WO2005063337A1 - Inertisierungsverfahren zur minderung des risikos eines brandes - Google Patents

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WO2005063337A1
WO2005063337A1 PCT/EP2004/013285 EP2004013285W WO2005063337A1 WO 2005063337 A1 WO2005063337 A1 WO 2005063337A1 EP 2004013285 W EP2004013285 W EP 2004013285W WO 2005063337 A1 WO2005063337 A1 WO 2005063337A1
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fire
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Ernst-Werner Wagner
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Amrona Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames

Definitions

  • the present invention relates to an inerting method for reducing the risk of fire in an enclosed protection area, in which the oxygen content in the protection area is kept for a certain time at a control concentration below an operating concentration by introducing an oxygen-displacing gas from a primary source, from a primary source. and an apparatus for performing the method.
  • Inerting methods for fire prevention and extinguishing in closed rooms are known from fire extinguishing technology.
  • the extinguishing effect resulting from this process is based on the principle of oxygen displacement.
  • the normal ambient air consists of 21% by volume of oxygen, 78% by volume of nitrogen and 1% by volume of other gases.
  • To delete is initiated by z. B. pure nitrogen as an inert gas further increases the nitrogen concentration in the room in question and thus reduces the oxygen content.
  • an extinguishing effect sets in when the oxygen content drops below approximately 15% by volume.
  • the oxygen-displacing gases used in this "inert gas extinguishing technology" are usually stored compressed in special adjoining rooms in steel bottles. It is also conceivable to use a device for generating an oxygen-displacing gas. These steel bottles or this device for generating the oxygen Substances displacing gas constitute the so-called primary source of the inert gas fire extinguishing system. If necessary, the gas is then fed from this primary source into the room in question via piping systems and corresponding outlet nozzles.
  • the associated inert gas fire extinguishing system generally has at least one system for suddenly introducing the oxygen-displacing gas from the primary source into the room to be monitored and a fire detection device for detecting a fire parameter in the room air.
  • the reignition phase denotes the period after the fire fighting phase in which the oxygen concentration in the protected area must not exceed a certain value, the so-called reignition prevention value. to avoid reignition of the materials in the protected area.
  • the reignition prevention level is an oxygen concentration that depends on the fire load of the protected area and is determined on the basis of tests. According to the VdS guidelines, when flooding the protection area, the oxygen concentration in the protection area, the reignition prevention level of, for example, 13.8% by volume must be reached within the first 60 seconds from the start of the flooding (fire fighting phase). Furthermore, the level of flashback prevention should not be exceeded within 10 minutes after the end of the fire fighting phase. It is envisaged that the fire in the protection area will be extinguished completely during the fire fighting phase.
  • the oxygen concentration is reduced as quickly as possible to a so-called operating concentration in the case of a detection signal.
  • the inert gas required for this comes from the primary source of the inert gas fire extinguishing system.
  • “Operating concentration” is understood to mean a level which is below a so-called design concentration.
  • the design concentration is an oxygen concentration in the protected area at which the ignition of any substance present in the protected area is effectively prevented.
  • a deduction serving as a safety measure is deducted ..
  • the oxygen concentration is usually kept at a control concentration below an operating concentration.
  • the control concentration is a control range of the residual oxygen concentration in the inerted protection area, within which the oxygen concentration is kept during the reignition phase. That control range is limited by an upper limit, the switch-on threshold for the primary source of the inert gas fire extinguishing system, and a lower limit, the switch-off threshold of the primary source of the inert gas fire extinguishing system.
  • the control concentration is kept in this control range by repeated introduction of inert gas. That inert gas usually comes from the reservoir serving as the primary source Inert gas fire extinguishing system, ie either the device for generating oxygen displacing gas (for example a nitrogen generator), from gas bottles or from other buffer devices.
  • the device for generating oxygen displacing gas for example a nitrogen generator
  • the present invention is based on the object of further developing the inerting method known from the prior art and explained above in such a way that even if one occurs
  • the emergency operating phase is long enough to primarily prevent ignition or re-ignition of the combustible materials in the protected area.
  • Another task is to specify a corresponding inert gas fire extinguishing system for carrying out the method.
  • this object is achieved according to the invention as a first alternative in that the control concentration is maintained by a secondary source for an emergency operating time if the primary source fails.
  • control concentration and the operating concentration are below in the inerting method mentioned at the beginning
  • the technical problem on which the present invention is based is also solved by a device for carrying out the above-mentioned method, which is characterized in that the primary source and / or the secondary source is an oxygen-displacing gas-producing machine, a bottle battery, a buffer volume or an oxygen-removing or similar machine.
  • the primary source and / or the secondary source is an oxygen-displacing gas-producing machine, a bottle battery, a buffer volume or an oxygen-removing or similar machine.
  • the advantages of the invention are, in particular, that an easy to implement and at the same time very effective inerting method for reducing the risk of a fire can be achieved in an enclosed protection area, even in the event of a malfunction, i.e.
  • a malfunction i.e.
  • the control concentration is maintained for a Not sunnyzeit by means of a secondary source (alternative 1).
  • the term" primary source refers to any in this context inert gas reservoir such as a nitrogen generator, a gas cylinder battery in which the inert gas is in compressed form, or another buffer volume.
  • the term “secondary source” means a reservoir that is redundant from the primary source, which in turn can be, for example , a nitrogen generator, a bottle battery or any buffer volume.
  • An essential aspect of the present invention is that the secondary source is designed redundantly from the primary source, so that the two systems are decoupled from one another and the susceptibility to interference of the inerting method is reduced. It is provided that the secondary source is designed in such a way that the control concentration in the event of a failure of the primary source is maintained for an emergency operating time that is sufficiently long, for example, to be able to provide at least a 10-minute flashback phase or an 8-hour emergency operating phase in the protected area, in which the oxygen content in the protection area does not rise above the level of reignition prevention.
  • the limit concentration is, for example, the reignition prevention level of the shelter.
  • This is an oxygen concentration at which it is ensured that fuels in the protection zone can no longer be ignited. It is intended to reduce the operating concentration from the outset to such an extent that the rise curve the oxygen concentration only reaches the limit after a certain time.
  • This specified time is, for example, 10, 30 or 60 minutes for a fire extinguishing system and 8, 24 or 36 hours for a fire prevention system until service personnel arrive with spare parts, and thus enables a re-ignition phase or emergency operation phase to be realized in which the oxygen content does not exceed
  • the level of reignition prevention increases and thus effectively prevents ignition or re-ignition of fires in the protected area.
  • the primary source and / or the secondary source any reservoir, such as a machine that generates an oxygen displacing gas, a cylinder battery in which the inert gas is in compressed form, another buffer volume, or else an oxygen-removing or is similar machine.
