Brandlehre
Brandlehre für Einsteiger in den Beruf des Feuerwehrmannes/Feuewehrfrau
Brandlehre für Einsteiger in den Beruf des Feuerwehrmannes/Feuewehrfrau
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<strong>Brandlehre</strong><br />
GAL 1/2014 BF Hamm
Lernziel<br />
Bedeutung von<br />
Feuer<br />
Chem.<br />
Grundlagen<br />
Brand<br />
lehre<br />
Physik.<br />
Grundlagen<br />
Wichtige<br />
Definitionen<br />
und<br />
Besonderheiten
Was ist Feuer?
Historisches<br />
• Aristoteles – Feuer, Wasser, Erde, Luft<br />
• Georg Ernst Stahl – Phlogistonhypothese<br />
• Antoine-Laurent de Lavoisier – Luft ist wichtig<br />
• Carl Wilhelm Scheele - Feuerluft
Was ist Feuer (philos.)<br />
Das Feuer ist uns bekannt als steter Freund, oder<br />
unbarmherziger Feind. Das Feuer, so kann man sagen ist<br />
ein lebendes Wesen. Es wird geboren und wächst, es<br />
atmet und braucht Sauerstoff, genauso wie Nahrung. Hegt<br />
und pflegt man es, so gedeiht es zum Wohle alle.<br />
Vernachlässigt man es und überlässt es sich selber wird<br />
es böse und gefährlich.
Was ist Feuer (amateurhaft)<br />
Das Feuer bezeichnet die Flammenbildung bei der<br />
Verbrennung.
Was ist Feuer (<strong>Brandlehre</strong>)<br />
Die Feuer ist die Freisetzung von Wärme und Licht bei<br />
einer schnell verlaufenden Oxidation.
Was ist Feuer (<strong>Brandlehre</strong>)<br />
Oberbegriff, der sowohl das bestimmungsgemäße<br />
Brennen (Nutzfeuer) als auch das nicht<br />
bestimmungsgemäße Brennen (Schadenfeuer) umfasst.<br />
Brand = nicht bestimmungsgemäße Brennen, das sich<br />
unkontrolliert ausbreiten kann
Was ist Feuer ?<br />
Glut<br />
Oxidation<br />
Flamme<br />
Brennen<br />
Brand<br />
Explosion
Chem.Grundlagen<br />
Die Chemie ist die Lehre von den stofflichen<br />
Eigenschaften und Änderungen der Materie
Chem.Grundlagen<br />
Die Chemie ist die Lehre von den stofflichen<br />
Eigenschaften und Änderungen der Materie
Phys.. Grundlagen<br />
Optik<br />
Mechanik<br />
Atom/Kernphysik<br />
Magnetismus<br />
Energie/Wärmelehre<br />
Elektrizität
Phys.. Grundlagen<br />
Die Physik ist die Lehre von den Zuständen<br />
und den Zustandsänderungen der Materie
Was ist Feuer ?<br />
Glut<br />
Oxidation<br />
Flamme<br />
Brennen<br />
Brand<br />
Explosion
Oxidation (Feuerwehr)<br />
Eine Oxidation ist die Reaktion eines Stoffes<br />
mit Sauerstoff, dabei entstehen Oxide nach<br />
dem allgemeinen Schema:<br />
Fe<br />
<br />
O FeO 2 2
Oxidation (Feuerwehr)<br />
Oxidation<br />
langsam<br />
schnell<br />
Beispiele<br />
Rost<br />
Verwesung<br />
Stoffwechsel<br />
Explosion<br />
Gasflamme<br />
Glühen von Kohle
Oxidation (Feuerwehr)<br />
Oxidation von Eisen<br />
Rosten<br />
(1 Jahr)<br />
Explosion<br />
(3 sek)<br />
freigesetzte Wärmemenge<br />
Q = 7.387 kJ
Glut<br />
Oxidation<br />
Flamme<br />
Brennen<br />
Brand<br />
Explosion
Brennen (Definition)<br />
Brennen ist eine mit Flamme und / oder Glut<br />
selbständig ablaufende exotherme Reaktion<br />
zwischen einem brennbaren Stoff und<br />
Sauerstoff oder Luft.
