Einrichtung und Verfahren zur Brandbekämpfung in mindestens einer Kabel- oder Leitungsführung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Brandbekämpfung in mindestens einer ein Kabel und/oder eine Leitung enthal¬ tenden Kabel- oder Leitungsführung.

Eine derartige Einrichtung ist aus dem Prospekt der Fa. Walt- her & Cie. AG "Sprühflutanlagen für Transformatoren und Kabelkanäle" 3/72 bekannt. Dort ist ein Kabelkanal beschrie¬ ben, in dessen Innerem ein Rohr verlegt ist, welches eine Vielzahl von Löschdüsen aufweist. Im Brandfall wird von einer zentralen Steuerstelle aus ein flüssiges Löschmittel in das Rohr eingepreßt und so von den Sprühdüsen versprüht . Da die gesamte Anlage oder zumindest jeweils ein größerer Teilab¬ schnitt unter Druck gesetzt wird, tritt innerhalb der gesam¬ ten Anlage bzw. innerhalb eines größeren Teilabschnitts Löschmittel aus und der Kabelkanal wird geflutet .

Aus der EP-A2 0 077 679 ist ein Feuerschutzsystem bekannt, bei dem ein Kabelkanal eine Vielzahl von flexiblen Kleinbe¬ hältern mit Umhüllungen aus einem vernetzten Polymermaterial aufweist. Diese Kleinbehälter enthalten eine nicht entflamm¬ bare Flüssigkeit, insbesondere Wasser. Die Umhüllungen sind etwa kissenförmig ausgebildet und werden hintereinander ange¬ ordnet. Wenn ein Feuer ausbricht, dann wird die entstehende Hitze zu einem gewissen Bereich durch das Verdampfen der Flüssigkeit im Inneren der Kleinbehälter aufgenommen, ohne daß diese bersten. Auf diese Weise kann, da Wärme abgezogen wird, eine Hitzeeinwirkung länger dauern. Wenn die Hitze weiter ansteigt, dann zerreißt die Umhüllung einiger der Kleinbehälter und die verdampfte Flüssigkeit strömt aus. Die Kleinbehälter werden zweckmäßig nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, so daß sie sich stärker ausdehnen können. Die Herstellung derartiger, mit einer Flüssigkeit gefüllter,

aneinandergereihter Kleinbehälter ist jedoch äußerst aufwen¬ dig.

Aus der DE-Al 33 37 532 ist eine Löschvorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Löschmit¬ tels bekannt, an den ein Rohrstück angeschlossen ist, welches im Bereich seines Endes durch eine Wand verschlossen ist. Diese Wand besteht aus einem Material, welches sich beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur auflöst oder verflüssigt.

Aus der US-A 5,276,433 ist ein Temperatursensor bekannt, der z.B. in den Auslaß einer Lüftungsanlage eingebaut ist. Er enthält ein aus Kunststoff bestehendes Rohr, das mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist. Wenn dieses

Rohr einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, dann beginnt die Flüssigkeit im Inneren des Rohres zu kochen und das Rohr platzt, wobei der entstehende Druckabfall zum Verschließen der Lüfterklappen benutzt wird.

Aus der GB-A 1 357 010 ist eine Feuerlöscheinrichtung bekannt, die für den Einbau in ein feuergefährdetes Gehäuse vorgesehen ist, wobei das Gehäuse beispielsweise einen Fern¬ sehempfänger, einen Computer, einen Fotokopierer, eine Büro- maschine oder einen Motor enthalten kann. In dem Gehäuse wird ein Rohr verlegt, welches ein unter Druck stehendes flüssiges Feuerlöschmittel enthält. Im Brandfall wird das Rohr weich, platzt und die Flüssigkeit strömt aus .

Diese bekannten, nur für lokale, d.h. an örtlich genau bekannten kritischen Punkten einsetzbaren Feuerlöschanlagen sind z.B. im Rahmen eines Gebäudes bei den weitverzweigten und in komplizierten Wegen geführten Kabel- oder Leitungs- führungen z.B. in Form von Kabelschächten nicht anwendbar. Dort besteht aber eine erhöhte Brandgefahr, weil ein Großteil der verlegten Kabel oder Leitungen brennbare Substanzen enthält . Durch die Kaminwirkung und die weite Verteilung der

Kabel- oder Leitungsführungen wird das Feuer sehr schnell weitergeleitet und es kann im Brandfall zu erheblichen Schäden kommen. Außerdem besteht, insbesondere bei Verwendung von mit PVC-isolierten Kabeln die Gefahr, daß bei der Brandausbreitung, größere Mengen an giftigen und korrosiven Gasen entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei¬ gen, wie in einfacher Weise eine Brandausbreitung bei einer Kabel- oder Leitungsführung verhindert werden kann. Diese

Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in der Kabel- oder Leitungsführung minde¬ stens ein Rohr durchgehend verlegt ist, in dem ein unter Überdruck stehendes Feuerlöschmittel enthalten ist, daß die Wandung dieses Rohres aus einem Material hergestellt ist, dessen Schmelzpunkt gleich oder kleiner gewählt ist als der Flammpunkt des Kabelmantels oder der Leitung.

