用于在封闭空间中防火和扑灭发生的火灾的方法和装置的制作方法
专利名称：用于在封闭空间中防火和扑灭发生的火灾的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在封闭空间、特别是实验室区域内防火和灭火的惰性化(inert) 方法，其中以受调节的方式(regulated)向隔室气氛(atmosphere)供应新鲜空气作为供应 空气，并以受调节的方式从隔室气氛中排出废气，并且当发生火灾或要防止火灾时，向隔室 气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气。本发明还涉及用于熄灭在封闭空间 内发生的火灾的装置，其中，该装置包括至少一个用于提供在正常条件下为气态的灭火剂 并在所述封闭空间中已出现火灾时立即向该封闭空间的隔室气氛中引入所述气态灭火剂 的机构。
背景技术：
在发生火灾或要防止火灾的情况下向封闭空间的隔室气氛供应在正常条件下为 气态的灭火剂在消防技术领域中是公知的。例如，在DE 198 11 851A1文件中描述了用于 在封闭空间内灭火的系统(方法和装置)。在此常规系统中，当接收到火灾检测信号时，会 突然地(即以最短的可能时间)向封闭空间的隔室气氛中引入在正常条件下为气态的氧 气隔离灭火剂(在下文中简称为“惰性气体”)。惰性气体的引入将隔室气氛中的氧气含量 降低至特定的预定义“惰性化水平”。此惰性化水平对应于降低的氧气含量，在该氧气含量 下，存储在空间中的货物或材料的可燃性已被降低至其不能再燃烧的程度，在这种情况下， 已经发生的火灾将被熄灭。通过使封闭空间充满惰性气体而得到的灭火效果是基于氧气隔离原理的。如一般 已知的那样，“正常”周围空气按体积计算包括21%的氧气、78%的氮气和的其它气体。 出于灭火目的或作为防止火灾的预防性方法，通过引入惰性气体来减少所考虑的区域的隔 室气氛中的氧气的百分比。已知灭火或防火效果在隔室气氛中的氧气的百分比下降至低于 所谓的“防再燃水平”时出现。该防再燃水平是对应于存储所考虑的区域中的货物或材料 不能再点燃和/或燃烧的较低的氧气浓度的惰性化水平。因此，防再燃水平通常在实验上 确定，其取决于要保护的区域的燃烧荷载(fire load)。对应于防再燃水平的氧气百分比按 体积计通常在12%至15%之间的范围内。然而，在例如挥发性溶剂等具有高可燃性物质的 情况下，对应于防再燃水平的氧气百分比甚至可以低于12% (按体积计)。根据最近刚刚由Verband der Sachversicherer (VdS ；“财产保险协会”)发布的 指导方针，当充注封闭空间(“受保护区域”)，受保护区域中的氧气浓度应在开始所述充注 之后前60秒内达到防再燃水平。这从而允许使用惰性气体技术进行有效火灾控制，以便可 以在控制阶段内完全熄灭受保护区域内的火灾。为了满足这些要求，需要能够在需要时尽快地(即在VdS指导方针所规定的60秒 内)向封闭空间的隔室气氛中引入足够体积的惰性气体，在诸如实验室空间、生产区或仓 库等大容积区域中尤其如此。例如将在惰性气体灭火方法中所使用的氧气隔离气体压缩存储在气罐中非常适 合于此。可替换地或除此之外，可以想到提供用于产生氧气隔离气体的装置，例如所谓的“氮气发生器”，然而，其中需要使装置每单位时间产生的气体的体积与受保护区域的体积 相当。当除氮气发生器之外不再提供其它惰性气体源时尤其如此。必要时，则通过具有相 应出口喷嘴的管道系统尽快的将可用体积的惰性气体用管道输送到所考虑的空间中。由于惰性气体灭火方法需要尽快地向封闭空间中引入氧气隔离气体(至少在充 注开始时)，为了提供安全且有效的火灾控制，必须在结构上使封闭空间能够减压，以防止 对封闭该空间的至少一部分外壳形成破坏。通常通过安装减压活盖(flap)来实现此类减 压。减压活盖的作用是保护封闭空间的外壳即使在空间内的内部压强相对快地增加时(例 如由于气态灭火剂的突然引入)也不受损坏。减压活盖通常被设计为在达到经验预定超压 时自动地打开。打开减压活盖在封闭空间的外壳中产生开口，通过该开口，在该空间内部建 立的超压可以得到释放。并且可以想见的是，在超压已被释放之后(即在压强已被降低之 后)减压活盖将再次自动地关闭。为了在技术上实现减压活盖的这种自动打开和自动关 闭，可以使用带有弹簧销的机构。可以看出，此类机械减压的缺点在于必须在早期规划阶段(在封闭空间的结构完 成之前)估计需要为其提供的空间。此外，还必须在早期规划阶段确定要安装的减压活盖 的尺度。特别地，需要预先估计的是由减压活盖提供的空气或气体开口的有效面积是哪片 区域。在设计要采用的减压活盖并确定其尺度时，常规方法常常采用可能在封闭空间中 出现的理论高压。考虑到规划的可靠性，常常需要给所述理论值附加或多或少的安全余量， 以便能够承受计划外的压强负荷。但是安装过大的减压活盖在成本方面是不利的。此外，通常只能对已经装配有常规惰性气体灭火系统的封闭空间进行有限的改造 或扩大。例如，当为了扩大空间的体积而需要对结构的大小进行改变时，可能需要提供其它 的减压活盖，以能够满足强制性安全相关要求。在已经装配有常规惰性气体灭火系统和常规减压的区域的情况下，先前已知的用 于提供减压的方法不允许、或只有以很高的结构费用才能够实现在充注惰性气体之前在充 注期间特意地保持在隔室气氛中设置的仿真压强比。例如在隔室压强总是小于环境压强的 实验室情况下(其中在所述区域中设置较低的压强以免颗粒、物质、病毒等逸出而对健康 造成危害)需要考虑此要求。在使用根据需要向外打开的常规机械减压活盖来减压的情况 下，这种由永久性地设置的负压提供的保护措施将失败。
发明内容
基于所阐述的此问题，本发明意在完成基于惰性化原理以及在开头处所述的类型 的灭火方法开发一种灭火系统的任务，以便使得封闭空间(特别是实验室区域)被永久性 地设置在负压之下，可以使在向尽可能大的区域充注惰性气体时提供的减压与区域的尺度 和空间体积不再相关联，由此，减压还同时允许在快速地引入惰性气体时保持在空间中设 置的负压，以便在向该区域充注惰性气体的同时有效地防止包含在隔室气氛中的任何危害 健康的颗粒、物质、病毒等逸出。关于所述装置，依照本发明解决来解决此任务，其中在开头所述的类型的装置包 括具有负压生成机构和控制单元的减压机构，其中，所述控制单元被设计为根据封闭空间 的隔室气氛中弥漫(prevailing)的压强(在本文中也称为“隔室压强”)来控制负压生成机构，使得隔室气氛中弥漫的压强不超过预定义的最大压强值。本文所使用的术语“负压生成机构”原则上指的是被设计为降低在所述封闭空间 内部弥漫的压强(例如通过主动从封闭空间的隔室气氛中排出空气或气体)的任何系统或 机构。本质上，本文提出的技术方案仅要求从(气态)隔室气氛中去除空气或气体。这可 以例如通过经由排气管道从封闭空间的隔室体积中去除或排出空气或气体而发生。然而， 还可以想到为了减压而要从环境气氛中去除大量的空气或气体不是从隔室体积中排出而 是将其压缩(例如借助于压缩机)并以压缩的形式将其保持在空间内部(例如通过将空气 或气体的压缩体积缓存在贮压式贮存器中)。贮压式贮存器可以被布置在空间内部之内或 之外。关于所述方法，通过使在开头所述的类型的方法至少在突然将灭火剂引入到隔室 气氛中的方法步骤期间对隔室气氛中在当前时刻弥漫的压强进行测量并随后将所测量的 压强值与预定义的最大压强值相比较来解决本发明所基于的任务。其后，根据比较结果在封闭空间中产生负压，从而瞬时测量压强值将不超过所述 预定义的最大压强值。本发明的技术方案的优点很明显。因此，所提出的并不是实际意义上的“减压”， 而是智能压强补偿，其在向空间内部引入灭火气体的同时补偿增大的压强。特别地，从而保 持在充注之前在封闭空间的隔室气氛中设置的隔室压强。这即使在需要在最短可能时间内 (特别是在开始隔室气氛的充注之后的前60秒内)设置防再燃水平时也是如此。特别地，由于本发明的装置利用具有可由控制单元驱动的负压生成机构的减压机 构，因此本发明的优势在于可以在引入灭火剂的时间点连续地补偿在封闭空间的隔室气氛 中建立的超压。本发明所提供的负压生成机构可以特别地实现原则上在封闭空间中产生的 负压，其幅值适合于通过引入灭火剂而产生的瞬时超压。因此可以始终充分地补偿通过引 入灭火剂而在封闭空间中产生的超压。由负压生成机构产生的负压优选地被选择为至少部分地补偿由于气态灭火剂的 突然引入而在受保护区域中形成的超压。原则上通过本文所使用的术语“产生负压”或“形成负压”应理解的是主动从封闭 空间的隔室气氛中去除大量的空气或气体V，结果空间内部的空气或气体压强p依照以下 指明P值的等温变化的等式而发生变化△p =-K △V/P其中，K =隔室空气的体积模量。本发明中的负压生成机构可由控制单元驱动。优选地控制所述负压生成机构，使 得隔室气氛中弥漫的压强将不超过预定义的最大压强值。因此，用本发明的技术方案可以使用基于封闭空间中的惰性化原理的灭火系统， 该封闭空间中的气氛的气压与正常外部气氛的气压相比更低(负压)，例如，如在实验室区 域中可能的情况那样。用本发明的技术方案，当例如出于灭火的目的而向隔室气氛中引入 气态灭火剂时，还可以在受保护区域中保持特意设置的负压。因此，特别优选的是在隔室气 氛中将保持的被用作压强阈值的最大压强值可随意预定义。实质上，可以使可用本发明的技术方案实现的压强补偿或减压与封闭空间的空间设计(特别是与空间的尺度或体积)脱离关系，这是因为减压机构可以独立于空间体积而 相应的补偿在引入气态灭火剂时在空间中产生的压强变化。用本发明的技术方案，因此并 不是要将标准大气压强当作减压的参考值，而是将在充注惰性气体之前在空间内部设置的 (负)压强作为所述参考值。根据本发明的方法构成用如上所述的装置来防火或灭火的技术实现。用本发明的 方法同样可获得结合本发明的装置描述的相同优点。具体而言，本发明的方法涉及在封闭空间中预防性防火和/或有效且特别可靠地 扑灭发生的火灾的特别易于实现但有效的方法，由此以压强补偿的方式来提供减压。所述 压强补偿使得能够充分地补偿在向隔室气氛中引入灭火剂时发生的压强变化，从而有效地 阻止对空间外壳的破坏。具体而言实现此目的方法是始终(即也在引入灭火剂期间)主动地从受保护区域 的(气态)隔室气氛中排出废气。因此可以始终(即也在供应灭火剂期间)在空间中保持 与外部气氛的正常气压相比更低的隔室压强，并通过保证每单位时间作为新鲜空气和/或 灭火剂供应给隔室气氛的气体的总体积原则上小于或等于从每单位时间作为废气从(气 态)隔室气氛中排出或去除的体积来实现这一点。本发明的方法的进一步改进在权利要求2至20中给出且本发明装置的进一步改 进在权利要求22和25中给出。原则上一般可适用的是，本发明的惰性化方法中使废气能够从隔室气氛中的以受 调节的方式排出或去除。本文所使用的术语“隔室气氛”指的是封闭空间的气态空间体积。 因此，术语“从隔室气氛中排出废气”应被理解为从气态空间体积中去除至少一部分废气。如上所指出的，可以以许多方式来实现从气态空间体积中排出(即去除)废气。其 一，可以通过排气系统主动地将至少一部分废气抽出空间体积。在这种情况下，不仅从隔室 气氛中排出废气(即将其去除)，而且将其排出空间体积。当使用排气系统来以受调节的 方式抽取废气以便对在供应惰性气体时发生的隔室压强的增长进行补偿时，所述排气系统 (基于在灭火时在最短的可能时间帧内向空间体积供应大量的惰性气体的情况)也需要相 应的被设计为在此短时间帧内吸出或抽取相应体积的废气。具有此类大进气体积的排气系 统常常是不可行的或只能通过高昂的财务费用实现。为此，根据本发明的技术方案的一种优选实施方式提供了一种负压生成机构，其 可以与排气系统分开地实现且用于在供应惰性气体时提供所需的压强补偿。此实施方式特意将功能进行分离负压生成机构与排气系统分开地实现并从而用 于保证在隔室气氛中弥漫的压强(也简称为“隔室压强”)不超过预定义的最大压强值，以 便从而可以有效地保持在封闭空间中设置的减小的压强，即使当在开始充注惰性气体时在 最短的时间帧内向隔室气氛供应相当大的体积的氧气隔离气体时也是如此。在根据本发明的技术方案的一种优选实施方式中，采用一种压缩机作为负压生成 机构，该压缩机被设计为浓缩(即压缩)将从气态隔室气氛中去除或已排出的至少一部分 废气的体积。该压缩机可以被设置在空间内部，因此不一定需要从空间体积中去除被压缩 机压缩的废气。作为替代，所述压缩机用于减小将从气态空间气氛中去除的废气的体积，并 且通过这样做来补偿通过充注惰性气体建立的超压。如上所指出的，所述压缩机可以被设置在封闭空间的内部。本实施方式能够在不需要增大结构尺寸的情况下提供压强补偿。将压缩机安装在空间内部特别适合于不能或只有以很大的工作量才能用附加废气管路系统进行装配或改造的空间。所述压缩机原则上应具有足够高的体积流量以便保证其进气体积将大于或等于 作为新鲜空气和/或灭火剂供应给隔室气氛的供应气体的总体积流量。因此，将可以想到 采用涡轮压缩机作为所述压缩机，例如，其设计保证连续运转且其特征在于高体积流量。