Druckluftschaum – Feuerlöschanlage

Stationäre Druckluftschaum – Feuerlöschanlage

Stationäre vollautomatische ONE-SEVEN Druckluftschaum – Feuerlöschanlagen – Brandschutz News

Kompakt Schaum – Löschanlage

Obwohl sich die herkömmlichen Verfahren seit Jahrzehnten und die Sprinkleranlagen seit über 100 Jahren bewährt haben, entsprechen sie oftmals nicht mehr den Anforderungen der heutigen modernen Bauweise und den Sicherheits- und Umweltanforderungen. Auch der Kostenaspekt spielt bei der heutigen Weltweiten Krise eine erhebliche Rolle. So sind Feuerlöschanlagen gefragt, welche im Vergleich zu herkömmlichen Löschverfahren höhere Anforderungen erfüllen müssen.

Diese wären:

• höheren Kühl- und Stickeffekt
• geringere Löschmittelvorhaltung
• geringe bzw. keine Rückhaltevorrichtungen für kontaminierte Löschmittel
• wenig Aufwand beim Löschmitteltransport über lange Rohrstrecken (bis 1.000 Meter)
• wenig Aufwand beim Löschmitteltransport in großen Höhen bis 400 Meter (< 8,0 bar)
• Löschmitteltransport bis -40°C (Wegfall von Erdleitungen)
• Wesentliche statische Erleichterungen

Diese Anforderungen können durch das ONE-SEVEN Druckluftschaum – Feuerlöschsysteme erfüllt werden. Durch diese besonderen Eigenschaften kann dieses Löschverfahren sicher und wirtschaftlich verschiedenartigste Brände beherrschen und viele Anwendungen in der Brandbekämpfung erst möglich machen.

Die Grundidee, welche durch dänische und deutsche Ingenieure in den 30. Jahren begründet wurden, ist die Druckluftzufuhr mittels Kompressor.

Druckluftschaum

Durch Mischung von Wasser und Schaummittel sowie anschließender Injizierung von Druckluft mittels Kompressor werden gleichbleibende 0,5 mm Schaumblasen erzeugt, welche über lange Wegstrecken in Schläuchen oder Rohrleitungen transportiert und über Wurfeinrichtungen ausgebracht werden können.

So wird aus diesen 3 Bestandteilen ein hochwirksames Löschmittel erzeugt, welches je nach Mischungsverhältnis über unterschiedliche Löscheigenschaften verfügt. Bei der Erzeugung von Druckluftschaum sind grundsätzlich bestimmte physikalische Gesetzmäßigkeiten zu beachten. Erst die Berücksichtigung aller Einflussfaktoren ergibt den optimal wirksamen Druckluftschaum.

Die Grundkomponenten dieses Systems sind eine Wasserpumpe, ein Kompressor und ein automatisch gesteuerter Schaumgenerator.

Druckluftschaum

Für einen 100 % fertigen ONE-SEVEN Druckluftschaum (Naß) werden 0,07 % Schaumkonzentrat, 14,22 % Wasser und 85,71 % Druckluft benötigt. Gleichsam wird für einen 100% ONE-SEVEN Druckluftschaum (Trocken) 0,015 % Schaumkonzentrat, 4,985 % Wasser und 95 % Luft gemischt.

Hierbei wird aus einem 0,5 mm großen Wassertropfen mit nur einer wirksamen Oberfläche, dann sieben 0,5 mm große Schaumblasen mit demzufolge sieben wirksamen Oberflächen produziert. Dies erfolgt bereits in der Löschmittelzentrale.

Dabei basiert der Löscherfolg des Druckluftschaums nicht auf möglichst große Wassermengen, sondern auf eine große aktive Wasseroberfläche zur schnellen Wärmebindung.

Ein kontinuierlicher homogener Schaumstrom mit zusammenhängenden 0,5 mm Schaumbläschen wird nur erreicht wenn alle Schaumkenngrößen eingehalten werden und eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) des Schaumgenerators gewährleistet ist.

Druckluftschaum

Druckluftschaum

Durch Verwendung von biologisch abbaubaren Schaumbildner ist dieses System äußerst umweltfreundlich und erfüllen die Wassergefährdungsklasse 1.

Bei der Injizierung von Druckluft wird der Schaumbildner zu annähernd 100 % zur Schaumblase

gemacht, so dass nur ein geringer Schaumkonzentratanteil von 0,3 % bei Klasse A und 0,5 % bei Klasse B zum Wasser benötigt wird (z.B. Klasse A: Wasser/Schaummittelgemisch 100%= 99,7 % Wasser + 0,3 % Schaumkonzentrat).

