Brandlehre Brandlehre

Brandlehre
Brandlehre
• Gesetzliche Grundlage:
Sächs. Brandschutzgesetz §7
→ vorbeugender Brandschutz
→ abwehrender Brandschutz
• Geschichte:
VerschiedeneErklärungsversuche
Erklärungsversuchefür
fürdas
dasFeuer:
Feuer:
Verschiedene
• Griechischer Philosoph Aristoteles (384-322 v. Christi):
Es existieren 4 Grundelemente: Feuer, Wasser, Erde und Luft
Alle anderen Dinge bestehen aus diesen vier Grundelementen
• Ernst Georg Stahl zu Beginn des 18. Jahrhunderts:
„Phlogistonhypothese“: Jeder Stoff enthält sog. Phlogiston, dass beim
Verbrennen als Flamme entweicht. Die Zusammensetzung der Luft war
jedoch noch nicht bekannt.
• Lavoisier, 1774:
Die Phlogistonhypothese kann widerlegt werden. Der Franzose erkannte,
dass sich bei einer Verbrennung der brennbare Stoff mit einem
bestimmten Teil der Luft verbindet. Dabei wird Wärme abgegeben.
• Carl Wilhelm Scheele, 1777:
Dieser bestimmte Teil der Luft wurde von Scheele isoliert und beschrieben.
Er nannte ihn „Feuerluft“ und ist uns heute als Sauerstoff bekannt.
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Warum sind genauere Kenntnisse notwendig?
→ richtige Einschätzung der Gefahrenlage
→ richtige Maßnahmen einleiten
→ richtiges Verhalten im Einsatz
→ Image der Feuerwehr steigern
• Was ist eine Verbrennung?
Die Verbrennung ist die Vereinigung eines brennbaren Stoffes mit
Sauerstoff. Eine solche chem. Reaktion nennt man OXIDATION.
Oxidation:
Oxidation:
+
SauerstoffOO2
Sauerstoff
2
=
Oxid
Oxid
Wärme!
Stoff
Stoff
Bei einer OXIDATION wird Wärme frei. Sie
wird deshalb auch als exotherme Reaktion
bezeichnet.
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Was ist eine Verbrennung?
Oxidation:
Oxidation:
Beispiele für Oxidationen
• Rosten
• Gären
• Alterung von Elastomeren
• Verbrennen
Wasmacht
machtnun
nuneine
eineOxidation
Oxidationzur
zur
Was
Verbrennung?
Verbrennung?
Betrachtung der
Oxidationsgeschwindigkeit
Steigende Oxidationsgeschwindigkeit
Rosten,Gären
Gären
Rosten,
usw.
usw.
Oxidation ohne
Lichterscheinung
22.01.04
Normale
Normale
Verbrennung
Verbrennung
Verpuffung
Verpuffung
Deflagration
Deflagration
Detonation
Detonation
Oxidationmit
mit
Oxidation
Lichterscheinung
Lichterscheinung
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Was ist eine Verbrennung?
DefinitionVerbrennung:
Verbrennung:
Definition
Die VERBRENNUNG
VERBRENNUNG ist
ist eine
eine OXIDATION,
OXIDATION, bei
bei der
der aufgrund
aufgrund
Die
derOxidationsgeschwindigkeit
Oxidationsgeschwindigkeitsoviel
sovielWärme
Wärmefrei
freiwird,
wird,dass
dass
der
dieseals
alsLichterscheinung
Lichterscheinung(Feuer)
(Feuer)sichtbar
sichtbarwird.
wird.
diese
DefinitionFeuer:
Feuer:
Definition
Feuer
Feuer
bestimmungsgemäß
nicht bestimmungsgemäß
(Nutzfeuer)
(Schadenfeuer bzw. BRAND)
Lichterscheinung:
Lichterscheinung:
Flamme:
→Ist
Istein
einBereich
Bereichbrennender
brennenderGASE,
GASE,von
vondem
dem
→
sichtbareStrahlung
Strahlungausgeht
ausgeht
sichtbare
Glut:
→Ist
Istein
einerwärmter
erwärmterfester
festeroder
oderflüssiger
flüssigerStoff
Stoff
→
mitsichtbarer
sichtbarerWärmestrahlung
Wärmestrahlung
mit
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Was ist eine Verbrennung?
Wieverbrennen
verbrennenStoffe?
Stoffe?
Wie
FesteStoffe
Stoffe
Feste
Metalle, Koks,
Holzkohle, usw.
FlüssigeStoffe
Stoffe
Flüssige
gasförmigeStoffe
Stoffe
gasförmige
Holz, Papier,
Kunststoffe, usw.
Verdampfen
Pyrolyse
(Thermische
Zersetzung)
Dämpfe/Gase
Gase
Glut
Glut
Flamme
Flamme
Grundregelzum
zumLöschen:
Löschen:
Grundregel
Glut:
Abkühlen
Abkühlen
Flammen:
Ersticken
Ersticken
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
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• Was ist eine Verbrennung?
