EP3803222A1 - Verfahren zum belüften und/oder entrauchen eines gebäudes und lüfteraufsatz zur optimierung der mischungsventilation - Google Patents

Verfahren zum belüften und/oder entrauchen eines gebäudes und lüfteraufsatz zur optimierung der mischungsventilation

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EP3803222A1
EP3803222A1 EP19731895.9A EP19731895A EP3803222A1 EP 3803222 A1 EP3803222 A1 EP 3803222A1 EP 19731895 A EP19731895 A EP 19731895A EP 3803222 A1 EP3803222 A1 EP 3803222A1
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EP
European Patent Office
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fan
building
air opening
air
diameter
Prior art date
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Application number
EP19731895.9A
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Inventor
Felix Müller
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Individual
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Publication date
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/33—Responding to malfunctions or emergencies to fire, excessive heat or smoke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/52—Outlet

Definitions

  • the present invention relates to a method for ventilating and / or extracting smoke from a building and to a fan attachment for optimizing the mixture ventilation.
  • DE 20 2016 101 527 U1 relates to a system for ventilating and / or extracting smoke from a stairwell in a building section with a multiple storey of a building directly adjacent to the stairwell with an elevator car vertically movable therein, the stairwell and the elevator shaft in a common fire section of the building Building.
  • DE 20 2016 101 525 U1 relates to a system for ventilating and / or extracting smoke from a separate one, in particular with separate ones located in different elevator levels
  • the object of the present invention was therefore to provide a more efficient method for ventilating and / or extracting smoke from a building using mobile fans.
  • This object is achieved according to the invention by a method for ventilating and / or extracting smoke from a building with at least one supply air opening (1) and at least one exhaust air opening (2), a free one between the supply air opening (1) and the exhaust air opening (2)
  • a ventilation duct (3) so that an air flow can form between the supply air opening (1) and the exhaust air opening (2), characterized in that at least one first fan (L1) within the building at a distance of a maximum of 4 meters from the supply air opening (1 ) is positioned, and its fan jet forms an angle a between 30 ° and 60 ° to the base of the building, which conveys fresh air entering from outside through the supply air opening (1) under the roof structure; that at least one second fan (L2), which is positioned within the building at a distance b of 2 to 6 meters from the exhaust air opening (2) and whose fan jet forms an angle ⁇ of no more than 30 ° to the base of the building, air and / or smoke is conveyed out of the building through the exhaust air opening (2); and that at least one third fan (L3), which is positioned at a distance c of 2 to 6 meters from the second fan (L2) within the building, between the first fan (L1) and second fan (L2), and whose fan jet forms an angle g forms no more than 30
  • the distance a is at most 3 meters, preferably at most 2 meters, particularly preferably at most 1 meter.
  • the angle a is between 35 ° and 55 °, preferably between 40 ° and 50 °, particularly preferably 45 °.
  • the distance b is between 2.5 meters and 5.5 meters, preferably between 3 meters and 5 meters, particularly preferably between 3.5 meters and 4.5 meters.
  • the angle ⁇ is not more than 25 °, preferably not more than 20 °, particularly preferably not more than 15 °.
  • the distance c is between 2.5 meters and 5.5 meters, preferably between 3 meters and 5 meters, particularly preferably between 3.5 meters and 4.5 meters.
  • the angle g is not more than 25 °, preferably not more than 20 °, particularly preferably not more than 15 °.
  • the idea behind the method according to the invention is the active introduction of fresh air into the thermally prepared smoke gas layers in order to cool them down and to let them sink (so-called mixture ventilation). This is done by positioning a first one
  • Fire-fighting ventilator (L1) in the interior of the object for example approximately 3 m away from the supply air opening (1), which, for example, promotes a fresh air flow under the ceiling at an angle of approximately 45 °.
  • Exhaust air opening (2) positioned.
  • the second fan (L2) in this method is positioned, for example, at a distance of approximately 5 m from the exhaust air opening (2) and aligned with the lower half of this opening. As a result, the entire jet up to the exhaust air opening (2)
  • the remaining third fan (L3) is set up, for example, at a further 2 m to 5 m from the second fan (L2), so that it promotes the sinking fire smoke in the depth of the room to the expelling fan (L2).