作为被配置为压缩机的负压生成机构的替换实施方式或除此之外，当然还可以想 到通过废气管路系统从隔室气氛中排出将从空间内部去除的废气。在本发明的一种特别优选实施方式中，采用被设置在空间内部或外部的压缩机作 为负压生产机构，该实施方式提供了借助于从气态隔室气氛中去除/排出废气并借助于压 缩机将其压缩以便以压缩的形式将其缓存在高压存储贮存器中。如同压缩机的情况一样， 所述高压存储贮存器可以根据需要被设置在空间内或其外部。将高压存储贮存器设置在空 间内部的优点在于不需要增加结构尺寸来实现本发明的技术方案。特别地，不需要使附加 废气线路穿过封闭空间的空间外壳。特别是在实验室区域的情况下，实验室区域的隔室气氛可能包含潜在地对身体造 成危害的材料、颗粒或物质(例如病毒)，优选的是不将用压缩机压缩且根据需要被缓存在 高压存储贮存器中的废气排出到外部气氛直至其被适当地处理(特别是过滤和/或杀菌) 为止，以便防止释放潜在的有害材料、颗粒、物质等。然而，原则上对于负压生成结构而言还可以想到其它技术方案。例如，可以想到利 用通过风扇来减小封闭空间中的气体体积的机构。负压生成机构的一种可能实施方式还可 以是例如包括注入机构和连接到所述进气机构的进气管道系统。在这种情况下，控制单元 优选地设置进气机构每单位时间经由进气管道系统从封闭空间吸出的气体或空气的体积。 因此，结合这一点特别地可以想到分别将进气机构实现为风扇或使进气机构包括风扇，所 述风扇的旋转速度和/或旋转方向可以由负压生成机构的控制单元来调整。这是负压生成机构的容易实现但有效的实施方式，由此控制单元可以使得负压生 成机构在受保护区域内实现特别精确的压强补偿。然而，如上所述，因此考虑相应地将进气 机构配置为能够每单位时间从隔室气氛中排出足够体积的废气，从而即使在开始充注时也 可以同时补偿所产生的快速压强增大。当在进气机构的后一种实施方式中控制单元不仅能够对风扇的旋转速度进行控 制并且还能够对风扇的旋转方向进行控制时，也可以使用该进气机构作为鼓风机(blower) 机构。鼓风机机构是被设计为允许例如对封闭空间的进行主动通风的装置。当例如在火 灾已经被熄灭之后仍需要抽取存在于空间中的烟时，或者当需要向空间中引入新鲜空气时 (无论出于什么原因)，提供此类鼓风机机构可能是特别有利的。分别关于可用本发明实现的减压、压强补偿，优选的是能够对作为供应空气引入 的新鲜空气、抽取的废气和在发生火灾或要防火的情况下作为供应空气引入的灭火剂的各 自体积流量进行测量，并随后调节各体积流量，使得要作为新鲜空气和/或灭火剂被引入 隔室气氛中的供应空气的总体积流量与从隔室气氛中去除的废气的体积流量之间的差可 以始终具有恒定的预定义值。当封闭空间具有气密/烟雾剂气密空间外壳时，此预定义值 将等于零以便保证尽管以新鲜空气和/或惰性气体的形式添加了供应空气，但在封闭空间 中设置的隔室压强仍将保持不变(根据需要以一定的控制范围)。虽然可以将供应空气气体流量与废气体积流量之间的差设置为预定义值，但是还可以以受调节的方式故意地改变 (提高或降低)隔室压强。作为上述调节的替换或除此之外，有利的是连续地或在预定义时间和/或预定义 事件发生时确定在空间中弥漫的压强(隔室压强)与外部气氛的气压之间的差，并将其与 预定义值相比较，并根据比较结果来调节作为供应气体被引入隔室气氛中的新鲜空气和/ 或灭火剂的总体积流量和从隔室气氛中排出的废气的体积流量。即使当在最短时间段内每 单位时间向隔室气氛中引入大量的惰性气体作为供应空气时(特别地在开始火灾控制阶 段)，这也是在封闭空间中提供有效压强补偿的特别容易实现但有效的可能。用后来所述的进一步改进，优选地使用控制单元来执行比较和随后的调节。从而 应将控制单元设计为控制分配给空间的供气系统、连接到空间的惰性气体源、以及分配给 空间的排气系统，以及可能存在的任何负压机构，从而-当在隔室压强与环境空气的气压之间确定的差对应于预定义值时，被作为供应 空气引入隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量与从隔室气氛排出的废气的体 积流量完全相同；和/或-当在隔室压强与环境空气的气压之间确定的差小于预定义值时，被作为供应空 气引入隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量小于从隔室气氛排出的废气的体 积流量。这里应注意的是可以通过测量在空间中弥漫的压强(隔室压强)和外部气氛的气 压来确定空间中的气压与外部气氛的气压之间的差。
可以想到的压强测量机构的示例是使用外部气压(即外部气氛的压强)作为基准 压强的压力计(manometer)。当然，还可以想到使用以真空作为基准的压强测量方法的气 压计(barometer)。原则上，可以想到通过使用所谓的“直接测量装置”来实现压强测量机 构，其使用由将要确定的压强所产生的压力，例如通过将以机械方式、电容方式、电感方式、 压电电阻方式或经由应变仪施加的力进行中继并转换成相应信号。另一方面，当然还可以 想到使用所谓的“间接测量装置”，其通过测量颗粒数量密度、导热性等来得到在封闭空间 的隔室气氛中弥漫的压强。然而，作为压强测量机构的替换或除此之外，当然还可以想到以数学方式来确定 空间气氛中的压强。此类压强计算优选地一方面将封闭空间的体积考虑在内，另一方面则 将被引入封闭空间的灭火剂的体积考虑在内。当然，这里还可以想到其它实施方式。如上所述，本发明的方法用于在发生火灾的情况下通过在检测到火灾之后在可能 的最短时间内向隔室气氛中供应氧气隔离气体(惰性气体)来设置空间中的惰性化水平。 为了能够尽快地检测火灾并开始火灾控制阶段，有利的是连续地或在预定义时间或在发生 预定义事件时在隔室气氛中对至少一种火灾特性的存在进行测量，由此在检测到火灾特性 的情况下，将灭火剂作为供应空气供应到隔室气氛中。同时应停止新鲜空气的供应。这因 此使得能够相对快速地设置封闭空间的防再燃水平特性。但是，当然还可以想到在发生火 灾的情况下，不是完全停止而是仅仅减少新鲜空气供应。这在例如已发生产生浓烟的阴燃 火灾且需要对其进行控制的情况下有意义。因此，根据本发明的装置的优选的进一步改进将其提供为包括用于检测封闭空间 的隔室气氛中的至少一种火灾特性的机构。本发明的系统另外应包括可由控制单元驱动的灭火剂供应机构。所述控制单元优选地被设计为在发生火灾的情况下控制灭火剂供应机构，从而将所提供的灭火剂直接引入封闭空间的隔室气氛中，且因此灭火剂引入的时间也是可能的最短时间。本文所使用的术语“火灾特性”应被理解为在初燃火灾附近产生可测量变化的物理变量，例如环境温度、隔室空气中的固态、液态或气态内含物(烟尘颗粒、颗粒物质或气体的积聚)或环境辐射。可以将用于检测至少一种火灾特性的机构设计为例如吸气系统，该吸气系统优选地从多个位置通过管道系统或通道系统主动地从隔室气氛中吸出代表性样本。所述代表性样本随后可以被供应给包括用于检测火灾特性的检测器的测量室。当然，还可以想到火灾特性传感器(例如安装在封闭空间内部)。在一种优选实施方式中，可由控制单元控制的灭火剂供应机构包括供应管道系统，该供应管道系统一方面与惰性气体源(即提供气态灭火剂的机构)相连，另一方面，所述供应管道系统应借助于气体出口喷嘴与封闭空间的内部相连。所述气体出口喷嘴优选地以分布式布置被设置在封闭空间内部。可以通过调节阀或其它此类类似机构的适当驱动来控制灭火剂供应机构。然而，当然，不是强制性的要求灭火剂供应机构包括将封闭空间的内部区域与设置在封闭空间外部的惰性气体源相连的供应管道系统。作为替代，还可以想到惰性气体源包括例如设置在所述封闭空间内的至少一个高压管道。所提供的灭火剂的至少一部分可以在高压下被存储在设置在封闭空间内的所述至少一个高压管道中。在这种情况下，优选的是所述至少一个高压管道包括被分配给灭火剂供应机构且可由控制单元驱动的出气阀。为了存储灭火剂，还可以将此类高压管道布置在封闭空间的吊顶中或空间的顶棚下面。优选的是将高压管道设计为适用于20 30巴之间的压强范围。当然，这里还可以想到其它压强值。特别有利的是，优选地在所述至少一个官道上布置多个可控出气阀以便使得能够在需要时以可能的最快速度向封闭空间充注气态灭火剂。然而，作为后一种所述实施方式(其中将至少一部分灭火剂在高压下存储在至少一个高压管道中)的替换或除此之外，还可以想到惰性气体源包括至少一个高压气缸，其优选为一连串高压气缸。这些高压气缸可以被布置在封闭空间的外部。在这种情况下，可以为灭火剂供应机构提供相关的供应管道系统，该供应管道系统将所述至少一个高压气缸或一组高压气缸与封闭空间内部相连。此类高压气缸可以是例如被设计为适合于200与300巴之间的压强范围的市售高压气缸。当然还可以想到用于提供或存储灭火剂的其它机构。实质上，在发生火灾的情况下所提供的灭火剂可以被快速地(即在可能的最短时间帧内)引入封闭空间中，以便能够有效地防止燃烧或火灾在空间内蔓延。具体而言，实现可能的最快灭火。一方面，作为气态灭火剂，可以想到例如氩气、氮气、二氧化碳等惰性气体或它们的混合物(即所谓的Inergen或Argonite)。另一方面，还可以用化学灭火剂来实现本发明的技术方案。惰性气体的灭火效果是由于大气中的氧气被隔离而造成的，也被称为在没有达到燃烧所需的特定临界极限时发生的所谓“窒息效应”。火灾通常在对应于氧气百分比下降到按体积计13. 8%的防再燃水平时被熄灭。为此，仅需要隔离约三分之一的空气体积，其对应 于按体积计34%的熄灭气体浓度。需要相当少的氧气以点燃的燃烧剂则需要相应较高的灭 火气体浓度，例如在乙炔、一氧化碳和氢气的情况下就是如此。 然而，如上所述，还可以使用例如HFC-227ea或NOVEC 1230的化学灭火剂作 为气态灭火剂。HFC-227ea ISO标准所指定的已知灭火剂主要通过物理手段(冷却)以及 小的化学攻势来在燃烧过程中夺走燃烧或火灾的热量，导致火灾的熄灭。此灭火剂实现快 速的灭火效果。而且对其使用几乎没有限制，只要将要灭火的区域相对不透气即可，以便能 够使灭火剂达到并保持在所需的浓度。然而，由于处于高温之下，在灭火过程中可能出现可 能引起严重的健康风险的不期望的分解产物。化学灭火剂NOVEC 1230是特别环境友好的化学灭火剂，且在约5天内在大气 中消散。此外，此化学灭火剂对臭氧层和温室效应都没有不利效应。然而，本发明的技术方案不仅仅适合于其中已在封闭空间中发生火灾的情况(其 中通过突然引入气态灭火剂来确保火灾控制)。在封闭空间中尚未发生火灾的情况中，本发 明的技术方案分别有助于有效的减压、压强补偿，其中仅有效地防止火灾在封闭空间中发 展的风险。对于基于惰性化的此类预防措施，需要提供惰性气体或惰性气体混合物作为气 态“灭火剂”。从而，所述惰性气体或惰性气体混合物被供应到封闭空间中，所述惰性气体或 惰性气体混合物的体积足以将隔室气氛中的氧气含量减少至存储在封闭空间中的货物的 可燃性已被降低至其不能再点燃的点的值。对于表现出正常燃烧性质的货物，此点是按体 积计约12 %的氧气浓度。借助于可由控制单元驱动的前述灭火剂供应机构来确保惰性气体 或惰性气体混合物的供应。从而，本发明的技术方案将被特别有效地用于此类预防措施，优选的是所述装置 还包括氧气测量机构以测量封闭空间的隔室气氛中的氧气含量。根据封闭空间的隔室气氛 的氧气含量，控制单元向灭火剂供应机构发出相应的控制信号。该控制信号指示是否需要 向封闭空间的隔室气氛供应附加惰性气体，或是否因隔室气氛中已达到临界氧气含量值而 可以停止惰性气体的供立。应该这样来理解本文所使用的术语“临界氧气含量值”在该氧气含量值下，存储 在封闭空间中的货物的可燃性已被降低至其不能再点燃或只有很困难地可燃的点。当使用本发明的技术方案作为针对火灾的预防措施时，优选的是调节为了预防性 消防而供应给隔室气氛的惰性气体或惰性气体混合物的体积流量，从而最初在隔室气氛中 设置并保持基础惰性化水平，由此在发生火灾的情况下，将调节被供应给隔室气氛的惰性 气体或惰性气体混合物的体积流量以便设置并保持完全惰性化水平。本文所使用的术语“基础惰性化水平”指的是与正常环境空气的氧气含量相比降 低的氧气含量，但所述降低的氧气含量无论如何对人或动物不造成风险，因此他(它)们仍 可以进入受保护区域，不会出现任何问题。在基础惰性化水平的一个实例中，受保护区域中 的氧气含量按体积计占15%、16%或17%。 相反，术语“完全惰性化水平”指的是与基础惰性化水平的氧气含量相比已被进一 步降低且大部分材料的可燃性已被降低至不再可燃的点的氧气含量。根据所考虑的受保护 区域内的火势，完全惰性化水平下的氧气浓度通常是按体积计11%至12%。完全惰性化水 平从而应对应于防再燃水平，当然其还可以对应于低于防再燃水平的氧气浓度特性的氧气浓度。 最后，本发明的方法还优选为连续地或在预定义时间和/或在发生预定义事件时 确定隔室空气的质量，由此根据所确定的隔室空气质量来调节被作为供应空气而供应给隔 室气氛的新鲜空气的体积流量。在这种情况下，可以想到例如通过测量隔室空气气氛中的 CO2含量来间接地确定隔室空气的质量。特别地，当在例如实验室区域的其中隔室气氛可能包含潜在地对健康有害的物 质、颗粒等的区域中使用本发明的技术方案时，在将从隔室气氛抽取的废气排出到外部气 氛之前应首先对其进行处理，特别是根据需要进行过滤或杀菌。然而，优选地，还要将从隔 室气氛抽取的至少一部分废气再次反馈到隔室气氛中作为新鲜空气后续处理。
