EP2173440B1

EP2173440B1 - Vorrichtung und verfahren zur brandverhütung und zur löschung eines in einem umschlossenen raum ausgebrochenen brandes

Info

Publication number: EP2173440B1
Application number: EP08786552.3A
Authority: EP
Inventors: Ernst-Werner Wagner
Original assignee: Amrona AG
Current assignee: Amrona AG
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: ES2549754T3; JP2010534543A; WO2009016168A1; RU2010108167A; CA2694901C; UA97990C2; CA2694901A1; RU2465933C2; CN101801467B; CL2008002251A1; CN101801467A; US8079421B2; JP5184636B2; HK1139348A1; AR070013A1; EP2173440A1; AU2008281805A1; AU2008281805B2; US20090038811A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Inertisierungsverfahren zur Brandverhütung und Brandlöschung in einem umschlossenen Raum, insbesondere Laborraum, wobei der Raumatmosphäre in geregelter Weise Frischluft als Zuluft zugeführt und aus der Raumatmosphäre in geregelter Weise Abluft abgeführt wird, und wobei im Falle eines Brandes oder zur Vermeidung eines Brandes der Raumatmosphäre ein unter Normalbedingungen gasförmiges Löschmittel als Zuluft zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Löschen eines in einem umschlossenen Raum ausgebrochenen Brandes, wobei die Vorrichtung zumindest eine Einrichtung aufweist zum Bereitstellen eines unter Normalbedingung gasförmigen Löschmittels und zum plötzlichen Einleiten des gasförmigen Löschmittels in die Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes, wenn in dem umschlossenen Raum ein Brand ausgebrochen ist.
Die Druckschrift DE 10 2005 023 101 A1 betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Inertgases in einen umschlossenen Raum, wobei das komprimierte Inertgas mit annähernd konstantem Durchsatz in den Lösch- oder Schutzbereich geleitet wird.
Die Druckschrift DE 102 49 126 A1 betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer sauerstofffreien Atmosphäre in einem Raum, aus dem die sauerstoffhaltige Luft abgepumpt und durch ein sauerstoffarmes Gas ersetzt wird, wobei bei der aus dem Raum abgepumpten oder der Umgebungsluft der Sauerstoffanteil herausgefiltert und in die Atmosphäre abgegeben wird und die gefilterte, weitestgehend sauerstofffreie Luft in den zu intertisierenden Raum gepumpt wird.
Die Druckschrift DE 44 13 074 A1 betrifft ein Verfahren zum Inertisieren von Reaktoren.
Die Druckschrift US 2001/0029750 A1 betrifft eine bestimmte atembare Inertgaszusammensetzung sowie ein System zur Brandverhütung und Brandlöschung mit solch einer Löschmittelzusammensetzung.
Die Druckschrift EP 1 683 548 A1 betrifft ein Inertisierungsverfahren zur Vermeidung eines Brandes oder einer Explosion in einem ersten umschlossenen Schutzbereich, bei dem der Schauerstoffgehalt im Schutzbereich gegenüber der Umgebungsluft auf ein Grundinertisierungsniveau abgesenkt wird.
Die Druckschrift US 2003/0226669 A1 betrifft ein ähnliches Inertisierungsverfahren.
Aus der Feuerlöschtechnik ist es bekannt, im Falle eines Brandes oder zur Vermeidung eines Brandes in einem umschlossenen Raum der Raumatmosphäre ein unter Normalbedingungen gasförmiges Löschmittel zuzuführen. Beispielsweise wird in der Druckschrift DE 198 11 851 A1 ein System (Verfahren und Vorrichtung) zur Brandlöschung in geschlossenen Räumen beschrieben. Bei diesem herkömmlichen System wird in Abhängigkeit von einem Branderkennungssignal in die Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes ein unter Normalbedingung gasförmiges, sauerstoffverdrängendes Löschmittel (nachfolgend auch einfach "Inertgas" genannt) plötzlich, d.h. innerhalb möglichst kurzer Zeit, eingeleitet. Durch das Einleiten des Inertgases wird der Sauerstoffgehalt in der Raumluftatmosphäre auf ein bestimmtes vorab festlegbares "Inertisierungsniveau" abgesenkt. Dieses Inertisierungsniveau entspricht einem reduzierten Sauerstoffgehalt, bei dem die Entflammbarkeit der in dem Raum gelagerten Waren bzw. Materialien bereits soweit herabgesetzt ist, dass diese sich nicht mehr entzünden können bzw. ein bereits ausgebrochenes Feuer erstickt wird.
Die bei der Flutung eines umschlossenen Raumes mit Inertgas resultierende Löschwirkung beruht auf dem Prinzip der Sauerstoffverdrängung. "Normale" Umgebungsluft besteht bekanntlich zu 21 Vol.-% aus Sauerstoff, zu 78 Vol.-% aus Stickstoff und zu 1 Vol.-% aus sonstigen Gasen. Zum Löschen oder auch als präventive Brandschutzmaßnahme wird durch Einleiten von Inertgas der Sauerstoffanteil in der Raumatmosphäre des betreffenden Raumes verringert. Es ist bekannt, dass eine Löschwirkung bzw. ein präventiver Brandschutz einsetzt, wenn der Sauerstoffanteil der Raumatmosphäre unter ein sogenanntes "Rückzündungsverhinderungsniveau" absinkt. Das Rückzündungsverhinderungsniveau ist ein Inertisierungsniveau, welches einer reduzierten Sauerstoffkonzentration entspricht, bei welchem sich die in dem betreffenden Raum gelagerten Waren bzw. Materialien nicht mehr entzünden bzw. nicht mehr brennen können. Demnach hängt das Rückzündungsverhinderungsniveau, welches üblicherweise anhand von Versuchen ermittelt wird, von der Brandlast des Schutzbereichs ab. In der Regel liegt der dem Rückzündungsverhinderungsniveau entsprechende Sauerstoffanteil in einem Bereich zwischen 12 Vol.-% bis 15 Vol.-%. Bei leichtentzündlichen Stoffen, wie beispielsweise leichtflüchtige Lösungsmittel, kann der dem Rückzündungsverhinderungsniveau entsprechende Sauerstoffanteil allerdings auch geringer als 12 Vol.-% sein.
Gemäß einer von dem Verband der Sachversicherer (VdS) erst kürzlich ausgegebenen Richtlinie sollte beim Fluten eines umschlossenen Raumes ("Schutzbereich") die Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich das Rückzündungsverhinderungsniveau innerhalb der ersten 60 Sekunden ab Flutungsbeginn erreichen. Auf diese Weise ist mit der Inertgaslöschtechnik eine wirkungsvolle Brandbekämpfung möglich, so dass innerhalb der Brandbekämpfungsphase ein Brand im Schutzbereich vollständig gelöscht werden kann.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist es insbesondere bei großvolumigen Räumen, wie etwa Laborräumen, Fertigungsräumen oder Lagerhallen, erforderlich, dass im Bedarfsfall möglichst zügig, d.h. innerhalb der in der VdS-Richtlinie geforderten 60 Sekunden, eine hinreichende Menge an Inertgas in die Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes eingebracht werden kann.
Hierzu bietet es sich an, dass die bei der Inertgaslöschtechnik verwendeten, sauerstoffverdrängenden Gase beispielsweise in Stahlflaschen komprimiert gelagert werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es denkbar, ein Gerät zur Erzeugung eines sauerstoffverdrängenden Gases vorzusehen, wie etwa einen sogenannten "Stickstoffgenerator", wobei allerdings die pro Zeiteinheit von dem Gerät bereitstellbare Inertgasmenge entsprechend an das Volumen des Schutzbereiches angepasst sein muss. Dies gilt insbesondere dann, wenn zusätzlich zu dem Stickstoffgenerator keine weitere Inertgasquelle vorgesehen ist. Im Bedarfsfall wird dann die bereitgestellte Menge an Inertgas, beispielsweise über Rohrleitungssysteme und entsprechende Austrittsdüsen, möglichst zügig in den betreffenden Raum geleitet.
Aufgrund der Anforderung, dass bei der Inertgaslöschtechnik zumindest zu Beginn der Flutung ein sauerstoffverdrängendes Gas möglichst rasch in den umschlossenen Raum eingeleitet werden muss, um eine sichere und wirkungsvolle Brandbekämpfung zu ermöglichen, ist für den umschlossenen Raum eine bauliche Druckentlastung unumgänglich, um Beschädigungen von zumindest Teilen der den Raum umgebenden Hülle zu verhindern. Eine derartige Druckentlastung wird in der Regel durch Einbau von Druckentlastungsklappen realisiert. Die Aufgabe von Druckentlastungsklappen besteht darin, die Hülle des umschlossenen Raumes vor Beschädigungen zu schützen, auch wenn im Inneren des Raumes, beispielsweise durch die plötzliche Einleitung eines gasförmigen Löschmittels, relativ schnell ein erhöhter Innendruck aufgebaut wird. Häufig ist dazu vorgesehen, dass die Druckentlastungsklappen ausgelegt sind, dass sie sich bei einem vorab empirisch festgelegten Überdruck selbständig öffnen. Durch das Öffnen der Druckentlastungsklappen wird in der Hülle des umschlossenen Raumes eine Öffnung bereitgestellt, durch welche der im Inneren des Raumes aufgebaute Überdruck entweichen kann. Es ist bekannt, dass sich die Druckentlastungsklappen nach dem Entweichen des Überdruckes, also wenn eine Druckentlastung stattgefunden hat, wieder selbständig schließen. Zur technischen Realisierung des selbständigen Öffnens und Schließens der Druckentlastungsklappe ist es bekannt, einen Mechanismus mit einem federbelasteten Bolzen zu verwenden.
Der Nachteil von einer solchen mechanischen Druckentlastung ist darin zu sehen, dass die zu berücksichtigende Druckentlastungsfläche bereits in der Planungsphase vor der baulichen Fertigstellung des umschlossenen Raumes abgeschätzt werden muss. Ferner ist ebenfalls bereits in der Planungsphase die Dimensionierung der einzubauenden Druckentlastungsklappen festzulegen. Insbesondere ist vorab abzuschätzen, welche mit der Druckentlastungsklappe bereitzustellende effektive Luft- bzw. Gasdurchlassfläche vorzusehen ist.
