20100805 Phänomene der extremen Brandausbreitung Vk · Als erster Ansatz soll somit der Begriff „extreme Brandausbreitung“ auf diese außergewöhnliche Gefahr hinweisen

Phänomene der

extremen Brandausbreitung

Arbeitskreis Schulung und Einsatz des Verbandes der Feuerwehren des Landes Nordrhein-Westfalen

und

Arbeitskreis Ausbildung und Einsatz der AGBF Nordrhein-Westfalen

Arbeitsgruppe Realbrandausbildung

ARBEITSGEMEINSCHAFT DER LEITER DER BERUFSFEUERWEHREN IN NORDRHEIN-WESTFALEN

Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen Seite 2 von 53 Phänomene der extremen Brandausbreitung Stand: 05.08.2010

I N H A L T S V E R Z E I C H N I S

Anmerkungen zu den betrachteten wissenschaftlichen Zuordnungen........................ 4 Betrachtung der verwendeten Begriffe ....................................................................... 5 Beschreibung der Phänomene bei extremen Brandverhalten .................................... 6 Schwerkraftströmung.................................................................................................. 7

Allgemeines zum Begriff Schwerkraftströmung....................................................... 7 Schwerkraftströmung bei Bränden.......................................................................... 7

Darstellung der Schwerkraftströmung als Bilderfolge.......................................... 9 Explosionsbereich und Explosionsgrenzen .............................................................. 10 Laminare, turbulente und vorgemischte Verbrennung.............................................. 11 Definition Brandrauch ............................................................................................... 12 Pyrolyse.................................................................................................................... 13 Definitionen aus England (nach Grimwood) ............................................................. 14 Definitionen aus Schweden (nach Bengtsson) ......................................................... 15 Gegenüberstellung der bisherigen Begrifflichkeiten ................................................. 15 deutsche Definitionen (basierend auf wissenschaftlichen Zuordnungen) ................. 16 Versuch eines didaktisch sinnvollen Modells für die Erklärungen des extremen Brandverhaltens basierend auf den deutschen Definitionen..................................... 17 Übergang der Phänomene ....................................................................................... 17 Rauchdurchzündung (Rauchschichtdurchzündung) ................................................ 18

Definition nach DIN EN 14011 .............................................................................. 18 Definition nach NFPA............................................................................................ 18 Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung) .................................... 18 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires): ........................................................ 18 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW ..................................... 19 Entstehung............................................................................................................ 20

Raumdurchzündung ................................................................................................. 22 Definition nach DIN 14011 .................................................................................... 22 Definition nach NFPA 921-2004............................................................................ 22 Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung) .................................... 22 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) ......................................................... 23 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW ..................................... 23 Entstehung............................................................................................................ 24

Entzündung ....................................................................................................... 24 Entstehungsbrand ............................................................................................. 25 Raumdurchzündung .......................................................................................... 26 Vollentwickelter Zimmerbrand ........................................................................... 29

Rauchschichtexplosion (Rauchdurchzündung mit Druckanstieg) ............................. 31 Definition nach DIN 14011 (vgl. Rauchdurchzündung; Seite 18) .......................... 31 Definition nach NFPA............................................................................................ 31 Definition nach Grimwood ..................................................................................... 31 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) ......................................................... 31 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW ..................................... 31 Vorbemerkung: Pulsieren des Rauches (Lokomotiveffekt) ................................... 32 Entstehung............................................................................................................ 34

Rauchexplosion ........................................................................................................ 37 Definition nach DIN 14011 .................................................................................... 37


Definition nach NFPA 921-2001............................................................................ 37 Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung) .................................... 37 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) ......................................................... 38 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW ..................................... 38

Entstehung ........................................................................................................ 39 Merkmale eine Rauchexplosion......................................................................... 41

Sonstige Formen extremen Brandverhaltens ........................................................... 45 Kalte Rauchexplosion ........................................................................................... 45

Definition nach DIN 14011................................................................................. 45 Definition nach NFPA ........................................................................................ 45 Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung)................................. 45 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires)...................................................... 45 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW.................................. 45 Entstehung ........................................................................................................ 46

Verlagerte Rauchexplosion ................................................................................... 47 Definition nach DIN 14011................................................................................. 47 Definition nach NFPA ........................................................................................ 47 Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung):................................ 47 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires)...................................................... 47 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW.................................. 47 Entstehung ........................................................................................................ 47

