NL1013815C2

NL1013815C2 - Building with automatically controlled ventilation grates, has grates closest to smoke source opened in event of fire, whilst all others are kept closed

Info

Publication number: NL1013815C2
Application number: NL1013815A
Authority: NL
Inventors: Louis Henrie Marie Cleef
Original assignee: Brakel Atmos B V
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-12

Abstract

The building has at least one ventilation grate in one or more of its walls which is operated as a function of the amount of smoke measured by a control device for the grate, so that one or more grates closest to the source of the smoke are opened whilst the other grates are kept closed.

Description

GebouwBuilding

De uitvinding heeft betrekking op een gebouw omvattende opstaande muren en een dak, waarin zowel het dak als ten minste een van de muren voorzien is van één of meer ven-tilatieroosters welke bij voorkeur van het passieve type 5 zijn, en waarbij is voorzien in regelmiddelen voor sturing van de ventilatieroosters in afhankelijkheid van invoergege-vens of metingen voor het regelen van de luchtventilatie door de ventilatieroosters.The invention relates to a building comprising upright walls and a roof, in which both the roof and at least one of the walls are provided with one or more ventilation grids, which are preferably of the passive type 5, and wherein control means are provided for controlling the ventilation grilles depending on input data or measurements for controlling the air ventilation through the ventilation grilles.

Een dergelijk gebouw is bekend uit de Nederlandse 10 octrooiaanvrage nr. 1005147 van aanvraagster.Such a building is known from the applicant's Dutch patent application no. 1005147.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8601406 is voorts een systeem voor het regelen van de luchtventilatie in een ruimte bekend, waarbij toepassing wordt gegeven aan een thermometer die de buitenomgevingstemperatuur meet, alsmede een 15 vochtigheidsmeter voor het meten van de relatieve vochtigheid in de desbetreffende ruimte, waarbij in afhankelijk van deze relatieve vochtigheid en de buitentemperatuur de luchtventilatie in de ruimte kan worden ingesteld.Dutch patent application 8601406 furthermore discloses a system for controlling the air ventilation in a room, in which use is made of a thermometer that measures the outside ambient temperature, as well as a moisture meter for measuring the relative humidity in the room in question, wherein depending on this relative humidity and the outside temperature, the air ventilation in the room can be set.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 9500205 is een 20 systeem voor het automatisch regelen van de stand van een ventilatierooster bekend, waarbij het debiet dat het rooster passeert, onafhankelijk is gemaakt van de windsnelheid langs de gevel van een gebouw waarin dit rooster is geplaatst.Dutch patent application 9500205 discloses a system for automatically controlling the position of a ventilation grille, wherein the flow rate passing through the grille is made independent of the wind speed along the facade of a building in which this grille is placed.

In het algemeen wordt voor de ventilatie van een 25 gebouw van de in de aanhef beschreven soort gebruik gemaakt van een mechanisch systeem voor de ventilatie van dat gebouw om reden dat een dergelijk systeem goed beheersbaar is en weinig tochtproblemen veroorzaakt. Het nadeel van een dergelijk mechanisch ventilatiesysteem is de prijs, zowel wat be-30 treft aanschaf als onderhoud, het energieverbruik, en de geluidsproductie .In general, a mechanical system for the ventilation of that building is used for the ventilation of a building of the type described in the preamble, because such a system is well controllable and causes few draft problems. The disadvantage of such a mechanical ventilation system is the price, both in terms of purchase and maintenance, the energy consumption, and the noise production.

Een gebouw volgens de aanhef van conclusie 1 is tevens bekend uit DE-A-2.915.260. Deze publicatie betreft een veestal welke erdoor gekenmerkt is dat de toevoer van verse 35 lucht in het gebouw door middel van aan de langszij den ingebouwde en in afhankelijkheid van de heersende windsnelheid 1 G 3 8 " " 2 instelbare luchtkleppen geschiedt, en de afvoer van lucht door middel van in de dakvorst aangebrachte, en in afhankelijkheid van de in de stal heersende temperatuur verstelbare luchtkleppen, geregeld wordt. Een dergelijke veestal laat 5 zich moeilijk vergelijken met een gebouw dat bestemd is voor menselijke behuizing. Bovendien staat in een dergelijke veestal de ventilatiebehoefte niet primair.A building according to the preamble of claim 1 is also known from DE-A-2,915,260. This publication concerns a cattle shed which is characterized in that the supply of fresh air into the building is effected by means of air flaps built-in along the sides and adjustable according to the prevailing wind speed 1 G 3 8 "" 2, and the discharge of air. is controlled by means of air valves arranged in the roof frost and adjustable in dependence on the temperature prevailing in the stable. Such a cattle shed is difficult to compare with a building intended for human housing. Moreover, the ventilation requirement is not the primary consideration in such a livestock house.

