Löschmittel und Löschmethoden

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1 Freiwillige Feuerwehr Rosenheim Löschmittel und Löschmethoden Mario Zimmermann Stadt Rosenheim Sachgebiet III/323 Brand- und Katastrophenschutz, ILS

2 Löschmethoden und Löschmittel Ziel Die grundsätzlichen Möglichkeiten zum Löschen von Bränden Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten von Löschmitteln

3 Definition Löschmittel Löschmittel sind Stoffe, die bei fachgerechter Anwendung (Löschverfahren) geeignet sind, einen Verbrennungsvorgang zu unterbrechen bzw. zu verlangsamen (Löschen).

4 Verbrennung? Verbrennung ist eine chemische Reaktion zwischen brennbaren Stoff und Sauerstoff Beim Löschen muss dieser chemische Vorgang unterbrochen werden

5 4 Voraussetzungen für eine Verbrennung Brennbarer Stoff Richtiges Mengenverhältnis Zündtemperatur Sauerstoff 5

6 Verbrennung? Von den vier Vorbedingungen der Verbrennung sind 2 stofflicher Art Brennbarer Stoff Sauerstoff und 2 sind Zustandsbedingungen Zündtemperatur Mengenverhältnis Die beiden Zustands-Bedingungen sind am leichtesten zu stören, durch Anwendung geeigneter Löschmittel Dies führt zu zwei (drei) grundsätzlichen Löschverfahren

7 Zwei bzw. drei grundsätzliche Löschverfahren Ersticken Stören des richtigen Mengenverhältnisses zwischen brennbaren Stoff und Sauerstoff Abkühlen Abkühlen des brennbaren Stoffes unter seine Mindestverbrennungstemperatur Antikatalytischer Effekt Reaktionshemmende Wirkung gewisser chemischer Stoffe

8 Löschen durch Ersticken Gesetz der konstanten Proportionen (stöchiometrisches Verhältnis / Gleichgewicht) Störung des Verhältnisses zwischen dem brennbaren Stoff und der zur Verbrennung notwendigen Sauerstoff Verdünnen (Verminderung des Sauerstoffes mit CO 2 ) Abmagern (brennbare Flüssigkeit unter Flammpunkt abkühlen, keine brennbaren Dämpfe mehr) Trennen (Verhinderung des weiteren Zutritts von Sauerstoff oder brennbarer Stoff)

9 Löschen durch Abkühlen Das Löschmittel nimmt Wärmeenergie aus der Verbrennungszone auf und bindet diese. Van`t Hoffsche Regel? bei einer Temperaturerhöhung von je 10 C erhöht sich die Oxidationsgeschwindigkeit um das 2- bis 3- fache

10 Lichterscheinung Flamme oder Glut Was ist eine Flamme? Flamme ist der Bereich brennender Gase oder Dämpfe (sozusagen ein brennender Gas- Dampfstrom), von dem sichtbare Strahlung ausgeht.

11 Lichterscheinung Flamme oder Glut Was ist eine Glut? Glut ist ein erwärmter fester oder flüssiger Stoff mit sichtbarer Wärmestrahlung.

12 Lichterscheinung Flamme und Glut Merke: Flamme ersticken Glut abkühlen

13 Antikatalytische Löschwirkung - Inhibition Bei der antikatalytischen Löschwirkung werden dem Verbrennungsvorgang Stoffe zugeführt, die selbst an dem Verbrennungsvorgang nicht teilnehmen. Diese Stoffe nehmen dem Verbrennungsvorgang durch sogenannte Wandwirkungen die Energie zum Weiterbrennen. Man unterscheidet grundsätzlich nach homogenen (gleichförmigen) Inhibitoren und heterogenen (andersförmigen) Inhibitoren. Inhibation = Hemmende, unterdrückende Wirkung

14 Homogene Inhibition Homogene (einheitliche): Löschwirkung, bei der aus den chemischen Reaktionsketten einer Verbrennung Radikale, Moleküle oder Ionen von anderen, durch thermische Zersetzung des Löschmittels entstandene Radikale chemisch gebunden oder entzogen werden. Z.B. bei Halonen

15 Heterogene Inhibition Heterogene (uneinheitliche): Löschwirkung, bei der den besonders energiereichen Radikalen (> Katalysator) der Reaktionsketten einer Verbrennung an kühleren Oberflächen ein Teil ihrer Reaktionsenergie entzogen wird (sogenannte Wandwirkung). Ist die Hauptlöschwirkung von Pulver: 1 kg Löschpulver mit einer Durchschnittskörnung von 0,02 mm hat eine wirksame Oberfläche von mehreren hundert Quadratmetern.

