WO2003046443A1 - Absaugvorrichtung und verfahren zum absaugen von gasen, insbesondere zur entrauchung im brandfall - Google Patents

Absaugvorrichtung und verfahren zum absaugen von gasen, insbesondere zur entrauchung im brandfall Download PDF

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WO2003046443A1
WO2003046443A1 PCT/EP2002/013405 EP0213405W WO03046443A1 WO 2003046443 A1 WO2003046443 A1 WO 2003046443A1 EP 0213405 W EP0213405 W EP 0213405W WO 03046443 A1 WO03046443 A1 WO 03046443A1
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WO
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building
air curtain
suction device
fire
suction
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PCT/EP2002/013405
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Lehnhäuser
Original Assignee
Thyssenkrupp Hiserv Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F9/00—Use of air currents for screening, e.g. air curtains

Definitions

  • the invention relates to a suction device and a method for suctioning gases, in particular for smoke extraction in the event of a fire, for use in a building, with at least one suction device. Furthermore, the present invention relates to a building with at least one suction device of the type mentioned.
  • Suction devices and related extraction methods for smoke extraction are already known in practice.
  • smoke extraction is initiated automatically in the event of a fire as soon as a fire is detected via appropriate smoke detectors.
  • certain measures are used to try to prevent the smoke from spreading from the area of the building that has been hit by the fire to neighboring areas.
  • smoke aprons or fire protection doors are usually provided to separate the individual areas.
  • the term “building” does not only mean houses or similar real estate, but also buildings as a whole, which also includes tunnels, in particular mountain tunnels.
  • the object of the present invention is to provide a suction device and a method for extracting gases, in particular for smoke extraction in the event of a fire, and a building of the type mentioned at the outset, it should be possible in a simple manner for all applications, one in the event of a fire Avoiding the spread of smoke from the part of the building caught by the fire to the neighboring part of the building or from one section of the building to the next.
  • At least one air curtain device is provided according to the invention in the suction device mentioned at the outset, with which an air curtain is generated which is used to shield the part of the building in which suction is being carried out from another part of the building, and in particular to prevent the passage of smoke into the other part of the building. Accordingly, it is provided in accordance with the method that at least one air curtain is generated at one point of the building at another point of the building during the extraction of the gas in order to shield the part of the building in which it is extracted from another part of the building by means of the air curtain, and in particular to transfer smoke in the shielded prevent part of the building.
  • the combination of the suction in connection with the simultaneous formation of air curtains is essential to the invention.
  • the air curtain has the essential advantage that it does not have a physical, ie. H. structural shielding, so it is easily possible for people to pass through the air curtain.
  • H. structural shielding so it is easily possible for people to pass through the air curtain.
  • a corresponding control device is provided so that both the suction device and the air curtain device can be activated or controlled directly in the event of a fire.
  • the control device which can also assume a regular function during the operation of the suction device, serves for the simultaneous or sequential activation of the suction device and the air curtain device. In the event of a fire, it is thus possible to use the control device to extract certain air or volume flows that are preset for the respective application, or to supply them to the air curtain device. Basically, the same volume flow is supplied to both devices. However, it is also possible that the control device intervenes in a controlling or regulating manner in the aforementioned air flows, depending on the pressure difference between the suction device and the air curtain device.
  • the suction device should preferably have a linear detection element which is designed such that suction is carried out over the entire cross section of the part of the building in which the detection element of the suction device is arranged.
  • the suction is preferably implemented via a swirl hood, since it can be used to implement linear suction in a simple and effective manner and, at the same time, impulsive flows, such as those that occur at train stations, can be easily absorbed in the resulting vortex structure.
  • the vortex hood should advantageously be arranged approximately transversely to the longitudinal axis of the relevant part of the building, preferably in the area of the ceiling, since the flue gases arising in the event of a fire rise to the ceiling due to the thermal effects. It is also favorable to extend the swirl hood or further swirl hoods in the area of one or both side walls and possibly also in the area of the floor of the relevant part of the building, so that it can be ensured in any case that the entire cross section of the relevant part of the building is covered by the suction ,
  • the design of the detection element is determined, among other things, by the spatial conditions in the relevant part of the building.
  • the air curtain device can be arranged in the relevant part of the building.
  • the air curtain device should therefore preferably be arranged transversely to the longitudinal axis of this part of the building in the area of the ceiling of the relevant part of the building.
  • An arrangement on one or both side walls or even on the floor is basically possible.
  • two parts of the building which are located at different heights, are above a further building designed as a corridor or inclined shaft. Partly connected to each other or the building represents a (sloping) tunnel itself.
  • a further part of the building there can be an escalator, an escalator or just a (stair) staircase.
  • a suction device is provided, while an air curtain is provided in the area of the transition from the other part of the building to the upper part of the building or at the upper end of the tunnel is.
  • the respective number of egg directions depends, among other things, on the size or length of the relevant part of the building in which the suction device is to be effective, and on the required suction or blow-out capacity. In any case, it is favorable to arrange the individual egg directions alternately along the longitudinal axis of the part of the building. In the case of long, possibly inclined mountain tunnels, it may be advisable to alternately provide a suction device and an air curtain device at a distance of between 30 m and 200 m. The above distances are the external limit values. Any distance between them is possible, i.e. 30 m, 32 m ... 198 m and 199 m.
  • a suction device in each case is provided, while an air curtain device is provided in the further part of the building, in particular in its central area.
