Flüssigkeitsbrände
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Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
SCHAUMEINSATZ<br />
BEI FLÜSSIGKEITSBRÄNDEN<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
ENTWICKLUNG DER FLÜSSIGKEITSBRANDBEKÄMPFUNG<br />
Die Herausforderungen an den Brandschutz wachsen und verändern sich auch im<br />
21. Jahrhundert weiter. Dabei geht es nicht nur um die Leistungs- und Einsatzfähigkeit von<br />
Löschmitteln, sondern ebenso um die gestiegenen Ansprüche an umweltgerechte und<br />
gesellschaftlich akzeptable und verantwortliche Lösungen. Die Prävention und Bekämpfung<br />
von Bränden ist eine sensible und komplexe Aufgabe, die insbesondere im industriellen<br />
Bereich nur durch ein differenziertes Spektrum ausgereifter Produkte zu bewältigen ist.<br />
Als interessante Herausforderungen der letzten Jahre für die Feuerwehren bei der<br />
Brandbekämpfung ist der steigende Anteil an polaren Flüssigkeiten (Alkohole).<br />
Nicht nur in der Industrie, sondern auch in der Treibstofferzeugung treffen wir heute auf<br />
Benzin – Alkohol sowie Diesel – Alkoholmischungen, seit Herbst 2007 wird in Österreich zum<br />
herkömmlichen Benzin etwa 5% Ethanol beigemischt, diese Mischungsverhältnis stellt eine<br />
Herausforderung bei der Brandbekämpfung dar.<br />
Besonderheiten beim Schaumeinsatz;<br />
Generell sollte nur alkoholbeständiges AFFF Schaummittel eingesetzt werden. PKW<br />
Bränden sind auch mit normalen Mehrbereichschaummittel löschbar, es werden aber<br />
größere Schaummittelmengen benötigt.<br />
Brände mit Tankfahrzeugen die Treibstoffmischungen mit Ethanol transportieren können nur<br />
mit alkoholbeständigem AFFF Schaummittel zielführend bekämpft werden. Selbst bei<br />
normalen Treibstoffen die nicht extra den Ethanolanteil (bis zu 10% im Winter) anführen ist<br />
der Unterschied bei dem Schaummitteleinsatz merkbar. Brände mit E 85 bzw. E 100 sind nur<br />
mit entsprechendem Schaummittel löschbar.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
LÖSCHWIRKUNG VON SCHAUM<br />
Vier Voraussetzungen führen zum Verbrennungsprozess: brennbarer Stoff,<br />
Luftsauerstoff, richtiges Mengenverhältnis brennbarer Stoff/Sauerstoff,<br />
Zündtemperatur. Fehlt eine dieser Voraussetzungen, kann kein Feuer entstehen.<br />
Chemisch betrachtet ist die Verbrennung eine durch die Zündtemperatur<br />
ausgelöste, schnell verlaufende Reaktion zwischen dem brennenden Stoff und<br />
Luftsauerstoff. Um ein Feuer zu löschen, muss der brennende Stoff vom<br />
Luftsauerstoff getrennt oder unter die Verbrennungstemperatur gekühlt werden.<br />
Genau dies bewirkt Löschschaum, wenn er richtig angewendet wird. Folgende<br />
Löscheffekte werden beim Einsatz von Löschschaum genutzt:<br />
Trenneffekt<br />
Die geschlossene Schaumdecke trennt die Verbrennungszone von der sie<br />
umgebenden Luft und verhindert die weitere Sauerstoffzufuhr zum Brandgut.<br />
Kühleffekt<br />
Das aus dem Schaum ausscheidende Wasser verdampft im Bereich der<br />
Flammenfront, wodurch der Verbrennungszone Wärme entzogen und die<br />
Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Brandgut und Luftsauerstoff deutlich<br />
abgesenkt wird. Das Brandgut wird durch das aus dem Schaum austretende<br />
Wasser-/ Schaummittelgemisch (Schaummittellösung) abgekühlt.<br />
Deckeffekt<br />
Die geschlossene Schaumdecke verhindert das weitere Ausgasen brennender<br />
Stoffe, d.h., es gelangen keine brennbaren Gase mehr aus dem Brandgut in die<br />
Verbrennungszone. Durch gleichzeitiges Abkühlen des Brandgutes verringert sich<br />
der Dampfdruck, wodurch Gasdurchbrüche und damit Rückzündungen vermieden<br />
werden. Durch vorbeugendes Einschäumen ausgelaufener, leicht gasender<br />
Produkte werden Umwelt belastende Emissionen vermieden. Gleichzeitig wird die<br />
Gefahr eines Brandausbruches deutlich verringert.<br />
Verdrängungseffekt<br />
Durch Fluten von Räumen, Kanälen, Anlageteilen usw. mit Leicht- oder<br />
Mittelschaum werden der für die Verbrennung notwendige Luftsauerstoff und<br />
brennbare Gase verdrängt.<br />
Dämmeffekt<br />
Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Schaums wird noch nicht entzündetes<br />
