DE2627055A1

DE2627055A1 - Verfahren und vorrichtung zur loeschung von braenden in hochhaeusern

Info

Publication number: DE2627055A1
Application number: DE19762627055
Authority: DE
Inventors: Kodo Dr Med Monma
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2314737A1; JPS521997A; GB1547642A; US4091874A

Description

PATENTANWALT DR.GERHARD SCHAEFER DI PLOM PH YSIKER

8023 München-Pullach Seitnerstraße 13 Telefon 7 930901

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Kodo MONMA

No. 2-27-1, Higashitamagawa Setagaya-ku Tokyo / Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Löschung von Bränden In Hochhäusern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen Löschung von Bränden in Hochhäusern.

Für den Fall, daß in einem Hochhaus oder Wolkenkratzer ein Brand ausbricht, sind verschiedene Gesetze und Bestimmungen zum Schutz der Bewohner und zur Löschung von Bränden erlassen worden. Sie sollen Leben retten und Schäden verhindern. Dabei soll außerdem verhindert werden, daß sich das Feuer in den Stockwerken über dem Stockwerk, in dem der Brand ausgebrochen ist, ausbreitet, außerdem müssen Maßnahmen gegen Rauch und Flammen sowie Fluchtwege vorgesehen sein. In denjenigen Stock-

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werken eines Hochhauses, die höher als j50 m über dem Grund liegen, müssen entsprechend den Bestimmungen Wassersprinkler vorgesehen sein, um ein Feuer in diesen Stockwerken eines Hochhauses zu verhindern. Es sind jedoch bisher keine wirksamen Maßnahmen vorgeschlagen worden, um das Ausbreiten von Feuer in Hochhäusern, insbesondere Wolkenkratzern zu verhindern.

Das Problem einer sofortigen Feuerlöschung in einem Hochhaus ist aus dem Grunde sehr ernst geworden, da die Anzahl der Stockwerke in Hochhäusern auf Vielfache von Zehn gewachsen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur sofortigen Löschung von Bränden vorzusehen, die in einem Hochhaus auftreten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein in Hochhäusern vorgesehener Brandbekämpfungsbereich nach Flucht der Bewohner aus diesem Bereich sofort vollständig abgedichtet wird, daß danach die Flammen, der Rauch und die Luft aus diesem Bereich abgesaugt und daß ein Feuerlöschmittel in diesen eingebracht wird.

Gemäß einem charakteristischen Merkmal der Erfindung kann das Feuerlöschmittel flüssiges Inertgas, wie flüssiger Stickstoff oder Schaum oder eine schäumbare Flüssigkeit sein. Im Falle, daß flüssiger Stickstoff als Feuerlöschmittel verwendet

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wird, wird der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre im Feuerbekämpfungsbereich sofort erheblich verringert, um das Brennen zu verhindern, während außerdem die Temperatur in diesem Bereich sofort unter die Entzündungstemperatur der brennbaren Materialien gesenkt wird. Wenn nach dem Löschen des Feuers die Atmosphäre in diesem Bereich durch frische Luft ersetzt wird, sind keine schädlichen Wirkungen auf die in diesem Be reich vorhandenen Gegenstände vorhanden, wie sie auftreten können, wenn Sprinkler verwendet werden. Dies beruht darauf, daß verflüssigter Stickstoff nach seiner Verdampfung keine Verunreinigungen auf Gegenständen zurückläßt.

Erfindungsgemäß geschieht das Absaugen der Flamme, des Rauchs oder der Luft au» dem brennenden Bereich von einer, vorzugsweise von einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten tief liegenden Stellen aus, während das Zuführen des Feuerlöschmittels von einer, vorzugsweise einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten höheren Stellen aus. Hierdurch wird als Folge des Ansaugens der Flamme, des Rauchs und der Luft eine einheitliche und wirksame* Verteilung des Feuerlöschmittels in dem brennenden Bereich sichergestellt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine allgemeine Uberwachungs- bzw. Steuertafel in einer zentralen Steuerstation des Hochhauses, an die die Nachweievorrichtung für die Anzeige des Auftretens eines Feuers in jedem der Feuerbekämpfungsbereiche angeschlossen ist.