  • a machine that generates an oxygen displacing gas such as a machine that generates an oxygen displacing gas, a cylinder battery in which the inert gas is in compressed form, another buffer volume, or else an oxygen-removing or is similar machine.
  • oxygen-displacing gas it is also conceivable to extract oxygen from the room air, for example with the aid of fuel cells.
  • Secondary sources include both stationary and mobile devices, such as extinguishing agent tanks with evaporators on a truck. Switching between the primary and secondary sources is either manual or automatic.
  • Operating concentration is set to an oxygen concentration in the protected area at which the substances in the protected area can no longer be ignited.
  • a discount is preferably deducted from the concentration at which the substances in the protected area can no longer be ignited.
  • the failure safety distance is particularly preferably determined taking into account an air exchange rate applicable to the protected area, in particular an n 50 value of the protected area, and / or the pressure difference between the protected area and the environment.
  • the design concentration is reduced by a safety discount below the limit concentration determined for the protected area.
  • a detector for recognizing a fire parameter is also provided, the oxygen content in the protected area being quickly reduced to the control concentration when a fire or fire is developing if the oxygen content was previously at a higher level.
  • Basic inertization level of, for example, 17% by volume. It is thus conceivable that the oxygen content in the protected area is first reduced to a certain basic inerting level of, for example, 17 vol.%, And in the event of a fire the oxygen content is further reduced to a certain full inerting level to the control concentration.
  • a basic inertization level of 17 vol.% Oxygen concentration means no danger to people or animals, so that they can still enter the room without any problems.
  • the setting of the full inerting level or the control concentration can either be set after the detection of an incipient fire, but it would also be conceivable that this level is set at night, for example, when no one is entering the room in question.
  • the flammability of all materials in the shelter is reduced to such an extent that they can no longer ignite.
  • the failure safety of the inerting method is advantageously increased significantly, since this ensures that there is adequate fire protection even if the primary source fails.
  • the control range is preferably about ⁇ 0.2% by volume and preferably niaxi ⁇ 0.2% by volume of oxygen content around the control concentration in the shelter. This is a range which is defined by an upper and a lower threshold value, which are approximately 0.4% by volume and preferably a maximum of 0.4% by volume.
  • the two threshold values denote the residual oxygen Centers where the secondary source is turned on or off to maintain or reach the setpoint when the primary source fails.
  • other orders of magnitude for the control range are also conceivable here.
  • a preferred embodiment of the inerting process according to the invention provides that the regulation of the oxygen content in the protected area taking into account the air exchange rate, in particular the n 50 value of the protected area, and / or the pressure difference between protected area and environment.
  • This is a value that indicates the ratio of the generated leakage volume flow in relation to the existing room volume with a generated pressure difference to the environment of 50 Pa.
  • the n 50 value is therefore a measure of the tightness of the protected area and thus a decisive parameter for dimensioning the inert gas fire extinguishing system or for designing the inerting process with regard to the reliability of the primary source.
  • the n 50 value is preferably determined by means of a so-called BlowerDoor measurement, in order to be able to assess the tightness of the surrounding components delimiting the protected area.
  • a standardized overpressure or underpressure of 10 to 60 Pa is generated in the protected area. The air escapes through the leakage areas of the surrounding components or penetrates there.
  • a corresponding measuring device measures the volume flow required to maintain the pressure difference of, for example, 50 Pa required for the measurement.
  • a measuring program then calculates the n 50 value, which refers to the pressure difference of 50 Pa generated in a standardized manner.
  • the BlowerDoor measurement must be carried out before the concrete design of the inerting method according to the invention, in particular before the design of the secondary source provided according to the invention, which is redundant from the primary source or before the design of the safety margin in the alternative inerting process.
  • the calculation of the amount of extinguishing agent for maintaining the control concentration in the protected area takes into account the air change rate n 50 . Accordingly, it is possible to determine the size or capacity of the primary source and / or the secondary source depending on the n 50 value and thus adapted exactly to the protected area.
  • FIG. 1 shows a section of a temporal course of the oxygen concentration in a protected area, the operating concentration and the standard concentration of the oxygen content being maintained by means of a secondary source in accordance with the first alternative of the inerting method according to the invention
  • FIG 3 shows a profile of the oxygen content in a protected area, the second alternative of the method according to the invention being implemented in the underlying inerting method.
  • the operating concentration BK and the standard concentration RK of the oxygen content being maintained by means of a secondary source in accordance with the first alternative of the inerting method according to the invention.
  • the ordinate axis represents the oxygen content in the protected area and the abscissa axis represents time.
  • the oxygen content in the protected area is already at a so-called full inertization level lowered, ie to a control concentration RK below an operating concentration BK.
  • the operating concentration BK corresponds exactly to the design concentration AK.
  • the design concentration AK is an oxygen concentration value in the protected area which is generally below a limit concentration GK specific for the protected area.
  • the limit concentration GK which is often also called “reignition prevention level”, refers to the oxygen content in the atmosphere of the protected area at which a defined substance with a defined ignition source can no longer be ignited.
  • Limit concentration GK must be determined experimentally and establishes the basis for determining the design concentration AK. For this purpose, a safety discount is deducted from the limit concentration GK.
  • the operating concentration BK must in principle not be greater than the design concentration AK.
  • the operating concentration BK is determined taking into account the safety concept for the inert gas fire extinguishing system and the inerting process used.
  • the distance between the operating concentration BK and the design concentration AK is preferably chosen to be as small as possible, since lowering the oxygen concentration beyond the necessary level of protection results in an increased use of extinguishing agents or inert gas ,
  • a control concentration RK is also specified, which lies in the middle of a control range, the upper limit of the control range being identical to the operating concentration BK.
  • the control concentration RK represents a concentration value by which the oxygen concentration in the protected area fluctuates. It is provided that the fluctuations take place in the control range. If the oxygen content in the control range now reaches the upper limit (here the operating concentration BK), the oxygen content in the protection range is reduced again by introducing inert gas until the lower limit of the control range is reached, whereupon a further introduction of inert gas into the protection range is stopped.
  • the upper limit of the control range corresponds to an upper threshold value for the introduction of the inert gas and the lower limit of the control range corresponds to a lower threshold value at which a further supply of the inert gas into the protective range is omitted.
  • the upper threshold corresponds to an activation of a primary or secondary source and the lower threshold corresponds to a deactivation of the primary or secondary source.
  • the secondary source is designed redundantly from the primary source.
