FACHWISSEN FEUERWEHR Kemper BRENNEN UND LÖSCHEN 4. Auflage 2016
Inhalt Inhalt Vorwort.... 5 Inhalt.... 7 1 Einleitung.... 10 2 Verbrennungsvorgang... 12 2.1 Brennbare Stoffe... 13 2.1.1 Brandverhalten... 13 2.1.2 Brandklassen... 14 2.1.3 Entzündbarkeit... 16 2.1.4 Brennbarkeit... 16 2.1.5 Verbrennungswärme... 17 2.1.6 Verbrennungstemperatur... 17 2.2 Sauerstoff... 18 2.3 Mengenverhältnis... 20 2.3.1 Explosionsbereich und Explosionsgrenzen... 20 2.3.2 Flammpunkt und Brennpunkt... 21 2.4 Zündtemperatur... 24 2.5 Katalysator... 25 2.6 Brandverlauf in geschlossenen Räumen... 26 2.7 Selbstkontrolle und Testfragen... 29 3 Löschverfahren... 31 3.1 Voraussetzungen für das Löschen... 32 3.2 Auswahl der Löschverfahren... 32 3.3 Löschen durch Abkühlen... 33 3.3.1 Löscheffekt... 33 3.3.2 Einsatzmaßnahmen... 34 7
Inhalt 3.4 Löschen durch Ersticken... 34 3.4.1 Löscheffekt... 35 3.4.2 Einsatzmaßnahmen... 35 3.5 Löschen durch Störung der Verbrennungsreaktion... 36 3.5.1 Löscheffekt... 36 3.5.2 Einsatzmaßnahmen... 37 3.6 Löschen durch Entfernen von Gegenständen... 37 3.7 Selbstkontrolle und Testfragen... 38 4 Löschmittel... 39 4.1 Wasser... 40 4.1.1 Eigenschaften... 40 4.1.2 Löschwirkung... 41 4.1.3 Einsatzformen... 41 4.1.4 Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen... 44 4.1.5 Netzmittelwasser... 51 4.2 Schaum... 52 4.2.1 Zusammensetzung... 52 4.2.2 Löschwirkung... 54 4.2.3 Einsatzformen... 54 4.2.4 Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen... 55 4.2.5 Schaummittel für der Brandklasse F... 60 4.2.6 Druckluftschaum... 61 4.3 Löschpulver... 62 4.3.1 Zusammensetzung... 62 4.3.2 Löschwirkung... 63 4.3.3 Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen... 63 4.4 Kohlendioxid... 67 4.4.1 Eigenschaften... 67 4.4.2 Löschwirkung... 68 4.4.3 Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen... 68 4.5 Übersicht über die Anwendungsmöglichkeiten der Löschmittel.. 70 8
Inhalt 4.6 Sonstige Löschmittel... 71 4.6.1 Argon... 71 4.6.2 Inergen... 71 4.6.3 Sand, Erde u. Ä.... 71 4.6.4 Stickstoff... 72 4.7 Umweltschutz beim Einsatz der Löschmittel... 72 4.7.1 Üben mit den Löschmitteln Schaum und Pulver... 73 4.8 Selbstkontrolle und Testfragen... 75 5 Verwendete Abkürzungen... 78 6 Literatur- und Quellenverzeichnis... 79 Lösungen... 80 9
Verbrennungsvorgang 2 Verbrennungsvorgang Die chemische Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff (lat.: Oxygenium) oder einem anderen Oxidationsmittel wird als Oxidation bezeichnet. Eine solche Oxidation kann sehr langsam in größeren Zeitabschnitten und ohne sichtbare Feuererscheinung oder merkliche Wärmefreisetzung verlaufen (z. B. rosten, gären, faulen) oder auch sehr schnell mit entsprechender Feuererscheinung (z. B. brennen, explodieren); dies wird dann als Verbrennung bezeichnet. Die Verbrennung ist ein mit Flamme und/oder Glut selbstständig ablaufender Vorgang, bei dem sich ein gasförmiger, flüssiger oder fester brennbarer Stoff unter sichtbarer Feuererscheinung (Lichtstrahlung und Wärmefreisetzung) mit einem Oxidationsmittel oder dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft verbindet. Dabei können auch schädliche Verbrennungsprodukte wie z. B. Rauch, Ruß und Asche frei werden. brennbarer Stoff Sauerstoff Mengenverhältnis Zündtemperatur Katalysator Verbrennung Für die Verbrennung müssen fünf Vorbedingungen gleichzeitig erfüllt sein: Es muss ein brennbarer Stoff in einer für die Verbrennung geeigneten Aufbereitung vorhanden sein. Es muss ausreichend Sauerstoff vorhanden und seine ungehinderte Zufuhr während der Verbrennung gewährleistet sein. Ein günstiges Mengenverhältnis zwischen brennbarem Stoff und Sauerstoff muss vorhanden sein. Die Zündtemperatur des brennbaren Stoffes muss erreicht sein. Es muss ein Katalysator vorhanden sein. 12
Verbrennungsvorgang Tabelle 1: Brandklasse A Einteilung der in Brandklassen Merkmal Beispiele Bildzeichen fester Stoffe, hauptsächlich organischer Natur, die normalerweise unter Glutbildung verbrennen Holz, Kohle, Papier, Kunststoffe, Stroh, Textilien A B von flüssigen oder flüssig werdenden Stoffen Alkohol, Benzin, Fett, Harz, Mineralöl, Teer, Wachs B C von Gasen Acetylen, Butan, Propan, Erdgas, Wasserstoff C D von Metallen Aluminium, Kalium, Magnesium, Natrium D F von Speiseölen und -fetten in Frittier- und Fettbackgeräten und anderen Kücheneinrichtungen und -geräten pflanzliche oder tierische Öle und Fette F 15
