Rauchschutzdruckanlage und Verfahren zur Rauchfreihaltung eines Fluchtraumes

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Rauchschutzdruckanlage für ein Gebäude, welches zumindest einen im Brandfall mit Überdruck zu beaufschlagenden Fluchtraum (1) aufweist, mit zumindest einem den Fluchtraum (1) im Brandfall mit Zuluft beaufschlagenden Zuluftventilator (2) und einer Regelklappenvorrichtung (3), welche zumindest eine Regelklappe aufweist, welche bei Überschreitung eines Grenzüberdrucks öffnet und bei Unterschreitung des Grenzüberdrucks schließt. Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass im Fluchtraum (1) über dessen Höhe verteilt mehrere Zuluftauslässe (4) angeordnet sind, welche als ungeregelte Zuluftauslässe ausgebildet sind, wobei vorzugsweise die Zuluftauslässe (4) zur Erzeugung einer über die Fluchtraumhöhe variablen Zuluftverteilung in Abhängigkeit von der Außentemperatur einzeln oder in Gruppen variabel ansteuerbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rauchschutzdruckanlage für ein Gebäude, welches zumindest einen im Brandfall mit Überdruck zu beaufschlagenden Fluchtraum aufweist, mit zumindest einem den Fluchtraum im Brandfall mit Zuluft beaufschlagenden Zuluftventilator und einer Regelklappenvorrichtung, welche zumindest eine Regelklappe aufweist, welche bei Überschreitung eines Grenzüberdrucks öffnet und bei Unterschreitung des Grenzüberdrucks schließt.

[0002] Gebäude meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Gebäude mit einer Vielzahl von Etagen, welche über ein oder mehrere Treppenräume miteinander verbunden sind. Diese Treppenräume bilden Fluchträume, welche im Brandfall von Rauch freizuhalten sind. Die Rauchschutzanlage ist daher als Rauchschutz-Differenzdruckanlage ausgebildet, wobei durch den eingestellten Überdruck im Bereich des Fluchtraumes eine Rauchfreihaltung im Brandfall gewährleistet ist. Aus Sicherheitsgründen darf der für die Rauchfreihaltung erforderliche Überdruck einen zulässigen Maximalwert (z. B. 50 Pa) nicht überschreiten. Aus diesem Grunde ist eine Regelklappenvorrichtung vorgesehen, welche im Rahmen der Erfindung bevorzugt mit federbelasteten Regelklappen ausgerüstet ist, sodass für eine selbsttätige Luftabfuhr überschüssiger Luft gesorgt wird. Eine solche Regelklappenvorrichtung spricht sehr schnell an, sodass sie auch schnell auf das Öffnen und Schließen von Türen reagieren kann.

[0003] Eine derartige Rauchschutzdruckanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2005 053 590 B4 bekannt. Bei dieser bekannten Anlage ist der Fluchtraum (z. B. das Treppenhaus) mit einer maschinellen Zuluftanlage der beschriebenen Art ausgestattet. Ergänzend ist eine Abluft-Regelklappenvorrichtung vorgesehen, die jedoch nicht dem Fluchtraum, sondern einem Abluftkanal zugeordnet ist, über den die Entrauchung möglicher Brandräume erfolgen soll.

[0004] Fluchträume in Hochhäusern (z. B. Treppenräume, aber auch Lüftungs- und Aufzugschächte) unterliegen Witterungseinflüssen, sofern sie Öffnungen zur freien Atmosphäre aufweisen. Im isothermen Fall (Innentemperatur = Außentemperatur) bleiben die Druckverhältnisse im Fluchtraum unbeeinflusst. Bei Unterschieden zwischen Innentemperatur und Außentemperatur, z. B. bei hohen Außentemperaturen im Sommer oder bei niedrigen Außentemperaturen im Winter, führen insbesondere Konvektionseinflüsse zu verschiedenen Durchströmungseffekten. Dieses führt über die Höhe des Fluchtraumes zu unterschiedlichen Druckverhältnissen, sodass die Funktion der Rauchschutzdruckanlage evtl. nicht mehr gewährleistet werden kann, und zwar insbesondere dann, wenn der Überdruck lokal den vorgegebenen Grenzüberdruck überschreitet, sodass dann die zulässigen Türöffnungskräfte überschritten werden. Ähnliches gilt, wenn lokal unzulässiger Unterdruck entsteht, sodass Rauch in den Treppenraum eintreten kann.

