NO158391B

NO158391B - FIRE WARNING SYSTEM FOR LIVING ROOM.

Info

Publication number: NO158391B
Application number: NO850482A
Authority: NO
Inventors: Mats Eriksson
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1985-02-08
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1988-05-24
Also published as: NO158391C; EP0211885A1; AU5394786A; WO1986004708A1; NO850482L

Description

I oppholdsrom vil de aller fleste branner starte som såkalte ulmebranner, dvs. at brannen ikke til å begynne med vil gi seg utslag i åpen flamme., men føre til sterk røkutvikling før brannen eventuelt går over til å bli hva som betegnes som en flammebrann. In living spaces, the vast majority of fires will start as so-called smoldering fires, i.e. that the fire will not initially result in an open flame, but will lead to strong smoke development before the fire eventually turns into what is described as a flame fire.

Det er klart at det ved brann i oppholdsrom, spesielt It is clear that in the event of a fire in the living room, in particular

i rom med sengeliggende personer, er av den aller største viktighet at brannen kan varsles på et så tidlig tidspunkt som overhodet mulig slik at personer i oppholdsrommet som ikke selv er klar over at brann har oppstått eller som ikke er istand til selv å rømme oppholdsrommet, kan få hurtig hjelp slik at de unngår røkforgiftning. in rooms with bedridden people, it is of the utmost importance that the fire can be notified at as early a time as possible so that people in the living room who are not themselves aware that a fire has occurred or who are unable to escape the living room themselves, can get quick help so that they avoid smoke poisoning.

For varsling av brann ble tidligere varmedetektorer mest anvendt, mens de for tiden mest anvendte brannvarslere i oppholdsrom er såkalte røkdetektorer. In the past, heat detectors were most commonly used to warn of fire, while currently the most commonly used fire detectors in living areas are so-called smoke detectors.

Varmedetektorene er, hvilket ligger i navnet, avhengige av at de må utsettes for en viss minste varmepåvirkning for at de skal utløses, og når en brann i et oppholdsrom først har fått utviklet seg så langt at varmedetektorer utløses, vil det som regel være for sent å redde livet til personer som fremdeles befinner seg i oppholdsrommet hvori brannen har utviklet seg. Røkdetektorer vil derimot kunne utløses på et så tidlig tidspunkt av begynnende brann at personer vil kunne reddes. Som navnet sier, blir alarmen fra slike detektorer utløst når detektorene utsettes for en viss minste røkpåvirkning, <p>g dette innebærer at branntilfellet vil kunne varsles mens brannen fremdeles befinner seg på ulme-brannstadiet. The heat detectors are, as the name implies, dependent on the fact that they must be exposed to a certain minimum heat effect in order for them to be triggered, and once a fire in a living space has developed to the point where heat detectors are triggered, it will usually be too late to save the lives of people who are still in the living space in which the fire has developed. Smoke detectors, on the other hand, will be able to be triggered at such an early stage of an incipient fire that people will be able to be saved. As the name says, the alarm from such detectors is triggered when the detectors are exposed to a certain minimum influence of smoke, <p>g this means that the fire will be able to be notified while the fire is still in the smoldering fire stage.

De for tiden anvendte røkdetektorer er av den optiske type eller av den ioniske type. De optiske røkdetektorer vil utløses hurtigere ved ulmebrann, mens de ioniske røk-detektorer vil utløses markert senere og kanskje først når ulmebrannen The currently used smoke detectors are of the optical type or of the ionic type. The optical smoke detectors will be triggered more quickly in the event of a smoldering fire, while the ionic smoke detectors will be triggered markedly later and perhaps only when the smoldering fire

er gått over til flanmetoahn. Av henjsyn til tidlig varsling av ulmebrann burde derfor de såkalte optiske røkdetektorer med størst fordel kunne anvendes, men disse røkdetektorer vil ofte være så ømfintlige at de lett kan forårsake falskvarsling, som f.eks. når oppholdsrommet har en høy konsentrasjon av have switched to flanmetoahn. With regard to early warning of smoldering fires, the so-called optical smoke detectors should therefore be used with the greatest advantage, but these smoke detectors will often be so sensitive that they can easily cause false alarms, such as e.g. when the living room has a high concentration of