Explosion:
Explosion:
Geschwindigkeit
Explosion
Verpuffung
Deflagration
Detonation
22.01.04
< 1 m/s
bis 330 m/s
einige km/s
Druck
Wirkung
Beispiel
< 1 bar
- weiche Stichflamme
- geringe Geräuschentwicklung,
- Zerstörung von
Fensterscheiben
Gemische in der
Nähe der
Explosionsgrenzen
bis 10 bar
- harte, weitreichende
Stichflammen
- heftiger Knall
- Zerstörung von
Gebäudeteilen
Gemische mit
günstigen
Mengenverhältnis
> 10 bar
- äußerst heftiger
Knall
- Totalzerstörung von
Gebäuden
vorverdichtete
Gemische,
Sprengstoff
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D. Lezock/FF Schönfeld
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Brandlehre
chemische bzw. stoffliche
Voraussetzungen
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbarerStoff
Stoff
Brennbarer
+
Sauerstoff
Sauerstoff
+
Mengenverhältnis
Mengenverhältnis
physikalische bzw.
energetische
Voraussetzungen
+
AlleMerkmale
Merkmale
Alle
müssen
müssen
gleichzeitig
gleichzeitig
auftreten
auftreten
Zündtemperatur
Zündtemperatur
+
Katalysator
=
FEUER
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
• Definition:
Brennbare Stoffe
Stoffe sind
sind gasförmige,
gasförmige, flüssige
flüssige oder
oder feste
feste Stoffe,
Stoffe,
Brennbare
einschließlich Dämpfe,
Dämpfe, Nebel
Nebel und
und Stäube,
Stäube, die
die im
im Gemisch
Gemisch oder
oder inin
einschließlich
Kontakt mit
mit Luft
Luft oder
oder Sauerstoff
Sauerstoff zum
zum Brennen
Brennen angeregt
angeregt werden
werden
Kontakt
können.
können.
DIN 14011
DIN 14011
Einteilungder
derbrennbaren
brennbarenStoffe
Stoffe
Einteilung
Brandverhalten
Entzündbarkeit
Brennbarkeit
Brandklassen
Brandklassen
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Brandklassen
Brandklasse
Form und
Zustand
des Stoffs
Erscheinungsbild beim
Verbrennen
Beispiel
Holz, Stroh,
Papier,
Kunststoffe
Feste Stoffe
Glut, Flamme
Flüssige Stoffe
Flamme
Benzin, Teer,
Wachs, Alkohol
Flamme
Erdgas, Methan,
Propan,
Acetylen
Gase
Metalle
Glut
Aluminium,
Magnesium,
Stahlwolle
Nachden
denBrandklassen
Brandklassenrichtet
richtetsich
sichdie
die
Nach
Auswahldes
desentsprechenden
entsprechendenLöschmittels
Löschmittels
Auswahl
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Brandklassen
Die Brandklasse B wird gemäß der „Verordnung über brennbare
Flüssigkeiten“ (VbF) nochmals in GEFAHRKLASSEN eingeteilt.
Dies geschieht in Abhängigkeit:
der Wasserlöslichkeit
des Flammpunktes
• Flammpunkt einer brennbaren Flüssigkeit:
Der "Flammpunkt
"Flammpunkt einer
einer brennbaren
brennbaren Flüssigkeit
Flüssigkeit ist
ist die
die niedrigste
niedrigste
Der
Flüssigkeitstemperatur,bei
beider
dersich
sichunter
unterfestgelegten
festgelegtenBedingungen
Bedingungen
Flüssigkeitstemperatur,
Dämpfe inin solcher
solcher Menge
Menge entwickeln,
entwickeln, dass
dass über
über dem
dem
Dämpfe
Flüssigkeitsspiegel ein
ein durch
durch Fremdentzündung
Fremdentzündung entzündbares
entzündbares
Flüssigkeitsspiegel
Dampf/Luft-Gemischentsteht.„
entsteht.„
Dampf/Luft-Gemisch
(DIN 14011 Teil 1)
(DIN 14011 Teil 1)
• Brennpunkt einer brennbaren Flüssigkeit:
Der Brennpunkt
Brennpunkt einer
einer brennbaren
brennbaren Flüssigkeit
Flüssigkeit ist
ist die
die niedrigste
niedrigste
Der
Flüssigkeitstemperatur, bei
bei der
der ein
ein fremdgezündetes
fremdgezündetes Dampf/LuftDampf/LuftFlüssigkeitstemperatur,
Gemischweiterbrennt,
weiterbrennt,selbst
selbstwenn
wenndie
dieZündquelle
Zündquelleentfernt
entferntworden
worden
Gemisch
ist. Der
Der Brennpunkt
Brennpunkt liegt
liegt grundsätzlich
grundsätzlich über
über dem
dem Flammpunkt.