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Wenn die Anzeigetafel ein Signal von den Nachweisvorrichtungen erhalten hat, gibt sie automatisch verschiedene Befehle in vorbestimmter Zeitfolge ab, so an Verschlußvorrichtungen für die jeweiligen Feuerbekämpfungsbereiche, in denen das Feuer ausgebrochen ist, an die dortigen Absaug- und Einspritzvorrichtungen, um diese zu betätigen. Dies ermöglicht eine zentralisierte automatische Steuerung der Feuerbekämpfungsmaßnahmen .

Voncfer Steuertafel wird eine Warnung nur an das Stockwerk gegeben, in dem sich der Bereich befindet, in dem das Feuer ausgebrochen ist, um eine Panik der Bewohner anderer Stockwerke zu vermeiden, die auftreten kann als Folge eines vollständigen Durcheinanders der Bewohner, wenn alle Bewohner des Hochhauses eine Warnung erhalten zu dem Zeitpunkt, in dem Feuer in einem beschränkten Bereich aufgetreten ist.

In der Zeichnung sind AusfUhrungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

£8 zeigen:

Figur 1 die schematische Ansicht einer Anordnung einer Feuerbekämpfungszone in einem Warnabschnitt oder

einer Zone eines Hochhauses,

Figur 2 eine schematische Ansicht eines Warnbereichs in jedem Stockwerk des Hochhauses,

Figur 3 einen Sohaltplan eines Systems zur sofortigen Feuerlöschung,

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Figur 4 A ein Blockschaltbild eines Teils der Vorgänge des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 4 B ein Blockschaltbild des restlichen Teils der Vorgänge des Verfahrens.

Erfindungsgemäß ist jedes Stockwerk des Hochhauses, in dem die Erfindung angewandt wird, bereits bei der Planung des Hochhauses in Feuerverhinderungsbereiche oder Zonen unterteilt, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, um einen besonders wirksamen Feuerlöschungseffekt zu erhalten.

Wie in Figur 1 dargestellt, sind die Naohweiszonen, die Mittel zur Anzeige des Auftretens von Feuer aufweisen, in jeder Warnzone angeordnet.

Feuerbekämpfungsbereiche, die jeweils den Naohweiszonen entsprechen, werden durch VersohlußvorrIchtungen oder Feuertüren gebildet, wie dies in Figur 1 dargestellt ist.

In einer zentralen Steuerstation des Hochhauses ist eine allgemeine Steuertafel angeordnet, um automatisch und aufeinanderfolgend die Flucht der Bewohner und die sofortige Feuerbekämpfung durch das Programm eines an die Steuertafel angeschlossenen Computers durchzuführen, wie dies später beschrieben ist. Dies ermöglicht die Zentralisierung der automatischen Steuerung der Feuerbekämpfung.

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Erfindungsgemäß muß die Flucht der Bewohner aus der Feuerbekämpfungszone abgeschlossen sein, bevor ein Übergreifen des Feuers auftritt. Hierzu ist die Zeit für die Beendigung der Flucht der Bewohner, nachdem das Feuer durch die Nachweisgeräte angezeigt wurde,auf beispielsweise JQ see festgesetzt. Die Anordnung der Feuerbekämpfungsbereiche ist so festgelegt, daß die Bewohner aus dem Bereich innerhalb von 30 see fliehen können. So wird das Übergreifen auf anschließende Bereiche verhindert, bis alle Bewohner aus dem Bereich, in dem das Feuer ausgebrochen ist, entkommen sind. Giftige Gase und die Flammen des Feuers werden vom Eintreten in benachbarte Bereiche durch Versohlußvorrichtungen, beispielsweise Feuertüren, abgehalten, die im wesentlichen den brennenden Bereich abschließen und die durch die allgemeinen überwachungs- und Steuertafel betätigt werden, wobei vermieden wird, daß die Bewohner Schäden erleiden.

Absaugvorrichtungen oder ein glockenförmig aufgeweiterter Absaugschacht, vorzugsweise eine Vielzahl von Absaugschäohten, sind in Abstand voneinander im Boden jedes Feuerbekämpfungsbereichs angeordnet, um schnell die Atmosphäre aus der Feuerzone zu saugen. Die Absaugvorrichtungen können über Absaugkanäle mit einer Saugpumpe großer Kapazität verbunden sein, die in dem unteren Teil des Gebäudes angeordnet ist, und können duroh elektromagnetische Ventile von der Überwaohungstafel aus betätigt werden, so daß die giftigen Gase über ein Neutralieationsreservoir für giftige Gase sohneil aus dem Bereich abgesaugt werden.

