Übersicht
Ziel
Aufbau
Pläne
Beteiligte Personen und Arbeitspakete
Ernst , Alfred
Lüftung
Filter
Lüfter
Luftabschluss
Stromversorgung
Netzteile
Verkabelung
Erde und Sicherungen
Mechanik
Böden und Schienen
Vibrationen und Dämpfung
Filamentaufhängung und Förderung
Drucker
Drucker1
Drucker2
Interfaces
SD Karten
Printserver
Sicherheit
Fernüberwachung
Rauch und Brandmelder
Alarm melden
Steuerung
Die Umsetzung des Brandmelde-, Alarm- und Feuerlöschsystems erfordert hoch zuverlässige Technik. Als Steuerung ist eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zu empfehlen. Kleine Einheiten sind mitterweile für rund 100€ zu bekommen. Eine Anbindung an eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ist zwingend erforderlich. Für das Feuerlöschsystem wäre zusätzlich ein durch offene Flammen getriggertes, rein mechanisches Ventil erforderlich, um die Ausfallsicherheit zu gewährleisten.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung
Automatisches Feuerlöschsystem
Vorteile und Nachteile von fertigen Systemen gegenüber Selbstbau
Automatische Feuerlöschsysteme sind kommerziell verfügbar. CO2 Löschsysteme sind Aufgrund der durch Pulverlöschsysteme entstehenden Verschmutzung aller Maschinen im Brandfall oder dem eines Fehlalarms vorzuziehen. Solche Systeme arbeiten üblicherweise mit einer unter Druck stehenden Löschleitung, die durch Hitze perforiert wird und Löschgas freisetzt. Die Kosten für drei Racks mit je 2m³ beliefen sich nach erster Rechereche vermutlich zwischen 1500-2000€.
Ein klarer Vorteil wäre die Zertifizierung, die sich im Versicherungsfall positiv auswirken würde. Ein weiterer Vorteil ist das rein mechanische Prinzip, was allgemein als ausfallsicher gilt.
Der Nachteil liegt beim Preis, der relativen späten Auslösung (offene Flammen sind erforderlich) und der relativ begrenzten Gasmenge, was eine schlechtere Eindämmung von Schwelbränden bedeutet. Auch ist is nicht möglich, einen Löschtest durchzuführen, ohne alle Löschmittel zum Neupreis zu ersetzen. Allgemein müsste geprüft werden, ob das System korrekt verlegt wurde oder für das Szenario überhaupt geeignet ist. Dies erfordert einen Einbau von einer entsprechend zertifiziertem Fachfirma, was mit weiteren Kosten verbunden, aber fürRechtssicherheit gegenüber der Versicherung erforderlich sein dürfte.
Selbstbausysteme können durch eine Vielzahl von Sensoren getriggert werden und könnten damit schon bei Rauchentwicklung oder kleineren Temperaturdifferenzen auslösen, was kleinere Schäden bedeuten würde. Allgemein wäre mit geringeren Kosten zu rechen, die sich nach erster Recherche vermutlich auf < 500€ belaufen würden. Zudem könnte eine größere Gasmenge über einen größeren Zeitraum im Rack gehalten werden. Fehlalarme wären kostengünstiger als bei einem gekaufen System. Der große Nachteil eines Selbstbaus liegt in der nicht vorhandenen Zertifizierung und der dementsprechend fragwürdigen Anerkennung durch die Versicherung. Des weiteren muss das Knowhow erst aufgebaut werden und es besteht die Notwendigkeit von Löschtests, um die Funktionalität des Systems zu gewährleisten. Eine Kombination aus elektronischen und Sensoren und einem rein mechanischen Temperatursicherung eines Gasventils könnte die Ausfallsicherheit stark erhöhen. Ob es damit die Ausfallsicherheit eines kommerziellen Systems erlangt ist nicht beweisbar.
Ideal wäre vermutlich eine Kombination beider Systeme, wobei die kommerziellen Automatiklöscher das Problem der Zertifizierung und geprüften Zuverlässigkeit abdecken, während ein Selbstbau größeres Gasvolumen und frühzeitige Brandbekämpfung durch elektronische Sensoren und damit geringeren Schaden beisteuern könnte. Im Idealfall würden die teuren Einmal-Löschmittel nicht benötigt, da bereits ein im Entstehen begriffener Brand erstickt würde.