Flammpunkt. Je
Je
ist.
niedriger der
der Flammpunkt
Flammpunkt ist,
ist, um
um so
so näher
näher liegt
liegt auch
auch der
der
niedriger
Brennpunktam
amFlammpunkt.
Flammpunkt.
Brennpunkt
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Brandklassen
• Flammpunkt einer brennbaren Flüssigkeit:
• Brennpunkt einer brennbaren Flüssigkeit:
Der Brennpunkt
Brennpunkt einer
einer brennbaren
brennbaren
Der
Flüssigkeit liegt
liegt immer
immer oberhalb
oberhalb des
des
Flüssigkeit
Flammpunktes.
Flammpunktes.
Beispiele:
Flüssigkeit
Flammpunkt
Brennpunkt
Benzin
- 20 °C
---
Diesel
+ 55 °C
+ 80 °C
Benzol
- 11 °C
- 9 °C
+ 148 °C
+ 190 °C
Schmieröl
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Brandklassen
GEFAHRKLASSENder
derBrandklasse
Brandklasse
GEFAHRKLASSEN
GefahrklasseBB
Gefahrklasse
GefahrklasseAA
Gefahrklasse
Stoffe, die bei 15°C nicht oder
nur teilweise in Wasser löslich
sind
Stoffe, die bei 15°C beliebig in
Wasser löslich sind
AAI I
AAIIII
AAIIIIII
Flammpunkt:
Flammpunkt:
Flammpunkt:
Flammpunkt:
< 21°C
< 21°C – 55°C
< 55°C – 100°C
< 21°C
Benzin, Benzol,
Ether
22.01.04
Petroleum,
Terpentinöl
Diesel, Heizöl
Brandlehre
Alkohol, Aceton
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Entzündbarkeit
Wiekann
kannein
einStoff
Stoffentzündet
entzündetwerden?
werden?
Wie
WelcheZündenergie
Zündenergieist
isterforderlich?
erforderlich?
Welche
Selbst
Selbst
entzündbar
entzündbar
leicht
leicht
entzündbar
entzündbar
normal
normal
entzündbar
entzündbar
schwer
schwer
entzündbar
entzündbar
Zündenergie
→ Streichholz
→ Zigarette
→ Lötlampe
(bis 800°C)
(bis 600°C)
(bis 1500°C)
Beispiele
→ Heu
→ Benzin
→ Holzspäne
→ Holzkohle
→ weißer Phosphor
→ brennbare Gase
→ Papier
→ Koks
→ Holzstücke
Die Entzündbarkeit ist u.a. abhängig von:
→ Art des Stoffes
→ Zustand des Stoffes (besonders Verhältnis Oberfläche/Masse)
→ Eigenschaften des Stoffes
→ Art der Zündquelle
→ Sauerstoffzufuhr
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Brennbarkeit
Wiebrennt
brenntein
einStoff
Stoffnach
nachder
der
Wie
Entzündungweiter?
weiter?
Entzündung
Wieschnell
schnellverläuft
verläuftdie
dieVerbrennung
Verbrennung
Wie
nachEntfernung
Entfernungder
derZündquelle?
Zündquelle?
nach
leicht
leicht
brennbar
brennbar
normal
normal
brennbar
brennbar
schwer
schwer
brennbar
brennbar
brennt nach der
Entzündung
schnell weiter
mäßiges Brennen
nach der
Entzündung
brennt nach der
Entzündung nicht
weiter
Beispiele
→ Benzin
→ Holz
→ Schafwolle
→ brennbare Gase
→ Kohlen
→ Baustoffe
→ Stroh
→ Holzstücke
Die Brennbarkeit ist u.a abhängig von:
→ Art des Stoffes
→ Zustand des Stoffes (besonders Verhältnis Oberfläche/Masse)
→ Eigenschaften des Stoffes
→ Sauerstoffzufuhr
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
BrennbareStoffe:
Stoffe:
Brennbare
Verhältnis Oberfläche/Masse
Würfel aus Holz
1m
Zerteilung in 1 Million kleine Würfel
mit 1 cm Kantenlänge
1m
Oberfläche = 6 m²
Oberfläche = 600 m²
Schwerentzündbar
entzündbar
Schwer
leichtentzündbar
entzündbar
leicht
Normalbrennbar
brennbar
Normal
leichtbrennbar
brennbar
leicht
Bei sehr kleinen Partikeln (µm-Bereich) spricht man von
Stäuben: (Kohlestaub, Mehlstaub, Zuckerstaub usw.)