  • the control device is designed such that, in the event of a fire, only the suction device facing the source of the fire is put into operation.
  • FIG. 1 is a schematic view of a building according to the invention with a suction device
  • FIG. 2 shows a perspective view of a swirl hood of the suction device according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of different parts of the building of another building according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic view of another part of the building with a suction device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a building 1 or building with a suction device for extracting flue gases and thus for smoke extraction in the event of a fire.
  • building does not only mean the building area above ground, but also that underground building areas that are connected to the above-ground building area and also mountain tunnels also fall under the term "building”.
  • Building 1 shown in FIG. 1 is a station with an above-ground station building 2, an underground subway area 3, areas 2 and 3 being connected to one another via an inclined shaft 4 in which an escalator 5 is located.
  • a treadmill or steps can also be provided in the inclined shaft 4.
  • the suction device has a suction device 6, which in the present case is arranged at the transition from the subway area 3 to the inclined shaft 4.
  • an air curtain device 7 is provided with which an air curtain is generated, which is indicated by the arrow L.
  • the air curtain L serves to shield the station building 2 and, in particular, to prevent the passage of smoke into this area.
  • the combination of the suction device 6 and the air curtain device 7 can ensure effective shielding or the passage of smoke in a simple manner. be prevented. It is true that each individual system component alone can basically provide a shield, but then, in comparison to the combination of the two devices, a multiple of the respective individual volume flows would be necessary via a corresponding suction device or a corresponding air curtain device.
  • control the suction device 6 and the air curtain device 7 are each coupled to a control device 8.
  • the control device 8 activates the suction device 6 and the air curtain device 7 in the event of a fire.
  • the control device 8 is assigned fire detectors or responsive sensors, not shown in detail.
  • the control device 8 can basically perform a purely control function, namely activation of the suction device 6 and the air curtain device 7 in the event of a fire with a predetermined air flow to be extracted via the suction device 6 or a predetermined volume flow to be supplied via the air curtain device 7.
  • the suction device 6 has corresponding suction means such as fans, lines and the like for suction via the detection element 9.
  • the detection element 9 is linear and is arranged approximately transversely to the longitudinal axis A of the subway area 3.
  • the detection element 9 can only be arranged on the ceiling 10, on one or both side walls 11, 12 or else on the bottom 13 of the area 3.
  • the detection element 9 has a frame-like shape and extends over the entire circumference of the area 3.
  • a portal-like configuration is also possible - without arranging a detection element on the floor 13. It is important that an attempt is made to record the entire cross section of area 3 via the suction.
  • the detection element 9 of the suction device 6 is a swirl hood, in which a vertebral depression is created during operation.
  • the angular sink is based on the principle of cyclones occurring in nature and arises from the overlapping of two singularities, the sink current and the potential wirbeis.
  • the vertebral sink can be technically created by two opposite suction openings. The inflow stimulates the circulation, which grows very quickly into a pronounced eddy mountain range, with the two opposing negative pressure fields joining together to form a linear vertebral depression. A vortex thread forms in the center, within which axial cross currents are established.
  • the core of the vortex rotates like a solid body and has a uniform pressure distribution in its longitudinal direction, which causes a uniform inflow over the entire length of the vortex.
  • the main advantage of this flow form is due to the flow velocities, which are 50-100 times greater than normal flow sinks, which enable the detection of impulsive material flows, such as thermal flue gas flows, particularly well.
  • the air curtain device 7 has a housing 14 with a blow-out head 15 and a blower 16.
  • One or more nozzles for generating the air curtain L are provided in the blow-out head 15.
  • the blow-out head 15 of the air curtain device 7 is arranged approximately transversely to the longitudinal axis of the inclined shaft 4 in the region of the transition from the inclined shaft 4 to the station building 2.
  • the blow-out head 15 of the air curtain device 7 is designed in such a way that a flat, low-turbulence air jet is formed, which is blown out from the ceiling approximately vertically downwards.
  • the air curtain device 7 from one of the side surfaces in the region of the inclined shaft 4 and to blow out air for the air curtain L. As indicated by the arrows X in FIG. 1, air is drawn in via the blower 16 during the operation of the air curtain device 7 in order to generate the air curtain.
  • a device (not shown in detail) for automatically opening the outer doors or other openings in the station building 2 is provided.
  • FIGS. 1 and 2 While only one suction device 6 and one air curtain device 7 are provided in the embodiment in FIGS. 1 and 2, a plurality of such components are provided in the embodiments in accordance with FIGS. 3 and 4.
  • two building parts 2a and 3a are provided, which are at the same height level. These two building parts 2a and 3a are connected to one another via a further building part 4a designed as a corridor.
  • the cross section of the building part 4a is smaller than the cross section of the building parts 2a, 3a.
  • a suction device 6 is provided in the area of the transition from the building part 2a to the building part 4a and from the building part 3a to the building part 4a.
  • an air curtain device 7 for generating an air curtain L.
  • this embodiment it is the case that in the In the event of a fire, only the suction device 6 facing the source of the fire is put into operation.
  • FIG. 4 shows an elongated part 4a of the building, in which a plurality of suction devices 6 and air curtain devices 7 are provided distributed over the length of the building part 4a.
  • the part of the building can also be a horizontal or inclined (although not shown) tunnel or mountain tunnel.
  • the arrangement of the individual facilities is alternating.
  • the distance between the individual devices is determined by the respective output or the air flows to be extracted or supplied.
