EP1312392A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Löschen von Bränden in Tunneln - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Löschen von Bränden in Tunneln Download PDF

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EP1312392A1
EP1312392A1 EP02019381A EP02019381A EP1312392A1 EP 1312392 A1 EP1312392 A1 EP 1312392A1 EP 02019381 A EP02019381 A EP 02019381A EP 02019381 A EP02019381 A EP 02019381A EP 1312392 A1 EP1312392 A1 EP 1312392A1
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EP
European Patent Office
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tunnel
inerting
fire
extinguishing gas
oxygen
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EP02019381A
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EP1312392B1 (de
Inventor
Ernst Werner Wagner
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Wagner Group GmbH
Original Assignee
Wagner Alarm- und Sicherungssysteme GmbH
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Publication date
Application filed by Wagner Alarm- und Sicherungssysteme GmbH filed Critical Wagner Alarm- und Sicherungssysteme GmbH
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Publication of EP1312392B1 publication Critical patent/EP1312392B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0221—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires for tunnels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/02—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places for area conflagrations, e.g. forest fires, subterranean fires
    • A62C3/0257—Fire curtains, blankets, walls, fences

Definitions

  • the present invention relates to a method for deleting of fires in tunnels or tunnel - like structures in which this tunnel or tunnel-like structure depending on one an inerting space by means of separations is formed, the section of the fire affected Includes tunnels or tunnel-like structures, and in which a further process step the oxygen content in this Inertization room due to sudden introduction of an extinguishing gas is reduced to an inert volume.
  • the invention relates furthermore also a device for carrying out this method, with partitions, by means of which the tunnel or the tunnel-like structures can be divided into concentration areas which inertization spaces form, and with at least one Extinguishing gas reservoir outside the inerting rooms, the Flow-wise with the inerting spaces via inlet openings connected is.
  • tunnel-like structures which as a supplement to the tunnels are essentially mine shafts, Tunnels or similar semi-open spaces to understand, the following also for the sake of simplicity can be addressed with the term “tunnel”.
  • separation are to be understood as concentration barriers, by means of which the tunnel into one or more areas is subdividable, in which or in which the oxygen concentration (or the extinguishing gas concentration) from that in others Areas of the tunnel in a necessary for the extinguishing effect Dimensions differ.
  • Such areas of low oxygen concentration or high extinguishing gas concentration are in the present case as "Concentration ranges" called.
  • a method and a device of the type mentioned at the beginning are known for example from DE 199 34 118 C2. basis that known method and the device as well as the The present invention is the so-called “inert gas extinguishing technology", like flooding a fire-prone or on fire Space by oxygen displacing gases such as carbon dioxide, Nitrogen, noble gases and mixtures of these gases is called. Thereby these "inert gases” are also here “Extinguishing gases” are addressed, usually in special reservoirs stored compressed in adjoining rooms. If necessary is then the extinguishing gas via a piping system and corresponding Inlet openings in the relevant inerting room directed. It is known that the extinguishing effect in this Inert gas technology is based on the principle of oxygen displacement.
  • Both in the method known from DE 199 34 118 C2 and the associated device, as well as in the present Invention is thus activated by activating at least two Separations formed an inerting space, these separations the tunnel in front of and behind the source of the fire against the Isolate the rest of the tunnel relatively gas-tight.
  • These partitions can be formed by mechanical devices, wherein these mechanical devices can be lowered or extended Bulkheads or lamella curtains or smoke aprons are or in a preferred manner also "gas flow barriers" which function similarly to the air curtains in department store entrances.
  • the first control signal mentioned at the outset for activating the partitions can for example by emergency switch or by initiative a central monitoring point (e.g. tunnel guard, Fire department), or automatically by means of a fire detection device, which will be explained below will be received.
  • This task is accomplished through a fire extinguishing process in tunnels or tunnel-like structures of the aforementioned Type solved, in which a predeterminable in a third step Oxygen content in the inerting room by controlled further supply of extinguishing gas is maintained.
  • an oxygen measuring device contains the measuring signals to a control unit, which the supply of extinguishing gas and possibly fresh air or Regulates oxygen in an inerting room.
  • the present invention thus provides a method and a appropriate devices are available with which a fire, such as the Mont Blanc tunnel, the Tauern tunnel and recently raged in the Gotthard tunnel, with the well-known and very effective inert gas extinguishing technology can be deleted, and at the same time the measures for effectively pulling off the resulting Smoke can be hit. Because of the partitions formed inertization space yes, as explained above, a largely gas-tight against the rest of the tunnel is closed space, and since keeping the erasable Oxygen concentration in the inerting room for the Sustainable extinguishing the fire is very essential this inerting space is not easily extracted with smoke be, because the oxygen concentration or Unintentionally change the extinguishing gas concentration in the inerting room would.
  • Oxygen content in the inerting room is constantly measured and if necessary, extinguishing gas is introduced into the inerting room. Consequently can be a possible loss of extinguishing gas through a smoke vent can be compensated for by supplying extinguishing gas. Consequently become the advantages of a modern and effective inert gas extinguishing technology despite a strong smoke or poison gas development applicable to tunnel fires.