Sehrleicht
leichtentzündentzünd-und
undbrennbar
brennbar
Sehr
Sehrgroße
großeVerbrennungsgeschwindigkeiten
Verbrennungsgeschwindigkeiten
Sehr
Gefahrder
derStaubexplosion
Staubexplosion
Gefahr
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Sauerstoff:
Sauerstoff:
Zusammensetzung der Luft
0,96% Edelgase
0,04% Kohlendioxid
21% Sauerstoff
78%
Stickstoff
Eigenschaften von Sauerstoff:
→ farblos
→ geruchlos
→ geschmacklos
→ nicht brennbar
→ fördert die Verbrennung !
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Sauerstoff:
Sauerstoff:
Einfluss des Sauerstoffes auf die
Verbrennung
Sauerstoffgehalt
Sauerstoffgehalt
15%
<<15%
Sauerstoffgehalt
Sauerstoffgehalt
21%
21%
Sauerstoffgehalt
Sauerstoffgehalt
21%
>>21%
Normales Brennen
Extrem steigende
Verbrennungsgeschwindigkeit
Kein Brennen
mehr möglich
Ausnutzungbei
beiLöscheffekt
LöscheffektERSTICKEN
ERSTICKEN
Ausnutzung
Achtung:
Esgibt
gibtStoffe,
Stoffe,die
dieunter
unterSauerstoffmangel
Sauerstoffmangel
Es
weiterbrennen
brennenkönnen.
können.
weiter
Butan
→bis
bis12%
12%OO2
Butan
→
2
Wasserstoff
Wasserstoff
Schießpulver
Schießpulver
22.01.04
→bis
bis5%
5%OO2
→
2
→ohne
ohneOO2
→
2
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Mengenverhältnis:
Mengenverhältnis:
Das Mengenverhältnis
Mengenverhältnis zwischen
zwischen dem
dem brennbaren
brennbaren
Das
Stoff und
und Sauerstoff
Sauerstoff ist
ist eine
eine wesentliche
wesentliche
Stoff
Voraussetzungfür
fürdie
dieVerbrennung.
Verbrennung.
Voraussetzung
Brandklasse
und
:
Jegrößer
größerdas
dasVerhältnis
VerhältnisOBERFLÄCHE/MASSE,
OBERFLÄCHE/MASSE,
Je
destogrößer
größerist
istdie
dieVerbrennungsgeschwindigkeit.
Verbrennungsgeschwindigkeit.
desto
→ Bessere Durchmischung des brennbaren Stoffes mit Sauerstoff
und dadurch bessere Reaktion
In Verbindung mit der leichteren Entzündbarkeit und
besseren Brennbarkeit
Gefahrder
derStaubexplosion
Staubexplosion
Gefahr
taktische Regel:
Bekämpfung von
von Bränden
Bränden inin Zusammenhang
Zusammenhang mit
mit
Bekämpfung
brennbaren Stäuben
Stäuben NUR
NUR MIT
MIT DRUCKLOSEM
DRUCKLOSEM
brennbaren
SPRÜHSTRAHL.
SPRÜHSTRAHL.
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Mengenverhältnis:
Mengenverhältnis:
Brandklasse
und
:
Dämpfeund
undGase
Gasesind
sindnur
nurim
imsog.
sog.ZündZünd-bzw.
bzw.
Dämpfe
Explosionsbereichentzündbar.
entzündbar.
Explosionsbereich
• Definition:
DerZündbereich
Zündbereich(Explosionsbereich)
(Explosionsbereich)ist
istder
derBereich
Bereich
Der
zwischender
derunteren
unterenExplosionsgrenze
Explosionsgrenze(UEG)
(UEG)und
und
zwischen
deroberen
oberenExplosionsgrenze
Explosionsgrenze(OEG),
(OEG),inindem
demsich
sichein
ein
der
Brennenselbständig
selbständigfortpflanzt.
fortpflanzt.
Brennen
Zündbereich (Explosionsbereich)
Gemisch
zu mager
Explosionsfähige
Atmosphäre
UEG
Gemisch
zu fett
OEG
Vol.-%
KeinBrennen
Brennenmöglich
möglich
Kein
Jegrößer
größerder
derZündbereich
Zündbereicheines
einesStoffes,
Stoffes,
Je
destogefährlicher
gefährlicherist
istdieser
dieserStoff
Stoff
desto
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Mengenverhältnis:
Mengenverhältnis:
Brandklasse
und
:
• Beispiele für Zündbereiche:
Propan
Wasserstoff
Methan
Kohlenmonoxid
Diesel
Benzin
Acetylen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Vol.-%
taktische Hinweise bei explosionsfähiger Atmosphäre:
→ großräumig absperren
→ nur ex-geschützte Scheinwerfer
→ Gasspürgerät
→ keine Handsprechfunkgeräte benutzen
→ Deckungen ausnutzen
→ Behälter aus der Deckung heraus kühlen
→ Zündquellen ausschließen
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Zündtemperatur:
Zündtemperatur:
• Definition:
Die Zündtemperatur
Zündtemperatur ist
ist die
die niedrigste,
niedrigste, unter
unter
Die
festgelegten Bedingungen
Bedingungen ermittelte
ermittelte Temperatur,
Temperatur,
festgelegten
beider
dersich
sichein
einbrennbarer
brennbarerStoff
StoffininLuft
Luftentzündet.