[0005] Ausgehend von dieser Problematik wird in der DE 201 13 242 U2 bei einem Sicherheitstreppenraum für ein Hochhaus vorgeschlagen, eine Zufuhr von Außenluft am Fuß des Treppenraumes und eine Luftabfuhr aus einer geregelten Überdruckklappe am Kopf des Treppenraumes vorzusehen, wobei ergänzend im Bereich der Zuluftzufuhr eine Zuluftregelklappe vorgesehen ist. Die beiden Regelklappen sollen über hochwertige, schnelle Regelkreise den Überdruck im Fuß- und im Kopfbereich des Treppenraumes regeln. Optional wird vorgeschlagen, eine weitere Zuluftregelklappe in mittlerer Höhe des Treppenraumes vorzusehen, sodass dann drei Regelklappen gemeinsam auf dem Fluchtraum arbeiten. Im Übrigen wird vorgeschlagen, parallel zum Treppenraum einen Luftkanal vom Fuß bis mittlerer Höhe vorzusehen, der kalibrierte oder auch gesteuerte Auslässe in verschiedenen Höhen aufweisen soll. Die bekannte Anlage ist verhältnismäßig aufwendig und die im Zusammenhang mit Witterungseinflüssen auftretenden Probleme lassen sich dadurch nicht ohne Weiteres vermeiden. - Hier setzt die Erfindung ein.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rauchschutzdruckanlage für ein Gebäude der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau auch bei unterschiedlichsten Witterungsverhältnissen und insbesondere Außentemperaturen eine einwandfreie Rauchfreihaltung gewährleistet, ohne dass die in der Praxis beobachteten Probleme mit unzulässig hohen Türöffnungskräften auftreten.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Rauchschutzanlage der eingangs beschriebenen Art, dass im Fluchtraum über dessen Höhe verteilt mehrere Zuluftauslässe angeordnet sind, welche als ungeregelte Zuluftauslässe unabhängig von Druckschwankungen im Treppenraum ansteuerbar sind. Vorzugsweise sind die Zuluftauslässe zur Erzeugung einer über die Fluchtraumhöhe variablen Zuluftverteilung in Abhängigkeit von der Außentemperatur einzeln oder in Gruppen variabel ansteuerbar. Die Zuluftauslässe können dazu mit einzeln oder in Gruppen ansteuerbaren Zuluftklappen ausgerüstet sein. Auf diese Weise besteht zunächst einmal die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der Außentemperatur bzw. in Abhängigkeit zwischen der Differenz zwischen Außentemperatur und Innentemperatur gezielt Einfluss auf die Zuluftverteilung über die Höhe des Treppenraumes zu nehmen und die Zuluftverteilung "gewichtet" an die Verhältnisse anzupassen, indem je nach Witterungsverhältnissen nicht nur eine homogene, sondern insbesondere auch eine veränderbare, inhomogene Zuluftverteilung über die Höhe realisiert wird. Von besonderer Bedeutung ist dabei außerdem die Tatsache, dass die Zuluftzufuhr ungeregelt erfolgt, das heißt die Zuluftauslässe selbst arbeiten ungeregelt, das heißt die Zuluftauslässe sind zwar in Abhängigkeit von der Außentemperatur einzeln ansteuerbar, die Ansteuerung erfolgt jedoch unabhängig von Druckschwankungen im Fluchtraum, die z. B. auftreten, wenn Türen, Fenster oder dergleichen im Fluchtraum geöffnet werden. Die Regelung erfolgt ausschließlich über die im Fluchtraum ohnehin vorgesehene Regelklappenvorrichtung, welche auf sich öffnende und schließende Türen regelfähig ist. Den Luftauslässen kommt keinerlei Regelfunktion zu, sodass der empfindliche Regelkreis nicht gestört wird. Insbesondere wird der Einsatz mehrerer unterschiedlicher Regelkreise ausdrücklich vermieden, sodass eine nicht mehr zu kontrollierende Beeinflussung verschiedener Regelkreise unterbleibt. Dennoch kann variabel auf Außentemperaturschwankungen reagiert werden, indem für eine über die Höhe gewichtete Zuluft-Volumenstromverteilung gesorgt wird.