  • the time during which the inert gas is introduced from a primary source and the emergency operating time at which the control concentration RK is maintained by the secondary source in the event of a failure of the primary source is advantageously so long that an emergency operating phase is provided in which the oxygen content in the Protected area does not exceed the design concentration AK and thus ignition of materials in the protected area is still prevented.
  • FIG. 2 shows a section of a time course of the oxygen concentration in a protection area, the operating concentration BK and the control concentration RK of the oxygen content being reduced below the design concentration AK of the protection area in accordance with the second alternative of the inerting method according to the invention.
  • the difference to FIG. 1 is that in this case the design concentration AK no longer corresponds to the operating concentration BK. Instead, the operating concentration BK and thus also the control concentration RK with the associated control range have been shifted downward, the spacing between the design concentration AK and the operating concentration BK corresponding to a safety margin ASA.
  • the oxygen concentration in the protected area is kept in the control area around the control concentration RK by alternately switching the primary source on and off.
  • the failure safety distance ASA is selected such that if the primary source fails, the rise curve of the oxygen content in the protected area becomes the limit concentration BK or the reignition prevention level is reached only in a predetermined time. That time is preferably chosen in such a way that an emergency operating phase can be ensured that is long enough to further prevent the ignition or re-ignition of materials in the protected area before the fire prevention or extinguishing system is restarted.
  • FIG. 3 shows a profile of the oxygen content in a protected area, the second alternative of the method according to the invention being implemented in the inerting method.
  • the ordinate axis represents the oxygen content in the protected area and the abscissa axis represents time.
  • an oxygen concentration of 21% by volume is initially present in the protected area.
  • the oxygen content in the protected area is quickly reduced to the standard concentration RK.
  • the oxygen concentration in the protected area reaches the reignition prevention level or the limit concentration GK at time ti and the control concentration RK at time t 2 .
  • the time period from t 0 to t 2 is referred to as the first reduction.
  • a fire protection phase directly after the initial lowering is also provided for effective fire prevention.
  • the oxygen concentration in the protected area is kept below the reignition prevention level or the limit concentration GK. This is usually done by introducing inert gas or oxygen-displacing gas from the primary source into the protected area, if necessary, in order to keep the oxygen concentration in the control area around the control concentration RK or below the operating concentration BK.
  • the safety margin ASA between the limit concentration GK and the operating concentration BK is so large that the increase curve of the oxygen content exceeds the limit Concentration GK only reached in a predetermined time z, whereby an adequate emergency operating phase is achieved.
  • FIG. 3 is shown in enlarged form in FIG.

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Abstract

Um beim Auftreten eines die Inertgas-Primärquelle einer Brandvermeidungs- bzw. Inertgasfeuerlöschanlage betreffenden Störfalls zu erreichen, dass bei einem Inerti­sierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines Brandes in einem umschlossenen Schutzbereich der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich für eine bestimmte Zeit auf einer unter einer Betriebskonzentration liegenden Regelkonzentration gehalten wer­den kann, so dass grundsätzlich die Notbetriebsphase hinreichend lang ist, um wei­terhin eine Entzündung bzw. Wiederentzündung der brennbaren Materialien im Schutzbereich wirksam zu verhindern, ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Regelkonzentration für eine Notbetriebszeit mittels einer von der Primärquelle redundant ausgeführten Sekundärquelle aufrechterhalten wird. In einer zweiten Ausführungsform ist hingegen vorgesehen, dass die Regel­konzentration und die Betriebskonzentration unter Bildung eines Ausfallsicherheits­abstandes grundsätzlich so weit unter die für den Schutzbereich festgelegte Ausle­gungskonzentration gesenkt werden, dass die Anstiegskurve des Sauerstoffgehalts bei Ausfall der Primärquelle eine für den Schutzbereich ermittelte Grenzkonzentrati­on erst in einer vorgegebenen Zeit erreicht, die hinreichend lang ist, um eine Ent­zündung bzw. Wiederentzündung der brennbaren Materialien im Schutzbereich wei­terhin wirksam zu verhindern.

Description

Inertisierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines Brandes
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Inertisierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines Brandes in einem umschlossenen Schutzbereich, bei dem der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich mit einem vorgebbaren Regelbereich durch Einleiten eines Sauerstoff verdrängenden Gases aus einer Primärquelle für eine bestimmte Zeit auf einer unter einer Betriebskonzentration liegenden Regelkonzentration gehalten wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Inertisierungsverfahren zur Brandverhütung und -löschung in geschlossenen Räumen sind aus der Feuerlöschtechnik bekannt. Die bei diesem Verfahren resultierende Löschwirkung beruht auf dem Prinzip der Sauerstoffverdrängung. Die normale Umgebungsluft besteht bekanntlich zu 21 Vol.-% aus Sauerstoff, zu 78 Vol.-% aus Stickstoff und zu 1 Vol.-% aus sonstigen Gasen. Zum Löschen wird durch Einleiten von z. B. reinem Stickstoff als Inertgas die Stickstoffkonzentration in dem betreffenden Raum weiter erhöht und damit der Sauerstoffanteil verringert. Es ist bekannt, dass eine Löschwirkung einsetzt, wenn der Sauerstoffanteil unter etwa 15 Vol.-% absinkt. Abhängig von den in dem betreffenden Raum vorhandenen brennbaren Materialien kann ferner ein weiteres Absenken des Sauerstoffanteils auf beispielsweise 12 Vol.-% erforderlich sein. Bei dieser Sauerstoffkonzentration können die meisten brennbaren Materialien nicht mehr brennen.
Die bei dieser „Inertgaslöschtechnik" verwendeten, Sauerstoff verdrängenden Gase werden in der Regel in speziellen Nebenräumen in Stahlflaschen komprimiert gelagert. Ferner ist denkbar, ein Gerät zur Erzeugung eines Sauerstoff verdrängenden Gases einzusetzen. Diese Stahlflaschen bzw. dieses Gerät zur Erzeugung des Sauer- Stoff verdrängenden Gases begründen die sogenannte Primärquelle der Inertgasfeuerlöschanlage. Irn Bedarfsfall wird dann das Gas von dieser Primärquelle über Rohrleitungssysteme und entsprechende Austrittsdüsen in den betreffenden Raum geleitet.
Die zugehörige Inertgasfeuerlöschanlage verfügt dabei in der Regel zumindest über eine Anlage zum plötzlichen Einleiten des Sauerstoff verdrängenden Gases von der Primärquelle in den zu überwachenden Raum und eine Branderkennungsvorrichtung zum Detektieren einer Brandkenngröße in der Raumluft.
