DE60035264T2

DE60035264T2 - Verfahren und vorrichtung zum schützen des personals eines gebäudes während eines chemischen oder biologischen anfalls

Info

Publication number: DE60035264T2
Application number: DE60035264T
Authority: DE
Inventors: A. Noel St. Paul PEARMAN
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2020-02-26
Also published as: WO2000057958A3; EP1163030A2; DE60035264D1; US6296808B1; CA2366756A1; WO2000057958A2; EP1163030B1; JP2002539903A; ATE365059T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Sanitärinstallation von Gebäuden. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung Wassersprinklerköpfe oder Waschstationen, die als Reaktion auf chemische oder biologische Angriffe mit dem Ziel aktiviert werden, Personal, das unter den Sprinklerköpfen hindurchgeht, zu dekontaminieren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das kürzliche Ende des kalten Krieges und der Rückgang der Spannungen zwischen den Supermächten wurde von einem Anstieg der Sorgen wegen der Realisierbarkeit von Massenvernichtungswaffen, wie zum Beispiel chemischen und biologischen Waffen (CB-Waffen) begleitet. CB-Waffen umfassen chemische Kampfstoffe, wie zum Beispiel Phosgen, Nervengifte, wie zum Beispiel Sarin, und biologische Mittel, wie zum Beispiel Milzbrand (Anthrax) oder Pocken. CB-Waffen können den Bewohnern in einem Gebäude durch Freisetzen der Mittel entweder von außen in das Gebäude oder innerhalb eines Gebäudes zugeführt werden.
Als Reaktion auf eine solche Freisetzung von Schadstoffen können Personen in ein Gebäude, aus einem Gebäude heraus oder von einem Gebäudeteil zu einem anderen gebracht werden, je nach dem Freisetzungsort und der relativen Sicherheit verschiedener Bereiche des Gebäudes oder von Gebäuden. Bei der Reaktion auf eine solche Schadstofffreisetzung kann es auch wünschenswert sein zu versuchen, den Schadstoff von Personen abzuspülen, um das kontaminierte Personal zu unterstützen und die Ausbreitung des Stoffs, der von kontaminiertem Personal mitgeschleppt wird, zu verringern. Obwohl eine solche Dekontaminierung wünschenswert ist, ist es nicht erwünscht, Sorgen dadurch zu erzeugen, dass eine spe zielle und selbständige CB-Dekontaminierungsstation in einem Gebäudegang vorhanden ist.
Die Gefahr von CB-Waffen, die verwendet werden, kann schnell in einem kurzen Zeitraum eskalieren. In Anbetracht der langfristigen Bekanntheit und der Zeit für die Vorbereitung können spezielle Gebäude, wie zum Beispiel wichtige Militärstandorte, im Voraus so ausgerüstet oder ausgelegt werden, dass sie mit dieser Möglichkeit umgehen können. Die Kenntnis über den unmittelbaren wahrscheinlichen Einsatz von CB-Waffen gegen ein Gebäude kann möglicherweise nur eine kurze Zeit für die Vorbereitung lassen. Auch kann sich die Gefahr für ein spezielles Gebäude in kurzer Zeit erhöhen.
Was wünschenswert wäre, ist ein System zum Dekontaminieren von Personen, das unauffällig ist und nicht die Aufmerksamkeit als Dekontaminierungsstation für die CB-Kriegführung auf sich lenkt. Was wünschenswert wäre, ist ein System zur CB-Dekontaminierung, das relativ schnell zu den Einrichtungen eines vorhandenen Gebäudes hinzugefügt werden kann, während es wenig Aufmerksamkeit auf sich zieht und mit geringen Kosten verbunden ist.
Das US-Patent US-A-5617922 beschreibt eine Anlage zur Brandbekämpfung in einem Raum, der eine Tür hat, wobei die Anlage einen ersten Sprühkopf an einem ersten Ort zum Versprühen von Flüssigkeit in den Raum und einen zweiten Sprühkopf an einem zweiten Ort, neben der Tür, zum Versprühen einer Flüssigkeit als Barriere in Form eines nebenähnlichen Sprays aufweist. Eine erste Anordnung zur Freisetzung aktiviert den ersten Sprühkopf, und eine zweite Anordnung zur Freisetzung aktiviert den zweiten Sprühkopf und erhält auch Flüssigkeit vom ersten Sprühkopf zur Verteilung von Flüssigkeit in beiden Sprühköpfen, wenn der erste Sprühkopf aktiviert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Verwendung bei der Dekontaminierung von Personen als Reaktion auf die Feststellung des Vorhandenseins von einem oder mehreren chemischen und/oder biologischen Mitteln, die für menschliches Leben schädlich sind, in Anspruch 1 definiert.