  • the distance to be selected between fans two (L2) and three (L3) can be selected based on the depth of the building, but should not be more than 5 m away, otherwise the effect of the air jet from the third to the second fan (L2) increases becomes low.
  • the effective volume flow which is generated by the method according to the invention is slightly more than twice as high as in a method which has hitherto been regarded as prior art.
  • the method of mixing ventilation has a positive effect on the temperature reduction under the roof structure within the building. Damage to the supporting structure of the structure in this area due to thermal effects can thus be minimized.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the structure of the invention
  • a fan attachment was designed for this purpose, which is advantageously placed on fan L1.
  • the outlet area is enlarged and the individual jets are expanded in a fan-like manner.
  • the fan jet in the form of the flow needle is deflected by the attachment at a distance of approximately 1 m. This results in a uniformly high fan at full speed
  • a 1.5-fold enlargement of the outlet area of the fan can be achieved on the surface of the fan attachment.
  • the colder fresh air is introduced into the flue gas layer under the building ceiling over a larger area with a constant high volume flow. This leads to more effective cooling and
  • the subject of the present invention is thus also an attachment for a fan comprising a circular-cylindrical slip body comprising a circular-cylindrical slip body (4) with a diameter d and a width e and a circular-conical air body (5) with a diameter f and one connected to it
  • the diameter d is 500 mm
  • the width e is 200 mm
  • the diameter f is 1250 mm
  • the surface line g is 650 mm
  • the diameter h is 100 mm.
  • the fan attachment is an add-on part for a fire-fighting ventilator, which in appearance resembles a large shower attachment of a watering can.
  • the attachment is made by overturning and fixing the attachment, for example with a tensioning device (6) on the housing of the fan wheel, so that no attachments or conversions have to be made for use on the fire service fan used.
  • the slip body (4) is made, for example, of a tear-resistant nylon fabric and has a width e of, for example, 200 mm.
  • the radius of the opening is based on the model size for the respective fan size on which the fan attachment is to be used and can be found in the following dimension table. From those thereto,
  • a clamping device (6) is mounted on the outside of the everting body (4) at a distance of, for example, 50 mm from the edge.
  • the tensioning device (6) is firmly sewn onto the everting body (4) while the belt is kept movable in its correct position by loops.
  • the strap end is sewn together in several layers, on the one hand as a handle for
  • the air body (5) of the attachment according to the invention is, for example, from a
  • a fiberglass rod for example, can be sewn into the air body (5) all around the exit surface. This is elastic and flexible, so that the fan attachment according to the invention can be folded up for storage in a transport bag.
  • the air outlet openings are arranged on the outlet surface.
  • the radius and the number of openings depend on the size of the model and can be found in the dimension table. Dimensions deviating from the models there for use in connection with other fan sizes result from the design features of the fan attachment according to the invention.
  • a body loop (7) is attached to the air body (5) on the edge of the outlet surface, which should facilitate the attachment of the fan attachment according to the invention and is intended to hold up the air body (5) when positioning the fan in use.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the structure of the invention
  • Figure 3 shows a schematic representation of the structure of the invention
  • a circular bag for example made of nylon fabric, can be provided, which holds the one or two folds
  • the previous design of the portable fire brigade fans does not provide for a 45 ° angle inclined upwards. Therefore, the fans have to be manually tilted backwards and placed on a support.
  • a tripod can be used as an accessory.
  • Table 1 Flow velocities, effective volume flows and air exchange rates
  • Figure 4 shows the CC output at the exhaust air opening in parts per million (ppm). Here is the continuous and highly concentrated output of C0 2 at
  • Figures 5 - 8 show the CO 2 reduction within the object, measured over different heights in ppm.
  • the diagrams show the measurement results of the C0 2 measuring points from 4.2 - 7.0 meters high.
  • pollutant degradation takes place passively at this height. This means that there is no immediate degradation via the air jet, but rather via the progressive air change in the object. So this happens with a time delay over the height, especially on the graphs of the
  • Measuring points do not drop the concentration as quickly as in the lower regions. This is due to the fact that smoke gases are of course also conveyed under the hall ceiling of the property with the fresh air jet. The short dwell time of the pollutants under the hall ceiling, resulting from the constant flow in the ceiling area, is not visible in these diagrams. This means that they are always on the move and therefore no deposit can be expected due to the length of their stay. This is better illustrated by Figures 9 - 13, which show the percentage of pollutant degradation.
