DE2706958A1

DE2706958A1 - Explosionsgefaehrdetes gebaeude mit mindestens einer entlueftungsoeffnung

Info

Publication number: DE2706958A1
Application number: DE19772706958
Authority: DE
Inventors: Gervin Josef Mueller; Illo-Frank Dr Ing Primus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1978-08-31
Also published as: NL7800233A; FR2381141A1; BE864078A

Description

Dipl. Phys. Dr. rer. nat. Wolfgang Kempe

P AT E N TA N V/A LT

D-68OO Mannheim 1 ο e, 10

Postfach 1273

Fernsprecher (OSiS¹D 381-47 AA

14, Februar 1977 Mü 3 5

Architekt Gervin J. Müller

Fridolinstr. 19
6833 Waghäusel-Kirrlach

"Explosionsgefährdetes Gebäude mit mindestens einer Entlüftungsöffnung"

Die Erfindung bezieht sich auf ein explosionsgefährdetes Gebäude, insbesondere eine elektrische Umspann- und Schaltstation, mit mindestens einer Be- und Ent-lüftungsöffnung.

Die Entlüftungsöffnungen von explosionsgefährdeten Gebäuden müssen grundsätzlich so gestaltet sein, daß die im Falle einer Explosion im Inneren des Gebäudes aus ihr austretenden heißen

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Gase Passanten in der Nähe des Gebäudes nicht gefährden können. Bei Hochbauten wird dies bisher dadurch erreicht, daß die Entlüftungsöffnungen in den oberen Teil des Gebäudes, vorzugsweise in das Dach gelegt wird und daß der Austritt der Entlüftungsöffijungen nach oben gerichtet ist (DT-PS 2 110 089). Eine derartige Konstruktion löst aber das Sicherheitsproblci.i nicht in allen Fällen. Unterschreitet nämlich die Höhe eines explosionsgefährdeten Gebäudes ein gewisses Maß, beispielsweise dadurch, daß man zu kleineren Baueinheiten übergeht od'^r das Gebäude ganz oder teilweise in das Erdreich versenkt, so stellen auch die im oberen Teil des Gebäudes nach oben austretenden heißen Gase eine Gefahr für Passanten in der Umgebung des; Gebäudes dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein explosionsgefiihrdetes Gebäude der eiiyings beschriebenen Art so zu verbessern, daß die Gefahr durch Austreten heißer Gase aus denEntlüftungsöffnungen im Falle einer Explosion im Gebäudeinneren vollstündig beseitigt ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem außen liegenden Ende der Be- und Entlüftungsöffnung und dem zu entlüftenden Innenraum des Gebäudes eine kanalförmige Kühl- und Lüfturrpstrecke angeordnet ist, deren freier Querschnitt an mehreren Stellen wärmeenergieverzehrende Mittel aufweist.

Die zwischen die Entlüftungsöffnung und den Innenraum geschaltete Kühlstrecke bewirkt eine Abkühlung der bei der Explosion entstehenden heißen Gase, so daß die aus der Entlüftungsöffnung austretenden Gase keine Gefahr für Personen in der Umgebung des Gebäudes darstellen. Erfindungsgemäß kann die Kühl-

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und Lüftungsstrecke innerhalb oder außerhalb des Gebäudes vertikal oder horizontal angeordnet sein. Sie ist unabhängig vom Gebäudetyp einsetzbar und kann auch nachträglich in bestehende Gebäude eingebaut oder angebaut werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Mittel prismatisch geformte Lochblechstreifen aufweisen, die an zwei, vorzugsweise sich parallel gegenüberliegenden Innenseiten der Kühlstrecke quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, so daß ein verlängerter, vorzugsweise zick-zack-förmiger Entlüftungsweg entsteht. Nach einem weiteren Vorschlag sind die durch die Lochblechstreifen gebildeten Prismenkörper mit einem wärmeenergieverzehrenden Material, vorzugsweise grob spiralartig gewickelten Draht aus rostfreiem Stahl mit

2 einem Mindestquerschnitt von 0,1 mm , gefüllt. Zweckmäßigerweise nimmt die Höhe der Prismenkörper inRichtung zum Gebäudeinneren hin von Prismenkörper zu Prismenkörper ab.

Befindet sich die Be- und Entlüftungsöffnung im oberen Teil des Gebäudes, so wird die Kühlstrecke vorteilhafterweise horizontal im Gebäudeinneren angeordnet, damit sich ihre in das Gebäudeinnere weisende Öffnung ebenfalls im oberen Teil des Gebäudes befiiffet, denn dort wird normalerweise die Abluft aus dem Gebäudeinneren abgezogen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, die diese Anordnung der Kühlstrecke betreffen, sind in den Unteransprüchen 7 bis 12 angegeben.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Entlüftungen Öffnung im unteren Teil des Gebäudes an-

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(JC¹Oi duel und die Kühl si recke verläuft im wosent 1 i chon vertikal nach oben, so daß sich ihre? in das GEbäudoinnoro weisende Öiinung im oberen Teil des Gebäudes befindet.