[0008] Die Zuluftklappen sind bevorzugt als motorisch betätigbare Klappen, z. B. Jalousieklappen, ausgebildet. Diese lassen sich motorisch öffnen und schließen, wobei auch Zwischenstellungen möglich sind. Insbesondere können kontinuierlich bzw. stufenlos zu öffnende Klappen, z. B. Jalousieklappen verwendet werden, die jedoch - wie erläutert - stets ungeregelt betrieben werden. Der Ventilator ist dabei vorzugsweise über zumindest einen gemeinsamen Zuluftschacht mit den Zuluftauslässen verbunden. Dieser Zuluftschacht erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Höhe oder zumindest im Wesentlichen die gesamte Höhe des Fluchtraumes. Jedenfalls ist es zweckmäßig, wenn sich der Zuluftschacht über die Höhe des Fluchtraumes erstreckt, in der Türen zu z. B. angrenzenden Brandräumen vorgesehen sind. Stets ist es zweckmäßig, eine Vielzahl von Luftauslässen (mit z. B. Zuluftklappen) über die Höhe des Fluchtraumes zu verteilen. So kann es zweckmäßig sein, pro Geschoss des Fluchtraumes (z. B. Treppenraumes) jeweils zumindest einen Luftauslass vorzusehen. Denkbar sind auch Varianten, bei denen nicht jedem Geschoss, sondern nur einem Bruchteil der Geschosse, z. B. jedem zweiten Geschoss oder auch jedem dritten Geschoss ein Luftauslass zugeordnet ist.

[0009] Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit selbstständiger Bedeutung ist der Gesamtvolumenstrom der Zuluft in Abhängigkeit von der Außentemperatur einstellbar, z. B. über den Zuluftventilator. Im Rahmen der Erfindung wird auf Temperaturschwankungen (z. B. Sommer/Winter) zum einen mit der unterschiedlichen Gewichtung der Zuluft-Volumenstromverteilung über die Höhe reagiert. Zum anderen kann jedoch auch der Gesamtvolumenstrom der Zuluft an die Außentemperatur angepasst werden. So ist es vorteilhaft, bei niedrigen Außentemperaturen einen höheren Zuluft-Volumenstrom zu wählen als bei niedrigen Außentemperaturen. Dieses lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass der Ventilator durch eine Steuereinrichtung mit variabler Drehzahl betrieben wird. Dazu kann der Zuluftventilator bzw. dessen Steuereinrichtung mit einem Frequenzumrichter ausgerüstet sein. Außerdem ist besonders bevorzugt ein Außentemperatursensor vorgesehen, welcher mit dem Ventilator bzw. dessen Steuereinrichtung verbunden ist, sodass die Ventilatordrehzahl und damit der Zuluft-Volumenstrom in Abhängigkeit von der Außentemperatur variabel gestaltet werden kann. Sofern die (exakte) Temperaturdifferenz berücksichtigt wird, kann zusätzlich ein Innentemperatursensor vorgesehen sein.

[0010] Bei der im Rahmen der Erfindung eingesetzten Regelklappenvorrichtung kann auf herkömmliche Regelklappenvorrichtungen zurückgegriffen werden. Die Regelklappen können motorisch geregelt werden. Bevorzugt sind jedoch federbelastete, selbsttätig öffnende und schließende Regelklappen vorgesehen, wie sie beispielsweise auch in der DE 10 2005 053 590 B4 oder der DE 10 2005 011 791 A1 beschrieben werden.

[0011] Auch bei den Zuluftklappen kann auf Klappen, z. B. Jalousieklappen, aus dem Stand der Technik zurückgegriffen werden, wobei diese Klappen - wie erläutert - ungeregelt sind. Insgesamt lässt sich die Erfindung daher kostengünstig realisieren. Dennoch ist eine einwandfreie Funktion gewährleistet.

[0012] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Rauchfreihaltung eines Fluchtraumes, insbesondere unter Einsatz der beschriebenen Rauchschutzdruckanlage, wobei der Fluchtraum im Brandfall mit einem Überdruck beaufschlagt wird, der einen vorgegebenen Grenzüberdruck nicht überschreitet. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft über mehrere über die Höhe des Fluchtraumes verteilte, ungeregelte Luftauslässe, z. B. mit von der Außentemperatur abhängiger variabler Zuluftverteilung zugeführt wird. Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folglich insbesondere die ungeregelte Zuströmung, und zwar vorzugsweise mit über die Höhe gewichteter, das heißt variabel/veränderbar an die Gegebenheiten anpassbarer Zuluft-Volumenstromverteilung. Ergänzend kann der Gesamtvolumenstrom der Zuluft in Abhängigkeit von der Außentemperatur eingestellt werden.