  • Figures 14-23 show the temperature reduction within the object, measured over different heights in degrees Celsius.
  • FIGS. 24-33 show the temperature reduction within the object, measured over various heights in percent and taking into account the starting temperature TO in the test object before the start of the test. With the percentages, the effect of the ceiling fan is very clear in the diagrams. This results from the active introduction of cold fresh air into the thermally conditioned flue gas layer and the associated cooling.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes mit mindestens einer Zuluftöffnung (1) und mindestens einer Abluftöffnung (2), wobei zwischen Zuluftöffnung und Abluftöffnung ein freier Ventilationskanal (3) besteht, so dass sich zwischen Zuluftöffnung und Abluftöffnung ein Luftstrom ausbilden kann, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Lüfter (L1) innerhalb des Gebäudes, im Abstand a von höchstens 4 Metern von der Zuluftöffnung positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel α zwischen 30 ° und 60 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, der von außen durch die Zuluftöffnung eintretende Frischluft unter die Dachkonstruktion befördert; mindestens ein zweiter Lüfter (L2), der innerhalb des Gebäudes im Abstand b von 2 bis 6 Metern von der Abluftöffnung positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel ß von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude durch die Abluftöffnung nach außen befördert; und mindestens ein dritter Lüfter (L3), der im Abstand c von 2 bis 6 Metern vom zweiten Lüfter (L2) innerhalb des Gebäudes, zwischen erstem Lüfter (L1) und zweitem Lüfter (L2) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel γ von nicht mehr als 30° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude zum zweiten Lüfter transportiert. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Aufsatz für einen Lüfter umfassend einen kreiszylinderförmigen Stülpkörper (4) mit einem Durchmesser d und einer Breite e sowie einen mit diesem verbundenen kreiskegelförmigen Luftkörper (5) mit einem Durchmesser f und einer Mantellinie g, wobei der Luftkörper (5) an der von dem Stülpkörper (4) abgewandten Seite mit einer kreisrunden Austrittsfläche mit einem Durchmesser f abgeschlossen ist, und wobei die Austrittsfläche mehrere kreisrunde Öffnungen mit einem Durchmesser h aufweist.

Description

Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes
und Lüfteraufsatz zur Optimierung der Mischungsventilation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes sowie einen Lüfteraufsatz zur Optimierung der Mischungsventilation.
Infolge von Schadenfeuern entsteht eine große Menge an Brandrauch, der sowohl schädlich für den menschlichen Organismus als auch für den Baukörper des Brandobjektes ist. Im Anschluss an die Brandbekämpfung von Schadenfeuern ist es auch die Aufgabe von Feuerwehren, die betroffenen Gebäude von Brandrauch zu befreien. Hierzu werden mobile Ventilatoren, entweder mit hydraulischem Antrieb, mit Elektro- oder Verbrennungsmotor verwendet, um im Objekt eine Strömung herzustellen. An einer definierten Öffnung, der Zuluftöffnung, wird der Ventilator außerhalb des Objektes positioniert und bläst Frischluft in das Objekt ein. So wird der Brandrauch zu einer weiteren Öffnung, der so genannten Abluftöffnung, beschleunigt und aus dem Gebäude gefördert. Dieses Verfahren wird als Druckventilation bezeichnet und bildet die Grundlage für das standardmäßige taktische Vorgehen von Feuerwehren.
Bei großvolumigen Objekten, wie beispielsweise Lagerhallen, müssen jedoch sehr große Luftvolumina gefördert werden, um eine effektive Entrauchung erzielen zu können. Hier stoßen die portablen Ventilatoren mit ihrer Leistungsfähigkeit an ihre Grenzen, so dass auf spezielle Großventilatoren auf eigenen Fahrgestellen zurückgegriffen werden muss.