oder bereits abgelöschtes Brandgut gegenüber Wärmestrahlung und Zündquellen<br />
isoliert.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
FILMBILDUNG<br />
Brandgut: Benzin<br />
Wasserfilm (AFFF - Effekt)<br />
Der Wasserfilm entsteht beim Löschen<br />
nichtpolarer (nicht mit Wasser mischbarer)<br />
Kohlenwasserstoffe (z.B. Düsentreibstoff,<br />
Heizöl, Vergaserkraftstoff). Aus dem<br />
Schaum heraus bildet sich auf den<br />
Mineralölprodukten ein sehr dünner,<br />
wässeriger Tensid - Film, der dem<br />
Schaum vorauseilt und ihm besonders<br />
gute Fließ-, Lösch- und Rückzündung<br />
hemmende Eigenschaften verleiht.<br />
Der Wasserfilm bildet sich auch beim<br />
Einsatz der unverschäumten<br />
Schaummittellösungen, z.B. beim Einsatz<br />
durch Sprinkleranlagen, Wasserwerfer,<br />
Strahlrohre etc. Er schützt auch dort, wo<br />
der Schaum die Flüssigkeit noch nicht<br />
vollständig abgedeckt hat oder die<br />
Schaumdecke aufgerissen wird.<br />
Brandgut: Alkohol<br />
Polymerfilm<br />
Der Polymerfilm entsteht beim Löschen<br />
polarer (mit Wasser mischbarer)<br />
Kohlenwasserstoffe (z.B. Alkohole, Ketone,<br />
Ester) mit AFFF/AR*, z.B. MOUSSOL - APS<br />
3%, aus den im Schaum enthaltenen<br />
Polymerfilmbildnern. Der Film schwimmt als<br />
isolierende Schutzschicht zwischen dem<br />
Schaum zerstörenden Alkohol und der<br />
darüberliegenden Schaumdecke. Nur bei<br />
sanfter Schaumaufgabe bildet sich ein<br />
stabiler zusammenhängender Polymerfilm,<br />
der wirksam vor der Schaum zerstörenden<br />
Flüssigkeit schützt.<br />
*synthetisches wasserfilmbildendes,<br />
alkoholbeständiges Schaumlöschmittel<br />
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Thomas Docekal
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WIE LÖSCHSCHAUM ENTSTEHT<br />
Dem Löschwasserstrom wird über eine Dosiereinrichtung, z.B. Zumischer auf dem<br />
Injektorprinzip, Druck - Zumischer, eine gleichbleibende Menge Schaumlöschmittel zugemischt.<br />
Die so entstehende Schaummittellösung wird im Schaumgerät mit Luft verschäumt. Bei<br />
geringen Luftanteilen entsteht ein schwerer „nasser‘ Schaum, bei hohen Luftanteilen ein<br />
mittelschwerer „feuchter“ bis leichter „trockener“ Schaum um ein Vielfaches größer als das<br />
Volumen der Schaummittellösung.<br />
Injektor - Zumischer<br />
Injektor - Zumischer sind die am häufigsten genutzten Zumischeinrichtungen.<br />
Sie lassen sich grob einteilen in:<br />
Tragbare Zumischer (Z – Zumischer)<br />
Stationär eingebaute Zumischer,<br />
Schaumerzeuger mit Selbstansaugung<br />
Pumpenvormischer<br />
Die Wirkungsweise des Injektor - Zumischer beruht auf dem "Venturi-Prinzip". Hierbei wird<br />
Treibwasser beim Durchgang durch eine Düse beschleunigt und in eine Saugkammer gespritzt.<br />
In der Saugkammer verwirbelt das Wasser und gibt einen Teil seiner Energie an das Medium in<br />
der Saugkammer (zuerst Luft, dann Schaummittel) ab, das dadurch in Fließrichtung des<br />
Treibwassers beschleunigt wird und den Zumischer verlässt. Die besondere Konstruktion der<br />
Saugkammer gewährleistet die Bildung eines Unterdruckes durch den das Schaummittel aus<br />
dem Vorratsbehälter in den Zumischer gesaugt wird. Ein Rückschlagventil (Kugelventil)<br />
verhindert den Wasserrückfluss aus dem Zumischer in den Vorratsbehälter wenn Treibwasser<br />
ansteht, aber kein Schaummittel- Wassergemisch abgenommen wird. Bei mobilen Zumischern<br />
ist ein Regelventil für die Schaumansaugleitung eingebaut, um auf eventuell notwendige<br />
Änderungen der Zumischrate reagieren zu können. Stationäre Löschanlagen arbeiten in aller<br />
Regel mit fest eingestellten Zumischraten, die auf den Löschanlagentyp, das Schaummittel und<br />
das Brandgut abgestimmt sind. Änderungen der Zumischrate erfolgen durch Austausch der<br />
Treibwasserdüse.<br />
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Thomas Docekal
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Stationär eingebaute Zumischer<br />
Stationär eingebautem Injektor - Zumischer werden in Löschanlagen genutzt, bei denen eine<br />
festgelegt Schaummittel/Wassergemisch-Menge erzeugt werden muss. Dies ist z. B. der Fall<br />