Wie u.a. die Brandversuche in der Forschungsstelle für Brandschutztechnik an der Universität Karlsruhe ergaben, erreicht man mit dem ONE-SEVEN Druckluftschaum eine Abkühlung des Brandherdes von 10,83 °C pro Sekunde, während eine reine Wasserlöschung nur eine Abkühlung von 0,83 °C pro Sekunde ergab. Diese enorm schnelle Wärmebindung (12 fach) führt zur entsprechend schnellen Löschung und somit zur schlagartigen Verhinderung weiterer Rauchbildung. Dies bestätigten u.a. die Löschversuche im August 2004 in einem Korridor (L:17 m; B: 2,5 m; H: 2,55 m) einer alten Schule in Luckenwalde, im Beisein zahlreicher Brandschutzsachverständiger.  

Nach einer Vorbrennzeit von 50 sek. wurde ein Holzstapel (0,5 m³) mit ONE-SEVEN Druckluftschaum innerhalb von 28 sek. vollständig gelöscht. Die Verrauchung war so gering, dass man über die 17 Meter Korridor ausreichenden Sichtkontakt über die Glastür ins Freie hatte.

Zahlreiche Versuche zeigten, dass das Wasser aus den Oberflächen der Schaumblasen auf dem Brandherd verdampfte oder im Brandgut verblieb, so dass keine Wasserrückstände auftraten.

Im Vergleich zu konventionellen Schaumlöschanlagen bzw. Wasserlöschanlagen werden bei den ONE-SEVEN Druckluftschaum-Feuerlöschanlagen Wasseranteil von nur ein siebentel (Naß-Druckluftschaum) bis zu einem zwanzigstel (Trocken-Druckluftschaum) benötigt (Cafs bis zu 60 %).

Der in der Löschmittelzentrale so fertig hergestellte komprimierte Druckluftschaum entspannt sich im Rohr und drückt sich bis zu 1.000 Meter Länge oder 400 Meter Höhe zu den Auswurfvorrichtungen.

Dabei sind die Druck- und Reibungsverluste verschwindend gering. Die Dichte des Druckluftschaums erreichen mit zunehmender Rohrlänge kaum messbare Werte.

Dadurch ist die Förderung des Druckluftschaums über lange Rohrleitungsstrecken ohne Beeinträchtigung der Schaumqualität und der Löscheigenschaften des Schaums möglich. Die Schaumkonsistenz bleibt vollständig erhalten. Sie ist besonders ausschlaggebend bei der Löschung aus großen Höhen, in Hochhäusern, in Atrien, Industrie- und Veranstaltungshallen, Windkrafträdern und anderen sehr hohen Bauwerken. Auch große Weiten, wie in Tunneln und Kanälen können leicht überwunden werden. Die Frischluft war bisher bei der Schaumerzeugung in Tunnel problematisch.

Da beim ONE-SEVEN Verfahren der Schaum bereits außerhalb erzeugt wird, stellt sich diese Frage hier nicht mehr. Eine zwischenzeitliche Druckerhöhung ist weder in der Länge von 1.000 Meter noch in der Höhe bis 400 Meter erforderlich. Sieht man von der erforderlichen Spülung der Rohrleitungen mit Wasser ab, so kann man bei der statischen Berechnung nur vom Gewicht eines Leerrohres ausgehen.

Nach Austritt des Druckluftschaums aus der Auswurfvorrichtung (Strahlrohr, Schaumwerfer, Rotor, Flachstrahldüse usw.) werden noch Wurfweiten bis zu 30 Meter erzielt. Zum Beispiel der Schaumrotor, welcher eine Schutzfläche bis zu 200 m² beaufschlagen kann, wird durch eigene Druckluftschaumkraft im Rückstoßprinzip angetrieben.

Je nach Anforderungsprofil (Haftungsvermögen, Eindringvermögen, Verweildauer, Wasserverträglichkeit usw.) kann das Luftverhältnis im Schaumgenerator automatisch variiert werden.

So unterscheiden wir Druckluftschaumarten durch ihr Mischungsverhältnis Wasser/Schaummittel zu Druckluft in:

• Nassschaum (Löschschaum) :             1: 7
• Trockenschaum (Präventivschaum):    1:21

Die ONE-SEVEN Druckluftschaumanlagen sind im Temperaturbereich von minus 40 bis plus 50° C einsetzbar und kann bei Bränden in elektrischen Anlagen bis 35 KV auf eine Entfernung von nur 4 m ohne Gefährdung eingesetzt werden.