16 Arten von Löschmitteln Wasser Schaum Trockenlöschmittel Kohlendioxid

17 Wir unterscheiden Löschmittel nach Wirkung: Erstickender Wirkung Abkühlender Wirkung Antikatalytischer Wirkung

18 Brandklassen Brandklasse A Brandklasse B Brandklasse C Brandklasse D Brandklasse F

19 Brandklassen und Löschmittel Brandklasse Wasser W X Wasser mit Zusätzen X X ABC-Löschpulver PG X X X BC-Löschpulver P X X Metallbrandpulver PM X Kohlendioxid K X X Schaum S X X

20 Löschmittel nach Aggregatszustand Feste Stoffe: Flüssige Stoffe: Gasförmige Stoffe: Kombinierte Stoffe: Pulver, Sand, Erde Wasser, Schweröle Kohlendioxid, Stickstoff Wasser mit Zusätzen, Schaum

21 Hauptlöschwirkung Wasser abkühlend Schaum erstickend Kohlendioxid erstickend Pulver erstickend

22 Physikalische Eigenschaften von Wasser Chemische Formel H 2 O Gefrierpunkt 0 C Siedepunkt 100 C Spez. Wärmekapazität 4,2 kj/kg Spez. Gewicht 1 kg/dm 3 Dichte 1 kg/l bei 4 C Verdampfungswärme 2257 kj/kg

23 Wasser reagiert chemisch mit: Karbid Entstehung von explosiblem Acetylen Natrium und Kalium Entstehung von explosiblem Knallgas bei heftigen Reaktionsvorgängen Brennbare Leichtmetalle H 2 O zerfällt ab 1500 C in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff, dadurch Förderung der Verbrennung

24 Wasser reagiert chemisch mit: Ungelöschter Kalk Entstehung von Temperaturen bis 400 C Konzentrierter Schwefelsäure Säure beginnt zu sieden und kann umherspritzen Wasserdampf mit glühenden Eisen Wasserstoff und Eisenoxid Mit glühenden Koks Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid (sehr giftig)

25 Löschmittel Wasser Hauptlöschwirkung 1Liter Wasser abkühlend 1700 l Wasserdampf Wird mechanisch unterstützt durch seine Auftreffwucht seine Tiefenwirkung seine Netzfähigkeit

26 Vorteile von Wasser billig fast überall vorhanden ungiftig, chemisch neutral großes Wärmebindungsvermögen gute Beförderung große Spritzweiten und Spritzhöhen Universales Löschmittel für die meisten Brände

27 Vorteile von Wasser Durch mechanische Wirkung Auftreffwucht Netzfähigkeit Eindringungsvermögen

28 Nachteile von Wasser Gefrierpunkt Ausdehnung im festen Zustand (1/10) Wasserschäden Sprengwirkung (Hülsenfrüchte) Zusätzliche Belastung Bei einer Anzahl von Bränden wirkungslos, beziehungsweise gefährlich Umweltschäden durch kontaminiertes Löschwasser

29 Anwendung von H 2 O bedingt geeignet Brennbare Flüssigkeiten Gasbrände Elektrische Anlagen Quellfähigen oder wassersaugenden Stoffen Staubbelasteten Betrieben Brände mit großen Glutmassen Phosphorbränden Düngemittel Säuren und Laugen

30 Anwendung von H 2 O gefährlich Öle und Fette mit einen Siedepunkt über 100 C Brennbare Leichtmetalle Karbid Ungelöschter Kalk Schornsteinbrände

31 Zusätze zum Löschmittel Wasser Die Löschwirkung von Wasser kann mit verschiedenen Zusätzen verbessert werden Netzmittel: verringert die Oberflächenspannung von Wasser, dadurch bessere Tiefenwirkung Verdickungsmittel: erhöht die Viskosität, dadurch bessere Hafteigenschaften Salze: beim Verdampfen wirken die Salze auf den Verbrennungsvorgang hemmend ein

32 Vorteile und Nachteile von Vollstrahl Vorteile: große Wurfweite große Auftreffwucht große Wassermenge Nachteile: Wasserschaden Rückstoßkraft

33 Vorteile und Nachteile von Sprühstrahl Vorteile: gute Löschwirkung kaum Wasserschaden gezieltes Aufbringen Nachteile: Verbrühungsgefahr geringe Wurfweite (Hochdruck)

34 Löschverfahren Wasser Zur Entfaltung der Kühlwirkung muss Wasser die Glut erreichen (Innen-, Außenangriff), nicht die Flammen. Die Auftreffwucht (Vollstrahl) zerteilt die Glut und erhöht die Löschwirksamkeit. Durch Zerstäuben des Wassers wird die Oberfläche und damit das Wärmebindungsvermögen erhöht (Sprühstrahl).