beim Tankbrandschutz (Beschäumung von Tanktassen oder Schwimmdachtanks) wenn<br />
Löschwasser und Schaummittel durch separate Leitungen bis zur Brandstelle getrennt gefördert<br />
werden kann, vor Ort gemischt und so der Gegendruck gering gehalten wird. Hier sind<br />
Leistungen bis zu mehreren tausend Litern Schaummittel/Wassergemisch pro Minute möglich.<br />
Schaumerzeuger mit Selbstansaugung<br />
Selbstansaugende Schaumrohre haben eine eingebaute Vorrichtung zur Ansaugung von<br />
Schaummittel. Diese kommen in erster Linie bei Schaum-/Wasserwerfern, insbesondere auf<br />
Anhängern, zum Einsatz. Das Ansaugen erfolgt durch einen Injektor - Zumischer, der allerdings<br />
nicht separat aufgebaut sondern ein Bestandteil des Schaumwerfers („Erzeugers“) ist. Das<br />
Schaummittel wird in unmittelbarer Nähe zum „Schaumerzeuger“ gelagert und durch Schläuche<br />
direkt angesaugt. Als Vorteil ist die preisgünstige Ausführung, der einfache Betrieb und<br />
Wartung, sowie die genaue Zumischung, da Durchfluss und Gegendruck bekannt sind, zu<br />
sehen. Zudem wird nur der Schaumerzeuger mit Schaummittel verschmutzt. Nachteilig ist<br />
mangelnde Beweglichkeit bedingt durch die Mitführung der Schaummittelbehälter. Daneben ist<br />
die Nachführung des Schaummittels zur Einsatzstelle aufgrund des großen Verbrauchs<br />
problematisch, da das Schaummittel meist per Hand in Kanistern zur Verbrauchsstelle gebracht<br />
werden muss. Eine Kombination aus Zumischer und Schaumrohr ist die Schaumpistole.<br />
Pumpen - Vormischer<br />
Pumpen - Vormischer werden u. a. in Löschfahrzeuge und Löschanlagen eingebaut, Sie sind<br />
vom Prinzip ihrer Wirkungsweise Injektor - Zumischer. Sie werden jedoch nicht in den<br />
Förderstrang integriert sondern ein Teil des Löschwassers wird am Pumpenausgang<br />
abgezweigt und fließt durch einen Bypass zum Zumischer. Hier wird durch die Erzeugung des<br />
Unterdrucks Schaummittel angesaugt und dem Treibwasser in der voreingestellten<br />
Konzentration beigemischt. Der Ausgang des Zumischers ist an die Pumpensaugleitung<br />
angeschlossen, so dass das angereicherte Schaummittel/Wassergemisch dem angesaugten<br />
Wasser zugeführt wird. Über ein Regelventil in der Schaummittelsaugleitung zum Zumischer<br />
kann die Zumischrate eingestellt werden. Vorteilhaft sind die Kostengünstigkeit des Systems,<br />
sowie die einfache Wartung und der Betrieb zu sehen. Es entsteht kein Druckabfall durch die<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Zumischung und eine zusätzliche Kraftversorgung ist nicht notwendig, da die Energie aus dem<br />
Treibwasser genommen wird. Nachteilig wirken sich die Entnahme des Treibwassers auf die<br />
verfügbare Förderleistung der Pumpe aus, da das entnommene und im Kreis gefahrene<br />
Treibwasser Teil der Gesamtfördermenge (bis zu 10 %) ist und somit die für Löschzwecke zur<br />
Verfügung stehende Wassermenge verringert. Dies ist bei der Pumpenauslegung zu<br />
berücksichtigen. Zusätzlich muss der Pumpeneingangsdruck unter einem bestimmten Wert<br />
liegen (max. 0,5 bar), da sonst das Druckgefälle zwischen Eingang und Ausgang des<br />
Zumischer nicht ausreicht, um eine korrekte Funktion des Zumischer zu erreichen. Daneben<br />
wird auch das gesamte System mit Schaummittel/Wassergemisch beaufschlagt und muss<br />
anschließend gereinigt werden.<br />
Pumpenzumischung<br />
In Löschbereichen in denen feste Volumenströme und Druckverhältnisse vorgegeben und<br />
Druckverluste, die durch Einsatz eines Injektor - Zumischer entstehen, nicht akzeptabel sind,<br />
kann eine direkte Zumischung des Schaummittel zum Wasserstrom sinnvoll sein. Da diese<br />
Zumischung ohne Regelorgan auskommt, muss das richtige Schaummittel-Wasser-Verhältnis<br />
durch die genaue Auslegung der Kombination Wasser-/ Schaummittelpumpe erfolgen. Dieses<br />
ist jedoch sehr schwierig, da die Fördermenge der Schaummittelpumpe von der Temperatur<br />
(und damit der Viskosität), dem spezifischen Gewicht des Schaummittel und der Druckdifferenz<br />
Wasser-Schaummittel abhängig ist. Von Vorteil ist hier, dass die Menge des<br />
Schaummittel/Wassergemisches keiner Beschränkung nach unten oder oben unterliegt. Es sind<br />