DE 20 2016 101 527 U1 betrifft ein System zum Belüften und/oder Entrauchen eines in einem Gebäudeabschnitt mit einem mehrere Stockwerke eines Gebäudes verbindenden Treppenhaus unmittelbar an das Treppenhaus angrenzenden Aufzugsschachts mit darin vertikal verfahrbarer Aufzugskabine, wobei das Treppenhaus und der Aufzugsschacht in einem gemeinsamen Brandabschnitt des Gebäudes liegen. DE 20 2016 101 525 U1 betrifft ein System zum Belüften und/oder Entrauchen eines, insbesondere mit in unterschiedlichen Aufzugsebenen liegenden, getrennten
Brandabschnitten eines Gebäudes in Verbindung stehenden, Aufzugsschachts, der durch vertikale Schachtwände begrenzt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein leistungsfähigeres Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes unter Verwendung mobiler Ventilatoren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes mit mindestens einer Zuluftöffnung (1) und mindestens einer Abluftöffnung (2), wobei zwischen Zuluftöffnung (1) und Abluftöffnung (2) ein freier
Ventilationskanal (3) besteht, so dass sich zwischen Zuluftöffnung (1 ) und Abluftöffnung (2) ein Luftstrom ausbilden kann, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Lüfter (L1) innerhalb des Gebäudes im Abstand a von höchstens 4 Metern von der Zuluftöffnung (1 ) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel a zwischen 30° und 60° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, der von außen durch die Zuluftöffnung (1 ) eintretende Frischluft unter die Dachkonstruktion befördert; dass mindestens ein zweiter Lüfter (L2), der innerhalb des Gebäudes im Abstand b von 2 bis 6 Metern von der Abluftöffnung (2) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel ß von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude durch die Abluftöffnung (2) nach außen befördert; und dass mindestens ein dritter Lüfter (L3), der im Abstand c von 2 bis 6 Metern vom zweiten Lüfter (L2) innerhalb des Gebäudes, zwischen erstem Lüfter (L1 ) und zweitem Lüfter (L2) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel g von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude zum zweiten Lüfter (L2) transportiert.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Abstand a höchstens 3 Meter, bevorzugt höchstens 2 Meter, besonders bevorzugt höchstens 1 Meter.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Winkel a zwischen 35 ° und 55 °, bevorzugt zwischen 40 ° und 50 °, besonders bevorzugt 45 °.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Abstand b zwischen 2,5 Meter und 5,5 Meter, bevorzugt zwischen 3 Meter und 5 Meter, besonders bevorzugt zwischen 3,5 Meter und 4,5 Meter. In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Winkel ß nicht mehr als 25 °, bevorzugt nicht mehr als 20 °, besonders bevorzugt nicht mehr als 15 °.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Abstand c zwischen 2,5 Meter und 5,5 Meter, bevorzugt zwischen 3 Meter und 5 Meter, besonders bevorzugt zwischen 3,5 Meter und 4,5 Meter.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt der Winkel g nicht mehr als 25 °, bevorzugt nicht mehr als 20 °, besonders bevorzugt nicht mehr als 15 °.
Basierend auf der Annahme, dass bei dem Brand einer Lagerhalle aufgrund der Alarm- und Ausrückeordnung der zuständigen Feuerwehr im Allgemeinen von der Anwesenheit von mindestens drei Löschgruppenfahrzeugen mit jeweils einem portablen Feuerwehrlüfter ausgegangen werden kann, wurde das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung mit mindestens drei portablen Lüftern entwickelt.
Die Idee hinter dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das aktive Einbringen von Frischluft in die thermisch aufbereiteten Rauchgasschichten, um diese abzukühlen und absinken zu lassen (sog. Mischungsventilation). Dies wird durch die Positionierung eines ersten
Feuerwehrlüfters (L1 ) im Inneren des Objektes in beispielsweise circa 3 m Entfernung von der Zuluftöffnung (1 ) gewährleistet, der um beispielsweise circa 45 ° nach oben geneigt einen Frischluftstrom unter die Decke fördert. Die weiteren zwei vorhandenen
Feuerwehrlüfter werden zum Austreiben des absinkenden Brandrauches an der
Abluftöffnung (2) positioniert. Der zweite Lüfter (L2) in diesem Verfahren wird beispielsweise in circa 5 m Entfernung von der Abluftöffnung (2) positioniert und auf die untere Hälfte dieser Öffnung ausgerichtet. Dadurch wird im gesamten Strahl bis zur Abluftöffnung (2) die
Einmischung von Rauchgasen an der oberen Grenzschicht des Freistrahles des Lüfters gewährleistet. Der übrige dritte Lüfter (L3) wird beispielsweise in weiteren 2 m bis 5 m Entfernung zum zweiten Lüfter (L2) aufgestellt, so dass er den absinkenden Brandrauch in der Tiefe des Raumes zum austreibenden Lüfter (L2) fördert.