下面在更详细地描述本发明的优选实施方式时将对附图进行参考。所示的是图1示意性地描绘的根据本发明的装置的第一实施方式；图2示意性地描绘的根据本发明的装置的第二实施方式；图3图解根据本发明的技术方案在封闭空间中实现的压强补偿或减压的流程图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的用于扑灭已在封闭空间10中发生的火灾的装置的第一实 施方式。该装置包括用于供应在正常条件下为气态的灭火剂的惰性气体源11。在所描绘 的实施方式中，惰性气体源11包括被布置在空间10外部的气缸组11a，将被供应的灭火剂 (例如氮气)在高压下被存储在该气瓶组Ila中。高压气缸Ila借助于灭火剂供应机构17连接到空间10。具体而言，灭火剂供应 机构17 —方面包括供应管道系统17a，另一方面包括布置在空间10内的气体出口喷嘴系 统17b。灭火剂供应机构17被设计为使得在发生火灾的情况下(或在需要时)可以尽快地 向封闭空间10供应存储在高压气缸Ila中的灭火剂。特别地，灭火气体因此可以在最短的 时间量内通过灭火喷嘴17b排出到空间10的隔室气氛中，以便在空间10中可以获得所需 (例如灭火所需)的完全惰性化。为了实现将存储在高压气缸Ila中的灭火剂向隔室气氛的以受调节的方式供应， 还向灭火剂供应机构17分配可控阀VI，在发生火灾的情况下(或在需要时)所述可控阀 Vl完全或仅部分地打开，以便因此将高压气缸Ila与空间10相连，并使得空间10能够充满 气态灭火剂。图1中所描述的本发明装置的实施方式还包括减压机构12。此类减压机构12由 负压生成机构13和控制单元14组成。在图1示意性地描绘的系统中，负压生成机构13由进气机构13a和连接到所述进 气机构13a的进气管道系统13b组成。进气管道系统13b借助于吸气口 13c连接到封闭空 间10的内部。这因此允许借助于进气机构13a将空气或气体从空间内部抽取出来或吸出， 并作为废气释放到例如外面。用于负压生成机构13的控制单元14 一方面连接到进气机构13a且另一方面连接 到分配给负压生成机构13的可驱动调节阀V2。在所描绘的实施方式中，控制单元14因此不仅承担控制灭火剂供应机构17的任务，而且起到控制进气机构13a的作用。详细地说，控制单元14被设计为根据在封闭空间10的隔室气氛中弥漫的压强Px 来控制负压生成机构13的进气机构13a，使得在隔室气氛中弥漫的压强px不超过预定义最 大压强值口_。为此，图1所描绘的实施方式包括测量封闭空间10内的隔室气氛中的气体 的物理压强的压强测量机构15。压强测量机构15被设计为连续地或在预定义时间或在发 生预定义事件时测量在当前时刻在隔室气氛中弥漫的压强Px并将测量值供应给控制单元 14。在图1所描绘的实施方式中，基于此瞬时弥漫压强Px，控制单元14相应地驱动负压生 成机构13 (即进气机构13a)和/或与所述负压生产机构13相关的调节阀V2。控制单元 14将封闭空间10的隔室气氛中的瞬时弥漫压强px与预定义最大压强值pmax相比较。当超 过预定义最大压强值Pmax时，控制单元14向例如负压生成机构13的进气机构13a发出相 应的控制信号。在图1所描绘的实施方式中，进气机构13a被配置为风扇。当控制单元14在预定 义最大压强值Pmax被超过时向进气机构13a发出控制信号时，优选地对风扇13a的旋转速度 和旋转方向两者都进行调整。这因此可以在原则上实现通过连接到进气机构13a的进气管 道系统13b每单位时间从封闭空间10的气氛排出足够量的气体或空气。这保证空间10的 隔室气氛中的瞬时弥漫压强Px即使在突然引入气态灭火剂时也将不超过最大压强值Pmax。当然还可以想到，不测量当前压强值px，而是计算或估计要引入的灭火剂的体积。 在这种情况下，控制单元14应被设计为相应地驱动灭火剂供应机构17，使得所提供的灭火 气体被以受调节的方式供应给隔室气氛。可以按如上所述通过控制单元触发相应调节阀Vl 的驱动来调节被引入空间10的灭火气体的量。在根据本发明的技术方案的进一步改进中(也被包括在图1示意性地描绘的实施 方式中)，灭火系统另外装配有火灾检测系统16，以检测封闭空间10的隔室气氛中的至少 一种火灾特性。火灾检测系统16优选地被配置为吸气系统，该吸气系统从隔室气氛抽取代 表性的空气或气体样本，并将其供应给用于检测至少一种火灾特性的检测器(图1中为明 确示出)。由火灾检测装置16优选地连续地或在预置时间或在发生预定义事件时向控制单 元14发送的信号被控制单元14(必要时在进一步的处理或评估之后)用来适当地控制灭 火剂供应机构17和/或调节阀VI。具体而言，可以想到的是，控制单元14在火灾检测装置 16检测到火灾时向灭火剂供应机构17发出相应的信号。如上所述，在图1所描绘的实施方式中，控制单元14被设计以受调节的方式与被 用作吸气机构13a的风扇进行交互，以便通过进气管道系统13b将从隔室气氛抽取的大量 气体或空气向外面排出。由于控制单元14还可以可选地调整风扇13a的旋转方向，所以还 可以在需要时用负压生成机构13向封闭空间10的气氛中引入一定量的空气或气体。这在 空间10与外部气氛相比应经受特定的超压时可能特别有利。因此，在图1所描绘的实施方 式中，控制单元14被进一步设计为根据在封闭空间10的隔室气氛中弥漫的(瞬时)压强 Px来控制负压生成机构13，使得隔室气氛中的弥漫压强Px不低于预定义最小压强值pmin。为此，控制单元14将封闭空间10中的测量或估计或计算的瞬时弥漫压强一方面 与最大压强值Pmax相比较，另一方面还要与最小压强值Pmin相比较。当瞬时压强Px大于最 大压强值Pmax或低于最小压强值Pmin时，从而相应地驱动负压生成机构13。负压生成机构13将被驱动，使得在空间10的隔室气氛中弥漫的瞬时压强px不超过最大压强值p_且不 低于最小压强值pmin。为了即使在负压生成机构13出现故障或失灵的情况下，原则上仍能保证封闭空 间10的隔室气氛中的弥漫压强px将不超过预定义最大压强值p_和/或低于预定义最小 压强值Pmin，减压机构12还可以包括至少一个(机械)减压活盖18作为附加安全措施。此 类减压活盖18的功能在现有技术中一般是已知的。减压活盖18应被设计为在预定义第一 压强值Pi被超过时自动地打开，以便能够从封闭空间10释放压强。优选地，可选提供的减压活盖10进一步被设计为在低于预定义第一压强值Pl之 后自动地关闭。预定义第一压强值Pl (在Pl被超过时减压活盖18自动地打开)优选地大 于或等于被控制单元14作为用于驱动负压生成机构13的阈值的预定义最大压强值p_。在后一种所述实施方式中(其中所述系统为了保证减压的故障安全可靠性而进 一步包括至少一个优选地机械运行的减压活盖18)，优选进一步进行了改进，将减压活盖 18进一步设计为在低于预定义第二压强值p2时自动地打开且在再一次重新超过预定义第 二压强值P2之后再次关闭。此预定义第二压强值P2从而应小于或等于表示用于驱动负压 生成机构13的下阈值的最小压强值pmin。在图2中的示意性表示中示出了根据本发明的装置的进一步优选的实施方式。图 2中所描绘的实施方式基本上对应于先前参照图1所描述的实施方式。然而，图2的系统中 未使用进气机构作为负压生成机构13。作为替代，在空间10内部提供压缩机19以作为负 压生成机构13，从而根据需要用于对从气体环境气氛中排出的至少一部分废气的体积进行 压缩。还提供了连接到压缩机19的高压存储贮存器20，被压缩的废气可以借助于压缩 机19被缓存在所述高压存储贮存器20中。高压存储贮存器20经由三通阀V2、V3连接到 通向外部的管路系统13b、21，通过该管路系统13b、21，可以从空间10的内部排出被压缩机 19压缩的排出空气和/或被缓存在高压存储贮存器20中的压缩废气。图2所描绘的装置还包括由供气风扇22组成的供气系统，借助于该供气系统，可 以通过供应管道系统17a和出口喷嘴系统17b将新鲜空气供应给隔室气氛。另外提供了具 有抽气风扇23的排气系统，其借助于进气系统13b和吸气口 13c连接到空间10的内部，并 能够以受调节的方式将废气抽出到外面。可以相应地由控制单元14来控制供气风扇22以 及抽气风扇23两者。以这种方式，可以在封闭空间10中故意进行空气交换以便使空间内的空气与外 面或新鲜空气之间进行空气交换。在被占用的房间中，例如，需要空气交换以便供应氧气、 驱逐二氧化碳并抽取凝聚物(condensation)。但是在人们不进入或仅仅短暂地进入的贮藏 室中常常也需要空气交换，例如为了去除存储在贮藏室中的货物所释放的有害元素。如果 建筑物或空间的外壳(如现代建筑方法要求的那样)被设计为实际上不透气的，则不能再 存在将引起隔室气氛与外部气氛之间的不期望或不受控制的物质交换的任何无调节空气 交换。可以采用通风系统来为此类空间提供必要的空气交换。通风系统是用于向生活或工作空间供应新鲜空气并分别去除“已使用”或不纯净 废气的新鲜空气的机构。根据应用目的不同，存在具有受控供气(供气系统)、受控废气(排 气系统)的系统或组合式供气/排气系统。
图2所描绘的实施方式利用气缸组11a作为惰性气体源，其借助于三通阀VI连接 到供应管道系统17a。进气管道系统13b同样地借助于支线13d和三通阀V4连接到供应管 道系统17a。阀V2和V4可适当地由控制单元14驱动，使得支线13d、阀V2、V4、抽气风扇 23和管路系统13b组成循环系统。虽然在根据图2的表示中未明确地描绘，但可以在供应管道系统17a中提供体积 流量传感器以测量被供应到隔室气氛的总体积流量并将测量值传送到控制单元14。每单位 时间被供应给隔室气氛的总体积流量由新鲜空气体积流量和惰性气体或灭火剂体积流量 组成。此外还可以在管路系统13b或21中提供相应的体积流量传感器(虽然在图2中 未明确地描绘)以测量每单位时间用排气系统从空间内部抽取的排气体积并将测量值传 送到控制单元14。依照本发明，从而将控制单元14提供为将测量的供应空气体积流量与测 量的废气体积流量相比较并因此控制供气/排气系统，使得供应空气体积流量始终小于或 等于废气体积流量。通过这样做，可以在空间10内设置和/或保持与正常外部大气压强相 比降低的气氛压强。如参照图1所描绘的实施方式的情况一样，控制单元14被设计为根据需要来驱动 阀VI，以便形成惰性气体源11a与供应管道系统17a之间的流体连接，使得由惰性气体源 11a提供的惰性气体(气态灭火剂)可以以受调节的方式被供应给隔室气氛。由于在发生 火灾的情况下，需要尽快地将隔室气氛中的氧气含量至少降低至防再燃水平，所以在检测 到火灾特性时，停止供应作为供应空气的新鲜空气，并仅将来自惰性气体源11a的灭火剂 供应给隔室气氛。与标准状态相比，供应空气体积流量会因此出现相当程度地增加，如果未 提供压强均衡或压强补偿，这将引起空间10内部的压强的增大。为了避免这种情况，图2所描绘的实施方式利用负压生成机构13，该负压生成机 构13对将从隔室气氛排出的至少一部分废气的体积进行压缩并将其缓存在前述高压存储 贮存器20中。将从隔室气氛排出的废气的其余部分被抽气系统抽取。因此，负压生成机构13的提供使得废气体积流量随后在突然向空间10中供应惰 性气体时也至少等于供应空气体积流量，且排气系统同样地未被设计为从隔室气氛抽取充 分地足够大的废气体积流量。在图3的流程图中再次示意性地明确示出用本发明的技术方案实现的减压或压 强补偿功能。空间10内部的减压或压强补偿在从惰性气体源11a向受保护区域中引入气态灭 火剂时立即开始(步骤S1)。然后由压强测量机构15来测量空间10内的隔室压强px且测 量的压强值被供应到控制单元14 (步骤S2)。其后，控制单元14确定所测量的压强值px是 否已达到最大极限值P_，该最大极限值P_可被随意的预定义，并优选地被存储在控制单 元的存储器中(步骤S3)。如果不是(NO)，则处理返回到流程图上的测量空间10内的瞬时 压强Px的第二方法步骤(即步骤S2)。然而，如果在方法步骤S3中确定所测量的压强值^已达到预定义极限值 p_(YES)，则控制单元14将向负压生成机构13发送适当的控制信号(步骤S4)。只要需要， 负压生成机构13就从封闭空间10的隔室气氛排出废气，直至隔室压强px再取低于预定义 极限值P_以下的值为止(参见S5至S7)。