Voraussetzungen?
Voraussetzungen
Voraussetzungen<br />
Brennbarer Stoff<br />
-Gase<br />
-Flüssigkeiten<br />
-Feststoffe<br />
Sauerstoff<br />
als Oxidationsmittel<br />
aus der Luft<br />
Richtiges<br />
Mengenverhältnis<br />
brennbarer Stoff /<br />
Oxidationsmittel<br />
Zündtemperatur
Voraussetzungen<br />
Energie<br />
Stoff<br />
Stöchio<br />
metrie<br />
O2<br />
Kataly<br />
sator
Stoffliche Voraussetzungen<br />
<strong>Brandlehre</strong><br />
Voraussetzungen der Verbrennung<br />
Brennbarer<br />
Stoff<br />
Zündtemperatur<br />
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Mischungsverhältnis<br />
Sauerstoff<br />
Katalysator<br />
Energetische Voraussetzungen
Brennbarer Stoff<br />
Brennbare Stoffe sind gasförmige, flüssige<br />
oder feste Stoffe einschließlich Dämpfe,<br />
Nebel und Stäube, die im Gemisch oder im<br />
Kontakt mit Sauerstoff zum Brennen<br />
angeregt werden können.
Brennbarer Stoff
Brennbarer Stoff<br />
Gasförmig<br />
gasförmiger Zustand bei 1013 mbar und 20° C<br />
Flüssig<br />
flüssiger Zustand bei 1013 mbar und 20° C<br />
Fest<br />
fester Zustand bei1013 mbar und 20° C
Brennbarer Stoff<br />
Dampf<br />
gasförmiger Zustand von flüssigen Stoffen,<br />
deren Siedepunkt bei 1013 mbar über 20° C liegt<br />
Nebel<br />
fein verteilte Flüssigkeiten in der Luft<br />
Staub<br />
fein verteilte feste Stoffe in der Luft
Brennbarer Stoff (Brandklassen)
Erscheinungsformen des Feuers ?<br />
Brennbarer Stoff<br />
Feuer<br />
Glut<br />
Flamme<br />
Dämpfe<br />
Feste Stoffe<br />
flüssig<br />
Gase
Flamme<br />
Brennbarer Stoff (Flamme)<br />
Die Flamme ist ein brennender und dabei lichtausstrahlender<br />
Gas- (oder Dampf-) Strom .<br />
a = Gaszone<br />
Verdampfung des verflüssigten Brennstoffes<br />
b = Glühzone<br />
Zersetzung der Brennstoffdämpfe unter dem Einfluss der<br />
Verbrennungstemperatur in Kohlenstoff und Wasserstoff. Das<br />
Glühen geht von dem abgespaltenen festen, feinverteilten<br />
Kohlenstoff (Ruß) aus.<br />
c = Verbrennungszone<br />
Verbrennung durch Wärmeentwicklung unter Einwirkung und<br />
Zutritt von Sauerstoff. Diese Zone ist die wärmste. Sie ist nicht<br />
wirklich sichtbar
Brennbarer Stoff (Glut)<br />
Die Glut ist die Lichtaussendung eines festen Stoffes bei hoher<br />
Glut<br />
Temperatur. Die Farbe der Glut lässt Rückschlüsse auf die<br />
Temperatur zu.<br />