[0013] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

[0014] Es zeigen

Figur 1

eine Rauchschutzdruckanlage in stark vereinfachter Darstellung bei isothermen Verhältnissen,

Figur 2

die Anlage nach Figur 1 im Sommerbetrieb und

Figur 3

die Anlage nach Figur 1 im Winterbetrieb.

[0015] In der Figur 1 ist stark vereinfacht, schematisch ein Treppenraum als Fluchtraum 1 eines Gebäudes dargestellt. An einen solchen Treppenraum 1 grenzen in der Regel die in den einzelnen Geschossen angeordneten Nutzungseinheiten, die über Türen mit dem Treppenraum verbunden sind. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Jedenfalls bildet der Treppenraum 1 einen Fluchtraum, der im Brandfall mit Überdruck beaufschlagt wird. Dazu ist ein Zuluftventilator 2 am Fuß des Treppenraumes vorgesehen. Um zu vermeiden, dass der Überdruck einen bestimmten Grenzüberdruck (z. B. 50 Pa) überschreitet, ist an den Fluchtraum 1 außerdem eine Regelklappenvorrichtung 3 angeschlossen, die lediglich vereinfacht dargestellt ist. Sie ist am Kopf des Treppenraumes angeordnet. Diese Regelklappenvorrichtung 3 weist zumindest eine Regelklappe auf, welche bei Überschreitung eines Grenzüberdrucks öffnet und bei Unterschreitung des Grenzüberdrucks schließt. Dieses kann über selbsttätig öffnende und schließende, federbelastete Regelklappen realisiert werden. Einzelheiten werden beispielsweise in der DE 10 2005 011 791 A1 beschrieben.

[0016] In Figur 1 ist erkennbar, dass der Fluchtraum 1 mit mehreren über dessen Höhe verteilten Zuluftauslässen 4 ausgestattet ist. Diese Zuluftauslässe 4 sind über einen gemeinsamen Zuluftschacht 5 mit dem Ventilator 2 verbunden. Die Höhe H des Fluchtraumes ist ebenfalls angedeutet.

[0017] Die Zuluftauslässe 4 sind nun in Abhängigkeit von der Außentemperatur einzeln oder in Gruppen variabel ansteuerbar. Dazu können die Zuluftauslässe 4 beispielsweise mit nicht dargestellten Zuluftklappen ausgerüstet sein, welche motorisch betätigt und folglich motorisch geöffnet und geschlossen werden können, wobei die einzelnen Zuluftklappen unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden können. Damit besteht die Möglichkeit, eine über die Fluchtraumhöhe H variable Zuluftverteilung und folglich eine über die Höhe gewichtete Zuluft-Volumenstromverteilung zu erzeugen. Dieses ergibt sich aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 1 bis 3, denn die Zuluftverteilung wird in Abhängigkeit von der Außentemperatur variabel eingestellt.

[0018] Figur 1 zeigt dabei den isothermen Fall, das heißt die Außentemperatur entspricht der Innentemperatur. In diesem Fall sind die thermischen Effekte innerhalb des Treppenraumes 1 vernachlässigbar, sodass die Zuluft über die Höhe H gleichmäßig verteilt in den Fluchtraum 1 eingeblasen wird. Alle Luftauslässe 4 werden mit der gleichen Einstellung betrieben, das heißt alle Zuluftklappen befinden sich in etwa in derselben Stellung. Dabei wird nochmals darauf hingewiesen, dass die Einstellung dieser Zuluftklappen ungeregelt und folglich unabhängig von den lokalen bzw. zeitabhängigen Druckschwankungen im Fluchtraum erfolgt. Die durch Öffnen und Schließen der Türen auftretenden Druckschwankungen werden ausschließlich mittels der Regelklappenvorrichtung ausgeglichen.

[0019] Im Sommerbetrieb, das heißt bei Außentemperaturen, die (deutlich) über den Innentemperaturen liegen, soll die Zuluft nicht mehr homogen verteilt über die gesamte Höhe H des Fluchtraumes zugeführt werden, sondern es ist zweckmäßig, in besonderem Maße im oberen Bereich des Treppenraumes Zuluft zuzuführen. Die Zuluftauslässe 4 bzw. deren Zuluftklappen werden folglich in der gewünschten Weise angesteuert. Dieses ist in Figur 2 angedeutet.

