Löschlehre. Löschmittel. Voraussetzungen der Verbrennung. Löschwirkungen. Löschen durch Abkühlen. Löschen durch Ersticken.

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1 Löschlehre Löschmittel Löschwirkungen Wasser Schaum Pulver Kohlenstoffdioxid (Halon) 1 2 Voraussetzungen der Verbrennung Löschwirkungen Stoffliche Voraussetzungen (chemische Grundlagen) Energetische Voraussetzungen (physikalische Grundlagen) Ersticken Stoffliche Voraussetzungen Brennbarer Stoff Sauerstoff Richtiges Mengenverhältnis Zündtemperatur bzw. Mindestverbrennungstemperatur Katalysator Abkühlen Inhibition Energetische Voraussetzung Energetische Voraussetzung 3 4 Löschen durch Ersticken Löschen durch Abkühlen Erniedrigen der Sauerstoffkonzentration: Drosseln der Zufuhr von brennbarem Stoff: Verdünnen Abmagern Durch Wärmeentzug aus der Verbrennungszone wird die Verbrennungstemperatur gesenkt. Abkühlen läßt sich erreichen durch: - Erwärmen Trennen des brennbaren Stoffes vom Sauerstoff: Trennen - Verdampfen (Änderung des Aggregatzustandes) - Schmelzen - Sublimieren 5 6

2 Löschen durch Inhibition Ersticken Verdünnen des Sauerstoffs Abmagern von brenn. Stoff Kohlenstoffdioxid Kühlen von Flüssigk. unter den Flammp. Unterbrechen der Verbrennungsreaktion durch Inhibitoren. Die Radikale (Katalysatoren der Verbrennung) werden durch den Inhibitor entfernt. Homogene Inhibition (Gleicher Aggregatzustand) Die Katalysatoren der Verbrennung werden durch Radikale des Löschmittels chemisch gebunden. Abkühlen Trennen des brenn. Stoff vom Sauerstoff Erwärmen des Löschmittels Verdampfen des Löschmittels Schaum, ABC-Pulver, Luftabschluß Wasser, Schwer- und Mittelschaum Heterogene Inhibition (Unterschiedlicher Aggregatzustand) Die Radikale der Verbrennung verlieren durch "Wandwirkung" einen Teil ihrer Energie. Es kommt zur Kettenabbruchreaktion durch Rekombination der Radikale. Inhibition Homogene Inhibition Heterogene Inhibition Halone ABC-/BC-Pulver 7 8 Löschmittel Wasser Löschmittel Wasser Anwendung Physikalische Eigenschaften Dichte : 1000 kg/m 3 (4 C, 1013 hpa) Gefrierpunkt : 0 C bei 1013 hpa Siedepunkt : 100 C bei 1013 hpa spez. Wärmekapazität : 4,2 kj/kgk (flüssiges Wasser) : 2,1 kj/kgk (gasförmiges Wasser) Verdampfungswärme : 2257 kj/kg 1 Liter Wasser ergibt ca Liter Wasserdampf 9 Vollstrahl Sprühstrahl Nebelstrahl - große Wurfweite und Wurfhöhe - große mechanische Wirkung - große Eindringtiefe - großer Wasserschaden möglich - große Flächenleistung - gutes Verhältnis Oberfläche/Masse - geringer Sicherheitsabstand in elektrischen Anlagen - großes Aufnahmevermögen von Gasen und Dämpfen - geringer Wasserverbrauch - optimales Verhältnis Oberfläche/Masse - größtes Aufnahmevermögen von Gasen und Dämpfen - kein Wasserschaden - Verbrühungsgefahr 10 Löschmittel Wasser Einschränkungen in verschiedenen Bereichen Brandklasse B Brandklasse C in elektrischen Anlagen bei Staubbränden in Gegenwart von Säuren und Laugen bei ungelöschtem Kalk bei Phosphorbränden bei der Zersetzung von Kunstdüngern bei Koksbränden in geschlossenen Räumen bei quellfähigen und wasseraufsaugenden Stoffen Löschmittel Wasser Metallbrände Schornsteinbrände Kein Wasser Chemische Stoffe, die mit Wasser reagieren 11 12

