Flashover und Backdraft

Präsentation zum Thema: "Flashover und Backdraft"—  Präsentation transkript:

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2 Flashover und Backdraft
Als Anfang der 90er Jahre im Kino der Actionstreifen Backdraft lief, schüttelte man in Europa noch den Kopf über ein Phänomen mit dem Namen Backdraft – diese Erscheinung war nicht bekannt und wurde als Erfindung der Hollywood-Filmindustrie abgetan. (kurze Szene aus Film vorführen) 1996 folgte dann die wissenschaftliche Dokumentation des ORF mit dem Namen Feuer!, wo auf moderne Erkenntnisse der Brandforschung betreffend Flashover und Backdraft hingewiesen wurde. Der letzte Satz der Dokumentation lautete in etwa: „Eine Nachfrage bei den Feuerwehren in Österreich hat ergeben, dass es Phänomenen wie Flashover und Backdraft aufgrund der örtlichen Bauordnung in Österreich so gut wie nicht gibt – hoffen wir, dass es so bleibt, eine Insel der Glückseeligen im Flammenmeer.“ Zeitungsartikel über Flashover in Gmünd und Backdraft in Schärding vorlesen. Trotzdem nahm die Feuerwehr in Österreich diese Reportage zum Ansporn, Versäumtes nachzuholen und endlich über die eigenen Grenzen zu blicken. Die Reportage wurde plötzlich bei vielen Landesfeuerwehrverbänden zu Schulungszwecken bei Kommandantenweiterbildungslehrgängen verwendet und es tauchten div. Fachvorträge und Powerpointpräsentationen auf. Inzwischen gibt es auch in Österreich den Flashover und Backdraft als offizielle Lehrmeinung. Als Beweis sieht man auf dieser Folie einen Versuch des IBS anlässlich eines ÖBFV Fortbildungsseminares in Linz. Was steht wirklich hinter diesen beiden Begriffen? Eine Schulung von OBI Hubert Springer jun. - Freiwillige Feuerwehr der Stadt Rohrbach

3 Brände in geschlossenen Räumen
Die Größe des Brandes wird durch die Brennstoffzufuhr kontrolliert Die Größe des Brandes wird durch die Sauerstoffzufuhr kontrolliert Rauchdurchzündung Rauchexplosion „Heißer Schwelbrand“ Rauchdurchzündung mit Druckanstieg Pulsieren Verlöschen mangels Brennstoff Sauerstoff Entstehungs- brand Brände in geschlossenen Räumen werden entweder durch den Brennstoff oder durch den Sauerstoff kontrolliert. Bsp: Ein Sonnewendfeuer wird durch die Menge des Zusammengetragenen Holzes bestimmt. Die gleiche Menge an Holz in einem geschlossenem Raum führt nicht zwangsläufig zu einem gleich großen Feuer, da nicht genügend Luftsauerstoff vorhanden ist. 80 % der Brände in einem geschlossenen Raum werden durch den Sauerstoff kontrolliert. 3 Arten der Brandentwicklung in einem geschlossenen Raum sind möglich. Grafik kurz erklären – detaillierte Erklärung der einzelnen Möglichkeiten ist Inhalt der Schulung und folgt später Brände können in ihrem Verlauf entweder vom Brennstoff oder vom Sauerstoff kontrolliert werden. 80 % aller Brände in geschlossenen Räumen sind sauerstoffkontrolliert. D.h. es herrscht bei 80 % der Brände Sauerstoffmangel.

4 Thermisches Gleichgewicht
- + Heiße Verbrennungsprodukte sammeln sich an der Decke und es bildet sich ein leichter Überdruck. Im unteren Bereich wird Luft angesaugt – es entsteht ein leichter Unterdruck Wenn das System stabilisiert hat, grenzen sich Rauch- und Luftschicht klar ab. Temperaturverlauf ist ebenso zu vergleichen. (Decke bis zu 1000 °C) Warme Verbrennungsprodukte steigen auf und sammeln sich unter der Decke, es entsteht ein leichter Überdruck. Im unteren Bereich wird vom Brandherd Luft angesaugt, es entsteht ein leichter Unterdruck. Wenn sich das System stabilisiert hat, grenzen sich Rauch- und Luftzone klar und deutlich voneinander ab. Die Temperaturverteilung im Raum ist ähnlich.