400°C = Grauglut (erstes schwaches<br />
leuchten im Dunkeln)<br />
525°C = Dunkelrotglut (erstmals sichtbar)<br />
700°C = Rotglut<br />
900°C = helle Rotglut<br />
1100°C = Gelbglut<br />
1300°C = beginnende Weißglut
Brennbarkeit<br />
Brennbarer Stoff (Brennbarkeit)<br />
Die Brennbarkeit der Stoffe ist dahingehend<br />
definiert, dass sie nach ihrer Entzündung<br />
ohne zusätzliche Wärmezufuhr weiterbrennen.<br />
Gute Vergleichsmöglichkeiten gibt<br />
es in der DIN 4102 „Einteilung der Baustoffe<br />
nach ihrem Brandverhalten in<br />
Baustoffklassen“
Entzündbarkeit<br />
Brennbarer Stoff (Entzündbarkeit)<br />
Entzündbarkeit ist die Eigenschaft von brennbaren<br />
Stoffen oder Stoffgemischen, die mehr oder<br />
weniger leicht entzündet werden können.<br />
schwer entzündbare<br />
Stoffe (1500 0 C)<br />
normal entzündbare<br />
Stoffe (800 0 C)<br />
leicht entzündbare<br />
Stoffe (600 0 C)<br />
selbstentzündbare<br />
Stoffe
Brennbarer Stoff (therm. Aufbereitung)<br />
Durch die ständige thermische Beaufschlagung<br />
eines Stoffes, erhöht sich sein Energieniveau.<br />
Das bedeutet, dass durch die zunehmende<br />
Erwärmung eines Stoffes seine Entzündbarkeit<br />
begünstigt wird.<br />
•feste Stoffe gasen vermehrt aus<br />
•flüssige Stoffe verdampfen<br />
vermehrt.
Brennbarer Stoff (Beschaffenheit)<br />
Die Möglichkeit einer schnellverlaufenden<br />
Oxidation ist entscheidend davon abhängig, wie<br />
gut die Vermischung des Stoffes mit Sauerstoff<br />
zustande kommt.<br />
Stoffe mit einer großen Oberfläche bieten dem<br />
Sauerstoff einen bessere Möglichkeit zur<br />
Oxidation als Stoffe mit kleiner und/oder<br />
kompakten Oberfläche.
Stoffliche Voraussetzungen<br />
Voraussetzungen<br />
Brennbarer<br />
Stoff<br />
Zündtemperatur<br />
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Mischungsverhältnis<br />
Sauerstoff<br />
Katalysator<br />
Energetische Voraussetzungen
Sauerstoff<br />
Sauerstoff ist das verbreitetste Element der Erde.<br />
Mit 21 Volumenprozent ist der Sauerstoff in der<br />
Atmosphäre enthalten.<br />
Sauerstoff<br />
Stickstoff<br />
Edelgase<br />
Kohlendioxid<br />
sonstige Gase
Sauerstoff (Eigenschaften)<br />
• Sauerstoff brennt nicht.<br />
• Ohne Sauerstoff ist keine Verbrennung<br />
möglich.<br />
• Sauerstoff tritt als Molekül O 2 oder O 3<br />
auf.<br />
• Sauerstoff ist farb-, geruchs- und<br />
geschmacklos.