entzündet.
bei
Beispiele:
Stoff
Zündtemperatur [°C]
Feste Stoffe
weißer Phosphor
60
Papier
185 - 360
Holz
220 - 320
PVC
530
Holzkohle
350
Flüssige Stoffe
Alkohol
425
Benzin
240 - 500
Schmieröle
510 - 610
Gasförmige Stoffe
Acetylen
305
Kohlenmonoxid
605
Methan
450
Wasserstoff
560
Jeniedriger
niedrigerdie
dieZündtemperatur
Zündtemperatureines
eines
Je
Stoffes,desto
destogefährlicher
gefährlicherist
istdieser
dieserStoff
Stoff
Stoffes,
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Zündtemperatur:
Zündtemperatur:
Ist die Verbrennung eingeleitet (Zündtemperatur erreicht), so ist
eine Mindestenergie notwendig, damit die Verbrennung des
Stoffes selbstständig weiterlaufen kann
• Definition Mindestverbrennungstemperatur:
Die Mindestverbrennungstemperatur
Mindestverbrennungstemperatur ist
ist die
die
Die
niedrigsteTemperatur,
Temperatur,bei
beider
derdie
dieReaktion
Reaktiongerade
gerade
niedrigste
noch
selbstständig
ablaufen
kann.
Bei
noch
selbstständig
ablaufen
kann.
Bei
Unterschreitung dieser
dieser Temperatur
Temperatur findet
findet keine
keine
Unterschreitung
Verbrennungmehr
mehrstatt.
statt.
Verbrennung
• Definition Schwelpunkt:
nur BK
DerSchwelpunkt
Schwelpunktist
istdie
dieniedrigste
niedrigsteTemperatur
Temperatureines
einesfesten
festenStoffes,
Stoffes,
Der
beider
derdurch
durchthermische
thermischeZersetzung
Zersetzungdes
desStoffes
Stoffesso
soviele
vielebrennbare
brennbare
bei
Gasegebildet
gebildetwerden,
werden,dass
dassdas
dasGas-Luftgemisch
Gas-Luftgemischdie
dieUEG
UEGerreicht
erreicht
Gase
und bei
bei Kontakt
Kontakt mit
mit einer
einer Zündquelle
Zündquelle aufflammt
aufflammt ohne
ohne
und
weiterzubrennen
weiterzubrennen
• Definition Entflammungstemperatur:
nur BK
Die Entflammungstemperatur
Entflammungstemperatur ist
ist die
die Temperatur
Temperatur eines
eines festen
festen
Die
Stoffes, bei
bei der
der durch
durch thermische
thermische Zersetzung
Zersetzung so
so viele
viele Gase
Gase
Stoffes,
freiwerden, dass
dass der
der Stoff
Stoff nach
nach Kontakt
Kontakt mit
mit einer
einer Zündquelle
Zündquelle
freiwerden,
selbstständigweiterbrennt.
weiterbrennt.
selbstständig
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Voraussetzungen für eine Verbrennung:
Zündtemperatur:
Zündtemperatur:
Selbstentzündung
Stoffoxidiert
oxidiertschon
schonbei
bei
Stoff
normaler
Temperatur
normaler Temperatur
Wärmewird
wirdfrei
frei
Wärme
Wärmewird
wirdangestaut
angestaut
Wärme
SELBSTENTZÜNDUNG
SELBSTENTZÜNDUNG
zur Selbstentzündung neigende Stoffe:
→ Heu
→ Braunkohle
→ ungesättigte Öle
→ mit Lösungsmittel getränkte Putzlappen
→ Harze
Katalysator:
Katalysator:
Katalysatorenbeschleunigen
beschleunigenoder
oderermöglichen
ermöglichenerst
erst
Katalysatoren
die Verbrennung,
Verbrennung, indem
indem sie
sie mit
mit dem
dem Material
Material eine
eine
die
reaktionsfreudigeVerbindung
Verbindungeingehen.
eingehen.Sie
Siewerden
werden
reaktionsfreudige
dabeinicht
nichtverbraucht.
verbraucht.
