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Title:
BULKHEAD FOR SEALING OFF A TUNNEL IN THE EVENT OF A FIRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/097169
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bulkhead for sealing off a tunnel in the event of a fire, which bulkhead seals off a tunnel cross-section in a gas-tight manner by means of an inflatable wall-type hollow body (1). Heat-insulating curtains (2) are disposed on both sides of the pneumatic hollow body (1) for protection from the effects of heat. The hollow body (1) and the curtains (2) are produced from a spacer material, the material of the pneumatic hollow body is additionally coated with an elastic plastic material. The spacer material of the curtains (2) is produced from heat-resistant materials that resist the enormous temperatures prevailing in tunnel fires. A compressed-gas container (8) for filling the hollow body (1) is mounted on the tunnel roof (16). The fire bulkhead according to the invention solves the problem of heat development separately from the problem of smoke. The hollow body (1) and the curtains (2) therefore form separate functional units and can be assembled in a simple manner and from materials that are suitable for the purpose of their use.

Inventors:
Kerekes, Laszlo (Breitensteinstrasse 91, Zürich, CH-8037, CH)
Kerekes, Thomas (Spyrgartenstrasse 19b, Zürich, CH-8048, CH)
Application Number:
PCT/CH2003/000206
Publication Date:
November 27, 2003
Filing Date:
March 31, 2003
Export Citation:
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Assignee:
PROSPECTIVE CONCEPTS AG (Flughofstrasse 41, Glattbrugg, CH-8152, CH)
Kerekes, Laszlo (Breitensteinstrasse 91, Zürich, CH-8037, CH)
Kerekes, Thomas (Spyrgartenstrasse 19b, Zürich, CH-8048, CH)
International Classes:
A62C3/02; E21F5/00; (IPC1-7): A62C2/10; A62C3/02
Foreign References:
DE29922593U12000-04-13
FR2822174A12002-09-20
GB2252728A1992-08-19
GB2296658A1996-07-10
FR2764672A11998-12-18
GB2327880A1999-02-10
US5188186A1993-02-23
FR2764672A11998-12-18
GB2296658A1996-07-10
Attorney, Agent or Firm:
Salgo, Reinhold C. (Rütistrasse 103, Wald, CH-8636, CH)
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Claims:
Patentansprüche PAR-0115
1. Schott zur Abdichtung eines Tunnels bei einem Brandfall mit Mitteln zum Druckgasaufbau und einem durch Druckgas aufblasbaren pneumatischen Hohlkörper (1), dadurch ge kennzeichnet, dass der pneumatische Hohlkörper (1) wandartig aufgebaut ist, bestehend aus mindestens einem Distanzgewebe (4) mit je zwei Gewe belagen welche durch eine Vielzahl Distanzfäden (5) verbunden und aussen mit einem elastischen Kunststoff beschichtet sind, dem Rand entlang verlaufenden Mitteln, die durch den Innendruck an Tunnelwand (13) und Tunneldecke (16) gepresst werden und so den Tunnelquerschnitt abdich ten und die Oberfläche dieser Mittel so beschaffen ist, dass sie an der Tunnelinnenseite gut haften auf mindestens einer Seite des pneumatischen Hohlkör pers (1) mindestens ein hitzebeständiger Vorhang (2) im Abstand d zum Hohlkörper (1) vorhanden ist,.
2. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand d zum Hohlkörper (1) zwischen 0. lm und Im gross ist.
3. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der minde stens eine Vorhang (2) aus einem hitzebeständigen Di stanzgewebe (4) gefertigt ist.
4. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanz gewebe (4) der Vorhänge (2) aus Keramikfasern gefertigt ist.
5. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz fäden (5) im Distanzgewebe (4) des Vorhangs (2) 10 bis 100 mm lang sind.
6. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Führungs schienen (6) für den mindestens einen Vorhang (2) vorhan den sind.
7. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Sei ten des mindestens einen Vorhangs (2) Mittel zum gleiten in den Führungsschienen (6) vorhanden sind.
8. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der minde stens eine Vorhang (2) an seinen Rändern schwere Körper (7) befestigt hat, die in den Führungsschienen (6) nach unten fallen und so den innersten Vorhang (2) aufspannen.
9. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schweren Körper (7) Kugeln aus Stahl sind.
10. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pneuma tische Hohlkörper (1) zwischen 0,2m und Im dick ist.
11. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pneuma tische Hohlkörper auf einen Innendruck zwischen 1x103 Pa (0,01 Bar) und 5x104 Pa (0,5 Bar) aufblasbar ist.
12. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Hohlkörper (1) 0,5m dick ist und auf einen Innendruck von 1x104 Pa (0,1 Bar) aufblasbar ist.
13. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse (9) zur Belüftung des pneumatischen Hohlkörper (1) vor handen ist.
14. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (9) vom Lüftungssystem des Tunnels mit Frischluft ver sorgt wird.
15. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kanäle (14), die von der Tunnelröhre zum Gebläse (9) verlaufen, mit verschliessbaren Klappen (15) vorhanden sind, und das Gebläse (9) über diese mit Frischluft versorgt wird.
16. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung mit einem Auf/ZuVentil (10), die von den Mitteln zum Druckgasaufbau zum pneumatischen Hohlkörper (1) führt, vorhanden ist.
17. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung mit einem Entlastungsventil (12), die aus dem pneumati schen Hohlkörper (1) herausführt, vorhanden ist.
18. Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall nach Pa tentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung mit einem Druckbegrenzungsventil (11), die aus dem pneu matischen Hohlkörper (1) herausführt, vorhanden ist.
Description:
Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schott zur Abdichtung eines Tunnels im Brandfall gemäss dem Oberbegriff des Patent- anspruches 1.