Das Löschmittel führende Rohr wird somit in kürzester Zeit nach Auftreten eines Brandes {z.B. bei einem Kurzschluß oder auch durch äußere Einwirkung einer Fremdflamme} angegriffen und so weit zerstört, daß das Löschmittel austritt. Der Aus¬ tritt des Löschmittels erfolgt dabei gerade dort, wo der Brandherd auftritt, so daß durch die Erfindung eine einfache, sofort wirksame und gezielte Brandbekämpfung durchgeführt wird. Das Rohr gemäß der Erfindung ist mit geringem Aufwand und in einfacher Weise installierbar und kann, ggf. auch nachträglich, in bereits bestehende Kabel- oder Leitungs¬ führungen, die z.B. mit leicht brennbaren Kabeln oder Leitun- gen bestückt sind, eingebracht werden. Als Kabel- oder Leitungsführungen können im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Anlagen oder Einrichtungen geschützt werden, wie etwa Kabelschachte, Kabelbäume, Kabelbühnen, Kabelge¬ stelle oder auch entsprechende Einrichtungen, die mit Leitun- gen bestückt sind oder auch Kombinationen aus Kabeln und iso¬ lierten Leitungen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Brandbekämpfung in mindestens einer ein Kabel und/oder eine Leitung enthal¬ tenden Kabel- oder Leitungsführung, welches dadurch gekenn¬ zeichnet ist, daß bei einem in der Kabel- oder Leitungsfüh- rung verlegten Rohr bei einer Temperaturerhöhung infolge eines Feuers die Wandung dieses Rohres zerstört wird, daß das im Inneren des Rohres unter Überdruck stehende Feuerlöschmit¬ tel im Schmelzbereich des Rohres austritt und dort zur Feuer¬ bekämpfung des in der Kabel- oder Leitungsführung befindli- chen Kabels und/oder der Leitung benutzt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wieder¬ gegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 im Querschnitt in schematischer Darstellung ein Gebäude, das mit einer Brandschutz-Einrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, Figur 2 in Draufsicht eine Ausführungsform, wie ein Rohr über den Kabeln in einer Kabel- oder Leitungsfüh- rung angebracht werden kann und

Figuren 3 bis 5 im Querschnitt mit Signalleitern versehene Rohre ggf. mit Wasserdampfsperre für die Fortleitung des Löschmittels .

In Figur 1 ist ein Gebäude BD dargestellt, daß drei überein- anderliegende Räume RM1, RM2, RM3 aufweist. Über das Funda¬ ment FM dieses Gebäudes tritt mindestens ein Kabel ein, das als Nachrichtenkabel und/oder als Stromversorgungskabel aus- gebildet sein kann. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß drei Kabel CA1 - CA3 zugeführt werden. Im allgemeinen werden diese meist unterirdisch ankommenden Kabel Verteilern

zugeführt und von dort aus über Verteiler- oder Verzweiger¬ kabel weitergeleitet. Im vorliegenden Beispiel sind diese Verteiler weggelassen, um eine übersichtlichere Darstellung zu erhalten, und die Kabel sind schematisch als den einzelnen Räumen direkt zugeführt gezeichnet. In dem Gebäude selbst sind als Kabel- oder Leiterführungen vertikal verlaufende Kabelschächte CSU und CS21 (beiderseits des Raumes RM1) , CS12 und CS22 (beiderseits des Raumes RM2) sowie CS13 und CS23 (beiderseits des Raumes RM3) dargestellt. Diese vertikal verlaufenden Kabelschächte sind gegen das Rauminnere üblicherweise durch eine Wandung, Verkleidung oder derglei¬ chen abgedeckt und stellen eine kaminartige Struktur dar, die im Brandfall besonders schnell das Feuer weiterleitet .

Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß die Kabel CA1 - CA3 als Ringleitungen verlegt sind, d.h. ganz oder teilweise auch über die jeweiligen Decken auf die gegenüberliegende Seite oder eine andere Seite des Raumes geführt werden z.B. auf Kabelbühnen oder Kabelgestellen. Die Kabel verlaufen somit horizontal unterhalb der Decke, im sogenannten Plenum in einem Kabel- oder Leitungsführung, der jeweils mit PL1 (Raum RM1) , PL2 (Raum RM2) sowie PL3 (Raum RM3) bezeichnet ist .

Bei einem Kurzschluß innerhalb des Kabelsystems oder bei einer Überhitzung bzw. einem Brandausbruch in einem der Räume besteht die Gefahr, daß sich eines oder alle der Kabel CAl - CA3 entflammen und wegen der weitläufigen Verteilung der Kabelschächte CSU - CS21 und/oder der Deckenschächte PL1 - PL3 erfolgt eine schnelle Feuerausbreitung. Hier wird Abhilfe dadurch geschaffen, daß in den jeweiligen Kabelschächten CSU - CS21 zusätzlich mindestens ein Rohr mit einem Feuerlösch¬ mittel über, zwischen oder unter den Kabeln (d.h. in engem räumlichen und möglichst auch körperlichen Kontakt) verlegt ist, wobei das Rohrmaterial eine niedrigeren Schmelzpunkt hat, als der Flammpunkt der Mantelmaterialien (=Temperatur, bei welcher der Kabelmantel anfängt zu brennen) der Kabel CAl

- CA3. Wenn diese Kabelmäntel unterschiedliche Flammpunkte aufweisen (z.B. weil sie aus unterschiedlichen Materialien bestehen) , dann ist der Schmelzpunkt des das Löschmittel füh¬ renden Rohmaterials vorteilhaft so zu wählen, daß dieses bereits beim dem Flammpunkt des am niedrigsten in der Tempe¬ ratur entflammbaren Kabelmantels schmilzt. Dieses mit Lösch¬ mittel gefüllte Rohr sollte unter Druck stehen, was im vor¬ liegenden Beispiel in einfacher Weise dadurch realisiert wird, daß ein Vorratsbehälter CT auf dem Dach des Gebäudes BD installiert und mit einem, vorzugsweise flüssigen, Löschmit¬ tel FM gefüllt ist. An diesen Behälter CT ist ein Rohr RO angeschlossen, das sich im vorliegenden Beispiel nach dem Durchtritt durch die oberste Gebäudedecke DE3 in zwei Teil- rohre ROI und R02 aufteilt. Diese Rohre ROI und R02 sind vor- teilhaft durch alle Kabelschächte CSU bis CS21 geführt und zweckmäßig auch durch die horizontal verlaufenden Decken¬ schächte PL1 bis PL3 und zwar in der Nähe der Kabel . Im vor¬ liegenden Beispiel ist angenommen, daß auch die beiden Rohr- systeme ROI und R02 als Ringleitungen miteinander verbunden sind, d.h. die in den Zwischendecken verlaufenden Rohre R022 und R012 verbinden jeweils die vertikal verlaufenden Rohr¬ stränge ROI und R02 miteinander. Dies hat z.B. den Vorteil, daß bei gegebenem Rohrquerschnitt praktisch die doppelte Menge an Löschmittel am jeweiligen Brandpunkt austreten kann, wenn dieser im Deckenbereich liegt. Die Einrichtung kann auch so abgewandelt werden, daß in einem Gebäude mehrere Vorrats- behälter, insbesondere in unterschiedlichen Höhen (z. B. in jedem Stockwerk, vorgesehen sind, denen dann vorteilhaft getrennte Rohrsysteme zugeordnet sind.

Wegen des niedrigeren Schmelzpunktes der Rohrwandung des Rohrsystems wird bei einem Brandausbruch das jeweilige Rohr gerade dort schmelzen, platzen oder aufbrechen, wo die Flamme auftritt und gibt dadurch den Weg für das ausströmende Lösch- mittel FM frei. Es kommt durch den höheren Druck des Lösch¬ mittels zu einem relativ großflächigem Versprühen des Lösch-

mittels und der Brandherd wird so auf diese Weise schnell und zuverlässig gelöscht .

Als Löschmittel kommen feuerlöschende Flüssigkeiten (z.B. Wasser) , Gase (beispielsweise Stickstoff) und auch pulverför- mige Löschmittel in Frage, wie z.B. die in den bekannten Handfeuerlöschern verwendeten Löschmittel . Weiterhin ist es auch möglich, im Inneren der Rohre einen Löschschaum bzw. - mittel oder dessen Grundsubstanzen vorzusehen, der an der Brandstelle austritt und den Brand lokal gezielt bekämpft und löscht. Derartige Schaumlöschmittel haben ggf. noch den Vor¬ teil, daß es nach dem Erlöschen des Feuers auch zu einem Stillstand des Austritts des Feuerlöschmittel kommt.

