SE512954C2 - Förfarande och anordning för att förhindra spridning av brandgaser i ett ventilationssystem - Google Patents

Description

h \M..._ .. in H llNLlm ml A \ .

H d”. 10 U 20 25 30 35 512 954 í i f" 2 även förhindra spridning av brand. För att realisera detta syfte är backventilerna försedda med ett värmekänsligt organ, exempelvis en smältsäkring, vilken utlöser en stängning av backventilerna dä temperaturen i anslutning till ventilerna överstiger ett visst värde.

Det är även förut känt att registrera förekomsten av brandgaser i ett ventilationssystem genom anordnande av rökdetektorer i ventilationssystemets kanaler. En rad nackdelar är dock förknippade med sagda rökdetektorer. För det första skall nämnas att rökdetektorerna är svärplacerade, speciellt om de skall känna av rök fràn flera brandceller. En ytterligare nackdel är att rökdetektorns funktion är beroende pà vilken typ av rök som alstras, dvs rökdetektorn indikerar endast för viss/vissa typer av rök. Detta gör att det är utomordentligt komplicerat att kontrollera om en rökdetektor fungerar. Dessutom indikerar rökdetektorn normalt först dà kanalen är fylld med rök. Olycklig placering eller ett snabbt brandförlopp kan ge upphov till stora brandskador i andra brandceller. I sammanhanget skall även beaktas att rökdetektorn relativt sett är dyr.

Uppfinningens syften och särdrag Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett förfarande och en anordning som effektivt förhindrar spridning av brandgas i ett ventilationssystem.

Enligt en föredragen utföringsform kan principen för föreliggande uppfinning även användas vid varierande lufthastigheter i ventilationsystemet.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att indikation även skall ske för att förhindra brandspridning.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer en utföringsform av föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka figurerna visar: Fig 1 en schematisk vy över ett ventilationssystem enligt föreliggande uppfinning som är anslutet till två brandceller; 10 15 20 25 30 35 'Pig 2 512 954 3 en schematisk sidovy i större skala av en i ventilationsystemet ingående ventil; Fig 3 ett snitt efter A-A i Fig 2; Fig 4 en schematisk vy över ventilationssystemet enligt Fig 1 där tvà av ventilerna är stängda; Fig 5- Fig 7 schematiskt ett ventilorgan vid olika drifttillstànd hos ventilationssystemet.

Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning Det i Fig 1 och 4 schematiskt visade ventilationssystemet innefattar en huvudkanal 1 för tilluft, en första och en andra grenkanal 3 respektive 5 för tilluft, en första och en andra grenkanal 7 respektive 9 för fränluft och en huvudkanal 10 för frànluft. I den första grenkanalen 3 för tilluft är anordnat ett första ventilorgan 11, i den andra grenkanalen 5 för tilluft är anordnat ett andra ventilorgan 14, i den första grenkanalen 7 för frànluft är anordnat ett tredje ventilorgan 13 och i den andra grenkanalen 9 för frànluft är anordnat ett fjärde ventilorgan 14. Plus- och minustecknen + respektive - hos varje ventilorgan 11-14 symboliserar att tryckskillnaden hos ventilationsluften mäts över ventilorganen ll-14.

I Fig l är ventilsystemet enligt föreliggande uppfinning anslutet till en första och en andra brandcell 15 respektive 16, varvid pilarna 17-20 symboliserar luftens normala strömningsväg i ventilsystemet, dvs ventilationsluft tillförs brandcellerna 15 och 16 via huvudkanalen 1 och grenkanalerna 3 och 5 medan ventilationsluft bortförs fràn brandcellerna 15 och 16 via grenkanalerna 7 och 9 samt huvudkanalen 10. För att àstadkomma strömning av ventilationsluften enligt pilarna 17-20 innefattar ventilationssystemet enligt föreliggande uppfinning även lufttransporterande organ, exempelvis fläktar, vilka ej är visade i Fig 1.