somit von der kleinsten bis zu größten Menge alle Volumenströme darstellbar.<br />
Die Weiterentwicklung dieser Zumischer ist der regelbare Pumpen - Zumischer. Hierbei wird der<br />
Volumenstrom des Löschwassers über Messeinrichtungen erfasst und das<br />
Schaummittelvolumen durch entsprechende Regelung der Schaummittelpumpe angepasst.<br />
Dies geschieht in aller Regel durch Änderung der Drehzahl.<br />
Eine Sonderform der Pumpenzumischung ist der Einsatz mechanischer Dosiersysteme, bei<br />
denen vom Löschwasserstrom ein Wassermotor angetrieben wird, der wiederum eine<br />
Schaummittelpumpe antreibt. Durch Abstimmung des Verhältnisses Volumen des<br />
Wassermotors zum Volumen der Schaummittelpumpe wird eine exakte Zumischung erreicht.<br />
Hier ist allerdings ein Druckverlust zu verzeichnen (Energie zum Antrieb der<br />
Schaummittelpumpe) der sich jedoch im Bereich von 0,5 bar bis 2 bar bewegt (Abhängig vom<br />
Durchfluss). Wichtig ist hier jedoch, das diese Zumischsysteme Gegendruckunempfindlich sind,<br />
Temperatur, Viskosität und spezifisches Gewicht des Schaummittels keine Rolle spielt und ein<br />
weites Einsatzspektrum (je nach Gerät 200 l/min bis 6000 l/min Wasserdurchfluss und 0 – 6 %<br />
Zumischung) besitzen. Diese Systeme gibt es als Turbinen - Zumischer (V ~ 400 l/min) oder als<br />
Systeme mit Verdrängermotoren und –pumpen.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Beispiele für Pumpenzumischung<br />
DIGIDOS ist ein elektrisch angetriebenes, elektronisch geregeltes<br />
Schaummitteldruckzumischsystem für den Normaldruckbereich. Präzision und Zuverlässigkeit,<br />
gepaart mit hoher Leistung und einfacher Bedienung sind die herausragenden Eigenschaften<br />
dieses Zumischsystems.<br />
Ihre Vorteile:<br />
Vollkommen schaummittelfreie Feuerlöschkreiselpumpe<br />
Bis zu zwei Einspritzpunkte möglich<br />
Bis zu drei unterschiedliche Schaummittelquellen ansteuerbar<br />
Kein Spülen notwendig<br />
Füllen des Schaumtanks<br />
Zumischrate - stufenlos von 0,1% - 6%<br />
Einfachste Bedienung via LCS<br />
Fremdsaugen bis zu 2m<br />
Förderleistung bis zu 24Ltr/min und bis 16 l/min bei 12VDC Version<br />
Antrieb durch Fahrzeugelektrik 24VDC oder 12VDC, keine zusätzlichen Aggregate oder<br />
Antriebe notwendig<br />
Für alle Schaummittelarten geeignet – auch strukturviskose<br />
Hohe Betriebssicherheit durch Zahnradpumpe - wartungsfrei<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
FireDos ist ein Zumischsystem. Dem Löschwasser - Volumenstrom werden<br />
Brandbekämpfungsflüssigkeiten zugemischt, um Netzmittelwasser, Schaum oder Gel zu<br />
erzeugen. Das Zumisch - Geräte kommen sowohl als transportable Druckzumischer, als<br />
Fahrzeugvarianten und auch in stationären Löschanlagen zum Einsatz.<br />
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FireDos wurde von uns konzipiert, um Anwendern im Brandfall ein äußerst<br />
zuverlässiges, einfach zu bedienendes und vor allem wirkungsvolles Zumischgerät zur<br />
Verfügung zu stellen.<br />
FireDos ist unabhängig von externer Fremdenergie wie zum Beispiel Elektrizität. Der<br />
Antrieb des Systems erfolgt ausschließlich durch den Löschwasservolumenstrom, dem<br />
die Brandbekämpfungsflüssigkeit zugemischt wird.<br />
FireDos liefert eine gleich bleibende Zumischrate unabhängig von Druck- und<br />
Durchflussverhältnissen und deren Schwankungen.<br />
FireDos steht in zahlreichen Varianten für alle Aufgaben in der Brandbekämpfung zur<br />
Verfügung: Stationäre Löschanlagen, Löschfahrzeuge, mobile Anwendungen, für Süßund<br />
Seewasser, in den verschiedensten Größen und mit zahlreichen Zusatzoptionen.<br />
FireDos bietet eine optimale Prüfbarkeit. Der Anwender kann sich jederzeit mit geringem<br />
Aufwand und ohne Erzeugung eines Gemischs (Premix) von der Betriebsbereitschaft<br />
überzeugen.<br />
FireDos wird weltweit mit großem Erfolg eingesetzt. In mehreren tausend Fällen<br />
vertrauen namhafte Anwender auf die Qualität und Langlebigkeit unseres Produkts.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
ZUMISCHRATE<br />
Die Zumischrate gibt das prozentuale Verhältnis der zugemischten Schaummittelmenge zur<br />