Ein weiteres System zur Verwendung bei der Dekontaminierung von Personen als Reaktion auf die Feststellung des Vorhandenseins von einem oder mehreren chemischen und/oder biologischen Mitteln, die für menschliches Leben schädlich sind, wird in Anspruch 5 definiert.
Ein Verfahren zum Dekontaminieren von Personen, die durch einen Gebäudegang gehen, wird in Anspruch 8 definiert.
Verfahren zum Nachrüsten von Brandschutzsystemen werden in den Ansprüchen 9 und 10 definiert.
Ein Sprinklerkopf oder Duschkopf kann über einem Korridor in einem Gebäude angeordnet und an eine Wasserleitung angeschlossen werden, die die temperaturaktivierte Sprinkler-Feuerlöschanlage versorgt. Der dekontaminierende Sprinklerkopf kann ein Ventil aufweisen, das zwischen dem Kopf und der Leitung angeordnet ist, wobei das Ventil durch eine Fernaktivierungsvorrichtung als Reaktion auf die Feststellung eines Mittels geöffnet wird, das für menschliches Leben schädlich ist, wie zum Beispiel ein chemisches oder biologische Mittel. In einer Ausführungsform wird eine Abtrennvorrichtung, die das temperaturempfindliche Element in einem herkömmlichen Brandbekämpfungssprinkler abtrennen kann, verwendet. Die Abtrennvorrichtung kann ein Heizelement aufweisen, das ein temperaturempfindliches Element auf seinen Schmelzpunkt aufheizen kann, wobei das Element abgetrennt und der Sprinklerkopf für den Durchfluss geöffnet wird. Alternativ kann die Abtrennvorrichtung eine kleine Explosionsladung aufweisen, die das wärmeempfindliche Element abtrennen kann. Beide Abtrennvorrichtungen können in sehr kurzer Zeit um ein vorhandenes temperaturempfindliches Element in einem existierenden Brandbekämpfungssprinkler angeordnet werden, während der Sprinkler auch weiterhin seine Funktion für den vorgesehenen Zweck ausüben kann. In noch einer weiteren Abtrennvorrichtung wird das originale temperaturempfindliche Element zur Brandbekämpfung durch ein Element ausgewechselt, das sowohl temperaturempfindlich ist als auch bei einem Befehl von einem Signal abgetrennt werden kann, das als Reaktion auf die Feststellung eines Schadstoffes erzeugt wird. Das Austauschelement kann durch Entfernen des vorhandenen Elementes und Einsetzen des neuen Elementes installiert werden, während das Brandbekämpfungssystem aktiv bleibt.
Die Installation kann in einigen Systemen durch Abstellen der vorhandenen Brandbekämpfungssprinkler, Ableiten von Wasser, falls vorhanden, und Einsetzen des neuen Sprinklerkopfes vorgenommen werden. Die Leitung für den Brandbekämpfungssprinkler kann dann mit Wasser gefüllt und wieder eingeschaltet werden. In anderen Systemen kann ein Abtrennelement in der Nähe eines vorhandenen Sprinklerkopfelementes angeordnet werden. Kabel können vom neu installierten Sprinklerkopf oder von der Abtrennvorrichtung zu einer Vorrichtung zum Ingangsetzen des Ausströmens des Dekontaminierungswassers verlegt werden. Kabel können entweder zentral zu einer Auslösevorrichtung oder zu einem lokalen Empfänger im Informationsaustausch mit einer zentralen Auslösevorrichtung verlegt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines Gebäudesprinklersystems, das sowohl wärmeaktivierte Sprinklerköpfe als auch Sprinklerköpfe hat, die als Reaktion auf die Feststellung eines CB-Angriffs oder die Feststel lung von Substanzen aktiviert werden, welche für das menschliche Leben schädlich sind;
2 ist eine Seitenansicht eines Sprinklerkopfs, der ein temperaturempfindliches Aktivierungselement und ein Abtrennheizelement hat, das in der Nähe des temperaturempfindlichen Elementes angeordnet ist; und
3 ist eine Seitenansicht eines Sprinklerkopfs, der ein temperaturempfindliches aktiviertes Element und ein Abtrennexplosionselement oder eine Zündladung hat, die in der Nähe des temperaturempfindlichen Elementes angeordnet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 illustriert ein Brandbekämpfungs-Sprinklersystem 20, das eine Hauptwasserleitung 22, eine Wasserzufuhrnebenleitung 24, die von der Hauptleitung abzweigt, und mehrere Nippel 25 hat, die von der Nebenleitung 24 abzweigen. In der Ausführungsform, die illustriert ist, versorgt die Nebenleitung 24 mehrere herkömmliche Sprinklerköpfe 26 über die Nippel 25, wobei jeder Sprinklerkopf ein temperaturaktiviertes Ventil 28 und einen Zerstäuber oder Diffusor 30 zum Zerstäuben von Wasser über eine große Fläche aufweist. Das temperaturaktivierte Ventil 28 weist normalerweise eine Legierung mit einer Zusammensetzung auf, die innerhalb eines kontrollierten Temperaturbereichs schmilzt. Ein temperaturaktiviertes Ventil ist normalerweise ein Abschaltventil, das ein vertikal angeordnetes Element aufweist, welches eine obere Hälfte und eine untere Hälfte hat, die von einem Weichlot zusammengehalten werden, welches bei einer relativ präzise bestimmten Temperatur schmilzt. Die obere Hälfte kann einen Ventilstopfen tragen, der sich bis in die Wasserleitung oder den Nippel erstreckt. Wenn das Weichlot schmilzt, trennen sich die beiden Hälften unumkehrbar, fallen vom Sprinklerkopf ab, was dem Ventilstopfen ermöglicht, unter Wasserdruck vom Nippel abzufallen, wodurch Wasser abwärts und über den Zerstäuber oder Diffusor fließen kann.
