Löschschaum

mini|300px|Bekämpfung eines Pkw-Brandes mit Schwerschaum aus einem Hohlstrahlrohr mit Vorsatzdüse mini|300px|Schaumabgabe aus dem Dachmonitor eines Tanklöschfahrzeuges alt=Einsatz von Löschschaum|mini|Einsatz von Löschschaum Löschschaum ist spezieller Schaum, der größtenteils aus Füllgas (üblicherweise Luft) sowie Wasser und einem Schaummittel besteht. Aufgrund seiner Zusammensetzung wird er auch Luftschaum genannt. Löschschaum wird – meist durch die Feuerwehr – als Löschmittel zur Bekämpfung von Bränden der Brandklassen A (Feststoffe) oder B (Flüssigkeiten oder flüssig werdende Stoffe) eingesetzt.

Historisches mini|Schaummittelwagen mit Druckluftflasche und Kometrohr im Feuerwehrmuseum München Im Jahr 1877 entwickelte der Engländer John Henry Johnson ein Schaumherstellungsverfahren, das auf einer chemischen Reaktion beruhte. Dafür erhielt er das britische Patent Nr. 560 über einen Feuerlöschapparat. Eine wässrige Lösung wurde mit Saponin versetzt. In dieser Lösung ließ man Aluminiumsulfat auf Natriumhydrogencarbonat einwirken. Das bei der Reaktion entstehende Kohlendioxid brachte die Lösung zum Schäumen. Die Schaumherstellung nach diesem Verfahren war umständlich und es konnten nur sehr begrenzte Mengen an Löschmittel hergestellt werden. Dennoch wurde das Verfahren bis in die 1930er Jahre weiterentwickelt.Löschschaum damals und heute. In: Feuerwehr-Magazin Sonderheft 2006 – Brandbekämpfung mit Schaum. S. 9.

Das bis heute nahezu unverändert angewandte Luftschaumverfahren geht auf den Berliner Patentanwalt Clemens Wagner zurück. Dieser erfand im Jahr 1923 das Luftschaum-Strahlrohr, das damals als Kometrohr bekannt wurde. Er setzte seine Idee um, dass man statt eines Stickgases wie Kohlendioxid normale Luft für die Schaumerzeugung einsetzen könnte. Im Jahr 1932 ließ Wagner seine Erfindung patentieren.

Im Jahr 1928 experimentierte Wilhelm Friedrich in Berlin mit Löschschaum. Er entwickelte ein Schaummittel, das es möglich machte, Schaum herzustellen, indem das Schaummittel-Wasser-Gemisch durch ein Strahlrohr verspritzt wurde.

Löschwirkung(en) Löschschaum hat, abhängig von der Art (siehe nächstes Kapitel), unterschiedliche Löschwirkungen. Bei jeder Schaumart wird dabei zwischen den Haupt- und den Nebenlöschwirkungen unterschieden.

als Trenneffekt bezeichnet man das Phänomen, dass eine geschlossene Schaumdecke den Brand von der umgebenden Atmosphäre abtrennt und so den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff entfernt. während des Schaumeinsatzes wird auch Schaum zerstört. Dabei entstehen winzige Wassertropfen, die Wärme aufnehmen und verdampfen. Dieser Kühleffekt entzieht dem Brand Energie (Wärme). als Schaumteppich auf brennbare Flüssigkeiten aufgebracht wird verhindert, dass die Flüssigkeit ausdampft. Der Deckeffekt verhindert damit das Entstehen explosiver Dampf/Luft- bzw. Gas/Luft-Gemische. vor allem Leichtschaum (s. u.) wird dazu eingesetzt, Räume zu fluten. Mit diesem Verdrängungseffekt können sowohl brennbare Gase als auch Sauerstoff aus Räumen heraus gedrückt werden. als Gas/Wasser-Gemisch leitet Schaum nur in sehr geringem Maße Wärme. Dies nutzt man im Dämmeffekt, bei dem der Schaum eine Ausbreitung des Brandes durch Wärmestrahlung unterbindet.Wulf-Erich Damrau: Schaum gegen Feuer. Dr. Sthamer, Hamburg 2006.

Begrifflichkeiten Verschäumungszahl Die Verschäumungszahl (VZ) ist das Verhältnis (der Quotient) zwischen dem Volumen des fertigen Schaums und dem Volumen des ursprünglichen Wasser-Schaummittel-Gemisches. Die Verschäumungszahl hängt vom verwendeten Schaumstrahlrohr ab und kann nicht verändert werden.Löschmittel Schaum. Ausbildung der Freiwilligen Feuerwehren – Ausbildung zum Truppführer, Neckar-Verlag 2004, S. 12.