Wassermenge an. Bei einer 3%igen Zumischrate werden z.B. 3 Teile Schaummittel mit 97<br />
Teilen Wasser vermischt. Im Löscheinsatz erfolgt die Schaummittel-Zumischung durch einen<br />
Zumischer oder Pumpen - Vormischer, entweder an der Wasserpumpe, in der verlegten<br />
Schlauchleitung, am Schaumgerät oder, bei stationären Löschanlagen, in der Schaumzentrale.<br />
Die Zumischrate wird am Zumischer oder Pumpen - Vormischer eingestellt und variiert, je nach<br />
Schaummitteltyp, Brandart, Brandgut und eingesetztem Gerät, zwischen 1 % bis 6 %. Bei<br />
Verwendung von Mehrbereichschaummittel als Netzmittel wird bis zu 1 % zugemischt.<br />
Konventionelle Zumischung<br />
CAFS - Schaumerzeugung<br />
Bei dem Druckluft-Schaumverfahren „CAFS“ (Compressed Air Foam System) wird die<br />
Schaummittellösung bereits an der Pumpe mit komprimierter Luft verschäumt. Es entsteht ein<br />
sehr feinblasiger Schaum. Abhängig vom Einsatzzweck beträgt die Zumischrate ab 0,1% bis<br />
6%.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
EINTEILUNG DER SCHÄUME<br />
Verschäumungszahl Schaumbezeichnung Abkürzung<br />
Erzeugung<br />
< 20 Schwerschaum S Zumischer<br />
20 bis 200 Mittelschaum M Zumischer<br />
> 200 Leichtschaum L Leichtschaumerzeuger<br />
ACHTUNG: Leichtschaum kann nur mit synthetischen Mehrbereichsschaummittel<br />
erzeugt werden!<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
SCHWER- UND MITTELSCHAUMROHRE<br />
GENORMTE SCHAUMROHRE<br />
Schaumart<br />
Kurz<br />
bezeichnung<br />
Durchfluss<br />
[l/min.<br />
Anschluss<br />
kupplung<br />
Verschäumungs<br />
zahl<br />
Schaumleistung<br />
[m³/min]<br />
Wurfweite<br />
[m]<br />
Schwerschaum<br />
Mittelschaum<br />
S 2 200 C 15 3 26<br />
S 4 400 B 15 6 30<br />
S 8 800 B 15 12 38<br />
M 2 200 C 50 10 8<br />
M 4 400 B 50 20 9<br />
M 8 800 B 50 40 10<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
SCHWERSCHAUM<br />
Verschäumung<br />
bis ca. 8-fach wird aus Proteinschaumlöschmittel,<br />
z.B: FLUOR-SCHAUMGEIST 3%, erzeugt,<br />
bis zu 2Ofach aus synthetischem Schaumlöschmittel,<br />
z.B.: MOUSSOL-APS F-15.<br />
Merkmale<br />
„Nasser“, feinblasiger Schaum mit hohem Gewicht und vergleichsweise geringem Volumen.<br />
Schwerschaum ist sehr fließfähig, abbrandstabil, gasdicht und besonders<br />
rückzündungshemmend. Je nach Schaummittel und Zumischrate haftet er gut an senkrechten<br />
Oberflächen. Seine Löschwirkung beruht vor allem auf dem Trenn- und Kühleffekt. Bei AFFFund<br />
AFFF-AR Schaum wird der Trenneffekt zusätzlich durch die Wasserfilm- oder<br />
Polymerfilmbildung verstärkt.<br />
Schwerschaum wird in stationär eingebauten Anlagen oder mobil in Schaumrohren oder<br />
Schaumwerfern erzeugt. Eventuell eingebaute Siebe oder nachgeschaltete<br />
Veredelungsstrecken, z.B. Gießkrümmer, bewirken, dass die Schaummittellösung noch besser<br />
mit der angesaugten Luft verschäumt wird und somit ein „steiferer“, feinblasiger Schaum<br />
entsteht.<br />
Einsatzgebiete<br />
Aufgrund seiner hervorragenden Fließfähigkeit kann Schwerschaum sowohl zur Bekämpfung<br />
von Flüssigkeits- als auch gegen Feststoffbrände angewendet werden. Der Schaum breitet<br />
sich in kürzester Zeit über die gesamte Brandoberfläche aus und schließt sie luftdicht ab. Bei<br />
Feststoffbränden wirkt sich seine gute Haftfähigkeit an dreidimensionalen Objekten besonders<br />
vorteilhaft aus. Spezielle Verschäumungsverfahren, z.B. „CAFS“, unterstützen diesen Effekt.<br />
Vorbeugend eingesetzt unterdrückt Schwerschaum die Emission brennbarer Gase. Die<br />
Brandobjekte bleiben für einen längeren Zeitraum von einer gasdichten, dämmenden und<br />
abkühlend wirkenden Schaumschicht überzogen. Aufgrund seines relativ hohen Gewichtes<br />
lassen sich mit Schwerschaum große Wurfweiten erzielen, die einen Löscheinsatz auch aus<br />
sicherer Entfernung ermöglichen.<br />
Die wasserfilmbildenden Schaumlöschmittel, z.B. MOUSSOL-APS, SCHAUMGEIST-FFFP,<br />
können verschäumt und unverschäumt als wässrige Lösung eingesetzt werden, z.B. auf<br />
Flughäfen, in Tanklagern, in der Kunststoffe und Wertstoffe verarbeitenden Industrie, auf<br />
Schiffen sowie im On- und Offshore - Bereich. Diese Schaummittel eignen sich auch für den<br />