  • the device according to the invention provides an oxygen measuring device ready what measurement signals to a control unit emits the supply of extinguishing gas and, if necessary Regulates fresh air or oxygen in the inerting room.
  • the smoke extraction device for example, in one another process step provided that depending a smoke control device in the second control signal Inerting room is activated.
  • the smoke extraction device of course not even in the inerting room to be present; rather, it can also be central or for two inerting rooms are provided at the same time and only via Suction lines must be connected to the rooms themselves.
  • the performance of the smoke extraction device matched to the volume of 1 or 2 inerting rooms is.
  • the second control signal can in turn, like already described above for the first control signal, by emergency switch or by a central monitoring point triggered, or automatically by a fire detection device, which will be discussed below becomes.
  • this second control signal which Smoke reports, also to stop the entrance other vehicles are used in the tunnel, for example a stop signal located at each tunnel entrance is activated.
  • the first and the second control signal preferably come from a fire detection device, by means of which an assignment the source of the fire to a number of sections that can be rendered inert of the tunnel or tunnel-like structure.
  • a fire detection device which are installed in the tunnel or tunnel-like structure in this way is that existing or emerging fires cover areas are detectable, and those in the case of a detected Fire or incipient fire using a detector the first control signal to activate the partitions and, if necessary the second control signal for activating the smoke extraction device in the affected area.
  • fire detection device to understand an aspirative device where over one Pipe system with suction openings always representative Portions of the tunnel air sucked in and a detector for detection be assigned a fire parameter.
  • fire parameter physical parameters, those in the area of an emerging fire or one already the resulting fire is subject to measurable changes, e.g. the ambient temperature, the solid or liquid or Gas content in the ambient air (formation of smoke particles or Aerosols or steam), or the ambient radiation.
  • the detector of such a fire detection device exists from a smoke sensor, which is then only on the fire parameter "smoke particles" is aimed.
  • a further development of the method according to the invention is a double one Inertization space is formed, which then consists of two neighboring ones Concentration ranges exist. This is according to the procedure provided that the middle separation between two neighboring sections of the tunnel that can be rendered inert or tunnel-like Formation is not activated when the fire detection device in both sections.
  • a smoke sensor is assigned to each inerting room is that the first and / or the second control signal to the Control unit delivers.
  • the oxygen measuring device and / or the Smoke sensor part of the aspirative described above Fire detection device resulting in a clear and compact fire alarm system.
  • each control unit has further inputs for receiving command signals which are issued by a central monitoring point.
  • a command signal can be, for example, "N 2 , ie full nitrogen flooding” in order to further reduce the oxygen content in the inerting space. This may be necessary if vehicle tires or fuel burn.
  • the central monitoring point for example the tunnel guard or a fire brigade control center, will only give the command for N 2 flooding when it has been ensured that the affected inerting room has been evacuated.
  • Such a command signal could also be "air or O 2 flooding”.
  • Such a command can be useful if the fire has been extinguished safely and the oxygen concentration has to be quickly raised to a level that is harmless to living beings.
  • an extinguishing gas reservoir is provided, it can be advantageous, only a single central extinguishing gas reservoir to keep available, which has a fluidic Line network is connected to each inerting room.
  • a central extinguishing gas reservoir can be obtained from an extinguishing gas bottle battery exist, or a secondary tube or a another side room of the tunnel forms the container for this Extinguishing gas reservoir.
  • the extinguishing gas reservoir must simultaneous flooding of two adjacent inerting rooms be dimensioned, namely in the event that the Fire on the border between two concentration rooms, then the double already described above Inertization space is formed.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a tunnel 2 whose tunnel walls 18 in the interior of the tunnel, for example aspirative fire detection device with suction lines 1 and suction openings 3 provided therein is arranged.
  • These suction lines 1 are exemplary with on both sides the reference number 21 provided and indicated in Longitudinal direction of the tunnel 2 arranged and with one outside the passable tunnel tube or arranged in the walls 18 thereof Detector 5 fluidically connected.
  • the detector 5 is used in a known manner to monitor the intake Air samples on fire parameters and is in turn on electrically an evaluation unit 7 connected.
  • the tunnel 2 is transverse to its longitudinal direction overall four separations 4, 6, 8, 10 in three concentration ranges 12, 14, 16 divisible. Of these partitions, three are namely divisions 4, 6 and 8 fully lowered, while the partition 10 is still half lowered Condition.
  • mechanical in this example Partitions in the form of rolling gates can be provided for such partitions of course also air curtains for Use that belong to the state of the art.
  • the separations seal the concentration ranges 12, 14, 16 largely gas-tight against each other and against the rest of the tunnel and thus act as a barrier to concentration.
  • extinguishing gas reservoirs 9, 11, 13, 15, 17, 19 Example of extinguishing gas reservoirs 9, 11, 13, 15, 17, 19 arranged, the extinguishing gas supply in the form of below contain high pressure nitrogen and flow technology with inlet openings 20 in or on the tunnel walls 18th are connected.
  • the method according to the invention and that in FIGS. 1 and 2 are exemplary shown device for performing the method make use of the "inert gas extinguishing technology", that is Flooding a room that is at risk of fire or is on fire by an extinguishing gas, in the present case preferably Nitrogen.