I den visade utföringsformen är ventilorganen 11, 12, 13 och 14 av den typ där ett i varje ventilorgan ingående spjäll är vridbart monterat, varvid sagda spjäll kan täta mot anslag »m m i \||| III ~ -i-nnflå “ hä; . 10 15 20 25 30 35 512 954. '4 hos ventilorganet. Med hänvisning till Fig 2 och 3 kommer ett föredraget ventilorgan att beskrivas schematiskt_ I var och en av grenkanalerna 3-9 är ett ventilorgan 11- 14 enligt Fig 2 och 3 anbringat. Sagda ventilorgan 11-14 innefattar en kanaldel 21, vilken är avsedd att utgöra en del av respektive grenkanal 3-9. Ovanför kanaldelen 21 i Fig 2 är en kammare 22 anordnad, varvid själva kanaldelen 21 och kammaren 22 avgränsas av en perforerad plåt 23. Kammaren 22 uppvisar även ett lock 24, vilket kan avlägsnas från kammaren 22 för inspektion och service. Ett i ventilorganet 11-14 ingående spjäll 25 är vridbart runt en axel 26, vilken sträcker sig genom kammaren 22 och locket 24. Sagda axel 26 är ansluten till ett manöverorgan 27, medelst vilket axeln 26 kan bringas att rotera. Sagda manöverorgan 27 utgörs lämpligen av en elmotor men även andra typer av manöverorgan är möjliga inom uppfinningens ram. Såsom bäst framgår av Fig 3 är ett anslag 28 anordnat inuti kanaldelen 21 hos ventilorganet 11- 14. Den öppning som sagda anslag 28 definierar är normalt anpassad till formen hos spjället 25, dvs om spjället 25 är cirkulärt är den öppning som anslaget 28 definierar företrädesvis likaså cirkulär.

I kammaren 22 är anordnade organ för att mäta tryckskillnaden över spjället 25, varvid dessa organ visas schematiskt i Fig 2. Ett första mätorgan 29 mäter trycket hos ventilationsluften före spjället 25 medan ett andra mätorgan 30 mäter trycket hos ventilationsluften efter spjället 25. Det är en väsentlig fördel att mätningen av lufttrycken sker i kammaren 22, dvs innanför den perforerade plåten 23. Därigenom erhålls ett väsentligen renodlat statiskt lufttryck som ej är påverkat av luftens turbulens. Sagda första och andra mätorgan 29 respektive 30 är anslutna till ett registreringsorgan 31, vilket i sin tur är anslutet till manöverorganet 27 för aktivering av detsamma då spjället 25 skall stängas eller dess' öppningsgrad regleras.

Funktionssättet hos föreliggande uppfinning Med hänvisning i första hand till Fig 4 kommer uppfinningens principiella funktion att beskrivas. Dock hänvisas initialt till Fig 1, där det normala 10 15 20 25 30 35 512 954, S ventilationsförloppet illustreras. Vid sagda normala ventilationsförlopp är lufttrycket i ventilorganens 11-14 vänstra del högre än lufttrycket i den högra delen, varvid ventilationsluften strömmar enligt pilarna 17-20. Principen för föreliggande uppfinning bygger på att mäta ventilationsluftens strömningsriktning.

Om det antas att brand utbryter i brandcellen 16 bildas ett kraftigt övertryck i denna brandcell 16, vilket har till följd att lufttrycket på ventilorganets 12 högra sida kommer att öka, vilket i sin tur medför att luftflödet i pilens 18 riktning, se Fig 1, minskar. Detta är liktydigt med att tryckskillnaden över spjället 25 minskar, varvid manöverorganet 27 är inställt så att då tryckskillnaden sjunkit till ett visst förutbestämt gränsvärde aktiveras manöverorganet 27 och spjället 25 stängs. På så sätt undviks att brandgas på tilluftssidan trycks in bakvägen i kanalsystemet via den andra grenkanalen 5 för tilluft.

I detta sammanhang skall påpekas att av praktiska mättekniska skäl stängs spjället 25 då tryckskillnaden har ett sådan storlek att den kan registreras med hjälp av rimligt avancerad mätutrustning, dock bygger uppfinningens princip fortfarande på att övervaka luftens strömningsriktning då den valda tryckskillnaden garanterar att luften strömmar åt ett visst håll.