Vorrichtungen zur Abschottung von Tunneln sind mehrere be- kannt geworden, so beispielsweise US 5 188 186 (D1), FR 2 764 672-A1 (D2) und UK 2 296 658 A (D3). An ein Schott zur Ab- dichtung eines Tunnel im Brandfall sind verschiedene Anforde- rungen geknüpft. Es muss einen Tunnel in mehrere getrennte Sektoren unterteilen. Diese Sektoren müssen voneinander mög- lichst gasdicht abgetrennt sein. Weiter soll zwischen den Sektoren möglichst kein Wärmeaustausch stattfinden. Damit Rettungskräfte und/oder Aufräumequipen auf die andere Seite eines solchen Schottes gelangen können, muss es zusätzlich leicht passierbar oder wegräumbar sein.

Die Vorrichtung nach D1 verschliesst einen Tunnel indem ein sich mit chemischen Mitteln, beispielsweise Schaum, füllender Hohlkörper in einem Rahmen von der Decke des Tunnels zum Bo- den gleitet.

Die Vorrichtung von D2 dichtet einen Tunnel mittels eines aufblasbaren, doppelwandigen Hohlkörpers ab. Die innere Wand ist aus gasdichtem Material, die äussere aus hitzebeständigem Material gefertigt.

Die Erfindung gemäss D3 schliesst einen Tunnel durch Herab- lassen von einem oder mehreren Vorhängen ab. Diese werden mit motorischen Mitteln abgerollt oder entfaltet.

Die Vorrichtung gemäss D1 besteht aus einem mit chemischen Mitteln füllbaren Hohlkörper, der an der Tunneldecke zusam- mengefaltet montiert ist. Bei Gebrauch wird der Hohlkörper gefüllt und gleitet entlang vertikaler Führungselemente zu Boden. Diese Art der Montage der Führungselemente verunmög- licht einen Gebrauch dieser Erfindung bei nicht rechteckigem Tunnel-Querschnitt ohne zusätzliche Installationen. Weiter muss im Falle eines Brandes die Oberfläche nicht nur dicht sondern auch noch hitzebeständig sein.