  • the fire detection device detects 1, 3, 5, 7 a fire by means of the detector 5, here as an example in the concentration range 14.
  • a smoke extraction device 25; Fig. 2 explained in more detail
  • second control signal separations 6, 8 immediately activated, i.e. lowered, so that with the concentration range 14 an inerting space is formed, which affects those affected by the source of the fire Area of the tunnel.
  • the first Control signal activates an inerting device, which from the storage containers 13 and 15 via the inlet openings 20 quickly and very suddenly extinguishing gas in the Concentration range 14 initiates.
  • an inerting device which from the storage containers 13 and 15 via the inlet openings 20 quickly and very suddenly extinguishing gas in the Concentration range 14 initiates.
  • the oxygen content in the concentration range 14 constantly measured and ensured by a control unit that a Once the extinguishable oxygen or extinguishing gas concentration has been reached is maintained, in which regulated extinguishing gas continues in the concentration range 14 is initiated.
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through a concentration range 14, as he basically the concentration range 14 corresponds to FIG. 1, but with different types Partitions 6, 8 and with an expanded technical facility is equipped.
  • the in Fig. 2 shown burning truck in relation to the height of the passable Tunnel tube is not shown to scale. Usually remain between the top of a truck and the tunnel ceiling only about 1 to 1 1.2 meters.
  • the concentration range 14 shown in FIG in turn forms an inerting space, are as partitions 6, 8 exemplarily show two double air curtains that belong to the state of the art and are suitable, the concentration range 14 as far as possible from the neighboring tunnel sections sealed off gastight.
  • concentration range 14 of FIG. 2 Fire detection device with an intake line 1 and therein provided suction openings 3 installed. About these Intake lines are constantly taking air samples from the interior of the Concentration range 14 sucked in by the vertical upward arrows is indicated. These air samples will be a detection and measurement unit supplied, which from a Oxygen measuring device 22, a detector 5 for detection a fire parameter, furthermore from an evaluation unit 7 and finally a fan 24 for sucking in the air samples consists. Those measured with the oxygen measuring device 22 Oxygen concentration values are sent to a control unit 23 emitted, which the measured concentration value with a compares the specified value and takes appropriate measures.
  • the detector 5 also gives when it has a fire parameter has discovered a first via its evaluation unit 7 Control signal to the control unit 23. This activated thereupon the separations 6, 8, whereupon the concentration range 14 largely gas-tight against the rest of the tunnel is sealed off. Furthermore, the control unit 23 inputs Signal to the extinguishing gas reservoir 31 and begins by sudden Introducing extinguishing gas from that extinguishing gas reservoir 31 in the concentration range 14 the inerting process.
  • the detector 5 also detects the fire parameter "smoke", see above it outputs a second control signal to the control unit 23, whereupon this activates a smoke extraction device 25.
  • the oxygen measuring device 22 measures the oxygen content in the inerting room 14 and gives corresponding Signals to the control unit 23, whereupon the latter Reaching the extinguishable oxygen concentration or extinguishing gas concentration continues to supply extinguishing gas from the reservoir 31, the specified low and extinguishable oxygen content in the inerting room 14, though the smoke evacuation device 25 the composition of the gases within of the room.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Löschen von Bränden in Tunneln oder tunnelartigen Gebilden angegeben, bei dem in diesem Tunnel oder dem tunnelartigen Gebilde in Abhängigkeit eines ersten Steuersignals mittels Abtrennungen ein Inertisierungsraum gebildet wird, der den vom Brand betroffenen Abschnitt des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes einschließt, und bei dem in einem weiteren Verfahrensschritt der Sauerstoffgehalt in diesem Inertisierungsraum durch plötzliches Einleiten eines Löschgases auf ein inertes Volumen reduziert wird. Mit dem Ziel, beispielsweise eine Rauchabsaugung zu ermöglichen, ohne das Inertisierungsniveau zu beeinflussen, ist erfindungsgemäß in einem dritten Verfahrensschritt vorgesehen, daß ein vorgebbarer Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum durch geregelte weitere Löschgaszufuhr beibehalten wird. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, mit entsprechenden Abtrennungen (4, 6, 8, 10), mittels derer der Tunnel 2 bzw. das tunnelartige Gebilde in Konzentrationsbereiche (12, 14 ,16) unterteilbar ist, welche Inertisierungsräume bilden, und mit wenigstens einem Löschgasreservoir (9, 11, 13, 15, 17, 19; 31) außerhalb der Inertisierungsräume, das über Einlaßöffnungen (20) strömungstechnisch mit den Inertisierungsräumen verbunden ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von Bränden in Tunneln oder tunnelartigen Gebilden, bei dem in diesem Tunnel oder tunnelartigen Gebilde in Abhängigkeit eines ersten Steuersignals mittels Abtrennungen ein Inertisierungsraum gebildet wird, der den vom Brand betroffenen Abschnitt des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes einschließt, und bei dem in einem weiteren Verfahrensschritt der Sauerstoffgehalt in diesem Inertisierungsraum durch plötzliches Einleiten eines Löschgases auf ein inertes Volumen reduziert wird. Die Erfindung betrifft des weiteren auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit Abtrennungen, mittels derer der Tunnel bzw. das tunnelartige Gebilde in Konzentrationsbereiche unterteilbar ist, welche Inertisierungsräume bilden, und mit wenigstens einem Löschgasreservoir außerhalb der Inertisierungsräume, das über Einlaßöffnungen strömungstechnisch mit den Inertisierungsräumen verbunden ist.