tobakksrøk. De ioniske røkdetektorer er de mest gjennom-prøvde og driftssikre og fører til minst falskvarsling, men de vil som nevnt utløses på et senere stadium enn de optiske røkvarslere under ellers like betingelser. Forsøk har vist at det under like betingelser i oppholdsrom hvor ulmebrann med hensikt er blitt igangsatt, vil ta ca. 3 ganger lengre tid for å utløse en ionisk røkdetektor enn å utløse tobacco smoke. The ionic smoke detectors are the most proven and reliable and lead to the fewest false alarms, but as mentioned, they will be triggered at a later stage than the optical smoke detectors under otherwise similar conditions. Tests have shown that under similar conditions in living spaces where a smoldering fire has been deliberately started, it will take approx. 3 times longer to trigger an ionic smoke detector than trigger

en optisk røkdetektor. an optical smoke detector.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe et brannvarslingssystem under anvendelse av ioniske røkdetektorer og under erholdelse av en vesentlig nedsatt tid mellom begynnende ulmebrann og det tidspunkt pa hvilket den ioniske røkdetektor vil utløses og føre til avgivelse av et alarm-signal , og under erholdelse av en gunstig styrt ventilasjonsluftmengde inn i rommet med ulmebrann. The invention aims to provide a fire warning system using ionic smoke detectors and while obtaining a significantly reduced time between the beginning of a smoldering fire and the time at which the ionic smoke detector will be triggered and lead to the emission of an alarm signal, and while obtaining a favorably controlled amount of ventilation air into the room with a smoldering fire.

Beskrivelse av oppfinnelsen Description of the invention

Det tilveiebringes ved oppfinnelsen et brannvarslingssystem av den type som er omtalt i patentkrav 1's ingress, og som er særpreget ved de i patentkrav 1' s karakteriserende del angitt trekk. The invention provides a fire warning system of the type described in patent claim 1's preamble, and which is characterized by the features specified in patent claim 1's characterizing part.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention

Hovedprinsippet ved konvensjonell ventilasjon av oppholdsrom er den såkalte omrøringsventilasjon, dvs. hvor samme temperatur og luftkvalitet skapes i hele rommet. The main principle of conventional ventilation of living spaces is the so-called stirring ventilation, i.e. where the same temperature and air quality is created throughout the room.

Dette innebårer at forurensninger, som tobakksrøk, varme eller lukt etc. , blandes og fordeles jevnt i hele rommet. This means that pollutants, such as tobacco smoke, heat or odors etc., are mixed and distributed evenly throughout the room.

Den såkalte diffuse ventilasjon bygger på et annet prinsipp. Ved diffus ventilasjon innføres ventilasjonsluften ved gulv-høyde, og ålen brukte luft i rommet vil bli fortrengt av den innførte ventilasjonsluft og suges ut ved taknivå. Diffus lufttilførsel er basert på at frisk luft tilføres lavt i oppholdssonen med svært lav hastighet og med jevn fordeling av tilluften. Denne innføres med en noe lavere temperatur enn romluften og utnytter den naturlov at varm luft stiger opp. Forurensningene i et rom ventilert med diffus lufttilførsel vil derfor bringes opp under taket og bli trukket ut på taknivå uten at forurensningene røres om i oppholdsrommet. The so-called diffuse ventilation is based on a different principle. With diffuse ventilation, the ventilation air is introduced at floor height, and the used air in the room will be displaced by the introduced ventilation air and sucked out at ceiling level. Diffuse air supply is based on fresh air being supplied low in the living area at a very low speed and with an even distribution of the supply air. This is introduced at a somewhat lower temperature than the room air and utilizes the natural law that warm air rises. The pollutants in a room ventilated with a diffuse air supply will therefore be brought up under the roof and be drawn out at roof level without the pollutants being stirred up in the living space.