Sauerstoff (Konzentration)<br />
Die Mindestsauerstoffkonzentration ist stoffspezifisch<br />
• Kerzenflamme ca. 15,5 – 17 Vol.%<br />
• Propan/Butan ca. 12 Vol.%<br />
• Wasserstoff ca. 5 Vol.%
Sauerstoff (Konzentration)<br />
Eine Verringerung der O2-konzentration bewirkt, dass<br />
eine Oxidation gehemmt wird.<br />
• Verbrauch des Sauerstoffs durch die<br />
Oxidation<br />
• Sauerstoffverdrängung durch die Zugabe<br />
inaktiver Gase (Argon, Stickstoff,<br />
Kohlendioxid)
Sauerstoff (Konzentration)<br />
Erhöht sich die Sauerstoffkonzentration, beschleunigt<br />
sich die Verbrennung!<br />
• Herabsetzung der Entzündbarkeit<br />
• Erhöhung der Verbrennungsgeschwindigkeit<br />
• Erhöhung der Verbrennungstemperatur
Sauerstoff (Sauerstoffträger)<br />
Als Sauerstoffträger bezeichnet man Stoffe, die in<br />
ihrem Atomgefüge Sauerstoff relativ lose gebunden<br />
haben.<br />
•Peroxide (Wasserstoffperoxid)<br />
•Chlorate (Unkraut-Ex)<br />
•Sprengstoffe<br />
•Nitrate (Düngemittel)<br />
•Permanganate<br />
(Desinfektion,Deo,Reinigung)
Stoffliche Voraussetzungen<br />
Voraussetzungen<br />
Brennbarer<br />
Stoff<br />
Zündtemperatur<br />
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Mischungsverhältnis<br />
Sauerstoff<br />
Katalysator<br />
Energetische Voraussetzungen
Mengenverhältnis (Stöchiometrie)<br />
Unter dem Mengenverhältnis versteht man<br />
das jeweils vorliegende Verhältnis der<br />
Menge des brennbaren Stoffes zu der Menge<br />
des Sauerstoffs.
Mengenverhältnis (Stöchiometrie)<br />
Kohlenstoff = C Masse = 12,011 12<br />
Sauerstoff = O 2 Masse = 15,9994 * 2 32<br />
1 Atom C + 1 Molekül O 2 1 Molekühl CO 2<br />
1 mol C + 1 mol O 2 1 mol CO 2<br />
12 g + 32 g 44 g<br />
12 g C benötigen 32 g O 2 um sich zu 44 g CO 2 zu<br />
verbinden
Mengenverhältnis (Explosionsgrenze)<br />
Die Explosionsgrenze ist die niedrigste, bzw.<br />
höchste Konzentration des brennbaren Stoffes im<br />
Gemisch mit Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder<br />
Stäuben, in dem sich nach dem Zünden ein<br />
Brennen gerade nicht mehr selbständig<br />
fortpflanzen kann.
Mengenverhältnis (Explosionsgrenze)
Mengenverhältnis (Explosionsgrenze)<br />
Gase UEG OEG<br />
Acetylen 1,5 Vol. % 82 Vol. %<br />
Wasserstoff 4 Vol. % 75,6 Vol. %<br />
Kohlenmonoxid 12,5Vol. % 74 Vol. %<br />
Schwefelwasserstoff 1 Vol. % 60 Vol.%<br />
Äther 1,7 Vol.% 36 Vol. %<br />
Erdgas 7 Vol. % 17 Vol. %<br />
Benzin 0,6 Vol. % 8 Vol. %
Mengenverhältnis (Explosionsbereich)<br />
Der Explosionsbereich (Zündbereich) ist der<br />
Sättigungsbereich von brennbaren Stoffen in der<br />
Luft, innerhalb dessen ein Brennen möglich ist.<br />
Er wird durch die obere und untere Explosionsbzw.<br />
Zündgrenze definiert.
Verbrennungsgeschwindigkeit<br />
Explosionsbereich<br />
Mengenverhältnis (Explosionsbereich)<br />
V<br />
0<br />
UEG<br />
Volumen %<br />
OEG<br />
100
Stoffliche Voraussetzungen<br />
Voraussetzungen<br />
Brennbarer<br />
Stoff<br />
Zündtemperatur<br />
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Mischungsverhältnis<br />
Sauerstoff<br />
Katalysator<br />
Energetische Voraussetzungen
Energie-Wärme-Temperatur<br />
Energie<br />
ist die in einem Körper gespeicherte Arbeit<br />
Wärme<br />
ist eine spezielle Form der Energie, sie äußert<br />
sich in der kinetischen Energie der Teilchen<br />
Temperatur<br />
ist eine Zustandsgröße, sie beschreibt den<br />
Wärmezustand eines Körpers
Wichtige Temperaturpunkte<br />
Brandtemperatur<br />
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Zündtemperatur<br />
Brennpunkt<br />
Flammpunkt
Flammpunkt<br />
Der Flammpunkt einer brennbaren Flüssigkeit ist<br />
die niedrigste Flüssigkeitstemperatur, bei der sich<br />
unter festgelegten Bedingungen Dämpfe in solcher<br />
Menge entwickeln, dass sich über dem<br />
Flüssigkeitsspiegel ein durch Fremdentzündung<br />
entzündbares Dampf/Luft-Gemisch bildet.