  • the distance in a mountain tunnel can be around 100 m. Otherwise, it is indicated that the blow-out heads 15 of the suction device 6 can be pivoted and, if necessary, can be pivoted in one direction or the other.
  • At least one fire detection sensor is provided in the area of the air curtain device, which, when a fire source is detected in this area, interacts with the control device in such a way that the air curtain device is not put into operation in this case in order not to supply any further oxygen to the source of the fire and that Spreading the fire thereby favoring it. It goes without saying that this configuration can in principle also be implemented in all of the other embodiments described above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absaugvorrichtung und ein Verfahren zum Absaugen von Gasen, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall, zum Einsatz in einem Gebäude (1), mit wenigstens einer Absaugeinrichtung (6). Des weiteren betrifft die Erfindung ein Gebäude (1) mit einer Absaugvorrichtung der vorgenannten Art. Um eine Entrauchung im Brandfall für alle möglichen Anwendungsfälle zur Verfügung zu stellen, wobei im Brandfall ein Rauchübertritt von dem vom Brand ergriffenen Gebäudeteil in einen benachbarten Gebäudeteil vermieden wird, ist wenigstens eine Luftschleiereinrichtung (7) vorgesehen, mit der ein Luftschleier erzeugt wird, der zur Abschirmung des Gebäudeteils, in dem abgesaugt wird, von einem anderen Gebäudeteil und insbesondere zur Verhinderung des Rauchübertritts in den anderen Gebäudeteil, dient.

Description

Absaugvorrichtung und Verfahren zum Absaugen von Gasen, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall
Die Erfindung betrifft eine Absaugvorrichtung und ein Verfahren zur Absau- gung von Gasen, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall, zum Einsatz in einem Gebäude, mit wenigstens einer Absaugvorrichtung. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Gebäude mit wenigstens einer Absaugvorrichtung der eingangs genannten Art.
Absaugvorrichrungen und diesbezügliche Absaugverfahren zur Entrauchung sind bereits aus der Praxis bekannt. Bei den bekannten Absaugvoπichtungen ist es so, daß im Brandfall die Entrauchung automatisch eingeleitet wird, sobald über entsprechende Rauchmelder ein Brandfall erkannt wird. In der Regel ist es dabei so, daß über bestimmte Maßnahmen versucht wird, den Rauchübertritt von dem vom Brand ergriffenen Bereich des Gebäudes in benachbarte Bereiche zu vermeiden. Hierzu sind üblicherweise Rauchschürzen oder Brandschutztüren vorgesehen, um die Abtrennung der einzelnen Bereiche vorzunehmen.
Besondere Probleme ergeben sich beim Stand der Technik dann, wenn es nicht ohne weiteres möglich ist, im Brandfall einen Rauchübertritt von dem einen Bereich in den benachbarten Bereich durch bauliche Maßnahmen der vorgenannten Art zu verhindern. Dies ist beispielsweise bei Gebäuden der Fall, bei denen die einzelnen Gebäudebereiche auf einem unterschiedlichen Höhenniveau liegen und die Verbindung dieser Gebäudeteile über Rolltreppen, Fahrgassen, Flure oder dergleichen erfolgt, die nicht ohne weiteres über Türen, Rauchschürzen oder ähnliches versperrt werden können.
Vorliegend werden unter dem Ausdruck "Gebäude" nicht nur Häuser oder dergleichen Immobilien verstanden, sondern Bauwerke insgesamt, worunter auch Tunnel, insbesondere Gebirgsrunnel fallen.
Darüber hinaus tritt bei bestimmten Gebäuden, insbesondere bei Bahnhöfen, das zusätzliche Problem auf, daß sich bereits im normalen Betrieb Druckdiffe- renzen aufgrund von Windeinflüssen, lufttechnischen Überdruckanlagen oder etwa durch ein- oder ausfahrende Fahrzeuge (Züge, U-Bahn) ergeben. Diese Druckdifferenzen können durch thermische Einflüsse im Brandfall deutlich vergrößert werden. Liegen die betreffenden Bereiche darüber hinaus auf einem unterschiedlichen Höhenniveau (beispielsweise bei einem Bahnhof die Bahnhofshalle einerseits und der U-Bahnhof andererseits bzw. bei einem Tunnel der untere Tunnelbereich und der obere Tunnelbereich), wird im Brandfall aufgrund der hohen Temperatur der Rauchgase ein thermischer Auftrieb wirksam, der die Druckdifferenz zwischen den beiden Bereichen um ein Vielfaches vergrößert. Ohne ergänzende Maßnahmen, wie etwa einer bau- liehen Abgrenzung durch konventionelle Schleusen über Brandschutztüren oder Rauchschürzen, stellen sich dann sehr schnell Strömungen ein, die zu einem unkontrollierten Transport giftiger Rauchgase in den benachbarten Bereich führen. Aufgrund der vorgenannten Probleme sind gerade Bereiche, bei denen eine bauliche Trennung der einzelnen Gebäudeteile aufgrund vorhan- dener Rolltreppen, Rollbänder, Tunnelbahnen, Züge und dergleichen nicht ohne weiteres möglich sind, in brandschutztechnischer Hinsicht nicht hinreichend gesichert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Absaugvorrichtung und ein Verfahren zur Absaugung von Gasen, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall, sowie ein Gebäude der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei es für alle Anwendungsfälle in einfacher Weise möglich sein soll, im Brandfall einen Rauchübertritt von dem vom Brand ergriffenen Gebäudeteil in den benachbarten Gebäudeteil oder von einem Gebäudeabschnitt in den nächsten zu vermeiden.