Bei der Auslegung und Dimensionierung der zum Einsatz kommenden Druckentlastungsklappen wird in herkömmlicher Weise häufig von einem in dem umschlossenen Raum theoretisch auftretbaren Überdruck ausgegangen. Aus Gründen der Planungssicherheit muss dieser theoretische Wert oftmals noch mit einem mehr oder weniger großzügigen Sicherheitsaufschlag versehen werden, um auch noch außerplanmäßige Druckbelastungen mit einzukalkulieren. Der Einbau von überdimensionierten Druckentlastungsklappen ist allerdings im Hinblick auf die Kosten nachteilig.
Des Weiteren ist ein umschlossener Raum, der bereits mit einer herkömmlichen Inertgasfeuerlöschanlage ausgerüstet ist, häufig nur noch bedingt umbau- bzw. erweiterbar. Wenn es beispielsweise im Rahmen einer Umstrukturierung erforderlich ist, das Raumvolumen durch bauliche Maßnahmen zu vergrößern, sind unter Umständen weiterer Druckentlastungsklappen vorzusehen, um den geforderten sicherheitstechnischen Auflagen Sorge zu tragen.
Auch gestattet es der bisher bekannte Ansatz zur Bereitstellung einer Druckentlastung nicht oder nur mit größerem baulichen Aufwand, dass in einem Raum, der bereits mit einer herkömmlichen Inertgasfeuerlöschanlage und einer herkömmlichen Druckentlastung ausgerüstet ist, in der Raumatmosphäre ein vor der Flutung mit Inertgas bewusst eingestelltes, künstliches Druckverhältnis während der Flutung beizubehalten. Dieses Erfordernis ist zum Beispiel bei Laborräumen zu berücksichtigen, deren Raumdruck im Vergleich zum Umgebungsdruck permanent reduziert ist, um mit Hilfe des im Inneren des Raumes eingestellten Unterdruckes beispielsweise ein Entweichen von gesundheitsgefährlichen Partikeln, Substanzen, Viren etc. zu verhindern. Dieser durch den permanent eingestellten Unterdruck bewirkte Schutzmechanismus würde versagen, wenn zur Druckentlastung herkömmliche mechanisch arbeitende Druckentlastungsklappen verwendet werden, die bei Bedarf eine Druckentlastungsöffnung nach außen bereitstellen.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine auf dem Prinzip der Inertisierung basierende Feuerlöschanlage sowie ein Feuerlöschverfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass für einen umschlossenen Raum, insbesondere Laborraum, in dem ein permanenter Unterdruck eingestellt ist, eine bei einer Flutung mit Inertgas vorzusehende Druckentlastung über einen möglichst großen Bereich von der Größe des Raumes und dem Raumvolumen abgekoppelt ist, wobei es die Druckentlastung gleichzeitig gestattet, dass auch bei einer raschen Einleitung von Inertgas der in dem Raum eingestellte Unterdruck beibehalten wird, um somit wirkungsvoll auch während der Flutung des Raumes mit Inertgas ein Entweichen von ggf. in der Raumatmosphäre vorhandenen gesundheitsgefährlichen Partikeln, Substanzen, Viren etc. zu verhindern. Insbesondere liegt die mit der vorliegenden Erfindung zu lösende Aufgabe darin, ein Möglichkeit anzugeben, wie die Luft aus dem umschlossenen Raum abgeführt werden kann, um einen Unterdruck aufrecht zu erhalten.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben werden.
Demnach weist die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere eine Druckentlastungseinrichtung mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung und einer Steuerung auf, wobei die Steuerung ausgelegt ist, die Unterdruckerzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von dem in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes herrschenden Druck (hierin auch "Raumdruck" genannt) derart anzusteuern, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck einen vorgebbaren maximalen Druckwert nicht überschreitet.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Unterdruckerzeugungseinrichtung" ist grundsätzlich jedwede Anlage oder Einrichtung zu verstehen, die ausgelegt ist, beispielsweise durch aktives Abführen von Luft bzw. Gas aus der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes den im Inneren des Raumes herrschenden Druck absenken zu können. Wesentlich ist, dass bei der hierin vorgeschlagenen Lösung lediglich gefordert wird, dass Luft bzw. Gas aus der (gasförmigen) Raumatmosphäre entfernt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass über eine Abluftleitung die Luft bzw. das Gas aus dem Raumvolumen des umschlossenen Raumes entfernt bzw. abgeführt wird. Denkbar ist es allerdings auch, dass die zum Zwecke der Druckentlastung aus der Raumatmosphäre zu entfernende Luft- bzw. Gasmenge nicht aus dem Raumvolumen abgeführt, sondern beispielsweise mit Hilfe eines Kompressors verdichtet und in komprimierter Form im Inneren des Raumes verbleibt, beispielsweise indem die komprimierte Luft- bzw. Gasmenge in einem Druckspeicherbehälter zwischengespeichert wird. Der Druckspeicherbehälter kann im Inneren des Raumes oder aber auch außerhalb des Raumes angeordnet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere vorgesehen, dass bei dem Verfahren der eingangs genannten Art zumindest bei dem Verfahrensschritt des plötzlichen Einleitens des Löschmittels in die Raumatmosphäre der momentane, in der Raumatmosphäre herrschende Druck gemessen und der Druckmesswert mit einem vorgegebenen maximalen Druckwert verglichen wird. Anschließend wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches in dem umschlossenen Raum ein Unterdruck derart erzeugt, dass der momentane Druckmesswert den vorgegebenen maximalen Druckwert nicht überschreitet.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand. Demnach wird im eigentlichen Sinne keine "Druckentlastung", sondern vielmehr eine intelligente Druckkompensation vorgeschlagen, bei welcher der bei Einleitung von Löschgas im
Rauminneren ansteigende Druck kompensiert wird. Insbesondere wird dabei der vor der Flutung in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raums eingestellte Raumdruck aufrechterhalten. Dies gilt selbst dann, wenn innerhalb kürzester Zeit und insbesondere innerhalb der ersten 60 Sekunden nach Flutungsbeginn in der Raumatmosphäre das Rückzündungsverhinderungsniveau eingestellt werden muss.
Insbesondere dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Druckentlastungseinrichtung mit einer über eine Steuerung ansteuerbaren Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Einsatz kommt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes den sich zum Zeitpunkt der Löschmitteleinleitung aufbauenden Überdruck kontinuierlich zu kompensieren. Durch das Vorsehen der Unterdruckerzeugungseinrichtung kann insbesondere erreicht werden, dass in dem umschlossenen Raum grundsätzlich ein Unterdruck erzeugt wird, dessen Größe an den durch das Einleiten des Löschmittels erzeugten momentanen Überdruck angepasst ist. Somit kann zu jeder Zeit der durch das Einleiten des Löschmittels in den umschlossenen Raum erzeugte Überdruck hinreichend kompensiert werden.
Der mit der Unterdruckerzeugungseinrichtung bereitstellbare Unterdruck ist vorzugsweise derart gewählt, dass zumindest eine teilweise Kompensation des Überdruckes möglich ist, der sich durch das plötzliche Einleiten des gasförmigen Löschmittels im Schutzbereich aufbaut.
Unter der hierin verwendeten Formulierung "Erzeugen eines Unterdruckes" bzw. "Bereitstellen eines Unterdruckes" ist grundsätzlich das aktive Abführen eines Luft- bzw. Gasvolumens ΔV aus der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes zu verstehen, infolgedessen sich der Luft- bzw. Gasdruck p im Inneren des Raumes gemäß der nachfolgend angegebenen Gleichung zur Beschreibung der isothermen Druckänderung um den Betrag Δp ändert: $Δ p = - K \frac{Δ V}{V},$
mit K = Kompressionsmodul der Raumluft
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung über die Steuerung ansteuerbar ist. Die Ansteuerung der Unterdruckerzeugungseinrichtung erfolgt vorzugsweise derart, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck einen vorgebbaren maximalen Druckwert nicht überschreitet.
Demnach ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung möglich, eine auf dem Prinzip der Inertisierung basierende Feuerlöschanlage bei einem umschlossenen Raum einzusetzen, der eine Atmosphäre aufweist, die im Vergleich zu dem Luftdruck der normalen Außenatmosphäre einen reduzierten Druck (Unterdruck) aufweist, wie es beispielsweise in Laborräumen der Fall sein kann. Mir der erfindungsgemäßen Lösung wird dieser im Schutzbereich bewusst eingestellte Unterdruck auch dann aufrechterhalten, wenn beispielsweise zum Zwecke einer Brandlöschung ein gasförmiges Löschmittel in die Raumatmosphäre eingeführt wird. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der maximale Druckwert, der als Schwellwert für den in der Raumatmosphäre aufrechtzuerhaltenden Druck verwendet wird, frei vorgebbar ist.
Wesentlich ist, dass die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbare Druckkompensation bzw. Druckentlastung von der räumlichen Auslegung des umschlossenen Raumes, und insbesondere von der Größe bzw. dem Volumen des Raumes abgekoppelt ist, da unabhängig von dem Raumvolumen mit der Druckentlastungseinrichtung eine sich bei Einleitung eines gasförmigen Löschmittels einstellende Druckänderung im Raum entsprechend kompensiert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Lösung dient dabei nicht der normale Atmosphärendruck, sondern der vor der Flutung mit Inertgas im Inneren des Raumes eingestellte (Unter-)Druck als Bezugsgröße für die bereitzustellende Druckentlastung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine verfahrenstechnische Umsetzung der mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung realisierbaren Brandvermeidung bzw. Brandlöschung. Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Vorteile sind in gleicher Weise auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbar.
Insbesondere handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein besonders leicht zu realisierendes aber dennoch effektives Verfahren zum präventiven Brandschutz und/oder zum effektiven und insbesondere zuverlässigen Löschen eines in einem umschlossenen Raum ausgebrochenen Feuers, wobei eine Druckentlastung in Gestalt einer Druckkompensation vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Druckkompensation ist es möglich, eine während der Löschmitteleinleitung in der Raumatmosphäre eintretende Druckänderung hinreichend zu kompensieren, so dass auf diese Weise eine Beschädigung der Raumhülle wirksam verhindert werden kann.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass in dem Schutzbereich zu jeder Zeit, d.h. auch während einer Löschmitteleinleitung, aus der (gasförmigen) Raumatmosphäre aktiv Abluft abgeführt wird. Ein in dem Raum im Vergleich zu dem normalen Luftdruck der Außenatmosphäre reduzierter Raumdruck kann auf diese Weise zu jeder Zeit, d.h. auch während der Löschmittelzufuhr aufrechterhalten werden, und zwar indem sichergestellt wird, dass grundsätzlich das je Zeiteinheit der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführte Gasvolumen kleiner als oder gleich groß wie das je Zeiteinheit als Abluft aus der (gasförmigen) Raumatmosphäre abgeführte bzw. entfernte Volumen ist.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 10 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den Ansprüchen 11 bis 13 angegeben.