Flammpunkt (Diesel)
Flammpunkt<br />
Stoff Flammpunkt Stoff Flammpunkt<br />
°C<br />
°C<br />
Methanol 11 Schwefelkohlenstoff -30<br />
Ethanol 12 Petrolbenzin -39<br />
Glycerin 160 Testbenzin 21<br />
Aceton -19 Ottokraftstoff -20<br />
Diethylether -42 Flugbenzin -20<br />
Benzol -11 Leuchtpetroleum 40<br />
Terpentinöl 30 – 45 Heizöl 38 – 42<br />
Dieselkraftstoff 55 - 60
Brennpunkt<br />
Der Brennpunkt einer brennbaren Flüssigkeit ist<br />
die niedrigste Flüssigkeitstemperatur, bei der<br />
sich unter festgelegten Bedingungen Dämpfe in<br />
solcher Menge entwickeln, dass nach ihrer<br />
Entzündung durch eine Zündquelle ein<br />
selbständiges Weiterbrennen erfolgt.
Flammpunkt/Brennpunkt<br />
Flammpunkt<br />
Brennpunkt
Zündenergie / Temperatur<br />
Mindestzündenergie ist die Zündenergie , durch<br />
die ein brennbarer Stoff gerade noch entzündet<br />
werden kann.<br />
Zündenergie ist die von einer Zündquelle<br />
abgegebene Energie
Zündenergie / Temperatur<br />
Die Zündtemperatur einer<br />
explosionsfähigen Atmosphäre ist<br />
die niedrigste Temperatur einer<br />
erhitzten Oberfläche (z.B. Wand), an<br />
der dieses Gemisch gerade noch<br />
zum Brennen mit Flammenerscheinung<br />
angeregt werden kann.<br />
Gas/Dampf<br />
Temperatur<br />
einer Wand<br />
°C<br />
Brennbare Flüssigkeit
Zündenergie / Temperatur<br />
Die Zündtemperatur ist diejenige Temperatur, auf<br />
die man einen brennbaren Stoff oder eine<br />
Kontaktoberfläche erhitzen muss, damit er sich in<br />
Gegenwart von Sauerstoff ausschließlich<br />
aufgrund der Temperatur – also<br />
ohne Zündquelle – selbst entzündet
Zündtemperatur<br />
Stoff Temperatur in °C<br />
Holz 220 - 320<br />
Acetylen 300 - 500<br />
Holzkohle 350<br />
Papier 360<br />
Benzin 470 - 530<br />
Alkohol 560<br />
Methan 595 - 750<br />
Ein Streichholz brennt<br />
mit ca. 800 °C bei<br />
einer Zündtemperatur<br />
von 80 °C
Zündtemperatur (flüssige Stoffe)
Zündverzug<br />
Fichtenholzklotz<br />
5 cm Kantenlänge<br />
Entzündung<br />
nach<br />
Fichtenholzklotz<br />
5 cm Kantenlänge<br />
140°C<br />
20<br />
Stunden<br />
5<br />
Minuten<br />
280°C
Verbrennungskreislauf<br />
Großbrand in Essen:<br />
Baumarkt niedergebrannt<br />
Meldung brennt Gartenlaube !