Zum Auslegen der gesamten Brandvermeidungs- bzw. Inertgasfeuerlöschanlage auf einem möglichst hohen Sicherheitsniveau gehört eine anlagentechnische und logistische Planung für den Fall des Anlagenstillstands als Folge von Störfällen, um den sicherheitstechnischen Anforderungen gerecht zu werden. Auch wenn während der Projektierung der Brandvermeidungs- bzw. Inertgasfeuerlöschanlage alle Maßnahmen berücksichtigt werden, die es erlauben, eine Wiederinbetriebnahme der Anlage möglichst schnell und übergangslos zu erreichen, bringt das Inertisieren mittels der Inertgastechnik- jedoch gewisse Probleme mit sich und weist im Bezug auf die Ausfallsicherheit klare Grenzen auf. So hat sich gezeigt, dass es zwar möglich ist, die Inertgasfeuerlöschanlage derart zu konzipieren, dass die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Störfalls während der Absenkung bzw. Regelung des Sauerstoffgehalts im Schutzbereich auf eine unter einer vorgenannten Betriebskonzentration liegenden Regelkonzentration relativ gering ist, jedoch besteht oftmals ein Problem darin, die Regelkonzentration für eine längere Zeit, während der sogenann- ten Notbetriebphase, auf dem erforderlichen Wert zu halten, insbesondere deshalb, weil bei den aus dem Stand der Technik bekannten Inertisierungsverfahren keine Möglichkeit besteht, ein frühzeitiges Überschreiten eines Rückzündungsniveaus der Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich zu verhindern, wenn aufgrund eines Störfalls die Primärquelle ganz oder zumindest teilweise ausfällt.
Die Rückzündungsphase bezeichnet den Zeitabschnitt nach der Brandbekämpfungsphase, in welchem die Sauerstoffkonzentratϊon im Schutzbereich einen bestimmten Wert, den sogenannten Rückzündungsverhinderungswert, nicht überschreiten darf, um ein erneutes Entzünden der im Schutzbereich vorhandenen Materialien zu vermeiden. Das Rückzündungsverhinderungsniveau ist eine Sauerstoffkonzentration, die von der Brandlast des Schutzbereichs abhängt und anhand von Versuchen ermittelt wird. Gemäß den VdS-Richtlinien muss beim Fluten des Schutzbereichs die Sauer- Stoffkonzentration im Schutzbereich das Rückzündungsverhinderungsniveau von beispielsweise 13,8 Vol.-% innerhalb der ersten 60 Sekunden ab Flutungsbeginn erreicht werden (Brandbekämpfungsphase). Ferner soll das Rückzündungsverhinde- rungsniveau innerhalb von 10 Minuten nach Ende der Brandbekämpfungsphase nicht überschritten werden. Dabei ist vorgesehen, dass innerhalb der Brandbekämpfungs- phase der Brand im Schutzbereich vollständig gelöscht wird.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Inertisierungsverfahren wird bei einem Detektionssignal die Sauerstoffkonzentration möglichst schnell auf eine sogenannte Betriebskonzentration heruntergefahren. Das hierzu erforderliche Inertgas stammt dabei aus der Primärquelle der Inertgasfeuerlöschanlage. Unter dem Begriff
„Betriebskonzentration" wird ein Niveau verstanden, das unterhalb einer sogenannten Auslegungskonzentration liegt. Die Auslegungskonzentration ist eine Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich, bei welcher die Entzündung eines jeden im Schutzbereich vorhandenen Stoffes wirksam verhindert wird. Bei der Festlegung der Ausle- gungskonzentration eines Schutzbereichs wird in der Regel von dem Grenzwert, bei der eine Zündung jeglicher Materialien im Schutzbereich unterbunden wird, noch ein zur Sicherheit dienender Abschlag abgezogen. Nach Erreichen der Betriebskonzentration in dem Schutzbereich wird üblicherweise die Sauerstoffkonzentration auf einer unter einer Betriebskonzentration liegenden Regelkonzentration gehalten.
Die Regelkonzentration ist ein Regelbereich der Restsauerstoffkonzentration im iner- tisierten Schutzbereich, innerhalb welchem die Sauerstoffkonzentration während der Rückzündungsphase gehalten wird. Jener Regelbereich wird durch eine obere Grenze, der Einschaltschwelle für die Primärquelle der Inertgasfeuerlöschanlage, und ei- ner unteren Grenze, der Ausschaltschwelle der Primärquelle der Inertgasfeuerlöschanlage, begrenzt. Während der Rückzündungsphase wird die Regelkonzentration durch wiederholtes Einleiten von Inertgas in diesem Regelbereich gehalten. Jenes Inertgas stammt üblicherweise aus dem als Primärquelle dienenden Reservoir der Inertgasfeuerlöschanlage, d.h., entweder dem Gerät zur Erzeugung von Sauerstoff verdrängendem Gas (z.B. einem Stickstofferzeuger), aus Gasflaschen oder von anderen Puffereinrichtungen. Im Falle einer Fehlfunktion oder Störung nun die Gefahr, dass die Sauerstoffkonzentratϊon in dem Schutzbereich frühzeitig ansteigt und das Rückzündungsverhinderungsniveau überschreitet, wodurch die Rückzündungsphase verkürzt ist und eine erfolgreiche Brandbekämpfung in dem Schutzbereich nicht mehr gewährleistet werden kann.
Ausgehend von den zuvor geschilderten Problemen hinsichtlich der sicherheitstech- nϊschen Anforderungen einer Inertgasfeuerlöschanlage bzw. eines Inertisierungsver- fahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das aus dem Stand der Technik bekannte und vorstehend erläuterte Inertisierungsverfahren derart wei- terzuentwickeln, dass selbst beim Auftreten eines die Primärquelle betreffenden Störfalls die Notbetriebsphase hinreichend lang ist, um eine Entzündung oder Wie- derentzündung der brennbaren Materialien im Schutzbereich wirksam zu verhindern.
Eine weitere Aufgabe liegt darin, eine entsprechende Inertgasfeuerlöschanlage zur Ausführung des Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Inertisierungsverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß als erste Alternative dadurch gelöst, dass die Regelkonzentration bei Ausfall der Primärquelle für eine Notbetriebszeit durch eine Sekundärquelle aufrechterhalten wird.