Primært ønskes ved alle branntilfeller en tidlig opp-dagelse av brannen, og den foreliggende oppfinnelse er basert på den erkjennelse at ved kombinasjonen av diffus lufttilførsel for ventilasjon av o<p>pholdsrom og ionisk røk-detektor vil denne bli påvirket tidligere av en høyere og alarmut-løsende røkkonsentrasjon ved branntilfeller enn ved ingen ventilasjon eller normal omrøringsventilasjon av oppholdsrommet fordi den diffuse lufttilførsel som nevnt vil føre til at forurensningene i oppholdsrommet, dvs. i dette tilfelle røken, vil bringes oppunder taket og der påvirke den ioniske røkdetektor og utløse denne. Primarily, in all cases of fire, an early detection of the fire is desired, and the present invention is based on the recognition that with the combination of diffuse air supply for ventilation of the holding room and ionic smoke detector, this will be affected earlier by a higher and alarm-triggering smoke concentration in case of fire than with no ventilation or normal stirring ventilation of the living space because the diffuse air supply as mentioned will lead to the pollutants in the living space, i.e. in this case the smoke, will be brought up to the ceiling and there affect the ionic smoke detector and trigger it.

Det er i denne forbindelse blitt utført ulmebrann-forsøk i oppholdsrom for å fastslå hvorledes alarmtidspunktet ved anvendelse av henholdsvis optiske og ioniske røkdetektorer ville bli påvirket ved ventilasjon av rommet i henhold til diffusjonsprinsippet og i henhold til den tradisjonelle omrøringsventilasjon. Forsøkene viste klart at forskjellen mellom alarmtidspunktene for henholdsvis optiske og ioniske røkdetektorer ble sterkt redusert ved anvendelse av ventilasjonen i henhold til diffusjonsprinsippet. Det viste seg at forskjellen mellom alarmtidspunktene for de to typer av røkdetektorer ble redusert slik at den ioniske røkdetektor ble bragt til utløsning efter en tid som bare var ca. 20% lengre enn den tid som gikk med før den optiske røkdetektor ble bragt til utløsning. Ved tradisjonell ventilasjon var det nødvendig med en ca. 300% lengre tid før den ioniske røkdetektor ble utløst i forhold til tiden som gikk med før den optiske røkdetektor ble ut-løst under ellers like betingelser. Det viste seg samtidig at alarmtidspunktet for den optiske røkdetektor bare ble forskjøvet marginalt henimot en noe kortere tid før den optiske røkdetektor ble utløst ved diffus lufttilførsel. In this connection, smoldering fire tests have been carried out in living spaces to determine how the alarm time when using optical and ionic smoke detectors respectively would be affected by ventilation of the room according to the diffusion principle and according to the traditional stirring ventilation. The tests clearly showed that the difference between the alarm times for optical and ionic smoke detectors was greatly reduced by applying the ventilation according to the diffusion principle. It turned out that the difference between the alarm times for the two types of smoke detectors was reduced so that the ionic smoke detector was triggered after a time that was only approx. 20% longer than the time that elapsed before the optical smoke detector was triggered. With traditional ventilation, an approx. 300% longer time before the ionic smoke detector was triggered compared to the time that passed before the optical smoke detector was triggered under otherwise equal conditions. At the same time, it turned out that the alarm time for the optical smoke detector was only shifted marginally towards a somewhat shorter time before the optical smoke detector was triggered by diffuse air supply.

Foruten den klare fordel at det ved anvendelse av et brannvarslingssystem som her beskrevet oppnås et hurtigere alarmtidspunkt ved røkutvikling i et rom som følge av ulmebrann ved anvendelse av ioniske røkdetektorer, som er mer driftssikre og gir mindre falsk alarm enn optiske røkdetektorer, fås også den fordel ved systemet at fordi forurensningene bringes hurtig In addition to the clear advantage that when using a fire warning system as described here, a faster alarm time is achieved in the event of smoke development in a room as a result of a smoldering fire by using ionic smoke detectors, which are more reliable and give less false alarms than optical smoke detectors, the advantage is also obtained by the system that because the pollutants are brought quickly

opp mot tak ved diffus lufttilførsel, vil faren for røkfor-giftning av personer som oppholder seg i rommet bli sterkt redusert, samtidig som siktbarheten vil holde seg bedre i ulme-brannrommet og gjøre det lettere for folk å finne og redde personer som oppholder seg i rommet. up to the ceiling by diffused air supply, the risk of smoke poisoning for people staying in the room will be greatly reduced, while visibility will remain better in the smoldering fire room and make it easier for people to find and rescue people staying in the room.