Löscheinsatz über Sprinkler- und Sprühflutanlagen. Die hohe Wasserausscheidungsrate des<br />
Schaums begünstigt die Wasserfilmbildung und verstärkt so die Fließfähigkeit. Die niedrige<br />
Oberflächenspannung der Schaummittellösung erhöht die benetzende Wirkung bei<br />
Feststoffbränden.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
MITTELSCHAUM<br />
Verschäumung<br />
Verschäumung bis zu 200fach wird vornehmlich aus synthetischen Schaumlöschmitteln,<br />
erzeugt.<br />
Merkmale<br />
Je nach Verschäumungszahl entsteht ein „feuchter“ feinblasiger bzw „trockener“ grobblasiger<br />
Schaum mit geringem Gewicht und großem Volumen. Die Löschwirkung beruht vor allem auf<br />
dem Trenn-, Kühl- und Verdrängungseffekt. Mittelschaum wird in Mittelschaumrohren erzeugt.<br />
Die Schaummittellösung verwirbelt im Schaumrohr mit angesaugter Luft, trifft unter Druck auf<br />
ein im Schaumrohr installiertes Siebgitter und wird hier zusätzlich aufgeschäumt. Auf diese<br />
Weise entsteht in kurzer Zeit relativ viel Schaum, der sich verhältnismäßig hoch aufbauen lässt.<br />
Einsatzgebiete<br />
Mittelschaum ist dank seines breiten Verschäumungsbereiches besonders vielseitig<br />
einzusetzen Bei 50- bis 100-facher Verschäumung gegen Kunststoff-, Glut- und<br />
<strong>Flüssigkeitsbrände</strong>, bei 100- bis 200-facher Verschäumung zum Fluten flacher Räume, z.B.<br />
Kanäle, Gruben, Schächte usw., und überall dort, wo der Löscherfolg vom schnellen Aufbau<br />
größerer Schaummengen abhängt. Mit Mittelschaum werden Wurfweiten bis ca. 12 m erreicht,<br />
wodurch eine relativ sanfte Schaumaufgabe möglich ist. Er breitet sich schnell auf der<br />
Brandoberfläche aus und bildet hier eine geschlossene, gasundurchlässige Schaumdecke. Auf<br />
polaren Flüssigkeiten lässt sich z.B. mit dem AFFF-AR Schaumlöschmittel MOUSSOL-APS LV<br />
1x1 ein besonders rascher Löscherfolg erzielen. Spezielle, für den industriellen Brandschutz<br />
entwickelte Mittelschaumwerfer arbeiten mit ca. 25- bis 35-facher Verschäumung im unteren<br />
Mittelschaumbereich und erreichen Wurfweiten bis ca. 35 m.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
LEICHTSCHAUM<br />
Verschäumung<br />
Verschäumung über 200fach, wird bei niedrigem Wasser - Schaummittelverbrauch<br />
z.B. aus dem synthetischen Mehrbereichschaummittel STHAMEX F-15 erzeugt.<br />
Merkmale<br />
Enorm großes Schaumvolumen mit sehr geringem Gewicht. Leichtschaum enthält<br />
sehr hohe Luftanteile, ist deshalb grobblasig und besonders „trocken. Aufgrund<br />
seines großen Volumens und geringen Gewichtes kann Leichtschaum nicht<br />
„geworfen“ werden. Die Löschwirkung beruht überwiegend auf dem Trenn-, Dämmund<br />
Verdrängungseffekt. Diese Löscheffekte werden noch durch die relativ hohe<br />
Schaumzerstörungsrate unterstützt. Dabei werden kleinste Wassertropfen<br />
freigesetzt, die durch die hohen Verbrennungstemperaturen sofort verdampfen und<br />
das 1 .700 fache Volumen an Wasserdampf bilden. Die umgebende Luft wird<br />
entsprechend verdünnt und abgekühlt. Leichtschaum wird mit Leichtschaum-<br />
Generatoren erzeugt.<br />
Einsatzgebiete<br />
Leichtschaum entfaltet seine volle Löschwirkung vor allem in geschlossenen<br />
Räumen. Durch die sehr hohe Verschäumung lassen sich mit ihm selbst größte<br />
Räume, z.B. Flugzeughangars- oder Lagerhallen, in kurzer Zeit vollständig fluten.<br />
Leichtschaum wird mit einem groß dimensionierten Schlauch (Drucklutte) von<br />
außen in das zu schützende Objekt eingebracht. Der Wasseranteil im Schaum ist so<br />
gering, dass Wasserschäden weitgehend vermieden werden. Vorbeugend<br />
eingesetzt, verdrängt Leichtschaum brennbare Gase und bietet einen wirksamen<br />
Schutz gegen Flammen- und Hitzeeinwirkung.<br />
Inside Air Foam System - Leichtschaumsystem für geschlossene Räume<br />
Hierbei handelt es sich um ein Leichtschaumverfahren, dass in geschlossenen<br />
Räumen, z.B. in Lagerhallen oder Schiffsmaschinenräumen eingesetzt wird. Es<br />
nutzt zur Schaumerzeugung die im Brandfall entstehenden bis zu 1 .000 °C heißen,<br />
russbeladenen Verbrennungsgase. Für dieses Verfahren gibt es speziell entwickelte<br />