In 1 wird auch ein von fern aktivierter Sprinklerkopf 32 gezeigt, der auch auf einem Nippel 25 angeordnet ist. Der fernaktivierte Sprinklerkopf 32 weist ein Ventil 34 und ein Ventilbetätigungselement 36 auf. Das Ventilbetätigungselement 36 ist über eine erste Kommunikationsleitung 38 mit einem Controller 40 verbunden. Der Controller 40 ist über eine zweite Kommunikationsleitung 42 mit einem Chemischen oder Biologischen Detektor (CBD) 44 verbunden. In einer Ausführungsform kann der Controller 40 entweder in einem offenen Regelkreis oder in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden. Beim Betrieb im geschlossenen Regelkreis führt die Feststellung eines Schadstoffs durch CBD 44 automatisch dazu, dass das Ventilbetätigungselement 36 aktiviert wird, wodurch sich Ventil 34 für den Durchfluss öffnet. Beim Betrieb im offenen Regelkreis fungiert der Controller 40 als Meldegerät und manuell betriebenes Auslösegerät, das auch dazu dienen kann, das Ventilbetätigungselement 36 zu aktivieren.
In einer Ausführungsform ist das Ventilbetätigungselement 36 eine herkömmliche Spule, und Ventil 34 ist ein Magnetventil. In einer weiteren Ausführungsform ist Ventil 34 ein herkömmliches temperaturempfindliches Element, und Stellglied 36 ist eine Abtrennvorrichtung.
In einigen Systemen werden zusätzliche fernbetätigte Sprinklerköpfe einem bestehenden Brandbekämpfungs-Sprinklersystem hinzugefügt. Die Brandbekämpfungs-Sprinklerversorgungsleitung kann geschlossen, die fernbetätigten Sprinklerköpfe montiert und die Wasserleitung wieder geöffnet werden. In einigen Situationen steht möglicherweise keine angemessene Zeit zur Verfügung, die Sanitärarbeiten abzuschließen, die notwendig sind, um die neuen Sprinklerköpfe anzubauen, fernbetätigte Sprinklerköpfe werden jedoch immer noch benötigt. In solchen Situationen weist ein Verfahren das Beibehalten eines Sprinklerventilstopfens, Entfernen des vorhandenen temperaturempfindlichen Elementes und Ersetzen dieses Elementes durch ein fernbetätigtes Element auf, das auch temperaturempfindlich sein kann, um die Fähigkeiten des originalen Sprinklerkopfs zur Brandbekämpfung beizubehalten.
Wendet man sich nun 2 zu, so wird ein Sprinklerkopf 46 gezeigt, einschließlich eines Stützaufbaus 48, Zerstäubers oder Diffusors 30 und eines temperaturempfindlichen Elementes 50, das eine temperaturempfindliches Verbindungsstelle 56 einschließt. In 2 wird das Ventilbetätigungselement durch ein Heizabtrennelement 58 illustriert, das an einem temperaturempfindlichen Element 50 oder in der Nähe desselben angeordnet ist. Das Heizelement 58 ist durch eine Kommunikationsleitung 60 mit einem Controller verbunden. In einer Ausführungsform weist das Heizelement 58 einen Widerstandsdraht auf, der um das temperaturempfindliche Element 50 gewickelt ist. Bei Aktivierung kann das Heizelement 50 die Verbindungsstelle 56 schmelzen und Wasser aus dem Sprinkler 46 fließen lassen.