Grundsätzlich kann die eri i ndungsgeiuäße Kühlstrecke aber sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes jede beliebige; Lage ei nnohmon. Ihre Wirkung, aus dem Gebäudennnoron ausstJöiiicMide heiße Gase bis zum lirreichen der Ent. lüi tungsöi ί nung sov/ei t abzukühl en /laß sie für die sich in der Uähc des Gebäudes au 1 hai t.enden Personen ungefährlich sind, wird durch die 7vnordnnng der Kühlst roe) e nicht beeini l.ußt.. Hie bevorzugten Lösungen ύί'Τ Hi ί j ndung be:-·..! eh'-n :;ie}i lediglieh auf besonders günstige F.nt 1 üi t ungsoigensi ha] f en während des Uornialbei ri ebes , d. h. also, wenn lediglieh normal 1 empor i erf e Abluft aus dem Gebäude abgoiühi I werden soll.

Die ]Ίι findung v.ird naclifolgend anhand von drei in der Zeichnung dai gest el 1 ton 7uis I iihrungsboi spi elen näher beschrieben und ei 1 auf er t.:

Ils '/ei gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt: durch eine im oberen Teil eines Gebäudes angeordnete erfindungsgemäße waagerecht verlaufende Kühl st rocke;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine vertikal angeordnete erfindungsgemäßo Kühlstrecke mit nach oben gerichteter Hintrittsöffnung und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine vertikal angeordnete erfindungsgemäße Kühlstrecke mit nach unten gerichteter Hi ntri ftsöffnung.

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Die Kühl- und Lüftungsstrecke gem. Fig. 1 int im Inneren unter dem Dach 10 einer elektrischen Umspannstation angeordnet, von der eliis obere Endstück einer Seitenwand bei 11 dargestellt ist. Das Deich 10 ist über die Seitenwand 11 hinausgezogen und nach unten abgewinkelt, no daß sich bei 12 eine nach unten gerichtete Re- und Entlüftungsöffnung für die Station bildet. Zwischen dieser He- und Entlüftungsöffnung 12 und dem Innenraum der Station ist eine kanalförmige Kühl- und Lüftung!: si recke; 13 vorgesehen, deren Oberseite durch ein parallel zum Dach 10 verlaufendes Lochblech 14 und deren Unterseite durch ein um eine Achse 15 schwenkbar an der Seitenwand 11 angelenktes Blech 16 gebildet ist. Die Kühl- und Lüftungsstrecke 13 v/eist an ihrer Oberseite 14 und ihrer Unterseite 1Π quer zur Strömungnrichtung angeordnete, prismatisch geformte Lochblcch-streifen 17 bis 20 auf, so daß ein verlängerter, zick-zackförmiger Entlüftungs-weg entsteht. Die Prismonkörper 17 bis 20 nehmen in Richtung zum Gebäudeinncren von Prismenkörper zu Prismenkörper an Höhe ab und können mit einem v/ürmoonerg icver ·· zehrenden Material, vorzugsweise grob spiralartig gewickelten Draht aus rostfreiem Stahl mit einen» Minder.tquerschn i.tt von

0,1 mm gefüllt werden. Zwischen denn Lochblech 14, das die; Oberseite der Kühlstrecke 13 bilelet, und dem Dach 10 ist der Raum mit einem wärmcdämmendcn und wärmeenergioverzehrenden Material 21, vorzugsweise Steinweille, ausgefüllt.

Währonel des Normalbetriebes der Umspannstation dient die Kühl- und Entlüftungsstrecke 13 zur Ableitung der durch die elektrischen Geräte im Stationsinneren entstehenden Wärme nach außen. Dieser mit geringer Geschwindigkeit fließende Warmluftstroin wird durch die Prismenkörper 17 bis 2o nicht behindert. Tritt jedoch an einem der elektrischen Geräte im Stations inneren ein Kurzschluß auf, eier explosionsartig heiße Gase freisetzt, se>

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fUrömon diese heißen Gase mit großer Geschwindigkeit durch die Kühl- und Entlüftungsstrccke 13 und den Raum zwischen dem Lochblech 14 und dem Dach 10. Dabei werden sie durch die gegebenenfalls mit einem wärmeenergioverzehrenden Material gefüllten Prisinenkörper 17 bis 20 und die Steinwolle 21 und das Aufschmelzen des Lochblcehes 14 und der Lochblechstreifen, aus denen die Prismenkörper bestehen, selbst so stark abgekühlt., daß sie aus der De- und Entlüftungsöffnung 12 mit einer Temperatur nustretcMi, die für Personen und feuergefährliche Materialien in der Umgebung des Stationsgebäudes ungefährlich sind.

