Der Bedarf an automatisierter Brandbekämpfung steigt stetig an. Ferngesteuerte Löschmonitore, vor allem in Kombination mit automatisierter Branderkennung, ermöglichen einen zielgenauen und flexiblen Löscheinsatz auf definierten Wirkflächen. Die technischen Entwicklungen im Bereich der Antriebe, Sensoren und Steuerungstechnik lassen auch für die Zukunft ein breitgefächertes Potenzial erkennen.

Die bekanntesten automatisierten Löschanlagen sind Sprinkler- und Sprühflutanlagen. Bereits seit einigen Jahren werden jedoch auch automatisierte Löschanlagen mit ferngesteuerten Löschmonitoren genutzt, um folgende Objekte zu schützen: Tanklager, Ölverladestationen, Flugzeughangars, Thermische Kraftwerke, Produktionsanlagen, Recyclinganlagen, Müllverbrennungsanlagen.

Typische Anwendungen von ferngesteuerten Löschmonitoren

Vorteile automatisierter Löschanlagen mit ferngesteuerten Löschmonitoren

  • Höchste Flexibilität

    Die große Bandbreite der Monitore mit ihren auf das Löschmittel abgestimmten Düsen bietet Flexibilität und Performance, um auch in Hochrisikobereichen effektiven Brandschutz zu gewährleisten.
  • Gezielter Löscheinsatz

    Fernsteuerbare Monitore erlauben den gezielten Löscheinsatz auf definierten Wirkflächen und können für die Löschmittel Wasser, Schwerschaum und falls erforderlich auch Löschpulver eingesetzt werden.
  • Effektiver Brandschutz, Minimum an Einsatzkräften

    Auf die Löschmittel abgestimmte Düsen und Rohre ermöglichen große Reichweiten. In Kombination mit einer geeigneten Branddetektion und Steuerung kann ein effektiver Brandschutz sichergestellt werden, der ein Minimum an Einsatzkräften erfordert.
  • Einbindung in automatisierte Löschanlagen

    Um das Spektrum der Möglichkeiten, die fernsteuerbare Monitore für die Brandbekämpfung bieten, auszuschöpfen, ist die Verwendung einer SPS-Steuerung mit hervorragenden Kommunikationsmöglichkeiten ein Muss. Somit lassen sich Koppelungen mit automatischen Branderkennungsanlagen und Brandmeldezentralen auch für sehr große Anlagen realisieren. Die Reaktionszeiten sind genauso kurz, wie man sie von automatischen Löschanlagen kennt.
FireDos Löschmonitor in einer Müllverbrennungsanlage
FireDos Löschmonitor in einer Müllverbrennungsanlage

Konstruktionstechnische Anforderungen an ferngesteuerte Löschmonitore

Der Einsatz von fernsteuerbaren Monitoren in automatisierten Löschanlagen erfordert bei der Konstruktion und dem Bau der Monitore die Berücksichtigung einiger funktionsrelevanter Parameter.

Spielfreie Lagerungen

Um die Anforderungen an die Wiederholgenauigkeit bei vorprogrammierten Löschvorgängen erreichen zu können, sind spielfreie Lagerungen notwendig, die ein Kippen des Drehgestells wirksam verhindern.

Reduzierung der Rückstoßkräfte

Weiterhin ist eine auf Reduzierung der Rückstoßkräfte vom Wasserstrahl sowie des erforderlichen Kraftaufwands zum Schwenken des Monitors abzielende Konstruktionsweise erforderlich, wie sie das optimierte hexagonale ‚Oval Flat Design' von FireDos bietet.

Berührungslose Absolutwertgeber

Dazu kommen geeignete, berührungslose und damit verschleißfreie Absolutwertgeber mit hoher Genauigkeit, um bei automatisierten Löschanlagen eine hohe Wiederholgenauigkeit und präzise Ausrichtung der Düse realisieren zu können.

Entscheidend ist, dass Sensoren Verwendung finden, die Bewegungen des Monitors auch im stromlosen Zustand abspeichern. So ist gewährleistet, dass bei einer manuellen Schwenkung des Löschmonitors mit den angebauten Handrädern z. B. im Rahmen der Wartung oder bei der Inbetriebnahme keine Referenzfahrt notwendig ist, um die eingestellten automatisierten Schwenkbewegungen neu zu kalibrieren.

