EP0574663A1 - Feuerlöschanlage mit einem Hochdruckgas als Löschmittel - Google Patents

Feuerlöschanlage mit einem Hochdruckgas als Löschmittel Download PDF

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EP0574663A1
EP0574663A1 EP93105725A EP93105725A EP0574663A1 EP 0574663 A1 EP0574663 A1 EP 0574663A1 EP 93105725 A EP93105725 A EP 93105725A EP 93105725 A EP93105725 A EP 93105725A EP 0574663 A1 EP0574663 A1 EP 0574663A1
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extinguishing
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pressure
pressure reducing
medium
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Norbert Dipl.-Ing. Büll
Ulrich Harsdorff
Rudolf Dipl.-Phys. Büssem
Herbert Dipl.-Ing. Schaefers
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Total Walther Feuerschutz GmbH
Total Feuerschutz GmbH
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Total Walther Feuerschutz GmbH
Total Feuerschutz GmbH
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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • A62C37/44—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device only the sensor being in the danger zone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A62C35/11—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance controlled by a signal from the danger zone
    • A62C35/13—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance controlled by a signal from the danger zone with a finite supply of extinguishing material

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fire extinguishing system for sensitive electronic devices in which the extinguishing agent is applied in such a way that condensation is avoided on circuit boards and individual components and the extinguishable atmosphere achieved by the extinguishing agent is not life-threatening for people.
  • Such fire extinguishing systems are used in particular for space and property protection in IT systems, switch and control centers and similar risks.
  • these fire extinguishing systems consist of a fire alarm and extinguishing control system and an extinguishing agent supply in one or more high-pressure bottles, the pipe system with nozzles for discharging the extinguishing agent, signaling devices of a collecting line connecting the individual high-pressure bottles for connection to the release pipe and a quick-opening valve on the high-pressure bottles Release of the extinguishing agent.
  • the invention has for its object to provide an extinguishing system working on the oxygen displacement principle, which when triggered does not lower the dew point in the flooded space and does not endanger people by the extinguishing agent itself and by side effects of the flooding.
  • the extinguishing control device after triggering the alarm valves in a known manner, gives a control command to the direct (electrical) or indirect (opening of the control pressure accumulator) triggering device of the area valve of the pending extinguishing area after actuation of the area valve triggering in a known manner there is a release signal to the triggering device of the pilot bottle.
  • the pilot bottle When the pilot bottle is triggered, the subsequent bottles are pneumatically actuated in a known manner.
  • the extinguishing medium is fed to the manifold via a first supply section, which results in a first pressure reduction.
  • the extinguishing agent is fed in one or two paths from the manifold via one or two combined pressure reducing quantity limiting devices to the extinguishing area or, in the case of multi-area systems, via one or two combined pressure reducing amount limiting devices upstream of the area valve to the corresponding extinguishing area.
  • the application of this device according to the invention leads to a pressure and self-balance control according to a calculation method in which the extinguishing medium quantity is controlled with the variable second pressure reducer quantity limitation device and the nozzle outflow factor.
  • the nozzle outflow factor is a complex variable that both flow rate control and flow noise control is to be influenced.
  • Fire extinguishing systems with a gaseous extinguishing agent are controlled by a fire alarm and extinguishing control center 1 and thus the extinguishing agent in gas bottles 2 and 3 is released.
  • two-path extinguishing agent lines 5 and 6 are provided, which open into connecting lines 7 to 12 with pressure reducers 13 to 18.
  • the connecting lines 7 to 12 combine to form extinguishing agent lines 19 to 21 with safety valves 22 to 24 and open into area valves 25 to 27, of which extinguishing agent lines 28 to 30 lead to the extinguishing nozzles, not shown.
  • the area valves 25 to 27 are assigned electromechanical triggers 31 to 33, which are controlled by the fire control panel 1 via control lines 34 to 36.
  • a control line 37 is also provided, which is led from the fire control panel 1 to an electromechanical trigger valve 4 of the control bottle 3.
  • This bottle 3 filled with extinguishing agent first controls the subsequent gas bottles 2 one after the other and then releases their contents to extinguish a fire.
  • the triggers 31 to 33 are actuated in association with the extinguishing area and thus open the area valves 25 to 27.
  • the actuation bottle 3 is opened via the line 37.
  • the electro-mechanical releases 31 to 33 are connected to control bottles 38 to 40 via control valves 41 to 43.