dabei
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
BRAND
BRAND
keine ausreichende
Sauerstoffzufuhr
ausreichende
Sauerstoffzufuhr
(Kellerbrand, Wohnungsbrand,
geschlossener Dachstuhlbrand
(Brände im Freien oder bei
ähnlichen Bedingungen)
unvollkommene
unvollkommene
Verbrennung
Verbrennung
vollkommene
vollkommene
Verbrennung
Verbrennung
Esentsteht
entsteht
Es
Kohlenmonoxid(CO)
(CO)
Kohlenmonoxid
Esentsteht
entsteht
Es
Kohlendioxid(CO
(CO)2)
Kohlendioxid
2
+
UMLUFTUNUMLUFTUNABHÄNGIGER
ABHÄNGIGER
ATEMSCHUTZ
ATEMSCHUTZ
Gefahr:
Gefahr:
flash-over
flash-over
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Atemgifte:
Atemgifte:
Beijeder
jederVerbrennung
Verbrennungentstehen
entstehenATEMGIFTE
ATEMGIFTE
Bei
Kohlenmonoxid CO
Entstehung:
→ bei unvollständiger Verbrennung kohlenstoffhaltiger Stoffe
Eigenschaften:
→ farblos
→ leichter als Luft
→ geruchlos
→ brennbar (flash-over)
Wirkung:
→ Blut- und Nervengift
→ verhindert den Sauerstofftransport im Blut
→ kann schon in geringer Konzentration zum Tod führen
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Atemgifte:
Atemgifte:
Kohlendioxid CO2
Entstehung:
→ bei vollständiger Verbrennung kohlenstoffhaltiger Stoffe
Eigenschaften:
→ farblos
→ schwerer als Luft
→ geruchlos
→ nicht brennbar
Wirkung:
→ Blut- und Nervengift und Gift mit erstickender Wirkung
(Sauerstoffverdrängung)
→ verhindert den Sauerstofftransport im Blut
→ höhere Konzentrationen führen zu lebensbedrohlichen
Situationen
22.01.04
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Brennen:
Atemgifte:
Atemgifte:
Weitere Atemgifte
Entstehung
Wirkung
Bemerkung
Atemgifte m. Wirkung auf Blut, Nerven und Zellen
Cyanwasserstoff HCN
(Blausäure)
Dioxine und Furane
(PCDD, PCDF)
Phosgen COCL2
Verbrennung v. PUSchaum, Polyamid,
Federbetten
- Verhindert Sauerstoffaufnahme der Zellen
- führt in Sekunden zum
Tod
Kann auch über die
Haut aufgenommen
werden
Verbrennung von
PVC, Kohlenstoff,
Chlor
- Schädigung von Haut,
Leber, Nerven- und
Immun-system
- Langzeittoxizität
(Halbwertszeit 5 Jahre)
Einige Verbindungen
sind hochtoxisch
(Ultragifte)
Bei der Zersetzung
von PVC unter
bestimmten
Voraussetzungen
- Lungenödem
- Herzstillstand
- mehrere Stunden Latentzeit
Wurde im I. Weltkrieg
als Kampfgas
verwendet
Atemgifte m. mit Reiz- und Ätzwirkung
Ammoniak NH3
Chlorwasserstoff HCL
(Salzsäure)
Stickoxide NOx
Verbrennung verschiedener
Kunststoffe
- Reizung der Haut und der
Atemwege
kann mit Sprühstrahl
niedergeschlagen
werden
Brände von PVC
- Reizung der Haut und der
Atemwege
kann mit Sprühstrahl
niedergeschlagen
werden
Zersetzung von
Düngemittel, chem.
Reaktion von
Salpetersäure mit org.
Stoffen oder Metallen
- Lungenödem
- ca. 48 Stunden Latentzeit
kann teilweise Umfang
mit Sprühstrahl
niedergeschlagen
werden
taktische Regel:
ImZweifelsfall
Zweifelsfallimmer
immer
Im
UMLUFTUNABHÄNGIGENATEMSCHUTZ.
ATEMSCHUTZ.
UMLUFTUNABHÄNGIGEN
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Wärme:
Wärme:
Was ist Wärme?
Wärmeist
isteine
eineForm
Formder
derEnergie.
Energie.Sie
Sieentsteht
entstehtbeim
beim
Wärme
Verbrennen durch
durch Umwandlung
Umwandlung der
der chem.
chem. Energie
Energie
Verbrennen
desbrennbaren
brennbarenStoffes.
Stoffes.
des
Einheit:
Joule (J)
• Verbrennungswärme bzw. Brennwert eines Stoffes:
DerBrennwert
Brennwertist
istdie
dieWärme,
Wärme,die
diebeim
beimVerbrennen
Verbrennen
Der
einerbestimmten
bestimmtenMenge
Mengeeines
einesStoffes
Stoffesfrei
freiwird.
wird.
einer
Einheit:
Joule/kg (J), für feste Stoffe
Joule/m³ (J), für Gase und Dämpfe
• Verbrennungstemperatur:
Die Temperatur
Temperatur kennzeichnet
kennzeichnet den
den Wärmezustand
Wärmezustand
Die
einesStoffes.
Stoffes.
eines
Einheit:
°C
Die Verbrennungstemperatur ist abhängig von:
→ Brennwert
→ Verbrennungsgeschwindigkeit
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Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Wärme:
Wärme:
Wie kann Wärme übertragen werden?
