Brandschutz-Leitfaden: Ursachen, Klassen und Prävention

Die Entstehung von Bränden: Die vier Faktoren

Die Entstehung von Bränden basiert auf dem Zusammenwirken von vier Faktoren in Raum und Zeit:

• Treibstoff: Jeder Stoff, der unter bestimmten Bedingungen nach Einleitung einer Verbrennungsreaktion brennfähig ist. Es gibt:
  • Feste Brennstoffe: wie Holz, Kohle, Torf etc.
  • Flüssige Brennstoffe: wie Benzin, Diesel, Kerosin. Um Verbrennungswärme zu erzeugen, muss die Zündtemperatur überschritten werden.
  • Gasförmige Brennstoffe: Hierbei gibt es zwei Klassen: solche, die als Oxidationsmittel wirken und die Verbrennung fördern, und solche, die durch Unterdrückung der Verbrennungsgase inert wirken.

Wichtige Begriffe der Brennbarkeit

Die wichtigsten Aspekte brennbarer Materialien sind:

• Flammpunkt: Die minimale Temperatur, bei der brennbare Gase ohne dauerhafte Flamme entzündet werden können.
• Zündtemperatur: Die Temperatur, bei der eine Selbstentzündung erfolgt.
• Brennbarkeits- oder Explosionsgrenzen: Numerische Werte, welche die Konzentration des Gemischs aus Oxidationsmittel und Kraftstoff definieren, die bei Energiezufuhr eine Verbrennung auslösen kann. Man unterscheidet die untere Explosionsgrenze und die obere Entflammbarkeitsgrenze.
• Brennwert: Die Energiemenge, die bei einer Verbrennungsreaktion bezogen auf eine Masseneinheit des Brennstoffs freigesetzt wird.

Oxidationsmittel und Aktivierungsenergie

Das Oxidationsmittel: Die normale Verbrennungsluft enthält etwa 21 % Sauerstoff. Damit eine Verbrennung stattfindet, ist ein Mindestanteil an Sauerstoff erforderlich, der im Extremfall zwischen 15 % und 5 % liegt.

Aktivierungsenergie: Die Mindestenergie, die erforderlich ist, um die Reaktion hervorzurufen. Mögliche Zündquellen sind:

• Thermisch: Öfen, Kessel usw.
• Elektrisch: Schalter, Motoren usw.
• Mechanisch: Funken durch Werkzeuge, mechanische Reibung.
• Chemisch: Exotherme Reaktionen, reaktive Stoffe.

Die Kettenreaktion: Eine Abfolge von Reaktionen, die den Brand aufrechterhalten.

Arten der Wärmeübertragung

Die wichtigsten Arten der Wärmeausbreitung sind:

• Wärmeleitung (Antrieb): Austausch von Wärme durch direkten Kontakt in einem leitenden Medium.
• Konvektion: Tritt primär in Gasen auf; der Prozess der Wärmeübertragung durch Luftbewegungen.
• Strahlung: Wärmeübertragung von einem Körper zum anderen durch den Raum in geraden Linien, ohne direkten Kontakt.

Verbrennungstypen und ihre Merkmale

Die Verbrennung ist eine Oxidationsreaktion zwischen Brennstoff und Oxidationsmittel, die durch Aktivierungsenergie und Wärmefreisetzung eingeleitet wird.

• Schwelbrand oder langsame Oxidation: Findet ohne Lichtemission statt und setzt nur wenig Wärme frei.
• Schnelle Verbrennung oder Feuer: Tritt mit starker Licht- und Wärmemission auf (Flammen), wobei sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit unter 1 m/s bewegt.

Die Ergebnisse der Verbrennung

• Rauch: Entsteht durch unvollständige Verbrennung; kleine Partikel werden sichtbar und können den Lichtdurchgang behindern.
• Flamme: Ein helles, glühendes Gas, das als destruktiver Faktor der Verbrennung auftritt.
• Wärme: Einer der Hauptfaktoren, der maßgeblich für die Brandausbreitung verantwortlich ist.
• Gase: Verbrennungsprodukte, die giftig sein können, wie Kohlenmonoxid (CO) bei unvollständiger Verbrennung.