I tillegg til anvendelse av ioniske røkdetektorer In addition to the use of ionic smoke detectors

i forbindelse med ventilasjon ved diffus lufttilførsel til rommet, hvorved oppnås en tidlig utløsning av den ioniske røkdetektors signal ved ulmebrann ved at røken hurtig for-trenges opp til rommets taknivå og der påvirker den ioniske røkdetektor, blir ved systemet ifølge oppfinnelsen ventila-sjonsluftmengden som tilføres rommet ved ulmebrann, hurtig og pålitelig regulert ved å la detektorens elektriske sig- in connection with ventilation by diffused air supply to the room, whereby an early triggering of the ionic smoke detector's signal in the event of a smoldering fire is achieved by the smoke being quickly displaced up to the ceiling level of the room and there influencing the ionic smoke detector, with the system according to the invention the amount of ventilation air supplied is the room in the event of a smoldering fire, quickly and reliably regulated by letting the detector's electrical sig-

nal påvirke en luftmengderegulator, en såkalt VAV-enhet ("variable air volume") . Den ioniske røkdetektor kan da være plassert i taket eller i kanalen ved taknivå for bortføring av den brukte romluft, og på grunn av den høye røkkonsentrasjon som hurtig oppnås ved taknivå ved anvendelse av diffus luft-tilførsel til rommet hvori ulmebrannen forekommer, brukes det hurtig utløste signal fra røkdetektoren for å la dette styre lufttilførselen til rommet for å øke skikthøyden i rammet, dvs. høyden av det skikt hvori røkkonsentrasjonen er forholdsvis lav. Den ioniske røkdetektors signalstyrke er avhengig av røkkonsentrasjonen, og det er derved mulig å oppnå en automatisk regulering av den tilførte ventilasjonsluftmengde i avhengighet av den av den ioniske røkdetektor oppfattede røkkons en tr as jon. Automatisk regulering for tilførsel av ventilasjonsluft i avhengighet av det aktuelle ventilasjons-luftbehov er i og for seg kjent, og en slik regulering er normalt blitt styrt ved signal avgitt fra en romtermostat eller.en kull-dioxydmåler av komfort- eller energiøkoncmiske grunner. Det er imidlertid hittil ikke blitt foreslått å la signalet fra en røkdetektor, enn si en ionisk røkdetektor, påvirke et slikt integrert luft-mengdereguleringsapparat. Rent prinsipielt består en slik luftmengdereguleringskrets av et reguleringsspjeld i ventilasjonsluftkanalen som tilfører ventilasjonsluft inn i nal influence an air volume regulator, a so-called VAV unit ("variable air volume"). The ionic smoke detector can then be placed in the ceiling or in the duct at ceiling level for removal of the used room air, and due to the high smoke concentration that is quickly achieved at ceiling level when using a diffuse air supply to the room in which the smoldering fire occurs, the quickly released signal from the smoke detector to allow this to control the air supply to the room to increase the layer height in the frame, i.e. the height of the layer in which the smoke concentration is relatively low. The ionic smoke detector's signal strength is dependent on the smoke concentration, and it is thereby possible to achieve an automatic regulation of the supplied amount of ventilation air depending on the smoke concentration detected by the ionic smoke detector. Automatic regulation for the supply of ventilation air depending on the relevant ventilation air demand is known in and of itself, and such regulation has normally been controlled by a signal emitted from a room thermostat or a carbon dioxide meter for comfort or energy-economic reasons. However, it has so far not been proposed to allow the signal from a smoke detector, let alone an ionic smoke detector, to influence such an integrated air flow control device. In principle, such an air volume control circuit consists of a control damper in the ventilation air duct which supplies ventilation air into