Das Druckluftschaum- Löschverfahren ist besonders geeignet für den Objekt- und Raumschutz, wobei Druckentlastungsflächen nicht erforderlich sind.

Das Druckluftschaum-System ist kombinier- oder ersetzbar mit anderen, evtl. auch schon vorhandenen, stationären Löschanlagen und kann durch ein variables Löschanlagenkonzept mit unterschiedlichsten Anlagengrößen und bedarfsgerechten Auswurfvorrichtungen in besonderen Problemfällen ergänzend eingesetzt werden.

Auch vorhandene Wasser- und Luftquellen können genutzt werden, so dass sich in der Zentrale nur noch der Schaumgenerator erforderlich macht.

Die Schaumerzeugung erfolgt außerhalb des Brandraumes in der Löschmittelzentrale, wodurch keine negativen Auswirkungen von Brandgasen auf die Schaumbildung bestehen. Bisher beeinträchtigten

Rauchgase die Schaumproduktion an den Schaumerzeugern, welche unmittelbar am Brandherd installiert sind. Wie bereits erwähnt, für Straßen- und Eisenbahntunnel eine ideale Voraussetzung.

Automatische Druckluftschaumanlagen benötigen in jedem Fall Brandmeldeanlage (BMA). Diese erkennt über eine Zweimelderabhängigkeit den jeweiligen Brand im gefährdeten Bereich und aktiviert das entsprechende Bereichsventil, worüber der Druckluftschaum zur Ausbringvorrichtung geleitet wird.

Mit entsprechenden interface- Konfigurationen ist auch die Integration in bestehende Fernüberwachungssysteme realisierbar.

Anwendungen von automatischen Druckluftschaum-Feuerlöschanlagen

Die besonderen vorteilhaften der bereits beschriebenen Eigenschaften des ONE-SEVEN Druckluftschaumsystems haben bisher zahlreiche Anwendungen in den verschiedenartigsten Bereichen gefunden.

So wurden mehrere Hubschrauberlandeplätze, u.a. auf dem Hallischen Klinikumdach, mit diesem Löschsystem ausgestatten. Hier wird über ferngesteuerte Schaumwerfer der brennende Hubschrauber wirksam bekämpft ohne das eine aufwendige Löschwasserrückhaltungen erforderlich ist.

Druckluftschaum

Weiterhin wurden in Finnland und in Bremen die Bunkerbereiche der Kraftwerke mit diesem System ausgestattet. Ein Weiteres befindet sich in Bitterfeld im Bau.

Auch der Kabeltunnel in Berlin-Potsdamer Platz (Deutsche Bahn AG) wurde auf Grund seiner außergewöhnlichen Kabeldichte mit diesem Druckluftschaumsystem bestückt und vom Sachverständigen des TÜV s abgenommen.

Die Reihe der sehr wirksamen und besonderen Anwendungen des Systems kann stetig fortgesetzt werden. So wurde nördlich von Berlin eine Biodieselanlage mit dem Druckluftschaumsystem ausgestattet. Hier wird bereits vorbeugend bei Anzeige der geringsten Undichtigkeit ein Schaumteppich gelegt.

Durch die gute Transportfähigkeit des Druckluftschaum über sehr lange Wegstrecken ist zur Zeit in Holland für den sicheren Schutz von zwei Autobahntunnel dieses System eingebaut.

So könnte man U-Bahnen in Tunnelstrecken, zwischen den Bahnhöfen, ebenfalls schützen. Durch die besondere Eigenschaft des ONE-SEVEN Trocken-Druckluftschaums mit einem

Wasser-/Schaumkonzentratanteil von 5% zu 100 % Druckluftschaum ist eine Brandbekämpfung von Bibliotheken oder Archiven mit mehreren offenen Etagen möglich. Über ein RAS System werden 4 bis 6 Regale als Sektion überwacht und nur diese mit Trockenschaum beaufschlagt. Entsprechende Brandversuche, unter Beisein zahlreicher Brandschutzsachverständiger, mit dem ONE-SEVEN Trocken-Druckluftschaum zeigte keine Zerstörung durch Wasserschäden. Die Buchhüllen waren nach dem Entfernen des Schaums leicht benetzt. Der Trockenschaum wird anschließend von den Büchern abgesaugt.

Da Hochhäuser bei konventionellen Löschverfahren sehr hohe statische Anforderungen durch hunderte Tonnen von Wasser in den Rohrleitungen erfüllen müssen, kann man dieses Gewicht bei ONE-SEVEN Druckluftschausystem vernachlässigen.