Auch die Verstellantriebe, mit denen sich die Strahlform der Düsen regulieren lässt, müssen die Möglichkeit zur Ausrüstung mit Absolutwertgebern bieten. Damit ist neben Anstell- und Ausrichtwinkel der Düse ein dritter Parameter verfügbar, mit dem sich Größe und Lage der Wirkfläche beeinflussen lassen. Eine Vergrößerung des Sprühwinkels reduziert zudem die Auftreffkräfte des Löschmittelstrahls und verhindert so die Ausbreitung eines Brandes bei Schüttgütern.

Weite Schwenkbereiche

Für ein möglichst uneingeschränktes Arbeiten sollten ferngesteuerte Löschmonitore über weite Schwenkbereiche verfügen. Vorzugsweise beträgt der horizontale Schwenkbereich 360° und der vertikale Schwenkbereich liegt zwischen +90º und -90°. Beide Schwenkachsen sollten selbsthemmende Schneckengetriebe besitzen, um ein ungewolltes Verstellen durch externe Einflüsse zu verhindern. Darüber hinaus sind selbsthemmende Schneckengetriebe hilfreich, um ohne zusätzliche Bremsen den ferngesteuerten Löschmonitor an der gewünschten Position stoppen zu lassen.

Korrosionsfestigkeit

Um die für den langjährigen Einsatz der Löschmonitore notwendige Korrosionsfestigkeit zu erreichen, hat sich die Verwendung von Bauteilen aus meerwasserbeständigem Aluminiumguss mit zusätzlichem Oberflächenschutz durch spezielle Harteloxalverfahren bewährt. Bei ausschließlicher Verwendung von Gussteilen für den Bau der Löschmonitore wird die Gefahr von Spannungsrisskorrosion, wie sie bei Schweißteilen gelegentlich zu beobachten ist, vermieden.

Strömungstechnische Optimierung

Der Bau von Löschmonitoren mit Hilfe von Gussteilen erweitert den Gestaltungsspielraum im Entwicklungsprozess erheblich. Die Bauteile können mit Hilfe von CFD-Simulationssoftware strömungstechnisch optimiert werden. Auch bei vergleichsweise kompakten Abmessungen können niedrige Werte für den Druckverlust erreicht werden. Ein niedriger Druckverlust ist ein Indiz dafür, dass die Verwirbelung des Löschwassers auf dem Weg durch den Monitor auf ein Mindestmaß gedrückt wird.

Eine strömungstechnische Optimierung endet jedoch nicht beim Körper eines Löschmonitors, dem sogenannten Drehgestell, sondern setzt sich in der Düse fort. Ein genügend langer Strömungsgleichrichter reduziert die im Drehgestell entstandenen Wirbel wirksam und schafft die Basis für hohe Reichweiten der ebenfalls mit CFD-Simulationssoftware entwickelten Düsen. Auch bei Düsen für ferngesteuerte Monitore gibt es, wie bei manuell betätigten Monitoren bereits seit langer Zeit praktiziert, die Möglichkeit, den Löschmittelstrom zu regulieren. Dies kann ferngesteuert während des Betriebs erfolgen. Die Beaufschlagungsrate kann damit an die Erfordernisse der Brandbekämpfung angepasst werden.

Über den Autor

 

"Wenn es gelingt, die Erfahrungen und Vorgehensweisen aus der praktischen Brandbekämpfung auf automatisierte Löschanlagen zu übertragen, kann das scheinbare Paradoxon 'Weniger Löschmittel bedeutet mehr Brandschutz' in die Realität umgesetzt werden."

Fritz Zimmermann, Leiter der Konstruktionsabteilung bei FireDos

Steuerungen von ferngesteuerten Löschmonitoren

Das Spektrum der für die Steuerung von fernsteuerbaren Monitoren eingesetzten elektrischen Steuerungen reicht von Standalone-Anlagen zur Ansteuerung von einem einzelnen Löschmonitor bis zu Anlagen, bei denen dezentrale Einzelsteuerungen über ein Glasfasernetz mit einer zentralen Steuerung verbunden sind. Je nach Anforderung werden für den Bau der Steuerungen kompakte SPS-Steuerungen oder Systeme, die aus einzelnen, miteinander vernetzten Baugruppen kombiniert sind, verwendet. Bei hohen Anforderungen an die Funktionssicherheit können redundante CPUs oder SPS-Steuerungen, die einer Sicherheitsanforderungsstufe (SIL) entsprechen, verbaut werden.