Pà frånluftssidan av brandcellen 16, se pilen 20 i Fig 4, tillåts brandgasen att passera ut i den fjärde grenkanalen 9 och vidare ut i huvudkanalen 10 för frànluft.

Emellertid kommer brandgas ej att komma in bakvägen i brandcellen 15 via ventilorganet 13 i den första grenkanalen 7 för frànluft. Anledningen därtill är att den tryckökning som branden i brandcellen 16 genererar i huvudkanalen 10 för frànluft kommer att medföra en tryckökning i den högra delen av ventilorganet 13, vilket i sin tur medför ett ökat motstånd för den frànluft som passerar genom sagda ventilorgan 13. När således tryckskillnaden över ventilorganet 13 sjunkit till ett visst förutbestämt värde stänger spjället 25 i ventilorganet 13 på motsvarande sätt som ventilorganet 12.

Såsom framgår av beskrivningen ovan råder det ett direkt _samband mellan strömningsriktningen för ventilationsluften 10 U 20 25 30 35 512 954, i " 6 genom ventilorganen ll-14 och den tryckskillnad som uppmäts över sagda ventilorgan ll-14. Att registrera strömningsriktningen för ventilationsluften genom att mäta tryckskillnaden över ett ventilorgan är således den grundprincip som föreliggande uppfinning bygger på.

Den ovan beskrivna konstruktiva utformningen av ventilorganen ll-14 medger även att en tillräcklig tryckskillnad för att förhindra stängningen av spjället 25 kan upprätthàllas över ventilorganen ll-14 även vid en relativt måttlig hastighet hos ventilationsluften. Med hänvisning till Fig 5-7 kommer ett antal olika drifttillstånd hos ventilationssystemet enligt Fig 1 och 4 att illustreras. I detta sammanhang skall påpekas att för samtliga visade drifttillstånd gäller att en viss förutbestämd lägsta tryckskillnad AP skall råda över ventilorganen ll-14. Följande formel används för att underlätta förståelsen av den princip som föreliggande uppfinning grundar sig på: AP = p x vz x Q; där p = luftens densitet; v = luftens hastighet före ventilorganet; och Q = ventilorganets motstàndskoefficient.

För samtliga visade drifttillstånd är luftens densitet p densamma.

Vid det i Fig 5 visade drifttillståndet är spjället 25 helt öppet, dvs motståndskoefficienten Q1 är relativt sett låg.

För att kompensera för detta, dvs för att den lägsta acceptabla tryckskillnaden AP skall uppnås, måste lufthastigheten vl, relativt sett, vara hög. Det i Fig 5 visade drifttillståndet illustrerar det fall när ventilationssystemet arbetar på en hög nivå, dvs det är hög luftomsättning i brandcellerna 15 och 16.

Vid det i Fig 6 visade drifttillståndet är spjället 25 något mer stängt, dvs strypt, än vid drifttillståndet enligt Fig 6. Detta innebär att motståndskoefficienten Q; har ett högre värde än vid drifttillståndet enligt Fig 5, varvid direkt inses att lufthastigheten v; kan vara lägre utan att den förutbestämda lägsta tryckskillnaden underskrids.

Drifttillståndet enligt Fig 6 råder när ventilationssystemet arbetar på en mellannivå. t: 10 15 20 25 30 35 512 954 7 Vid det i Fig 7 visade drifttillståndet är spjället 25 ytterligare stängt, dvs strypt, jämfört med drifttillståndet enligt Fig 6. Detta innebär att motständskoefficienten Qghar ett högre värde än motståndskoefficienten Qzvid drifttillståndet enligt Fig 6 och följaktligen kan lufthastigheten v3vara lägre än lufthastigheten vzvid drifttillståndet enligt Fig 6. Drifttillståndet enligt Fig 7 kan exempelvis råda nattetid då ventilationssystemet arbetar på en mycket låg nivå.

Generellt gäller således att lufthastigheten V och motståndskoefficienten Q har ett direkt inbördes samband, dvs en lägre lufthastighet v måste kompenseras med en högre I motståndskoefficient Q och vice versa för att den lägsta tillåtna tryckskillnaden AP ej skall underskridas. I detta sammanhang skall dock beaktas att den ovan angivna formeln innehåller lufthastigheten i kvadrat, varför en ändring av lufthastigheten får en större genomslagskraft.