Auf Grund der kaum messbaren Dichte des Druckluftschaums kann hier der Statiker das Leerrohrgewicht ansetzen.

Durch dieses besondere Löschverfahren kann nahezu jedes Brandgut im Hochhaus schnell und gezielt und ohne Wasserschäden bekämpft werden. Die eindeutige Branderkennung- und bekämpfung erfolgt durch ein Lichtwellenleiterkabel, welches mit bis zu 8 Kilometer Länge mäanderförmig durch die Etagen( Räume, Zwischendecken- und Böden) des Hochhauses gezogen wird. Jeder Raum wird dadurch überwacht und jede besondere Brandlast (Lüftermotoren usw.) kann auf ½ Meter genau vorprogrammiert werden. Durch 10 sekundige Abfragen werden ußergewöhnliche Temperaturerhöhungen erkannt und zentral gemeldet. Nach weiterer Abfrage und weiterer unnatürlicher Erhöhung der Temperatur wird über der Schaum gezielt in den Brandraum zur

Löschung und in den angrenzenden Räumen zur Brandsicherung gebracht. Der Brandgegenstand wird gelöscht und alle umliegenden Einrichtungen werden vor Wärmestrahlung gedeckelt. Durch das gute Griechverhalten können auch Brandherde in Zwischenböden ausreichend geschützt werden.

Auch Schutzobjekte in mehreren Stahlwerken oder eine Recyclinghalle in Bayern wurden damit ausgestattet.

Im norwegischen Runehamar Tunnel führte im Jahre 2005 der Systemhersteller mit dem Esting and Research Institute umfangreiche Großbrandversuche durch.

Überwacht und dokumentiert wurden diese Versuche von drei international anerkannten Testinstituten:

• TNO aus den Niederlanden
• NBL Sintef aus Norwegen
• NRC aus Kanada

Zweck dieser Versuche war die Nachweiserbringung der Leistungsfähigkeit von ONE-SEVEN Feuerlöschsystemen bei der Löschung von verschiedenartigen Vollbränden.

Druckluftschaum

Versuch 1 (Feststoffbrand)

So wurde ein Brand eines voll beladenen Sattelschleppers simuliert. Dazu wurden 720 Euro-Paletten (80% Holz und 20% Polypropylen) auf 14,4 m Länge, einer Höhe von 3 m und einer Breite von 2,4 m gestapelt.

Druckluftschaum

Testreihe – Feststoffbrand

Das One Seven System war problemlos in der Lage, dieses extreme Szenario zu beherrschen. Obwohl eine Wärmeausstoßrate von über 160 MW und Temperaturen von über 1.000° C erreicht wurden, konnte der Brand bereits nach weniger als 7 min unter Kontrolle gebracht werden. Nach nur knapp 22 min war das Feuer gelöscht.

Druckluftschaum

Versuch 2 (Flüssigkeitsbrand)

Im zweiten Versuch wurde eine 25 m x 4 m Brandwanne mit 5.000 Liter Dieselkraftstoff gefüllt. Unmittelbar nach der Zündung des Brandgutes erfolgten ein rasanter Anstieg der Temperaturen im Brandbereich und eine extrem starke Rauchentwicklung.

Druckluftschaum

Brandeindämmung

Die Versuchsergebnisse zeigten, dass der Vollbrand mit einer Wärmeausstoßrate von 140 MW und Temperaturen bis 1.200°C innerhalb von 2 Minuten gelöscht wurden. Die Versuchsergebnisse entsprachen den Erwartungen aller Beteiligten. Somit ist der Einsatz von ONE-SEVEN Druckluftschaumsystemen in Autobahntunneln mit erhöhten Brandlasten nahezu prädestiniert. Die Beherrschung von Bränden mit einer Wärmeausstoßrate von über 160 MW lässt weitere Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie, Hoch- und Tiefbau und dem Verkehrswesen zu. Nachdem das ONE-SEVEN Druckluftschaumsystem die Internationale Anerkennung (FM) gefunden hat, beschäftigt sich zur Zeit ebenfalls der VdS Köln mit dieser Systemzulassung.

Es gelten für dieses Verfahren die NFPA 11 und die DIN 14430. Ausgelegt wird dieses ONE-SEVEN Druckluftschaumverfahren nach der DIN 14493-100.

Dipl.-Ing. Günter Knopf  Fachplaner für innovative Feuerlöschsysteme

Ingenieurbüro für Anlagentechnischen Brandschutz

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