Unter dem Begriff "tunnelartige Gebilde", der als Ergänzung zu den Tunneln genannt ist, sind vorliegend im wesentlichen Bergwerksschächte, Stollen oder ähnliche halboffene Räumlichkeiten zu verstehen, die im folgenden der Einfachheit halber ebenfalls mit dem Begriff "Tunnel" angesprochen werden. Unter dem Begriff "Abtrennungen" sind vorliegend Konzentrationsbarrieren zu verstehen, mittels derer der Tunnel in einen oder mehrere Bereiche unterteilbar ist, in dem bzw. in denen sich die Sauerstoffkonzentration (oder die Löschgaskonzentration) von der in anderen Bereichen des Tunnels in einem für die Löschwirkung notwendigen Maße unterscheidet. Solche Bereiche niedriger Sauerstoffkonzentration bzw. hoher Löschgaskonzentration werden vorliegend als "Konzentrationsbereiche" bezeichnet.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DE 199 34 118 C2 bekannt. Grundlage jenes bekannten Verfahrens und der Vorrichtung sowie auch der vorliegenden Erfindung ist die sogenannte "Inertgaslöschtechnik", wie das Fluten eines brandgefährdeten oder in Brand befindlichen Raumes durch Sauerstoff verdrängende Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff, Edelgase und Gemische aus diesen Gasen genannt wird. Dabei werden diese "Inertgase", die hier auch "Löschgase" angesprochen werden, in der Regel in speziellen Reservoirs komprimiert in Nebenräumen gelagert. Im Bedarfsfall wird dann das Löschgas über ein Rohrleitungssystem und entsprechende Einlaßöffnungen in den betreffenden Inertisierungsraum geleitet. Dabei ist es bekannt, daß die Löschwirkung bei dieser Inertgastechnik auf dem Prinzip der Sauerstoffverdrängung beruht. Während die normale Umgebungsluft bekanntlich zu 21 % aus Sauerstoff, zu 78 % aus Stickstoff und zu 1 % aus sonstigen Gasen besteht, wird zum Löschen durch Einleiten von beispielsweise reinem Stickstoff die natürliche Stickstoffkonzentration in dem betreffenden Inertisierungsraum weiter erhöht und damit der Sauerstoffanteil verringert. Es ist auch bekannt, daß eine Löschwirkung materialabhängig dann einsetzt, wenn der Sauerstoffanteil unter 15 Vol.-% absinkt. Bei Feststoffbränden ersticken die Brände bereits, wenn der Sauerstoffgehalt in der Luft von 21 auf 11 Vol.-% abgesenkt wurde. Bei Flüssigkeits- und Gasbränden kann allerdings ein Absinken des Sauerstoffgehalts unter 3 Vol.-% erforderlich sein.
Sowohl bei jenem aus der DE 199 34 118 C2 bekannten Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung, als auch bei der vorliegenden Erfindung wird also durch Aktivieren von wenigstens zwei Abtrennungen ein Inertisierungsraum gebildet, wobei diese Abtrennungen den Tunnel vor und hinter dem Brandherd gegen den Rest des Tunnels relativ gasdicht abschotten. Diese Abtrennungen können durch mechanische Vorrichtungen gebildet sein, wobei diese mechanischen Vorrichtungen absenkbare oder ausfahrbare Schotten oder Lamellenvorhänge oder auch Rauchschürzen sind, oder aber in bevorzugter Weise auch "Gasstrombarrieren", die ähnlich den Luftvorhängen in Kaufhauseingängen funktionieren. Das eingangs genannte erste Steuersignal zum Aktivieren der Abtrennungen kann beispielsweise durch Notschalter oder durch Initiative einer zentralen Überwachungsstelle (z.B. Tunnelwache, Feuerwehrzentrale) ausgelöst werden, oder aber automatisch durch eine Branderkennungsvorrichtung, auf die nachfolgend noch eingegangen werden wird.
Bei der jüngsten Katastrophe im Gotthard-Tunnel hat sich erneut gezeigt, daß bei der Brandbekämpfung in Tunneln die Rauchentwicklung eines der größten Probleme darstellt. Das trifft insbesondere auf von Fahrzeugen befahrene Tunnel zu, da dort in aller Regel Fahrzeugreifen den Brand nähren, was eine enorme Rauchentwicklung und auch die Bildung giftiger Dämpfe verursacht. Bereits bei den vorherigen Katastrophen im Mont-Blanc-Tunnel und im Tauerntunnel wurde deutlich, daß es zwar auch die sehr starke Hitzeentwicklung, aber insbesondere die enorme Rauchentwicklung war, welche es für Tage unmöglich machte, sich den Brandherden zu nähern. An dieser Problemstellung setzt die vorliegende Erfindung an, als deren Aufgabe es angesehen wurde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löschen von Bränden in Tunneln oder tunnelartigen Gebilden der aus der DE 199 34 118 C2 bekannten Art derart weiterzubilden, daß das Rauchproblem im Zusammenhang mit der Inertgaslöschtechnik effektiv gelöst wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Löschen von Bränden in Tunneln oder tunnelartigen Gebilden der eingangs genannten Art gelöst, bei dem in einem dritten Verfahrensschritt ein vorgebbarer Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum durch geregelte weitere Löschgaszufuhr beibehalten wird.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gelöst, welche eine Sauerstoffmeßeinrichtung enthält, die Meßsignale an eine Steuereinheit abgibt, welche die Zufuhr von Löschgas und gegebenenfalls Frischluft oder Sauerstoff in einen Inertisierungsraum regelt.
Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Verfügung, mit denen ein Brand, wie er beispielsweise im Mont-Blanc-Tunnel, im Tauerntunnel und jüngst im Gotthard-Tunnel wütete, mit der bekannten und sehr effektiven Inertgaslöschtechnik gelöscht werden können, und gleichzeitig die Maßnahmen zum wirkungsvollen Abziehen des entstehenden Rauchs getroffen werden können. Da der durch die Abtrennungen gebildete Inertisierungsraum ja, wie vorstehend erläutert, ein weitestgehend gasdicht gegen den Rest des Tunnels abgeschotteter Raum ist, und da die Beibehaltung der löschfähigen Sauerstoffkonzentration in dem Inertisierungsraum für das nachhaltige Löschen des Brandes sehr wesentlich ist, kann aus diesem Inertisierungsraum nicht ohne weiteres Rauch abgezogen werden, da sich dadurch die Sauerstoffkonzentration bzw. die Löschgaskonzentration in dem Inertisierungsraum ungewollt ändern würde. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum ständig gemessen und bei Bedarf Löschgas in den Inertisierungsraum eingeleitet. Somit kann ein eventueller Verlust an Löschgas durch einen Rauchabzug durch Nachführen von Löschgas ausgeglichen werden. Somit werden die Vorteile einer modernen und effektiven Inertgaslöschtechnik trotz einer starken Rauchgas- oder Giftgasentwicklung auf Tunnelbrände anwendbar.
Hierzu stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sauerstoffmeßeinrichtung bereit, welche Meßsignale an eine Steuereinheit abgibt, welche die Zufuhr von Löschgas und gegebenenfalls Frischluft oder Sauerstoff in den Inertisierungsraum regelt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
So ist für das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise in einem weiteren Verfahrensschritt vorgesehen, daß in Abhängigkeit eines zweiten Steuersignals eine Rauchabzugsvorrichtung in dem Inertisierungsraum aktiviert wird. Hierbei muß die Rauchabzugsvorrichtung selbstverständlich nicht selbst in dem Inertisierungsraum präsent sein; vielmehr kann sie auch zentral oder für zwei Inertisierungsräume gleichzeitig vorgesehen und nur über Absaugleitungen mit den Räumen selbst verbunden sein. Wichtig ist hierbei nur, daß die Leistung der Rauchabzugsvorrichtung auf das Raumvolumen von 1 oder 2 Inertisierungsräumen abgestimmt ist. Hierbei kann das zweite Steuersignal wiederum, wie vorstehend bereits für das erste Steuersignal beschrieben, durch Notschalter oder durch eine zentrale Überwachungsstelle ausgelöst werden, oder aber automatisch durch eine Branderkennungsvorrichtung, auf die nachstehend noch eingegangen werden wird. In jedem Fall kann dieses zweite Steuersignal, welches eine Rauchentwicklung meldet, auch zum Stoppen der Einfahrt weiterer Fahrzeuge in den Tunnel verwendet werden, in dem beispielsweise ein an jedem Tunneleingang befindliches Haltesignal aktiviert wird.
Vorzugsweise kommen das erste und das zweite Steuersignal von einer Branderkennungsvorrichtung, mittels derer eine Zuordnung des Brandherdes zu einem mehreren inertisierbaren Abschnitten des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes erfolgt. Hierzu ist eine an sich bekannte Branderkennungsvorrichtung vorgesehen, die in dem Tunnel oder tunnelartigen Gebilde derart installiert ist, daß bestehende oder entstehende Brände flächendeckend bereichsweise detektierbar sind, und die im Falle eines detektierten Brandes oder Entstehungsbrandes mittels eines Detektors das erste Steuersignal zum Aktivieren der Abtrennungen und gegebenenfalls das zweite Steuersignal zum Aktivieren der Rauchabzugsvorrichtung in dem betroffenen Bereich abgibt. Hierbei ist unter dem Begriff "Branderkennungsvorrichtung" vorzugsweise eine aspirative Vorrichtung zu verstehen, bei der über ein Rohrleitungssystem mit Ansaugöffnungen ständig repräsentative Anteile der Tunnelluft angesaugt und einem Detektor zum Erkennen einer Brandkenngröße zugeleitet werden. Hierbei sind unter dem Begriff "Brandkenngröße" physikalische Größen zu verstehen, die in der Umgebung eines Entstehungsbrandes oder eines bereits entstandenen Brandes meßbaren Veränderungen unterliegen, z.B. die Umgebungstemperatur, der Feststoff- oder Flüssigkeits- oder Gasanteil in der Umgebungsluft (Bildung von Rauchpartikeln oder Aerosolen oder Dampf), oder die Umgebungsstrahlung. Im einfachsten Fall besteht der Detektor einer solchen Branderkennungsvorrichtung aus einem Rauchsensor, der dann ausschließlich auf die Brandkenngröße "Rauchpartikel" gerichtet ist.