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei der eingangs genannten Ab- saugvorrichtung erfindungsgemäß wenigstens eine Luftschleiereinrichtung vorgesehen, mit der ein Luftschleier erzeugt wird, der zur Abschirmung des Gebäudeteils, in dem abgesaugt wird, von einem anderen Gebäudeteil, und insbesondere zur Verhinderung des Rauchübertritts in den anderen Gebäudeteil, dient. Dementsprechend ist verfahrensgemäß vorgesehen, daß während des Absaugens des Gases an einer Stelle des Gebäudes an einer anderen Stelle des Gebäudes wenigstens ein Luftschleier erzeugt wird, um den Gebäudeteil, in dem abgesaugt, von einem anderen Gebäudeteil mittels des Luftschleiers abzuschirmen, und insbesondere um einen Rauchübertritt in den abgeschirm- ten Gebäudeteil zu verhindern. Erfindungswesentlich ist also gerade die Kombination der Absaugung in Verbindung mit der gleichzeitigen Luftschleierbildung. Die Absaugung ist für das System zwingend, da ein Luftschleier allein eine immer größer werdende Menge an Rauchgas in einem Brandfall nicht halten könnte. Durch die gleichzeitige Absaugung wird die Rauchgasmenge, die überhaupt bis an den Luftschleier gelangt, gering gehalten, so daß eine Abschirmung möglich ist. Gleichzeitig sorgt der Luftschleier für den Ausgleich der Druckdifferenzen. Ohne den Luftschleier würde gerade bei auf unterschiedlichem Höhenniveau liegenden Gebäudeteilen oder -abschnitten eine Strömung zwischen diesen beiden Bereichen auftreten, die wiederum eine Erfassung der Rauchgase durch eine Absaugung allein erschweren oder sogar unmöglich machen würde.
Im übrigen bietet der Luftschleier den wesentlichen Vorteil, daß er keine ge- genständliche, d. h. bauliche Abschirmung darstellt, es Personen also ohne weiteres möglich ist, durch den Luftschleier hindurch zu treten. Gleiches gilt natürlich auch für die im Gebäude befindlichen Personenbeförderungsmittel, die durch den Luftschleier nicht beeinträchtigt sind.
Um sowohl die Absaugvorrichtung als auch die Luftschleiereinrichtung im Brandfalle direkt aktivieren bzw. ansteuern zu können, ist eine entsprechende Steuereinrichtung vorgesehen. Die Steuereinrichtung, die auch eine Regel- ftinktion während des Betriebes der Absaugvorrichtung übernehmen kann, dient zur gleichzeitigen oder aufeinanderfolgenden Ansteuerung der Absaug- einrichtung und der Luftschleiereinrichtung. So ist es möglich, über die Steuereinrichtung im Brandfall bestimmte, für den jeweiligen Anwendungsfall voreingestellte Luft- bzw. Volumenströme über die Absaugeinrichtung abzusaugen bzw. der Luftschleiereimichtung zuzuführen. Grundsätzlich ist es dabei so, daß beiden Einrichtungen der gleiche Volumenstrom zugeführt wird. Es ist aber auch möglich, daß bei den vorgenannten Luftströmen die Steuereinrichtung steuernd oder regelnd eingreift und zwar in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen der Absaugeinrichtung und der Luftschleiereinrichtung. Die Auslegung der Luftströme sollte derart sein, daß sich eine maximale statische Druckdifferenz von Δpstat=±25Pa ergibt, wobei es selbstverständlich am günstigsten ist, wenn zwischen den beiden Einrichtungen während des Betriebes keine Druckdifferenz besteht. Dabei versteht es sich im übrigen, daß der Steuereinrichtung entsprechende Sensoren zugeordnet sind, um die Druckdifferenz zwischen den vorgenannten Einrichtungen messen zu können. Es versteht sich, daß selbstverständlich auch entsprechende Sensoren vorgesehen sein können, aus denen die vorgenannten Werte ableitbar sind.
Bei Versuchen ist festgestellt worden, daß die Absaugeinrichtung bevorzugt ein linienförmiges Erfassungselement aufweisen sollte, das derart ausgebildet ist, daß über den gesamten Querschnitt des Gebäudeteils, in dem das Erfassungselement der Absaugeinrichtung angeordnet ist, abgesaugt wird. Die Ab- saugung wird vorzugsweise über eine Wirbelhaube realisiert, da mit ihr auf einfache und wirkungsvolle Weise linienförmige Absaugungen realisierbar sind und gleichzeitig impulsbehaftete Strömungen, wie sie gerade bei Bahnhöfen auftreten, gut in dem entstehenden Wirbelgebilde aufgenommen werden können.
Günstigerweise sollte die Wirbelhaube etwa quer zur Längsachse des betreffenden Gebäudeteils angeordnet sein und zwar vorzugsweise im Bereich der Decke, da die im Brandfall entstehenden Rauchgase aufgrund der Thermik an die Decke steigen. Günstig ist aber auch die Erstreckung der Wirbelhaube oder weiterer Wirbelhauben im Bereich einer oder beider Seitenwände und ggf. auch im Bereich des Bodens des betreffenden Gebäudeteils, so daß in jedem Falle sichergestellt werden kann, daß der gesamte Querschnitt des betreffenden Gebäudeteils von der Absaugung erfaßt wird. Die Ausbildung des Erfassungselements wird dabei unter anderem von den räumlichen Gegebenhei- ten in dem betreffenden Gebäudeteil bestimmt.