35 Löschverfahren Wasser

36 Löschverfahren Wasser und elektr. Anlagen

37 Schaum Schaum ist im Gegensatz zu Wasser leichter als alle brennbaren Flüssigkeiten Hauptlöschwirkung ist erstickend (trennen) Besteht aus drei Komponenten Wasser Schaummittel Luft

38 Einteilung der Schaum-Typen Schwerschaum VZ bis 20 fach Mittelschaum VZ > fach Leichtschaum VZ > fach

39 Zusammensetzung z.b. von Schwerschaum Die Verschäumung von 97 l Wasser und 3 l Schaummittel und 900 l Luft ergibt 100 l Schaummittellösung 1000 l Schaum mit der Verschäumungszahl 10

40 Leichtschaum / Vorteile Relativ gute Kühlwirkung Viel Schaum in kurzer Zeit Schutz gegen Wärmestrahlung Hydrantendruck ausreichend zur Erzeugung Schaum fließt überall hin 1 Liter Schaummittel ca m 3 Schaum Wenig Schaden - wenig Wasser Überleben im Leichtschaum möglich Läuft auf Grund der Thermik ins Feuer

41 Leichtschaum / Nachteile Auftrieb durch Feuer - LS fliegt weg 2. Öffnung geringe Weiten, geringe Höhen kein gezieltes Aufbringen Bewusstlose Personen - ex Unübersichtliche Einsatzstelle Windrichtung Temperatur/Frost

42 Arten von Schaummitteln Schaummittel aus wasserlöslichen Eiweißstoffen Nur zur Herstellung von Schwerschaum Abbauprodukt aus tierischem Eiweiß Mehrbereichsschaummittel (Synthetische Schaummittel) Zur Herstellung von Leicht-, Mittel- und Schwerschaum a) Schaummittel mit Wasserfilmbildung - AFFF (Aqueous Film Forming Foam) Light Water - Brennbare Flüssigkeiten die nicht mit Wasser mischbar sind b) Schaummittel mit Polymerfilmbildung - Brennbare Flüssigkeiten die mit Wasser mischbar sind c) Schaummittel speziell - Für Brände der Brandklasse A - Druckluftschaumanlage

43 Schaummittel mit Wasser- und Polymerfilmbildung

44 Schaumgüte Litergewicht (Dichte) des fertigen Schaumes im Verhältnis zu Wasser (1). Der Kehrwert des Litergewichtes ist die Verschäumungszahl. Wasserhalbwertzeit die Zeit, nach der die Hälfte des erzeugten Schaumes wieder in eine flüssige Form übergegangen ist (bei Schwer- und Mittelschaum min. 15 min) Fließfähigkeit Abbrandwiderstand Widerstand des Schaumes gegen thermische Einflüsse Durchbruchswiderstand gegen brennende Dämpfe

45 Störungen bei der Schaumerzeugung Durch das Wasser Durch das Schaummittel Durch die Umluft Durch die Schaum- bzw. Zusatzgeräte Durch Bedienungsfehler

46 Druckluftschaum Der Schaum wird bereits in der Pumpe erzeugt Kein aufwendiger Aufbau notwendig Die verlegten Schläuche sind wesentlich leichter

47 CAFS CAFS (Compressed Air Foam System) Vorteile: verzögerungsfreier Einsatz Gewichtsreduzierung der Schläuche effizientere Nutzung des Löschwassers geringere Wasserschäden hohe Wurfweite Haftung auch an senkrechten Flächen geringere Flash-Over-Gefahr durch höheres Wärmebindungsvermögen

48 CAFS Nachteile: teuere Technik Ausbildungs- und Wartungsaufwand größere Rückstoßkräfte kein gemeinsamer Einsatz CAFS Wasser große Querschnitte notwendig (kein S-Schlauch)