Grundsätzlich gilt, dass bei dem erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahren die Abluft in geregelter Weise aus der Raumatmosphäre abgeführt bzw. entfernt werden kann. Unter dem hierin verwendeten Begriff "Raumatmosphäre" wird das gasförmige Raumvolumen des umschlossenen Raumes verstanden. Demnach ist unter der Bezeichnung "Abführen von Abluft aus der Raumatmosphäre" das Entfernen von zumindest einem Teil der Abluft aus dem gasförmigen Raumvolumen zu verstehen.
Wie bereits angedeutet, kann das Abführen, d.h. Entfernen der Abluft aus der gasförmigen Raumatmosphäre auf unterschiedliche Weisen realisiert werden. Zum einen bietet es sich an, dass zumindest ein Teil der Abluft über eine Abluftanlage aus dem Raumvolumen aktiv abgesaugt wird. Hierbei wird die Abluft nicht nur aus der Raumatmosphäre, sondern auch aus dem Raumvolumen abgeführt, d.h. entfernt. Wird die Abluftanlage dazu verwendet, die Abluft in geregelter Weise abzuführen, um auf diese Weise einen bei der Zufuhr von Inertgas auftretenden Anstieg des Raumdruckes zu kompensieren, muss - da im Falle einer Brandlöschung innerhalb kürzester Zeit eine relativ große Menge an Inertgas dem Raumvolumen zugeführt wird - die Abluftanlage entsprechend ausgelegt sein, dass sie auch innerhalb kürzester Zeit eine entsprechende Menge an Abluft absaugen bzw. abführen kann. Eine Abluftanlage mit einem derart großen Ansaugvolumen kann oftmals allerdings nicht oder nur mit größerem finanziellen Aufwand realisiert werden.
Aus diesem Grund ist in der erfindungsgemäßen Lösung eine Unterdruckerzeugungseinrichtung vorgesehen, die separat von der Abluftanlage ausgeführt sein kann und dazu dient, den bei der Zufuhr von Inertgas erforderlichen Druckausgleich bereitzustellen.
Bei dieser Realisierung liegt eine bewusste Funktionstrennung vor: die Unterdruckerzeugungseinrichtung ist separat von der Abluftanlage ausgeführt und dient dazu, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck (auch einfach "Raumdruck" genannt) einen vorgebbaren maximalen Druckwert nicht überschreitet, so dass auf diese Weise ein in dem umschlossenen Raum eingestellter reduzierter Druck wirkungsvolle aufrechterhalten wird, selbst wenn zu Beginn einer Flutung mit Inertgas innerhalb kurzer Zeit eine relativ große Menge an sauerstoffverdrängendem Gas der Raumatmosphäre zugeführt wird.
In der erfindungsgemäßen Lösung kommt als Unterdruckerzeugungseinrichtung ein Kompressor zum Einsatz, der ausgelegt ist, das Volumen von zumindest einem Teil der aus der gasförmigen Raumatmosphäre zu entfernenden Abluft zu komprimieren, d.h. zu verdichten. Der Kompressor ist im Inneren des Raumes angeordnet, so dass die Abluft, welche von dem Kompressor verdichtet wird, in einem Hochdruckspeicherbehälter im Raum gespeichert werden kann.
Vielmehr dient der Kompressor dazu, das Volumen der aus der gasförmigen Raumatmosphäre zu entfernenden Abluft zu verkleinern und auf diese Weise einen sich beim Fluten von Inertgas aufbauenden Überdruck zu kompensieren.
Wie bereits angedeutet ist der Kompressor und der Hochdruckspeicherbehälter im Inneren des umschlossenen Raumes angeordnet Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine Druckkompensation bereitgestellt werden kann, ohne dass hinzu größere bauliche Maßnahmen erforderlich sind. Eine Installation des Kompressors im Inneren des Raumes bietet sich insbesondere bei Räumen an, die nicht oder nur mit größerem Aufwand mit einem zusätzlichen Abluftrohrleitungssystem aus- oder nachgerüstet werden können.
Grundsätzlich sollte der Kompressor einen hinreichend hohen Volumendurchsatz haben, so dass sichergestellt werden kann, dass das Ansaugvolumen des Kompressors größer als oder gleich groß wie der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft ist. Denkbar wäre es somit, als Kompressor beispielsweise einen Turboverdichter einzusetzen, dessen Bauart eine kontinuierliche Arbeitsweise garantiert und der sich durch einen hohen Volumendrucksatz auszeichnet.
Alternativ oder zusätzlich zu einer als Kompressor ausgebildeten Unterdruckerzeugungseinrichtung ist es selbstverständlich auch denkbar, dass die der Raumatmosphäre abzuführende Abluft über ein Abluftrohrleitungssystem aus dem Rauminneren entfernt wird.
Insbesondere bei einem Laborraum, dessen Raumatmosphäre gesundheitsgefährliche Stoffe, Partikel oder Substanzen (wie z.B. Viren) aufweisen kann, ist es bevorzugt, dass die mit Hilfe des Kompressors komprimierte und ggf. in dem Hochdruckspeicherbehälter zwischengespeicherte Abluft erst nach einer geeigneten Behandlung, insbesondere Filterung und/oder Sterilisation, an die Außenatmosphäre abgeführt wird, um somit zu verhindern, dass gesundheitsgefährliche Stoffe, Partikel, Substanzen etc. freigesetzt werden können.
Grundsätzlich gilt allerdings, dass als Unterdruckerzeugungseinrichtung auch andere Lösungen denkbar sind. Beispielsweise wäre es denkbar, Einrichtungen zum Reduzieren der Gasmenge im umschlossenen Raum einzusetzen, welche mit einem Lüfter betrieben werden. In einer möglichen Realisierung der Unterdruckerzeugungseinrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass diese eine Ansaugeinrichtung und ein mit der Ansaugeinrichtung verbundenes Ansaugrohrsystem aufweist. Dabei ist es bevorzugt, dass mit Hilfe einer Steuerung die mittels der Ansaugeinrichtung über das Ansaugrohrsystem aus dem umschlossenen Raum je Zeiteinheit abgesaugte Gas- bzw. Luftmenge einstellbar ist. So ist es in diesem Zusammenhang insbesondere denkbar, dass die Ansaugeinrichtung als Lüfter realisiert ist bzw. einen Lüfter ausweist, dessen Drehzahl und/oder dessen Drehrichtung mit Hilfe der Steuerung der Druckentlastungseinrichtung einstellbar sind/ist. Hierbei handelt es sich um eine leicht zu realisierende aber dennoch wirkungsvolle Ausführung der Unterdruckerzeugungseinrichtung, bei welcher mit Hilfe der Steuerung die mit der Unterdruckerzeugungseinrichtung im Schutzbereich bewirkbare Druckkompensation besonders genau vorgenommen werden kann. Wie bereits zuvor erwähnt ist hierbei allerdings zu berücksichtigen, dass die Ansaugeinrichtung entsprechend ausgelegt ist, um pro Zeiteinheit ein hinreichendes Volumen an Ablauf aus der Raumatmosphäre abführen zu können, damit auch der sich bei Flutungsbeginn rasch einstellende Druckanstieg möglichst zeitgleich kompensiert werden kann.
Wenn bei der zuletzt genannten Ausführungsform als Ansaugeinrichtung ein Lüfter vorgesehen ist, bei dem über die Steuerung nicht nur die Drehzahl, sondern auch die Dreheinrichtung eingestellt werden kann, ist es möglich, die Ansaugeinrichtung auch als Ausblaseinrichtung zu verwenden. Eine Ausblaseinrichtung ist eine Einrichtung, die ausgelegt ist, beispielsweise eine aktive Belüftung des umschlossenen Raumes zu ermöglichen. Das Vorsehen einer derartigen Ausblaseinrichtung kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn beispielsweise nach einer Brandlöschung der noch im Raum vorhandene Rauch abgeführt werden muss, oder wenn (aus welchen Gründen auch immer) Frischluft in den Raum eingeführt werden muss.
Im Hinblick auf die mit der erfindungsgemäßen Lösung realisierbare Druckentlastung bzw. Druckkompensation ist es bevorzugt, wenn die jeweiligen Volumenströme der als Zuluft zugeführten Frischluft, der abgeführten Abluft und des im Brandfall oder zur Brandvermeidung als Zuluft zugeführten Löschmittels gemessen werden, und im Anschluss daran die jeweiligen Volumenströme so geregelt werden, dass zu jeder Zeit die Differenz zwischen dem Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft und dem Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft einen konstanten vorab festlegbaren Wert annimmt. Wenn der umschlossene Raum eine gas- und aerosoldichte Raumhülle aufweist, sollte dieser vorab festlegbare Wert Null betragen, um sicherzustellen, dass ein in dem umschlossenen Raum eingestellter Raumdruck trotz der Zufuhr von Zuluft in Gestalt von Frischluft und/oder Inertgas (ggf. mit einem gewissen Regelbereich) aufrechterhalten bleibt. Indem die Differenz zwischen dem Volumenstrom der Zuluft und dem Volumenstrom der Abluft auf einen vorab festlegbaren Wert einstellbar ist, kann aber auch in geregelter Weise der Raumdruck bewusst verändert (erhöht oder verringert) werden.
Alternative oder zusätzlich zu der zuvor genannte Regelung ist es von Vorteil, wenn kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen die Differenz zwischen dem in dem Raum herrschenden Druck (Raumdruck) und dem Luftdruck der Außenatmosphäre ermittelt und mit einem vorgebbaren Wert verglichen wird, und wenn der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft und der Volumenstrom der aus dem Raumatmosphäre abgeführten Abluft in Abhängigkeit von dem Vergleich geregelt werden. Hierbei handelt es sich um eine besonders leicht zu realisierende aber dennoch effektive Möglichkeit, in dem umschlossenen Raum eine wirkungsvolle Druckkompensation vorzunehmen, selbst wenn innerhalb kürzester Zeit insbesondere bei Beginn einer Brandbekämpfungsphase pro Zeiteinheit eine große Menge an Inertgas der Raumatmosphäre als Zuluft zugeführt wird.