  • From the control valves 41 to 43 go from control lines 44 to 46, which open into double lines 47 to 52, one of the two double lines 47, 49 and 51 with the mechanical-pneumatic opening device 53 to 55 each Range valves 25, 26 and 27 is connected.
  • the control lines 59 to 61 which are provided with check valves 62 to 64 and open into a control line 65, which leads to a pneumatic release 66 of the control bottle 3, are released by the mechanical-pneumatic opening devices 53 to 55 when actuated.
  • control impulses are also fed from the fire control panel 1 to the electro-mechanical triggers 31 to 33 in the case of the mechanical-pneumatic triggering.
  • the control valves 41 to 43 are opened and thus the control bottles 38 to 40 are opened, so that the range valves 25 to 27 are opened via the mechanical-pneumatic opening devices 53 to 55 via these pressure accumulators.
  • the reciprocating pistons in the mechanical-pneumatic opening devices 53 to 55 are first activated by means of the control lines 47, 49 and 51, and the area valves 25 to 27 are thus opened via the mechanical unlockings 56 to 58. Only when the mechanical releases have been actuated via the reciprocating pistons in the mechanical-pneumatic opening devices, control pressure is applied via the control lines 59 to 65 to the pneumatic trigger 66 of the control bottle 3 and the latter is opened.
  • the fire alarm control panel first sends a control signal to the electro-mechanical triggers 31 to 33 only via one of the control lines 34 to 36 and thus only one of the range valves 25 to 27 is opened.
  • the control bottle 3 is also activated and opened.
  • Safety valves 22 to 24 are provided in the extinguishing agent lines 19 to 21 to prevent excessive pressurization of the area valves 25 to 27.
  • the pressure reducers 13 to 18 are provided, which in addition to reducing the pressure also ensure a quantity limitation.
  • the mechanical-pneumatic control valves 41 to 43 which are known per se, are provided via the mechanical-pneumatic opening devices 53 to 55 with a forced coupling of the pneumatic control of the pneumatic trigger 66. This measure ensures at all times that one of the range valves 25 to 27 is opened first and only then is the pneumatic trigger 66 opened.
  • the check valves 62 to 64 provided in the control lines 59 to 61 form non-return valves to prevent pneumatic incorrect triggering of one of the range valves 25 to 27.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Löschverfahren zum Betreiben einer Gasfeuerlöscheinrichtung für Löschbereiche mit gegen Löschmittelfolgeeinwirkungen und Kondensateinwirkungen empfindlichen Einrichtungen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Feuerlöschanlage für sensible elektronische Einrichtungen, bei der im Einsatzfall das Löschmittel so ausgebracht wird, das ein Betauungsniederschlag auf Platinen und einzelnen Bausteinen vermieden wird und die durch das Löschmittel erzielte löschfähige Atmosphäre für Menschen nicht lebensbedrohend ist.
  • Derartige Feuerlöschanlagen werden insbesondere für den Raum- und Objektschutz in EDV-Anlagen, Schalt- und Steuerzentralen und ähnlichen Risiken eingesetzt. Im wesentlichen bestehen diese Feuerlöschanlagen aus einem Brandmelde- und Löschsteurungssystem und einem Löschmittelvorrat in einer oder mehreren Hochdruckflaschen, dem Rohrsystem mit Düsen zum Austragen des Löschmittels, Signaleinrichtungen einer die einzelnen Hochdruckflaschen miteinander verbindenden Sammelleitung zum Anschluß an die Löshleitung und je einem Schnellöffnungsventil an den Hochdruckflaschen zur Freigabe des Löschmittels.
  • Bei Gaslöschanlagen, bei denen das gasförmige Löschmittel druckverflüssigt, wie bei der CO2-Hochdruck- oder der Halonschutz gelagert wird, besteht die Gefahr, daß bei der Phasenumwandlung an der Düse vom flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustand dem Raum soviel Wärme entzogen wird, daß es zu einer Temperaturabsenkung kommt. Die Luftfeuchtigkeit kondensiert dann zu mikrofeinen Tropfen.
  • Ein Niederschlag dieser Tropfen auf Platinen und elektronischen Bausteinen kann durch Aufnahme von Lötresten, sauren und basischen Gasen zu Schäden führen, die längere Zeit nach dem Ereignis der Flutung zu schwer zuzuordnenden Störungen und Spätschäden führen.