Zumischrate Die Zumischrate (ZR) gibt an, wie groß der Anteil Schaummittel im Wasser-Schaummittel-Gemisch ist. Bei einer 3%igen Zumischung sind in 100 Litern Wasser-Schaummittel-Gemisch also 3 Liter Schaummittel. Die Zumischrate wird am Zumischer eingestellt, in der Regel sind Werte von 0,5 % bis 6 % möglich. Moderne Schaummittel(konzentrate) erlauben zum Teil geringere Konzentrationen, also größere Ergiebigkeit. Diese beginnen für Netzmittel bei 0,1–0,3 % und für eine Verschäumung bei 0,3–0,5 %. Entsprechende Aufsätze, um handelsübliche Zumischer auch für diese geringen Zumischraten zu ertüchtigen, werden im Handel angeboten. Die einzustellende Zumischrate wird vom Hersteller des Schaummittels vorgegeben. Generell gilt aber, dass der Schaum umso stabiler wird, je höher die Zumischrate ist.

Zerstörungsrate Die Zerstörungsrate gibt an, wie hoch der Anteil des Löschschaums ist, der direkt beim Auftreffen auf den Brand zerstört wird. Ursachen dafür können neben der Hitze des Brandes beispielsweise auch chemische Reaktionen mit dem Brennstoff sein. Bei der Berechnung von benötigten Schaummengen wird in der Regel mit Zerstörungsraten von 50 % gerechnet, in Einzelfällen (wie bei sehr heißen Mineralölbränden) kann diese aber bis zu 70 % betragen.

Wasserhalbwertszeit Die Wasserhalbwertszeit (WHZ) gibt an, in welcher Zeit die Hälfte der ursprünglich im Schaum enthaltenen Flüssigkeit (Schaummittel und Wasser) ausgetreten ist. Das Austreten der Flüssigkeit führt zu einem zunehmenden Trocknen des Schaums mit abnehmender Löschwirkung.Institut der Feuerwehr Sachsen-Anhalt: Löschen brennbarer Flüssigkeiten mit Schäumen: Untersuchung von Kennwerten. Heyrothsberge, o. J., S. 7.

Schaumarten mini|200px|Rohr zur Erzeugung von Mittelschaum Bei der Feuerwehr werden die Löschschäume primär nach ihrer Verschäumungszahl in drei Kategorien eingeteilt: Schwerschaum, Mittelschaum und Leichtschaum.

Wasser-Schaummittel-Gemisch kann auch unverschäumt eingesetzt werden, um eine bessere Benetzung bei Feststoffbränden zu erreichen. Das Schaummittel wird dafür niedriger dosiert als zur Verwendung als Schaum, man spricht dann von Netzwasser.

SchaumartVerschäumungszahlHauptlöschwirkungNebenlöschwirkungSchwerschaum4 bis 20AbkühlenErstickenMittelschaum21 bis 200ErstickenAbkühlenLeichtschaum201 bis 1.000Ersticken

Schwerschaum Schwerschaum ist ein relativ nasser Schaum, mit dem man gute Wurfweiten erzielen kann. Er wird bei Bränden von Feststoffen oder Flüssigkeiten (Brandklassen A und B) eingesetzt. Die wichtigsten Effekte, die zur Brandbekämpfung beitragen, sind hier die Kühlwirkung und der Trenneffekt. Schwerschaum kann zudem bedingt an senkrechten Flächen „kleben“ bleiben (abhängig von Schaummittel, Verschäumung und nicht zuletzt der Struktur der Oberfläche).Die Schaumarten. In: Feuerwehr-Magazin Sonderheft 2006 – Brandbekämpfung mit Schaum. S. 16ff.

Mittelschaum Durch die höhere Verschäumungszahl ist der Mittelschaum deutlich leichter als Schwerschaum und kann (sofern der Schaum nicht abfließen kann) bis zu 5 Meter hoch aufgeschichtet werden. Seine Haftfähigkeit an Oberflächen ist gering, wodurch er zum Fluten von Objekten eingesetzt werden kann. Neben dem Verdrängungseffekt gehören Trenn- und untergeordnet Kühleffekt zu den Löschwirkungen des Mittelschaums.

Leichtschaum Diese Schaumart kann nicht geworfen werden, da sie so leicht ist, dass sie bereits vom Wind weggeweht wird. Der Haupteinsatzort ist daher in geschlossenen Räumen. Zudem ist im Gegensatz zu Mittel- und Schwerschaum für Leichtschaum ein besonderer Generator zur Herstellung notwendig.

Als Hauptlöschwirkung gilt der Verdrängungseffekt. Daneben zerfällt der Schaum unter Wärmeeinwirkung auch sehr schnell zu feinsten Wassertröpfchen und wirkt damit kühlend.

Netzwasser Das Netzwasser stellt eine Besonderheit dar, denn es besteht zwar aus Wasser und Schaummittel (hier eingesetzt als Netzmittel), wird jedoch unverschäumt über Mehrzweck- oder Hohlstrahlrohre abgegeben (ist also kein Löschschaum). Durch die Schaummittelzugabe wird die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt, was es dem Gemisch ermöglicht, besser und tiefer in (brennende) Objekte – wie z. B. Papier- oder Textilballen – einzudringen.