rommets ventilasjonsluftfordelingsinnretning eller -inn-retninger, en reguleringsmotor, en luftstrømregulator og en luftstrømmåler. Luftstrømregulatoren vil kontinuerlig måle luftstrømmen i ventilasjonsluftkanalen i forhold til den ventilasjonsluftmengde san signalstyrken fra den ioniske røkdetektor vil angi,, og dersom disse luftstrømverdier er forskjellige fra hverandre, vil regulatoren via regulerings-motoren automatisk påvirke spjeldets stilling i ventilasjons-luf tkanalen slik at ventilasjonsluftstrømmen vil bli avpasset i forhold til styrken av det signal sem avgis fra den ioniske røkdetektor. Et egnet apparat for utførelse av denne funksjon er det apparat som selges under handelsbetegnelsen "OPTIVENT^* VAV Terminalapparat" og leveres av Flakt AB, Sverige. En prinsippskisse for en slik løsning er vist på tegningen. the room's ventilation air distribution device or devices, a control motor, an air flow regulator and an air flow meter. The air flow regulator will continuously measure the air flow in the ventilation air duct in relation to the amount of ventilation air that the signal strength from the ionic smoke detector will indicate, and if these air flow values are different from each other, the regulator via the regulating motor will automatically influence the position of the damper in the ventilation air duct so that the ventilation air flow will be adjusted in relation to the strength of the signal emitted from the ionic smoke detector. A suitable device for carrying out this function is the device sold under the trade name "OPTIVENT^* VAV Terminalapparat" and supplied by Flakt AB, Sweden. A principle sketch for such a solution is shown in the drawing.

Tegningen viser et avsnitt av en ventilasjonsluftkanal The drawing shows a section of a ventilation air duct

1 hvorigjennom ventilasjonsluft strømmer i den viste pil-retning. I ventilasjonsluftkanalen er et regulerbart spjeld 2 anordnet, og spjeldets stilling påvirkes av en spjeldinnstillingsmotor 3 som mottar kommando fra en luft-strømregulator 4 som kontinuerlig måler ventilasjonsluft-strømmen ved 5 i ventilasjonsluftkanalen 1. Luftstrøm-regulatoren 4 står i elektrisk forbindelse med en ionisk røkdetektor 6 som avgir signaler til luftstrømregulatoren, idet signalstyrken er avhengig av den detekterte røkkonsentra-sjon på det sted røkdetektoren er plassert. Luft-strømregulatoren 4 tilføres pneumatisk eller 1 through which ventilation air flows in the direction of the arrow shown. An adjustable damper 2 is arranged in the ventilation air duct, and the position of the damper is affected by a damper setting motor 3 which receives commands from an air flow regulator 4 which continuously measures the ventilation air flow at 5 in the ventilation air duct 1. The air flow regulator 4 is in electrical connection with an ionic smoke detector 6 which emits signals to the air flow regulator, the signal strength being dependent on the detected smoke concentration at the place where the smoke detector is placed. The air flow regulator 4 is supplied pneumatically or

elektrisk kraft fra en slik kilde 7, og dersom den av luftstrømregulatoren 4 målte luftstrøm ikke overensstemmer med den luftstrøm som det elektriske signal fra den ioniske røkdetektor 6 skulle tilsi, vil luftstrømregulatoren 4 via spjeldinnstillingsmotoren 3 automatisk forandre spjeldets 2 stilling i ventilasjonsluftkanalen 1 slik at ventilasjons-luftmengden inn i det ventilerte rom ved dets .■ gulvnivå vil øke proporsjonalt med styrken av signalet fra den ioniske røkdetektor electric power from such a source 7, and if the airflow measured by the airflow regulator 4 does not correspond to the airflow that the electrical signal from the ionic smoke detector 6 should indicate, the airflow regulator 4 via the damper setting motor 3 will automatically change the position of the damper 2 in the ventilation air duct 1 so that ventilation -the amount of air into the ventilated room at its .■ floor level will increase proportionally to the strength of the signal from the ionic smoke detector