Verbrennungskreislauf<br />
Wärme<br />
verlust<br />
Reaktions<br />
wärme<br />
Zünd<br />
energie<br />
Aktivierung<br />
Aufbereitung
Mindestverbrennungstemperatur<br />
Ab dieser Temperatur produziert das System<br />
genügend Energie zur Aufbereitung des<br />
Stoffes um Wärmeverluste zu kompensieren.<br />
Eine weitere Energiezufuhr von außen ist nicht<br />
notwendig.
Verbrennungskreislauf<br />
Wärme<br />
verlust<br />
Reaktions<br />
wärme<br />
Aktivierungs<br />
energie<br />
Aufbereitung<br />
Stoff
Verbrennungskreislauf<br />
Wärme<br />
verlust<br />
Reaktions<br />
wärme<br />
Zünd<br />
energie<br />
Aktivierungs<br />
energie<br />
Aufbereitung<br />
Stoff<br />
Katalysator
Aktivierungsenergie<br />
J<br />
Energieinhalt der<br />
Ausgangsstoffe<br />
Aktivierungsenergie<br />
ohne Katalysator<br />
Aktivierungsenergie<br />
mit Katalysator<br />
Reaktionswärme<br />
Energieinhalt der<br />
Endprodukte<br />
Reaktionsverlauf
Katalysator<br />
Katalysatoren sind Stoffe, die mit mindestens<br />
einem der Ausgangsstoffe eine reaktionsfähigere<br />
Zwischen-Verbindung bilden, welche dann mit<br />
anderen Stoffen so weiterreagiert, dass die<br />
Katalysatoren im Verlauf der Gesamtreaktion<br />
wieder zurückgebildet werden
Katalysator<br />
Aus den beiden Stoffen A und B soll durch eine<br />
chemische Reaktion der Stoff AB entstehen. An<br />
dieser Reaktion ist ebenfalls ein Katalysator K<br />
beteiligt.<br />
A B AB<br />
A K AK<br />
AK B AB K
Katalysator
Katalysator
Katalysator<br />
Aus Wassermolekülen bilden sich Radikale.<br />
H2O<br />
H* + OH*<br />
CO + O2 + H* = CO2 + OH*<br />
CO + OH* = CO2 + H*<br />
2 CO + 02 +H* + OH* = 2 CO2 + H* + OH*
Katalysator<br />
Katalysatoren gehen Zwischenverbindungen mit<br />
den reagierenden Stoffen ein und werden am Ende<br />
wieder zurückgebildet.<br />
Katalysatoren erniedrigen die Aktivierungsenergie.<br />
Ein Katalysator kann unmögliche Reaktionen nicht<br />
möglich machen.
Verbrennungsgeschwindigkeit<br />
Faktoren<br />
Luftzufuhr<br />
Sauerstoffkonzentration<br />
Mengenverhältnis von Brennstoff und<br />
Sauerstoff<br />
Oberflächenbeschaffenheit<br />
Temperatur<br />
Katalysator
Verbrennungswärme<br />
Unter der Verbrennungswärme versteht man die<br />
bei einer vollständigen Verbrennung<br />
entstehende Wärmeenergie<br />
Hierbei wird zwischen Brennwert und Heizwert<br />
unterschieden
Brennwert<br />
Der Brennwert ist ein theoretischer Wert, er<br />
berücksichtigt die Verdampfungswärme des im<br />
Brennstoff enthaltenen bzw. des bei der<br />
Verbrennung entstehenden Wassers nicht
Heizwert<br />
Der Heizwert berücksichtigt bereits den<br />
Energieverbrauch bei Verdampfen des bei der<br />
Verbrennung vorhandenen oder entstehenden<br />
Wassers und ist daher immer zahlenmäßig<br />
kleiner als der Brennwert
Lernziel<br />
Bedeutung von<br />
Feuer<br />
Chem.<br />
Grundlagen<br />
Brand<br />
lehre<br />
Physik.<br />
Grundlagen<br />
Wichtige<br />
Definitionen<br />
und<br />
Besonderheiten
Besondere Verbrennungsvorgänge<br />
Selbstentzündung<br />
• Eigenschaft<br />
Stoff<br />
• Wärmestau<br />
schnelle<br />
Verbrennung<br />
• Deflagration<br />
• Explosion<br />
• Detonation
Selbstentzündung<br />
ist eine Entzündung durch die eigene<br />
Reaktionswärme des brennbaren Stoffes z.B.:<br />
- feuchtes Heu<br />
- ölgetränkte Faserstoffe<br />
- weißer Phosphor<br />
Diese Stoffe oxidieren schon bei normaler<br />
Temperatur stark.