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In der Decke Jedes der Feuerbekämpfungsbereiche sind Einspritzvorrichtungen oder eine Einspritzdüse, vorzugsweise eine Vielzahl von Einspritzdüsen im Abstand voneinander angeordnet. Sie sind durch Zuführungsieitungen und, falls erforderlich, durch Förderpumpen, die durch die Steuertafel gesteuert sind, mit einem Reservoir für das Feuerbekämpfungsmittel, beispielsweise fUr den flüssigen Stickstoff, den Schaum oder das schäumbare Feuerlöschmittel verbunden, das beispielsweise auf dem Dach des Gebäudes angeordnet ist. Durch Betätigung der mit den Düsen ver bundenen elektromagnetischen Ventile wird das Feuerlöschmittel in zerstäubtem Zustand in den Bereich, in dem das Feuer ausgebrochen ist, eingesprüht.

Außerdem ist ein Warnsystem vorgesehen, das nach der Feststel lung eines Feuers durch die Anzeige-oder Nachweismittel durch die Steuertafel betätigt wird, und das eine Warnung nur an die Bewohner des Stockwerks gibt, in dem sich der Bereich befindet, in dem das Feuer ausgebrochen 1st, so daß die Bewohner innerhalb von 30 see sofort aus dem Stockwerk in ein anderes entkommen können, wie dies vorstehend bereite ausgeführt worden 1st. Danach werden die Verschlußvorrichtungen betätigt, um den Bereich durch die Steuerung von der Steuertafel beispielsweise 3 see, naohden die Flucht der Bewohner abgeschlossen ist, dicht zu schließen. Daraufhin werden die Absaugvorrichtungen sowie die Düsen durch elektromagnetische Ventile betätigt, die neon Empfang des Signals der Naohwelsvorriohtungen alle von der Steuertafel gesteuert werden.

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Wenn flüssiger Stickstoff verwendet wird, verringert sich die Temperatur in dem Bereich sehr schnell und wird durch die latente Wärme der Verdampfung des flüssigen Stickstoffs geringer als der Entzündungspunkt der brennbaren Materialien, während die Atmosphäre außerordentlich arm an Sauerstoff wird. Hierdurch wird das Feuer in diesem Bereich sofort gelöscht. Wenn nach dem Löschen des Feuers die Atmosphäre aus diesem Bereich entfernt wird, bleibt kein Schaden an den dort vorhandenen Gegenständen, da keine schädliche Wirkung vom Stickstoff auf diese Gegenstände ausgeübt worden ist.

Das Absaugen der Flamme, des Rauchs und der Luft durch die Absaugvorrichtungen aus dem unteren Teil der Bereichs dient dazu, die wirksame und gleichmäßige Verteilung des zerstäubten Feuer löschmittels, das durch die Düsen eingeblasen wird, zu verstärken,

Wenn schäumbare Feuerlöschmittel verwendet werden, werden die brennbaren Gegenstände des Bereichs mit einem nicht brennbaren überzug überzogen, der verhindert, daß diese zünden. Hierdurch wird das Feuer gelöscht.

Sowohl flüssiger Stickstoff als auch schäumbare Feuerlöschflüssigkeit können miteinander verwendet werden.

Nach dem vollständigen Löschen des Feuers wird die Atmoephäre im Brandbereich durch die Absaugmittel abgesaugt, und es wird frieche Luft eingeführt, um die normalen atmosphärischen Bedingungen wieder herzustellen.

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Da die Warnung lediglich in dem Stockwerk erfolgt, in dem das Feuer ausgebrochen ist, wird eine Panik der Bewohner anderer Stockwerke verhindert.

Jede der Absaugleitungen kann mit einer Kühleinrichtung versehen sein, um die Überhitzung dieser Leitungen zu verhindern.

Zusätzlich zu der automatischen allgemeinen Überwachungstafel können beispielsweise für jeweils drei Stockwerke manuell betätigbare Überwachungstafeln vorgesehen sein, so daß eine Wache manuell die überwachungstafel betätigen kann, wenn sie das Auftreten von Feuer feststellt, und sie kann wirkungsvoll einen Brand verhindern.

Figur 2 zeigt ein Beispiel einer Anordnung der Warnzone der Figur 1. Um sicherzustellen, daß die Flucht der Bewohner aus dem Bereich innerhalb von 30 see durchgeführt ist, und um ein dichtes Schließen des Bereichs, in dem das Feuer ausgebrochen ist, zu erreichen, wird die Größe jeder Warnzone, wie in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, festgelegt.