Falls sich der Brand auf der Grenze zwischen zwei Konzentrationsräumen ereignet, wird er von zwei benachbarten Branderkennungsvorrichtungen detektiert, woraufhin gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein doppelter Inertisierungsraum gebildet wird, der dann aus zwei benachbarten Konzentrationsbereichen besteht. Hierzu ist verfahrensgemäß vorgesehen, daß die mittlere Abtrennung zwischen zwei benachbarten inertisierbaren Abschnitten des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes nicht aktiviert wird, wenn die Branderkennungsvorrichtung in beiden Abschnitten anspricht.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als Weiterbildung vorgesehen, daß jedem Inertisierungsraum ein Rauchsensor zugeordnet ist, der das erste und/oder das zweite Steuersignal an die Steuereinheit abgibt. Die Vorteile eines solchen Rauchsensors wurden bereits vorstehend erläutert; wenn ein solcher Rauchsensor in jedem Inertisierungsraum, also in jedem Konzentrationsbereich des Tunnels vorhanden ist, erleichtert dies selbstverständlich die Lokalisierung des Brandherdes.
Vorzugsweise sind die Sauerstoffmeßeinrichtung und/oder der Rauchsensor Teil der bereits vorstehend beschriebenen aspirativen Branderkennungsvorrichtung, was zu einer übersichtlichen und kompakten Brandmeldeanlage führt.
Der Vereinfachung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere der Redundanz dient auch eine Weiterbildung, nach der jedem Inertisierungsraum eine der beschriebenen Steuereinheiten zugeordnet ist. Dabei ist vorzugsweise auch vorgesehen, daß jede Steuereinheit weitere Eingänge zum Empfang von Befehlssignalen aufweist, welche von einer zentralen Überwachungsstelle abgegeben werden. Ein solches Befehlssignal kann beispielsweise "N2, also Stickstoff-Vollflutung" lauten, um den Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum weiter abzusenken. Dies kann notwendig sein, wenn Fahrzeugreifen oder Kraftstoff brennen. Hierbei ist es selbstverständlich, daß die zentrale Überwachungsstelle, beispielsweise die Tunnelwache oder eine Feuerwehrzentrale, den Befehl zur N2-Vollflutung erst dann geben wird, wenn sichergestellt ist, daß der betroffene Inertisierungsraum evakuiert worden ist. Ein solches Befehlssignal könnte aber auch "Luft- oder O2-Flutung" lauten. Ein solcher Befehl kann dann von Nutzen sein, wenn der Brand sicher gelöscht wurde und die Sauerstoffkonzentration wieder schnell auf ein für Lebewesen ungefährliches Niveau angehoben werden muß.
Während bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß dem aus der DE 199 34 118 C2 gebildeten Stand der Technik für jeden Inertisierungsraum ein Löschgasreservoir vorgesehen ist, kann es durchaus vorteilhaft sein, nur ein einziges zentrales Löschgasreservoir vorzuhalten, welches über ein strömungstechnisches Leitungsnetz mit jedem Inertisierungsraum verbunden ist. Ein solches zentrales Löschgasreservoir kann aus einer Löschgas-Flaschenbatterie bestehen, oder aber eine Nebenröhre oder ein anderer Nebenraum des Tunnels bildet den Behälter für dieses Löschgasreservoir. In jedem Fall muß das Löschgasreservoir zum gleichzeitigen Fluten von zwei benachbarten Inertisierungsräumen dimensioniert werden, nämlich für den Fall, daß sich der Brand auf der Grenze zwischen zwei Konzentrationsräumen ereignet, wobei dann der vorstehend bereits beschriebene doppelte Inertisierungsraum gebildet wird.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Tunnels, der mittels Abtrennungen in Konzentrationsbereiche unterteilt ist; und
Fig. 2
einen schematischen Teil-Längsschnitt durch einen Konzentrationsbereich eines solchen Tunnels, in welchem ein LKW brennt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Tunnels 2, an dessen Tunnelwänden 18 im Inneren des Tunnels beispielhaft eine aspirative Branderkennungsvorrichtung mit Ansaugleitungen 1 und darin vorgesehenen Ansaugöffnungen 3 angeordnet ist. Diese Ansaugleitungen 1 sind beispielhaft zu beiden Seiten einer mit dem Bezugszeichen 21 versehenen und angedeuteten Fahrbahn in Längsrichtung des Tunnels 2 angeordnet und mit mit einem außerhalb der befahrbaren Tunnelröhre oder in deren Wänden 18 angeordneten Detektor 5 strömungstechnisch verbunden. Der Detektor 5 dient in bekannter Weise der Überwachung der angesaugten Luftproben auf Brandkenngrößen und ist wiederum elektrisch an eine Auswerteeinheit 7 angeschlossen.