Diese Aufgabe wird des weiteren dadurch gelöst, dass bei dem eingangs genannten Inertisierungsverfahren die Regelkonzentration und die Betriebskonzentration unter
Bildung eines Ausfallsicherheitsabstandes so weit unter die für den Schutzbereich festgelegte Auslegungskonzentration gesenkt werden, dass die Anstiegskurve des Sauerstoffgehalts bei Ausfall der Primärquelle eine für den Schutzbereich ermittelte Grenzkonzentration erst in einer vorgegebenen Zeit erreicht.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem wird ferner durch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Primärquelle und/oder die Sekundär- quelle eine das Sauerstoff verdrängende Gas erzeugende Maschine, eine Flaschenbatterie, ein Puffervolumen oder eine sauerstoffentziehende oder ähnliche Maschine ist.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass ein einfach zu realisierendes und dabei sehr effektives Inertisierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines Brandes in einem umschlossenen Schutzbereich erzielbar ist, wobei selbst in einem Störfall, d'.h. zum Beispiel bei Ausfall der Primärquelle, aus welcher das" zum Einstellen der Regelkonzentration im Schutzbereich verwendete Inertgas stammt, die Regelkonzentration für eine Notbetriebzeit mittels einer Sekundärquelle aufrechterhalten wird (Alternative 1). Unter dem Begriff „Primärquelle" ist in diesem Zusammenhang jegliches Inertgasreservoir zu verstehen, wie z.B. ein Stickstofferzeuger, eine Gasflaschenbatterie, in der das Inertgas in komprimierter Form vorliegt, oder ein anderes Puffervolumen. Im analogen Sinne ist unter dem Begriff „Sekundärquel- leΛΛ ein von der Primärquelle redundantes Reservoir, was wiederum beispielsweise , ein Stickstofferzeuger, eine Flaschenbatterie oder jegliches Puffervolumen sein kann, zu verstehen. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, dass die Sekundärquelle redundant von der Primärquelle ausgelegt ist, um somit beide Systeme voneinander zu entkoppeln und die Störanfälligkeit des Inertisie- rungsverfahrens zu verringern. Dabei ist vorgesehen, dass die Sekundärquelle derart konzipiert ist, um die Regelkonzentration bei Ausfall der Primärquelle für eine Notbetriebszeit aufrechtzuerhalten, die hinreichend lang ist, um beispielsweise zumindest eine 10-minütige Rückzündungsphase oder eine 8-stündige Notbetriebsphase im Schutzbereich bereitstellen zu können, in welcher der Sauerstoffgehalt im Schutzbe- reich nicht über das Rückzündungsverhinderungsniveau steigt. Selbstverständlich ist hier auch denkbar, die Sekundärquelle entsprechend einer beliebigen Notbetriebszeit auszulegen.
In der zweiten Alternative handelt es sich bei der Grenzkonzentration beispielsweise um das Rückzündungsverhinderungsniveau des Schutzraumes. Hier handelt es sich um eine Sauerstoffkonzentration, bei welcher sichergestellt ist, dass sich Brandstoffe des Schutzbereichs nicht mehr entzünden lassen. Dabei ist vorgesehen, die Betriebskonzentration von vornherein so weit herunterzusetzen, dass die Anstiegskurve der Sauerstoffkonzentration den Grenzwert erst nach einer bestimmten Zeit erreicht. Diese vorgegebene Zeit beträgt beispielsweise 10, 30 oder 60 Minuten für eine Feuerlöschanlage und 8, 24 oder 36 Stunden für eine Brandvermeidungsanlage bis Service-Personal mit Ersatzteilen eintrifft, und ermöglicht somit eine Realisierung einer Rückzündungsphase bzw. Notbetriebsphase, in welcher der Sauerstoffgehalt nicht über ein Rückzündungsverhinderungsniveau steigt und somit wirksam ein Entzünden bzw. Wiederentzünden von Brandstqffen im Schutzbereich verhindert. Durch dieses sogenannte „Tieferfahren" der Betriebskonzentration, d.h. durch das Festlegen der Betriebskonzentration unter Bildung eines Ausfallsicherheitsabstandes unterhalb der Auslegungskonzentration des Schutzraumes, wird eine Alternative zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens angegeben, bei der ebenfalls sichergestellt ist, dass bei Ausfall der Primärquelle für eine Notbetriebszeit die Sauerstoffkonzentration unter einem festgelegten Wert, in vorteilhafter Weise unter dem Rückzündungsverhinderungsniveau, gehalten wird. Selbstverständlich ist hier aber auch denkbar, beide Alternativen miteinander zu kombinieren. Um die Notbetriebszeit zu verlängern, ist es ferner möglich, dass zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel die Vornahme von Betriebseinschränkungen, etwa die zeitweilige Herabsetzung der Begehung.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Möglichkeit zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens angegeben. Hierbei ist vorgesehen, dass die Primärquelle und/oder die Sekundärquelle ein jegliches Reservoir, wie etwa eine Maschine, die ein Sauerstoff verdrängendes Gas erzeugt, eine Flaschenbatterie, in der das Inertgas in komprimierter Form vorliegt, ein anderes Puffervolumen, oder aber auch eine sauerstoffentziehende oder ähnliche Maschine ist. Anstatt ein Sauerstoff verdrängendes Gas zu erzeugen, ist es auch denkbar, der Raumluft Sauerstoff zu entziehen, beispielsweise mit Hilfe von Brennstoffzellen. Als Sekundärquellen kommen sowohl stationäre als auch mobile Einrichtungen in Frage, wie zum Beispiel Löschmitteltanks mit Verdampfer auf einem LKW. Die Umschaltung zwischen der Primär- und der Sekundärquelle erfolgt entweder manuell oder automatisch.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind bezüglich des Verfahrens in den Unteransprüchen 2 und 4 bis 9 angegeben. So ist für das Verfahren bevorzugt vorgesehen, dass die Betriebskonzentration gleich oder in etwa gleich einer für den Schutzbereich festgelegten Auslegungskonzentration ist. Durch diese Weiterbildung des Verfahrens ist es möglich, den Verbrauch von Inertgas bzw. Löschmittel für den Schutzbereich optimal zu reduzieren, indem die
Betriebskonzentration auf eine Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich festgelegt wird, bei welcher sich die Stoffe des Schutzbereichs gerade nicht mehr entzünden lassen. Zur Festlegung der Auslegungskonzentration wird in bevorzugter Weise von der Konzentration, bei welcher sich die Stoffe des Schutzbereichs gerade nicht mehr entzünden lassen, noch ein Abschlag abgezogen.
Besonders bevorzugt wird der Ausfallsicherheitsabstand unter Berücksichtigung einer für den Schutzbereich geltenden Luftwechsel rate, insbesondere eines n50 - Wertes des Schutzbereiches, und /oder der Druckdifferenz zwischen Schutzbereich und Um- gebung, ermittelt. Um eine möglichst genaue Anpassung des erfindungsgemäßen
Verfahrens an den betreffenden Schutzbereich zu ermöglichen, ist dabei vorgesehen, dass der Ausfallsicherheitsabstand umso größer wird, je größer der n50-Wert des Zielbereiches ist.