5 Pyrolysegase Durch einwirkende Wärmestrahlung können Stoffe brennbare Gase freisetzen = Pyrolysegase (z.B. Holzgas) Wenn diese Pyrolysegase sofort verbrennen, stellen sie keine Gefahr dar. Werden diese durch Sauerstoffmangel nicht verbrannt, sammeln sie sich an der Decke und können eine zündfähige Konzentration bilden. DER BRANDRAUCH WIRD BRENNBAR!!! Erklärung von Pyrolysegasen Keine Gefahr, wenn brennbare Gase verbrennen (brennende Gasleitung brennen lassen – brennendes Gas = kontrolliertes Gas) Fehlt Sauerstoff, können sich zündfähige Gemische an der Decke bilden. Der Brandrauch wird brennbar!!!

6 “Lean Flashover” oder “Rollover”
Rauchdurchzündung “Lean Flashover” oder “Rollover” Die Größe des Brandes wird durch die Brennstoffzufuhr kontrolliert Die Größe des Brandes wird durch die Sauerstoffzufuhr kontrolliert Rauchdurchzündung Rauchexplosion „Heißer Schwelbrand“ Rauchdurchzündung mit Druckanstieg Pulsieren Verlöschen mangels Brennstoff Sauerstoff Entstehungs- brand

7 O2 Rauchdurchzündung Die an der Decke angesammelten Pyrolysegase zünden durch. Voraussetzungen: Ausreichende Luftzufuhr für permanente Verbrennung mit Flammenerscheinung Große Mengen an brennbaren Stoffen, welche bei Erwärmung schnell größere Volumina an Pyrolysegasen freisetzen können. Die an der Decke im Rauch angesammelten Pyrolysegase zünden plötzlich durch. Voraussetzungen: Ausreichende Luftzufuhr für permanente Verbrennung mit Flammenerscheinung. Größere Mengen an brennbaren Stoffen, welche bei Erwärmung schnell größere Volumina an Pyrolysegase freisetzen können.

8 Rauchdurchzündung Die Durchzündung erfolgt ohne markanten Druckanstieg = Verpuffung Genug Sauerstoff vorhanden, so dass an UEG die Zündung erfolgen kann. Kurze Erklärung der Zünd- oder Explosionsgrenze Stichflamme ist das Erscheinungsbild Die Durchzündung der Rauchschicht erfolgt ohne markanten Druckanstieg. Die Sauerstoffzufuhr reicht gerade aus, um an der unteren Explosionsgrenze (UEG) die Zündung erfolgen zu lassen. Häufiges Erscheinungsbild ist eine Stichflamme.

9 Rauchdurchzündung mit Druckanstieg
“Rich Flashover” Die Größe des Brandes wird durch die Brennstoffzufuhr kontrolliert Die Größe des Brandes wird durch die Sauerstoffzufuhr kontrolliert Rauchdurchzündung Rauchexplosion „Heißer Schwelbrand“ Rauchdurchzündung mit Druckanstieg Pulsieren Verlöschen mangels Brennstoff Sauerstoff Entstehungs- brand

10 Rauchdurchzündung mit Druckanstieg
Voraussetzungen: Dichtschließende Fenster und Türen (z.B. Isolierdichtung) Isolierverglasung (Doppelverglasung - späteres Bersten) kaum mehr eigene Raumlüftung Aufgrund Sauerstoffmangels, zünden die Pyrolysegase beim Erreichen der UEG nicht durch sondern reichern sich weiter an (“zu fettes Gasgemisch”). Sauerstoff reicht aber für den primären Brand aus. Voraussetzungen: siehe Folie (Niedrigenergiehäuser sind hier gefährdet) Gefahren wir durch neue Baumaßnahmen immer größer UEG wird wegen Sauerstoffmangels überschritten und Gemisch an der Decke reichert sich weiter an. (fettes Gemisch) Sauerstoff reicht für primären Brand aus O2

11 Rauchdurchzündung mit Druckanstieg
Kennzeichen: Flammenzungen in der Grenzschicht, wo genug Sauerstoff vorhanden ist Entzündung des Rauches beim Verlassen des Raumes Starke Wärmestrahlung des Rauches und hoher Druck des austretenden Rauches Pulsierender Austritt vom Rauch (Lokomotiveffekt) Durch das Pulsieren kann es zum Verwirbeln der Rauchschicht kommen Kennzeichen: Flammenzungen in der Grenzschicht zwischen Rauch- und Luftzone Entzündung des Rauches beim Verlassen des Brandraumes starke Wärmestrahlung und hoher Druck des austretenden Rauches Pulsierender Austritt von Rauch aus dem Brandraum (Lokomotiveffekt) Durch dieses “Pulsieren” kann es zur Verwirbelung von Rauchschicht und Luftschicht kommen.