如上所述，负压生成机构13可以被配置为包括进气机构13a的排气系统，所述进 气机构13a以受调节的方式从(气态)隔室气氛抽取废气并将其排出到该空间体积之外。 然而，另一方面，还可以想到负压生成机构13包括压缩机19，以便出于压强补偿的目的压 缩将从空间气氛排出的废气的体积，从而提供减压。虽然在图1或2中未描绘，但可能需要在排气管道系统13b中提供过滤机构，以便在将从隔室气氛和从空间体积抽取的空气作为供应空气重新供应给隔室气氛或将其作为 废气排出到外部气氛之前适当地对其进行净化或处理。本发明的技术方案不限于仅通过在发生火灾的情况下突然向封闭空间10中引入 灭火气体来抑制火灾的措施的灭火系统。还可以想到将本发明用于例如在德国DE 198 11 851 Al专利申请中所描述的那样在所谓的两级惰性化系统中。在这种情况下，优选的是被用作灭火剂的惰性气体或惰性气体混合物基于所谓的 窒息效应来提供火灾抑制或灭火。此外，有利的是所述装置还包括氧气测量机构19，该氧气测量机构19用于测量封 闭空间10中的隔室气氛中的氧气含量。此氧气测量机构19 (如检测至少一种火灾特性的 机构16 —样)被优选地设计为吸气系统。在实现用于检测火灾特性的机构16时和在实现 氧气测量机构19时，将可以想到利用同一种吸气式工作系统，由此，除火灾特性传感器之 夕卜，还在系统的检测室中布置氧气传感器或检测器，以测量封闭空间10的隔室气氛内的氧 气含量。当在单级或多级惰性化系统中采用本发明的技术方案时，优选的是惰性气体源除 气缸组Ila之外还包括惰性气体发生系统lib' Ulb"(参照图1)。惰性气体发生系统 lib'、llb〃包括环境空气压缩机lib"和与之相连的惰性气体发生器lib'。控制单元14 从而应被设计为借助于适当的控制信号来控制环境空气压缩机lib"的供气速率。通过这 样做，控制单元14可以确定每单位时间由惰性气体系统lib'、llb"供应的惰性气体的体 积。由惰性气体系统lib' Ulb"供应的惰性气体被通过供应管道系统17a以受调节 的方式供应给受监控空间10。当然，还可以将多个受保护区域连接到供应管道系统17a。 具体而言，借助于布置在空间10内部的适当位置处的出口喷嘴17b来供应由惰性气体系统 lib' Ulb"提供的惰性气体。在本发明的技术方案的此进一步改进中，从环境空气就地抽取惰性气体，尤 其是氮气。惰性气体发生器、氮气发生器lib'分别例如根据从现有技术已知的薄膜 (membrane)或PSA技术来运行，以便产生按体积计包含例如90%至95%的氮气的富氮空 气。此富氮空气充当通过供应管道系统17a供应到空间10的惰性气体。由于惰性气体产 生而得到的富氧空气通过另一管道系统被排出到外面。由此，具体而言，可以想到控制单元14根据被输入到控制单元14的惰性化信号来 控制惰性气体系统lib'、llb"，使得被供应并引入空间10的惰性气体的体积采取适合于 设置和/或保持空间10中的预定义惰性化水平的值。可以例如借助于按键切换或受口令 保护的控制面板(未明确示出)在控制单元14处选择期望的惰性化水平。当然，还可以想 到根据预定义的事件序列来选择惰性化水平。本发明的技术方案不限于被描绘成如图所示的示例的实施方式。作为替代，还可以想到随附权利要求中所指定的所述特征的修改。 特别地，可以想到不是使用在封闭空间10外部的气缸组作为惰性气体源11，而是在封闭空间10内部提供高压管道。应将所提供的灭火剂的至少一部分在高压下存储在此 高压管道中。该高压管道还包括可由控制单元14驱动且被分配给灭火剂供应机构17的至少一个出气阀。
权利要求
一种用于在封闭空间(10)中，特别是实验室区域中，防火和灭火的惰性化方法，其中，以受调节的方式向隔室气氛供应新鲜空气作为供应空气并以受调节的方式从隔室气氛排出废气，并且其中，如果发生火灾或要防止火灾，则向隔室气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气，其特征在于能够通过被作为新鲜空气和/或灭火剂供应到隔室气氛的供应空气的总体积流量小于或等于从隔室气氛排出的废气的体积流量来在空间(10)中设置和/或保持与标准大气压强相比降低的隔室压强(px)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，特别是当供应灭火剂作为供应空气时，将要从所 述隔室气氛排出或已从所述隔室气氛排出的废气的至少一部分被压缩机(19)压缩，其中， 所述压缩机(19)的进气体积大于或等于作为供应空气被供应给所述隔室气氛的新鲜空气 和/或灭火剂的总体积流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述隔室气氛排出且被所述压缩机(19)压缩 的废气被以压缩形式缓存在高压存储贮存器(20)中。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，被所述压缩机(19)压缩的废气的至少一部 分在经过处理之后，特别是过滤或杀菌之后，被释放到外面。
5.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，还测量作为供应空气供应的新鲜空 气、排出的废气和在发生火灾或要防止火灾的情况下作为供应空气供应的灭火剂的各个体 积流量，并且其中，调节所述各个体积流量，使被作为供应空气供应到所述隔室气氛的新鲜 空气和/或灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量之间的差能够 始终具有恒定的预定义值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述空间(10)呈现气密/烟雾剂气密形空间外 壳，并且其中，所述恒定的预定义值是零。
7.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，还连续地或在预定义时间和/或发 生预定义事件时进一步测量弥漫在空间中的隔室压强与环境气氛的气压之间的差，并将所 述差与预定义值相比较，并且其中，根据所述比较来调节作为供应空气被供应到所述隔室 气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所确定的在隔室压强(px)与环境空气的气压 之间的差对应于所述预定义值时，被作为供应空气提供给所述隔室气氛的新鲜空气和/或 灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量完全相同。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，当所确定的在隔室压强(px)与环境空气的 气压之间的差小于所述预定义值时，被作为供应空气提供给所述隔室气氛的新鲜空气和/ 或灭火剂的总体积流量小于从所述隔室气氛排出的废气的体积流量。
10.根据权利要求7至9中任何一项权利要求所述的方法，其中，能够通过测量空间内 的压强(Px)与环境气氛的气压来确定隔室压强(Px)与环境气氛的气压之间的差。
11.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，连续地或在预定义时间或在发生预 定义事件时在所述隔室气氛中对至少一种火灾特性进行检测，并且其中，在检测到火灾特 性的情况下，向所述隔室气氛供应灭火剂作为供应空气。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到火灾特性的情况下，停止供应通常作 为供应气体的新鲜空气。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到火灾特性的情况下供应给所述隔室 气氛的灭火剂的体积流量大于通常供应到所述隔室气氛的新鲜空气的体积流量。
14.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，为了防火，向所述隔室气氛供应新 鲜空气以及灭火剂两者作为供应空气。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，连续地或在预定义时间或在发生预定义事件 时确定所述隔室气氛中的灭火剂浓度，并且其中，根据所确定的灭火剂浓度来对出于防火 的目的被供应到所述隔室气氛的灭火剂的体积流量进行调节，使得能够在所述隔室气氛中 设置和/或保持预定义的灭火剂浓度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述灭火剂是惰性气体或惰性气体混合物，并 且其中，通过测量氧气含量来间接地确定所述隔室气氛中的灭火剂浓度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，对出于防火的目的被供应到所述隔室气氛的 惰性气体或惰性气体混合物的体积流量进行调节，从而在所述隔室气氛中设置并保持基础 惰性化水平，该基础惰性化水平位于空间(10)的防再燃水平特性之上，并且其中，在发生 火灾的情况下，对供应给所述隔室气氛的惰性气体或惰性气体混合物的体积流量进行调 节，从而设置并保持完全惰性化水平，该完全惰性化水平等于或低于空间(10)的防再燃水 平特性。
18.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，连续地或在预定义时间和/或在发 生预定义事件时确定隔室空气的质量，并且其中，根据所确定的隔室空气质量来调节作为 供应空气供应到所述隔室气氛的新鲜空气的体积流量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，通过测量所述隔室气氛中的C02含量来间接地 确定所述隔室空气的质量。
20.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，从所述隔室气氛排出的废气的至少 一部分在经过处理之后作为新鲜空气被再次送回所述隔室气氛。
21.一种用于实现根据权利要求1至20中任何一项权利要求所述的方法的装置，其中， 所述装置包括用于提供在正常条件下为气态的灭火剂且用于特别是在所述封闭空间(10) 中已发生火灾时立即将所述气态灭火剂供应到封闭空间(10)的隔室气氛中的至少一个机 构(11)，其特征在于所述装置还包括具有负压生成机构(13)和控制单元(14)的减压机构(12)，其中，所述 控制单元(14)被设计为根据在封闭空间(10)的所述隔室气氛中弥漫的压强(px)来控制 所述负压生成机构(13)，使得在所述隔室气氛中弥漫的大气压强(px)不超过预定义的最大 压强值(P-)。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述控制单元(14)还被设计为根据在封闭空 间(10)的所述隔室气氛中弥漫的压强(px)来控制所述负压生成机构(13)，使得在所述隔 室气氛中弥漫的大气压强(Px)不低于预定义的最小压强值(Pmin)。
23.根据权利要求21或22所述的装置，该装置还包括用于测量所述隔室气氛内的气体 的物理压强的压强测量机构(15)，其中，所述压强测量机构(15)被设计为连续地或在预定 义时间或在发生预定义事件时测量瞬时隔室压强(Px)，并将所测量的值回馈到所述控制单 元(14)，其中，所述控制单元(14)被设计为基于所述瞬时压强值(px)来相应地驱动所述负 压生成机构(13)。
24.根据权利要求21至23中任何一项权利要求所述的装置，其中，所述负压生成机构 (13)包括用于对从所述隔室气氛排出的废气的至少一部分进行压缩的压缩机(19)和用于 缓存被所述压缩机(19)压缩的废气的高压存储贮存器(20)。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述压缩机(19)能由所述控制单元(14)来驱 动，使得所述压缩机(19)的进气体积大于或等于作为供应空气供应到所述隔室气氛的新 鲜空气和/或灭火剂的总体积流量。
全文摘要
本发明涉及一种用于在封闭空间(10)(特别是实验室区域)内防火和灭火的方法和装置，其中，以受调节的方式向隔室气氛供应新鲜空气作为供应空气并以受调节的方式从隔室气氛排出废气，并且其中，如果发生火灾或要防止火灾，则向隔室气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气。为了在不改变设置的负压的情况下实现减压，以及为了在向空间(10)突然充注气态灭火剂时实现减压，本发明所提供的作为供应空气被供应到隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量将始终小于或等于从隔室气氛排出的废气的体积流量。
文档编号A62C99/00GK101801467SQ200880101379