Um eine weitere Erhöhung der Ausfallsicherheit der Anlage zu erreichen, ist in besonders bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Auslegungskonzentration um einen Sicherheitsabschlag unter die für den Schutzbereich ermittelte Grenzkonzentration gesenkt wird. Damit kann zum Beispiel während der Zeit bis zur Bereitstellung der Sekundärquelle sichergestellt werden, dass der Sauerstoffgehalt unter dem Rück- zündungsverhinderungsniveau bzw. der Grenzkonzentration bleibt. So ist es denkbar, dass der Sicherheitsabschlag unter Berücksichtigung der Grenzkonzentration und/oder der Luftwechselrate n50 ermittelt wird; d.h. es gilt S = α([02,Luft] - GK) , wobei S der Sicherheitsabschlag, [02, Uft] die Sauerstoffkonzentration in der Luft des Schutzbereiches, GK das Rückzündungsverhinderungsnϊveau und α ein vorgegebener Faktor sind. Beispielsweise ergibt sich für α = 20%, [O2,ι_uit] = 20,9 Vol.-%, GK = 16
Vol.-% ein Sicherheitsabschlag von S = 1 Vol.-% und für α = 20%, [02,LUft] = 20,9 Vol.-%, GK = 13 Vol.-% ein Sicherheitsabschlag von S = 1,6 Vol.-%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist fern er ein Detektor zum Erkennen einer Brandkenngröße vorgesehen, wobei der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich beim Detektieren eines Entstehungsbrandes oder eins Brandes rasch auf die Regelkonzentration abgesenkt wird, wenn der Sauerstoffgehalt vorher auf einem höheren Niveau lag. Durch diese Weiterbildung des erfindungsgernäßen Inertisierungsverfah- rens ist es nun möglich, das Verfahren beispielsweise auch in einem mehrstufigen Inertisierungsverfahren zu implementieren. So ist erfindu ngsgemäß vorgesehen, dass der Schutzbereich anfänglich, um beispielsweise eine Begehung durch Personen zuzulassen, auf einem entsprechend höheren Niveau liegt. Dieses höhere Niveau kann entweder die Konzentration der Raumluft (21 Vol.-%) oder ein erstes bzw.
Grundinertisierungsniveau von beispielsweise 17 Vol.-% sein. So ist denkbar, dass zunächst der Sauerstoffgehalt in dem Schutzbereich auf ein bestimmtes Grundinertisierungsniveau von beispielsweise 17 Vol.-% abgesenkt und im Fall eines Brandes der Sauerstoffgehalt auf ein bestimmtes Vollinertisierungsniveau weiter auf die Re- gelkonzentration abgesenkt wird. Ein Grundinertisierungsniveau von 17 Vol.-% Sauerstoffkonzentration bedeutet keinerlei Gefährdung von Personen oder Tieren, so dass diese den Raum immer noch problemlos betreten können. Das Einstellen des Vollinertisierungsniveaus bzw. der Regelkonzentration ka nn entweder nach der De- tektion eines Entstehungsbrandes eingestellt werden, denkbar wäre hier jedoch auch, dass dieses Niveau beispielsweise nachts eingestellt wird, wenn keine Personen den betreffenden Raum betreten. Bei der Regelkonzentration ist die Entflammbarkeit sämtlicher Materialien im Schutzraum so weit herabgesetzt, dass sie sich nicht mehr entzünden können. Durch das Bereitstellen einer redundanten Sekundärquelle oder alternativ hierzu durch das Tieferfahren der Sauerstoffkonzentration wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Ausfallsicherheit des Inertisierungsverfahren deutlich erhöht wird, da somit sichergestellt ist, dass selbst bei Ausfall der Primärquelle ein hinreichender Brandschutz vorliegt.
Vorzugsweise beträgt der Regelbereich etwa ± 0,2 Vol.-°& und vorzugsweise niaxi- mal ± 0,2 Vol.-% Sauerstoffgehalt um die Regelkonzentration im Schutzraum. Hierbei handelt es sich um einen Bereich, der durch einen oberen und einen unteren Schwellwert definiert wird, die etwa 0,4 Vol.-% und vorzugsweise maximal 0,4 Vol.- % auseinanderliegen. Die beiden Schwellwerte bezeichnen die Restsauerstoff kon- zentrationen, bei denen die Sekundärquelle ein- oder ausgeschalten wird, um den Sollwert zu halten oder zu erreichen, wenn die Primärquelle ausfällt. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Größenordnungen für den Regelbereich denkbar.
Um eine möglichst gute Anpassung des Inertisierungsverfahrens an den betreffenden Schutzraum zu erreichen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens vorgesehen, dass die Regelung des Sauerstoffgehalts im Schutzbereich unter Berücksichtigung der Luftwechselrate, insbesondere des n50 - Wertes des Schutzbereiches, und /oder der Druckdifferenz zwischen Schutzbereich und Umgebung erfolgt. Hierbei handelt es sich um einen Wert, der das Verhältnis des erzeugten Leckagevolumenstromes in Relation zum vorhandenen Raumvolumen bei einer erzeugten Druckdifferenz zur Umgebung von 50 Pa bezeichnet. Der n50-Wert ist somit ein Maß für die Dichtigkeit des Schutzbereichs und somit eine entscheidende Größe zur Dimensionierung der Inertgasfeuerlöschanlage bzw. zur Auslegung des Inertisierungsverfahrens hinsichtlich der Ausfallsicherheit der Primärquelle. In bevorzugter Weise wird der n50-Wert mittels einer sogenannten BlowerDoor-Messung bestimmt, um die Dichtigkeit der den Schutzbereich begrenzenden Umfassungsbauteile beurteilen zu können. Dabei wird in den Schutzbereich ein genormter Über- bzw. Unterdruck von 10 bis 60 Pa erzeugt. Die Luft entweicht über die Leckageflächen der Umfassungsbauteile nach außen oder dringt dort ein.
Ein entsprechendes Messgerät misst den erforderlichen Volumenstrom zur Aufrechterhaltung der zur Messung geforderten Druckdifferenz von z.B. 50 Pa. Anschließend errechnet ein Messprogramm den n50-Wert, der sich standardisiert auf die erzeugte Druckdifferenz von 50 Pa bezieht. Die BlowerDoor-Messung ist vor der konkreten Auslegung des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens, insbesondere vor der Auslegung der erfindungsgemäß vorgesehenen, von der Primärquelle redundanten Sekundärquelle bzw. vor der Auslegung des Ausfallsicherheitsabstandes bei dem al- ternativen Inertisierungsverfahren durchzuführen.
In einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Berechnung der Löschmittelmenge für das Halten der Regelkonzentration im Schutzbereich nter Berücksichtigung der Luftwechselrate n50 erfolgt. Demgemäss ist es möglich, die Größe bzw. die Kapazität der Primärquelle und/oder der Sekundärquelle in Abhängigkeit des n50-Wertes und somit genau an den Schutzbereich angepasst auszulegen.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Figuren näher erläu- tert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines zeitlichen Verlaufs der Sauerstoff könzent- ration in einem Schutzbereich, wobei die Betriebskonzentration und die Regelkonzentration des Sauerstoffgehalts gemäß der ersten Alternative des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens mittels einer Sekundärquelle aufrechterhalten werden;
Fig. 2 einen Ausschnitt eines zeitlichen Verlaufs der Sauerstoffkonzentration in einem Schutzbereich, wobei die Betriebskonzentration und die Regelkonzentration des Sauerstoffgehalts gemäß der zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens unter die Auslegungskonzentration des Schutzbereϊchs ge- senkt werden; und
Fig. 3 einen Verlauf des Sauerstoffgehalts in einem Schutzbereich, wobei die zweite Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem zugrundeliegenden Inertiserungsverfahren implementiert ist.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines zeitlichen Verlaufs der Sauerstoffkonzentration in einem Schutzbereich, wobei die Betriebskonzentration BK und die Regelkonzentration RK des Sauerstoffgehalts gemäß der ersten Alternative des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens mittels einer Sekundärquelle aufrechterhalten werden. In der dargestellten Auftragung stellen die Ordinatenachse den Sauerstoffgeha lt im Schutzbereich und die Abzissenachse die Zeit dar. Im vorliegenden Fall ist bereits der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich auf ein sogenanntes Vollinertisierungsniveau herabgösenkt, d.h. auf eine unter einer Betriebskonzentration BK liegenden Regelkonzentration RK. In dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Szenario entspricht die Betriebskonzentration BK genau der Auslegungskonzentration AK.
Die Auslegungskonzentration AK ist ein Sauerstoff konzentrationswert im Schutzbereich, der grundsätzlich unterhalb einer für den Schutzbereich spezifischen Grenzkonzentration GK liegt. Die Grenzkonzentration GK, die häufig auch „Rückzündungs- verhinderungsniveau" genannt wird, bezieht sich auf den Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre des Schutzbereichs, bei dem ein definierter Stoff mit einer definierten Zündquelle gerade nicht mehr entzündet werden kann. Der jeweilige Wert der
Grenzkonzentration GK muss experimentell ermittelt werden und stellt die Basis für die Festlegung der Auslegungskonzentration AK fest. Hierzu wird von der Grenzkonzentration GK ein Sicherheitsabschlag abgezogen.
Die Betriebskonzentratϊon BK darf grundsätzlich nicht größer als die Auslegungskonzentration AK sein. Die Betriebskonzentration BK ergibt sich unter Berücksichtigung des Sicherheitskonzepts für die Inertgasfeuerlöschanlage bzw. das eingesetzte Inertisierungsverfahrens. Um die Betriebskosten der Inertgasfeuerlöschanlage möglichst gering zu halten, wird in bevorzugter Weise der Abstand zwischen der Betriebskon- zentration BK und der Auslegungskonzentration AK möglichst klein gewählt, da über das notwendige Schutzniveau hinausgehende Absenkungen der Sauerstoffkonzentration einen erhöhten Einsatz von Löschmitteln bzw. Inertgas nach sich ziehen.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten zeitlichen Verlauf der Sauerstoffkonzentration ist ferner eine Regelkonzentration RK angegeben, die mittig in einem Regelbereich liegt, wobei die obere Grenze des Regelbereichs identisch mit der Betriebskonzentration BK ist. Die Regelkonzentration RK repräsentiert einen Konzentrationswert, um welchen die Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich schwankt. Dabei ist vorgesehen, dass die Schwankungen in dem Regelbereich stattfinden. Erreicht nun der Sauerstoffgehalt im Regelbereich die obere Grenze (hier die Betriebskonzentration BK) so wird der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich durch Einleiten von Inertgas erneut abgesenkt, bis die untere Grenze des Regelbereichs erreicht wird, woraufhin eine weitere Einleitung von Inertgas in den Schutzbereich angehalten wird. Somit entspricht die obere Grenze des Regelbereichs einem oberen Schwellenwert für das Einleiten des Inertgases und die untere Grenze des Regelbereichs einem unteren Schwellenwert, bei dem eine weitere Zufuhr des Inertgases in den Schutzbereich unterlassen wird. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass der obere Schwellenwert ein Aktivieren einer Primär- bzw. Sekundärquelle und der untere Schwellenwert ein Deaktivieren der Primär- bzw. Sekundärquelle entspricht.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass selbst bei Ausfall der Primärquelle die Sauerstoffkonzentration in dem Regelbereich um die Regelkonzentration RK herum für eine hinreichend lange Zeit aufrechterhalten werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass die Sekundärquelle redundant von der Primärquelle ausgeführt ist. Die Zeit, in welcher durch Einleiten des Inertgases aus einer Primärquelle und die Notbetriebszeit, bei welcher bei Ausfall der Primärquelle die Regelkonzentration RK durch die Sekundärquelle aufrechterhalten wird, ist vorteilhafter Weise so lang, dass eine Not- betriebsphase bereitgestellt wird, in welcher der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich die Auslegungskonzentration AK nicht überschreitet und somit ein Entzünden von Materialien im Schutzbereich weiterhin unterbunden wird.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines zeitlichen Verlaufs der Sauerstoffkonzentration in einem Schutzbereich, wobei die Betriebskonzentration BK und die Regelkonzentration RK des Sauerstoffgehalts gemäß der zweiten Alternative des erfindungsgemäßen Inertisierungsverfahrens unter die Auslegungskonzentration AK des Schutzbereichs gesenkt werden. Der Unterschied zur Fig. 1 liegt nun darin, dass in diesem Fall die Auslegungskonzentration AK nicht mehr mit der Betriebskonzentration BK überein- stimmt. Stattdessen ist die Betriebskonzentration BK und somit auch die Regelkonzentration RK mit dem zugehörigen Regelbereich nach unten verschoben, wobei die Beabstandung zwischen der Auslegungskonzentration AK und der Betriebskonzentration BK einem Ausfallssicherheitsabstand ASA entspricht. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Szenario wird die Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich durch ab- wechselndes Ein- bzw. Ausschalten der Primärquelle in dem Regelbereich um die Regelkonzentration RK herum gehalten. Dabei ist vorgesehen, dass der Ausfallssicherheitsabstand ASA derart gewählt ist, dass bei Ausfall der Primärquelle die Anstiegskurve des Sauerstoffgehalts im Schutzbereich die Grenzkonzentration BK bzw. das Rückzündungsverhinderungsniveau erst in einer vorgegebenen Zeit erreicht. Jene Zeit ist in bevorzugter Weise derart gewählt, dass eine Notbetriebsphase sichergestellt werden kann, die lang genug ist, um vor der Wiederinbetriebsetzung der Brandvermeidungs- bzw. Feuerlöschanlage ein Entzünden bzw. Wiederentzünden von Materialien im Schutzbereich weiterhin zu verhindern.