Met de uitvinding is beoogd het uit NL-A-1005147 bekende gebouw zodanig te modificeren dat een geregelde na-10 tuurlijke rookventilatie wordt verschaft, hetgeen in het bijzonder van belang is wanneer brand is ontstaan.The object of the invention is to modify the building known from NL-A-1005147 in such a way that controlled natural smoke ventilation is provided, which is of particular importance when a fire has started.

Het gebouw volgens de uitvinding wordt er daartoe door gekenmerkt, dat de stand van ieder van de ventilatie-roosters afhankelijk is van een door de regelmiddelen gemeten 15 rookontwikkeling in het gebouw, zodanig dat het ventilatie-rooster of de ventilatieroosters die zich het meest nabij de bron van de rook bevinden in de geopende stand en de overige ventilatieroosters in de gesloten stand zijn gestuurd. Hiermee wordt de brand als zodanig goed beheersbaar, zodat een 20 veilige vluchtweg kan worden gegarandeerd, en kan de schade aan het gebouw beperkt blijven. Dit wordt in het bijzonder bereikt doordat de rook in het systeem volgens de uitvinding via de kortste weg wordt afgevoerd.To this end, the building according to the invention is characterized in that the position of each of the ventilation grids depends on a smoke development in the building measured by the control means, such that the ventilation grille or the ventilation grids closest to the source of the smoke are in the open position and the other ventilation grilles are in the closed position. This makes the fire as such easily manageable, so that a safe escape route can be guaranteed, and damage to the building can be limited. This is achieved in particular in that the smoke in the system according to the invention is removed via the shortest route.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de 25 hand van een schema waarin een aantal van belang zijnde relaties tussen invoergegevens en uitvoergegevens van het systeem volgens de uitvinding worden getoond.The invention will now be further elucidated with reference to a diagram in which a number of important relations between input data and output data of the system according to the invention are shown.

Het getoonde schema behelst vijf kolommen waarin respectievelijk opgegeven is de door het ventilatiesysteem 30 volgens de uitvinding gebruikte gegevens en metingen, de door de regelmiddelen van het ventilatiesysteem uitgevoerde berekeningen, de invoergegevens die door de regelmiddelen, dat is de natuurlijke ventilatieregelaar, worden verwerkt, de natuurlijke ventilatieregelaar zelf, en tenslotte de uitvoer-35 gegevens van de natuurlijke ventilatieregelaar.The diagram shown comprises five columns in which the data and measurements used by the ventilation system 30 according to the invention are respectively specified, the calculations performed by the control means of the ventilation system, the input data processed by the control means, that is the natural ventilation controller, the natural ventilation controller itself, and finally the output data of the natural ventilation controller.

Als ontwerpgegeven respectievelijk randvoorwaarde waarbinnen het natuurlijke ventilatieregelsysteem volgens de uitvinding dient te functioneren, dient de netto doorlaat van de toegepaste ventilatieroosters, of ook wel ventilatoren 1 C 1 3 3 1 5 3 genoemd. Binnen het kader van de uitvinding wordt onder ventilatoren niet begrepen het actieve type, dat wil zeggen het type dat is voorzien van elektrisch aangedreven ventilatormo-toren; de uitvinding heeft slechts betrekking op een uitvoe-5 ringsvom met ventilatieroosters volgens het passieve type, dat wil zeggen zonder externe vermogenstoevoer.The net passage of the ventilation grids used, or also referred to as fans 1 C 1 3 3 1 5 3, should serve as the design data or boundary condition within which the natural ventilation control system according to the invention should function. Within the scope of the invention, fans do not include the active type, that is, the type provided with electrically driven fan motors; the invention only relates to an embodiment with ventilation grids of the passive type, ie without external power supply.