In gleicher Weise wie die Wirbelhaube angeordnet ist, sollte auch. die Luftschleiereinrichtung in dem betreffenden Gebäudeteil angeordnet sein. Die Luftschleiereinrichtung sollte also bevorzugt im Bereich der Decke des betref- fenden Gebäudeteils quer zur Längsachse dieses Gebäudeteils angeordnet sein. Eine Anordnung an einer oder auch an beiden Seitenwänden oder aber auch am Boden ist grundsätzlich möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Gebäudeteile, die sich auf einem unterschiedlichen Höhenniveau befinden, über einen weiteren, als Gang oder Schrägschacht ausgebildeten Gebäu- deteil miteinander verbunden oder aber das Gebäude stellt einen (Schräg-) Tunnel an sich dar. In dem weiteren Gebäudeteil kann sich eine Rolltreppe, ein Rollband oder auch nur ein (Treppen)-Aufgang befinden. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest im Bereich des Übergangs des unteren Gebäudeteils zum weiteren Gebäudeteil oder aber am unteren Ende des Tunnels eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist, während im Bereich des Übergangs des weiteren Gebäudeteils zum oberen Gebäudeteil oder aber am oberen Ende des Tunnels eine Luftschleiereinrichtung vorgesehen ist.
Im übrigen versteht es sich natürlich, daß es ohne weiteres möglich ist, eine Mehrzahl von Absaugeinrichtungen und oder auch eine Mehrzahl von Luftschleiereinrichtungen vorzusehen. Die jeweilige Anzahl an Eimichtungen richtet sich unter anderem nach der Größe oder Länge des betreffenden Gebäudeteils, in dem die Absaugeinrichtung wirksam sein soll, sowie von der er- forderlichen Ansaug- bzw. Ausblasleistung. Günstig ist es in jedem Falle, die einzelnen Eimichtungen alternierend entlang der Längsachse des Gebäudeteils anzuordnen. Bei langen ggf. schräglaufenden Gebirgstunneln kann es sich anbieten, alternierend im Abstand zwischen 30 m und 200 m eine Absaugeinrichtung und eine Luftschleiereinrichtung vorzusehen. Bei den vorgenannten Abständen handelt es sich um die äußeren Grenzwerte. Dazwischen ist jeder Abstand möglich, also 30 m, 32 m ... 198 m und 199 m möglich.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung, bei der zwei auf gleichem Höhenniveau vorgesehene Gebäudeteile über einen weiteren, insbesondere als Gang ausge- bildeten Gebäudeteil miteinander verbunden sind, ist vorgesehen, daß zumindest im Bereich des Übergangs des einen Gebäudeteils oder der beiden Gebäudeteile zum weiteren Gebäudeteil jeweils eine Absaugvorrichtung vorgesehen ist, während im weiteren Gebäudeteil, insbesondere in dessen mittigem Bereich, eine Luftschleiereinrichtung vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung ist in diesem Falle dann derart ausgebildet, daß im Brandfall nur die dem Brandherd zugewandte Absaugeinrichtung in Betrieb genommen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfmdungsgemäßen Gebäudes mit einer Absaugvorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Wirbelhaube der erfmdungs- gemäßen Absaugvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung verschiedener Gebäudeteile eines anderen erfindungsgemäßen Gebäudes und
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Gebäudeteils mit einer erfindungsgemäßen Absaugvorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Gebäude 1 oder Bauwerk mit einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Rauchgasen und damit zur Entrauchung im Brandfall darge- stellt. Es darf darauf hingewiesen werden, daß unter dem Ausdruck "Gebäude" nicht nur der überirdisch liegende Gebäudebereich verstanden wird, sondern daß auch unterirdische Gebäudebereiche, die an den überirdischen Gebäudebereich angeschlossen sind, sowie auch Gebirgstunnel unter den Ausdruck "Gebäude" fallen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gebäude 1 handelt es sich um einen Bahnhof mit einem überirdischen Bahnhofsgebäude 2, einem unterirdischen U-Bahnbereich 3, wobei die Bereiche 2 und 3 über einen Schrägschacht 4 miteinander verbunden sind, in dem sich eine Rolltreppe 5 befindet. Es versteht sich, daß statt der Rolltreppe auch ein Laufband oder aber auch Stufen im Schrägschacht 4 vorgesehen sein können. Die Absaug- Vorrichtung weist vorliegend eine Absaugeinrichtung 6 auf, die vorliegend am Übergang des U-Bahnbereichs 3 zum Schrägschacht 4 angeordnet ist.
Da aufgrund der Rolltreppe 5 eine bauliche Abtrennung des Bahnhofsgebäudes 2 vom U-Bahnbereich 3 nicht ohne weiteres möglich ist, ist eine Luft- schleiereinrichtung 7 vorgesehen, mit der ein Luftschleier erzeugt wird, der durch den Pfeil L angezeigt wird. Der Luftschleier L dient im Brandfall zur Abschirmung des Bahnhofsgebäudes 2 und insbesondere zur Verhinderung des Rauchübertritts in diesen Bereich.