Verbrennungsvorgang 2.3 Mengenverhältnis Die chemische Verbindung zwischen Stoffen vollzieht sich stets nach ganz bestimmten Gesetzmäßigkeiten. Optimale Bedingungen für eine Verbrennung liegen dann vor, wenn der brennbare Stoff und der Sauerstoff in einem ganz bestimmten Mengenverhältnis miteinander reagieren können. Bei brennbaren Stoffen wird die Verbrennung im Wesentlichen durch die Gesamtoberfläche des Stoffes, die mit dem Sauerstoff der Umgebungsluft in Kontakt kommt, beeinflusst. Je größer die Gesamtoberfläche im Verhältnis zur Masse eines brennbaren Stoffes ist, umso schneller verläuft die Verbrennung. Beispiel: Ein massiver Holzklotz lässt sich nicht ohne weiteres mit einem Feuerzeug entzünden. Wird er jedoch in Holzwolle zerteilt, lässt sich diese problemlos entzünden. Wird der Holzklotz in feinen Holzstaub zerteilt, kann dieser durch eine einfache Zündquelle zu einem explosionsartigen Verbrennen gebracht werden. Ob ein bestimmtes Mengenverhältnis für einen Verbrennungsvorgang ausreichend ist, lässt sich anhand von Explosionsgrenzen und Explosionsbereichen beurteilen. Dabei beziehen sich die angegebenen prozentualen Anteile auf die vorliegende Brennstoffmenge. 2.3.1 Explosionsbereich und Explosionsgrenzen Je besser das richtige Mengenverhältnis zwischen einem brennbaren (festen, flüssigen oder gasförmigen) Stoff und Sauerstoff getroffen wird, umso schneller verläuft die Verbrennung; je weiter von dem richtigen Mengenverhältnis abgewichen wird, umso langsamer wird die Verbrennung, bis eine Grenze erreicht wird, an der keine Verbrennung mehr stattfindet. mageres Gemisch Explosionsbereich fettes Gemisch 0 Vol.% UEG OEG 100 Vol.% 20
Verbrennungsvorgang Beim Erreichen des Flammpunktes kommt es zum Entzünden der Dämpfe. Die Flammen verlöschen jedoch wieder, weil nicht ausreichend brennbarer Stoff (Dämpfe) nachgeliefert wird. Beim Erreichen des Brennpunktes kommt es zum Entzünden der Dämpfe. Die Flammen bleiben bestehen, weil ausreichend brennbarer Stoff (Dämpfe) nachgeliefert wird. Beim Erreichen des Flammpunktes kann die an der Flüssigkeitsoberfläche vorhandene geringe Dampfmenge kurz aufflammen. Die Flamme erlischt jedoch wieder, da die Dämpfe bei dieser Flüssigkeitstemperatur nicht so schnell nachentwickelt werden, dass ein dauerhaftes Brennen erfolgen kann. Hierzu muss die Flüssigkeit erst noch bis zum Brennpunkt erwärmt werden. Hinweis: Der Brennpunkt ist die niedrigste Temperatur einer brennbaren Flüssigkeit, bei der sich unter festgelegten Bedingungen Dämpfe in solcher Menge entwickeln, dass sich das Dampf-Luft-Gemisch über der Flüssigkeitsoberfläche bei Kontakt mit einer Zündquelle sofort entzündet und ein ständiges Brennen unterhalten bleibt. 23
Löschmittel Abbildung 4: Sprühstrahl Vollstrahl Nebelstrahl (Fotos: Lembeck; aus: Cimolino et al., Atemschutz 5. Auflage, Landsberg 2011) 43
Löschmittel Flächen- und Objektbrände von vorn und unten beginnend löschen. Löschmittelstrahl nicht wahllos in die Flammen richten. Löschpulver fächerförmig über den brennenden Bereich verteilen. Dabei den Brand in Windrichtung angreifen. Achtung: Rückzündungen beachten. Tropf- und Fließbrände von oben nach unten löschen. Dabei den Brand in Windrichtung angreifen. Löschpulverstrahl nicht unterbrechen. Wandbrände von unten nach oben löschen. Dabei den Brand in Windrichtung angreifen. größerer Ausdehnung möglichst mit mehreren Feuerlöschern gleichzeitig und nicht nacheinander löschen. Achtung: Rückzündungen beachten. Abbildung 9: Vorgehensweise bei der Anwendung von Löschpulver (Quelle der Grafiken: Feuerschutz JOCKEL GmbH & Co. KG, Remscheid) 64
Löschmittel 4.5 Übersicht über die Anwendungsmöglichkeiten der Löschmittel Löschmittel Brandklassen A fester Stoffe B flüssiger Stoffe C von Gasen D von Metallen F von Speisefetten und -ölen im Bereich elektrischer Anlagen Wasser (Vollstrahl) Wasser (Sprühstrahl) Schwerschaum Mittelschaum Leichtschaum Spezialschaum ABC-Löschpulver BC-Löschpulver D-Löschpulver Kohlendioxid gute Löschwirkung bedingt geeignet nicht geeignet Anwendung bedenklich 70