[0020] In ähnlicher Weise ist es bei niedrigen Außentemperaturen gewünscht, die Zuluft im Wesentlichen im unteren Bereich des Treppenraumes zuzuführen. Dieses ist in Figur 3 angedeutet. Die Figuren 1 bis 3 zeigen folglich in einem Vergleich, dass die Zuluft-Volumenstromverteilung gezielt an die Außentemperatur bzw. die Temperaturdifferenz angepasst werden kann.

[0021] Im Übrigen besteht die Möglichkeit, auch den gesamten Zuluft-Volumenstrom an die Außentemperatur anzupassen. Es ist bevorzugt vorgesehen, bei niedrigen Außentemperaturen mit einem höheren Gesamt-Zuluft-Volumenstrom zu arbeiten als bei höheren Temperaturen. Im Winter wird folglich insgesamt mehr Zuluft zugeführt als im Sommer. Dieses ist in den Figuren 2 und 3 anhand der Länge der dargestellten Pfeile erkennbar. Konstruktiv lässt sich dieser zweite Aspekt der Erfindung beispielsweise dadurch realisieren, dass der Zuluftventilator drehzahlabhängig betrieben wird, indem z. B. eine Steuereinrichtung mit einem Frequenzumrichter vorgesehen ist, wobei diese Steuereinrichtung über einen Außentemperatursensor die Ventilator-Drehzahl und damit den Zuluft-Volumenstrom variabel gestaltet. Einzelheiten dazu sind nicht dargestellt.

Ansprüche

1. Rauchschutzdruckanlage für ein Gebäude, welches zumindest einen im Brandfall mit Überdruck zu beaufschlagenden Fluchtraum (1), z. B. einen Treppenraum, aufweist,
mit zumindest einem den Fluchtraum (1) im Brandfall mit Zuluft beaufschlagenden Zuluftventilator (2) und einer Regelklappenvorrichtung (3), welche zumindest eine Regelklappe aufweist, welche bei Überschreitung eines Grenzüberdrucks öffnet und bei Unterschreitung des Grenzüberdrucks schließt, dadurch gekennzeichnet,
dass im Fluchtraum (1) über dessen Höhe verteilt mehrere Zuluftauslässe (4) angeordnet sind, welche als ungeregelte Zuluftauslässe (4) unabhängig von Druckschwankungen im Fluchtraum (1) ansteuerbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftauslässe (4) zur Erzeugung einer über die Fluchtraumhöhe (H) variablen Zuluftverteilung in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur einzeln oder in Gruppen variabel ansteuerbar sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftauslässe (4) mit einzeln oder in Gruppen ansteuerbaren, ungeregelten Zuluftklappen ausgerüstet sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zuluftklappen (4) als motorisch betätigbare Klappen, z. B. Jalousieklappen, ausgebildet sind.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (2) über zumindest einen gemeinsamen Zuluftschacht (5) mit den Zuluftauslässen (4) verbunden ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zuluftschacht (5) über die gesamte Höhe (H) oder im Wesentlichen die gesamte Höhe (H) des Fluchtraumes (1) erstreckt.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die gesamte Höhe (H) des Fluchtraumes (1) eine Vielzahl von Luftauslässen (4) verteilt sind, z. B. pro Geschoss eines Treppenraumes jeweils zumindest ein Zuluftauslass (4).

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ventilator (2) der Gesamt-Volumenstrom der Zuluft in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur einstellbar ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (2) durch eine Steuereinrichtung, welche z. B. mit einem Frequenzumrichter ausgerüstet ist, mit variabler Drehzahl betrieben wird.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (2) bzw. dessen Steuereinrichtung mit einem Außentemperatursensor und gegebenenfalls einem Innentemperatursensor verbunden ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappen der Regelklappenvorrichtung (3) als federbelastete Regelklappen ausgebildet sind, welche bei Druckschwankungen selbsttätig öffnen und schließen.

12. Verfahren zur Rauchfreihaltung eines Fluchtraumes, insbesondere mit einer Rauchschutzdruckanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Fluchtraum im Brandfall mit einer Rauchschutzdruckanlage mit einem Überdruck beaufschlagt wird, der einen vorgegebenen Grenzüberdruck nicht überschreitet, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuluft über mehrere über die Höhe des Fluchtraumes verteilte ungeregelte Zuluftauslässe zugeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur über die Höhe des Fluchtraumes variabel zugeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluft bei einer Differenz zwischen Außentemperatur und Innentemperatur mit einer über die Höhe des Treppenraumes inhomogenen Verteilung zugeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamt-Volumenstrom der Zuluft in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder der Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur eingestellt wird.

Zeichnung