Die Wirkung der Kühlstrecke 13 wird beim Auftreten größerer Druckwellen in Verbindung mit einem explosionsartigen Kurzschluß noch dadurch erhöht, daß die Unterseite 16 der Kühlstrecke durch die Druckwelle um die Achse 15 nach oben gegen die Oberseite! 14 geschwenkt wird. Durch die versetzte Anordnung der Prismenkörper 17 bis 20 auf Oberseite und Unterseil t; 16 der Kühlstrecke 13 und die zum Gebäude!nncren abnehmende Höhe der Prismonkörper wird das lUech 16 so weit nach oben geschwenkt, daß die in das Gebäude Innere weisende Öffnung 22 der Kühlstrecke momentan vollständig oder nahezu vollständig verschlossen v/ird. Dadurch kann der überdruck im Stations inneren zunächst nur über den mit der Steinwolle 21 gefüllten Raum zwischen dem Lochblech 14 und dem Dach 10 entlastet werden. Die Unterseite 16 der Kühlstrecke 13 füllIjedoch nach kurzer Zeit wieder in ihre Normalstellung zurück und gibt den Weg für die bei im explosionsartigen Kurzschluß entstandenen heißen Gase frei, die nunmehr beim Durchwandern der Kühlstrecke wie beschrieben abgekühlt werden. Für einen optimalen Kühleffekt bei ausreichend schneller Druckentlastung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Durchmesser der Löcher in den Lochblechstreifen und im Lochblech 14 so gewählt wird, daß der Lochanteil an der gesamten Lochblechflache mindestens 40% beträgt.

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H(M dein /uisi ührungsbei spi el gem. Fig. ? ist die Rc- und FnI-lüitungsöiinung 12 dc;; St al i onsgc 'bander, dnreli o.in im linieren Teil der Seitenwand 11 angeordnet er; Ι,ϋΠ ungsgi ti er K) gebildei. /ui dieser» I.iii tungsgi i 1 ei 3O schließt sich innenso.it ig dir Kühl- und Lüfi ungsst reeko 13 an, die vertikal angeordnet ist, so daß sich ihre in das Gebäude.! nnore weisende i: int ritt söiJnung 22 im oberen Teil dos Gebäude« ])c^fiiilot . Die ο ine Wand de]¹ Küli.1 iJi i"C'o];e 13 wird von der Seitenwand 11 de.·; St.n1'ioni;qo-b.'iudi'S f>(j]])!-.t ijobildei, während die qoqcnüborl i.ecjondo Wand aus einem St ahlbloeh 31 be.si elit . Sc^i tonwand 11 und S1:nhlb](.ch 31 1 raqon di<-' aus I.oclibl ochsi ι ei 1 en bestehenden Prismenkör-1<() 17 bis ?O und 32, die? aueli bei diesem /uisi ü']irui\tjsbei sjvi o] in it einem v/ärKuHine.rqioverzehJ'end«¹]) Ilaterial (jcfüllt \.'i-nlcn 1 in,in η .

I^J ei dom /uisi ührunq:3bo.i spie.1 qe.m, l\iq. 3 ist die durch das Lüi t unqsqi t t ei 30 abgedeckt r ];e- und Kntlüi i unqsöi f nunq 12 im (')ieren Tcilst.üc:); dor S(¹J tenwand 11 einer*, toi Iv.'ei se in das ),rd-] cinli oi ii(j<; 1 as.'5(?non ·ίΊ1 al i onr;qcbiiud(\'; anqeoT-dnet , Πίο-ί im St .it i onsi nneron aJiHolil i(?.ß('nde l'iilil- und Lüi t unqssi vecl.e 13 ist im Gegensatz 7, um Ausführungsbei spiel (J(¹Ht. I¹I(J. 2 ab(?r so angeordnet, daß uich ihre in da:·. Geljäude.i nnc-r»: \.'ei sende Ki nt ri 1 tsöfi jiuiHi 22 im unleren Teil des Sinti ons i nneron lic^iindci . /'.nr.ontJt.en ql<?i <:1ιαη sieh die beiden /uifsfüh] unqsbe j spi eic¹. ];inc_; derartige 7uiordnung c-rsohe-i ni immer dann :*wc <*];inil' i <], wenn an einer bestimmten Sterile im St al i onsqebäude größere 7vl)wäriueiuengen aultieton, die auf kürzestem Vic;ge aus dom Stationsiiincron abgo.liutet werden !'ollen. Ils ist .selbst vei si ändl icli niolit notwendig, daß die Kühlstrecke 13 in einem derartigen Falle strong vertikal angeordnet sein muß; aic; kann auch schräg angeordnet sein und in besondren Fällen mag es sogar v.week-

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mäßig sein, sie außerhalb des Gebäudes anzubringen. Dann wird die Be- und Entlüftungsöffnung 12 zur Eintrittsöffnung und die Eintrittsöffnung 22 zur Austrittsöffnung des Kühl- und Lüftungssystems.