49 Löscheffekte beim CAFS Im Gegensatz zu reinem Wasser bietet CAFS zusätzliche Löscheffekte Isolation des Brennstoffs Abschneiden der Sauerstoffzufuhr Schutz vor Strahlungshitze Absenkung der Oberflächenspannung, dadurch stärkeres Eindringen des Löschmittels

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51 Trockenlöschmittel Sand, Asche, Erde usw. Normallöschpulver (Natriumhydrogencarbonat) Glutbrandlöschpulver (Ammoniumphosphat u. -sulfat) Metallbrandpulver (Natriumchlorid, Kaliumchlorid) BC ABC D

52 Löschpulver Hauptlöschwirkung = ersticken Löschpulver ist ein Gemenge pulverförmiger Chemikalien, das eine Verbrennung unterbindet. Je nach Zusammensetzung wird Löschpulver für verschiedene Brandklassen verwendet. Die Bezeichnung enthält das Kurzzeichen für die Brandklassen, für die das Löschpulver zugelassen ist.

53 BC-Pulver Für Flüssigkeits- und Gasbrände Eigenschaften: Pulver auf Natrium- oder Kaliumbikarbonatbasis als Pulver oder wolke elektrisch nicht leitend

54 BC-Pulver Löschwirkung: antikatalytischer Löscheffekt, Eingriff der Pulverteilchen in die Verbrennungsreaktion erstickende Wirkung durch Störung des Mengenverhältnisses abkühlende Wirkung (zu vernachlässigen)

55 BC-Pulver Anwendungsgrenzen und Sicherheitshinweise: elektrische Anlagen: Abstand 1m bis 1000V, darüber 5 m steht meist nur in beschränkten Mengen zur Verfügung Beschädigung bei staubempfindlichen Anlagen Reizung der Atemwege, Sichtbehinderung

56 ABC-Löschpulver Für Feststoff-, Flüssigkeits- und Gasbrände Eigenschaften: Pulver verschiedener Zusammensetzung, meist auf Ammoniumphosphat-Basis schmelzendes Pulver bildet elektrisch leitfähige Beläge

57 ABC-Löschpulver Löschwirkung: Zusätzlich zu den Löschwirkungen des BC-Pulvers bildet ABC-Pulver eine Glasurschicht, dadurch wird Zutritt von Sauerstoff verhindert.

58 ABC-Löschpulver Anwendungsgrenzen und Sicherheitshinweise: elektrische Anlagen nur bis 1000V, Abstand min. 1m gleichzeitiger Einsatz von ABC-Löschpulver und Schaum ist zu vermeiden, da das Pulver die Schaumdecke zerstört weitere Sicherheitshinweise wie BC Löschpulver

59 D-Pulver Für Metallbrände Eigenschaften: feines Pulver, z.b. auf Natriumchlorid-, oder Kaliumchlorid-Basis Hauptlöschwirkung: Ersticken durch Abdecken des brennenden Metalles, zusätzlich Entzug der Verbrennungswärme durch verhältnismäßig dicke Pulverschicht.

60 D-Pulver Anwendungsgrenzen und Sicherheitshinweise: elektrische Anlagen nur bis 1000V, Abstand min. 1m meist nur bei kleineren Metallbränden einsetzbar, da das Löschmittel selten in größeren Mengen zur Verfügung steht

61 Allgemeine Anforderungen an Löschpulver billig gute Löschwirkung ungiftig rieselfähig wasserabstoßend nicht schmiergelnd nicht ätzend, korrodierend nicht elektrisch leitend

62 Kohlenstoffdioxyd Löschwirkung: Ersticken durch Verdrängen, d.h. der zur Verbrennung nötige Sauerstoffanteil wird herabgesetzt.

63 Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) Physikalische Eigenschaften: farb- u. geruchloses Gas 1,5 mal schwerer als Luft kritische Temperatur 31,1 C kritischer Druck 75,6 bar Temperatur von Kohlendioxid-Schnee -78 C Sublimation = Schnee verdampft sehr schnell ohne vorher zu schmelzen

64 Kohlenstoffdioxid Chemische Eigenschaften: Chemische Formel CO 2 CO 2 entsteht bei der vollständigen Verbrennung des Kohlenstoffes 1 kg Kohlenstoff ergibt 1,86 m 3 CO 2 Bei unvollständiger Verbrennung entsteht das hochgiftige Kohlenmonoxid (CO)