Bei der zuletzt genannten Weiterbildung werden der Vergleich und die im Anschluss daran ausgeführte Regelung vorzugsweise mit Hilfe einer Steuerung durchgeführt. Dabei sollte die Steuerung ausgelegt sein, eine dem Raum zugeordnete Zuluftanlage, eine mit dem Raum verbundene Inertgasquelle sowie eine dem Raum zugeordnete Abluftanlage und ggf. Unterdruckerzeugungseinrichtung derart anzusteuern,

dass der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft gleich groß wie der Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft ist, wenn die ermittelte Differenz zwischen dem Raumdruck und dem Luftdruck der Umgebungsluft vom vorgegebenen Wert entspricht; und/oder
dass der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft kleiner als der Volumenstrom der aus dem Raumatmosphäre abgeführten Abluft ist, wenn die ermittelte Differenz zwischen dem Raumdruck und dem Luftdruck der Umgebungsluft kleiner als der vorgegebenen Wert ist.

Hierbei ist anzumerken, dass die Differenz zwischen dem Luftdruck in dem Raum und dem Luftdruck der Außenatmosphäre ermittelt werden kann, indem der in dem Raum herrschende Druck (Raumdruck) und der Luftdruck der Außenatmosphäre gemessen werden.
Als Druckmesseinrichtung kommen beispielsweise Manometer in Frage, bei welchen der Außenluftdruck, d.h. der Luftdruck der Außenatmosphäre als Referenzdruck benutzt wird. Denkbar ist selbstverständlich aber auch der Einsatz von Barometern, also Druckmesseinrichtungen, bei welchen als Referenz ein Vakuum benutzt wird. Zur Realisierung der Druckmesseinrichtung sind grundsätzlich sogenannte "direkte Druckmessgeräte" denkbar, welche die Krafteinwirkung des zu erfassenden Druckes nutzen, beispielsweise indem mechanisch, kapazitiv, induktiv, piezorezessiv oder über Dehnungsmessstreifen die Krafteinwirkung des Druckes weitergegeben und in entsprechende Signale umwandelt wird. Andererseits sind selbstverständlich auch sogenannte "indirekte Druckmessgeräte" denkbar, bei welchen über die Messung der Teilchenzahldichte, der Wärmeleitung etc. ein Rückschluss auf den in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes herrschenden Druckes eine Aussage getroffen wird.
Zusätzlich oder alternativ zu einer Druckmesseinrichtung ist es selbstverständlich aber auch denkbar, den Druck in der Atmosphäre des Raumes rechnerisch zu bestimmen. In einer solchen Druckberechnung sollte vorzugsweise das Volumen des umschlossenen Raumes einerseits und die in den umschlossenen Raum eingeleitete Löschmittelmenge andererseits berücksichtigt werden. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Ausführungsformen denkbar.
Wie bereits angedeutet, dient das erfindungsgemäße Verfahren dazu, im Falle eines Brandes in dem Raum ein Inertisierungsniveau einzustellen, indem innerhalb einer möglichst kurzen Zeit nach einer Branddetektion der Raumatmosphäre ein sauerstoffverdrängendes Gas (Inertgas) zugeführt wird. Um möglichst frühzeitig einen Brand erfassen und die Brandbekämpfungsphase einleiten zu können, ist es vorteilhaft, wenn kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen in der Raumatmosphäre gemessen wird, ob zumindest eine Brandkenngröße vorliegt, wobei im Falle der Detektion eine Brandkenngröße der Raumatmosphäre das Löschmittel als Zuluft zugeführt wird. Gleichzeitig sollte die Zufuhr von Frischluft angehalten werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass relativ zügig das für den umschlossenen Raum charakteristische Rückzündungsverhinderungsniveau eingestellt werden kann. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass im Falle eines Brandes die Frischluftzufuhr nicht vollständig eingestellt sondern lediglich gedrosselt wird. Dies kann unter Umständen sinnvoll sein, wenn beispielsweise ein Schwellbrand mit starker Rauchentwicklung ausgebrochen und zu bekämpfen ist.
Dementsprechend ist bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass diese eine Einrichtung zum Erfassen von mindestens einer Brandkenngröße in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes aufweist. Zusätzlich sollte die erfindungsgemäße Anlage eine mit einer Steuerung ansteuerbare Löschmittelzufuhreinrichtung aufweisen. Diese Steuerung ist vorzugsweise ausgelegt, in einem Brandfall die Löschmittelzufuhreinrichtung derart anzusteuern, dass das bereitgestellte Löschmittel unmittelbar, und somit in möglichst kurzer Zeit, der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes zugeführt wird.
Unter der Begriff "Brandkenngröße" werden physikalische Größen verstanden, die in der Umgebung eines Entstehungsbrandes messbaren Veränderungen unterliegen, zum Beispiel die Umgebungstemperatur, der Feststoff- oder Flüssigkeits- oder Gasanteil in der Raumatmosphäre (Bildung von Rauch in Form von Partikeln oder Aerosolen oder Dampf) oder die Umgebungsstrahlung.
Die Einrichtung zum Erfassen von zumindest einer Brandkenngröße kann beispielsweise als aspirativ arbeitendes System ausgebildet sein, bei welchem über ein Rohrleitungs- oder Kanalsystem vorzugsweise an einer Vielzahl von Stellen eine repräsentative Teilmenge der Raumatmosphäre aktiv angesaugt wird. Diese Teilmenge kann dann einer Messkammer mit dem Detektor zum Erfassen einer Brandkenngröße zugeleitet werden. Selbstverständlich sind aber auch Brandkenngrößen-Sensoren denkbar, die zum Beispiel im Inneren des umschlossenen Raumes installiert sind.
Die mit der Steuerung ansteuerbare Löschmittelzufuhreinrichtung weist in einer bevorzugten Realisierung ein Zufuhrleitungssystem auf, welches einerseits mit einer Inertgasquelle verbunden ist, d.h. einer Einrichtung, welche das gasförmige Löschmittel bereitstellt. Andererseits sollte das Zufuhrleitungssystem über Gasauslassdüsen mit dem Inneren des umschlossenen Raumes verbunden sein. Die Gasauslassdüsen sind im Inneren des umschlossenen Raums vorzugsweise verteilt angeordnet. Die Ansteuerung der Löschmittelzufuhreinrichtung kann durch ein geeignetes Ansteuern von Regelventilen oder dergleichen Einrichtungen erfolgen.
Selbstverständlich ist es hierbei aber nicht zwingend erforderlich, dass die Löschmittelzufuhreinrichtung ein Zufuhrrohrleitungssystem aufweist, welches den Innenbereich des umschlossenen Raumes mit einer außerhalb des umschlossenen Raumes angeordneten Inertgasquelle verbindet. Vielmehr ist es auch denkbar, dass die Inertgasquelle beispielsweise mindestens ein innerhalb des umschlossenen Raumes angeordnetes Hochdruckrohr aufweist. In diesem mindestens einen innerhalb des umschlossenen Raumes angeordneten Hochdruckrohr kann zumindest ein Teil des bereitgestellten Löschmittels unter hohem Druck gelagert sein. Dabei ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Hochdruckrohr ein mit der Steuerung ansteuerbares Auslassventil aufweist, welches der Löschmittelzufuhreinrichtung zugeordnet ist.
Ein derartiges Hochdruckrohr kann beispielsweise auch in einer Zwischendecke des umschlossenen Raumes oder unter der Decke des Raumes angeordnet sein, um das Löschmittel darin zu lagern. In bevorzugter Weise sollte dabei das Hochdruckrohr für einen Druckbereich zwischen 20 bis 30 bar ausgelegt sein. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Druckwerte denkbar.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn an dem mindestens einen Hochdruckrohr vorzugsweise mehrere ansteuerbare Auslassventile angeordnet sind, um bei Bedarf ein möglichst rasches Fluten des umschlossenen Raumes mit dem gasförmigen Löschmittel zu ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich zu der zuletzt genannten Ausführungsform, bei welcher zumindest ein Teil des bereitgestellten Löschmittels unter hohem Druck in mindestens einem Hochdruckrohr gelagert wird, ist es aber auch denkbar, dass die Inertgasquelle mindestens eine Hochdruckflasche, und vorzugsweise eine Batterie von Hochdruckflaschen aufweist. Diese Hochdruckflaschen können außerhalb des umschlossenen Raumes angeordnet sein. In diesem Fall ist ein zur Löschmittelzufuhreinrichtung gehörendes Zufuhrrohrsystem vorzusehen, welches die mindestens eine Hochdruckflasche bzw. die Batterie von Hochdruckflaschen mit dem Inneren des umschlossenen Raumes verbindet.
Derartige Hochdruckflaschen können beispielsweise handelsübliche Hochdruckflaschen sein, die für einen Druckbereich zwischen 200 bis 300 bar ausgelegt sind. Selbstverständlich kommen aber auch andere Einrichtungen zum Bereitstellen des Löschmittels bzw. zur Lagerung des Löschmittels in Frage. Wesentlich ist, dass das bereitgestellte Löschmittel im Falle eines Brandes rasch, also in möglichst kurzer Zeit, in den umschlossenen Raum eingeleitet werden kann, um effektiv verhindern zu können, dass sich ein Brand oder Feuer in dem Raum ausbreiten kann. Insbesondere ist somit eine möglichst schnelle Brandlöschung bewirkbar.
Als gasförmige Löschmittel kommen einerseits Inertgase in Frage, wie zum Beispiel Argon, Stickstoff, Kohlendioxid oder Mischungen hiervon, d.h. sogenannte Inerge oder Argonite. Andererseits ist die erfindungsgemäße Lösung auch mit chemischen Löschmitteln ausführbar.
Die Löschwirkung von Inertgasen wird durch eine Verdrängung des Luftsauerstoffs erreicht. Man spricht hier von einem sogenannten "Stickeffekt", der bei Unterschreitung eines für die Verbrennung erforderlichen spezifischen Grenzwertes eintritt. Zumeist erlischt das Feuer schon bei einem Rückzündungsverhinderungsniveau, welches einer Absenkung des Sauerstoffanteils auf 13,8 Vol.-% entspricht. Dazu muss das vorhandene Luftvolumen nur um etwa ein Drittel verdrängt werden, was einer Löschgaskonzentration von 34 Vol.-% entspricht. Bei Brandstoffen, die zur Verbrennung erheblich weniger Sauerstoff benötigen, ist eine entsprechend höhere Löschgaskonzentration erforderlich. Dies wäre zum Beispiel bei Acetylen, Kohlenmonoxid und Wasserstoff der Fall.