Såsom inses av de illustrerade olika drifttillstånden enligt Fig 5-7 motsvarar en viss öppningsgrad av spjället 25 en viss lägsta lufthastighet och om denna lufthastighet underskrids rör sig spjâllet 25 mot ett mer stängt läge. I detta sammanhang skall dock beaktas att om vid exempelvis drifttillståndet enligt Fig 6 lufthastigheten V3 sjunker under det förutbestämda värdet kommer spjället 25 att röra sig mot stängt läge men eftersom därvid motståndskoefficienten ökar kommer spjället 25 inte att stänga helt utan den rådande lufthastigheten är tillräcklig för exempelvis drifttillståndet enligt Fig 7, varför detta drifttillstånd intas, vilket i praktiken är vad som sker då ventilaionssystemet övergår från att arbeta på en mellannivå till en låg nivå. Detta funktionssätt år ej negativt vad gäller sâkerhetsaspekten hos det beskrivna ventilationssystemet. Om det antas att en brand med ett häftigt förlopp utbryter i brandcellen 16 i Fig 4 kommer trycket i sagda brandcell 16 snabbt att öka till en sådan nivå att tryckfallet för ventilationsluften över ventilorganet 12 helt upphör eller till och med blir negativt, dvs att trycket på den mot brandcellen 16 vända sidan av ventilorganet 12 är högre än trycket på den mot huvudkanalen 1 _vända sidan av ventilorganet 12. I ett sådant läge stängs 10 15 20 25 30 35 512 954 8 naturligtvis det i ventilorganet 12 ingående spjället 25 helt då såsom ovan nämnts en minsta förutbestämd, i praktiken lämplig, tryckskillnad AP kan vara 20 Pa.

Principen för uppfinningen fungerar även vid situationen då ventilationssystemet övergår från att arbeta på en låg nivå, se Fig 7, till att arbeta på en mellannivå, se Fig 6.

Därvid ökar lufthastigheten från V3 till v2, vilket innebär att den registrerade momentana tryckskillnaden ökar, vilket medför att spjället 25 öppnas till läget enligt Fig 6. Vid ytterligare ökad lufthastighet vl kommer spjället 25 att kunna inta läget enligt Fig 5 utan att den förutbestämda tryckskillnaden underskrids.

I detta sammanhang skall även påpekas att utnyttjandet av den ovan beskrivna principen vad avser förhållandet mellan lufthastighet och motståndskoefficient Q möjliggör att i en och samma byggnad kan olika brandceller tillföras luft med olika hastighet. Genom reglering av spjällens 25 strypning kan kompensation erhållas för skillnaden i lufthastighet, dvs en tryckskillnad upprätthàllas som är större än den förutbestämda tryckskillnaden.

Sammanfattningsvis skall påpekas att den grundläggande principen för föreliggande uppfinning är att ventilationsluftens strömningsväg blockeras då en viss lägsta, förutbestämd tryckskillnad uppmäts över ett mätställe, vilket normalt utgörs av ett spjäll eller dylikt. I sin enklaste utformning kan detta spjäll bara inta två lägen, dvs öppet eller stängt. f Tânkbara modifieringar av uppfinningen Vid den ovan beskrivna funktionen förutsätts att spjället 25 omställs automatiskt i beroende av den uppmätta tryckskillnaden AP över ventilorganen 11-14, dvs att manöverorganet 27 på lämpligt sätt står i förbindelse med registreringsorganet 31. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig att omställningen av spjällen 25 sker på manuell väg, dvs då lufthastigheten i systemet sänks stryps spjällen 25, varvid graden av strypning erhålls på empirisk väg. 10 15 512 954 W i i? - of 9 Enligt den ovan beskrivna utföringsformen utgörs arearegleringsorganen av vridspjàll 25. Emellertid kan man inom ramen för föreliggande uppfinning även tänka sig andra typer av spjäll, exempelvis skjutspjàll. Även andra konstruktiva utformningar av arearegleringsorganen är möjliga inom ramen för uppfinningen.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning kan naturligtvis kompletteras med brandtermostat eller liknande för att därigenom även skydda mot brandspridning.