Wendet man sich nun 3 zu, wird ein weiterer Sprinklerkopf 62 illustriert, bei dem das Ventilbetätigungselement eine kleine Explosionsladung oder Zündladung 64 ist, die in der Nähe des temperaturempfindlichen Elementes 50 angeordnet ist. Bei Auslösung kann die Zündladung 64 die Verbindungsstelle 56 zerstören oder auf andere Weise den Sprinkler für den Durchfluss öffnen. Das abgetrennte oder entfernte Element 50 wird bei 51 angezeigt. In einigen Ausführungsformen nimmt die Zündladung 64 die Form einer kleinen gerichteten Ladung an. In einer Ausführungsform erfordert die Zündladung 64 weniger Sprengladung als eine Patrone vom Kaliber 22, die normalerweise in einigen Nageltackern oder Bolzenschlaggeräten verwendet wird.
Die Verwendung von fernbetätigten Ersatzelementen in bestehenden Sprinklerköpfen oder die Verwendung von Abtrennelementen, die in der Nähe vorhandener Sprinklerkopfelemente angeordnet sind, kann möglicherweise dazu führen (oder möglicherweise nicht dazu führen), dass ein vorhandenes Brandbekämpfungssystem nicht mehr mit den örtlichen Baubestimmungen im Einklang ist. Selbst wenn dies der Fall ist, behält das Brandbekämpfungssystem seine vorhandenen Brandbekämpfungsfähigkeiten, und die Erfordernisse der Umstände können dazu führen, dass die Sorgen wegen der Baubestimmungen als klein erscheinen. In Ausführungsformen, bei denen zusätzliche Sprinklerköpfe hinzugefügt werden, um für den Dekontaminierungszweck eingesetzt zu werden, können die Abtrennelemente in den 2 und 3 auch in Verbindung mit herkömmlichen Brandbekämpfungssprinklern verwendet werden. Bei diesen Ausführungsformen ermöglichen die Abtrennelemente die Verwendung von Standardsprinklerköpfen, die ohne weiteres erhältlich und relativ unauffällig sind.
Zahlreiche Vorteile der Erfindung, die von diesem Dokument erfasst werden, sind in der vorangehenden Beschreibung dargelegt worden. Es versteht sich jedoch, dass diese Offenbarung in vielerlei Hinsicht nur einen erläuternden Charakter besitzt. Änderungen können an Details vorgenommen werden, insbesondere bezüglich der Form, Größe und Anordnung von Teilen, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Der Geltungsbereich der Erfindung wird natürlich durch die angehängten Ansprüche zum Ausdruck gebracht.

Claims

System (20) zur Verwendung bei der Dekontaminierung von Personen als Reaktion auf das Feststellen des Vorhandenseins von einem oder mehreren chemischen und/oder biologischen Mitteln, die schädlich für menschliches Leben sind, aufweisend: mindestens einen Sprinklerkopf (26), der betriebsfähig mit einem Rohr (24) verbunden ist; Mittel zum Zuführen einer Dekontaminierungsflüssigkeit zum Rohr; ein erstes Mittel (28) zum öffnen von mindestens einem der Sprinklerköpfe als Reaktion auf einen festgestellten ersten Zustand, wobei der erste Zustand einem festgestellten Brand entspricht; ein zweites Mittel (34, 36) zum öffnen von mindestens einem der Sprinklerköpfe als Reaktion auf einen festgestellten zweiten Zustand, wobei der zweite Zustand einem festgestellten chemischen und/oder biologischen Mittel entspricht; Mittel (50) zum Feststellen des ersten Zustandes; und Mittel (44) zum Feststellen des zweiten Zustandes.
System nach Anspruch 1, wobei das festgestellte chemische und/oder biologische Mittel des zweiten Zustandes ein Nervengift, ein biologischer Kampfstoff und/oder Phosgen ist.
System nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der Sprinklerköpfe über einem Flur eines Gebäudes angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei das erste Mittel zum Feststellen des ersten Zustandes einen Brandmeldesensor umfasst und das zweite Mittel zum Feststellen des zweiten Zustandes einen Detektor für chemische und/oder biologische Mittel umfasst.