Wie eingangs bereits ausgeführt worden ist, kann gerade durch die Kombination der Absaugeinrichtung 6 und der Luftschleiereinrichtung 7 eine wirksame Abschirmung gewährleistet bzw. ein Rauchübertritt in einfacher Weise ver- hindert werden. Zwar läßt sich auch durch jede einzelne Systemkomponente allein grundsätzliche eine Abschirmung aufbauen, wobei dann allerdings gegenüber der Kombination beider Einrichtungen ein Vielfaches der jeweils einzelnen Volumenströme über eine entsprechende Absaugeimichtung oder eine entsprechende Luftschleiereinrichtung notwendig würde.
Zur gemeinsamen Ansteuerung der Absaugeinrichtung 6 und der Luft- schleiereimichtung 7 sind diese jeweils mit einer Steuereinrichtung 8 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 8 aktiviert die Absaugeinrichtung 6 und die Luft- schleiereinrichtung 7 im Brandfalle. Es versteht sich, daß der Steuereinrichtung 8 im einzelnen nicht dargestellte Brandmelder bzw. ansprechende Sensoren zugeordnet sind. Die Steuereimichtung 8 kann dabei grundsätzlich eine reine Steuerrunktion erfüllen, nämlich Aktivierung der Absaugeinrichtung 6 und der Luftschleiereinrichtung 7 im Brandfall mit einem vorgegebenen abzu- saugenden Luftstrom über die Absaugeinrichtung 6 bzw. einem vorgegebenen zuzuführenden Volumenstrom über die Luftschleiereinrichtung 7. Statt der reinen Steuerrunktion kann aber auch eine Regelfunktion vorgesehen sein, wobei ausgehend von einem bestimmten vorgegebenen Volumenstrom die Regelung der jeweiligen Volumenströme über die Absaugeinrichtung 6 und die Luftschleiereimichtung 7 derart erfolgt, daß sich eine maximale Druckdifferenz von Δpstat=±25Pa ergibt. Bevorzugt ist es natürlich, wenn überhaupt keine Druckdifferenz auftritt. Im übrigen versteht es sich, daß jeder beliebige Wert zwischen -25 Pa und +25 Pa ebenfalls geeignet ist, ohne daß es einer Aufzählung der Einzelwerte bedarf.
In Fig. 2 ist perspektivisch der U-Bahnbereich 3 dargestellt, in dem sich ein Erfassungselement 9 der Absaugeinrichtung 6 befindet. Im übrigen versteht es sich, daß die Absaugeinrichtung 6 entsprechende Absaugmittel wie Ventilatoren, Leitungen und dgl. zur Absaugung über das Erfassungselement 9 auf- weist. Das Erfassungselement 9 ist linienförmig ausgebildet und etwa quer zur Längsachse A des U-Bahnbereichs 3 angeordnet. Das Erfassungselement 9 kann lediglich an der Decke 10, an einer oder beiden Seitenwandungen 11, 12 oder aber am Boden 13 des Bereichs 3 angeordnet sein. Vorliegend hat das Erfassungselement 9 eine rahmenartige Form und erstreckt sich über den ge- samten Umfang des Bereichs 3. Grundsätzlich ist auch eine portalartige Ausbildung - ohne Anordnung eines Erfassungselements am Boden 13 - möglich. Wichtig ist, daß versucht wird, den gesamten Querschnitt des Bereichs 3 über die Absaugung zu erfassen.
Auch wenn sich dies aus der Zeichnung im einzelnen nicht ergibt, handelt es sich bei dem Erfassungselement 9 der Absaugeinrichtung 6 um eine Wirbelhaube, in der während des Betriebs eine Wirbelsenke entsteht. Die Winkelsenke beruht bekanntlich auf dem Prinzip der in der Natur auftretenden Wirbelstürme und entsteht durch die Überlagerungen zweier Singularitäten, der Senkenströmung und des Potential wirbeis. Die Wirbelsenke läßt sich tech- nisch durch zwei gegenüberliegende Absaugöffnungen erzeugen. Die An- strömung regt die Zirkulation an, die sehr schnell zu einem ausgeprägte Wirbelgebirge heranwächst, wobei sich die beiden gegenüberliegenden Unterdruckfelder zu einer linienförmigen Wirbelsenke zusammenschließen. Im Zentrum bildet sich ein Wirbelfaden aus, innerhalb dessen sich axiale Quer- Strömungen einstellen. Der Kern des Wirbels dreht wie ein fester Körper und weist in seiner Längsrichtung eine gleichförmige Druckverteilung auf, die eine gleichmäßige Züströmung über die gesamte Wirbellänge bewirkt. Der wesentliche Vorteil dieser Strömungsform begründet sich in den gegenüber normalen Strömungssenken um 50-100fach größeren Strömungsgeschwindig- keiten, die ein Erfassen von impulsbehafteten Stoffströmen, wie etwa thermischen Rauchgasströmen, besonders gut ermöglichen.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist die Luftschleiereinrichtung 7 ein Gehäuse 14 mit Ausblaskopf 15 und ein Gebläse 16 auf. Im Ausblaskopf 15 sind ein oder mehrere Düsen zur Erzeugen des Luftschleiers L vorgesehen. Der Ausblaskopf 15 der Luftschleiereinrichtung 7 ist etwa quer zur Längsachse des Schrägschachtes 4 im Bereich des Übergangs vom Schrägschacht 4 zum Bahnhofsgebäude 2 angeordnet. Im übrigen ist der Ausblaskopf 15 der Luftschleiereinrichtung 7 so gestaltet, daß sich ein ebener, möglichst turbulenzar- mer Luftstrahl bildet, der von der Decke etwa senkrecht nach unten ausgeblasen wird. Aufgrund der dargestellten baulichen Begebenheiten wäre es grundsätzlich auch möglich, von einer der Seitenflächen im Bereich des Schrägschachtes 4 die Luftschleiereinrichtung 7 anzuordnen und Luft für den Luft- schleier L auszublasen. Wie durch die Pfeile X in Fig. 1 angedeutet, wird während des Betriebes der Luftschleiereinrichtung 7 Luft zur Erzeugung des Luftschleiers über das Gebläse 16 angesaugt. Um einen Druckausgleich zwischen dem Bahnhofsgebäude 2 und der Umgebung sicherstellen zu können, ist eine im einzelnen nicht dargestellte Einrichtung zum automatischen Öffnen der Außentüren oder anderer Öffnungen des Bahnhofsgebäudes 2 vorgesehen.