Leichtschaumgeneratoren und besonders rauchgas- und temperaturstabile<br />
Leichtschaummittel.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
LEXIKON<br />
AFFF / A3F ist die Abkürzung für „Aqueous Film Forming Foam“ (deutsch etwa<br />
„Wasserfilmbildendes Schaummittel“), ein synthetisches Schaummittel, welches dem Wasser<br />
zur Schaumerzeugung, vor allem bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n, zugesetzt wird.<br />
Wirkungsweise<br />
Die Besonderheit des AFFF gegenüber beispielsweise den gebräuchlicheren<br />
Mehrbereichsschaummitteln ist die durch die enthaltenen Fluortenside gegebene Fähigkeit der<br />
Ausbildung eines wasserhaltigen Filmes zwischen Schaum und brennbarer Flüssigkeit. Diese<br />
Eigenschaft wird durch die im AFFF enthaltenen Perfluortenside ermöglicht: diese Moleküle<br />
sind an einem Ende hydrophil (Wasser anziehend), am anderen Ende jedoch hydro- und<br />
lipophob. Sie „docken“ an einer Seite an Wassermolekülen an, das freie Ende jedoch mischt<br />
sich weder mit öligen noch mit wässrigen Substanzen. Diese Abstoßung ist so groß, dass der<br />
wässrige Tensidfilm nicht unter den leichteren unpolaren Brennstoff (etwa Mineralölprodukt)<br />
durchsinken kann, sondern stattdessen auf der Oberfläche einen Film ausbildet. Dieser Film ist<br />
dampfdicht und ermöglicht durch bessere Gleitfähigkeit eine schnellere Ausbreitung des<br />
Schaumteppiches auf der Flüssigkeitsoberfläche.<br />
Einsatz<br />
Standard - AFFF sind, wie die meisten anderen gebräuchlichen Schaummittel auch, nur zur<br />
Bekämpfung von Bränden unpolarer Flüssigkeiten (Öl, Kraftstoff, viele Erdölprodukte) geeignet.<br />
Sollten größere Mengen polarer Flüssigkeiten wie beispielsweise Alkohole oder Ketone in<br />
Brand geraten, sind spezielle alkoholbeständige Schaummittel notwendig. Die Eignung für<br />
polare Flüssigkeiten wird mit angehängten Kürzeln wie beispielsweise AR (Alcohol Resistant),<br />
ARC (Alcohol Resistant Concentrate) oder ATC (Alcohol Type Concentrate) angegeben. So<br />
stünde beispielsweise die Abkürzung „AFFF-AR“ für ein alkoholbeständiges,<br />
wasserfilmbildendes Schaummittel. Auf polaren Flüssigkeiten bildet sich kein Wasserfilm aus.<br />
Wird dort ein Film gewünscht, so kommen polymerfilmbildene Schaummittel zum Einsatz. Die<br />
meisten AFFF-AR sind gleichzeitig Wasser- (bei unpolaren Flüssigkeiten) und<br />
Polymerfilmbildend (bei polaren Flüssigkeiten). Erkennbar sind solche „Alleskönner“ meist an<br />
ihrer hochviskosen, fast gelartigen Konsistenz.<br />
Immer häufiger setzt sich auch bei öffentlichen Feuerwehren die Erkenntnis durch, dass die<br />
Bevorratung von alkoholbeständigen AFFF durchaus sinnvoll sein kann, da bestimmte Lagen,<br />
die auch durchaus bei Transportunfällen denkbar sind, nur mit alkoholbeständigem Schaum<br />
beherrschbar sein können. Auch moderne „normale“ Kraftstoffe enthalten einen nennenswerten<br />
Anteil polarer Zusatzstoffe, so kann in Ottokraftstoff bei normaler Wintermischung durchaus<br />
beispielsweise MTBE in zweistelliger Prozentzahl enthalten sein. Nicht immer ist eine<br />
Werkfeuerwehr der chemischen oder petrochemischen Industrie in der Nähe, die AFFF-AR<br />
schnell und ausreichend zur Verfügung stellen kann.<br />
Die Zumischrate der AFFF ist vom Produkt abhängig, sie liegt zwischen 1 % und 6 %. Es ist<br />
auch möglich, dass für ein Produkt zwei Zumischraten angegeben sind, dann handelt es sich<br />
um ein alkoholbeständiges AFFF, wobei die höhere Zumischrate nur bei polaren Flüssigkeiten,<br />
wie beispielsweise Alkoholen, notwendig ist. Mit den meisten AFFF - Schaumbildnern lässt sich<br />
Schwer- und Mittelschaum erzeugen.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Umwelt- und Gesundheitsaspekte<br />
Die Fluortenside (perfluorierte Tenside, PFT) bzw. ihre Abbaustoffe haben Eigenschaften,<br />
wegen derer ein Einsatz von fluorierten Schaummitteln (AFFF, FP, FFFP) wohl überlegt sein<br />
sollte. Diese Stoffe sind persistent (werden nicht abgebaut) und zumindest teilweise<br />
bioakkumulierend (sammeln sich im Körper an); die Verweilzeit im Körper ist sehr groß<br />