Der zu wählende Abstand zwischen den Lüftern zwei (L2) und drei (L3) kann anhand der Tiefe des Gebäudes gewählt werden, sollte jedoch nicht weiter als 5 m entfernt sein, da sonst die Wirkung des Luftstrahles des dritten zum zweiten Lüfter (L2) zu gering wird. Bei Versuchen konnten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren folgende technische Vorteile anhand von Messergebnissen belegt werden:
Der effektive Volumenstrom, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt wird, ist etwas mehr als doppelt so hoch als bei einem Verfahren, welches bisher als Stand der Technik angesehen wird. Das Verfahren der Mischungsventilation wirkt sich positiv auf den Temperaturabbau unter der Dachkonstruktion innerhalb des Baukörpers aus. Somit können Schäden auf die Tragkonstruktion des Bauwerkes in diesem Bereich infolge thermischer Einwirkung minimiert werden.
Außerdem findet unmittelbar nach Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ein aktiver Schadstoffabbau in diesem Bereich statt. Hierdurch können bei einem realen
Schadensereignis Folgeschäden, entstehend durch Ablagerungen von Brandfolgeprodukten, am Baukörper minimiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figur 1 näher beschrieben. Hierzu dient auch die nachfolgende Bezugszeichenliste.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen
Verfahrens der Mischungsventilation in Seitenansicht.
Bezugszeichenliste zu Figur 1
Das erfindungsgemäße Verfahren alleine zeigt zwar schon die beschriebenen positiven Effekte. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es aber auch, das erfindungsgemäße Verfahren noch weiter zu optimieren.
Hierzu wurde ein Lüfteraufsatz konzipiert, der in vorteilhafter weise auf den Lüfter L1 aufgesetzt wird. Durch die Verwendung des Lüfteraufsatzes werden die Austrittsfläche vergrößert und die einzelnen Strahlen fächerartig aufgeweitet. Zudem wird der Lüfterstrahl in Form der Strömungsnadel im Abstand von circa 1 m Entfernung durch den Aufsatz abgelenkt. Daraus resultiert bei voller Drehzahl des Lüfters ein gleichmäßig hoher
Volumenstrom über mehrere einzelne Strahlen bei niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit.
Erfindungsgemäß kann die 1 ,5-fache Vergrößerung der Austrittsfläche des Lüfters an der Oberfläche des Lüfteraufsatzes erzielt werden. Dadurch wird auf eine größere Fläche bei konstant hohem Volumenstrom die kältere Frischluft in die Rauchgasschicht unter der Gebäudedecke eingebracht. Dies führt zu einer effektiveren Kühlung und
Strömungserzeugung unter der Dachkonstruktion.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Aufsatz für einen Lüfter umfassend einen kreiszylinderförmigen Stülpkörper umfassend einen kreiszylinderförmigen Stülpkörper (4) mit einem Durchmesser d und einer Breite e sowie einen mit diesem verbundenen kreiskegelförmigen Luftkörper (5) mit einem Durchmesser f und einer
Mantellinie g, wobei der Luftkörper (5) an der von dem Stülpkörper (4) abgewandten Seite mit einer kreisrunden Austrittsfläche mit einem Durchmesser f abgeschlossen ist, und wobei die Austrittsfläche mehrere kreisrunde Öffnungen mit einem Durchmesser h aufweist.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufsatzes beträgt der Durchmesser d 500 mm, die Breite e 200 mm, der Durchmesser f 1250 mm, die Mantellinie g 650 mm und der Durchmesser h 100 mm. In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufsatzes beträgt der
Durchmesser d 580 mm, die Breite e 200 mm, der Durchmesser f 1400 mm, die Mantellinie g 700 mm und der Durchmesser h 120 mm. In weiteren alternativen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Aufsatzes unter
Verwendung anderer Lüftergrößen und der damit verbundenen Anpassung des
Durchmessers d ergeben sich aus den konstruktiven Merkmalen des Lüfteraufsatzes die entsprechenden übrigen Werte. Bei dem Lüfteraufsatz handelt es sich um ein Anbauteil für einen Feuerwehrlüfter, welches im Aussehen einem großen Brauseaufsatz einer Gießkanne ähnelt. Der Anbau erfolgt durch das Überstulpen und Fixieren des Aufsatzes beispielsweise mit einer Spannvorrichtung (6) am Gehäuse des Lüfterrades, so dass am verwendeten Feuerwehrventilator keine An- oder Umbauten für eine Verwendung erfolgen müssen.
