Effektiver Lschen Neue Lschkonzepte mit Schaummittelzumischung bei Brnden

Effektiver Löschen Neue Löschkonzepte mit Schaummittelzumischung bei Bränden der Klasse A 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 1

Zielsetzungen bei der Brandbekämpfung n Löscherfolg soll möglichst schnell eintreten n Löschwassermenge soll möglichst gering sein Vorhandene Löschwasservorräte effektiv nutzen n Wasserschaden begrenzen n Bestreben jeder Feuerwehr ist es, diese beiden Ziele bestmöglich zu erreichen 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 2

Wasser – Löschmittel Nr. 1 n Vorteile n Verfügbarkeit n Hohes Wärmebindungsvermögen n Relative Umweltverträglichkeit n Geringe Kosten 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 3

Hat Wasser Nachteile als Löschmittel? n Hohe Kohäsionskräfte n Oberflächenspannung schlecht für die Brandbekämpfung n Löschwirksamkeit von Wasser bei Normaldruck ca. 5 - 10% n Hochdruck max. 30% n 12/2001 Löschwasserbedarf für 1 kg Holz: = theoretisch 6 l Wasser = effektiv 60 l Löschwasser HAW Hubert Springer jun. 4

Wasser als Löschmittel n Auch künftig als Löschmittel unverzichtbar n Nachteile wie Wasserschaden n hoher Sachschaden an Einrichtungen n Folgekosten durch Produktionsausfall n sind nicht völlig zu vermeiden aber mit besseren Lösungen zu reduzieren. 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 5

konventionelle Luftschaumtechnik Für zwei Brandklassen geeignet n Guter Löscherfolg n Relativ teuer (Zumischung 3 - 5 %) n Zeit- und personalaufwendig n n n Aufbau / Bedienung Zumischer Schaummittelkanister Geringer Löschmittelvorrat n Einschränkungen im Einsatz n n n Förderhöhe Wurfweite Luftqualität / Schaumqualität Relativ hohe Umweltbelastung 12/2001 HAW Hubert Springer jun. Flüssigkeitsbrände Problembrände 6

Ist eine mögliche Lösung „Schaum als Löschmittel“? Ja, aber unter Nutzung neuer Technologien durch Anwendung von Hohlstrahlrohren, Class-A-Foam und CAFS 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 7

CAFS Was ist das jetzt genau? n Compressed n Air n Foam n System Druckluftschaumsystem 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 8

Wie funktioniert CAFS? 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 9

Was verbirgt sich hinter CAFS ? CAFS liefertigen Schaum in die Schläuche (50 % Gewicht) n Das System benötigt 3 Komponenten: n + 6000 l Luft u. Luft + 1000 l Wasser = 5 l Schaumca. 7000 l mittel Druckluftschaum liefert ein leistungsstarker Kompressor u. Wasser u. Class 12/2001 aus dem Löschwassertank bzw. vom Hydranten A Foam ist ein spezielles Schaummittel (Brandklasse A) HAW Hubert Springer jun. 10

Was ist der Unterschied zum „normalen “ Luftschaum? Luftschaum CAF - Compressed Air Foam • Ungleichmäßige Schaumblasenstruktur • Homogene Schaumblasenstruktur • Große Einzelblasen • Hohe Haftfähigkeit • Schlechte Haftfähigkeit • Hohe Beständigkeit der Blasen • Schneller Zerfall der Blasen • Große Gesamtoberfläche im Verhältnis zum Flüssigkeitsvolumen • Geringe Gesamtoberfläche im Verhältnis zum Flüssigkeitsvolumen • Relativ wenig Wassergehalt 12/2001 • Hoher Wassergehalt zur Wärmebindung (bei nassem Druckluftschaum) HAW Hubert Springer jun. 11

Class-A-Foam n Hochkonzentriertes Schaummittel für Brände der Klasse A n Zumischrate von 0, 1 – 1 % n Erfordert spezielle Zumischer n Keine Luftzumischung – Verschäumung durch Hohlstrahlrohr gegeben n Schaum wird z. T. durch austretende Pyrolysegase am Brandgut gebildet 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 12