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L e e r s e i t e

Claims

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Ansprüche

M .j Explosionsgefährdet es Gebäude, insbesondere elektrische Umspann- und Schaltstation, mit mindestens einer Be- und Entlüftungsöffnung, dadurch gekenn zeich not, daß zwischen dem außen liegenden Ende der Be- und Entlüftungsöffnung und dem zu entlüftenden Innenraum des Gebäudes eine kanalförmige Kühl- und Lüftungsstrockc angeordnet ist, deren freier Querschnitt an mehreren Stellen wärmecncrgieverzehrendo Mittel aufweist,

2. Explosionsgef ähnle tos Gebäude; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl- und Lüftungen trecke innerhalb oder außerhalb des Gebäudes vertikal oder horizontal angeordnet ist.

3. Explosionsgefährdetes Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel prismatisch geformte Lochblechstreifen aufweisen, die an zwei, vorzugsweise sich parallel gegenüberliegenden Innenseiten der Kühlstrecke quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, so daß ein verlängerter, vorzugsv/eise zick-zack-förniiger Entlüftungsweg entsteht.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Explosionsgefährdetes Gebäude nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch dia Lochblech.^ brei fen gebildeten Prismenkörper mit einem wärmecnergicverzolirondcn Material, vorzugsweise grob spiralartig gewickelten Draht aus rostfreiem Stahl mit. einem Mindestquersehnitt von

0,1 irui! , gefüllt Bind.

5. Explos Lonsgofährdetes Gebäude nach Anspruch 3 oder 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe, der Prismenkörper in Richtung zum Gebäudeinneron hin von Prismeiikörper zu Prismenkörper abnimmt.

6. Explosionsgefahrdetes Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und Entlüftungsöffnung im oberen Teil des Gebäudes angeordnet ist und eine vorzugsweise nach unten gerichtete Austrittsöffnung aufweist und daß die Kühlstrecke im Gebäudeinneren angeordnet ist und im wesentlichen horizontal verläuft.

7. Explosionsgefährdetes GEbäude nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Kühlstrecke durch die Dachunterseite des Stationsgebäudes und die Unterseite der Kühlstrecke durch ein vorzugsweise parallel zur Dachunterseite verlaufendes Blech gebildet ist.

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8. Explosionsgefährdet«^ Gebäude nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Kühlstrecke durch ein im wesentlichen parallel zum Dach verlaufender, und an diesem befestigtos Lochblech und die Unterseite· der Kühlstrecke durch ein ve-rzi.ig.CY/cise parallel zum Lochblech verlaufenden Blech gebildet ist.

9. Explosionsgefährdetes Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zy/ir.eben der Daebunter,·;.:;.; te und dem Lochblech mit einem v/ürinedänttncndu-n und/öde^ Wärmeenergie verzehrenden Material, vorzugsweise f>te.inv.'olle, ausgefüllt ist.

10. Explosionsgefährdctes Gebäude nocli. einem der Ansprüche

7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest, e.in Terlstück des die Kühlstreckcnunterseite bildenden Blech er. um eine horizontale Achse schv/enkbar ist, so daß die in das Gebäudeinnere v/eisende öffnung der Kühlstrecke veränderbar ist.

11. Explosionsgefährdetes Gebäude nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenkörper derart auf der Ober- und Unterseite der Kühlstrecke verteilt angeordnet sind, daß die in das Gebäudeinnere v/eisende Öffnung der Kühlstrecke durch das beim Auftreten einer Druckwelle

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im Gebäudeinneren nach oben schwenkende Blech vollständig oder nahezu vollständig verschließbar ist.

12. Explosionsgefährdetes GEbäude nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ^kennzeichnet, daß die Dachoberseite über die Außenkante der Gebäudewand hinausgezogen, nach unten abgewinkelt und so weit verlängert ist, daß sie die Be- und Entlüftungsöffnung seitlich abdeckt und die nach unten gerichtete Austrittsöffnung freigibt.

13. Explosiosngefährdetes Gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- und Entlüftungsöffnung im unteren Teil des Gebäudes angeordnet ist und daß die Kühlstrecke im wesentlichen vertikal verläuft und sich ihre in das Gebäudeinnere weisende Öffnung im oberen Teil des Gebäudes befindet.

14. Explosionsgefährdetes Gebäude nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Löcher in den Lochblechstreifen und/oder dem Lochblech so gewählt ist, daß der Lochanteil an der gesamten Lochblechfläche mindestens 40% beträgt.

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