Wie bereits angedeutet, können als gasförmige Löschmittel allerdings auch chemische Löschmittel eingesetzt werden, wie etwa HFC-227ea oder NOVEC^®1230. Bei dem unter der ISO-Bezeichnung HFC-227ea bekannten Löschmittel wird dem Feuer bzw. Brand durch zum größten Teil physikalisches Einwirken (Kühlen) und einen geringen chemisehen Eingriff in den Verbrennungsprozess die Wärme entzogen, wodurch eine Brandlöschung erzielbar ist. Mit diesem Löschmittel wird eine schnelle Löschwirkung erzielt. Ebenfalls gibt es kaum Gebrauchseinschränkungen, so lange der Löschbereich relativ dicht ist, um die notwendige Löschmittelkonzentration zu erreichen und zu halten. Bei hohen Temperaturen können allerdings während des Löschvorganges unerwünschte Zersetzungsprodukte entstehen, die gesundheitlich kritisch zu betrachten sind.
Das chemische Löschmittel NOVEC^®1230 ist ein besonders umweltfreundliches chemisches Löschmittel und wird in der Atmosphäre binnen ca. 5 Tagen wieder abgebaut. Ferner hat dieses chemische Löschmittel keinen negativen Einfluss auf die Ozonschicht und auf den Treibhauseffekt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist allerdings nicht nur für Fälle geeignet, bei welchen im umschlossenen Raum bereits ein Feuer ausgebrochen ist, wobei durch plötzliches Einleiten des gasförmigen Löschmittels eine Brandbekämpfung erfolgt. Vielmehr eignet sich die erfindungsgemäße Lösung auch dann zur effektiven Druckentlastung bzw. Druckkompensation, wenn in dem umschlossenen Raum noch kein Feuer ausgebrochen ist, wobei lediglich das Risiko der Entstehung eines Brandes in dem umschlossenen Raum wirksam verhindert werden soll. Für eine derartige auf einer Inertisierung basierenden Präventivmaßnahme ist es erforderlich, als gasförmiges "Löschmittel" ein Inertgas oder ein Inertgasgemisch vorzusehen. Dieses Inertgas oder Inertgasgemisch wird dabei in solch einer Menge der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes zugeführt, dass der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre auf einen Wert abgesenkt wird, bei dem die Entflammbarkeit der in dem umschlossenen Raum gelagerten Waren bereits soweit herabgesetzt ist, dass sich diese nicht mehr entzünden können. Bei Materialien, die ein normales Brandverhalten zeigen, ist dies bei ca. 12 Vol.-% Sauerstoffkonzentration der Fall. Die Zufuhr des Inertgases oder Inertgasgemisches erfolgt über die bereits erwähnte mit der Steuerung ansteuerbare Löschmittelzufuhreinrichtung.
Damit die erfindungsgemäße Lösung besonders effektiv für eine derartige präventive Maßnahme eingesetzt werden kann, ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung ferner eine Sauerstoffmesseinrichtung zum Erfassen des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes aufweist. Abhängig von dem Sauerstoffgehalt der Raumluft des umschlossenen Raumes gibt dabei die Steuerung ein entsprechendes Steuersignal an die Löschmittelzufuhreinrichtung ab. Das Steuersignal gibt an, ob der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes weiter Inertgas zugeführt werden muss, oder ob die Zufuhr des Inertgases angehalten werden kann, da der kritische Wert des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre bereits erreicht ist.
Als "kritische Wert des Sauerstoffgehaltes" wird hierin der Wert des Sauerstoffgehaltes verstanden, bei dem die Entflammbarkeit der in dem umschlossenen Raum gelagerten Waren soweit herabgesetzt ist, dass sich diese nicht mehr oder nur noch schwer entzünden können.
Wenn die erfindungsgemäße Lösung als präventive Brandschutzmaßnahme verwendet wird, ist es bevorzugt, wenn der Volumenstrom des der Raumatmosphäre zum präventiven Brandschutz zugeführten Inertgases oder Inertgasgemisches derart geregelt wird, dass in der Raumatmosphäre zunächst ein Grundinertisierungsniveau eingestellt und gehalten wird, wobei im Falle eines Brandes der Volumenstrom des der Raumluftatmosphäre zugeführten Inertgases oder Inertgasgemisches derart geregelt wird, dass ein Vollinertisierungsniveau eingestellt und gehalten wird.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Grundinertisierungsniveau" ist ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt der normalen Umgebungsluft reduzierter Sauerstoffgehalte zu verstehen, wobei allerdings dieser reduzierte Sauerstoffgehalt noch keinerlei Gefährdung von Personen oder Tieren bedeutet, so dass diese den Schutzraum noch problemlos betreten können. Das Grundinertisierungsniveau entspricht beispielsweise einem Sauerstoffgehalt in dem Schutzraum von 15 Vol.-%, 16 Vol.-% oder 17 Vol-%.
Hingegen ist unter dem Begriff "Vollinertisierungsniveau" ist ein im Vergleich zum Sauerstoffgehalt des Grundinertisierungsniveaus weiter reduzierter Sauerstoffgehalt zu verstehen, bei welchem die Entflammbarkeit der meisten Materialien bereits soweit herabgesetzt ist, dass sich diese nicht mehr entzünden können. Abhängig von der in dem betroffenen Schutzraum vorhandenen Brandlast liegt das Vollinertisierungsniveau in der Regel bei 11 Vol-% oder 12 Vol-% Sauerstoffkonzentration. Das Vollinertisierungsniveau sollte dabei dem Rückzündungsverhinderungsniveau entsprechen. Selbstverständlich kann das Vollinertisierungsniveau aber auch einer Sauerstoffkonzentration entsprechen, die geringer als die für das Rückzündungsverhinderungsniveau charakteristische Sauerstoffkonzentration ist.
Schließlich ist es noch bevorzugt, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen die Qualität der Raumluft ermittelt wird, wobei der Volumenstrom der der Raumatmosphäre als Zuluft zugeführten Frischluft in Abhängigkeit von der ermittelten Qualität der Raumluft geregelt wird. Denkbar ist dabei, die Qualität der Raumluft beispielsweise indirekt durch Messung des CO₂-Gehaltes in der Raumluftatmosphäre zu ermitteln.
Insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Lösung bei einem Raum, zum Beispiel Laborraum zum Einsatz kommt, dessen Raumatmosphäre gesundheitsgefährliche Substanzen, Partikel etc. aufweisen kann, sollte die aus der Raumatmosphäre abgeführte Abluft zunächst behandelt, insbesondere gefiltert oder ggf. sterilisiert werden, bevor sie an die Außenatmosphäre abgegeben wird. Vorzugsweise kann aber auch zumindest ein Teil der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft nach einer Luftbehandlung wieder als Frischluft der Raumatmosphäre zugeführt werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung;
Fig. 3: ein Flussdiagramm zum Erläutern der mit der erfindungsgemäßen Lösung realisierbaren Druckkompensation bzw. Druckentlastung in einem umschlossenen Raum.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Löschung eines in einem umschlossenen Raum 10 ausgebrochenen Feuers. Die Vorrichtung weist eine Inertgasquell 11 zum Bereitstellen eines unter Normalbedingung gasförmigen Löschmittels auf. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Inertgasquelle 11 eine außerhalb des Raumes 10 angeordnete Gasflaschenbatterie 11a, in welcher das bereitzustellende Löschmittel, wie beispielsweise Stickstoff, unter hohem Druck gelagert wird.
Die Hochdruckflaschen 11a sind über eine Löschmittelzufuhreinrichtung 17 mit dem Raum 10 verbunden. Im Einzelnen umfasst die Löschmittelzufuhreinrichtung 17 einerseits ein Zufuhrrohrsystem 17a und andererseits ein im Inneren des Raumes 10 angeordnetes Gasauslassdüsensystem 17b. Die Löschmittelzufuhreinrichtung 17 ist derart ausgelegt, dass in einem Brandfall (oder bei Bedarf) das in den Hochdruckflaschen 11a gelagerte Löschmittel dem umschlossenen Raum 10 möglichst rasch zugeführt werden kann. Insbesondere kann somit das Löschgas in kürzester Zeit über die Löschdüsen 17b in die Raumatmosphäre des Raumes 10 austreten, so dass in dem Raum 10 beispielsweise eine zur Brandlöschung erforderliche Vollinertisierung erzielbar ist.
Um zu erreichen, dass das in den Hochdruckflaschen 11a gelagerte Löschmittel in einer geregelten Weise der Raumatmosphäre zugeführt werden kann, ist der Löschmittelzufuhreinrichtung 17 ferner ein ansteuerbares Ventil V1 zugeordnet, welches im Brandfall (oder bei Bedarf) vollständig oder nur teilweise geöffnet wird, um somit die Hochdruckflaschen 11a mit dem Raum 10 zu verbinden und die Flutung des Raumes 10 mit dem gasförmigen Löschmittel zu ermöglichen.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist des Weiteren eine Druckentlastungseinrichtung 12 auf. Die Druckentlastungseinrichtung 12 besteht aus einer Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 und einer Steuerung 14.
Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 wird bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage einerseits durch eine Ansaugeinrichtung 13a und andererseits durch ein mit der Ansaugeinrichtung 13a verbundenes Ansaugrohrsystem 13b begründet. Das Ansaugrohrsystem 13b ist über Ansaugöffnungen 13c mit dem Inneren des umschlossenen Raumes 10 verbunden. Damit kann erreicht werden, dass mit Hilfe der Ansaugeinrichtung 13a Luft bzw. Gas aus dem Rauminneren abgesaugt oder abgeführt und als Abluft beispielsweise nach außen abgegeben werden kann.
Die Steuerung 14 der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 ist einerseits mit der Ansaugeinrichtung 13a und andererseits mit einem zur Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 gehörenden, ansteuerbaren Regelventil V2 verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform übernimmt die Steuerung 14 demnach nicht nur die Aufgabe der Ansteuerung der Löschmittelzufuhreinrichtung 17, sondern auch die Funktion der Ansteuerung der Ansaugeinrichtung 13a.