3 Metallbrände Mit Ausnahme der Edelmetalle sind alle Metalle brennbar. Brandtemperatur: C 2 Reaktionen sind möglich: 1. Direkte Reaktion zwischen dem Wasser und dem brennenden Metall 2. Aufspaltung des Wassers in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff Schornsteinbrände Brandtemperatur: ca C Bei der Verwendung von Wasser als Löschmittel können folgende Gefahren auftreten: 1. Rißbildung und Einsturz durch Überdruck (Wasserdampf) 2. Spannungsrisse (Plötzliches Abkühlen) 3. Verstopfung (Rußkoks entsteht) Einsatzerfolg: Entfernen des Rußes Kontrolliertes Ausbrennen ABC-Pulverlöscher in Ausnahmefällen Chemische Stoffe Chemische Stoffe, die mit Wasser gefährlich reagieren. Calziumcarbid Lithium, Natrium, Kalium Chlorsulfonsäure Acetylen Wasserstoff Salzsäure Schwerschaummittel (eiweißhaltig) Proteinschaummittel (PS) Fluorproteinschaummittel (FPS) Mehrbereichsschaummittel (synthetisch) Mehrbereichsschaummittel (MBS) AFFF (Aqueous Film Forming Foam) Spezialschaummittel SM zur Landebahnbeschäumung Salzwasserbeständig Frostbeständig unter -15 C Durch Zusatzstoffe (z.b. Polysaccharide) können alle gegen Alkohol resistent werden Zumischung (ZM) Unter der Zumischung versteht man den prozentualen Anteil vom am Wasser/gemisch (WSM) in Vol.-%. Bei 3%iger Zumischung: 100 l WSM 97 l Wasser 3 l Verschäumungszahl (VZ) Die VZ ist der Faktor, um den sich das Flüssigkeitsvolumen bei der Verschäumung vergrößert. Schaum = WSM x VZ Einteilung der Schäume Schwerschaum: VZ 4 bis 20 Mittelschaum: VZ 21 bis 200 Leichtschaum: VZ über

4 Wird hervorgerufen durch: Zerstörungsrate (ZR) - Strahlungswärme - Flammenberührung - heiße Behälterwandungen - heiße brennende Flüssigkeiten Wasserhalbzeit (WHZ) ist die Zeit, in der die Hälfte der im Schaum enthaltenen Flüssigkeit ausgetreten ist. Schwer-/Mittelschaum Mehrbereichsschaummittel: min Faustwert für Schwer- und Mittelschaum: ZR = 50% AFFF: mind. 8 min Schwerschaum Mittelschaum Löschwirkung: Trennen und Abkühlen Anwendungsbereiche: Flüssigkeitsbrände der Brandklasse B Auslaufende brennbare Flüssigkeiten Feststoffbrände der Brandklasse A - Koksbrände in geschlossenen Räumen - Reifenbrände Löschwirkung: Trennen und geringes Abkühlen Anwendungsbereiche: Abdecken brennbarer Flüssigkeiten in Tanks und Umgebung Fluten von Räumen Einschäumen sperriger Güter Leichtschaum Löschwirkung: Trennen Anwendungsbereich: Fluten großer, geschlossener Räume - Flugzeughangar von 3000 m 2 Grundfläche Löschmittel Schaum Einsatzgrundsätze - nur anfangen, wenn genügend vorhanden ist - Faustwert für Schwerschaum: 2 l SM/m 2 - erst warten bis Schaum aus dem Rohr tritt, dann auftragen - Schaum nicht in die brennende Flüssigkeit richten, sondern an der Tankwandung hineinfließen lassen - möglichst viele Rohre gleichzeitig einsetzen - keinen Gegendruck am Zumischer über 2 bar erzeugen - Schaum nicht in spannungsführenden Anlagen einsetzen - Schaumverträglichkeit beachten 23 24

5 Löschmittelschaum Einsatzgrenzen Vermischungen von Proteinschaummitteln und Mehrbereichsschaummitteln verringern die Schaumstabilität erheblich. Kombinierter Löschpulver/Schaum-Einsatz führt zu einer erhöhten Zerstörungsrate. Bei sehr großen und lang anhaltenden Bränden ist der bedarf bis zu viermal größer. Bei sehr niedrigen Wasser- und Lufttemperaturen ist eine Schaumherstellung problematisch. Schaum-Löschverfahren Besonderheit: Strahlrohre: Zumischung: Verschäumungszahl: 2 Class-A-Foam Netzmittel-Löschverfahren Strahlrohrerzeugter Schaum jedes Strahlrohr 0,3 Vol.% Anwendung: Brandklasse A Schaum-Löschverfahren CAFS Compressed-Air-Foam-System (Druckluftschaumsystem) Besonderheit: Strahlrohre: Zumischung: Verschäumungszahl: 5-15 Anwendung: Im Schlauch erzeugter Schaum Hohlstrahlrohre oder Strahlrohre mit Rundstrahldüsen 0,3-1,0 Vol.% Brandklasse A und B Schaum-Löschverfahren CAFS Vorteile: - Löschwasserreduzierung - reduzierter Löschwasserschaden - kürzere Löschzeiten - größere Beweglichkeit der Trupps, da Schläuche leichter Nachteile: - Finanzieller Mehraufwand 15% pro Fahrzeug - Schläuche müssen knickfrei ausgelegt werden Löschmittel Pulver ABC-Pulver ABC-Pulver BC-Pulver D-Pulver Anforderungen: ungiftig unschädlich nicht ätzend nicht schmirgelnd rieselfähig lagerfähig wasserabweisend elektrisch nicht leitend Hauptbestandteile: Ammoniumphosphat und Ammoniumsulfat (Düngemittel) Löschwirkung in der Brandklasse A: Bildung einer Glasurschicht, die auch in Oberflächenvertiefungen eindringen kann. Trennen Isolierung gegen Strahlungswärme 29 30