Automatischer Selbsttest erhöht Anlagenverfügbarkeit

Standard bei aktuellen Steuerungen ist mindestens ein überwachter täglicher automatischer Selbsttest. Dabei wird die Funktionsfähigkeit aller an die fernsteuerbaren Monitore angebauten Antriebe und Sensoren überprüft. Falls bei einem Bauteil ein Fehler detektiert wird, erfolgt eine entsprechende Fehlermeldung an die überwachende Stelle. Damit ist sichergestellt, dass eventuell auftretende Fehler unverzüglich gemeldet und anschließend behoben werden können. Die Verfügbarkeit der automatisierten Löschanlage wird somit gegenüber Anlagen, die in mehr oder weniger langen Intervallen auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden, signifikant gesteigert.

Steuerungen mit HMI erleichtern Inbetriebnahme

Um Inbetriebnahmen zu erleichtern, werden Steuerungen mit HMI (Human-Machine-Interface, im deutschen Sprachraum wird auch die Bezeichnung Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) oder Benutzerschnittstelle verwendet) ausgerüstet. Somit können während der Inbetriebnahme der Anlage alle Grenzwerte, die von den fernsteuerbaren Löschmonitoren nicht überfahren werden dürfen, am Schaltschrank eingestellt werden, ohne vor Ort an den fernsteuerbaren Löschmonitoren selbst Einstellungen vornehmen zu müssen. Bei ausgedehnten Anlagen ist dies ein nicht zu unterschätzender Zeitgewinn bei Inbetriebnahmen und im Servicefall.

Oszilliermodi

Aber nicht nur Grenzwerte und vordefinierte Positionen können über ein HMI (landläufig auch als Display bezeichnet) programmiert werden. Auch der für die jeweilige Anlage am besten geeignete Oszilliermodus kann am HMI ausgewählt und dann für den oder die Löschmonitore jeweils parametriert werden. Üblich sind aktuell vier unterschiedliche Oszilliermodi, die eine Anpassung an die in unterschiedlichen Anlagentypen vorhandenen Anforderungen ermöglichen. Die Gefahrenbereiche in den Anlagen werden dabei in einzelne Zonen aufgeteilt, die im Alarmfall von einem oder auch mehreren Löschmonitoren mit Löschmittel beaufschlagt werden. Folgende vier Oszilliermodi kommen in der Praxis zum Einsatz:

Oszilliermodi eines Löschmonitors

Kopplung mit Branderkennungssystemen

Wenn Steuerungen für fernsteuerbare Löschmonitore mit Branderkennungssystemen (z. B. auf Basis von IR-Kameras) gekoppelt werden, kann auf eine Vorauswahl von einzelnen Zonen verzichtet werden. Der Löschmonitor schwenkt dann auf die Vorgabe eines durch das Branderkennungssystem vorgegeben Bereichs und startet mit dem Löschvorgang direkt am eigentlichen Brandherd. Bei eng begrenzten Entstehungsbränden hat dies zur Folge, dass mit einem Minimum am Löschmittel ein Maximum an Löscherfolg erreicht wird.

Löschmonitor in einer Müllverwertungsanlage, eingebunden in ein Infrarotsystem zur Brandfrüherkennung.
Löschmonitor in einer Müllverwertungsanlage, eingebunden in ein Infrarotsystem zur Brandfrüherkennung.

Zusammenfassung und Ausblick

Die technischen Entwicklungen im Bereich der Antriebstechnik, Sensorik und Steuerungstechnik bieten für die Zukunft viel Potenzial, um Brände in ihrer Anfangsphase zu detektieren und mit Löschmonitoren zielgerichtet und ressourcenschonend zu bekämpfen. Daneben gilt es das ins Auge zu fassen, was Feuerwehren weltweit bei ihren Einsätzen nutzen. Bei praktischen Einsätzen wird der Löschmittelstrom an die Erfordernisse des Brandereignisses angepasst. Die Verfügbarkeit von Düsen, bei denen sich der Löschmittelstrom ferngesteuert regeln lässt, eröffnet die Möglichkeit, diese Vorgehensweise auch auf automatisierte Löschanlagen zu übertragen. Wenn es also gelingt, die Erfahrungen und Vorgehensweisen aus der praktischen Brandbekämpfung auf automatisierte Löschanlagen zu übertragen, kann das scheinbare Paradoxon: Weniger Löschmittel bedeutet mehr Brandschutz, in die Realität umgesetzt werden.

 

  • PLC = SPS, Speicherprogrammierbare Steuerung (Programmable Logic Controller)
  • CFD = Numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics)
  • CPU = Zentrale Steuereinheit (Central Processing Unit)
  • SIL = Sicherheitsanforderungsstufe (Safety Integrity Level)
  • HMI = Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine Interface)
  • IR = Infrarot

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