Aufbringung Hohlstrahlrohr n n n 12/2001 VZ = 3 – 5 fach VZ reicht aus um Klasse-B vorübergehend abzulöschen große Wurfweite und alle Strahlbilder verfügbar VZ mit Aufsatz ca. 10 fach Regler in Richtung Sprühstrahl erhöht VZ und verringert Reichweite HAW Hubert Springer jun. 13

Aufbringung HD-Ne. Pi. Ro vergleichbare Verschäumung wie bei Hohlstrahlrohr n höhere kinetische Energie und dadurch größere Eindringtiefe in Brandgut n Durchflussmenge und Strahlbilder stufenlos wählbar n mittels Schaumaufsatz bekommt man VZ 6 – 12 fach n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 14

Aufbringung Mehrzweckstrahlrohr Nur für Netzwasseraufbringung geeignet, da kaum Verschäumung n Tertiäre Verschäumung aber am Brandgut durch austretende Pyrolysegase möglich n Qualität von CAFS wird durch Leitbleche im Küken stark reduziert (50 % Querschnitt) n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 15

Zusätzliche Löscheffekte beim CAFS und Class-A-Foam • Isolation des Brennstoffs • Abschneiden der Sauerstoffzufuhr • Schutz vor Strahlungshitze • Absenkung der Oberflächenspannung, dadurch stärkeres Eindringen des Löschmittels in das Brandgut 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 16

Reduktion Oberflächenspannung n n n Bereits ab 0, 1 % wirksam kleinere Wassertropfen besserer Wärmeübergang bessere Durchfeuchtung tiefere Penetration Blasenbildung Schaum 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 17

CAFS und Class-A-Foam Vorteile n n n n kürzere Löschzeit (schnellere Kontrolle über Brand) bis zu 80 % Wasserersparnis weniger Wasserdampfbildung bessere Sichtverhältnisse Schaum ist sichtbar haftet an den meisten Oberflächen (Gebäudeschutz) Hohe Affinität zu den Kohlenstoffatomen des Brandgutes 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 18

Löscherfolg in 1 Minute ohne Stellungswechsel! 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 19

Nachteile durch Schaummittel n Kein Einsatz bei elektrischen Anlagen n Verklebung von Geräten möglich n Verkleben von Restdruckwarneinrichtungen n Korrosion von nicht beständigen Materialien n Verschmieren von Sichtscheiben möglich n Lederstiefel brauchen mehr Pflege 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 20

Kennzeichnung von Schaummittelvorräten MBS und Class-A Schaummittel müssen eindeutig gekennzeichnet sein n Es darf zu keiner Verwechslung kommen unterschiedliche Zumischraten n Klasse-A O– 1% Klasse-B 3% 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 21

Zumischung Z-Zumischer n n n 12/2001 bis zu 38 % Druckverlust gegendruckempfindlich Zumischung bei Z 2 erst ab 150 l/min möglich Zumischrate nur von 1 – 6 % Class-A Zumischung in geforderter Rate grundsätzlich nicht möglich HAW Hubert Springer jun. 22

Zumischung Fix-Mix Unabhängig von Durchflussmenge n 1, 3 und 6 % mögl. n Schaumgemisch auf allen Abgängen der Pumpe n Class-A Zumischung in geforderter Rate nicht möglich n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 23

Class-A Zumischsysteme Elektronische Messung der Wasserabgabe n Wahl der Zumischrate Auflösung 0, 1 % n Zumischung mittels elektrischer Schaummittelpumpe n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 24

HD / ND Class-A Zumischung 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 25

Vergleich der 3 Löschsysteme Wasserverbrauch, Löschzeit und erzielte Temperaturabsenkung bei den „SALEM“-Versuchen von 1992 Zimmer mit 25 m³ und identischer Brandlast aus Strohballen und Holzpaletten 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 26

„Canterbury“ Versuche Herbst 1997 an der University of Canterbury in Neuseeland n Zimmer mit 20 m³, Brandlast bestehend aus 3 Holzkrippen n Hochdruck Wasser Hochdruck 0, 3 % (HD-W) Class-A-Foam (HDS) Druck (bar) Durchfluss (l/min) Schlauch (mm) Schlauchlänge (m) Wurfweite (m) 12/2001 Druckluftschaum (CAFS) 30. . . 35 7 170 170 25 (formstabil) 41 (Faltschlauch) 60 60 30 2 (Sprühstrahl) 25 HAW Hubert Springer jun. 27