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月29日 优先权日2007年8月1日
发明者E·W·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司
技术领域：
本发明涉及用于在封闭空间、特别是实验室区域内防火和灭火的惰性化(inert) 方法，其中以受调节的方式(regulated)向隔室气氛(atmosphere)供应新鲜空气作为供应 空气，并以受调节的方式从隔室气氛中排出废气，并且当发生火灾或要防止火灾时，向隔室 气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气。本发明还涉及用于熄灭在封闭空间 内发生的火灾的装置，其中，该装置包括至少一个用于提供在正常条件下为气态的灭火剂 并在所述封闭空间中已出现火灾时立即向该封闭空间的隔室气氛中引入所述气态灭火剂 的机构。
背景技术：
在发生火灾或要防止火灾的情况下向封闭空间的隔室气氛供应在正常条件下为 气态的灭火剂在消防技术领域中是公知的。例如，在DE 198 11 851A1文件中描述了用于 在封闭空间内灭火的系统(方法和装置)。在此常规系统中，当接收到火灾检测信号时，会 突然地(即以最短的可能时间)向封闭空间的隔室气氛中引入在正常条件下为气态的氧 气隔离灭火剂(在下文中简称为“惰性气体”)。惰性气体的引入将隔室气氛中的氧气含量 降低至特定的预定义“惰性化水平”。此惰性化水平对应于降低的氧气含量，在该氧气含量 下，存储在空间中的货物或材料的可燃性已被降低至其不能再燃烧的程度，在这种情况下， 已经发生的火灾将被熄灭。通过使封闭空间充满惰性气体而得到的灭火效果是基于氧气隔离原理的。如一般 已知的那样，“正常”周围空气按体积计算包括21%的氧气、78%的氮气和的其它气体。 出于灭火目的或作为防止火灾的预防性方法，通过引入惰性气体来减少所考虑的区域的隔 室气氛中的氧气的百分比。已知灭火或防火效果在隔室气氛中的氧气的百分比下降至低于 所谓的“防再燃水平”时出现。该防再燃水平是对应于存储所考虑的区域中的货物或材料 不能再点燃和/或燃烧的较低的氧气浓度的惰性化水平。因此，防再燃水平通常在实验上 确定，其取决于要保护的区域的燃烧荷载(fire load)。对应于防再燃水平的氧气百分比按 体积计通常在12%至15%之间的范围内。然而，在例如挥发性溶剂等具有高可燃性物质的 情况下，对应于防再燃水平的氧气百分比甚至可以低于12% (按体积计)。根据最近刚刚由Verband der Sachversicherer (VdS ；“财产保险协会”)发布的 指导方针，当充注封闭空间(“受保护区域”)，受保护区域中的氧气浓度应在开始所述充注 之后前60秒内达到防再燃水平。这从而允许使用惰性气体技术进行有效火灾控制，以便可 以在控制阶段内完全熄灭受保护区域内的火灾。为了满足这些要求，需要能够在需要时尽快地(即在VdS指导方针所规定的60秒 内)向封闭空间的隔室气氛中引入足够体积的惰性气体，在诸如实验室空间、生产区或仓 库等大容积区域中尤其如此。例如将在惰性气体灭火方法中所使用的氧气隔离气体压缩存储在气罐中非常适 合于此。可替换地或除此之外，可以想到提供用于产生氧气隔离气体的装置，例如所谓的“氮气发生器”，然而，其中需要使装置每单位时间产生的气体的体积与受保护区域的体积 相当。当除氮气发生器之外不再提供其它惰性气体源时尤其如此。必要时，则通过具有相 应出口喷嘴的管道系统尽快的将可用体积的惰性气体用管道输送到所考虑的空间中。由于惰性气体灭火方法需要尽快地向封闭空间中引入氧气隔离气体(至少在充 注开始时)，为了提供安全且有效的火灾控制，必须在结构上使封闭空间能够减压，以防止 对封闭该空间的至少一部分外壳形成破坏。通常通过安装减压活盖(flap)来实现此类减 压。减压活盖的作用是保护封闭空间的外壳即使在空间内的内部压强相对快地增加时(例 如由于气态灭火剂的突然引入)也不受损坏。减压活盖通常被设计为在达到经验预定超压 时自动地打开。打开减压活盖在封闭空间的外壳中产生开口，通过该开口，在该空间内部建 立的超压可以得到释放。并且可以想见的是，在超压已被释放之后(即在压强已被降低之 后)减压活盖将再次自动地关闭。为了在技术上实现减压活盖的这种自动打开和自动关 闭，可以使用带有弹簧销的机构。可以看出，此类机械减压的缺点在于必须在早期规划阶段(在封闭空间的结构完 成之前)估计需要为其提供的空间。此外，还必须在早期规划阶段确定要安装的减压活盖 的尺度。特别地，需要预先估计的是由减压活盖提供的空气或气体开口的有效面积是哪片 区域。在设计要采用的减压活盖并确定其尺度时，常规方法常常采用可能在封闭空间中 出现的理论高压。考虑到规划的可靠性，常常需要给所述理论值附加或多或少的安全余量， 以便能够承受计划外的压强负荷。但是安装过大的减压活盖在成本方面是不利的。此外，通常只能对已经装配有常规惰性气体灭火系统的封闭空间进行有限的改造 或扩大。例如，当为了扩大空间的体积而需要对结构的大小进行改变时，可能需要提供其它 的减压活盖，以能够满足强制性安全相关要求。在已经装配有常规惰性气体灭火系统和常规减压的区域的情况下，先前已知的用 于提供减压的方法不允许、或只有以很高的结构费用才能够实现在充注惰性气体之前在充 注期间特意地保持在隔室气氛中设置的仿真压强比。例如在隔室压强总是小于环境压强的 实验室情况下(其中在所述区域中设置较低的压强以免颗粒、物质、病毒等逸出而对健康 造成危害)需要考虑此要求。在使用根据需要向外打开的常规机械减压活盖来减压的情况 下，这种由永久性地设置的负压提供的保护措施将失败。
发明内容
基于所阐述的此问题，本发明意在完成基于惰性化原理以及在开头处所述的类型 的灭火方法开发一种灭火系统的任务，以便使得封闭空间(特别是实验室区域)被永久性 地设置在负压之下，可以使在向尽可能大的区域充注惰性气体时提供的减压与区域的尺度 和空间体积不再相关联，由此，减压还同时允许在快速地引入惰性气体时保持在空间中设 置的负压，以便在向该区域充注惰性气体的同时有效地防止包含在隔室气氛中的任何危害 健康的颗粒、物质、病毒等逸出。关于所述装置，依照本发明解决来解决此任务，其中在开头所述的类型的装置包 括具有负压生成机构和控制单元的减压机构，其中，所述控制单元被设计为根据封闭空间 的隔室气氛中弥漫(prevailing)的压强(在本文中也称为“隔室压强”)来控制负压生成机构，使得隔室气氛中弥漫的压强不超过预定义的最大压强值。本文所使用的术语“负压生成机构”原则上指的是被设计为降低在所述封闭空间 内部弥漫的压强(例如通过主动从封闭空间的隔室气氛中排出空气或气体)的任何系统或 机构。本质上，本文提出的技术方案仅要求从(气态)隔室气氛中去除空气或气体。这可 以例如通过经由排气管道从封闭空间的隔室体积中去除或排出空气或气体而发生。然而， 还可以想到为了减压而要从环境气氛中去除大量的空气或气体不是从隔室体积中排出而 是将其压缩(例如借助于压缩机)并以压缩的形式将其保持在空间内部(例如通过将空气 或气体的压缩体积缓存在贮压式贮存器中)。贮压式贮存器可以被布置在空间内部之内或 之外。关于所述方法，通过使在开头所述的类型的方法至少在突然将灭火剂引入到隔室 气氛中的方法步骤期间对隔室气氛中在当前时刻弥漫的压强进行测量并随后将所测量的 压强值与预定义的最大压强值相比较来解决本发明所基于的任务。其后，根据比较结果在封闭空间中产生负压，从而瞬时测量压强值将不超过所述 预定义的最大压强值。本发明的技术方案的优点很明显。因此，所提出的并不是实际意义上的“减压”， 而是智能压强补偿，其在向空间内部引入灭火气体的同时补偿增大的压强。特别地，从而保 持在充注之前在封闭空间的隔室气氛中设置的隔室压强。这即使在需要在最短可能时间内 (特别是在开始隔室气氛的充注之后的前60秒内)设置防再燃水平时也是如此。特别地，由于本发明的装置利用具有可由控制单元驱动的负压生成机构的减压机 构，因此本发明的优势在于可以在引入灭火剂的时间点连续地补偿在封闭空间的隔室气氛 中建立的超压。本发明所提供的负压生成机构可以特别地实现原则上在封闭空间中产生的 负压，其幅值适合于通过引入灭火剂而产生的瞬时超压。因此可以始终充分地补偿通过引 入灭火剂而在封闭空间中产生的超压。由负压生成机构产生的负压优选地被选择为至少部分地补偿由于气态灭火剂的 突然引入而在受保护区域中形成的超压。原则上通过本文所使用的术语“产生负压”或“形成负压”应理解的是主动从封闭 空间的隔室气氛中去除大量的空气或气体V，结果空间内部的空气或气体压强p依照以下 指明P值的等温变化的等式而发生变化△p =-K △V/P其中，K =隔室空气的体积模量。本发明中的负压生成机构可由控制单元驱动。优选地控制所述负压生成机构，使 得隔室气氛中弥漫的压强将不超过预定义的最大压强值。因此，用本发明的技术方案可以使用基于封闭空间中的惰性化原理的灭火系统， 该封闭空间中的气氛的气压与正常外部气氛的气压相比更低(负压)，例如，如在实验室区 域中可能的情况那样。用本发明的技术方案，当例如出于灭火的目的而向隔室气氛中引入 气态灭火剂时，还可以在受保护区域中保持特意设置的负压。因此，特别优选的是在隔室气 氛中将保持的被用作压强阈值的最大压强值可随意预定义。实质上，可以使可用本发明的技术方案实现的压强补偿或减压与封闭空间的空间设计(特别是与空间的尺度或体积)脱离关系，这是因为减压机构可以独立于空间体积而 相应的补偿在引入气态灭火剂时在空间中产生的压强变化。用本发明的技术方案，因此并 不是要将标准大气压强当作减压的参考值，而是将在充注惰性气体之前在空间内部设置的 (负)压强作为所述参考值。根据本发明的方法构成用如上所述的装置来防火或灭火的技术实现。用本发明的 方法同样可获得结合本发明的装置描述的相同优点。具体而言，本发明的方法涉及在封闭空间中预防性防火和/或有效且特别可靠地 扑灭发生的火灾的特别易于实现但有效的方法，由此以压强补偿的方式来提供减压。所述 压强补偿使得能够充分地补偿在向隔室气氛中引入灭火剂时发生的压强变化，从而有效地 阻止对空间外壳的破坏。具体而言实现此目的方法是始终(即也在引入灭火剂期间)主动地从受保护区域 的(气态)隔室气氛中排出废气。因此可以始终(即也在供应灭火剂期间)在空间中保持 与外部气氛的正常气压相比更低的隔室压强，并通过保证每单位时间作为新鲜空气和/或 灭火剂供应给隔室气氛的气体的总体积原则上小于或等于从每单位时间作为废气从(气 态)隔室气氛中排出或去除的体积来实现这一点。本发明的方法的进一步改进在权利要求2至20中给出且本发明装置的进一步改 进在权利要求22和25中给出。原则上一般可适用的是，本发明的惰性化方法中使废气能够从隔室气氛中的以受 调节的方式排出或去除。本文所使用的术语“隔室气氛”指的是封闭空间的气态空间体积。 因此，术语“从隔室气氛中排出废气”应被理解为从气态空间体积中去除至少一部分废气。如上所指出的，可以以许多方式来实现从气态空间体积中排出(即去除)废气。其 一，可以通过排气系统主动地将至少一部分废气抽出空间体积。在这种情况下，不仅从隔室 气氛中排出废气(即将其去除)，而且将其排出空间体积。当使用排气系统来以受调节的 方式抽取废气以便对在供应惰性气体时发生的隔室压强的增长进行补偿时，所述排气系统 (基于在灭火时在最短的可能时间帧内向空间体积供应大量的惰性气体的情况)也需要相 应的被设计为在此短时间帧内吸出或抽取相应体积的废气。具有此类大进气体积的排气系 统常常是不可行的或只能通过高昂的财务费用实现。为此，根据本发明的技术方案的一种优选实施方式提供了一种负压生成机构，其 可以与排气系统分开地实现且用于在供应惰性气体时提供所需的压强补偿。此实施方式特意将功能进行分离负压生成机构与排气系统分开地实现并从而用 于保证在隔室气氛中弥漫的压强(也简称为“隔室压强”)不超过预定义的最大压强值，以 便从而可以有效地保持在封闭空间中设置的减小的压强，即使当在开始充注惰性气体时在 最短的时间帧内向隔室气氛供应相当大的体积的氧气隔离气体时也是如此。在根据本发明的技术方案的一种优选实施方式中，采用一种压缩机作为负压生成 机构，该压缩机被设计为浓缩(即压缩)将从气态隔室气氛中去除或已排出的至少一部分 废气的体积。该压缩机可以被设置在空间内部，因此不一定需要从空间体积中去除被压缩 机压缩的废气。作为替代，所述压缩机用于减小将从气态空间气氛中去除的废气的体积，并 且通过这样做来补偿通过充注惰性气体建立的超压。如上所指出的，所述压缩机可以被设置在封闭空间的内部。本实施方式能够在不需要增大结构尺寸的情况下提供压强补偿。将压缩机安装在空间内部特别适合于不能或只有以很大的工作量才能用附加废气管路系统进行装配或改造的空间。所述压缩机原则上应具有足够高的体积流量以便保证其进气体积将大于或等于 作为新鲜空气和/或灭火剂供应给隔室气氛的供应气体的总体积流量。