  • Insbesondere bei einer Ansteuerung des Schnellöffnungsventils durch eine Brandmelde- und Löschsteuerzentrale mit Frühwarntechnik sind Fehl- oder Täuschungsauslösungen derartiger Löschsysteme nicht ganz zu vermeiden. Durch die mit einer Vernebelung des Raumes verbundene intensive Sichtbehinderung in Verbindung mit den starken Ausströmgeräuschen kann es zu Panikreaktionen, bei den sich in geschützten Räumen aufhaltenden Personen kommen. Das gilt in besonderem Maße für Halonfeuerlöschanlagen, bei denen eine Flutung ohne Vorwarnung erfolgen kann, weil das Löschmittel in löschfähiger Konzentration bei kurzer Expositionszeit toxisch unbedenklich ist.
  • Da das Löschmittel Halon als Ozon zerstörend identifiziert wurde, sind Fehlauslösungen von Halonfeuerlöschanlagen unter Umweltschutzgesichtspunkten nur schwer hinnehmbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nach dem Sauerstoffverdrängungsprinzip arbeitendes Löschsystem zu schaffen, das bei seiner Auslösung keine Taupunktabsenkung im gefluteten Raum bewirkt und für Personen zu keiner Gefährdung durch das Löschmittel selbst und durch Begleiterscheinungen der Flutung führt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß von der Löschsteuereinrichtung nach Ansteuerung der Alarmventile in bekannter Weise über einen oder mehrere Übertragungswege ein Steuerbefehl auf die direkte (elektrische) oder indirekte (Öffnung des Steuerdruckspeichers) Auslösevorrichtung des Bereichsventiles des anstehenden Löschbereiches gegeben wird, nach Betätigung der Bereichsventilauslösung erfolgt ein Freigabesignal an die Auslösevorrichtung der Pilotflasche. Mit der Auslösung der Pilotflasche erfolgt in bekannter Weise eine pneumatische Aufsteuerung der Folgeflaschen.
  • Das Löschmedium wird über eine erste Vorratsstrecke dem Sammelrohr zugeführt, dabei erfolgt eine erste Druckminderung. Vom Sammelrohr wird das Löschmittel ein- oder zweipfadig über eine oder zwei kombinierte Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen dem Löschbereich oder bei Mehrbereichsanlagen über ein oder zwei dem Bereichsventil vorgeschalteten kombinierten Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen dem entsprechenden Löschbereich zugeführt.
  • In Verbindung mit dem Gedanken der kombinierten Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung führt die Anwendung dieser erfindungsgemäßen Einrichtung zu einer Druck- und Eigenbilanzregelung nach einem Rechenverfahren in dem eine Löschmediummengensteuerung mit der variablen Zweiten Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung und dem Düsenausflußfaktor erfolgt. Der Düsenausflußfaktor ist eine komplexe Variable, die sowohl ausflußmengensteuernd als auch ausströmungsgeräuschsteuernd zu beeinflussen ist.
  • Zufolge des erfindungsgemäß berechnungsgesteuerten Löschsystems ist eine Zwangsläufigkeit zwischen benötigter Löschmittelmenge, erforderlicher Flutzeit und zulässiger Ausströmgeräusche gegeben. Es gehört zum Wesen der Erfindung, daß die errechneten Strömungsgeschwindigkeiten im Rohrnetz abhängig vom Speicherdruck des Löschmediums in den Hochdruckbehälter unterhalb einer Schwelle liegen, bei der eine Entmischung einzelner Gaskomponenten des Löschmediums eintreten könnte. Weiterhin erfolgt die durch das Berechnungsverfahren sich ergebende Auslegung der Löschkonzentrationen so, daß die physiologisch zulässigen unteren Grenzwerte für O₂ von 10 % und die für CO ₂ zulässigen oberen Grenzwerte von 5 % nicht überschritten werden können. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine von einer Brandmeldezentrale angesteuerte elektrische direkte Auslösung;
    Fig. 2
    eine von einer Brandmeldezentrale angesteuerte mechanisch-pneumatische Auslösung.