Fig. 3 zeigt einen Verlauf des Sauerstoffgehalts in einem Schutzbereich, wobei hier die zweite Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem Inertisierungsverfahren implementiert ist. Wie bereits bei den Figuren 1 und 2 stellt hier die Ordina- tenachse den Sauerstoffgehalt im Schutzbereich und die Abzissenachse die Zeit dar. Ausweislich der Fig. 3 ist anfänglich im Schutzbereich eine Sauerstoffkonzentration von 21 Vol.-% vorhanden.
Nachdem eine prophylaktische Erstabsenkung einer Brandvermeidungsanlage zum Zeitpunkt t0 beginnt, wird der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich rasch auf die Regelkonzentration RK abgesenkt. Wie dargestellt, erreicht die Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich das Rückzündungsverhinderungsniveau bzw. die Grenzkonzentration GK zum Zeitpunkt ti und die Regelkonzentration RK zum Zeitpunkt t2. Die Zeitspanne von t0 bis t2 wird als Erstabsenkung bezeichnet.
Um nach der Erstabsenkung zu verhindern, dass sich die im Schutzbereich befindlichen Materialien entzünden können, ist ferner eine sich direkt an die Erstabsenkung anschließende Brandschutzphase zur wirksamen Brandverhinderung vorgesehen. In jener Phase wird die Sauerstoffkonzentration im Schutzbereich unterhalb des Rück- zündungsverhinderungsniveaus bzw. der Grenzkonzentration GK gehalten. Üblicherweise erfolgt dies, indem bei Bedarf aus der Primärquelle Inertgas bzw. Sauerstoff verdrängendes Gas in den Schutzbereich eingebracht wird, um die Sauerstoffkonzentration in dem Regelbereich um die Regelkonzentration RK bzw. unterhalb der Betriebskonzentration BK zu halten.
Bei Ausfall der Primärquelle ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ausfallssicherheitsabstand ASA zwischen der Grenzkonzentration GK und der Betrie.bskon- zentration BK so groß ist, dass die Anstiegskurve des Sauerstoffgehalts die Grenz- konzentration GK erst in einer vorgegebenen Zeit z erreicht, wodurch eine hinreichende Notbetriebsphase erzielt wird.
Zur Erläuterung sei darauf hingewiesen, dass in Fig. 3 der Ausschnitt eingetragen ist, der in vergrößertem Ausmaß in der Fig. 2 dargestellt wird.

Claims

Inertisierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines BrandesPatentansprüche
1. Inertisierungsverfahren zur Minderung des Risikos eines Brandes in einem umschlossenen Schutzbereich, bei dem der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich mit einem vorgebbaren Regelbereich durch Einleiten eines Sauerstoff verdrängenden Gases aus einer Primärquelle für eine bestimmte Zeit auf einer unter einer Betriebskonzentration (BK) liegenden Regelkonzentration (RK) gehalten wird,
dad u rch geken nzeichnet, dass
die Regelkonzentration (RK) bei Ausfall der Primärquelle für eine Notbetriebszeit durch eine Sekundärquelle aufrechterhalten wird.
2. Inertisierungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Betriebskonzentration (BK) gleich oder in etwa gleich einer für den Schutzbereich festgelegten Auslegungskonzentration (AK) ist.
3. Inertisierungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dad u rch geken nzeichnet, d a ss
die Regelkonzentration (RK) und die Betriebskonzentration (BK) unter Bildung eines Ausfallsicherheitsabstandes (ASA) so weit unter die für den Schutzbe-, reich festgelegte Auslegungskonzentration (AK) gesenkt werden, dass die Anstiegskurve des Sauerstoffgehalts bei Ausfall der Primärquelle eine für den Schutzbereich ermittelte Grenzkonzentration (GK) erst in einer vorgegebenen Zeit erreicht.
4. Inertisierungsverfahren nach Anspruch 3,
d ad u rch geken nzeich n et, d a ss
der Ausfallsicherheitsabstand (ASA) unter Berücksichtigung einer für den
Schutzbereich geltenden Luftwechsel rate, insbesondere eines n50- Wertes des Schutzbereiches, und /oder der Druckdifferenz zwischen Schutzbereich und Umgebung ermittelt wird.
5. Inertisierungsverfahren nach Anspruch 3 oder 4,
d a d urch geken nzeich n et, d ass
die Auslegungskonzentration (AK) um einen Sicherheitsabschlag (S) unter die für den Schutzbereich ermittelte Grenzkonzentration (GK) gesenkt wird. ■
6. Inertisierungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, mit einem Detektor zum Erkennen einer Brandkenngröße,
d adurch geken nzeich net,dass
der Sauerstoffgehalt im Schutzbereich beim Detektieren eines Entstehungsbrandes oder eines Brandes rasch auf die Regelkonzentration abgesenkt wird, wenn der Sauerstoffgehalt vorher auf einem höheren Niveau lag.
7. Inertisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
d ad u rch geken nzei ch n et, d ass der Regelbereich etwa ± 0,2 Vol.-% Sauerstoffgehalt um die Regelkonzentration (RK) beträgt.
8. Inertisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dad u rch g eke n nzeichnet, d ass
die Regelung des Sauerstoffgehalts im Schutzbereich unter Berücksichtigung der Luftwechsel rate, insbesondere des n50- Wertes des Schutzbereiches, und
/oder der Druckdifferenz zwischen Schutzbereich und Umgebung erfolgt.
9. Inertisierungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dad u rch g eken nzeich n et, d ass
die Berechnung der Löschmittelmenge für das Halten der Regelkonzentration (RK) im Schutzbereich unter Berücksichtigung der Luftwechselrate des Zielraumes, insbesondere des n50- Wertes des Zielraums, und /oder der Druck- differenz zwischen Zielraum und Umgebung erfolgt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dad urch g ekennzeichnet, dass
die Primärquelle und/oder die Sekundärquelle eine das Sauerstoff verdrängende Gas erzeugende Maschine, eine Flaschenbatterie, ein Puffervolumen oder eine sauerstoffentziehende oder ähnliche Maschine ist.
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