Im Einzelnen ist die Steuerung 14 ausgelegt, in Abhängigkeit von dem in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 herrschenden Druck p_x die Ansaugeinrichtung 13a der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 derart anzusteuern, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck p_x einen vorgebbaren maximalen Druckwert p_max nicht überschreitet. Hierfür weist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform eine Druckmesseinrichtung 15 auf zum Erfassen des physikalischen Druckes des in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 vorhandenen Gases. Die Druckmesseinrichtung 15 ist ausgelegt, kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen den momentanen Druck p_x in der Raumatmosphäre zu messen und die Messwerte der Steuerung 14 zuzuführen. Die Steuerung 14 steuert auf Grundlage des momentanen Druckwertes p_x die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 entsprechend an, d.h. bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, die Ansaugeinrichtung 13a und/oder das zur Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 gehörende Regelventil V2. In der Steuerung 14 wird der momentan in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 herrschende Druck p_x mit einem vorgebbaren maximalen Druckwert p_max verglichen. Bei Überschreiten des vorgegebenen maximalen Druckwertes p_max gibt die Steuerung 14 ein entsprechendes Ansteuersignal beispielsweise an die Ansaugeinrichtung 13a der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 ab.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Ansaugeinrichtung 13a als Lüfter ausgeführt. Mit dem bei Überschreiten des vorgegebenen maximalen Druckwertes p_max von der Steuerung 14 an die Ansaugeinrichtung 13a abgegebenen Ansteuersignal wird vorzugsweise sowohl die Drehzahl als auch die Drehrichtung des Lüfters 13a eingestellt. Damit kann erreicht werden, dass pro Zeiteinheit über das mit der Ansaugeinrichtung 13a verbundene Ansaugrohrsystem 13b grundsätzlich eine hinreichende Gas- bzw. Luftmenge aus der Atmosphäre des umschlossenen Raumes 10 abführt wird. Dies stellt sicher, dass auch bei einem plötzlichen Einleiten von gasförmigem Löschmittel der in der Raumatmosphäre des Raumes 10 herrschende momentane Druck p_x den maximalen Druckwert p_max nicht überschreitet.
Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass der momentane Druckwert p_x nicht gemessen, sondern anhand der Menge des eingeleiteten Löschmittels berechnet oder abgeschätzt wird. In diesem Fall sollte die Steuerung 14 ausgelegt sein, die Löschmittelzufuhreinrichtung 17 entsprechend anzusteuern, so dass in geregelter Weise das bereitgestellte Löschgas der Raumatmosphäre zugeführt wird. Die Regelung der in den Raum 10 eingeführten Löschgasmenge kann durch eine entsprechende, von der Steuerung initiierte Ansteuerung des bereits erwähnten Regelventils VI erfolgen.
In einer Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lösung, die auch bei der in Fig. 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsform Einzug erhalten hat, ist die Feuerlöschanlage zusätzlich mit einem Branderkennungssystem 16 zum Erfassen von zumindest einer Brandkenngröße in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 ausgerüstet. Das Branderkennungssystem 16 ist vorzugsweise als aspirativ arbeitendes System ausgeführt, welches der Raumatmosphäre repräsentative Luft- bzw. Gasproben entnimmt und einem (in Fig. 1 nicht explizit dargestellten) Detektor für zumindest eine Brandkenngröße zuführt.
Die vorzugsweise kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten bzw. Ereignissen von der Branderkennungseinrichtung 16 an die Steuerung 14 abgegebenen Signale werden von der Steuerung 14 - gegebenenfalls nach einer Weiterverarbeitung bzw. Auswertung dieser - verwendet, um die Löschmittelzufuhreinrichtung 17 und/oder das Regelventil V1 entsprechend anzusteuern. Im Einzelnen ist denkbar, dass die Steuerung 14 hierfür ein entsprechendes Signal an die Löschmittelzufuhreinrichtung 17 abgibt, wenn von der Branderkennungseinrichtung 16 ein Brand erfasst wird.
Wie bereits angedeutet, ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Steuerung 14 in Zusammenwirken mit dem als Ansaugeinrichtung 13a zum Einsatz kommenden Lüfter ausgelegt, in geregelter Weise die aus der Raumatmosphäre abzuführende Gas- bzw. Luftmenge über das Ansaugrohrsystem 13b nach außen abzuführen. Da mit der Steuerung 14 optional auch die Drehrichtung des Lüfters 13a einstellbar ist, kann mit der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 bei Bedarf auch eine bestimmte Luft- bzw. Gasmenge in die Atmosphäre des umschlossenen Raumes 10 eingebracht werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Raum 10 gegenüber der Außenatmosphäre mit einem gewissen Überdruck gefahren werden soll. Demnach ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Steuerung 14 ferner ausgelegt, in Abhängigkeit von dem in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 herrschenden (momentanen) Druck p_x die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 derart anzusteuern, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck p_x einen vorgebbaren minimalen Druckwert p_min nicht unterschreitet.
Hierzu sollte in der Steuerung 14 der gemessene bzw. abgeschätzte oder berechnete, im umschlossenen Raum 10 momentan herrschende Druck p_x mit dem maximalen Druckwert p_max einerseits und mit dem minimalen Druckwert p_min andererseits verglichen werden. Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 ist dabei entsprechend anzusteuern, wenn der momentane Druck p_x größer als der maximale Druckwert p_max oder kleiner als der minimale Druckwert p_min ist. Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 sollte derart angesteuert werden, dass der in der Raumatmosphäre des Raumes 10 herrschende momentane Druck p_x den maximalen Druckwert p_max nicht überschreitet und den minimalen Druckwert p_min nicht unterschreitet.
Damit auch bei einem Ausfall oder bei einer Störung der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 grundsätzlich sichergestellt werden kann, dass der in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 herrschende Druck p_x den vorgegebenen maximalen Druckwert p_max und/oder den vorgegebenen minimalen Druckwert p_min nicht überschreitet bzw. unterschreitet, kann als Sicherheitsmaßnahme zusätzlich vorgesehen sein, dass die Druckentlastungseinrichtung 12 ferner mindestens eine (mechanische) Druckentlastungsklappe 18 aufweist. Die Funktionsweise einer derartigen Druckentlastungsklappe 18 ist dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt. Die Druckentlastungsklappe 18 sollte ausgelegt sein, dass sie sich bei Überschreiten eines vorgebbaren ersten Druckwertes p₁ selbständig öffnet, um eine Druckentlastung in dem umschlossenen Raum 10 zu ermöglichen.
Es ist bevorzugt, dass die optional vorgesehene Druckentlastungsklappe 18 ferner dahingehend ausgelegt ist, dass sie sich nach Unterschreiten des vorgebbaren ersten Druckwertes p₁ wieder selbständig schließt. Der vorgebbare erste Druckwert p₁, bei dessen Überschreitung sich die Druckentlastungsklappe 18 selbständig öffnet, ist vorzugsweise größer als oder gleich groß wie der vorgebbare maximale Druckwert p_max, der von der Steuerung 14 als Schwellwert zur Ansteuerung der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 herangezogen wird.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der zuletzt genannten Ausführungsform, bei welcher zum Zwecke der Ausfallsicherheit der Druckentlastung die Anlage ferner mindestens eine vorzugsweise mechanisch arbeitende Druckentlastungsklappe 18 aufweist, ist vorgesehen, dass die Druckentlastungsklappe 18 ferner dahingehend ausgelegt ist, sich auch bei Unterschreiten eines vorgebbaren zweiten Druckwertes p₂ selbständig zu öffnen und nach erneutem Überschreiten des vorgebbaren zweiten Druckwertes p₂ wieder zu schließen. Dieser vorgebbare zweite Druckwert p₂ sollte dabei kleiner als oder gleich groß wie der minimale Druckwert p_min sein, der den unteren Schwellwert für das Ansteuern der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 darstellt.
In Fig. 2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Darstellung gezeigt. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform; allerdings kommt bei der Anlage gemäß Fig. 2 als Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 keine Ansaugeinrichtung zum Einsatz. Vielmehr wird als Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 ein im Inneren des Raumes 10 vorgesehener Kompressor 19 verwendet, der dazu dient, bei Bedarf das Volumen von zumindest einem Teil der aus der gasförmigen Raumatmosphäre abzuführenden Abluft zu komprimieren.
Des Weiteren ist ein mit dem Kompressor 19 verbundener Hochdruckspeicherbehälter 20 vorgesehen, in welchem die mit Hilfe des Kompressors 19 komprimierte Abluft zwischengespeichert werden kann. Der Hochdruckspeicherbehälter 20 ist über ein Dreiwegeventile V2, V3 mit nach außen führenden Rohrsystemen 13b, 21 verbunden, über welches bei Bedarf die mit Hilfe des Kompressors 19 komprimierte Abluft und/oder die in dem Hochdruckspeicherbehälter 20 zwischengespeicherte, komprimierte Abluft aus dem Inneren des Raumes 10 abgeführt werden kann.
Ferner umfasst die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung eine Zuluftanlage bestehend aus einem Zuluftgebläse 22, über welches der Raumatmosphäre über das Zufuhrrohrsystem 17a und das Auslassdüsensystem 17b Frischluft zugeführt werden kann. Zusätzlich ist eine Abluftanlage mit einem Abluftgebläse 23 vorgesehen, welches über- das Rohrsystem 13b und der Ansaugöffnung 13c mit dem Inneren des Raumes 10 verbunden ist und in geregelter Weise Abluft nach außen abführen kann. Sowohl das Zuluftgebläse 22 als auch das Abluftgebläse 23 sind über die Steuerung 14 entsprechend ansteuerbar.
Auf diese Weise ist es möglich, bei dem umschlossenen Raum 10 einen gewollten Luftwechsel vorzusehen, um Raumluft mit Außenluft oder Frischluft auszutauschen. Beispielsweise in Aufenthaltsräumen ist ein Luftwechsel für die Versorgung mit Sauerstoff, für das Abführen von Kohlendioxid und für den Abtransport von Kondenswasser notwendig. Aber auch in Lagerräumen, die nicht oder nur kurzzeitig von Personen betreten werden, ist ein Luftwechsel oftmals unumgänglich, um schädliche Bestandteile, die beispielsweise von den im Lagerraum untergebrachten Waren ausdünsten, abzuführen. Ist die Gebäude- oder Raumhülle nahezu luftdicht ausgeführt, wie es die moderne Bauweise vorsieht, kann ein ungeregelter Luftwechsel, bei welchem es zu einem ungewollten und unkontrollierten Stoffaustausch zwischen der Raumatmosphäre und der Außenatmosphäre kommt, nicht mehr stattfinden. Bei derartigen Räumen kann mit Hilfe einer Lüftungsanlage der erforderliche Luftwechsel bereitgestellt werden.