Die gleiche Problematik gilt auch für das Material bei der Lösung gemäss D2. Zur Behebung des Hitzeproblems wird hier ein doppelwandiger Hohlkörper vorgeschlagen. Die innere Schicht ist gasdicht, die äussere hitzebeständig. Bei Tempe- raturen von mehreren hundert Grad während mehreren Stunden besteht jedoch die Möglichkeit, dass der Wärmefluss durch den Zwischenraum der beiden Schichten ausreicht, die innere Schicht zu erhitzen und so zum Schmelzen zu bringen, da sie mit elastischem Kunststoff beschichtet sein muss. Weiter ist es technisch sehr anspruchsvoll, die beiden Schichten über viele Quadratmeter (ein Tunnel-Querschnitt erreicht schnell 40 bis 50 m2) unter Druck-und Hitzeeinfluss sauber getrennt zu halten.

Bei der Lösung gemäss D3 werden im Wesentlichen zwei kon- struktiv verschiedene vorhangartige Konstruktionen präsen- tiert. Einerseits wird ein Vorhang abgerollt, andererseits entfaltet. Beide Ausprägungen der Erfindungsidee müssen, um gleichzeitig hitzebeständig und gasdicht zu sein, über mehre- re Schichten verfügen. Die erfindungsgemässen Silikon- Schichten werden bei den vorherrschenden Temperaturen schmel- zen, die so freigelegten Keramik-oder Glasfaserschichten werden nicht mehr gasdicht sein. Die Konstruktion eines Vor- hanges bringt es mit sich, dass er an den Rändern nicht völ- lig dicht ist. Da zum Abrollen oder Entfalten der Vorhänge motorische Mittel und eine quer durch den Tunnel ragende Ab- rollvorrichtung benötigt werden, ist der Einsatz dieser Er- findung auf Tunnels mit annähernd rechteckigem Querschnitt beschränkt. Weiter besteht die Gefahr, dass ein unachtsamer Autofahrer mit der Abrollvorrichtung kollidiert und einen Folgeunfall verursacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tunnel im Brandfall in mehrere bezüglich Gasaustausch und Wärmetrans- port getrennte Sektoren zu unterteilen. Die Abschottung soll schnell und effektiv in Betrieb sein und den Rauchgasen und Hitzeeinflüssen längere Zeit standhalten.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kenn- zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den weiteren Patentansprüchen hin- sichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.

Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt des Tunnelschotts, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Tunnelschott mit Füh- rungsmitteln an den Wänden im verstauten Zu- stand, in einem Tunnel mit ovalem Querschnitt, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Tunnelschott mit Füh- rungsmitteln an den Wänden im verstauten Zu- stand, in einem Tunnel mit annähernd rechtecki- gem Querschnitt, Fig. 4 einen Grundriss des Tunnelschotts im verstauten Zustand, Fig. 5 eine seitliche Ansicht des Tunnelschotts im verstauten Zustand, Fig. 6 eine Draufsicht des Tunnelschotts mit Führungs- mitteln im funktionalen entfalteten zustand, Fig. 7 eine isometrische Ansicht des Tunnelschotts im funktionalen entfalteten Zustand in einem Tun- nel mit ovalem Querschnitt, Fig. 8 Eine Detailansicht der Führungsmittel eines doppelwandigen Vorhangs.

Fig. 1 zeigt eine seitliche Ansicht eines ersten Ausführungs- beispiels des Erfindungsgedankens. Die Erfindung besitzt zwei