För att erhålla en utomordentligt säker indikation pà att spjället 25 har intagit sitt stängda läge då den förutbestämda tryckskillnaden registreras kan sagda spjäll 25 bringas att påverka en mikrobrytare i samband med att sagda stängda läge uppnås.

Claims (9)

1. W U 20 25 30 35 512 954 10 Patentkrav 'l. Förfarande för att förhindra spridning av brandgaser i ett ventilationssystem, vilket betjänar ett antal brandceller (15, 16), varvid ventilationsluften under normala driftbetingelser har en viss förutbestämd strömningsriktning på tilluftssidan och frànluftssidan av sagda brandceller (15, 16), k ä n n e t e c k n a t av att dà, för ventilationsluften i sagda strömningsriktning, en förutbestämd lägsta tryckskillnad registreras över ett mätställe pà tilluftssidan eller frànluftssidan sker en blockering av ventilationsluftens strömningsarea förbi sagda mâtstâlle.
2. 2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att blockeringen sker genom aktivering av ett manöverorgan (27), vilket i sin tur påverkar ett organ (25) som blockerar sagda strömningsarea.
3. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att ventilationsluftens strömningsarea regleras för att kompensera för ändrad lufthastighet hos ventilationsluften.
4. 4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att, i beroende av registreringen av den momentana tryckskillnaden över ett mâtstâlle, regleras den tillgängliga strömningsarean för ventilationsluften förbi sagda mätställe, varvid en reducerad tryckskillnad innebär en reducerad strömningsarea och en ökad tryckskillnad innebär en ökad strömningsarea.
5. 5. Anordning för att förhindra spridning av brandgaser i ett ventilationssystem, vilket betjänar ett antal brandceller (15, 16), varvid sagda ventilationssystem innefattar tilluftskanaler (1, 3, 5) för att tillföra ventilationsluft till brandcellerna (15, 16) samt frànluftskanaler (7, 9, 10) för att bortföra ventilationsluft från brandcellerna (15, 16), att ventilationsluften under normala driftbetingelser har en viss förutbestämd strömningsriktning pà tilluftssidan och frànluftssidan av sagda brandceller (15, 16), varvid i 10 15 20 25 30 35 512 954, 11 anslutning till sagda brandceller (15, 16) 14) anordnade i tilluftskanalerna (3, 5) är ventilorgan (ll- och frànluftskanalerna (7, 9), och att ventilorganen (ll-14) innefattar organ (25) för reglering av ventilationsluftens strömningsarea, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar organ (29, 30, 31) för att över ett mätställe i anslutning till sagda arearegleringsorgan (25) registrera den momentana tryckskillnaden för ventilationsluften i sagda förutbestämda strömningsriktning, och att anordningen innefattar ett till varje arearegleringsorgan (25) hörande manöverorgan (27), vilket är avsett att vid registrering av en förutbestämd lägsta tryckskillnad för ventilationsluften över sagda mätställe påverka det tillhörande arearegleringsorganet (25) att blockera strömningsarean för ventilationsluften förbi sagda mätställe.
6. 6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att organen (29, 30, 31) för att registrera den momentana pà så sätt att en sänkning av tryckskillnaden medför en minskad tryckskillnaden samverkar med manöverorganet (27) öppningsgrad hos arearegleringsorganen (25) och en ökning av tryckskillnaden medför en ökad öppningsgrad hos arearegleringsorganen (25).
7. 7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d av att arearegleringsorganen utgörs av spjäll (25).
8. 8. Anordning enligt något eller nägra av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen innefattar en kammare (22) anordnad i anslutning till vart och ett av ventilorganen (ll-14), varvid sagda kammare (22) är avskärmad fràn den strömmande ventilationsluftens turbulens, och att organen (29, 30, 31) för registrering av tryckskillnaden över mätstâllet är anslutna till sagda kammare (22).
9. 9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att avskärmningen av kammaren (22) (23). sker medelst en perforerad plàt