Eine Lüftungsanlage ist eine Einrichtung, die dazu dient, Wohn- oder Betriebstäumen Frischluft zuzuführen bzw. "verbrauchte" oder belastete Abluft abzuführen. Je nach Anwendungsfall gibt es Anlagen mit kontrollierter Zuluft (Zuluftanlage), kontrollierter Abluft (Abluftanlage) oder kombinierte Zu- und Abluftanlagen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform kommt als Inertgasquelle eine Gasflaschenbatterie 11a zum Einsatz, welche über das Dreiwegeventil V1 mit dem Zufuhrrohrsystem 17a verbunden ist. Über eine Zweigleitung 13d und ein Dreiwegeventil V4 ist das Abluftrohrsystem 13b ebenfalls mit dem Zufuhrrohrsystem 17a verbunden . Die Ventile V2 und V4 sind von der Steuerung 14 entsprechend ansteuerbar, so dass die Zweigleitung 13d, die Ventile V2, V4, das Abluftgebläse 23 und das Rohrsystem 13b eine Umluftanlage begründen.
Obwohl in der Darstellung gemäß Fig. 2 nicht explizit dargestellt, kann in dem Zufuhrrohrsystem 17a ein Volumenstromsensor vorgesehen sein, um den der Raumatmosphäre insgesamt zugeführten Volumenstrom erfassen und der Steuerung 14 den erfassten Wert mitteilen zu können. Der der Raumatmosphäre pro Zeiteinheit insgesamt zugeführte Volumenstrom setzt sich aus dem Frischluft-Volumenstrom und dem Inertgas- bzw. Löschmittel-Volumenstrom zusammen.
Ferner kann (obwohl nicht explizit in Fig. 2 dargestellt) auch ein entsprechender Volumenstromsensor in dem Rohrsystem 13b oder 21 vorgesehen sein, um das mit Hilfe der Abluftanlage pro Zeiteinheit aus dem Rauminneren abgeführte Abluftvolumen zu erfassen und den erfassten Wert der Steuerung 14 mitzuteilen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Steuerung 14 den erfassten Zuluft-Volumenstrom mit dem erfassten Abluft-Volumenstrom vergleicht und die Zuluft- und/oder Abluftanlage entsprechend ansteuert, so dass zu jeder Zeit der Zuluft-Volumenstrom kleiner als oder gleich groß wie der Abluft-Volumenstrom ist. Auf diese Weise kann ein in dem Raum 10 im Vergleich zum normalen Außenatmosphärendruck reduzierter Raumdruck eingestellt und/oder gehalten werden.
Wie auch bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Ausführungsform ist die Steuerung 14 ausgelegt, bei Bedarf das Ventil V1 entsprechend anzusteuern, um eine Fluidverbindung zwischen der Inertgasquelle 11a und dem Zufuhrrohrsystem 17a zu bilden, so dass in geregelter Weise der Raumatmosphäre das von der Inertgasquelle 11a bereitgestellte Inertgas (gasförmiges Löschmittel) zugeführt werden kann. Da es erforderlich ist, dass im Brandfall möglichst rasch der Sauerstoffgehalt in der Raumatmosphäre auf zumindest das Rückzündungsverhinderungsniveau abgesenkt wird, wird im Falle der Detektion einer Brandkenngröße die Zufuhr der als Frischluft zugeführten Zuluft eingestellt, und nur noch Löschmittel aus der Inertgasquelle 11a der Raumatmosphäre zugeführt. Im Vergleich zum Normalfall erhöht sich dabei der Zuluft-Volumenstrom erheblich, was - wenn kein Druckausgleich bzw. keine Druckkompensation vorgesehen wäre - zu einem Druckanstieg im Inneren des Raumes 10 führen würde.
Um dies zu verhindern, kommt bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 zum Einsatz, die das Volumen von zumindest einem Teil der aus der Raumatmosphäre abzuführenden Abluft komprimiert und in dem bereits erwähnten Hochdruckspeicherbehälter 20 zwischenspeichert. Der übrige Teil der aus der Raumatmosphäre abzuführenden Abluft wird von der Abluftanlage abgeführt.
Durch das Vorsehen der Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 ist es somit möglich, dass der Abluft-Volumenstrom auch dann mindestens gleich groß wie der Zuluft-Volumenstrom ist, wenn dem Raum 10 schlagartig Inertgas zugeführt wird und die Abluftanlage als solche nicht ausgelegt ist, einen hinreichend großen Abluft-Volumenstrom aus der Raumatmosphäre abzuführen.
Die Funktionsweise der bei der erfindungsgemäßen Lösung realisierten Druckentlastung bzw. Druckkompensation ist in dem in Fig. 3 dargestellten Flussdiagramm noch einmal schematisch dargestellt.
Die Druckentlastung bzw. Druckkompensation im Inneren des Raumes 10 wird initiiert, sobald gasförmiges Löschmittel von der Inertgasquelle 11a in den Schutzbereich eingeleitet wird (Schritt S1). Anschließend wird mit Hilfe der Druckmesseinrichtung 15 der Raumdruck p_x im Inneren des Raumes 10 erfasst und der erfasste Druckwert der Steuerung 14 zugeführt (Schritt S2). Im Anschluss daran wird von der Steuerung 14 ermittelt, ob der erfasste Druckwert p_x einen maximalen Grenzwert p_max erreicht, der frei vorgebbar und vorzugsweise in einem Speicher der Steuerung abgelegt ist (Schritt S3). Ist dies nicht der Fall (NEIN), geht das Ablaufdiagramm zurück zu dem zweiten Verfahrensschritt (Schritt S2), bei welchem der momentane Druck p_x im Inneren des Raumes 10 erfasst wird.
Wird hingegen im Verfahrensschritt S3 ermittelt, dass der erfasste Druckwert p_x den vorab festgelegten Grenzwert p_max erreicht (JA), wird von der Steuerung 14 ein geeignetes Ansteuersignal an die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 abgegeben (Schritt S4). Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 führt solange Abluft aus der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 ab, bis der Raumdruck p_x wieder einen Wert unterhalb des vorab festgelegten Grenzwertes p_max annimmt (Schritte S5 bis S7).
Wie bereits beschrieben, kann die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 entweder in Gestalt einer Abluftanlage ausgebildet sein, welche eine Ansaugeinrichtung 13a aufweist, mit der in geregelter Weise Abluft aus der (gasförmigen) Raumatmosphäre und aus dem Raumvolumen abgeführt wird. Denkbar ist es aber auch, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung 13 einen Kompressor 19 aufweist, um das für die Druckkompensation aus der Raumatmosphäre abzuführende Abluftvolumen zu komprimieren und somit eine Druckentlastung bereitzustellen.
Obwohl in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, kann es ggf. erforderlich sein, dass in dem Abluftrohrsystem 13b eine Filtereinrichtung vorgesehen ist, um die aus der Raumatmosphäre und aus dem Raumvolumen abgeführte Abluft entsprechend zu reinigen bzw. zu behandeln, bevor diese entweder wieder als Zuluft der Raumatmosphäre zugeführt oder als Abluft der Außenatmosphäre abgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf Feuerlöschanlagen beschränkt, die nur im Falle eines Brandes durch plötzliches Einleiten eines Löschgases in den umschlossenen Raum 10 eine Maßnahme zur Brandunterdrückung bereitstellen. Vielmehr ist es auch denkbar, die erfindungsgemäße Lösung zum Beispiel bei einer sogenannten zweistufigen Inertisierungsanlage einzusetzen, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 198 11 851 A1 beschrieben wird.
In solch einem Fall ist es bevorzugt, dass als verwendetes Löschmittel ein Inertgas oder ein Inertgasgemisch verwendet wird, dessen Brandunterdrückung oder Brandlöschung auf dem sogenannten Stickeffekt beruht.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung ferner eine Sauerstoffmesseinrichtung 19 zum Erfassen des Sauerstoffgehaltes in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes 10 aufweist. Diese Sauerstoffmesseinrichtung 19 ist - wie auch die Einrichtung 16 zum Erfassen von zumindest einer Brandkenngröße - vorzugsweise als aspirativ arbeitendes System ausgebildet. Zur Realisierung der Einrichtung 16 zum Erfassen einer Brandkenngröße und zur Realisierung der Sauerstoffmesseinrichtung 19 wäre es denkbar, ein und dasselbe aspirativ arbeitende System zu verwenden, wobei dann in der Detektionskammer des Systems zusätzlich zu dem Brandkenngrößen-Sensor auch ein Sauerstoffsensor bzw. Detektor zum Erfassen des Sauerstoffgehalts in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raums 10 angeordnet ist.
Wenn die erfindungsgemäße Lösung bei einer ein- oder mehrstufigen Inertisierungsanlage angewandt wird, ist es bevorzugt, dass die Inertgasquelle zusätzlich zu der Glasflaschenbatterie 11a eine Inertgaserzeugungsanlage 11b', 11b" aufweist (vgl. Fig. 1). Die Inertgaserzeugungsanlage 11b', 11b" umfasst einen Umgebungsluft-Kompressor 11b" und einen hiermit verbundenen Inertgasgenerator 11b'. Die Steuerung 14 sollte dabei ausgelegt sein, über entsprechende Steuersignale die Luftförderrate des Umgebungsluft-Kompressors 11b" zu steuern. Auf diese Weise kann mittels der Steuerung 14 die von der Inertgasanlage 11b', 11b" je Zeiteinheit bereitgestellte Inertgasmenge festgelegt werden.
Das von der Inertgasanlage 11b', 11b" bereitgestellte Inertgas wird in geregelter Weise über das Zufuhrrohrsystem 17a dem zu überwachenden Raum 10 zugeführt. Selbstverständlich können aber auch mehrere Schutzräume mit dem Zufuhrrohrsystem 17a verbunden sein. Im Einzelnen erfolgt die Zufuhr des mit der Inertgasanlage 11b bereitgestellten Inertgases über die Auslassdüsen 17b, die an geeigneter Stelle im Inneren des Raumes 10 angeordnet sind.
Bei dieser Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Lösung wird das Inertgas, in vorteilhafter Weise Stickstoff, vor Ort aus der Umgebungsluft gewonnen. Der Inertgasgenerator bzw. Stickstoffgenerator 11b' funktioniert beispielsweise nach der aus dem Stand der Technik bekannten Membran- oder PSA-Technik, um eine mit Stickstoff angereicherte Luft mit beispielsweise 90 Vol.-% bis 95 Vol.-% Stickstoffanteil zu erzeugen. Diese mit Stickstoff angereicherte Luft dient als Inertgas, welches dem Raum 10 über das Zufuhrrohrsystem 17a zugeführt wird. Die bei der Erzeugung des Inertgases anfallende, mit Sauerstoff angereicherte Luft wird über ein weiteres Rohrsystem nach außen abgeführt.