Der Tunnel 2 ist quer zu seiner Längsrichtung durch insgesamt vier Abtrennungen 4, 6, 8, 10 in drei Konzentrationsbereiche 12, 14, 16 unterteilbar. Von diesen Abtrennungen sind drei, nämlich die Abtrennungen 4, 6 und 8 vollständig herunter gelassen, während sich die Abtrennung 10 noch im halb herabgelassenen Zustand befindet. Wenngleich in diesem Beispiel mechanische Abtrennungen in Form von Rolltoren vorgesehen sind, können für solche Abtrennungen selbstverständlich auch Luftvorhänge zum Einsatz kommen, die zum Stand der Technik gehören. In jedem Fall dichten die Abtrennungen die Konzentrationsbereiche 12, 14, 16 weitestgehend gasdicht gegeneinander und gegen den Rest des Tunnels ab und wirken somit als Konzentrationsbarrieren.
Außerhalb jedes Inertisierungsraums sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Löschgasreservoire 9, 11, 13, 15, 17, 19 angeordnet, die einen Löschgasvorrat in Form von unter hohen Druck stehendem Stickstoff enthalten und strömungstechnisch mit Einlaßöffnungen 20 in oder an den Tunnelwänden 18 verbunden sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die in den Fig. 1 und 2 beispielhaft dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens machen sich die "Inertgaslöschtechnik" zunutze, also das Fluten eines brandgefährdeten oder in Brand befindlichen Raumes durch ein Löschgas, im vorliegenden Fall bevorzugter Weise Stickstoff. Hierbei detektiert die Branderkennungsvorrichtung 1, 3, 5, 7 mittels des Detektors 5 einen Brand, hier beispielhaft im Konzentrationsbereich 14. In Abhängigkeit eines ersten Steurersignals oder in Abhängigkeit eines zweiten, eigentlich zur Aktivierung einer Rauchabzugsvorrichtung (25; wird anhand Fig. 2 näher erläutert) vorgesehenen zweiten Steuersignals werden unverzüglich die Abtrennungen 6, 8 aktiviert, also herabgelassen, so daß mit dem Konzentrationsbereich 14 ein Inertisierungsraum gebildet wird, welcher den vom Brandherd betroffenen Bereich des Tunnels einschließt. Gleichzeitig wird mit dem ersten Steuersignal eine Inertisierungsvorrichtung aktiviert, welche aus den Vorratsbehältern 13 und 15 über die Einlaßöffnungen 20 rasch und sehr plötzlich Löschgas in den Konzentrationsbereich 14 einleitet. Gleichzeitig wird - was nachstehend anhand Fig. 2 noch näher erläutert werden wird - der Sauerstoffgehalt in dem Konzentrationsbereich 14 ständig gemessen und durch eine Steuereinheit dafür gesorgt, daß eine einmal erreichte löschfähige Sauerstoff- bzw. Löschgaskonzentration beibehalten wird, in dem geregelt weiterhin Löschgas in den Konzentrationsbereich 14 eingeleitet wird. Somit wird durch rasches Fluten mit Löschgas, beispielsweise Stickstoff, der Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum auf ein inertes Volumen reduziert, das bei einem Feststoffbrand etwa 11 Vol.-% und bei einem Flüssigkeits- oder Gasbrand etwa 3 Vol.-% beträgt.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen Konzentrationsbereich 14, wie er zwar grundsätzlich dem Konzentrationsbereich 14 der Fig. 1 entspricht, aber mit andersartigen Abtrennungen 6, 8 und mit einer erweiterten technischen Einrichtung ausgerüstet ist. Anzumerken ist zunächst, daß der in Fig. 2 dargestellte brennende LKW in bezug auf die Höhe der befahrbaren Tunnelröhre nicht maßstabsgerecht dargestellt ist. Üblicherweise verbleiben zwischen der Oberkante eines LKWs und der Tunneldecke nur etwa 1 bis 1 1.2 Meter zur Verfügung. Für diesen in Fig. 2 dargestellten Konzentrationsbereich 14, der wiederum einen Inertisierungsraum bildet, sind als Abtrennungen 6, 8 beispielhaft zwei doppelte Luftvorhänge dargestellt, die dem Stand der Technik angehören und geeignet sind, den Konzentrationsbereich 14 von den benachbarten Tunnelabschnitten weitestgehend gasdicht abzuschotten.