grundsätzlich funktionsgetrennte Elemente. Einerseits wird mittels eines pneumatischen Hohlkörpers 1 Abdichtung des Tun- nels erreicht, andererseits wird dieser Hohlkörper 1 durch Vorhänge 2 aus hitzebeständigen Materialien, wie beispiels- weise Keramikfasern, geschützt. Diese Funktionstrennung er- möglicht es, dass für beide Teile der Erfindung spezifisch ideale Materialien verwendet werden können. Weiter können der pneumatische Hohlkörper 1 und die Vorhänge 2 zweckdienlich und auf einfache Art konstruiert werden. Für die hitzebestän- digen Vorhänge 2 wird beispielsweise ein doppelwandiges Gew'e- be 4 mit eingewebten Distanzfäden 5 verwendet. Bei einer Län- ge der Distanzfäden 5 von etwa 20mm kommt die Konvektion in- nerhalb jedes der Vorhänge 2 fast völlig zum Erliegen. Es wird so ein Minimum an Wärmetransport durch die Vorhänge 2 erreicht. Um den sehr hohen Temperaturen bei einem möglichen Tunnelbrand gewachsen zu sein, können den Anforderungen ent- sprechend mehrere Vorhänge 2 hintereinander angebracht wer- den. Um jegliche mechanische Einwirkung auf den pneumatischen Hohlkörper 1 zu unterbinden, wird der innerste Vorhang 2 in einem Abstand d von beispielsweise etwa 20cm vom Hohlkörper 1 montiert. Für den pneumatischen Hohlkörper 1 wird ebenfalls ein doppelwandiges Gewebe verwendet, allerdings mit wesent- lich längeren Distanzfäden 5. Dieses kann dem Tunnelquer- schnitt entsprechend zusammengenäht und verarbeitet werden, so dass der pneumatische Hohlkörper 1 im aufgeblasenen Zu- stand den Tunnelquerschnitt wandartig abdichtet. Die wandar- tige Form des pneumatischen Hohlkörpers 1 garantiert einen möglichst geringen Bedarf an Gas, was zudem den Platzbedarf der allfällig vorhandenen Druckgasbehälter 8 verringert. Da- mit der pneumatische Hohlkörper 1 dem durch Konvektionsströ- mungen hervorgerufenen Druckunterschied zwischen den zu tren- nenden Tunnelsektoren standhält, muss er entsprechend fest an den Tunnelwänden 13 sowie Decke 16 und Fahrbahn haften. Den auftretenden Druckkräften müssen somit die erzeugten Rei- bungskräfte entgegenwirken. Die Reibungskräfte sind um so grösser, je breiter der Hohlkörper 1 gestaltet und je grösser der Innendruck des Hohlkörpers 1 ist.

Da es nicht möglich ist, den Wärmefluss völlig zu unterbin- den, wird sich das Gas im Hohlkörper 1 mit der Zeit erwärmen und den Innendruck erhöhen. Um einen konstanten Innendruck zu gewährleisten, kann der Hohlkörper 1 mit einem Druckbegren- zungsventil 11 ausgestattet werden, so dass kein unzulässiger Überdruck entsteht Fig. 2 und 3 zeigen Frontalansichten des Tunnelschottes bei verschiedenen Tunnelquerschnitten. Damit jeweils der ganze Querschnitt zuverlässig gegen Hitze abgeschirmt wird, können an den Tunnelwänden 13 schienenartige Führungsmittel 6 mon- tiert werden. Innerhalb dieser Führungsmittel 6 können schwe- re Körper 7, beispielsweise Stahlkugeln, die sich nicht ver- keilen und beispielsweise bis an die breiteste Stelle der Vorhänge 2 an deren Rändern befestigt sind, gleiten. Diese Form der Führungsmittel 6 ermöglicht einerseits ein äusserst schnelles entfalten der Vorhänge 2, da sie einfach fallen ge- lassen werden können, andererseits können so runde, ovale und rechteckige Tunnelquerschnitte effizient abgeschirmt werden.

Fig. 4 zeigt das Brandschott im zusammengefalteten Zustand von oben betrachtet. Der pneumatische Hohlkörper 1 und die hitzebeständigen Vorhänge 2 sind zusammengelegt und platzspa- rend an der Tunneldecke verstaut. Beispielsweise zwischen ei- nem der Vorhänge 2 und dem Hohlkörper 1 oder in einer Bucht in der Tunneldecke ist ein Druckgasbehälter 8 untergebracht.