Im Einzelnen wäre es dabei denkbar, dass die Steuerung 14 abhängig von einem in die Steuerung 14 eingegebenen Inertisierungssignal die Inertgasanlage 11b', 11b" so ansteuert, dass die bereitgestellte und in den Raum 10 eingeführte Inertgasmenge einen Wert annimmt, der zum Einstellen und/oder zum Halten eines vorgegebenen Inertisierungsniveaus in dem Raum 10 geeignet ist. Die Auswahl des gewünschten Inertisierungsniveaus an der Steuerung 14 kann z.B. mit einem Schlüsselschalter oder passwortgeschützt an einem (nicht explizit dargestellten) Bedienteil erfolgen. Selbstverständlich ist hier aber auch denkbar, dass die Auswahl des Inertisierungsniveaus gemäß einem vorgegebenen Ereignisablauf erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die in den Figuren exemplarisch dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind Abänderungen der beschriebenen Merkmale denkbar, wie sie in den beiliegenden Patentansprüchen genannt sind.
Insbesondere ist es denkbar, als Inertgasquelle 11 nicht eine Gasflaschenbatterie außerhalb des umschlossenen Raumes 10 zu verwenden, sondern ein Hochdruckrohr im umschlossenen Raum 10 vorzusehen. In diesem Hochdruckrohr sollte zumindest ein Teil des bereitgestellten Löschmittels unter hohem Druck gelagert werden. Ferner sollte das Hochdruckrohr zumindest ein mit der Steuerung 14 ansteuerbares und zur Löschmittelzufuhreinrichtung 17 gehörendes Auslassventil aufweisen.

Claims

Inertisierungsverfahren zur Brandverhütung und Brandlöschung in einem umschlossenen Raum (10), insbesondere Laborraum, wobei der Raumatmosphäre in geregelter Weise Frischluft als Zuluft zugeführt und aus der Raumatmosphäre in geregelter Weise Abluft abgeführt wird, und wobei im Falle eines Brandes oder zur Vermeidung eines Brandes der Raumatmosphäre ein unter normal Bedingungen gasförmiges Löschmittel als Zuluft zugeführt wird, wobei in dem Raum (10) ein im Vergleich zum normalen Atmosphärendruck reduzierter Raumdruck (p_x) eingestellt und/oder gehalten wird, indem zu jeder Zeit der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft kleiner als oder gleich groß wie der Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft ist,
wobei kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen die Differenz zwischen dem in dem Raum herrschenden Raumdruck und dem Luftdruck der Umgebungsluft ermittelt und mit einem vorgebbaren Wert verglichen wird, und wobei der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft und der Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft in Abhängigkeit von dem Vergleich geregelt werden, wobei der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft gleich groß wie der Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft ist, wenn die ermittelte Differenz zwischen dem Raumdruck (p_x) und dem Luftdruck der Umgebungsluft dem vorgegebenen Wert entspricht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die jeweiligen Volumenströme der als Zuluft zugeführten Frischluft, der abgeführten Abluft und des im Brandfall oder zur Brandvermeidung als Zuluft zugeführten Löschmittels gemessen werden, und dass die jeweiligen Volumenströme so geregelt werden, dass zu jeder Zeit die Differenz zwischen dem Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft und dem Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft einen konstanten vorab festlegbaren Wert annimmt,
wobei der Raum (10) vorzugsweise eine gas- und aerosoldichte Raumhülle aufweist, und wobei der konstante vorab festlegbare Wert vorzugsweise Null ist; und dass
in einem Fall, wenn Löschmittel als Zuluft zugeführt wird, zumindest ein Teil der aus der Raumatmosphäre abzuführenden Abluft mit Hilfe eines im Inneren des umschlossenen Raumes (10) angeordneten Kompressors (19) komprimiert wird, wobei das Ansaugvolumen des Kompressors (19) größer als oder gleich groß wie der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft ist, und wobei vorzugsweise die aus der Raumatmosphäre abgeführte und mit Hilfe des Kompressors (19) komprimierte Abluft in komprimierter Form in einem im Inneren des umschlossenen Raumes (10) angeordneten Hochdruckspeicherbehälter (20) zwischengespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem zumindest ein Teil der mit Hilfe des Kompressors (19) komprimierten Abluft nach einer Luftbehandlung, insbesondere Filterung und/oder Sterilisation, nach außen abgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft kleiner als der Volumenstrom der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft ist, wenn die ermittelte Differenz zwischen dem Raumdruck (p_x) und dem Luftdruck der Umgebungsluft kleiner als der vorgegebene Wert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Differenz zwischen dem Raumdruck (p_x) und dem Luftdruck der Umgebungsluft ermittelt wird, indem der Druck (p_x) in dem Raum und der Luftdruck der Umgebungsluft gemessen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen in der Raumatmosphäre zumindest eine Brandkenngröße gemessen wird, und bei welchem im Falle der Detektion einer Brandkenngröße als Zuluft das Löschmittel der Raumatmosphäre zugeführt wird; und
bei welchem im Falle der Detektion einer Brandkenngröße vorzugsweise die Zufuhr der im Normalfall als Frischluft zugeführten Zuluft eingestellt wird, oder bei welchem der Volumenstrom des im Falle der Detektion einer Brandkenngröβe der Raumatmosphäre zugeführten Löschmittels vorzugsweise größer als der Volumenstrom der im Normalfall der Raumatmosphäre zugeführten Frischluft ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zur Brandvermeidung der Raumatmosphäre sowohl Frischluft als auch Löschmittel als Zuluft zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem in der Raumatmosphäre kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen die Löschmittelkonzentration in der Raumatmosphäre ermittelt wird, und bei welchem der Volumenstrom des zur Brandvermeidung der Raumatmosphäre zugeführten Löschmittels in Abhängigkeit von der ermittelten Löschmittelkonzentration derart geregelt wird, dass in der Raumatmosphäre eine vorab festlegbare Löschmittelkonzentration eingestellt und/oder gehalten wird; und
bei welchem das Löschmittel vorzugsweise ein Inertgas oder ein Inertgasgemisch ist, und bei welchem die Löschmittelkonzentration in der Raumatmosphäre durch Messung des Sauerstoffgehaltes vorzugsweise indirekt ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem der Volumenstrom eines zur Brandvermeidung der Raumatmosphäre zugeführten Inertgases oder Inertgasgemisches derart geregelt wird, dass in der Raumatmosphäre ein oberhalb eines für den Raum (10) charakteristischen Rückzündungsverhinderungsniveau liegendes Grundinertisierungsniveau eingestellt und gehalten wird, und bei welchem im Falle eines Brandes der Volumenstrom des der Raumatmosphäre zugeführten Inertgases oder Inertgasgemisches derart geregelt wird, dass ein auf oder unterhalb des für den Raum (10) charakteristischen Rückzündungsverhinderungsniveau liegendes Vollinertisierungsniveau eingestellt und gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen die Qualität der Raumluft ermittelt wird, und bei welchem der Volumenstrom der der Raumatmosphäre als Zuluft zugeführten Frischluft in Abhängigkeit von der ermittelten Qualität der Raumluft geregelt wird; und
bei welchem vorzugsweise die Qualität der Raumluft indirekt durch Messung des CO₂ -Gehaltes in der Raumatmosphäre ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zumindest ein Teil der aus der Raumatmosphäre abgeführten Abluft nach einer Luftbehandlung wieder als Frischluft der Raumatmosphäre zugeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung (11) aufweist zum Bereitstellen eines unter Normalbedingung gasförmigen Löschmittels und zum plötzlichen Einleiten des gasförmigen Löschmittels in die Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes (10), wenn erfasst wird, dass in dem umschlossenen Raum (10) ein Brand ausgebrochen ist,
wobei die Vorrichtung eine Druckentlastungseinrichtung (12) mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung (13) und eine Steuerung (14) aufweist, wobei die Steuerung (14) ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes (10) herrschenden Druck (p_x) die Unterdruckerzeugungseinrichtung (13) derart anzusteuern, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Druck (p_x) einen vorgebbaren maximalen Druckwert (p_max) nicht überschreitet, und
wobei die Vorrichtung ferner eine Druckmesseinrichtung (15) zum Erfassen des physikalischen Druckes des in der Raumatmosphäre vorhandenen Gases aufweist, wobei die Druckmesseinrichtung (15) ausgelegt ist, kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeiten und/oder Ereignissen den momentanen Raumdruck (p_x) messen und die Messwerte der Steuerung (14) zuzuführen, wobei die Steuerung (14) ausgelegt ist, auf Grundlage des momentanen Druckwertes (p_x) die Unterdruckerzeugungseinrichtung (13) entsprechend anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterdruckerzeugungseinrichtung (13) einen Kompressor (19) zum Komprimieren von zumindest einem Teil der aus der Raumatmosphäre abzuführenden Abluft und einen Hochdruckspeicherbehälter (20) zum Zwischenspeichern der mit Hilfe des Kompressors (19) komprimierten Abluft aufweist, und dass eine Branderkennungseinrichtung (16) vorgesehen ist, um kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeiten und/oder Ereignissen in der Raumatmosphäre zumindest eine Brandkenngröße zu messen und entsprechende Signale an die Steuerung (14) abzugeben, wobei die Steuerung (14) ausgelegt ist, eine Löschmittelzufuhreinrichtung (17) derart anzusteuern, dass im Falle der Detektion einer Brandkenngröße als Zuluft das Löschmittel der Raumatmosphäre zugeführt wird wobei der Kompressor (19) und der Hochdruckspeicherbehälter (20) im Inneren des umschlossenen Raumes (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerung (14) ferner ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem in der Raumatmosphäre des umschlossenen Raumes (10) herrschenden Druck (p_x) die Unterdruckerzeugungseinrichtung (13) derart anzusteuern, dass der in der Raumatmosphäre herrschende Raumdruck (p_x) einen vorgebbaren minimalen Druckwert (p_min) nicht unterschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Kompressor (19) von der Steuerung (14) derart ansteuerbar ist, dass das Ansaugvolumen des Kompressors (19) größer als oder gleich groß wie der Volumenstrom der der Raumatmosphäre insgesamt als Frischluft und/oder als Löschmittel zugeführten Zuluft ist.