Verdere gegevens welke voor het ventilatiesysteem van belang zijn, zijn de windrichting, de windsnelheid, en het gebouw en de omgeving typerende kenmerken. Op basis van 10 deze zojuist genoemde gegevens wordt een actuele drukverde-ling op de gebouwschil bepaald. Onder gebouwschil wordt verstaan de buitenomtrek van het gebouw, daaronder begrepen de muren en het dak. Verdere van belang zijnde gegevens zijn de zogeheten binnentemperatuur hoog en binnentemperatuur laag.Further data that are important for the ventilation system are the wind direction, the wind speed, and the building and the environment typical characteristics. Based on these data just mentioned, an actual pressure distribution on the building envelope is determined. Building envelope is understood to mean the outer perimeter of the building, including the walls and the roof. Other important data are the so-called indoor temperature high and the indoor temperature low.

15 Dit zijn de temperaturen in het gebouw op een relatief hoge plaats en een relatief lage plaats. Uitgaande van deze gegevens wordt de stijgsnelheid van de lucht in het gebouw bepaald, ofwel de thermiek, alsmede een in het gebouw aanwezige gemiddelde temperatuur. Verder is van belang de plaatsing of 20 verdeling van de ventilatieroosters in het dak en de buitenmuren, de buitentemperatuur, en het al dan niet aanwezig zijn van neerslag. Daarbij speelt verder een rol de concentratie-verdeling van gassen c.q. rook in het gebouw en de luchtvochtigheid. Aan het systeem kan ten behoeve van de bepaling van 25 de concentratieverdeling van de rook bij voorkeur ook een rookdetectie zijn toegevoegd, waarmee informatie wordt verkregen omtrent de plaats van een eventuele brand. Deze gegevens worden gebruikt om het vermogen van de brand te berekenen, alsmede de actuele stromingsrichting van de rook. De na-30 tuurlijke ventilatieregelaar bepaalt op basis van de drukver-deling op de gebouwschil en de stijgsnelheid van de lucht in het gebouw, de plaatsing respectievelijk verdeling van de ventilatoren over het dak en de muren, en de ingestelde ven-tilatiebehoefte door de gebruikers van het gebouw, de instel-35 lingen van de ventilatoren, dat wil zeggen de actuele door-stroomweerstand op ieder moment. Deze instelling van de ventilatoren dient tevens weer als invoergegeven aangezien deze in samenhang met de drukverdeling op de gebouwschil de totale luchtinstroom bepaalt, en daarmee de mate van natuurlijke 10-5015 1 » 4 ventilatie. De ventilatoren worden zo ingesteld dat de doorstroomsnelheid van ieder ventilatierooster beneden een instelbare of vaste waarde blijft. Dit is afhankelijk van een ingestelde tochtcorrectie, de gemiddelde binnentemperatuur, 5 de buitentemperatuur, de actuele instellingen van de ventila-tieroosters, de windsnelheid en windrichting, en als onbeheersbare variabele de onderlinge afstand van de in het gebouw aanwezige personen. Bijregelen van een ventilatierooster zodanig dat genoemde doorstroomsnelheid beneden de instelbare 10 of vaste waarde blijft, leidt ertoe dat de natuurlijke venti-latieregelaar de overige ventilatieroosters zodanig bij stuurt dat voldaan blijft worden aan de ingestelde ventilatiebehoef-te in het gebouw.15 These are the temperatures in the building in a relatively high place and a relatively low place. Based on these data, the rate of rise of the air in the building, or the thermals, as well as an average temperature present in the building is determined. Also important is the placement or distribution of the ventilation grids in the roof and the outer walls, the outside temperature, and whether or not precipitation is present. The concentration distribution of gases and / or smoke in the building and the air humidity also play a role in this. For the purpose of determining the concentration distribution of the smoke, the system may preferably also have a smoke detection added, with which information is obtained about the location of a possible fire. These data are used to calculate the power of the fire and the current direction of flow of the smoke. The natural ventilation controller determines on the basis of the pressure distribution on the building envelope and the rate of increase of the air in the building, the placement and distribution of the fans over the roof and the walls, respectively, and the ventilation requirement set by the users. of the building, the settings of the fans, i.e. the current through-flow resistance at any time. This setting of the fans also serves as input, as it determines the total air inflow in conjunction with the pressure distribution on the building envelope, and thus the degree of natural ventilation. The fans are set so that the flow rate of each ventilation grille remains below an adjustable or fixed value. This depends on a set draft correction, the average indoor temperature, the outdoor temperature, the current settings of the ventilation grids, the wind speed and wind direction, and as an uncontrollable variable the distance between the people present in the building. Adjusting a ventilation grille in such a way that the said flow rate remains below the adjustable 10 or fixed value, means that the natural ventilation controller adjusts the other ventilation grilles in such a way that the set ventilation requirements in the building are met.