因此，将可以想到 采用涡轮压缩机作为所述压缩机，例如，其设计保证连续运转且其特征在于高体积流量。作为被配置为压缩机的负压生成机构的替换实施方式或除此之外，当然还可以想 到通过废气管路系统从隔室气氛中排出将从空间内部去除的废气。在本发明的一种特别优选实施方式中，采用被设置在空间内部或外部的压缩机作 为负压生产机构，该实施方式提供了借助于从气态隔室气氛中去除/排出废气并借助于压 缩机将其压缩以便以压缩的形式将其缓存在高压存储贮存器中。如同压缩机的情况一样， 所述高压存储贮存器可以根据需要被设置在空间内或其外部。将高压存储贮存器设置在空 间内部的优点在于不需要增加结构尺寸来实现本发明的技术方案。特别地，不需要使附加 废气线路穿过封闭空间的空间外壳。特别是在实验室区域的情况下，实验室区域的隔室气氛可能包含潜在地对身体造 成危害的材料、颗粒或物质(例如病毒)，优选的是不将用压缩机压缩且根据需要被缓存在 高压存储贮存器中的废气排出到外部气氛直至其被适当地处理(特别是过滤和/或杀菌) 为止，以便防止释放潜在的有害材料、颗粒、物质等。然而，原则上对于负压生成结构而言还可以想到其它技术方案。例如，可以想到利 用通过风扇来减小封闭空间中的气体体积的机构。负压生成机构的一种可能实施方式还可 以是例如包括注入机构和连接到所述进气机构的进气管道系统。在这种情况下，控制单元 优选地设置进气机构每单位时间经由进气管道系统从封闭空间吸出的气体或空气的体积。 因此，结合这一点特别地可以想到分别将进气机构实现为风扇或使进气机构包括风扇，所 述风扇的旋转速度和/或旋转方向可以由负压生成机构的控制单元来调整。这是负压生成机构的容易实现但有效的实施方式，由此控制单元可以使得负压生 成机构在受保护区域内实现特别精确的压强补偿。然而，如上所述，因此考虑相应地将进气 机构配置为能够每单位时间从隔室气氛中排出足够体积的废气，从而即使在开始充注时也 可以同时补偿所产生的快速压强增大。当在进气机构的后一种实施方式中控制单元不仅能够对风扇的旋转速度进行控 制并且还能够对风扇的旋转方向进行控制时，也可以使用该进气机构作为鼓风机(blower) 机构。鼓风机机构是被设计为允许例如对封闭空间的进行主动通风的装置。当例如在火 灾已经被熄灭之后仍需要抽取存在于空间中的烟时，或者当需要向空间中引入新鲜空气时 (无论出于什么原因)，提供此类鼓风机机构可能是特别有利的。分别关于可用本发明实现的减压、压强补偿，优选的是能够对作为供应空气引入 的新鲜空气、抽取的废气和在发生火灾或要防火的情况下作为供应空气引入的灭火剂的各 自体积流量进行测量，并随后调节各体积流量，使得要作为新鲜空气和/或灭火剂被引入 隔室气氛中的供应空气的总体积流量与从隔室气氛中去除的废气的体积流量之间的差可 以始终具有恒定的预定义值。当封闭空间具有气密/烟雾剂气密空间外壳时，此预定义值 将等于零以便保证尽管以新鲜空气和/或惰性气体的形式添加了供应空气，但在封闭空间 中设置的隔室压强仍将保持不变(根据需要以一定的控制范围)。虽然可以将供应空气气体流量与废气体积流量之间的差设置为预定义值，但是还可以以受调节的方式故意地改变 (提高或降低)隔室压强。作为上述调节的替换或除此之外，有利的是连续地或在预定义时间和/或预定义 事件发生时确定在空间中弥漫的压强(隔室压强)与外部气氛的气压之间的差，并将其与 预定义值相比较，并根据比较结果来调节作为供应气体被引入隔室气氛中的新鲜空气和/ 或灭火剂的总体积流量和从隔室气氛中排出的废气的体积流量。即使当在最短时间段内每 单位时间向隔室气氛中引入大量的惰性气体作为供应空气时(特别地在开始火灾控制阶 段)，这也是在封闭空间中提供有效压强补偿的特别容易实现但有效的可能。用后来所述的进一步改进，优选地使用控制单元来执行比较和随后的调节。从而 应将控制单元设计为控制分配给空间的供气系统、连接到空间的惰性气体源、以及分配给 空间的排气系统，以及可能存在的任何负压机构，从而-当在隔室压强与环境空气的气压之间确定的差对应于预定义值时，被作为供应 空气引入隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量与从隔室气氛排出的废气的体 积流量完全相同；和/或-当在隔室压强与环境空气的气压之间确定的差小于预定义值时，被作为供应空 气引入隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量小于从隔室气氛排出的废气的体 积流量。这里应注意的是可以通过测量在空间中弥漫的压强(隔室压强)和外部气氛的气 压来确定空间中的气压与外部气氛的气压之间的差。
可以想到的压强测量机构的示例是使用外部气压(即外部气氛的压强)作为基准 压强的压力计(manometer)。当然，还可以想到使用以真空作为基准的压强测量方法的气 压计(barometer)。原则上，可以想到通过使用所谓的“直接测量装置”来实现压强测量机 构，其使用由将要确定的压强所产生的压力，例如通过将以机械方式、电容方式、电感方式、 压电电阻方式或经由应变仪施加的力进行中继并转换成相应信号。另一方面，当然还可以 想到使用所谓的“间接测量装置”，其通过测量颗粒数量密度、导热性等来得到在封闭空间 的隔室气氛中弥漫的压强。然而，作为压强测量机构的替换或除此之外，当然还可以想到以数学方式来确定 空间气氛中的压强。此类压强计算优选地一方面将封闭空间的体积考虑在内，另一方面则 将被引入封闭空间的灭火剂的体积考虑在内。当然，这里还可以想到其它实施方式。如上所述，本发明的方法用于在发生火灾的情况下通过在检测到火灾之后在可能 的最短时间内向隔室气氛中供应氧气隔离气体(惰性气体)来设置空间中的惰性化水平。 为了能够尽快地检测火灾并开始火灾控制阶段，有利的是连续地或在预定义时间或在发生 预定义事件时在隔室气氛中对至少一种火灾特性的存在进行测量，由此在检测到火灾特性 的情况下，将灭火剂作为供应空气供应到隔室气氛中。同时应停止新鲜空气的供应。这因 此使得能够相对快速地设置封闭空间的防再燃水平特性。但是，当然还可以想到在发生火 灾的情况下，不是完全停止而是仅仅减少新鲜空气供应。这在例如已发生产生浓烟的阴燃 火灾且需要对其进行控制的情况下有意义。因此，根据本发明的装置的优选的进一步改进将其提供为包括用于检测封闭空间 的隔室气氛中的至少一种火灾特性的机构。本发明的系统另外应包括可由控制单元驱动的灭火剂供应机构。所述控制单元优选地被设计为在发生火灾的情况下控制灭火剂供应机构，从而将所提供的灭火剂直接引入封闭空间的隔室气氛中，且因此灭火剂引入的时间也是可能的最短时间。本文所使用的术语“火灾特性”应被理解为在初燃火灾附近产生可测量变化的物理变量，例如环境温度、隔室空气中的固态、液态或气态内含物(烟尘颗粒、颗粒物质或气体的积聚)或环境辐射。可以将用于检测至少一种火灾特性的机构设计为例如吸气系统，该吸气系统优选地从多个位置通过管道系统或通道系统主动地从隔室气氛中吸出代表性样本。所述代表性样本随后可以被供应给包括用于检测火灾特性的检测器的测量室。当然，还可以想到火灾特性传感器(例如安装在封闭空间内部)。在一种优选实施方式中，可由控制单元控制的灭火剂供应机构包括供应管道系统，该供应管道系统一方面与惰性气体源(即提供气态灭火剂的机构)相连，另一方面，所述供应管道系统应借助于气体出口喷嘴与封闭空间的内部相连。所述气体出口喷嘴优选地以分布式布置被设置在封闭空间内部。可以通过调节阀或其它此类类似机构的适当驱动来控制灭火剂供应机构。然而，当然，不是强制性的要求灭火剂供应机构包括将封闭空间的内部区域与设置在封闭空间外部的惰性气体源相连的供应管道系统。作为替代，还可以想到惰性气体源包括例如设置在所述封闭空间内的至少一个高压管道。所提供的灭火剂的至少一部分可以在高压下被存储在设置在封闭空间内的所述至少一个高压管道中。在这种情况下，优选的是所述至少一个高压管道包括被分配给灭火剂供应机构且可由控制单元驱动的出气阀。为了存储灭火剂，还可以将此类高压管道布置在封闭空间的吊顶中或空间的顶棚下面。优选的是将高压管道设计为适用于20 30巴之间的压强范围。当然，这里还可以想到其它压强值。特别有利的是，优选地在所述至少一个官道上布置多个可控出气阀以便使得能够在需要时以可能的最快速度向封闭空间充注气态灭火剂。然而，作为后一种所述实施方式(其中将至少一部分灭火剂在高压下存储在至少一个高压管道中)的替换或除此之外，还可以想到惰性气体源包括至少一个高压气缸，其优选为一连串高压气缸。这些高压气缸可以被布置在封闭空间的外部。在这种情况下，可以为灭火剂供应机构提供相关的供应管道系统，该供应管道系统将所述至少一个高压气缸或一组高压气缸与封闭空间内部相连。此类高压气缸可以是例如被设计为适合于200与300巴之间的压强范围的市售高压气缸。当然还可以想到用于提供或存储灭火剂的其它机构。实质上，在发生火灾的情况下所提供的灭火剂可以被快速地(即在可能的最短时间帧内)引入封闭空间中，以便能够有效地防止燃烧或火灾在空间内蔓延。具体而言，实现可能的最快灭火。一方面，作为气态灭火剂，可以想到例如氩气、氮气、二氧化碳等惰性气体或它们的混合物(即所谓的Inergen或Argonite)。另一方面，还可以用化学灭火剂来实现本发明的技术方案。惰性气体的灭火效果是由于大气中的氧气被隔离而造成的，也被称为在没有达到燃烧所需的特定临界极限时发生的所谓“窒息效应”。火灾通常在对应于氧气百分比下降到按体积计13. 8%的防再燃水平时被熄灭。为此，仅需要隔离约三分之一的空气体积，其对应 于按体积计34%的熄灭气体浓度。需要相当少的氧气以点燃的燃烧剂则需要相应较高的灭 火气体浓度，例如在乙炔、一氧化碳和氢气的情况下就是如此。 然而，如上所述，还可以使用例如HFC-227ea或NOVEC 1230的化学灭火剂作 为气态灭火剂。HFC-227ea ISO标准所指定的已知灭火剂主要通过物理手段(冷却)以及 小的化学攻势来在燃烧过程中夺走燃烧或火灾的热量，导致火灾的熄灭。此灭火剂实现快 速的灭火效果。而且对其使用几乎没有限制，只要将要灭火的区域相对不透气即可，以便能 够使灭火剂达到并保持在所需的浓度。然而，由于处于高温之下，在灭火过程中可能出现可 能引起严重的健康风险的不期望的分解产物。化学灭火剂NOVEC 1230是特别环境友好的化学灭火剂，且在约5天内在大气 中消散。此外，此化学灭火剂对臭氧层和温室效应都没有不利效应。然而，本发明的技术方案不仅仅适合于其中已在封闭空间中发生火灾的情况(其 中通过突然引入气态灭火剂来确保火灾控制)。在封闭空间中尚未发生火灾的情况中，本发 明的技术方案分别有助于有效的减压、压强补偿，其中仅有效地防止火灾在封闭空间中发 展的风险。对于基于惰性化的此类预防措施，需要提供惰性气体或惰性气体混合物作为气 态“灭火剂”。从而，所述惰性气体或惰性气体混合物被供应到封闭空间中，所述惰性气体或 惰性气体混合物的体积足以将隔室气氛中的氧气含量减少至存储在封闭空间中的货物的 可燃性已被降低至其不能再点燃的点的值。对于表现出正常燃烧性质的货物，此点是按体 积计约12 %的氧气浓度。借助于可由控制单元驱动的前述灭火剂供应机构来确保惰性气体 或惰性气体混合物的供应。从而，本发明的技术方案将被特别有效地用于此类预防措施，优选的是所述装置 还包括氧气测量机构以测量封闭空间的隔室气氛中的氧气含量。根据封闭空间的隔室气氛 的氧气含量，控制单元向灭火剂供应机构发出相应的控制信号。该控制信号指示是否需要 向封闭空间的隔室气氛供应附加惰性气体，或是否因隔室气氛中已达到临界氧气含量值而 可以停止惰性气体的供立。应该这样来理解本文所使用的术语“临界氧气含量值”在该氧气含量值下，存储 在封闭空间中的货物的可燃性已被降低至其不能再点燃或只有很困难地可燃的点。当使用本发明的技术方案作为针对火灾的预防措施时，优选的是调节为了预防性 消防而供应给隔室气氛的惰性气体或惰性气体混合物的体积流量，从而最初在隔室气氛中 设置并保持基础惰性化水平，由此在发生火灾的情况下，将调节被供应给隔室气氛的惰性 气体或惰性气体混合物的体积流量以便设置并保持完全惰性化水平。本文所使用的术语“基础惰性化水平”指的是与正常环境空气的氧气含量相比降 低的氧气含量，但所述降低的氧气含量无论如何对人或动物不造成风险，因此他(它)们仍 可以进入受保护区域，不会出现任何问题。在基础惰性化水平的一个实例中，受保护区域中 的氧气含量按体积计占15%、16%或17%。 相反，术语“完全惰性化水平”指的是与基础惰性化水平的氧气含量相比已被进一 步降低且大部分材料的可燃性已被降低至不再可燃的点的氧气含量。根据所考虑的受保护 区域内的火势，完全惰性化水平下的氧气浓度通常是按体积计11%至12%。完全惰性化水 平从而应对应于防再燃水平，当然其还可以对应于低于防再燃水平的氧气浓度特性的氧气浓度。 最后，本发明的方法还优选为连续地或在预定义时间和/或在发生预定义事件时 确定隔室空气的质量，由此根据所确定的隔室空气质量来调节被作为供应空气而供应给隔 室气氛的新鲜空气的体积流量。在这种情况下，可以想到例如通过测量隔室空气气氛中的 CO2含量来间接地确定隔室空气的质量。特别地，当在例如实验室区域的其中隔室气氛可能包含潜在地对健康有害的物 质、颗粒等的区域中使用本发明的技术方案时，在将从隔室气氛抽取的废气排出到外部气 氛之前应首先对其进行处理，特别是根据需要进行过滤或杀菌。然而，优选地，还要将从隔 室气氛抽取的至少一部分废气再次反馈到隔室气氛中作为新鲜空气后续处理。