Figur 3 zeigt die beispielsweise Anordnung eines Schnell-Löschsystems nach der Erfindung. Der durch die gestrichelte Linie eingegrenzte Bereich zeigt den konzentrierten Brandbekämpfungsbereich jedes Stockwerks des Gebäudes. Die Einspritzventile 1 und die Nachweisvorrichtungeh 2 sind im oberen Teil, d.h., in der Decke des Bereichs vorgesehen, während die glockenförmigen Absaugkanäle 3 im Fußboden des Bereichs angeordnet sind,

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Die Verschlußvorrichtungen, d.h., die Feuerwände oder Feuertüren 4 sind in jedem Bereich vorgesehen.

Ferner sind Sicherheitslampen 5, Hinweislampen (inducing lamps) ό für die Bewohner vorgesehen. Außerdem sind Fernsehgeräte 7 vorhanden, um die Bedingungen der Flucht der Bewohner von der Kontrollstation aus zu verfolgen.

Wie bereits beschrieben, wird das Signal von den Nachweisvorrichtungen 2 zur allgemeinen Überwachungsstation 8 gegeben, wobei das Signal den Computer 9 in der Station 8 veranlaßt, die programmierten aufeinanderfolgenden Feuerbekämpfungs-Vorgänge zu bewirken, indem die allgemeine Überwachungstafel 10 die aufeinanderfolgenden Vorgänge der verschiedenen Vorrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, nach der Sicherstellung der Flucht der Bewohner innerhalb von J50 see nach dem Auftreten des Feuers in einer bestimmten Zeitfolge betätigt.

Mit anderen Worten, die Verschlußvorrichtungen oder Feuertüren 4 werden 3 see nach der vorgenannten eingestellten Zeit von 30 see geschlossen. Darauf folgend wird das elektrische Ventil 11 für den Absaugkanal 12 geöffnet, um die Flammen, den Rauch und die Luft aus dem Feuerbereich durch die Wirkung der Säugpumpe 14 über die glockenförmigen Absaugschächte 3 durch den Absaugkanal 12, den Staubkollektor 13 und das Giftgas-Neutralisations-Reservoir zu saugen und in die Atmosphäre zu entlassen. Ein elektrisches Hauptventil 17 für die Saugkanäle 12 ist nahe einer Kühlkammer angebracht und eine Kana!kühlvorrichtung 18 ist nahe dem Staub-

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kollektor I^ im Hauptsaugkanal vorgesehen. Der Raum 19* der den Staubkollektor Ij5> die Saugpumpe 14 und den Neutralisationsbehälter 15 für giftige Gase enthält, ist mit einem Notstromgenerator 20 für die Versorgung mit elektrischer Energie im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung versehen.

Das Ventil oder die Versorgungspumpe 22 für die Zuführung des Feuerlöschmittels durch Kanal 21 werden ebenfalls durch die Uberwachungstafel 10 unter Steuerung durch den Computer 9 betätigt, so daß das Feuerlöschmittel aus dem Reservoir 23 oder ihrer Erzeugungseinrichtung durch den Kanal 21 zu den Düsen 1 geführt wird.

Von Hand zu betätigende Steuertafeln 24, die beispielsweise in jeweils drei Stockwerken vorgesehen sind, sind parallel zur Steuertafel 10 geschaltet. Sie ermöglichen eine manuelle Steuerung durch die Wache des Gebäudes.

Die allgemeine zentrale Station 8 ist mit der Feuerwache oder Feueretation 25 verbunden, was ermöglicht, die benötigten Informationen gleichzeitig zu übermitteln.

Die Schaltungen für die Verbindung der verschiedenen Vorrichtungen an die Steuertafel 10 sind aus feuerbeständigem Material.

In Jedem Bereich ist ein Sicherheits-Oasprobennehmer 26 vorgesehen, um naohdem das Feuer gelöscht ist, die Sioherheit in dem Bereich sicherzustellen.

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Die Fenster sind stationär angeordnet, und es ist Gebäude-Klimatisierung vorgesehen. Da das Glas relativ schwach gegen mechanische Beanspruchung und Hitze ist und beim Bruch von Fenstern eine große Menge von äußerer Luft in den brennenden Bereich strömt, was ein Überschlagen des Feuers mit sich bringen kann, sind geeignete Glasschutzmittel 27 in jedem der Fenster vorgesehen.

Diese Glasschutzmittel 27 können ein Vorhang aus inertem Gas wie Stickstoff sein.