In Fig. 1 ist ein Brandherd 17 im U-Bahnbereich 3 dargestellt. Der entstehende Brandrauch breitet sich aufgrund seiner hohen Temperatur unter der Decke 10 aus, wobei eine Ausbreitung auch auf den nicht dargestellten angrenzenden Tunnelbereich zu erwarten ist. Gleichwohl gelangen auch Teilströme in den Aufgangsbereich des Schrägschachtes 4 zur Rolltreppe 5. Durch die Absaugung über die Absaugeinrichtung 6 einerseits und den über die Luftschleiereinrichtung 7 erzeugten Luftschleier L werden die zur Rolltreppe 5 gelangenden Teilströme des Brandrauches erfaßt und deren Eindringen in den Schrägschacht 4 durch eine thermisch bedingte Ausgleichsströmung deshalb vermieden, da der Luftschleier L für den Ausgleich der - schon aufgrund des unterschiedlichen Höhenniveaus der einzelnen Bereiche - bestehenden Druckunterschiede sorgt.
Während bei der Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 lediglich eine Absaugeinrichtung 6 und eine Luftschleiereinrichtung 7 vorgesehen sind, ist bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 3 und 4 eine Mehrzahl derartiger Komponenten vorgesehen. Bei beiden Ausfuhrungsformen besteht im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 kein Höhenunterschied zwischen den einzelnen Gebäudeteilen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind zwei Gebäudeteile 2a und 3 a vorgesehen, die auf dem gleichen Höhenniveau liegen. Diese beiden Gebäudeteile 2a und 3a sind über einen weiteren, als Gang ausgebildeten Gebäudeteil 4a miteinander verbunden. Vorliegend ist der Quer- schnitt des Gebäudeteils 4a kleiner als der Querschnitt der Gebäudeteile 2a, 3a. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist jeweils im Bereich des Übergangs vom Gebäudeteil 2a auf den Gebäudeteil 4a und vom Gebäudeteil 3a auf den Gebäudeteil 4a eine Absaugeinrichtung 6 vorgesehen. Im mittigen Bereich des Gebäudeteils 4a befindet sich eine Luftschleiereinrichtung 7 zur Er- zeugung eines Luftschleiers L. Bei dieser Ausführungsform ist es so, daß im Brandfall nur die dem Brandherd zugewandte Absaugeinrichtung 6 in Betrieb genommen wird.
In Fig. 4 ist ein langgestreckter Gebäudeteil 4a dargestellt, in dem über die Länge des Gebäudeteils 4a verteilt eine Mehrzahl von Absaugeinrichtungen 6 und Luftschleiereinrichtungen 7 vorgesehen sind. Bei dem Gebäudeteil kann es sich auch um einen horizontalen oder schräglaufenden (wenngleich nicht dargestellt) Tunnel bzw. Gebirgstunnel handeln. Die Anordnung der einzelnen Einrichtungen ist alternierend. Der Abstand der einzelnen Einrichtungen zu- einander bestimmt sich nach der jeweiligen Leistung bzw. den abzusaugenden bzw. zuzuführenden Luftströmen. Der Abstand kann bei einem Gebirgstunnel bei etwa 100 m liegen. Im übrigen ist angedeutet, daß die Ausblasköpfe 15 der Absaugeinrichtung 6 schwenkbar sind und bedarfsweise in die eine oder andere Richtung geschwenkt werden können.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist im Bereich der Luftschleiereinrichtung wenigstens ein Branderkennungssensor vorgesehen, der bei Erkennen eines Brandherdes in diesem Bereich mit der Steuereinrichtung derart zusammenwirkt, daß die Luftschleiereimichtung in diesem Falle nicht in Betrieb genommen wird, um dem Brandherd keinen weiteren Sauerstoff zuzuführen und das Ausbreiten des Feuers dadurch zu begünstigen. Es versteht sich, daß diese Ausgestaltung grundsätzlich auch bei allen anderen zuvor beschriebenen Ausf hrungsformen realisiert sein kann.

Claims

Patentansprüche:
1. Absaugvorrichtung zur Absaugung von Gasen, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall, zum Einsatz in einem Gebäude (1), mit wenigstens einer Absaugeinrichtung (6),
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Luftschleiereinrichtung (7) vorgesehen ist, mit der ein Luftschleier erzeugt wird, der zur Abschirmung des Gebäudeteils, in dem abgesaugt wird, von einem anderen Gebäudeteil, und insbesondere zur Verhinderung des Rauchübertritts in den anderen Gebäudeteil, dient.
2. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß so- wohl die Absaugeimichtung (6) als auch die Luftschleiereinrichtung (7) mit einer Steuereinrichtung (8) gekoppelt sind.
3. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß der über die Absaugeinrichtung (6) abzusaugende Volumenstrom und/oder der über die Luftschleiereinrichtung (7) zuzuführende Volumenstrom voreinstellbar und/oder während des Betriebes regelbar ist, daß, vorzugsweise, die Volumenströme in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen der Absaugeinrichtung (6) und der Luftschleiereimichtung (7) regelbar sind und daß, vorzugsweise, die Auslegung der Volumenströme derart ist, daß sich zwischen der Absaugeinrichtung (6) und der Luftschleiereinrichtung (7) eine maximale Druckdifferenz von Δpstat=±25Pa ergibt.
4. Absaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeimichtung (6) ein linienformiges, insbeson- dere als Wirbelhaube ausgebildetes Erfassungselement (9) aufweist.
5. Gebäude (1) mit wenigstens einer Absaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
6. Gebäude nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gebäude (1) ein Personenbeforderungsmittel, wie eine Rolltreppe, ein Rollband oder ein Zug vorgesehen ist.
7. Gebäude nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeimichtung (6) derart ausgebildet ist, daß die Erfassungsleistung der Absaugeinrichtung (6) derart ist, daß über den gesamten Querschnitt des Gebäudeteils, in dem das Erfassungselement (9) der Absaugeinrichtung (6) vorgesehen ist, abgesaugt wird.
8. Gebäude nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungselement (9) etwa quer zur Längsachse des Gebäudeteils, in dem das Erfassungselement (9) vorgesehen ist, angeordnet ist und/oder daß der Ausblaskopf (15) der Luftschleiereinrichtung (7) etwa quer zur Längsachse des Gebäudeteils, in dem der Ausblaskopf (15) vorgesehen ist, angeordnet ist.
9. Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausblaskopf (15) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Luft für den Luftschleier (L) im wesentlichen senkrecht ausgeblasen wird und/oder daß der Ausblas- köpf (15) gegenüber der Senkrechten verstellbar ist.
10. Gebäude nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungselement (9) im Bereich der Decke (10) des Gebäudeteils angeordnet ist und daß, .vorzugsweise, das Erfassungselement (9) oder weitere Er- fassungselemente im Bereich wenigstens einer Seitenwand (11, 12) und/oder im Bereich des Bodens (13) angeordnet ist.
11. Gebäude nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausblaskopf (15) im Bereich der Decke des Gebäudeteils angeordnet ist und daß, vorzugsweise, der Ausblaskopf (15) oder weitere Ausblasköpfe im Bereich wenigstens einer Seitenwand und/oder im Bereich des Bodens des Gebäudeteils angeordnet ist.
12. Gebäude nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf unterschiedlichem Höhenniveau innerhalb des Gebäudes (1) vorgesehene Gebäudeteile über einen weiteren, insbesondere als Gang oder Schrägschacht (4) ausgebildeten Gebäudeteil miteinander verbunden sind und daß zumindest im Bereich des Übergangs des unteren Gebäudeteils zum weiteren Gebäudeteil eine Absaugeinrichtung (6) vorgesehen ist, während im Bereich des Übergangs des weiteren Gebäudeteils zum oberen Gebäudeteil eine Luftschleiereinrichtung (7) vorgesehen ist.
13. Gebäude nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Absaugeinrichtungen (6) und/oder eine Mehrzahl von Luftschleierei ichtungen (7) vorgesehen sind und daß, vorzugsweise, die Ab- saugeimichtungen (6) und die Luftschleiereimichtungen (7) alternierend entlang der Richtung der Längsachse des Gebäudeteils angeordnet sind.
14. Gebäude nach einem der Ansprüche 5 bis 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf gleichem Höhermiveau vorgesehene Gebäudeteile über einen weiteren, insbesondere als Gang ausgebildeten Gebäudeteil miteinander verbunden sind, und daß zumindest im Bereich des Übergangs eines Gebäudeteils oder der beiden Gebäudeteile zum weiteren Gebäudeteil eine Absaugeimichtung (6) vorgesehen ist, während im weiteren Gebäudeteil, insbesondere in dessen mittigem Bereich eine Luftschleiereinrichtung (7) vorgesehen ist.
15. Gebäude nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) derart ausgebildet ist, daß im Brandfall nur die dem Brandherd zugewandte Absaugeinrichtung (6) in Betrieb genommen wird.
16. Verfahren zum Absaugen von Gasen in einem Gebäude, insbesondere zur Entrauchung im Brandfall, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ab- saugens an einer anderen Stelle des Gebäudes wenigstens ein Luftschleier erzeugt wird, um den Gebäudeteil, in dem abgesaugt wird, von einem anderen Gebäudeteil mittels des Luftschleiers abzuschirmen, und insbesondere um ei- nen Rauchübertritt in den abgeschirmten Gebäudeteil zu verhindern.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom zur Erzeugung des Luftschleiers dem Gebäude entnommen wird und daß, vorzugsweise, mit oder nach dem Erzeugen des Luftschleiers automa- tisch wenigstens eine Öffnung des Gebäudes geöffnet wird.
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