下面在更详细地描述本发明的优选实施方式时将对附图进行参考。所示的是图1示意性地描绘的根据本发明的装置的第一实施方式；图2示意性地描绘的根据本发明的装置的第二实施方式；图3图解根据本发明的技术方案在封闭空间中实现的压强补偿或减压的流程图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的用于扑灭已在封闭空间10中发生的火灾的装置的第一实 施方式。该装置包括用于供应在正常条件下为气态的灭火剂的惰性气体源11。在所描绘 的实施方式中，惰性气体源11包括被布置在空间10外部的气缸组11a，将被供应的灭火剂 (例如氮气)在高压下被存储在该气瓶组Ila中。高压气缸Ila借助于灭火剂供应机构17连接到空间10。具体而言，灭火剂供应 机构17 —方面包括供应管道系统17a，另一方面包括布置在空间10内的气体出口喷嘴系 统17b。灭火剂供应机构17被设计为使得在发生火灾的情况下(或在需要时)可以尽快地 向封闭空间10供应存储在高压气缸Ila中的灭火剂。特别地，灭火气体因此可以在最短的 时间量内通过灭火喷嘴17b排出到空间10的隔室气氛中，以便在空间10中可以获得所需 (例如灭火所需)的完全惰性化。为了实现将存储在高压气缸Ila中的灭火剂向隔室气氛的以受调节的方式供应， 还向灭火剂供应机构17分配可控阀VI，在发生火灾的情况下(或在需要时)所述可控阀 Vl完全或仅部分地打开，以便因此将高压气缸Ila与空间10相连，并使得空间10能够充满 气态灭火剂。图1中所描述的本发明装置的实施方式还包括减压机构12。此类减压机构12由 负压生成机构13和控制单元14组成。在图1示意性地描绘的系统中，负压生成机构13由进气机构13a和连接到所述进 气机构13a的进气管道系统13b组成。进气管道系统13b借助于吸气口 13c连接到封闭空 间10的内部。这因此允许借助于进气机构13a将空气或气体从空间内部抽取出来或吸出， 并作为废气释放到例如外面。用于负压生成机构13的控制单元14 一方面连接到进气机构13a且另一方面连接 到分配给负压生成机构13的可驱动调节阀V2。在所描绘的实施方式中，控制单元14因此不仅承担控制灭火剂供应机构17的任务，而且起到控制进气机构13a的作用。详细地说，控制单元14被设计为根据在封闭空间10的隔室气氛中弥漫的压强Px 来控制负压生成机构13的进气机构13a，使得在隔室气氛中弥漫的压强px不超过预定义最 大压强值口_。为此，图1所描绘的实施方式包括测量封闭空间10内的隔室气氛中的气体 的物理压强的压强测量机构15。压强测量机构15被设计为连续地或在预定义时间或在发 生预定义事件时测量在当前时刻在隔室气氛中弥漫的压强Px并将测量值供应给控制单元 14。在图1所描绘的实施方式中，基于此瞬时弥漫压强Px，控制单元14相应地驱动负压生 成机构13 (即进气机构13a)和/或与所述负压生产机构13相关的调节阀V2。控制单元 14将封闭空间10的隔室气氛中的瞬时弥漫压强px与预定义最大压强值pmax相比较。当超 过预定义最大压强值Pmax时，控制单元14向例如负压生成机构13的进气机构13a发出相 应的控制信号。在图1所描绘的实施方式中，进气机构13a被配置为风扇。当控制单元14在预定 义最大压强值Pmax被超过时向进气机构13a发出控制信号时，优选地对风扇13a的旋转速度 和旋转方向两者都进行调整。这因此可以在原则上实现通过连接到进气机构13a的进气管 道系统13b每单位时间从封闭空间10的气氛排出足够量的气体或空气。这保证空间10的 隔室气氛中的瞬时弥漫压强Px即使在突然引入气态灭火剂时也将不超过最大压强值Pmax。当然还可以想到，不测量当前压强值px，而是计算或估计要引入的灭火剂的体积。 在这种情况下，控制单元14应被设计为相应地驱动灭火剂供应机构17，使得所提供的灭火 气体被以受调节的方式供应给隔室气氛。可以按如上所述通过控制单元触发相应调节阀Vl 的驱动来调节被引入空间10的灭火气体的量。在根据本发明的技术方案的进一步改进中(也被包括在图1示意性地描绘的实施 方式中)，灭火系统另外装配有火灾检测系统16，以检测封闭空间10的隔室气氛中的至少 一种火灾特性。火灾检测系统16优选地被配置为吸气系统，该吸气系统从隔室气氛抽取代 表性的空气或气体样本，并将其供应给用于检测至少一种火灾特性的检测器(图1中为明 确示出)。由火灾检测装置16优选地连续地或在预置时间或在发生预定义事件时向控制单 元14发送的信号被控制单元14(必要时在进一步的处理或评估之后)用来适当地控制灭 火剂供应机构17和/或调节阀VI。具体而言，可以想到的是，控制单元14在火灾检测装置 16检测到火灾时向灭火剂供应机构17发出相应的信号。如上所述，在图1所描绘的实施方式中，控制单元14被设计以受调节的方式与被 用作吸气机构13a的风扇进行交互，以便通过进气管道系统13b将从隔室气氛抽取的大量 气体或空气向外面排出。由于控制单元14还可以可选地调整风扇13a的旋转方向，所以还 可以在需要时用负压生成机构13向封闭空间10的气氛中引入一定量的空气或气体。这在 空间10与外部气氛相比应经受特定的超压时可能特别有利。因此，在图1所描绘的实施方 式中，控制单元14被进一步设计为根据在封闭空间10的隔室气氛中弥漫的(瞬时)压强 Px来控制负压生成机构13，使得隔室气氛中的弥漫压强Px不低于预定义最小压强值pmin。为此，控制单元14将封闭空间10中的测量或估计或计算的瞬时弥漫压强一方面 与最大压强值Pmax相比较，另一方面还要与最小压强值Pmin相比较。当瞬时压强Px大于最 大压强值Pmax或低于最小压强值Pmin时，从而相应地驱动负压生成机构13。负压生成机构13将被驱动，使得在空间10的隔室气氛中弥漫的瞬时压强px不超过最大压强值p_且不 低于最小压强值pmin。为了即使在负压生成机构13出现故障或失灵的情况下，原则上仍能保证封闭空 间10的隔室气氛中的弥漫压强px将不超过预定义最大压强值p_和/或低于预定义最小 压强值Pmin，减压机构12还可以包括至少一个(机械)减压活盖18作为附加安全措施。此 类减压活盖18的功能在现有技术中一般是已知的。减压活盖18应被设计为在预定义第一 压强值Pi被超过时自动地打开，以便能够从封闭空间10释放压强。优选地，可选提供的减压活盖10进一步被设计为在低于预定义第一压强值Pl之 后自动地关闭。预定义第一压强值Pl (在Pl被超过时减压活盖18自动地打开)优选地大 于或等于被控制单元14作为用于驱动负压生成机构13的阈值的预定义最大压强值p_。在后一种所述实施方式中(其中所述系统为了保证减压的故障安全可靠性而进 一步包括至少一个优选地机械运行的减压活盖18)，优选进一步进行了改进，将减压活盖 18进一步设计为在低于预定义第二压强值p2时自动地打开且在再一次重新超过预定义第 二压强值P2之后再次关闭。此预定义第二压强值P2从而应小于或等于表示用于驱动负压 生成机构13的下阈值的最小压强值pmin。在图2中的示意性表示中示出了根据本发明的装置的进一步优选的实施方式。图 2中所描绘的实施方式基本上对应于先前参照图1所描述的实施方式。然而，图2的系统中 未使用进气机构作为负压生成机构13。作为替代，在空间10内部提供压缩机19以作为负 压生成机构13，从而根据需要用于对从气体环境气氛中排出的至少一部分废气的体积进行 压缩。还提供了连接到压缩机19的高压存储贮存器20，被压缩的废气可以借助于压缩 机19被缓存在所述高压存储贮存器20中。高压存储贮存器20经由三通阀V2、V3连接到 通向外部的管路系统13b、21，通过该管路系统13b、21，可以从空间10的内部排出被压缩机 19压缩的排出空气和/或被缓存在高压存储贮存器20中的压缩废气。图2所描绘的装置还包括由供气风扇22组成的供气系统，借助于该供气系统，可 以通过供应管道系统17a和出口喷嘴系统17b将新鲜空气供应给隔室气氛。另外提供了具 有抽气风扇23的排气系统，其借助于进气系统13b和吸气口 13c连接到空间10的内部，并 能够以受调节的方式将废气抽出到外面。可以相应地由控制单元14来控制供气风扇22以 及抽气风扇23两者。以这种方式，可以在封闭空间10中故意进行空气交换以便使空间内的空气与外 面或新鲜空气之间进行空气交换。在被占用的房间中，例如，需要空气交换以便供应氧气、 驱逐二氧化碳并抽取凝聚物(condensation)。但是在人们不进入或仅仅短暂地进入的贮藏 室中常常也需要空气交换，例如为了去除存储在贮藏室中的货物所释放的有害元素。如果 建筑物或空间的外壳(如现代建筑方法要求的那样)被设计为实际上不透气的，则不能再 存在将引起隔室气氛与外部气氛之间的不期望或不受控制的物质交换的任何无调节空气 交换。可以采用通风系统来为此类空间提供必要的空气交换。通风系统是用于向生活或工作空间供应新鲜空气并分别去除“已使用”或不纯净 废气的新鲜空气的机构。根据应用目的不同，存在具有受控供气(供气系统)、受控废气(排 气系统)的系统或组合式供气/排气系统。
图2所描绘的实施方式利用气缸组11a作为惰性气体源，其借助于三通阀VI连接 到供应管道系统17a。进气管道系统13b同样地借助于支线13d和三通阀V4连接到供应管 道系统17a。阀V2和V4可适当地由控制单元14驱动，使得支线13d、阀V2、V4、抽气风扇 23和管路系统13b组成循环系统。虽然在根据图2的表示中未明确地描绘，但可以在供应管道系统17a中提供体积 流量传感器以测量被供应到隔室气氛的总体积流量并将测量值传送到控制单元14。每单位 时间被供应给隔室气氛的总体积流量由新鲜空气体积流量和惰性气体或灭火剂体积流量 组成。此外还可以在管路系统13b或21中提供相应的体积流量传感器(虽然在图2中 未明确地描绘)以测量每单位时间用排气系统从空间内部抽取的排气体积并将测量值传 送到控制单元14。依照本发明，从而将控制单元14提供为将测量的供应空气体积流量与测 量的废气体积流量相比较并因此控制供气/排气系统，使得供应空气体积流量始终小于或 等于废气体积流量。通过这样做，可以在空间10内设置和/或保持与正常外部大气压强相 比降低的气氛压强。如参照图1所描绘的实施方式的情况一样，控制单元14被设计为根据需要来驱动 阀VI，以便形成惰性气体源11a与供应管道系统17a之间的流体连接，使得由惰性气体源 11a提供的惰性气体(气态灭火剂)可以以受调节的方式被供应给隔室气氛。由于在发生 火灾的情况下，需要尽快地将隔室气氛中的氧气含量至少降低至防再燃水平，所以在检测 到火灾特性时，停止供应作为供应空气的新鲜空气，并仅将来自惰性气体源11a的灭火剂 供应给隔室气氛。与标准状态相比，供应空气体积流量会因此出现相当程度地增加，如果未 提供压强均衡或压强补偿，这将引起空间10内部的压强的增大。为了避免这种情况，图2所描绘的实施方式利用负压生成机构13，该负压生成机 构13对将从隔室气氛排出的至少一部分废气的体积进行压缩并将其缓存在前述高压存储 贮存器20中。将从隔室气氛排出的废气的其余部分被抽气系统抽取。因此，负压生成机构13的提供使得废气体积流量随后在突然向空间10中供应惰 性气体时也至少等于供应空气体积流量，且排气系统同样地未被设计为从隔室气氛抽取充 分地足够大的废气体积流量。在图3的流程图中再次示意性地明确示出用本发明的技术方案实现的减压或压 强补偿功能。空间10内部的减压或压强补偿在从惰性气体源11a向受保护区域中引入气态灭 火剂时立即开始(步骤S1)。然后由压强测量机构15来测量空间10内的隔室压强px且测 量的压强值被供应到控制单元14 (步骤S2)。其后，控制单元14确定所测量的压强值px是 否已达到最大极限值P_，该最大极限值P_可被随意的预定义，并优选地被存储在控制单 元的存储器中(步骤S3)。如果不是(NO)，则处理返回到流程图上的测量空间10内的瞬时 压强Px的第二方法步骤(即步骤S2)。然而，如果在方法步骤S3中确定所测量的压强值^已达到预定义极限值 p_(YES)，则控制单元14将向负压生成机构13发送适当的控制信号(步骤S4)。只要需要， 负压生成机构13就从封闭空间10的隔室气氛排出废气，直至隔室压强px再取低于预定义 极限值P_以下的值为止(参见S5至S7)。
