Elektromotorisch betriebene Öffnungssysteme für Rauch- und Wärmeabzugsanlagen nach
dem thermischen Auftriebsprinzip, bestehen aus mindestens einer zentralen
Steuereinheit, der angeschlossenen Sensorik, sowie der Motorik zur Betätigung
verschiedenster Öffnungsklappen. Die Öffnungsklappen sind im zu entrauchenden Raum
verteilt. Beim Vorliegen definierter Parameter ( z.B. Temperatur, Dichte der Schwebstoffe
in der Umgebungsluft ) wird die Anlage durch die angeschlossene Sensorik automatisch,
oder durch besonders gekennzeichnete Taster manuell ausgelöst. Durch weitere
Sensorikelemente, sowie Taster, können die Öffnungsklappen auch zur täglichen
Raumlüftung und automatisiert, zur Raumklimaregelung verwendet werden. Um die
Funktionssicherheit der Anlage zu erhöhen, die Zuordnung der einzelnen
Öffnungsklappen zu Lüftungsgruppen variabel zu gestalten, einzelne Klappen zu
parametrieren, sowie Energieresourcen durch die Minimierung der elektrischen
Kabelverlegung zu schonen, sind die Öffnungsmotorik und die Sensorik untereinander
über das LON-WORKS- Bus - System miteinander und mit mindestens einer
Zentralbefehlseinheit verbunden.
Die Erfindung betrifft elektrisch oder mechanisch betätigte Öffnungssysteme für
natürliche Rauch- und Wärmeabzugsanlagen ( RWA - Anlagen ), die nach dem Prinzip des
thermischen Auftriebes arbeiten und auch die mechanische herbeigeführte Entrauchung
mittels Brandgasventilatoren beinhalten können. Diese Anlagen gehören zum
Gesamtkonzept des vorbeugenden Brandschutzes in Gebäuden unterschiedlicher
Nutzung. Hierbei besteht das Ziel darin, die Brandbeanspruchung der Bauteile durch
rechtzeitige Abführung von Wärme und Brandgasen zu reduzieren. Ein weiteres wichtiges
Ziel ist die angestrebte Rauchfreihaltung der Rettungs- und Fluchtwege. Daher werden
Öffnungen geschaffen, durch welche die, gegenüber der Umgebungsluft, wärmeren und
dadurch noch oben steigenden Brandgase abgeführt werden können. Da diese Öffnungen
jedoch i.a.R. für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Räumlichkeiten nicht ständig
offen gehalten werden können, sind sie mit unterschiedlichen Bauelementen
verschlossen, die über elektrische Stellmotoren, pneumatische oder mechanische
Stellelemente geöffnet werden.
Bei den elektrischen Stellmotoren handelt es sich um 24 Volt Gleichspannungsmotoren,
die für den Einsatzfall in Rauch- Wärmeabzugsanlagen geprüft sein müssen.
Pneumatische und mechanische Stellelemente müssen ebenfalls für diesen Einsatzfall
geprüft sein. Die Öffnungen innerhalb eines Raumes werden je nach der Raumgröße ggf.