Wie vorbeschrieben, sieht die Erfindung eine zentralisierte vollautomatische Steuerung vor, die wirksam ist für die Feuerbekämpfung in einem Hochhaus. Im Falle die automatische Steuerung ausfällt, ist eine mechanische Steuertafel vorgesehen, die dazu dient, eine Brandbekämpfung zu ermöglichen..

Die Figuren 4A und 4B zeigen die Ablaufdiagramme des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Besonders durch die Verwendung flüssigen Stickstoffs, der in großen Mengen und zu niederen Kosten erhältlich ist, und der keine Schädigung von Menschen und Gegenständen, hingegen einen ausgezeichneten Feuerbekämpfungseffekt ergibt, ist die Erfindung sehr wirkungsvoll bei der Bekämpfung von Bränden in Hochhäusern.

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Claims

Pa tentansprüche

J 1.)Verfahren zur schnellen Löschung von Bränden in Hochhäusern, dadurch gekennzeichnet, daß ein in diesen vorgesehener Brandbekämpfungsbereich nach der Flucht der Bewohner aus diesem Bereich sofort vollständig abgedichtet wird, daß danach die Flammen, der Rauch und die Luft aus diesem Bereich abgesaugt, und daß ein Feuerlöschmittel in diesen Bereich eingebracht wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerlöschmittel ein verflüssigtes Inertgas, vorzugsweise flüssiger Stickstoff ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerlöschmittel ein Schaum oder schäumbare Feuerlöschflüssigkeit ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß giftige Gase vollständig abgesaugt werden und nach Löschung des Feuers die Atmosphäre in diesem Bereich durch Zufuhr von Frischluft wieder hergestellt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen der Flamme, des Rauchs oder der Luft an mindestens einer tiefliegenden Stelle im Feuerlöschbereich und das Einspritzen des Feuerlöschmittels von mindestens einer höher gelegenen Stelle aus erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen der Flammen, des Rauchs oder der Luft von einer Vielzahl von tiefliegenden und im Abstand voneinander angeordneten Stellen aus erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzen des Feuerlöschmittels von einer Vielzahl von höherliegenden und im Abstand voneinander angeordneten Stellen aus erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auftreten von Feuer in einem Feuerbekämpfungsbereich lediglich in diesem Bereich ein Warnsignal gegeben wird, und daß nach der Flucht der dortigen Bewohner das Schließen des Bereichs, das Absaugen der Flamme, des Rauchs und der Luft und das Einbringen des Feuerlöschmittel automatisch erfolgt.
9. Vorrichtung zur Löschung von Bränden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Verschlußvorrichtungen vorgesehen sind, die den Feuerbekämpfungsbereich dicht abschließen, daß in jedem dieser Bereiche Absaugvorrichtungen für die

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Flamme, den Rauch und die Luft sowie Einsprühvorrichtungen für das Einsprühen eines Löschmittels und ein Reservoir für dieses Löschmittel vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung aus mindestens einem glockenförmigen Absaugschacht besteht, der im Boden Jedes Feuerbekämpfungsbereichs angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die EinsprUhvorrichtung mindestens eine Düse umfaßt, die an einer höher gelegenen Stelle des Feuerbekämpfungsbereichs angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Feuerbekämpfungsbereich Nachweisvorrichtungen für das Auftreten von Feuer angeordnet sind, sowie von diesen betätigte Warneinrichtungen, die lediglich eine Warnung in diesem Bereich geben, ferner durch die Nachweisvorrichtungen betätigte Steuervorrichtungen für die automatische Betätigung der Verschlußvorrichtungen eine vorbestimmte Zeit nachdem das Feuer festgestellt worden ist, und die automatische Betätigung der EinsprUhvorrichtung.

1?. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Belüftungsvorrichtung für die Zufuhr von Frischluft nach dem Löschen des Brandes in den Bereich vorgesehen ist.

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l4. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die allgemeine Steuerungstafel einen Computer in einer zentralen Steuerstation des Hochhauses aufweist, wobei die Steuervorrichtung in der allgemeinen Kontroll- und Steuertafel vorgesehen ist, während die Nachweisvorrichtung, die Warnvorrichtung, die Absaugvorrichtung, die Einspritzvorrichtung und die Belüftungsvorrichtung mit dem Computer verbunden sind zur zentralen Steuerung der Feuerbekämpfung von der allgemeinen Steuerungstafel aus.

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