Schaummittel Die Schaummittel werden entweder bereits im Fahrzeug oder später durch einen Zumischer mit dem Löschwasser vermischt.

Bei der Feuerwehr finden verschiedene Schaummittel Verwendung: mit Mehrbereichsschaummittel (MBS) lassen sich alle Schaumarten (Schwer-, Mittel- und Leichtschaum) erzeugen. wasserfilmbildende Schaummittel (AFFF, auch „A3F“ geschrieben, engl. für aquatious film forming foam) bilden zusätzlich zwischen Schaum und brennender Flüssigkeit einen dampfdichten, wässrigen Flüssigkeitsfilm. Teilweise sind sie jedoch aufgrund ihrer Umweltgefahren verboten.Schaumlöschmittel im Wandel der Zeit. In: Feuerwehr-Magazin. 1/2011, S. 22ff. Class-A-Schaummittel wurden ursprünglich für Wald- und Vegetationsbrände entwickelt. Sie sind umweltfreundlich und werden zunehmend auch bei Gebäude- und Innenbränden eingesetzt – oft unverschäumt als sogenanntes Netzmittel. Ihre starke Netzwirkung verbessert das Eindringen des Löschwassers in das Brandgut, reduziert Wasserschäden und steigert die Löschwirkung. Die Mittel bestehen aus biologisch gut abbaubaren, synthetischen Tensiden und sind hochkonzentriert. Schon bei einer Zumischrate von 0,1–0,5 % wirken sie als Netzmittel, bei 0,3–0,5 % können sie verschäumt werden. ClAFSM bzw. CAFS (Compressed Air Foam) ist ein durch eine Druckzumischanlage eingebrachtes Schaummittel aus dem Tank in das Löschwasser und bekommt anschließend Druckluft von einem Kompressor zugeführt. an Bedeutung verloren haben dagegen die Proteinschaummittel. Mit den aus tierischen Ausgangsstoffen hergestellten Proteinschaummitteln lässt sich nur Schwerschaum erzeugen, der jedoch über eine unübertroffene Haftfähigkeit verfügt. Fluorproteinschaummittel (FPS) und filmbildende Fluorproteinschaummittel (FFFP) kommen eher bei Werkfeuerwehren zum Einsatz.Welche Schaummittel gibt es In: Feuerwehr-Magazin Sonderheft 2006 – Brandbekämpfung mit Schaum. S. 26ff.

Die Anforderungen an Schaummittel für Schwer-, Mittel- und Leichtschaum für den Einsatz auf unpolaren Flüssigkeiten sowie Schwerschaum für den Einsatz auf polaren Flüssigkeiten sind in der DIN EN 1568 festgelegt.

Gelegentlich wird auch die Bezeichnung „Schaummittelkonzentrat“ genutzt. Da Konzentrate vor der Verwendung jedoch verdünnt werden müssen, ist dieser Begriff nicht korrekt.

Verschäumungstechniken Strahlrohrverschäumter Schaum Als „Strahlrohrverschäumter Schaum“ wird jeder Schaum bezeichnet, dem die Luft erst im Schaumstrahlrohr (oder Leichtschaumgenerator) zugemischt wird. Im Schlauch wird also nur ein Gemisch aus Wasser und Schaummittel gefördert.

Druckluftschaum

Beim Druckluftschaum („DLS“ oder „CAFS“ für „Compressed Air Foam System“) wird der Schaum bereits im Fahrzeug aus Wasser, Schaummittel und Luft fertig erzeugt und komprimiert durch die Schläuche gefördert. Das Verfahren an sich stammt bereits aus den 1930er Jahren und war stark in Vergessenheit geraten, erlebt in Deutschland jedoch gerade, aus den USA wiederkommend, eine sehr umstrittene Renaissance.

Die Struktur von Druckluftschaum ist deutlich homogener als die des herkömmlichen Luftschaums, sie ähnelt der Konsistenz von Rasierschaum und haftet an senkrechten Flächen. Somit ist es möglich, nicht nur im eigentlichen Sinne zu löschen, sondern beispielsweise auch Wände vorsorglich einzuschäumen, um diese zu schützen. Die Verschäumungszahl von Druckluftschaum liegt je nach Einstellung der Anlage zwischen etwa 4 und 15 und damit im Bereich von Schwerschaum im Sinne von Luftschaum, allerdings basiert der Löscheffekt bei einer Verschäumungszahl von 15 aufgrund der andersartigen Struktur im Gegensatz zu Luftschaum eher auf dem Trenn- als auf dem Kühleffekt. (PDF; 1,6 MB), Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e. V., 2010.

Verfahren zur Schaumherstellung Die Schaummittellösung für den Löschschaum kann bei Benutzung der gebräuchlichen Zumischer (DIN-Injektorzumischer) nach 3 verschiedenen Verfahren hergestellt werden:

Geradeausverfahren mini|300px|Pumpenvormischverfahren mit einem Zumischer