in unterschiedliche Gruppen zusammengefaßt, die dann gruppenweise, manuell oder
automatisch ausgelöst werden können. Die Gruppenbildung zur täglichen Raumlüftung,
bzw. der Raumklimatisierung geschieht hierbei nach anderen Kriterien und kann völlig
anders zusammen gestellt werden. Eine gezielte automatische Einzelauslösung einer
bestimmten Rauchabzugsöffnung, z.B. bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur an
diesem Gerät ist bei erfindungsgemäßer Ausbildung leicht möglich. Mit der
herkömmlichen Technik ist dies nur mit sehr viel Aufwand realisierbar. Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, die Motorik sowie die Sensorik der Anlage mit einer maximalen
Flexibilität, bei gleichzeitig minimiertem und somit kostenreduziertem
Verkabelungsaufwand zu erstellen und dabei die Funktionssicherheit der Anlage
gegenüber der herkömmlichen Technik zu erhöhen. Diese Aufgaben werden in der Praxis
mit der erfindungsgemäßen RWA - Anlage in LON-WORKS-Technik gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen RWA - Anlage in LON-WORKS-Technologie sind die Motoren
über die Anbindung eines Motorcontrollers und die Sensorik, d.h. Rauchabzugstaster
(Handmelder), Rauchmelder, Thermomelder, Thermodifferenzialmelder ( automatische
Melder) und Taster für die Funktion der täglichen Lüftung (Lüftertaster) über das BUS -
System untereinander sowie mit einer Zentralbefehlseinheit verbunden. Über dieses BUS-System
kann jeder Motor, bzw. jedes Sensorikelement von der zentralen Befehlseinheit,
oder von verknüpften Busteilnehmern ( Knoten ) aus angesteuert werden. Weiter werden
die beschriebenen Anlagenteilelemente mittels eines Heartbeatbefehls in einer variablen
Zeit redundant überwacht. Dies hat in Folge einer Datenverstümmelung oder des
Gesamtausfalls der BUS-Datenleitung zur Folge, daß der Motorcontroler vor Ort einerseits
in einen sicheren Zustand übergeht und andererseits weitere erreichbare Folgeknoten zur
Einnahme des sicheren Zustandes veranlaßt. Jeder Knoten erhält eine eigene Adresse
bzw. Identifikationsnummer, über die das jeweilige Element von der Befehlseinheit oder
von weiteren Busteilnehmern aus angesprochen werden kann. Dadurch ist es sehr
einfach, Stellelemente bestimmter Öffnungselemente, nach unterschiedlichen
Auswahlkriterien, zu beliebigen Gruppen oder Funktionseinheiten zusammenzufassen. Die
Gruppenzusammenfassung, sowie die Wertigkeit und Vorgabe von Kriterien, ist jederzeit
änderbar. Ebenfalls lassen sich beliebige angeschlossene Sensorelemente, ob manuell
oder automatisch wirkend, jederzeit anderen Stellelementen und / oder Gruppen von
Stellelementen zuordnen und überwacht in Funktion und Redundanz verknüpfen. Hierzu
werden von der Befehlseinheit aus lediglich die entsprechenden Motorcontroler oder
Sensorikelemente über ihre Adressen oder Identifikationsnummern angesprochen. Bei der
herkömmlichen Technik ist dies nur durch die sehr aufwendige, hardware-mäßige
Änderung der Verkabelung im Gebäude möglich.
Der Motorcontroler übernimmt ebenfalls sicherheitsrelevante, dezentrale Aufgaben. Der
als Bestandteil der Elektronik eingesetzte Temperatursensor ist für die Alarmauslösung,
sowie für die Raumklimasteuerung mit unterschiedlichen Ansprechparametern zu
versehen. Dadurch wird das zuverlässige Öffnen der Klappen ermöglicht, bevor im
Brandfall Temperaturgrößen erreicht werden, die die Elektronik bzw. die gesamte
Stelleinheit dauerhaft schädigen.
In Verbindung mit Stelleinheiten, die auf die Standfestigkeit bei erhöhten Temperaturen
geprüft sind, ergibt sich somit eine zuverlässige Öffnung und Offenhaltung der Klappen.
Bei erfindungsgemäßer Ausbildung und Einsatz eines 24 V Gleichspannungsmotors
überprüft der Heartbeat - Befehl im einstellbaren Takt die Funktion des angeschlossenen
Motors, durch Ansteuerung desselben und Vergleich der Funktions- und
Laufeigenschaften. Ebenso wird die Verbindung zur zentralen Befehlseinheit im
einstellbaren Takt überprüft. Dies gilt für alle angeschlossenen Knoten ( Sensoren,
Aktoren, Router). Fehler werden grundsätzlich an der zentralen Befehlseinheit angezeigt.