Wanneer als invoergegeven aan de natuurlijke venti-15 latieregelaar de aanwezigheid van brand is gemeld, wordt de stand van de ventilatieroosters zo gestuurd dat het ventilatierooster of de ventilatieroosters die zich het meest nabij de bron van de rook bevinden, in de geopende stand en de overige ventilatieroosters in de gesloten stand worden gestuurd. 20 De roosters worden bij voorkeur proportioneel dicht respectievelijk open gestuurd zodanig dat de ontstane rook en/of warmte via de kortst mogelijke weg wordt afgevoerd.When the presence of fire has been reported as input to the natural ventilation controller, the position of the ventilation grids is controlled in such a way that the ventilation grille or the ventilation grilles closest to the source of the smoke are in the open position and the other ventilation grilles are controlled in the closed position. The grids are preferably controlled proportionally closed or open in such a way that the smoke and / or heat that is generated is removed via the shortest possible route.

Volledigheidshalve kan ten aanzien van de werking van de natuurlijke ventilatieregelaar nog als volgt worden 25 opgemerkt.For the sake of completeness, it can be noted as follows with regard to the operation of the natural ventilation regulator.

Met de tochtcorrectie die wordt ingesteld kan de stand van geselecteerde ventilatieroosters zo worden ingesteld dat de deze ventilatieroosters passerende luchtstromen een versterkt opwaarts gerichte snelheidscomponent bezitten, 30 en kan de stand van niet-geselecteerde ventilatieroosters zo worden ingesteld dat voldaan is aan de ventilatiebehoefte in het gebouw. Op basis van eventueel gemeten neerslag grijpt de natuurlijke ventilatieregelaar zodanig in dat ieder in het dak geplaatst ventilatierooster wordt dichtgestuurd, en dat 35 de overige ventilatieroosters in dat geval zo worden ingesteld dat voldaan blijft worden aan de ingestelde ventilatiebehoefte in het gebouw.With the draft correction that is set, the position of selected ventilation grids can be adjusted so that the air flows passing through these ventilation grids have an amplified upward-directed speed component, and the position of unselected ventilation grids can be adjusted to meet the ventilation requirement in the building. . On the basis of any measured precipitation, the natural ventilation controller intervenes in such a way that each ventilation grille placed in the roof is closed, and in that case the other ventilation grilles are set in such a way that the set ventilation requirement in the building is met.

Het ventilatiesysteem van het gebouw volgens de uitvinding kan verder naar keuze worden uitgebreid met inrich- ! ij ' C V ' b 5 tingen voor de verwarming of koeling van het gebouw, waarbij rekening wordt gehouden met de samenstelling van de lucht, respectievelijk de concentratieverdeling van gassen welke aanwezig zijn in het gebouw en de luchtvochtigheid.The ventilation system of the building according to the invention can further be optionally expanded with furnishing! ij 'C V' b 5 tings for heating or cooling the building, taking into account the composition of the air or the concentration distribution of gases present in the building and the air humidity.

5 Voor de vakman is duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding, zoals gespecificeerd in de navolgende conclusies, diverse uitvoeringsvarianten verder denkbaar zijn welke alle liggen binnen de beschermingsomvang van de navolgende conclusies. Zo kunnen in het gebouw volgens de onderhavige 10 uitvinding behalve passieve ventilatoren natuurlijk ook actieve ventilatoren worden toegepast.It is clear to the skilled person that within the scope of the invention, as specified in the following claims, various embodiment variants are furthermore conceivable, all of which are within the scope of the following claims. In the building according to the present invention, for example, active fans can of course also be used in addition to passive fans.

1013βΐ5-1013βΐ5-

Claims

1. Building comprising upright walls and a roof, in which both the roof and at least one of the walls are provided with one or more ventilation grids, which are preferably of the passive type, and wherein control means are provided for controlling the ventilation grids depending on input data or measurements for controlling the air ventilation through the ventilation grids, characterized in that the position of each of the ventilation grids depends on a smoke development in the building measured by the control means, such that the ventilation grille or the ventilation grilles closest to the source of the smoke are in the open position and the other ventilation grilles are in the closed position.

2. Building according to claim 1, characterized in that the position of the ventilation grids is controlled proportionally open or closed in such a way that the smoke is removed via the shortest route. 1 f <<ή Η Ί $ I V. I W W * * "