(Halbwertszeit etwa fünf Jahre). Organische Perfluorverbindungen, wozu auch die in fluorierten<br />
Schaummitteln verwendeten Perfluortenside (bzw. ihre Abbauprodukte) zählen, sind<br />
mittlerweile überall auf der Welt nachweisbar (ubiquitär).<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
EINSATZTAKTIK BEI BRENNDEN FLÜSSIGKEITEN<br />
Phase 1: (Defensive)<br />
Beurteilen der Lage:<br />
Die Brandentwicklung ist fortgeschritten Die vorhandene Einsatzkräfte reichen für einen<br />
effektiven Löschangriff „noch“ nicht aus<br />
Entschlussfassung:<br />
Brand abriegeln und durch Kühlmaßnahmen eingrenzen<br />
Vorbereiten eines umfassenden Schaumangriffes mit Mittel- bzw. Schwerschaum<br />
(Sicherheitsabstand beachten!)<br />
Phase 2: Vorbereiten des Schaumlöschangriff<br />
Beurteilen der Lage:<br />
Die vorhandenen Einsatzkräfte reichen für einen effektiven Löschangriff aus<br />
Entschlussfassung:<br />
Aufbau der Schaumangriffsausrüstung/-leitung<br />
Vorbereiten eines umfassenden Schaumangriffes<br />
Phase 3: Beginn der Offensive<br />
Tanklöschfahrzeug 1 & 2:<br />
Durch die Vornahme von 2 bis 4 Mittel- oder Schwerschaumrohren wird unter der Einsatztaktik<br />
„setzen“ eines „Schaumankers“ der Schaumangriff vorgenommen.<br />
Tanklöschfahrzeug 3:<br />
Kühlmaßnahmen der Umgebung (Absichern der Einsatzstelle gegen die Brandausbreitung)<br />
Logistikfahrzeug:<br />
Weitere Schaummittelmengen, im Bereitstellungsraum „vor Ort“, bereitstellen und im Bedarfsfall<br />
zur Einsatzstelle befördern<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Beispiel Phase 3:<br />
Phase 4: Offensiver Löschangriff<br />
Durch das offensive „Weiterschieben“ des Schaumteppichs wird ein schneller Einsatzerfolg<br />
erreicht. Als weitere Maßnahme ist auf die Sicherstellung der geschlossenen Schaumdecke zu<br />
achten, weiters die Umgebung beobachten und eventuell auftretende Störeinflüsse zu<br />
beseitigen/abzuwenden.<br />
WICHTIG: Schaummittelreserven bereitstellen<br />
Phase 5: Geschlossene Schaumdecke<br />
Beobachtung und Aufrechterhaltung, weitere Kühlmaßnahmen vorsehen!<br />
Durch das offensive „Weiterschieben“ des Schaumteppichs wird ein schneller Einsatzerfolg<br />
erreicht. Als weitere Maßnahme ist auf die Sicherstellung der geschlossenen Schaumdecke zu<br />
achten.<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Beispiel Phase 4:<br />
Beispiel Phase 5:<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
SCHAUMMITTEL „SCHONEND“ EINBRINGEN<br />
REAKTIONSZEITBEDARF<br />
SCHLAUCH<br />
DURCHFLUSS<br />
[min.]<br />
t/20m<br />
[s]<br />
C – 52 200 Liter/Minute 10<br />
B - 75 400 Liter/Minute 5<br />
B - 75 800 Liter/Minute 3<br />
Daraus errechnet sich die Reaktionszeit für den Rohrführer, d. h. bis<br />
Veränderungen der Zumischrate am Strahlrohr feststellbar sind!<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
SCHAUMROHRDURCHFLUSS & SCHAUMMITTELBEDARF<br />
Schaumrohr<br />
Durchfluss<br />
Liter pro Minute<br />
Schaummittelmenge<br />
pro Minute<br />
Mittelschaumrohr 200 – M 2 200 Liter/Minute 6 Liter/Minute<br />
Schwerschaumrohr 200 – S 2 200 Liter/Minute 6 Liter/Minute<br />
Mittelschaumrohr 400 – M 4 400 Liter/Minute 12 Liter/Minute<br />
Schwerschaumrohr 400 – S 4 400 Liter/Minute 12 Liter/Minute<br />
Mittelschaumrohr 800 – M 8 800 Liter/Minute 24 Liter/Minute<br />
Schwerschaumrohr 800 – S 8 800 Liter/Minute 24 Liter/Minute<br />
Schwerschaumwerfer – S 1600 1600 Liter/Minute 48 Liter/Minute<br />
SCHAUMMITTELBEDARF<br />
Fahrzeug SM - Tank Schaumrohre<br />
SM – Menge<br />
pro Minute<br />
Zeitfenster<br />
TANK 1 200 Liter 2 Stk. S 2/M 2 12 l/min. ~ 16 Minuten<br />
TANK 2 200 Liter 2 Stk. S 2/M 2 12 l/min. ~ 16 Minuten<br />
SCHAUMMITTELCONTAINER MIT FIREDOS<br />
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Thomas Docekal
Schaummitteleinsatz bei <strong>Flüssigkeitsbrände</strong>n<br />
Quelle:<br />
Schaum gegen Feuer von Dr. Sthamer – Hamburg<br />
Löschschaum – Wikipedia<br />
Firma Rosenbauer - DigiDos<br />
Firma FireDos GmbH - FireDos<br />
ecomed – Brandbekämpfung mit Wasser und Schaum, Herausgeber: Ulrich Cimolino<br />
Einsatzunterlagen Dynea Industriepark<br />
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Thomas Docekal