  • Feuerlöschanlagen mit einem gasförmigen Löschmittel werden von einer Brandmelde- und Löschsteuerzentrale 1 angesteuert und damit das in Gasflaschen 2 und 3 befindliche Löschmittel freigegeben. In beiden Ausführungsbeispielen sind zweipfadige Löschmittelleitungen 5 und 6 vorgesehen, die in Verbindungsleitungen 7 bis 12 mit Druckminderern 13 bis 18 einmünden. Die Verbindungsleitungen 7 bis 12 vereinigen sich zu Löschmittelleitungen 19 bis 21 mit Sicherheitsventilen 22 bis 24 und münden in Bereichsventile 25 bis 27, von denen Löschmittelleitungen 28 bis 30 zu den nicht dargestellten Löschdüsen führen. Den Bereichsventilen 25 bis 27 sind elektro-mechanische Auslöser 31 bis 33 zugeordnet, die über Steuerleitungen 34 bis 36 von der Brandmeldezentrale 1 angesteuert werden.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist fernerhin eine Steuerleitung 37 vorgesehen, die von der Brandmeldezentrale 1 zu einem elektromechanischen Auslöseventil 4 der Ansteuerflasche 3 geführt ist. Diese mit Löschmittel gefüllte Flasche 3 steuert zunächst die nachfolgenden Gasflaschen 2 nacheinander auf und gibt sodann ihren Inhalt zum Löschen eines Brandes ab. Bei einer Brandmeidung aus einem Löschbereich werden die Auslöser 31 bis 33 dem Löschbereich zugeordnet angesteuert und öffnen damit die Bereichsventile 25 bis 27. Gleichzeitig wird über die Leitung 37 die Ansteuerflasche 3 aufgesteuert.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die elektro-mechanischen Auslöser 31 bis 33 über Steuerventile 41 bis 43 mit Steuerflaschen 38 bis 40 verbunden. Von den Steuerventilen 41 bis 43 gehen Steuerleitungen 44 bis 46 ab, die in Doppelleitungen 47 bis 52 münden, wobei je eine der beiden Doppelleitungen 47, 49 und 51 mit der mechanisch-pneumatischen Öffnungsvorrichtung 53 bis 55 der Bereichsventile 25, 26 und 27 verbunden ist. Außerdem werden von den mchanisch-pneumatischen Öffnungsvorrichtungen 53 bis 55 bei Betätigung die Steuerleitungen 59 bis 61 freigegeben, die mit Rückschlagventilen 62 bis 64 versehen sind und in eine Steuerleitung 65 münden, die zu einem pneumatischen Auslöser 66 der Ansteuerflasche 3 geführt ist. Auch bei der mechanisch-pneumatischen Auslösung werden im Brandfalle die Regelimpulse von der Brandmeldezentrale 1 zu den elektro-mechanischen Auslösern 31 bis 33 geführt. Hierdurch werden die Steuerventile 41 bis 43 geöffnet und damit die Steuerflaschen 38 bis 40 geöffnet, so daß über diese Druckspeicher die Bereichsventile 25 bis 27 über die mechanischpneumatischen Öffnungsvorrichtungen 53 bis 55 geöffnet werden. Hierbei werden zunächst die Hubkolben in den mechanischpneumatischen Öffnungsvorrichtungen 53 bis 55 mittels der Steuerleitungen 47, 49 und 51 angesteuert und damit über die mechanischen Entriegelungen 56 bis 58 die Bereichsventile 25 bis 27 geöffnet. Erst wenn über die Hubkolben In den mechanischenpneumatischen Öffnungsvorrichtungen die mechanischen Entriegelungen betätigt wurden, wird Steuerdruck über die Steuerleitungen 59 bis 65 auf den pneumatischen Auslöser 66 der Ansteuerflasche 3 gegeben und diese geöffnet.