Die Installation der KabelSysteme innerhalb des Gebäudes oder der Anlage kann in vielfacher Weise abgewandelt werden und ist nicht auf die in Figur 1 dargestellte schematische Ver¬ teilerstruktur beschränkt. Beispielsweise kann nur eine ein¬ zige vertikale Kabel- oder Leitungsführung CSU bis CS13 vor- gesehen sein, von der aus sich stichleitungsartig die Kabel, beispielsweise über die Deckenverteilungen PL1 - PL3 , über den Raum hin verteilen, während ein linker Kabel- oder Leitungsführung entsprechend CS21 bis CS23 fehlt. Weiterhin ist es möglich, daß zusätzlich oder aber auch anstelle von Deckenverteilungen die Kabel in den Fußböden der jeweiligen Räume vorgesehen sind. Gleichermaßen lassen sich auch Kabel- oder Leitungssysteme in fahrbaren Räumen wie z.B. in Fahrzeu¬ gen (z.B. U-Bahnen) schützen, wobei das Fahrzeug z.B. einem der dargestellten Räume entspricht. Auch können anstelle oder gemeinsam mit den Kabeln Leitungen verlegt sein, wie z.B.

Steuerleitungen. Dabei sollte der Schmelzpunkt des das Lösch¬ mittel führenden Rohres auf den Flammpunkt der Isolierung der Leitungen abgestellt sein, d.h. gleich oder niedriger gewählt werden als dieser.

Der Druck in den Rohrleitungssystemen ROI und R02 kann auch auf andere Weise als hydrostatisch erzeugt werden. Beispiels-

weise können entsprechende Druckbehälter und Druckpumpen vor¬ gesehen sein, die bei Bedarf (Druckabfall in Folge eines Brandes bei Löschmittelaustritt) die notwendige zusätzliche Förderung des Löschmittels übernehmen bzw. steuern.

In Figur 2 ist gezeigt, daß es, insbesondere bei Kabelschäch¬ ten mit vielen Kabeln, zweckmäßig ist, das das Löschmittel führende Rohr ROW nicht geradlinig und im wesentlichen paral¬ lel zu den einzelnen Kabeln CAl bis CAn zu führen, sondern in einer Schlangenlinie und bevorzugt über die volle Breite des Kabelbündels, wodurch der von den Kabeln CAl bis CAn erfüllte Raum besser abgedeckt werden kann. Es ist auch möglich, das Rohr ROW mit der unter Druck stehenden Löschflüsεigkeit um das Kabelbündel CAl bis CAn in der Art einer helixförmigen Wendel herumzuwickeln und dadurch eine besonders gute Überwa¬ chung und sichere Löschfunktion zu erreichen. Zweckmäßig ist ein enger körperlicher Kontakt zwischen dem Rohr ROW und den zu schützenden Kabeln CAl bis CAn.

In Figur 3 ist ein Querschnitt durch ein Brandschutzrohr ROI im Sinn der Erfindung dargestellt. Die Wandung dieses Rohres ROI besteht zweckmäßig aus Kunststoffmaterial, wobei insbe¬ sondere Polyethylen mit Vorteil einsetzbar ist, weil dessen Schmelzpunkt niedriger liegt als derjenige der meisten bisher verwendeten PVC-ummantelten Kabel. Auch dann, wenn die ver¬ legten Kabel mit Polyethylen ummantelt sind, kommt es im Brandfall wegen des niedriger gewählten Schmelzpunktes des Rohres ROI zu dessen Zerstörung und dem Austritt des darin enthaltenen Löschmittelε . Dieser Vorgang kann noch beschleu- nigt werden, wenn für das Rohr ROI ein Polyethylen mit beson¬ ders niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird. Um das Eintreten von Feuchtigkeit durch Permeation in das Rohr zu verhindern, ist es (bei Verwendung hygroskopischer Löschmittel) vorteil¬ haft innen mit einer sehr dünnwandigen Wasserdampfsperre WB z.B. aus Aluminium und/oder Kunststofffolie versehen. Diese Wasserdampfsperre kann auch außen aufgebracht oder in die Wandung des Rohres ROI eingebettet werden.