1. Wärmeleitung:
Wärmeleitung ist
ist die
die Übertragung
Übertragung der
der Wärme
Wärme inin
Wärmeleitung
einemfesten,
festen,flüssigen
flüssigenoder
odergasförmigen
gasförmigenStoff.
Stoff.
einem
Wärmeleiter (z.B. Eisenstab)
Feuer
2. Wärmeströmung (Konvektion):
Wärmeströmungist
istdie
dieÜbertragung
Übertragungder
derWärme
Wärmeinin
Wärmeströmung
Gasen und
und Flüssigkeiten
Flüssigkeiten durch
durch Strömung,
Strömung, die
die
Gasen
infolgedes
desTemperaturunterschiedes
Temperaturunterschiedesselbstständig
selbstständig
infolge
abläuft.
abläuft.
z.B. Heizung, Kühlsysteme
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Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Wärme:
Wärme:
Wie kann Wärme übertragen werden?
3. Wärmestrahlung:
Wärmestrahlung ist
ist die
die elektromagnetische
elektromagnetische
Wärmestrahlung
Strahlung, die
die ein
ein Stoff
Stoff infolge
infolge seiner
seiner Temperatur
Temperatur
Strahlung,
unter Abgabe
Abgabe eines
eines Teils
Teils seines
seines Wärmeinhalts
Wärmeinhalts an
an
unter
dieUmgebung
Umgebungaussendet.
aussendet.
die
→ sie geht durch den freien Raum
→ wird durch Wind weder abgelenkt noch vermindert
→ Intensität nimmt mit steigender Brandtemperatur und
Abstrahlungsfläche exponentiell zu
Wärmeempfindung:
Abstrahlungsfläche
5m²
normale Sonneneinstrahlung
Wärmeempfindung:
Abstrahlungsfläche
15m²
nach kurzer Zeit ist Schmerzgrenze erreicht
Abstrahlungsfläche
25m²
Wärmeempfindung:
Verbrennungen der Haut
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Brennen:
Wärme:
Wärme:
Wirkungen der Wärme
• Ausdehnung der Stoffe:
→ Einsturzgefahr bei Ausdehnung eines beidseitig
eingespannten Trägers
→ Berstgefahr von Gasbehältern durch Ausdehnung des
Gases infolge der Wärmeeinwirkung
• Veränderung der mechanischen Eigenschaften von Stoffen
(Festigkeit, Elastizität):
→ Einsturzgefahr, besonders bei Stahlkonstruktionen
• Brandausbreitung:
→ Entzündung benachbarter Gegenstände oder Gebäude
infolge der Wärmestrahlung
• Verbrennungen am Körper:
→ Verletzung von Menschen und Tieren
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Flash-over:
Prinzip:
Prinzip:
Der flash-over
flash-over (deutsch
(deutsch Flammen-Übersprung)
Flammen-Übersprung) ist
ist
Der
dasDurchzünden
Durchzündensog.
sog.Pyrolysegase.
Pyrolysegase.
das
→ rasanter Temperaturanstieg
→ rasanter Druckanstieg
Pyrolyse:
Unter Pyrolyse
Pyrolyse versteht
versteht man
man die
die thermische
thermische
Unter
Zersetzungvon
vonfesten,
festen,flüssigen
flüssigenoder
odergasförmigen
gasförmigen
Zersetzung
Stoffen. Dabei
Dabei entstehen
entstehen Pyrolysegase,
Pyrolysegase, die
die
Stoffen.
gefährlicheEigenschaften
Eigenschaftenaufweisen
aufweisenkönnen.
können.
gefährliche
Arten:
Arten:
Rauchgasdurchzündung
(„lean flash-over“ oder
„rollover“)
22.01.04
flash-over
flash-over
Rauchgasdurchzündung
mit Druckanstieg(„rich
flash-over“)
Brandlehre
Rauchgasexplosion
(„backdraft“)
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Brandlehre
Brandlehre
• Flash-over:
Arten:
Arten:
Rauchgasdurchzündung („lean flash-over“ oder
„rollover“)
→ plötzliche Durchzündung der Pyrolysegase in einer
Rauchschicht
Entstehung von
Pyrolysegasen in der
Rauchschicht
Feuer in
einem Raum
→ mit geringer, aber
Zündtemperatur des
Gasgemisches ist erreicht
oder genug Zündquellen
sind vorhanden
→ aus unvollständiger Verbrennung
ausreichender Sauer-
→ meist Kohlenmonoxid CO
stoffzufuhr
Durchzündungdes
des
Durchzündung
Gasgemischesohne
ohnegroßen
großen
Gasgemisches
Druckanstieg,
aber
evtl.
mit
Druckanstieg, aber evtl. mit
Stichflamme
Stichflamme
UEG ist erreicht
Voraussetzung:
→ ausreichende Sauerstoffzufuhr, um Verbrennung
permanent aufrechtzuerhalten
→ genug brennbares Material, um ausreichende
Menge an Pyrolysegasen zu erhalten
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Flash-over:
Arten:
Arten:
Rauchgasdurchzündung mit Druckanstieg
(„rich flash-over“)
Entstehung von
Pyrolysegasen in der
Rauchschicht
Feuer in
einem Raum
→ mit unzureichender
Sauerstoffzufuhr
Brandgase können nicht
verbrennen, da OEG
überschritten
→ aus unvollständiger Verbrennung
→ meist Kohlenmonoxid CO
Zündtemperatur ist
erreicht bzw.