System (20) zur Verwendung bei der Dekontaminierung von Personen als Reaktion auf das Feststellen des Vorhandenseins von einem oder mehreren Mitteln, die schädlich für menschliches Leben sind, aufweisend: mindestens einen Sprinklerkopf (26), der betriebsfähig mit einem Wasserrohr (24) verbunden ist; und ein Ventil (28) am Sprinklerkopf, das einen Strom vom Wasserrohr und durch den Sprinklerkopf als Reaktion auf ein Signal zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner aufweist: einen Detektor (44) zum Feststellen eines Nervengifts, eines biologischen Kampfstoffs und/oder von Phosgen; und Schaltungen zum Erzeugen des Signals als Reaktion auf den Detektor.
System nach Anspruch 5, wobei der Sprinklerkopf ein temperaturempfindliches Element (50) umfasst, das bei einer bekannten Temperatur schmilzt, und wobei das System ein Heizelement aufweist, das in der Nähe des Elementes zum Schmelzen des Elementes als Reaktion auf das Signal angeordnet ist.
System nach Anspruch 5, wobei der Sprinklerkopf ein temperaturempfindliches Element umfasst, das bei einer bekannten Temperatur schmilzt, und wobei das System ein explosionsfähiges Element (64) aufweist, das in der Nähe des Elementes zum Abtrennen des Elementes als Reaktion auf das Signal angeordnet ist.
Verfahren zum Dekontaminieren von Personen, die durch einen Gebäudeflur gehen, das die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Schadstoffdetektors (44) zum Feststellen eines Nervengifts, eines biologischen Kampfstoffs und/oder von Phosgen; Bereitstellen von mindestens einer fernbedienten Betätigungsvorrichtung (36); Bereitstellen von mindestens einem Sprinklerkopf (26), der an eine Wasserzufuhrleitung (24) angeschlossen ist; und Anordnen des Sprinklerkopfs über einem Gebäudeflur, wobei der Sprinklerkopf durch die Betätigungsvorrichtung betätigt wird; Feststellen des Vorhandenseins eines Nervengifts, eines biologischen Kampfstoffs und/oder von Phosgen unter Verwendung des Schadstoffdetektors; Aktivieren des Sprinklerkopfes als Reaktion auf die Schadstofffeststellung, wodurch Wasser durch den Sprinkler auf den Flur geleitet wird; und Zulassen, dass die Personen unter dem Sprinklerkopf hindurchgehen und zumindest teilweise dekontaminiert werden.
Verfahren zum Nachrüsten eines Brandbekämpfungssprinklersystems, das ein Sprinklerrohr (24) hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen von einem oder mehreren Sprinklerköpfen (26), wobei mindestens ein Sprinklerkopf eine Betätigungsvorrichtung (36) zum Auslösen des Flusses durch dieselbe hat; Bereitstellen von einem oder mehreren Schadstoffdetektoren (44) zum Feststellen eines Nervengifts, eines biologischen Kampfstoffs und/oder von Phosgen; Bereitstellen eines Controllers (40), der zumindest eine der Sprinklerkopf-Betätigungsvorrichtungen als Reaktion auf einen Zustand betätigen kann, welcher durch den einen oder die mehreren der Schadstoffdetektoren festgestellt wurde; Installieren von dem einem oder den mehreren Sprinklerköpfen in Flüssigkeitsverbindung mit dem Sprinklerrohr (24); betriebsfähiges Verbinden von dem einen oder den mehreren Schadstoffdetektoren mit dem Controller; und betriebsfähiges Verbinden von mindestens einer Betätigungsvorrichtung (36) mit dem Controller derart, dass der Controller den Strom durch den entsprechenden mindestens einen Sprinklerkopf als Reaktion auf den festgestellten Zustand auslösen kann.
Verfahren zum Nachrüsten eines Brandschutzsystems, das einen temperaturempfindlichen Sprinkler (26)-Kopf aufweist, der ein temperaturempfindliches Element (50) hat, zur Verwendung bei der Dekontaminierung von Personen, die durch ein Gebäude gehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Schadstoffdetektors (44) zum Feststellen eines Nervengifts, eines biologischen Kampfstoffs und/oder von Phosgen; Bereitstellen einer fernbetätigten Abtrennvorrichtung (58) zum Abtrennen des temperaturempfindlichen Elementes; Bereitstellen eines Controllers, der die Abtrennvorrichtung als Reaktion auf den Detektor betätigen kann und der einen Eingang und einen Ausgang hat; Anordnen der Abtrennvorrichtung in der Nähe des temperaturempfindlichen Elementes; betriebsfähiges Verbinden des Detektors mit dem Controller-Eingang; und betriebsfähiges Verbinden der Abtrennvorrichtung mit dem Controller-Ausgang derart, dass der Controller-Ausgang das temperaturempfindliche Element im Sprinklerkopf als Reaktion auf den Detektor abtrennen kann.