Mit dem Rohr können zweckmäßig Überwachungseinrichtungen ver¬ bunden werden, beispielsweise in Form von elektrischen Lei¬ tern EL31 und EL32 oder dielektrischen Leitern. Diese sind in der Querschnittsdarstellung von Figur 3 m das Wandungsmate- rial (z.B. an gegenüberliegenden Seiten des Rohres R031) ein¬ gebettet und können vorteilhaft zur Signalisierung bzw. zur Steuerung verwendet werden. Die elektrischen Leiter können auch helixförmig verlaufend in die Rohrwandung eingebettet sein.

In Figur 4 sind zwei, vorzugsweise miteinander verseilte, elektrische Leiter EL41 und EL42 in einem über einen Steg ST4 mit dem Rohr R04 verbunden Röhrchen SR4 untergebracht. In Figur 5 sind vier derartige Leiter EL51 bis EL54 vorgesehen. Man kann die Leiter EL51 bis EL54 auch als ein Nachrichten¬ kabel ausbilden bzw. einsetzen. Zweckmäßig kann auch eine elektrische Schirmung der Leiter vorgesehen werden, z B. durch eine dünne Metallfolie.

Bei einem Ausbruch eines Feuers kommt es zu einer Änderung des Druckes innerhalb des Löschleitungssystem. Diese Druck- anderung kann mittels eines dem Loschsystem zugeordneten Sen¬ sors (m Figur 1 mit SF bezeichnet) , z.B. in Form eines Signalgebers, eines Manometers o.dgl., zur Auslosung eines Brandalarms bzw. zur Meldung an eine Brandwache m einer Alarmeinrichtung AE benutzt werden.

Auch die Änderung elektrischer Eigenschaften, z.B. des Isola- tionswiderstandes zwischen den Rohren zugeordneten Leitern kann bestimmt werden und wie in Figur 1 durch SE angedeutet an die Alarmeinrichtung AE weitergegeben werden.

Das Ansprechen eines Sensors, (z.B. Signalgebers und/oder Druckmanometers) kann über die Leiter EL31 und EL32 oder

EL41, EL42 oder EL51 bis EL52 zur Meldeeinrichtung z.B. AE weitergeleitet werden. Bei Einsatz in Großanlagen können zwei

weitere Leiter EL53 und EL54 (vgl. Figur 5) vorgesehen wer ^¬ den, die insbesondere auch eine Fernspeisung von aktiven elektronischen Sensoren ermöglichen. Bei Einsatz von schnel¬ len, digitalen Systemen können die 2 bzw. 4 Leiter verseilt und mit einer Schirmung versehen werden, die eine Verfäl¬ schung des Meldesignals bei Störeinflüssen verhindert. Die Leiter können eine, vorzugsweise zusätzliche, Isolierung aufweisen, die einen höheren Schmelzpunkt hat als das Rohr. Gleiches gilt für die sie umschließende Umhüllung SR4. Dies kann z.B. durch Vernetzung des Isoliermaterials erreicht werden. Dadurch sind bessere Notlaufeigenschaften erzielbar. Die elektrischen Leiter z.B. EL31 und EL32 können als Brand¬ melder verwendet werden, wobei durch eine entsprechende Über¬ wachungseinrichtung (z.B. AE in Figur 1 und insbesondere bei großen Gebäuden) die Entfernung des Brandorteε unmittelbar, z.B. mittels Impulsreflexion, gemessen wird. Hierzu werden fortlaufend in mindestens einen der Leiter EL31 und/oder EL32 Impulse eingespeist, deren Laufzeit gemessen wird. Tritt hier eine Veränderung auf, weil es beispielsweise infolge eines Brandes zu einer Zerstörung oder Beschädigung des die

Meßimpulse führenden Leiters, z.B. EL31 kommt, dann verändert sich die Echolaufzeit. Dies kann zu einer Brandmeldung herangezogen werden.

Auch eine Messung von elektrischen Eigenschaften z.B. von Isolations- und/oder Widerstandsänderungen bei mindestens einem der Leiter EL31 und/oder EL32 infolge einer örtlichen Temperaturerhöhung kann (z.B. von der Alarm- und Überwa- chungseinrichtung AE in Figur 1) durchgeführt werden. Bereits vor einem Brandausbruch kann es auf diese Weise beispiels¬ weise durch eine örtliche Überhitzung, die ggf. noch nicht zum Brand geführt hat, zu einer Änderung der elektrischen Eigenschaften der benachbarten Leiter des Löschleitungs¬ systems R031 kommen. Diese Änderungen können von einer zen- tralen Überwachungssteile aus registriert werden und es kön¬ nen daraufhin können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.