Methoden der Brandlöschung

• Verdünnung oder Brennstoffentzug: Rückzug oder Entfernung des Brennstoffs.
• Ersticken oder Inertisierung: Beseitigung von Sauerstoff oder technische Verhinderung, dass Dämpfe bei einer bestimmten Temperatur mit Luftsauerstoff in Kontakt kommen.
• Kühlung: Reduzierung der Temperatur des Brennstoffs.
• Hemmung oder Unterbrechung der Kettenreaktion: Verhinderung der Wärmeübertragung zwischen Partikeln durch den Einsatz von Katalysatoren.

Brandklassen: Ursachen und Risiken

• Klasse A: Brände fester, glutbildender Stoffe wie Holz, Stoff, Gummi, Papier oder bestimmte Kunststoffe.
• Klasse B: Brände von flüssigen oder flüssig werdenden Stoffen wie Öl, Benzin, Farben, Flüssiggas und Schmierfette.
• Klasse C: Brände von Gasen oder solche, die gemeinhin als „Elektro-Brände“ bezeichnet werden.
• Klasse D: Brände von Metallen, wie Staub oder Späne von Aluminium, Magnesium usw.

Ursachen und Gefahren von Bränden

Brandursachen:

• Natürliche Ursachen: Lupeneffekt, Blitzschlag etc.
• Menschliche Ursachen: Leichtsinn, mangelnde Überwachung, unsachgemäßes Feuer, Heißarbeiten.
• Elektrizität: Überlastung von Einrichtungen, Kurzschlüsse etc.
• Heizgeräte: Offene Flammen, Kamine, Öfen etc.
• Brennbare Flüssigkeiten und Gase.

Brandgefahren: Rauch, giftige Gase, Hitze und Panik.

Sicherheit und Brandschutzmaßnahmen

Ziele des Brandschutzes:

• Rettung von Leben.
• Minimierung wirtschaftlicher Verluste.
• Sicherstellung der schnellen Wiederaufnahme der Bautätigkeit.

Vorbeugende Maßnahmen: Begrenzung der Entstehungsmöglichkeit eines Brandes.

Aktive und passive Schutzmaßnahmen

Aktive Schutzmaßnahmen: Einrichtungen zur Brandbekämpfung.

• Detektionssysteme, Warn- und Signaltechnik.
• Löschanlagen: Systeme mit Löschmitteln in Behältern oder Rohrleitungen.
• Feuerlöscher-Typen: Trockenlöschmittel (BC), Mehrzwecklöscher (ABC), CO2-Löscher und Wasserlöscher.
• Hydranten: Fest installierte Geräte mit hoher Kapazität (z. B. 80mm, 70mm oder 100mm Ausgänge; nass oder trocken).
• Wandhydranten (BIES): Unabhängige Wasserfassung mit Schrank, Manometer, Schlauch und Lanze.
• Sprinkleranlagen: Fest installiertes Netz aus verzinkten Stahlleitungen mit Sprinklerköpfen.
• Trockene Steigleitungen: Feste Installationen für die Feuerwehr, meist im Treppenhaus, zur Einspeisung von Löschwasser.

Passive Schutzmaßnahmen: Bauliche Maßnahmen zur Erleichterung der Evakuierung und zur Begrenzung der Brandausbreitung (Brandabschnitte).

Ziele der Partitionierung:

• Erhöhung der Evakuierungssicherheit.
• Schutz explosionsgefährdeter Bereiche.
• Vermeidung der schnellen Rauch- und Feuerausbreitung.
• Reduzierung von Sachschäden.

Handbuch zum Selbstschutz

Ziel ist das richtige Handeln im Notfall zur Gebäuderäumung. Es ist erforderlich für:

• Gebäude mit einer Höhe von mehr als 28 Metern.
• Gesundheitseinrichtungen.
• Kultur- und Bildungseinrichtungen ab 4.000 m².
• Öffentliche Wohnzwecke.
• Gewerbliche Einrichtungen ab 1.500 m².

Das Handbuch besteht aus vier Dokumenten:

1. Risikobewertung
2. Schutzmittel
3. Notfallplan
4. Implementierung