Zündquelle
vorhanden
Ansammlung des heißen Rauchs
an der Decke, dadurch Wärmestau
Rauchschicht kann sich
mit zugeführtem
Sauerstoff
vorvermischen
Erhitzung und Pyrolisierung
aller brennbaren Stoffe im
Raum (noch mehr
Brandgase)
→ Pulsieren oder „Lokomotiveffekt“
Durchzündungdes
des
Durchzündung
Gasgemisches
mit
Gasgemisches mit
Druckwelle
Druckwelle
→ kann sofort oder zeitverzögert
Mögliche äußere Anzeichen:
→ starke Rauchentwicklung
→ Rauch verlässt Gebäude unter hohem Druck
→ Rauch führt viel Wärmeenergie mit (steigt sofort
erfolgen
→ schlagartig steht ganzer Raum in
Flammen
und schnell auf)
→ Rauch pulsiert („Lokomotiveffekt)
→ Flammenzungen in der Rauchschicht
→ Heiße Türen und Fenster
Mögliche innere Anzeichen:
→ starke Rauchentwicklung
→ Aufenthalt im Rauch aufgrund der Hitze nicht möglich
→ Rauchschicht pulsiert
→ Rauchschicht fällt plötzlich zu Boden
→ Flammenzungen in der Rauchschicht
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
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• Flash-over:
Arten:
Arten:
Feuer in
einem Raum
Rauchgasexplosion
(„backdraft“
Sauerstoff im Raum wird
verbraucht
Schwelbrand mit
verstärkter CO-Bildung
→ fast keine Sauerstoffzufuhr
Brandgase ziehen
sich zusammen
Raumtemperatur sinkt
Wegen O2-Mangel geht Feuer
aus, aber immer noch
Entstehung von Pyrolysegasen
Unterdruck im
Brandraum
Öffnung von Fenster
oder Türen
Ansaugen von Luft in den
Brandraum und Verwirbelung
der Brandgase
Explosiondes
des
Explosion
Gasgemisches
mit
Gasgemisches mit
erheblicher
erheblicher
Druckwelle
Druckwelle
Zündtemperatur ist
erreicht bzw.
Zündquelle vorhanden
→ kann sofort oder zeitverzögert erfolgen
→ schlagartig steht ganzer Raum in Flammen
Mögliche Anzeichen:
→ dicht abgeschlossener Brandraum
→ Branddauer – über längere Zeit ungestörtes Brandgeschehen
→ Heiße Türen und/oder Fenster
→ mit Brandrauch beschlagene Fensterscheiben
→ Luftzug in den Brandraum hinein beim Öffnen der Tür
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D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Flash-over:
TaktischeHinweise:
Hinweise:
Taktische
Vorgehen bei flash-over Gefahr:
→ Temperatur von Türen und Fenstern prüfen
→ Vorgehen in den Brandraum nur mit Wasser am Strahlrohr
→ Türen aus der Deckung heraus öffnen (Gefahr einer Stichflamme)
→ nach dem Öffnen der Tür zunächst mit Sprühstrahl die heißen
Brandgase an der Decke kühlen
→ am Boden fortbewegen, da Stichflammen meist im Deckenbereich
→ mit Sprühstrahl die heißen Brandgase an der Decke kühlen
(Vorsicht Gefahr des Verbrühens)
→ schnelles Abführen der Brandgase (Schaffen von Belüftungsöffnungen,
Einsatz von Hochdrucklüfter, Einschlagen der Fenster von außen)
Brandverlaufbei
beiZimmerbränden:
Zimmerbränden:
Brandverlauf
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld
Brandlehre
Brandlehre
• Literaturverzeichnis:
Hubert Springer: Hausarbeit Chemie (www.ff-rohrbach.at)
Rohrbach, 1998
Sascha Mürtz: Brandlehre (Internetseite der FF Bonn-Rheindorf)
Bonn-Rheindorf, 1997
U. Karp: Brandlehre (www.feuerwehr.meindorf.de)
Meindorf, 2002
Internetseite www.atemschutzeinsatz.de
L. Schott/M. Ritter: Feuerwehr Grundlehrgang
Marburg, Wenzel, 2001
22.01.04
Brandlehre
D. Lezock/FF Schönfeld