Selbstentzündung<br />
Die RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeit-<br />
Temperatur-Regel, auch van ’t Hoff’sche Regel)<br />
ist eine Faustregel der chemischen Kinetik.<br />
Sie besagt, dass chemische Reaktionen bei einer<br />
um 10 K erhöhten Temperatur doppelt bis viermal<br />
so schnell ablaufen.
Selbstentzündung<br />
Zündtemperatur<br />
Wärme<br />
Oxidation<br />
Wärme<br />
Wärme<br />
Oxidation<br />
Wärme<br />
Wärme<br />
Oxidation<br />
Wärme<br />
Steigerung der<br />
Oxidationsgeschwindigkeit
Selbstentzündung<br />
128 fache<br />
Oxidationsgeschwindigkeit<br />
bei nur 70°C<br />
Temperaturerhöhung
Schnelle Verbrennung<br />
Normale<br />
Verbrennung:<br />
Verpuffung:<br />
bis 1 bar<br />
Deflagration:<br />
bis 10 bar<br />
Detonation:<br />
über 100 bar<br />
es kommt in der Regel zu keinen nennenswerten<br />
Druckanstieg<br />
die dabei entstehende Druckwelle bewegt sich<br />
im cm/sec Bereich.<br />
die dabei entstehende Druckwelle bewegt sich<br />
im m/sec Bereich<br />
die entstehende Druckwelle ist vernichtend.<br />
Sie bewegt sich im km/sec Bereich.
Schnelle Verbrennung/Explosion<br />
Unter einer Explosion versteht man eine sehr<br />
schnell ablaufende chemische Reaktion, bei der<br />
große Gas- und Wärmemengen freigesetzt<br />
werden. Die erwärmten Gase dehnen sich<br />
schlagartig aus und rufen eine Druckwelle hervor
Schnelle Verbrennung/Explosion<br />
Explosion<br />
Deflagration<br />
Detonation<br />
Verpuffung
Deflagration<br />
Plötzliche Zerfalls- oder Oxidationsreaktion, die<br />
sich durch freiwerdende Reaktionswärme<br />
fortpflanzt und im Unterschied zur Detonation<br />
unterhalb der Schallgeschwindigkeit abläuft.<br />
Bei der Deflagration wird die Wärme<br />
innerhalb des brennbaren Gemisches von<br />
Stoffteilchen zu Stoffteilchen übertragen.
Detonation<br />
Plötzliche Zerfalls- oder Oxidationsreaktion, die mit<br />
einer Stoßwelle gekoppelt ist und im Unterschied zur<br />
Deflagration oberhalb der Schallgeschwindigkeit abläuft.<br />
Durch die im Wellenkopf der Stoßwelle auftretenden<br />
hohen Temperatur- und Drucksprünge wird die Reaktion<br />
schlagartig ausgelöst<br />
Bei der Detonation erfolgt die Wärmeübertragung<br />
innerhalb des brennbaren Gemisches durch<br />
Kompressionswärme.
Nur Rauch und Qualm
Flash Over<br />
Ein „Flash over“ (Raumdurchzündung) ist der<br />
Übergang eines Entstehungsbrandes zu einem<br />
vollentwickelten Brand, in dem sich die durch<br />
Wärmestrahlung und Konvektion im gesamten Raum<br />
gebildeten Pyrolyseprodukte innerhalb von wenigen<br />
Sekunden durchzünden.