6 BC-Pulver BC-Pulver "SV" Hauptbestandteil: Natriumhydrogencarbonat (Backpulver) Löschwirkung in der Brandklasse B und C: Treffen die energiereichen Radikale der Verbrennung (Katalysatoren) auf die kühle Oberfläche der Pulverteilchen verlieren sie einen Teil ihrer Energie. Es kommt zum Abbruch der Verbrennungsreaktion. (Rekombination der Radikale H* und OH* zu H 2 O) Schaumverträgliche Pulver tragen das Kurzzeichen "SV". SV-Löschpulver wirken weniger schaumzerstörend als normale Löschpulver. Hauptbestandteil: Kaliumhydrogencarbonat oder Kaliumsulfat Heterogene Inhibition D-Pulver Löschmittel Pulver Hauptbestandteil: Natiumchlorid (Kochsalz) Löschwirkung in der Brandklasse D: Das Pulver wird drucklos aufgetragen und bildet eine Schmelze auf dem brennenden Metall. Trennen Ersatzstoffe: Zement, Salz, Sand (trocken) Vorteile: Schlagartige Löschwirkung in den Brandklassen B und C Für Menschen, Tiere und Pflanzen weitgehend ungefährlich Nachteile: Große Schäden durch Verschmutzung Rückzündungsgefahr Sichtbehinderung durch die Pulverwolke Schmelze ist elektrisch leitfähig Eigenschaften - farb- und geruchloses, nicht brennbares Gas - schwerer als Luft - Atemgift der Gruppe 3 - Produkt der vollständigen Verbrennung - Sublimationstemperatur: -78,48 C - Kritische Temperatur: 31,04 C - 1 kg verflüssigtes CO 2 ergibt 550 l CO 2 -Gas - Füllfaktor = 0,75 kg/l Löschwirkung: Ersticken durch Verdünnen des Sauerstoffs Um den Sauerstoffgehalt der Luft von 21 Vol.-% unter 15 Vol.-% zu reduzieren, ist eine CO 2 -Konzentration von mindestens 30 Vol.-% erforderlich. Einsatzbereiche: - Laboratorien - elektrische Anlagen - Nahrungsmittelbereiche - Lackierstraßen - Härtebäder 35 36

7 Phasenanteile bei einem Füllgrad von 0,75 kg/l Kritische Temperatur Ein Gas läßt sich nur unterhalb seiner kritischen Temperatur verflüssigen. Am kritischen Punkt haben flüssiger und gasförmiger Zustand die gleiche Dichte. -20 C 0 C 10 C 22 C 31 C Zustandsdiagramm des CO2 P/T-diagramm des CO Vorteile: rückstandsfrei elektrisch nicht leitend weder ätzend noch korrosiv Nachteile: bei Glutbränden wirkungslos im Freien fast immer wirkungslos Atemgift Rückzündungsgefahr Löschwirkung sinkt mit zunehmender Entfernung bei hohen Temperaturen sind chemische Reaktionen möglich CO 2 -Gasstrahl kann brennende Flüssigkeit herausschleudern 41 Löschmittel Inergen Löschwirkung: Ersticken durch Verdünnen des Sauerstoffs Zusammensetzung: Stickstoff 52 Vol.-% Argon 40 Vol.-% CO 2 8 Vol.-% Vorteile: - ca. 4 Vol.-% CO 2 - geringe Abkühlung bei Austritt 42

8 Löschmittel Halon Löschmittel Halon Halogenated hydrocarbon = halogenierter Kohlenwasserstoff Löschwirkung: Homogene Inhibition Die Katalysatoren der Verbrennung werden durch Radikale des Löschmittels chemisch gebunden. Beispiele: Halon 1211 = Bromchlordifluormethan Halon 1301 = Bromtrifluormethan FM 200 = Heptafluorpropan FCKW-Halon-Verbots-Verordnung seit Halone zerstören die Ozonschicht. Befristete Ausnahmen in der Verwendung: - Panzer -Luftfahrt - Rennwagen - Polizei Löschmittel Halon Vorteile: - schlagartige Löschwirkung in den Brandklassen B und C - geringe Löschmittelkonzentration von 5-6 Vol.-% - keine bzw. kurze Vorwarnzeit bei stationären Anlagen Nachteile: - nicht bei Lebensmitteln anwendbar - bei starken Glutbränden besonders große Bildung von toxischen Zersetzungsprodukten und Säuren - heftige Reaktion bei Metallbränden - zerstört die Ozonschicht 45