TODO: Input durch Fachleute der Feuerwehr etc einholen, Quellen, Selbstbau design draft zur Kostenabschätzung, Eintscheidung durch Verantwortliche
Grundprinzipien Selbstbau-System
Als Löschmittel gibt es verschiedene Optionen, wobei die machbaren sich auf Pulver, Wasserfeinnebel und Inertgas eingrenzen lassen. Aus naheliegenden Gründen wäre ein Inertgas für diese Anwendung gut geeignet. Es ist sicher in Gegenwart von Elektroanlagen, kann leicht gelagert, verteilt und rückstandsfrei entfernt werden, beschädigt also die Maschinen nicht. Test oder Fehlalarm ist mit minimalen Kosten verbunden. Zum Löschen mit Inertgas muss der Sauerstoffgehalt der Luft im Rack von normal etwa 21% auf höchstens 15% gesenkt werden, um offene Flammen zu ersticken. Dies entspricht etwa der Konzentration auf 2000m Höhe und ist damit für Menschen ungefährlich, selbst wenn sich aus nicht nachvollziehbaren Gründen jemand im Drucker-Rack aufhalten würden wenn Löschgas austritt. Der kritische Luftsauerstoffgehalt für Menschen liegt bei etwa 13%.
Löschvorgang mit Inertgas
In der Praxis würde Löschen mit Inertgas bedeuten, mindestens 1/3 des Luftvolumens im Rack durch ein Inertgas zu verdrängen um unter die geforderten 15% Luftsauerstoff zu kommen. Zum Löschen von Schwelbränden müsste man für längere Zeit (bis zu mehreren Tagen) unter 2% Luftsauerstoff kommen, was bei uns sehr schwierig zu bewerkstellen wäre. So etwas ist im Normalfall allerdings nur bei Silos etc notwendig, wo ein genaues Auffinden des Brandherdes nach Alarm schwierig bis unmöglich ist. In unserem Fall würden die entsprechenden Verantwortlichen bei Freisetzen von Löschgas alarmiert und der Brandherd dürfte sich schnell auf ein Netzteil oder Hotend eingrenzen lassen, so dass verbleibende Schwelbrände bekämpft werden können. Ein Absenken auf ein Niveau, das offene Flammen erstickt reicht für unser Szenario daher aus.
Stickstoff vs Kohlendioxid
In Diskussion ergab sich, dass sich als Inertgas nur Stickstoff und Kohlendioxid eignen. Alle anderen Löschgase fallen wegen Gefährdung oder hohen Kosten (zb Argon) aus dem Raster. Stickstoff ist billig, für Menschen harmlos und einfach in großen Mengen zu bekommen ist, zb im Schweiss-Bedarf. Stickstoff ist leichter anzuwenden als Kohlendioxid, da er grundsätzlich bei 1 bar nicht toxisch ist und beim Verteilen keine Nebel/Schneebildung zeigt.
Volumen
Eine handelsübliche 10L Flasche Stickstoff, wie sie zum Schweißen verwendet wird kommt durch einen Druck von 300bar ungefähr auf 3 Kubikmeter Stickstoff. Pro Rack sind etwa 2 m³ Luft vorhanden, wenn ich mich recht entsinne sind es 3 Racks, also 6 m³. Es würde also schon eine Flasche mehr als reichen. Sobald das Gas freigesetzt ist muss die Belüftung der Racks verschlossen werden, um den Austausch mit Rumluft zu verhindern.
Technik
Druckflaschen, Drucksensoren, Anschlüsse, Druckminderer und Schläuche sind Standardkomponenten und im Fachhandeln direkt zu beziehen. Sauerstoffsensoren gibt es mit vielfältigen Interfaces mittlerweile für 20-40€ im Elektronikhandel. Anbindung an SPS zur Steuerung. Abriegelbare Rackbelüftung könnte eigenes Design erfordern.
Mögliche Probleme
Der maximale Geschwindigkeit der Gaseinleitung muss berechnet und experimentell verifiziert werden. Bei zu schnellem Gasaustritt besteht die Gefahr dass Druckminderer oder Ventile vereisen.
Abdichtung der Racks kann problematisch sein, speziell das Abriegeln der Lüftung. Nachweis sollte mit unabhängigem Druckmesser und Sauerstoffmesser erfolgen, nicht allein mit verbauten Sensoren.
Ausfallsicherheit muss durch zusätzlichen rein mechanischen Trigger geährleistet sein.