Zusätzlich ist diese Anzeige an dezentralen Befehlseinheiten möglich. Durch die
zugeordneten Identifikationsnummern der einzelnen Knoten ist eine einfache, sichere und
schnelle Identifizierung des fehlerhaften Knotens möglich. Falls die BUS - Verbindung
unterbrochen sein sollte, kann durch Parametrierung festgelegt werden, welche
Folgefunktion ausgeführt werden soll, z.B. Öffnen, oder Schließen der zugehörigen
Klappen. Eine Fehlermeldung erfolgt auch in diesem Zustand an der zentralen
Befehlseinheit, sowie am zugeordneten Rauchabzugstaster (Handmelder), oder weiteren
Elementen.
Funktionen die der Raumklimasteuerung dienen, werden von der zentralen Befehlseinheit
oder weiteren Netzknoten verwaltet und angeregt, wobei die sicherheitsrelevanten
Funktionen erhalten bleiben und Vorrang haben. So ist über die Parametrierung der
Temperatursensoren, in Verbindung mit einer vorgegebenen Hysterese und damit
verbundener Wegvorgabe der Stellelemente eine komfortable, natürlich wirkende
Raumklimasteuerung zu realisieren. Übergeordnete Sensoren, wie die Erfassung von
Niederschlag, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte, Lichtintensität sowie Außentemperatur
können in die Regelung einbezogen werden. Deren Prioritäten sind frei wählbar. Ebenso
kann mittels einer Zeitschaltuhr zu vorgegebenen Zeiten ein definiertes Öffnen und
Schließen der Klappen erfolgen. Bei all diesen Funktionen behält der RWA - Notbefehl
oberste Priorität ( Vorrangsteuerung ). Die Weitermeldung eines aufgetretenen Fehlers
oder Alarms an andere Stelle ist einfach durch potentialfreie Schnittstellen oder direkt im
BUS - System möglich. Ebenso können akustische und / oder optische Alarmmittel
angeschlossen werden. Es besteht zudem die Möglichkeit, bei vorher festgelegten bzw.
bei allen auftretenden Fehlern, Störungen oder Alarmen mittels Modem einen
Telefonanschluß, oder ein Telefaxgerät anzuwählen und dadurch eine Meldung
abzusetzen.
Um eine gesicherte Stromversorgung bei Netzstromausfall zu erreichen, wird das gesamte
System, einschließlich der Spannungsversorgung bei Einsatz von Motoren, auf 24 Volt
Gleichspannungsbasis betrieben. Die RWA wird daher mit zwei von einander
unabhängigen Energiequellen betrieben, d.h. es ist für eine gesicherte
Ersatzstromversorgung in Form von VdS - geprüften Akkumulatoren gesorgt. Diese
werden bei Bedarf automatisch zugeschaltet. Der Betriebs- und Ladezustand wird zyklisch
geprüft. Um die durch den physikalisch auftretenden Spannungsfall notwendigen
Kabelquerschnitte auf ein praktikabel zu handhabendes Maß zu begrenzen, werden bei
größeren Anlagen Router eingebaut, von denen Einzelmotoren oder Gruppen von Motoren
mit der erforderlichen Spannung, einschließlich Ersatzspannung, versorgt werden. Die
Verbindung zum BUS - Netz bleibt hiervon unberührt. Eine Überwachung des
Gesamtsystems ist weiterhin, wie beschrieben mit gleichen Mitteln, gewährleistet.
Die durch Umbauten, Nutzungsänderung oder Anpassung notwendigen Umstellung der
Parameter, oder Neuzuordnung von Adressen ist sehr einfach über die menügesteuerte
Computersoftware möglich. Hierdurch verringern sich die zu erwartenden Kosten
gegenüber der herkömmlichen Technik erheblich. Sinngemäß gilt dies für die
Fehlersuche, oder die spätere Erweiterung der Anlage.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der
Zeichnung, die den schematischen Aufbau der Anlage darstellt.