如上所述，负压生成机构13可以被配置为包括进气机构13a的排气系统，所述进 气机构13a以受调节的方式从(气态)隔室气氛抽取废气并将其排出到该空间体积之外。 然而，另一方面，还可以想到负压生成机构13包括压缩机19，以便出于压强补偿的目的压 缩将从空间气氛排出的废气的体积，从而提供减压。虽然在图1或2中未描绘，但可能需要在排气管道系统13b中提供过滤机构，以便在将从隔室气氛和从空间体积抽取的空气作为供应空气重新供应给隔室气氛或将其作为 废气排出到外部气氛之前适当地对其进行净化或处理。本发明的技术方案不限于仅通过在发生火灾的情况下突然向封闭空间10中引入 灭火气体来抑制火灾的措施的灭火系统。还可以想到将本发明用于例如在德国DE 198 11 851 Al专利申请中所描述的那样在所谓的两级惰性化系统中。在这种情况下，优选的是被用作灭火剂的惰性气体或惰性气体混合物基于所谓的 窒息效应来提供火灾抑制或灭火。此外，有利的是所述装置还包括氧气测量机构19，该氧气测量机构19用于测量封 闭空间10中的隔室气氛中的氧气含量。此氧气测量机构19 (如检测至少一种火灾特性的 机构16 —样)被优选地设计为吸气系统。在实现用于检测火灾特性的机构16时和在实现 氧气测量机构19时，将可以想到利用同一种吸气式工作系统，由此，除火灾特性传感器之 夕卜，还在系统的检测室中布置氧气传感器或检测器，以测量封闭空间10的隔室气氛内的氧 气含量。当在单级或多级惰性化系统中采用本发明的技术方案时，优选的是惰性气体源除 气缸组Ila之外还包括惰性气体发生系统lib' Ulb"(参照图1)。惰性气体发生系统 lib'、llb〃包括环境空气压缩机lib"和与之相连的惰性气体发生器lib'。控制单元14 从而应被设计为借助于适当的控制信号来控制环境空气压缩机lib"的供气速率。通过这 样做，控制单元14可以确定每单位时间由惰性气体系统lib'、llb"供应的惰性气体的体 积。由惰性气体系统lib' Ulb"供应的惰性气体被通过供应管道系统17a以受调节 的方式供应给受监控空间10。当然，还可以将多个受保护区域连接到供应管道系统17a。 具体而言，借助于布置在空间10内部的适当位置处的出口喷嘴17b来供应由惰性气体系统 lib' Ulb"提供的惰性气体。在本发明的技术方案的此进一步改进中，从环境空气就地抽取惰性气体，尤 其是氮气。惰性气体发生器、氮气发生器lib'分别例如根据从现有技术已知的薄膜 (membrane)或PSA技术来运行，以便产生按体积计包含例如90%至95%的氮气的富氮空 气。此富氮空气充当通过供应管道系统17a供应到空间10的惰性气体。由于惰性气体产 生而得到的富氧空气通过另一管道系统被排出到外面。由此，具体而言，可以想到控制单元14根据被输入到控制单元14的惰性化信号来 控制惰性气体系统lib'、llb"，使得被供应并引入空间10的惰性气体的体积采取适合于 设置和/或保持空间10中的预定义惰性化水平的值。可以例如借助于按键切换或受口令 保护的控制面板(未明确示出)在控制单元14处选择期望的惰性化水平。当然，还可以想 到根据预定义的事件序列来选择惰性化水平。本发明的技术方案不限于被描绘成如图所示的示例的实施方式。作为替代，还可以想到随附权利要求中所指定的所述特征的修改。 特别地，可以想到不是使用在封闭空间10外部的气缸组作为惰性气体源11，而是在封闭空间10内部提供高压管道。应将所提供的灭火剂的至少一部分在高压下存储在此 高压管道中。该高压管道还包括可由控制单元14驱动且被分配给灭火剂供应机构17的至少一个出气阀。
权利要求
一种用于在封闭空间(10)中，特别是实验室区域中，防火和灭火的惰性化方法，其中，以受调节的方式向隔室气氛供应新鲜空气作为供应空气并以受调节的方式从隔室气氛排出废气，并且其中，如果发生火灾或要防止火灾，则向隔室气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气，其特征在于能够通过被作为新鲜空气和/或灭火剂供应到隔室气氛的供应空气的总体积流量小于或等于从隔室气氛排出的废气的体积流量来在空间(10)中设置和/或保持与标准大气压强相比降低的隔室压强(px)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，特别是当供应灭火剂作为供应空气时，将要从所 述隔室气氛排出或已从所述隔室气氛排出的废气的至少一部分被压缩机(19)压缩，其中， 所述压缩机(19)的进气体积大于或等于作为供应空气被供应给所述隔室气氛的新鲜空气 和/或灭火剂的总体积流量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，从所述隔室气氛排出且被所述压缩机(19)压缩 的废气被以压缩形式缓存在高压存储贮存器(20)中。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，被所述压缩机(19)压缩的废气的至少一部 分在经过处理之后，特别是过滤或杀菌之后，被释放到外面。
5.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，还测量作为供应空气供应的新鲜空 气、排出的废气和在发生火灾或要防止火灾的情况下作为供应空气供应的灭火剂的各个体 积流量，并且其中，调节所述各个体积流量，使被作为供应空气供应到所述隔室气氛的新鲜 空气和/或灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量之间的差能够 始终具有恒定的预定义值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述空间(10)呈现气密/烟雾剂气密形空间外 壳，并且其中，所述恒定的预定义值是零。
7.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，还连续地或在预定义时间和/或发 生预定义事件时进一步测量弥漫在空间中的隔室压强与环境气氛的气压之间的差，并将所 述差与预定义值相比较，并且其中，根据所述比较来调节作为供应空气被供应到所述隔室 气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所确定的在隔室压强(px)与环境空气的气压 之间的差对应于所述预定义值时，被作为供应空气提供给所述隔室气氛的新鲜空气和/或 灭火剂的总体积流量与从所述隔室气氛排出的废气的体积流量完全相同。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，当所确定的在隔室压强(px)与环境空气的 气压之间的差小于所述预定义值时，被作为供应空气提供给所述隔室气氛的新鲜空气和/ 或灭火剂的总体积流量小于从所述隔室气氛排出的废气的体积流量。
10.根据权利要求7至9中任何一项权利要求所述的方法，其中，能够通过测量空间内 的压强(Px)与环境气氛的气压来确定隔室压强(Px)与环境气氛的气压之间的差。
11.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，连续地或在预定义时间或在发生预 定义事件时在所述隔室气氛中对至少一种火灾特性进行检测，并且其中，在检测到火灾特 性的情况下，向所述隔室气氛供应灭火剂作为供应空气。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到火灾特性的情况下，停止供应通常作 为供应气体的新鲜空气。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测到火灾特性的情况下供应给所述隔室 气氛的灭火剂的体积流量大于通常供应到所述隔室气氛的新鲜空气的体积流量。
14.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，为了防火，向所述隔室气氛供应新 鲜空气以及灭火剂两者作为供应空气。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，连续地或在预定义时间或在发生预定义事件 时确定所述隔室气氛中的灭火剂浓度，并且其中，根据所确定的灭火剂浓度来对出于防火 的目的被供应到所述隔室气氛的灭火剂的体积流量进行调节，使得能够在所述隔室气氛中 设置和/或保持预定义的灭火剂浓度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述灭火剂是惰性气体或惰性气体混合物，并 且其中，通过测量氧气含量来间接地确定所述隔室气氛中的灭火剂浓度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，对出于防火的目的被供应到所述隔室气氛的 惰性气体或惰性气体混合物的体积流量进行调节，从而在所述隔室气氛中设置并保持基础 惰性化水平，该基础惰性化水平位于空间(10)的防再燃水平特性之上，并且其中，在发生 火灾的情况下，对供应给所述隔室气氛的惰性气体或惰性气体混合物的体积流量进行调 节，从而设置并保持完全惰性化水平，该完全惰性化水平等于或低于空间(10)的防再燃水 平特性。
18.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，连续地或在预定义时间和/或在发 生预定义事件时确定隔室空气的质量，并且其中，根据所确定的隔室空气质量来调节作为 供应空气供应到所述隔室气氛的新鲜空气的体积流量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，通过测量所述隔室气氛中的C02含量来间接地 确定所述隔室空气的质量。
20.根据前述任何一项权利要求所述的方法，其中，从所述隔室气氛排出的废气的至少 一部分在经过处理之后作为新鲜空气被再次送回所述隔室气氛。
21.一种用于实现根据权利要求1至20中任何一项权利要求所述的方法的装置，其中， 所述装置包括用于提供在正常条件下为气态的灭火剂且用于特别是在所述封闭空间(10) 中已发生火灾时立即将所述气态灭火剂供应到封闭空间(10)的隔室气氛中的至少一个机 构(11)，其特征在于所述装置还包括具有负压生成机构(13)和控制单元(14)的减压机构(12)，其中，所述 控制单元(14)被设计为根据在封闭空间(10)的所述隔室气氛中弥漫的压强(px)来控制 所述负压生成机构(13)，使得在所述隔室气氛中弥漫的大气压强(px)不超过预定义的最大 压强值(P-)。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述控制单元(14)还被设计为根据在封闭空 间(10)的所述隔室气氛中弥漫的压强(px)来控制所述负压生成机构(13)，使得在所述隔 室气氛中弥漫的大气压强(Px)不低于预定义的最小压强值(Pmin)。
23.根据权利要求21或22所述的装置，该装置还包括用于测量所述隔室气氛内的气体 的物理压强的压强测量机构(15)，其中，所述压强测量机构(15)被设计为连续地或在预定 义时间或在发生预定义事件时测量瞬时隔室压强(Px)，并将所测量的值回馈到所述控制单 元(14)，其中，所述控制单元(14)被设计为基于所述瞬时压强值(px)来相应地驱动所述负 压生成机构(13)。
24.根据权利要求21至23中任何一项权利要求所述的装置，其中，所述负压生成机构 (13)包括用于对从所述隔室气氛排出的废气的至少一部分进行压缩的压缩机(19)和用于 缓存被所述压缩机(19)压缩的废气的高压存储贮存器(20)。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述压缩机(19)能由所述控制单元(14)来驱 动，使得所述压缩机(19)的进气体积大于或等于作为供应空气供应到所述隔室气氛的新 鲜空气和/或灭火剂的总体积流量。
全文摘要
本发明涉及一种用于在封闭空间(10)(特别是实验室区域)内防火和灭火的方法和装置，其中，以受调节的方式向隔室气氛供应新鲜空气作为供应空气并以受调节的方式从隔室气氛排出废气，并且其中，如果发生火灾或要防止火灾，则向隔室气氛供应在正常条件下为气态的灭火剂作为供应空气。为了在不改变设置的负压的情况下实现减压，以及为了在向空间(10)突然充注气态灭火剂时实现减压，本发明所提供的作为供应空气被供应到隔室气氛的新鲜空气和/或灭火剂的总体积流量将始终小于或等于从隔室气氛排出的废气的体积流量。
文档编号A62C99/00GK101801467SQ200880101379
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月29日 优先权日2007年8月1日
发明者E·W·瓦格纳 申请人:艾摩罗那股份公司
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