„Canterbury“ Versuche Versuch HD-W 1 HD-W 2 HD-W 3 HD-S 4 HD-S 5 HD-S 6 CAFS 7 CAFS 8 CAFS 9 12/2001 Löschmittel. Mittelwert Löschbeginn verbrauch in Gesamtlösch und 95% nach den ersten mittelmenge Konfidenz. Zündung 10 s intervall 5: 45 5: 50 5: 45 5: 20 5: 10 5: 45 6: 05 23 l 30 l 25 l 33 l 27 l 30 l 26 l 23 l 25 l 272 l 150 l 199 l 108 l 143 l 123 l 196 l 76 l 125 l 210 l +/- 60 l 125 l +/- 15 l 130 l +/- 60 l HAW Hubert Springer jun. Verschäumungszahl Wasserviertelzeit 2, 1 2, 0 1, 9 4, 9 5, 8 4, 0 34 s 33 s 79 s 144 s 84 s 28

Ökologische Bewertung Nicht die zugemischten Class-A-Schaummittel sondern die aus dem Brandgut ausgewaschenen Stoffe bestimmen die Toxizität des abfließenden Löschwassers. n In Kanada werden jährlich über 1 Million Liter Class-ASchaummittel über den Wälder abgeworfen. n Aufgrund ihrer hohen Löschwirkung ist die Verwendung von Class-A-Schaummittel als Standardlöschmittel bei allen Feststoffbränden (inkl. Wohnungsbränden) aus toxikologischer Sicht gerechtfertigt. n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 29

Vergleich - Betriebskosten Effektiver Literpreis Schaummittel und Zumischrate Literpreis MBS 3 % EUR 1, 60 AFFF 3 % EUR 4, 00 Class-A-Foam 0, 3. . 1 % EUR 2, 15 EUR 0, 21. . 0, 71 12/2001 bezogen auf Zumischung HAW Hubert Springer jun. 30

Vergleich Anschaffungskosten Class-A-Zumischer: ca. EUR 3. 000 – 15. 000, 00 CAFS-Anlage: ca. EUR 50. 000, 00 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 31

Gibt es eine kostengünstige und taugliche Alternative? Ja die gibt es in Form einer selbst entwickelten Zumischblende. © by Hubert Springer jun. und Ing. Josef Degenhart 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 32

Zumischblende n n n konstant 0, 47 l/min Korrosionsbeständig Saugkorb mit Senkgewicht Einstellbarer Winkel des Saugschlauches geringe Herstellungskosten 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 33

Zumischblende technische Werte n Verwendung mit n n n Z-Zumischer von 150 – 250 l/min bei Unterschreitung kein Unterdruck Pumpenvormischer uneingeschränkt Rosenbauer Fix-Mix uneingeschränkt Liefert konstante Schaummittelmenge von ca. 0, 47 l/min bei obigen Zumischsystemen n Zumischrate von 0, 2 – 0, 9 l/min ergibt sich durch Förderstrom am Hohlstrahlrohr n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 34

Zumischblende - Zumischraten Fördermenge in l/min 50 100 150 230 Zumischrate bei 0, 47 l/min 0, 9 % 0, 5 % 0, 3 % 0, 2 % Erhöhter Schaummittelverbrauch bei geringen Fördermengen wirkt sich durch den günstigen Systempreis nicht negativ auf die Gesamtkosten aus. n Einstellung der Zumischrate am Z-Zumischer haben keinen Einfluss auf die tatsächliche Zumischrate (außer Stellung 0%) n 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 35

Praxiserprobung im Container 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 36

Quellenangaben n n de Vries, H. : Brandbekämpfung mit Wasser und Schaum; ECOMED-Verlag; 2000 CAFS ein neues Löschsystem für die Feuerwehr; Bezirksfeuerwehrverband Mittelfranken; 2001 Homepage Fa. Rosenbauer http: //www. rosenbauer. com Homepage CAFS http: //www. cafs. de Bilder von http: //www. firegrafics. ch 12/2001 HAW Hubert Springer jun. 37