65 Kohlenstoffdioxid Physiologische Eigenschaften: CO 2 ist in Konzentrationen bis 5% für den Menschen ungefährlich Höhere Konzentrationen wirken zunächst stark anregend Schon 8% CO 2 können nach 30 bis 60 min tödlich wirken

66 Kohlenstoffdioxid Vorteile: schlagartige Löschwirkung sauberstes Löschmittel ist weder ätzend noch korrosiv elektrisch absolut nichtleitend ist auch bei starken Frost uneingeschränkt wirksam

67 Kohlenstoffdioxid Nachteile: Löschwirkung im Vergleich gering Löschweiten gering Gefahr der Rückzündung Sichtbehinderung Beim Ausströmen starke Geräuschentwicklung Speicherung unter hohen Druck oder sehr tiefen Temperaturen

68 Inergen Eigenschaften: Zusammensetzung: 52% Stickstoff (N2) 40% Argon (Ar) 8% Kohlendioxyd (CO2) Inergen = Inertgas für Argon und Nitrogengas für Stickstoff Ersatz des aus dem Verkehr gezogenem Halon elektrisch nicht leitend

69 Inergen Löschwirkung: Ersticken durch Verdrängen, d.h. der zur Verbrennung nötige Sauerstoffanteil wird herabgesetzt. Anwendung: Hauptsächlich in ortsfesten Löschanlagen, da Inergen ein sehr trockenes und rückstandsfreies Löschmittel ist.

70 Neue Löschtechnik - IFEX Impulse Fire Extinguishing System (IFex) ist ein System zur Brandbekämpfung, bei dem das Wasser nicht wie üblich als Strahl ins Feuer gebracht wird, sondern als feiner Wassernebel. Das Wasser wird in einen Stahlzylinder gefüllt und mit 25 bar Luftdruck durch vier Gummilippen auf der Vorderseite des Zylinders geschossen. Der Schuss erreicht eine Geschwindigkeit von etwa 400 km/h. Wesentlich höhere Kühlwirkung durch die feine Zerstäubung Durch den Druck werden die Flammen bei Entstehungsbränden regelrecht ausgeblasen Geringer Wasserschaden bei Zimmerbränden Die Nachteile des Systems hohes Gewicht Leitungen zur Wasserversorgung und Druckluftversorgung werden benötigt Beim Ablöschen von brennenden Personen besteht die Gefahr, dass durch den hohen Druck die Verbrennungsverletzungen noch größer werden oder Augenverletzungen möglich sind Belastung für die Feuerleute punktuell wesentlich höher und führt nach dem Einsatz im Regelfall zu Muskelkater mit Gelenkschmerzen. im Innenangriff kaum Schutz vor Rauchgasdurchzündungen oder Ähnlichem. IFex Systeme gibt es tragbar, für Fahrzeugmontage, zur Montage unter Hubschraubern, in Tunnels oder auch stationär.

71 Neue Löschtechnik - IFEX

72 Neue Löschtechnik - Fognail Der Breitsprühnagel hat an der Spitze zwei Düsenkränze, durch die das Wasser zu einem Wassernebelschirm versprüht wird. Das Absperrorgan besteht aus Kugelhahn mit Schmutzfilter und Storz D - Kupplung. Auf der Gegenseite über dem Kugelhahn- Anschluss befindet sich das verstärkte Ende mit der Schlagfläche für den Spezialhammer. Der Weitsprühnagel hat an der Spitze einen Düsenkranz durch den das Wasser kegelförmig in den Raum versprüht wird. Mit dem Wassernebel des Weitsprühnagels erreicht man tiefer gelegene, feuerbeaufschlagte Bereiche. Der Spezialhammer ist doppelt nutzbar quadratischen Dorn zum Schlagen von Löchern Dreht man den Hammerkopf nach dem Einschlagen um 180, so hat man den Durchmesser des FOGNAIL geschaffen Die gegenüber liegende Schlagfläche dient zum Einschlagen der FOGNAIL.

73 Neue Löschtechnik - Fognail

74 Ende Noch Fragen? Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit

75 Für Fragen, Anregungen und Informationen zu dieser Präsentation wenden Sie sich bitte an: Mario Zimmermann Hauptbrandmeister Stadt Rosenheim Sachgebiet III/323 Brand- und Katastrophenschutz, ILS Adresse Küpferlingstraße Rosenheim Telefon / Fax / mario.zimmermann@rosenheim.de