Fordelene ved et slikt system er åpenbare. Istedenfor sem kjent å la ventilasjonsluftstrømmen styres via signaler fra en romtermostat som bare i-liten grad, om noen, vil kunne detektere en temperaturøkning i det ventilerte rom hvori en ulmebrann forekommer, men som sannsynligvis først vil reagere når ulmebrannen er slått over til flammebrann, hvorved det da ofte vil være for sent å redde livet til personer som oppholder seg i rommet og som ikke selv kan rømme rommet, vil den ioniske røkdetektor ved en viss minste røkkonsentrasjon på det sted den ioniske røkdetektor er plassert, reagere spontant på denne og avgi et signal til luftstrømregulatoren 4 som da automatisk via spjeldinnstillingsmotoren 3 vil regulere spjeldets 2 stilling i ventilasjonsluftkanalen 1 slik at en øket ventilasjons-luf tmengde vil bli ført inn i rommet med ulmebrann og be-virke en øket ventilasjonsluftstrøm i rommet for å fortrenge den utviklede røk opp mot taknivået. Derved vil det kunne sikres at et skikt med relativt lav røkkonsentrasjon hele tiden vil bli dannet i rommet opp til en høyde sam i det vesentlige svarer til hodehøyden for personer som oppholder seg i rommet. Derved vil personene som oppholder seg i rommet, med stor sannsynlighet unngå røkforgiftning, og rednings-personell vil ha tilstrekkelig sikt når de kommer inn i rommet til å finne personene i dette Dg hjelpe dem ut. The advantages of such a system are obvious. Instead, it is known to allow the ventilation air flow to be controlled via signals from a room thermostat which will only be able to detect a temperature rise in the ventilated room in which a smoldering fire occurs, to a small extent, if any, but which will probably only react when the smoldering fire has switched over to a flame fire, whereby it will then often be too late to save the lives of people who are in the room and who cannot escape the room themselves, the ionic smoke detector will, at a certain minimum smoke concentration in the place where the ionic smoke detector is placed, react spontaneously to this and emit a signal to the air flow regulator 4 which will then automatically via the damper setting motor 3 regulate the position of the damper 2 in the ventilation air duct 1 so that an increased amount of ventilation air will be brought into the room with smoldering fire and cause an increased ventilation air flow in the room to displace the developed smoke up to the ceiling level. Thereby, it will be possible to ensure that a layer with a relatively low smoke concentration will constantly be formed in the room up to a height that essentially corresponds to the head height of persons staying in the room. Thereby, the people staying in the room will most likely avoid smoke poisoning, and rescue personnel will have sufficient visibility when they enter the room to find the people in this Dg and help them out.

Den ioniske røkdetektors elektriske signal kan også benyttes for kontinuerlig regulering av ventilasjonsluft-mengden bg først utløse alarm ved en på forhånd bestemt røk-konsentras jon. Før alarmen går, vil systemet således hele tiden være i funksjon og ved regulering av luftmengden for-bedre luftforholdene i rommet. The ionic smoke detector's electrical signal can also be used for continuous regulation of the ventilation air quantity bg first trigger an alarm at a predetermined smoke concentration. Before the alarm goes off, the system will thus be constantly in operation and, by regulating the air volume, improve the air conditions in the room.

Når først alarmen er gått, kan dette benyttes for mer omfattende inngrep fra en sentral for å styre trykkbeting-elsene i' tilgrensende rom og korridorer eller rømningsveier for å hindre røkspredning. Slike tiltak er i og for seg kjent ved utløsning av brannalarmer. Fordelen ved det foreliggende brannvarslingssystem i denne sammenheng er den hurtige og pålitelige utløsning av alarmen i direkte avhengighet av røkkonsentrasjonen i rommet. Once the alarm has gone off, this can be used for more extensive intervention from a central office to control the pressure conditions in adjacent rooms and corridors or escape routes to prevent the spread of smoke. Such measures are in and of themselves known when fire alarms are triggered. The advantage of the present fire warning system in this context is the quick and reliable triggering of the alarm in direct dependence on the smoke concentration in the room.

Claims

1» Fire alarm system for living spaces that are ventilated by means of diffused air supply, extensive use of ionic smoke detectors which, in the event of abnormal smoke development in the room, emit electrical signals for controlling the ventilation system, characterized in that the ionic smoke detector (6) is electrically connected to an air flow regulator (4) which is capable of increasing the amount of ventilation introduced into the room per unit of time with increasing strength of the electrical signal that the smoke detector (6) emits to the air flow regulator (4).

2. Fire warning system according to claim 1, characterized in that the ionic smoke detector (6) is arranged at ceiling level.

3. Fire alarm system according to claim 1 or 2, characterized in that the ionic smoke detector is arranged in the air extraction duct for the ventilated room's ventilation system.