12 Rauchdurchzündung mit Druckanstieg
Erfolgt Sauerstoffzufuhr und Verwirbelung der Schichten durch: Platzen oder Einschlagen von Fenstern Öffnen von Türen verstärkte Zugluftzufuhr falsche Belüftung führt dies zur Bildung eines zündfähigen Gemisches. O2

13 Rauchdurchzündung mit Druckanstieg
Die Rauchschicht zündet mit Stichflamme und mäßiger Druckwelle durch. Es entstehen Temperaturen von über 1000 °C. Die Gefahr ist kurz nach dem Öffnen eines Brandraumes und während eines Innenangriffs am größten.

14 Rauchdurchzündung mit
Rauchexplosion “Backdraft” Die Größe des Brandes wird durch die Brennstoffzufuhr kontrolliert Die Größe des Brandes wird durch die Sauerstoffzufuhr kontrolliert Rauchdurchzündung Rauchexplosion „Heißer Schwelbrand“ Rauchdurchzündung mit Druckanstieg Pulsieren Verlöschen mangels Brennstoff Sauerstoff Entstehungs- brand

15 Rauchexplosion Grundvoraussetzung ist ein ausgedehnter Brand in einem geschlossenen Raum ohne Sauerstoffzufuhr. Brand verbraucht den gesamten Sauerstoff im Raum. Es folgt ein Schwelbrand ohne offenem Feuer und starker CO-Bildung. Raumtemperatur bleibt konstant  Bildung weiterer Pyrolysegase welche wegen Sauerstoffmangels nicht verbrennen Allmählich kühlen die heißen Brandgase ab und es entsteht ein Unterdruck im Raum. Wird nun eine Tür oder ein Fenster geöffnet, wird Luft angesaugt und mit den Pyrolysegasen vermischt. Erreicht diese brennbare Atmosphäre eine Zündquelle, kommt es zur Rauchexplosion.

16 Rauchexplosion Explosible Brandgase CO CO CO Sauerstoff CO CO Schwelbrand unvollständige Verbrennung Es gibt kein SICHERES ANZEICHEN für eine Rauchexplosion, folgende Punkte können aber auf die Gefahr hindeuten: Über lange Zeit unentdecktes oder ungestörtes Brandgeschehen Heiße Türklinken bzw. -blätter und/oder heiße Fensterscheiben Mit Brandrauch beschlagene Fensterscheiben, oder Brandrauch quillt stoßweise aus Tür und Fensterspalten. Luft wird beim Öffnen einer Tür in den Raum gesaugt.

17 Phasen eines Brandes Zeit t Temperatur °K Flash Over
voll entwickelter Brand Brandbeginn Brandentstehung Normalbereich Risiken Zündquellen Entflammbarkeit Entzündlichkeit Flammenausbreitung Wärmeentwicklung Branddurchdringung

18 Strahlungshitze der Rauchschicht
W/cm² Flashoverbereich spontane Entzündung von Holz Notfall oder Extrembereich Gefahrenbereich Routine Normal

19 Verweildauer im Einsatz
Temperatur Bereiche Strahlungshitze Einsatzdauer Bekleidung Normal 55 °C 0,1 W/cm² 30 min Einsatzbekleidung z.B. ohne Flammschutzhaube ungeschützt Elektroschweißen Sonneneinstrahlung auf der Erde (Äquatorgegend) 0,11 W/cm² Routine 100 °C 0,2 W/cm² 25 min Schutzjacke, Überhose, Flammschutzhaube Gefahr 160 °C 0,4 W/cm² 1 min Schutzjacke, Überhose, Flammschutzhaube vorgeheiztes Backrohr; Auf den ungeschützten Hautteilen Blasen nach 30 Sekunden Notfall 235 °C 1,0 W/cm² 1 min Schutzjacke, Überhose, Flammschutzhaube Flashover Absolut tötlich

20 Brandrauchkühlung Einbringung von ca. 0,3 mm großen Wassertropfen in Rauchschicht. Dies ist konstruktionsbedingt nur mit HD- oder Hohlstrahlrohren möglich. (CM-Strahlrohre sind nicht geeignet) Zweck: Abkühlung und damit Kontraktion der Pyrolysegase Entstehung von Wasserdampf und dadurch Veränderung der Konzentration entgegen der Zündfähigkeit Abkühlung der Rauchschicht zur Verhinderung der Wärmekonvektion und damit der Pyrolyse anderer Bauteile. Verhinderung von Flashover bzw. Backdraft

21 Brandrauchkühlung Strahlform:
Sprühwinkel Strahlform: hohe Temperatur und/oder tiefer/hoher Raum = schmaler Sprühstrahl niedrige Temperatur und kurzer/breiter Raum = breiter Sprühstrahl Impulslänge: Die Impulslänge der Wasserabgabe sollte bei Sekunden liegen. Die Anzahl der Impulse muss an die Raumtemperatur und an die Wasserdampfentwicklung angepasst werden.