Der Stülpkörper (4) ist beispielsweise aus einem reißfesten Nylon-Gewebe gefertigt und hat eine Breite e von beispielsweise 200 mm. Der Radius der Öffnung orientiert sich an der Modellgröße für die jeweilige Lüftergröße, an dem der Lüfteraufsatz verwendet werden soll und kann aus der nachfolgenden Maßtabelle entnommen werden. Von den dortigen
Modellen abweichende Maße zur Verwendung im Zusammenhang mit anderen Lüftergrößen ergeben sich aus den konstruktiven Merkmalen des Lüfteraufsatzes.
Maßtabelle
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes ist außen auf dem Stülpkörper (4) eine Spannvorrichtung (6) im Abstand von beispielsweise 50 mm vom Rand angebracht. Die Spannvorrichtung (6) ist fest am Stülpkörper (4) angenäht, während der Gurt umlaufend durch Schlaufen beweglich in seiner korrekten Position gehalten wird. Das Gurtende ist in mehreren Lagen zusammengenäht, um zum einen als Griff zum
Festziehen des Gurtes bei der Anlage des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes zu dienen. Zum anderen verhindert es das Herausrutschen des Gurtes aus der Spannvorrichtung (6).
Der Luftkörper (5) des erfindungsgemäßen Aufsatzes wird beispielsweise aus einem
Polyester-Gewebe gefertigt, welches beim Bau von Lenkdrachen zum Einsatz kommt. Vom Stülpkörper (4) aus weitet sich der Öffnungsdurchmesser beispielsweise im 35“-Winkel bis zum erforderlichen Maß der Austrittsfläche auf. Die entsprechenden Maße für das jeweilige Modell sind der Maßtabelle zu entnehmen. Von den dortigen Modellen abweichende Maße zur Verwendung im Zusammenhang mit anderen Lüftergrößen ergeben sich aus den konstruktiven Merkmalen des Lüfteraufsatzes.
Um ein Flattern oder Zusammenfallen des Luftkörpers (5) zu verhindern, kann umlaufend um die Austrittsfläche beispielsweise eine Fiberglas-Stange in den Luftkörper (5) eingenäht sein. Diese ist elastisch und biegsam, so dass ein Zusammenfalten des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes für die Unterbringung in einer Transporttasche möglich ist.
Auf der Austrittsfläche verteilt sind die Luftaustrittsöffnungen angeordnet. Der Radius und die Anzahl der Öffnungen richten sich nach der jeweiligen Größe des Modells und kann entsprechend aus der Maßtabelle entnommen werden. Von den dortigen Modellen abweichende Maße zur Verwendung im Zusammenhang mit anderen Lüftergrößen ergeben sich aus den konstruktiven Merkmalen des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes.
Auf der Höhe der Rundung, an der die Spannvorrichtung (6) des Spanngurtes auf dem Stülpkörper (4) vernäht ist, wird in einer bevorzugten Ausgestaltung des Lüfters am
Luftkörper (5) an der Kante zur Austrittsfläche eine Griffschlaufe (7) angebracht, die das Anbringen des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes erleichtern soll und zum Hochhalten des Luftkörpers (5) bei der Positionierung des Ventilators im Einsatzfall dienen soll.
Der erfindungsgemäße Lüfteraufsatz wird anhand der Figuren 2 und 3 näher beschrieben. Hierzu dient auch die nachfolgende Bezugszeichenliste.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen
Lüfteraufsatzes in Seitenansicht. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen
Lüfteraufsatzes in Frontansicht.
Bezugszeichenliste zu Figuren 2 und 3
Für den Transport und die platzsparende Lagerung des erfindungsgemäßen Lüfteraufsatzes auf einem Feuerwehrfahrzeug kann eine kreisförmige Tasche beispielsweise aus Nylon- Gewebe vorgesehen werden, die zur Aufnahme des ein- oder zweimal gefalteten
Lüfteraufsatzes geeignet ist.