Vom Druckgasbehälter 8 zum Hohlkörper 1 verläuft eine Leitung mit einem Auf/Zu-Ventil 10. Der Druckgasbehälter 8 enthält so viel Gas, dass sein Inhalt den Hohlkörper 2 bei der kältest möglichen Innentemperatur im Tunnel zu füllen und auf den vorgegebenen Überdruck zu bringen vermag. Aus dem Hohlkörper 1 heraus verläuft eine weitere Leitung mit einem Druckbegren- zungsventil 11. Dieses Ventil 11 verhindert während des Be- triebes des Schotts das Entstehen eines zu grossen Überdrucks im pneumatischen Hohlkörpers 1. Damit der pneumatische Hohl- körper 1 nach Gebrauch entlastet werden kann, führt eine wei- tere Leitung mit einem Entlastungsventil 12 aus dem pneumati- schen Hohlkörper heraus. In der Tunnelwand 13 sind Frisch-

luftkanäle 14 eingelassen. Der pneumatische Hohlkörper 1 kann über diese beispielsweise mittels eines Gebläses 9 belüftet werden, wodurch auch eine Kühlung erreicht wird. Das Druckbe- grenzungsventil 11 hält weiterhin den Druck konstant. An den Öffnungen zur Tunnelinnenseite der Kanäle 14 sind ver- schliessbare Klappen 15 angebracht. Davon abhängig auf wel- cher Seit des Schottes Hitze und Rauch vorhanden sind, können auf der Seite des Störfalles die Klappen 15 geschlossen und auf der andern Seite geöffnet werden. Es ist ebenfalls erfin- dungsgemäss die Frischluft für das Gebläse 9 direkt vom Tun- nelbelüftungssystem zu beziehen.

Fig. 5 zeigt die wichtigsten Komponenten des Brandschotts im zusammengefalteten Zustand in einer Bucht in der Tunneldecke 16 verstaut. Um den Hohlkörper 1 und die Vorhänge 2 an der Decke zu halten werden hier beispielsweise Deckel 17 verwen- det. Die Vorhänge 2 sind einmal separat und einmal ineinander verschlungen zusammengefaltet dargestellt.

Fig. 6 zeigt eine Frontalansicht des Brandschotts im Be- triebszustand auf den äussersten Vorhang 2. Die schweren Kör- per 7 sind in den Führungsmitteln 6 in ihrer Endposition an- gelangt und breiten so den Vorhang 2 bis beispielsweise zur maximalen Breite des Tunnelquerschnittes aus. Unterhalb der breitesten Stelle hängt der Vorhang 2 frei. Nicht dargestellt sind allenfalls sichtbare Mittel zum Verstauen des Schottes.

Fig. 7 zeigt die wesentlichen Bestandteile des Brandschottes in isometrischer Darstellung. Beiderseits des pneumatischen Hohlkörpers 1 hängen je zwei hitzebeständige Vorhänge 2. An der Tunneldecke 16 ist schematisch der Druckgasbehälter 8 dargestellt.

Fig. 8 zeigt eine Detailansicht des Führungsmittels 6. Dieses ist hier beispielsweise in die Wand 13 eingelassen darge- stellt. Darin bewegen sich die schweren Körper 7, beispiels- weise Stahlkugeln, die mit dem Rand des Distanzgewebes 4 ver- bunden sind.

Bei einem Störfall in einem Tunnel ist damit zu rechnen, dass ein Autofahrer durch Unaufmerksamkeit oder Panik in ein sich entfaltendes oder voll funktionales Brandschott hineinfährt. durch einen solchen Aufprall wird ein erfindungsgemässes Brandschott voraussichtlich zerstört. Da die Vorhänge 2 und der pneumatische Hohlkörper 1 des Brandschottes jedoch völlig aus textilen Materialien bestehen werden die Insassen des Wa- gens durch den Zusammenstoss nicht gefährdet.