22 Überdruckbelüftung... ....erzeugt im Brandraum einen Überdruck +
Überdruckbelüftung erzeug im Brandraum einen Überdruck und dieser drückt Rauch, Wasserdampf und die heissen Pyrolysegase über die Abluftöffnung ins Freie. Voraussetzungen: Größe der Abluftöffnung muss in Summe ca. 1,5 fache der Zuluftöffnung sein. Der Luftkegel muss die Zuluftöffnung vollständig abdecken, da sich sonst nur schwer ein Überdruck aufbauen kann und es leichter zu Verwirbelungen von Frischluft und Brandrauch und –gasen kommt. Lüfter bereits in der Angriffsphase einsetzen und unbedingt Abluftöffnungen schaffen bzw. kontrollieren. Nur in Richtung der Druckbelüftung angreifen, niemals dagegen!!! Überdruckbelüftung bedeutet auch erhöhte Sauerstoffzufuhr = erhöhte Abbrandgeschwindigkeiten – daher unbedingt sofort mit Angriff beginnen. Achtung bei Aufwirbelung von Stäuben besteht Gefahr von Staubexplosion (Dachboden, Mühle, Tischlerei, etc.)

23 Aufstellung des Lüfters
In der Zuluftöffnung wird mit der bloßen Hand getestet, ob der Luftkegel die Öffnung vollflächig erfasst! Richtig! Falsch ! Wenn mehrere Lüfter vorhanden sind, sollten diese parallel eingesetzt werden!

24 Schutzbekleidung Feuerwehrhelm Flammschutzhaube Schutzjacke (EN 469)
Feuerwehrgurt Feuerwehr Stulpenhandschuhe Einsatzbekleidung (EN 469) Overall, Zweiteiler oder Überhose Feuerwehrsicherheitsstiefel Entwicklung vom Spinnenhelm zum Dräger F1-A Flammschutzhaube wird z.Z. noch nicht verwendet, ist aber bei vielen Feuerwehren schon Standard und wird im Ausland seit über 10 Jahren verwendet. (Bsp. Nikki Lauda) Warum soll gerade der Kopf (Gesicht) als wichtigstes Merkmal eines Menschen am schlechtesten geschützt sein? Schutzjacke nach EN469 werden gerade 40 Stück angekauft. Wichtig ist die Verwendung als Schutzbekleidung im Innenangriff. Dies ist in der PSAV schon seit langem geregelt. Als Schutzbekleidung bei einem Schlagregen würde es auch billigere Bekleidung geben (ATS 4000,00) Handschuhe: Lederhandschuhe reichen aus – Verbrühungsgefahr durch eingenässte Handschuhe; neue Normhandschuhe sind aber sehr klobig und teuer, besser event. Elchlederhandschuhe Einsatzbekleidung – alle Atemschutzträger sind bei uns mit 2lagigen Overalls ausgerüstet (Wasserdampfsperre) Sicherheitsstiefel – war von 15 Jahren auch ein Diskussionsthema und ist jetzt selbstverständlich PSAV = für Hersteller KS03 = Richtlinie vom ÖBFV

25 Quellenangaben Flashover - Gameover? - Jan Südmersen
Einsatzpraxis Atemschutz – Cimolino u.a. Überdruckbelüftung - Institut der Feuerwehr NRW Einsatztaktik bei Innenangriffen – Martin Atzler Flashover Taktik – Günter Trinkler Flashover Versuch ÖBFV – Hermann Kollinger Feuer! – Reportage ORF Mehr Infomaterial zu diesem Thema findet Ihr im Internet unter Abschluss: Wir haben es im Normalfall mit Bauernhausbränden und ähnlichem zu tun. Bei den paar Zimmerbränden der Vergangenheit war kein großes Risiko dabei. Es kann aber jederzeit auch zu gefährlichen Situationen in unserer Wehr kommen. Eine optimale Schutzausrüstung und Ausbildung ist auch für den Freiwilligen Feuerwehrmann sehr wichtig, da für den das Feuer genauso heiß ist und die Haut genauso schnell verbrennt wie bei einer BF. Wir gehen in unserer Freizeit schon genug Risiko ein – warum sollen wir uns nicht vor Gefahren schützen, wenn es möglich ist? Filmszene: Feuer! Zusammenfassung mit Ausschnitten von Livemitschnitten bei Backdraft und Flashover