Die bisherige Bauform der portablen Feuerwehrventilatoren sieht keine Positionierung im 45°-Winkel nach oben geneigt vor. Daher müssen die Lüfter manuell nach hinten gekippt werden und auf eine Auflage gelegt werden. Hierzu kann ein Stativ als Zubehör verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden experimentellen Daten näher erläutert.
Es wurden Messwerte zum Volumenstrom, zur Strömungsrichtung, Temperatur und
Schadstoffabbau erhoben. Die Beurteilung des Schadstoffabbaus erfolgte durch die
Messung von C02 als Referenzgas. In den nachfolgenden Versuchen wurden die benötigten Zeiten der verschiedenen Verfahren zur Entrauchung ermittelt und verglichen.
Die Messergebnisse werden im Folgenden mit Hilfe von Tabellen und Diagrammen erläutert. Tabelle 1 : Strömungsgeschwindigkeiten, effektive Volumenströme und Luftwechselraten
Figur 4 zeigt den CC Ausstoß an der Abluftöffnung in parts per million (ppm). Hier ist deutlich der kontinuierliche und hoch konzentrierte Ausstoß von C02 bei der
Mischungsventilation zu erkennen. Dies spricht dafür, dass bei diesem Verfahren aktiv Schadstoffe während der Ventilationsmaßnahme aus dem Objekt abgeführt werden.
Figuren 5 - 8 zeigen den C02-Abbau innerhalb des Objektes, gemessen über verschiedene Höhen in ppm. Die Diagramme zeigen die Messergebnisse der C02-Messstellen von 4,2 - 7,0 Metern Höhe. Bei den Druckbelüftungsverfahren findet der Schadstoffabbau in diesem Höhenbereich passiv statt. Dies bedeutet, dass hier nicht unmittelbar ein Abbau über den Luftstrahl, sondern über den fortschreitenden Luftwechsel im Objekt stattfindet. Somit geschieht dies zeitlich verzögert über die Höhe, wie vor allem an den Graphen der
Druckventilation mit portablen Lüftern zu erkennen ist. Bei der Mischungsventilation wird aktiv durch den Deckenlüfter Frischluft in die höher gelegenen Rauchgasschichten eingebracht, was zu einem zügigerem Schadstoffabbau führt. An den zwei oberen
Messstellen findet der Abfall der Konzentration nicht so zügig statt wie in den tieferen Lagen. Dies ist bedingt durch die Tatsache, dass selbstverständlich auch Rauchgase mit dem Frischluftstrahl unter die Hallendecke des Objektes gefördert werden. Nicht sichtbar in diesen Diagrammen ist die kurze Verweildauer der Schadstoffe unter der Hallendecke, resultierend aus der konstanten Strömung im Deckenbereich. Dies bedeutet, dass sie immer in Bewegung sind und daher nicht von einer Ablagerung aufgrund zu langer Aufenthaltsdauer auszugehen ist. Dies verdeutlichen besser die Figuren 9 - 13, die den Schadstoffabbau in Prozent wiedergeben.
Figuren 14 - 23 zeigen den Temperaturabbau innerhalb des Objektes, gemessen über verschiedene Höhen in Grad Celsius.
Figuren 24 - 33 zeigen den Temperaturabbau innerhalb des Objektes, gemessen über verschiedene Höhen in Prozent und unter Berücksichtigung der Ausgangstemperatur TO im Versuchsobjekt vor Versuchsbeginn. Bei den prozentuellen Angaben wird in den Diagrammen der Effekt des Deckenlüfters sehr deutlich. Dieser resultiert aus dem aktiven Einbringen von kalter Frischluft in die thermisch aufbereitete Rauchgasschicht und der damit verbundenen Kühlung.
