserpumpe
- 15a
- Membrandruckbehälter
- 16a, 16b
- Düsenleitungen
- 17a, 17b
- Löschdüsen
- 18
- Verbindungsstück
- 19
- Zwischenleitung
- 20
- Magnetantrieb
- 21
- Brandmeldezentrale
- 22
- Brandmeldeeinrichtung
- S
- Schutzobjekt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/0533348 [0010]
- GB 2370766 A [0011]