  • Es gehört zum Wesen der Erfindung, daß die Brandmeldezentrale zunächst nur über eine der Steuerleitungen 34 bis 36 ein Steuersignal zu den elektro-mechanischen Auslösern 31 bis 33 sendet und damit nur eines der Bereichsventile 25 bis 27 geöffnet wird. Sobald die Brandmeldezentrale 1 auch nur eines der Bereichsventile 25 bis 27 ansteuert, wird auch die Ansteuerflasche 3 angesteuert und geöffnet. In den Löschmittelleitungen 19 bis 21 sind Sicherheitsventile 22 bis 24 zur Verhinderung zu hoher Druckbeaufschlagungen der Bereichsventile 25 bis 27 vorgesehen. Zur Vermeidung von großen Druckschlägen sind die Druckminderer 13 bis 18 vorgesehen, die außer einer Druckminderung auch eine Mengenbegrenzung gewährleisten. Die an sich bekannten mechnisch-pneumatischen Steuerventile 41 bis 43 sind über die mechanisch-pneumatischen Öffnungsvorrichtungen 53 bis 55 mit einer Zwangskopplung der pneumatischen Ansteuerung des pneumatischen Auslösers 66 versehen. Mit dieser Maßnahme wird jederzeit gewährleistet, daß zuerst eines der Bereichsventile 25 bis 27 und erst dann der pneumatische Auslöser 66 geöffnet wird. Die in den Steuerleitungen 59 bis 61 vorgesehenen Rückschlagventile 62 bis 64 bilden Rückflußsperren zur Verhinderung einer pneumatischen Fehlauslösung eines der Bereichsventile 25 bis 27.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Gas-Feuerlöscheinrichtung mit einem rechnerisch ausgelegten Löschsystem, bei dem im Auslösungsfall ein oder mehrere Löschmittelbehälter das in ihnen gesicherte gasförmige Löschmedium Ar, N₂ oder vorzugsweise INERGEN freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Brandmelde- und Löschsteuerzentrale nach Auslösung eines Alarmes für den zugeordneten Löschbereich ein zeitlich geringfügig verzögerter Steuerbefehl an die Auslöseeinrichtung eines dem Löschbereich zugeordneten Bereichsventiles gegeben wird, wodurch ein Freigabesignal für die Auslöseeinrichtung der Pilotflasche der Löschmedium-Flaschenbatterie erzeugt wird. Das aus der Pilotflasche ausströmende druckverdichtete Löschmedium liefert den Steuerdruck für die pneumatischen Auslösungen der Folgeflaschen Das aus den aufgesteuerten Flaschen in die Sammelleitung strömende Löschmedium wird über kombinierte Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen dem Rohrnetz des zugeordneten Löschbereiches und den Löschdüsen zugeführt, die das Löschmedium so verteilen, daß innerhalb von vorzugsweise 60 sec eine löschfähige Konzentration des Löschmediums homogen über den Löschbereich verteilt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschmedium in zu einer Batterie zusammengefaßten Hochdruckflaschen oder einem Löschmediumbehälter gelagert ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschsteuereinrichtung Bestandteil einer Brandmelde- und Löschsteuerzentrale ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschmedium mittels Schnellöffnungsventilen und einer ersten Druckminderungseinrichtung ausgetragen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Auswertung der Bereichsventilauslösungen und der Pilotflaschenauslösung über elektrische Leitungen übertragen werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Ansteuerung der Bereichsventilauslösungen und der Pilotflaschenauslösung auf die Auslösereinrichtung eines pneumatischen Druckspeichers gegeben werden und von diesem als pneumatisches Auslösersignal die Ansteuerung der Bereichsventilauslösungen und der Pilotflaschenauslösung bewirken.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den betroffenen Löschbereich erforderliche Löschmittelmenge in rechnerisch abgestimmter Weise über die zweite Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung des Rohrnetz und die Löschdüsen in der erforderlichen Flutungszeit ausgebracht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den betroffenen Löschbereich erforderliche Löschmittelmenge zweipfadig über eine erste und/oder zweite Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung dem Bereichsventil und dem Düsenrohrnetz eingeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschhdüsen in ihren Ausströmdaten mit dem Rohrnetz, der ersten und zweiten Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung rechnerisch so abgeglichen sind, daß sowohl die erforderlich Flutungszeit erzielt wird als auch die zulässigen Ausströmgeräusche nicht überschritten werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschmediumspeicherdruck, die erste und die zweite Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung mit dem Rohrnetz und den Löschsüsen rechnerisch so abgeglichen sind, daß keine Strömungsgeschwindigkeiten auftreten können, die zu einer paralellen Entmischung der Gaskomponenten des Löschmediums führen.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen so ausgebildet sind und rechnerisch so aufeinander abgestimmt sind, daß es nicht zu Schäden durch Druckschläge kommen kann.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen vorzugsweise als Drosselstrecken oder als Drosselblenden ausgebildet sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschsystem an vorhandene Halon- und CO2-Rohrnetze durch das Rechenverfahren und durch Ausbildung der Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtungen und der Löschdüsen angepaßt werden kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschsystem durch das Rechenverfahren und die Ausbildung der Druckminder-Mengenbegrenzungs-Einrichtung des Rohrdruckes und der Löschdüsen zu einer Löschmedienaustragung führt, die keine Sichtbehinderung und kondensatbildende Taupunktabsenkung im Schutzbereich bewirkt.
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