An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass es im Verlauf der durchgeführten Versuche mit dem Verfahren der Mischungsventilation zehn Minuten nach Beginn der Ventilation zu einem temporären Ausfall des Deckenlüfters kam. Das dadurch resultierende Ausbleiben des Frischluftstromes als Kühlmedium ist in den Diagrammen mit einem deutlichen Abflachen, teilweise sogar Ansteigen des Graphen zu erkennen. Somit ist dieser Verlauf nicht als zu 100 % repräsentativ für das Verfahren anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Belüften und/oder Entrauchen eines Gebäudes mit mindestens einer Zuluftöffnung (1) und mindestens einer Abluftöffnung (2), wobei zwischen
Zuluftöffnung (1 ) und Abluftöffnung (2) ein freier Ventilationskanal (3) besteht, so dass sich zwischen Zuluftöffnung (1 ) und Abluftöffnung (2) ein Luftstrom ausbilden kann, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Lüfter (L1 ) innerhalb des Gebäudes im Abstand a von höchstens 4 Metern von der Zuluftöffnung (1 ) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel a zwischen 30 ° und 60 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, der von außen durch die Zuluftöffnung (1 ) eintretende Frischluft unter die Dachkonstruktion befördert; dass mindestens ein zweiter Lüfter (L2), der innerhalb des Gebäudes im Abstand b von 2 bis 6 Metern von der Abluftöffnung (2) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel ß von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude durch die Abluftöffnung (2) nach außen befördert; und dass mindestens ein dritter Lüfter (L3), der im Abstand c von 2 bis 6 Metern vom zweiten Lüfter (L2) innerhalb des Gebäudes, zwischen erstem Lüfter (L1 ) und zweitem Lüfter (L2) positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel g von nicht mehr als 30° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude zum zweiten Lüfter (L2) transportiert
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (L1) mit einem Aufsatz versehen ist umfassend einen kreiszylinderförmigen Stülpkörper (4) mit einem Durchmesser d und einer Breite e sowie einen mit diesem verbundenen kreiskegelförmigen Luftkörper (5) mit einem Durchmesser f und einer Mantellinie g, wobei der Luftkörper (5) an der von dem Stülpkörper (4) abgewandten Seite mit einer kreisrunden Austrittsfläche mit einem Durchmesser f abgeschlossen ist, und wobei die Austrittsfläche mehrere kreisrunde Öffnungen mit einem Durchmesser h aufweist.
3. Aufsatz für einen Lüfter umfassend einen kreiszylinderförmigen Stülpkörper (4) mit einem Durchmesser d und einer Breite e sowie einen mit diesem verbundenen kreiskegelförmigen Luftkörper (5) mit einem Durchmesser f und einer Mantellinie g, wobei der Luftkörper (5) an der von dem Stülpkörper (4) abgewandten Seite mit einer kreisrunden Austrittsfläche mit einem Durchmesser f abgeschlossen ist, und wobei die Austrittsfläche mehrere kreisrunde Öffnungen mit einem Durchmesser h aufweist.
4. Aufsatz nach Anspruch 3, weiterhin umfassend eine Spannvorrichtung (6) zum Fixieren des Aufsatzes am Gehäuse des Lüfters.
5. Aufsatz nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stülpkörper (4) aus einem Nylon-Gewebe gefertigt ist.
6. Aufsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Luftkörper (5) aus einem Polyester-Gewebe gefertigt ist.
7. Aufsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass umlaufend um die Austrittsfläche eine Fiberglasstange in den Luftkörper (5) eingenäht ist.
8. Aufsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der
Luftkörper (5) an der Kante zur Austrittsfläche eine Griffschlaufe (7) aufweist.
9. Verwendung eines Aufsatzes nach einem der Ansprüche 3 bis 8 zum Belüften
und/oder Entrauchen eines Gebäudes mit mindestens einer Zuluftöffnung (1) und mindestens einer Abluftöffnung (2), wobei zwischen Zuluftöffnung und Abluftöffnung ein freier Ventilationskanal (3) besteht, so dass sich zwischen Zuluftöffnung und Abluftöffnung ein Luftstrom ausbilden kann.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Lüfter (L1) innerhalb des Gebäudes im Abstand a von höchstens 4 Metern von der Zuluftöffnung positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel a zwischen 30° und 60° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, der von außen durch die
Zuluftöffnung eintretende Frischluft unter die Dachkonstruktion befördert; mindestens ein zweiter Lüfter (L2), der innerhalb des Gebäudes im Abstand b von 2 bis 6 Metern von der Abluftöffnung positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel ß von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude durch die Abluftöffnung nach außen befördert; und mindestens ein dritter Lüfter (L3), der im Abstand c von 2 bis 6 Metern vom zweiten Lüfter innerhalb des Gebäudes, zwischen erstem und zweitem Lüfter positioniert wird, und dessen Lüfterstrahl einen Winkel g von nicht mehr als 30 ° zu der Grundfläche des Gebäudes bildet, Luft und/oder Rauch aus dem Gebäude zum zweiten Lüfter transportiert.
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