Auch hier in dem Konzentrationsbereich 14 der Fig. 2 ist eine Branderkennungsvorrichtung mit einer Ansaugleitung 1 und darin vorgesehenen Ansaugöffnungen 3 installiert. Über diese Ansaugleitungen werden ständig Luftproben aus dem Innenraum des Konzentrationsbereichs 14 angesaugt, was durch die senkrecht nach oben gehenden Pfeile angedeutet ist. Diese Luftproben werden einer Detektions- und Meßeinheit zugeführt, welche aus einer Sauerstoffmeßeinrichtung 22, einem Detektor 5 zum Erkennen einer Brandkenngröße, des weiteren aus einer Auswerteeinheit 7 und schließlich aus einem Lüfter 24 zum Ansaugen der Luftproben besteht. Die mit der Sauerstoffmeßvorrichtung 22 gemessenen Sauerstoff-Konzentrationswerte werden an eine Steuereinheit 23 abgegeben, welche den gemessenen Konzentrationswert mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und entsprechende Maßnahmen ergreift. Auch der Detektor 5 gibt dann, wenn er eine Brandkenngröße entdeckt hat, über seine Auswerteeinheit 7 ein erstes Steuersignal an die Steuereinheit 23 ab. Diese aktiviert daraufhin die Abtrennungen 6, 8, woraufhin der Konzentrationsbereich 14 gegen den Rest des Tunnels weitestgehend gasdicht abgeschottet wird. Des weiteren gibt die Steuereinheit 23 ein Signal an das Löschgasreservoir 31 ab und beginnt durch plötzliches Einleiten von Löschgas aus jenem Löschgasreservoir 31 in den Konzentrationsbereich 14 den Inertisierungsvorgang.
Entdeckt der Detektor 5 auch die Brandkenngröße "Rauch", so gibt er ein zweites Steuersignal an die Steuereinheit 23 ab, woraufhin diese eine Rauchabzugsvorrichtung 25 aktiviert. Gleichzeitig mißt die Sauerstoffmeßvorrichtung 22 den Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum 14 und gibt entsprechende Signale an die Steuereinheit 23 ab, woraufhin diese auch nach Erreichen der löschfähigen Sauerstoffkonzentration bzw. Löschgaskonzentration weiterhin Löschgas aus dem Reservoir 31 nachführt, um den vorgegebenen niedrigen und löschfähigen Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum 14 beizubehalten, obwohl die Rauchabzugsvorrichtung 25 die Zusammensetzung der Gase innerhalb des Raumes beeinflußt.
Durch weitere, beispielsweise von einer Tunnelwache an die Steuereinheit 23 abzugebende Befehlssignale 27, 28 entweder eine Vollinertisierung oder eine Zufuhr von Luft bzw. Sauerstoff aus zusätzlichen Vorratsbehältern 29, 30 veranlaßt.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Löschen von Bränden in Tunneln oder tunnelartigen Gebilden, bei dem in diesem Tunnel oder tunnelartigen Gebilde in Abhängigkeit eines ersten Steuersysignals mittels Abtrennungen ein Inertisierungsraum gebildet wird, der den vom Brand betroffenen Abschnitt des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes einschließt, und bei dem in einem weiteren Verfahrensschritt der Sauerstoffgehalt in diesem Inertisierungsraum durch plötzliches Einleiten eines Löschgases auf ein inertes Volumen reduziert wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in einem dritten Verfahrensschritt ein vorgebbarer Sauerstoffgehalt in dem Inertisierungsraum durch geregelte weitere Löschgaszufuhr beibehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in einem weiteren Verfahrensschritt in Abhängigkeit eines zweiten Steuersignals eine Rauchabzugsvorrichtung (25) in dem Inertisierungsraum aktiviert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das erste und das zweite Steuersignal von einer Branderkennungsvorrichtung kommen, mittels derer eine Zuordnung des Brandherdes zu einem oder mehreren inertisierbaren Abschnitten des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die mittlere Abtrennung zwischen zwei benachbarten inertisierbaren Abschnitten des Tunnels oder tunnelartigen Gebildes nicht aktiviert wird, wenn die Branderkennungsvorrichtung in beiden Abschnitten anspricht.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit Abtrennungen (4, 6, 8, 10), mittels derer der Tunnel (2) bzw. das tunnelartige Gebilde in Konzentrationsbereiche (12, 14, 16) unterteilbar ist, welche Inertisierungsräume bilden, und mit wenigstens einem Löschgasreservoir (9, 11, 13, 15, 17, 19; 31) außerhalb der Inertisierungsräume, das über Einlaßöffnungen (20) strömungstechnisch mit den Inertisierungsräumen verbunden ist,
    gekennzeichnet durch eine Sauerstoffmeßeinrichtung (22), die Meßsignale an eine Steuereinheit (23) abgibt, welche die Zufuhr von Löschgas und gegebenenfalls Frischluft oder Sauerstoff in einen Inertisierungsraum regelt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jedem Inertisierungsraum ein Rauchsensor (5) zugeordnet ist, der das erste und/oder das zweite Steuersignal an die Steuereinheit (23) abgibt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Sauerstoffmeßeinrichtung (22) und/oder der Rauchsensor (5) Teil einer aspirativen Branderkennungsvorrichtung (1, 3, 5, 7, 24) ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jedem Inertisierungsraum eine Steuereinheit (23) zugeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    jede Steuereinheit (23) Eingänge zum Empfang von Befehlssignalen (27, 28) aufweist, welche von einer zentralen Überwachungsstelle abgegeben werden.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch ein Leitungsnetz, mittels dessen ein zentrales Löschgasreservoir (31) mit jedem Inertisierungsraum strömungstechnisch verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das zentrale Löschgasreservoir (31) bzw. und/oder auch jedes weitere Löschgasreservoir (9, 11, 13, 15, 17, 19) in einem bzw. mehreren Nebenräumen untergebracht ist oder ein solcher Nebenraum selbst den Behälter für das Löschgasreservoir bildet.
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