Flash Over<br />
Anzeichen für einen „Flash over“:<br />
sehr starker Temperaturanstieg<br />
heißer und dichter dunkler Brandrauch<br />
Flammenzungen an der Grenze zwischen<br />
der Rauchschicht und der Luftschicht<br />
wenige Sekunden vor der Durchzündung
Flash Over<br />
0 : 00 min.<br />
Um ein Wohnzimmer darzustellen,<br />
ist der Testraum möbliert.<br />
Der Tester legt einen Grillanzünder<br />
unter die Rückseite des<br />
Fernsehers.<br />
1 : 30 min.<br />
Die Rückseite des Fernsehers gerät<br />
in Brand.
Flash Over<br />
3 : 00 min.<br />
Die Flammen sind etwa 1 m hoch<br />
und der Raum füllt sich mit dichtem<br />
schwarzem Rauch.<br />
4 : 30 min.<br />
Flammen schlagen oben aus dem<br />
Fernseher.
Flash Over<br />
5 : 30 min.<br />
Brennende Tropfen fallen auf den<br />
Boden.<br />
7 : 00 min.<br />
Der Brand breitet sich aus.
Flash Over<br />
7 : 23 min.<br />
„Flash over“ - alle brennbaren Materialien im Raum entzünden sich spontan.<br />
Einen Augenblick vorher „springt“ die Raumtemperatur auf 700 bis 800 o C.<br />
Die Zeitung auf dem Tisch geht in Flammen auf.
Flash Over<br />
7 : 30 min.<br />
Der gesamte Raum brennt<br />
8 : 00 - 9 : 00 min.<br />
Flammen schlagen aus der<br />
Fensteröffnung und erreichen an<br />
der Fassade eine Höhe von 8<br />
Metern.
Backdraft<br />
Kommt es nicht zum „Flash over“, weil die O2-<br />
konzentration nicht ausreicht, können sich die<br />
Pyrolyseprodukte abkühlen und zum Entstehen<br />
eines Unterdruckes führen. Sobald Luft diesem<br />
fetten Gemisch zugeführt wird, kann es zu einem<br />
„Backdraft“ (Rauchexplosion) kommen. Bei<br />
diesem Vorgang schlägt eine Flammenfront in<br />
Verbindung mit einer Druckwelle aus der<br />
Belüftungsöffnung.
Backdraft<br />
Brände in Räumen mit unzureichender Luftzufuhr<br />
können zu einer Anreicherung von Pyrolysegasen<br />
weit oberhalb ihrer OEG führen. Wird dann eine<br />
Öffnung geschaffen, kann es zu einer Rauchgasexplosion<br />
kommen.<br />
Entstehungsbrand<br />
„Heißer Schwelbrand“<br />
Rauchgasexplosion
Backdraft<br />
Anzeichen für einen „Backdraft“:<br />
späte Branderkennung<br />
geschlossener Brandraum mit einer warmen<br />
oder heißen Türklinke oder mit Ruß<br />
beschlagenen Glasscheiben<br />
Luftzug in den Raum nach dem Öffnen einer<br />
Tür, eines Fensters o.ä. (Öffnung sofort<br />
wieder verschließen!)
Brandverläufe Zusammenfassung<br />
bei Bränden in geschlossenen Räumen<br />
Die Größe des Brandes wird durch die Brennstoffzufuhr kontrolliert<br />
Verlöschen<br />
mangels<br />
Brennstoff<br />
Rauchdurchzündung<br />
Entstehungsbrand<br />
Pulsieren<br />
Rauchdurchzündung mit<br />
Druckanstieg<br />
Verlöschen<br />
mangels<br />
Sauerstoff<br />
„Heißer Schwelbrand“<br />
Rauchexplosion<br />
Die Größe des Brandes wird durch die Sauerstoffzufuhr kontrolliert<br />
Copyright by Südm ersen 1999
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