Selbstentzündung der Brandgase......................................................................... 48 Definition nach DIN 14011................................................................................. 48 Definition nach NFPA ........................................................................................ 48 Definition nach Grimwood (Euro-Firefighter) ..................................................... 48 Definition nach Bengtsson (Enclosure fires)...................................................... 49 Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW.................................. 49 Entstehung ........................................................................................................ 49

Autoren..................................................................................................................... 52 Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen ................................... 52 Fachliche Beratung ............................................................................................... 53 Quellen.................................................................................................................. 53

Anmerkung der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen: Bei der vorliegenden Unterlage handelt es sich nicht um eine Lehrunterlage für

Realbrandausbilder oder gar Teilnehmer einer Realbrandausbildung.

Vielmehr wurde durch die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen

versucht die bekannten Phänomene der extremen Brandausbreitung zu beschreiben

und einheitlich zu benennen und somit eine fundierte Basis für eine einheitliche

Ausbildung zu schaffen. Zukünftig sollen hierüber hinaus konkrete Lehr- und

Lernunterlagen durch die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen

erstellt und veröffentlicht werden.


Anmerkungen zu den betrachteten wissenschaftlichen Zuordnungen

Neben den Definitionen aus England und Schweden wurde ein deutschsprachiges

wissenschaftlich abgesichertes Übersichtsmodell für die unterschiedlichen

Phänomene und deren Definitionen erstellt.

Aus didaktischen Gründen ist sich jedoch die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung

NRW darüber einig, dass eine Ausbildung nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten

nicht zielführend sein kann. Hintergrund für diese einhellige Meinung ist die

Tatsache, dass einige Phänomene sicherlich in der oben dargestellten Form

einzuordnen sind, jedoch in der Praxis entweder nicht in einer ausreichenden

Häufigkeit vorkommen oder aber von den zu unterrichtenden Teilnehmern nicht von

anderen Phänomenen unterschieden werden können.

Aus diesem Grund hat sich die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW

entschlossen die zuvor hergeleiteten Phänomene und deren Definitionen

entsprechend dem nachfolgenden didaktischen Modell zur landesweiten Ausbildung

vorzuschlagen.

An den jeweiligen Phänomenen und Definitionen ändert sich nichts; allein ihre

Zuordnung widerspricht ggf. der wissenschaftlichen Einordnung bzgl. der gewählten

Oberbegriffe.


Betrachtung der verwendeten Begriffe

Der Begriff „schnelle Brandausbreitung“ ist die Übersetzung des amerikanischen

„rapid fire progress“ und beschreibt eine Zusammenfassung aller gefährlichen

Brandereignisse.

Im deutschsprachigen Raum ist dieser Begriff schon durch die Gefahrenmatrix aus

dem Bereich der Gefahren der Einsatzstelle belegt. Hier wird von Feuerbrücken,

Flugfeuer, Arten der Wärmeübertragung etc. gesprochen.

Aus didaktischen Gründen wird eine andere Begrifflichkeit für die eigentliche

Übersetzung des englischen Begriffes angestrebt, um insbesondere die

Gefährlichkeit der aufgeführten Phänomene zu verdeutlichen.

Als erster Ansatz soll somit der Begriff „extreme Brandausbreitung“ auf diese

außergewöhnliche Gefahr hinweisen.


Beschreibung der Phänomene bei extremen Brandverhalten

Die nachfolgenden Ausführungen sollen auf Basis der schwedischen und englischen

Grundlagenforschung in den deutschsprachigen Wortschatz übertragen werden.

Insbesondere wird neben der didaktischen Sinnfälligkeit auch auf eine möglichst

einheitliche Benennung geachtet.


Schwerkraftströmung

Allgemeines zum Begriff Schwerkraftströmung

Der Begriff „Schwerkraftströmung“ (englisch „gravity current“ oder „gravity wave“)

bezeichnet im Allgemeinen eine einander entgegengesetzte Bewegung zweier

Flüssigkeiten/Gase (Fluide), die durch einen Dichteunterschied verursacht wird.

Dabei fließt das schwerere Fluid (größere Dichte) horizontal unter das leichtere

(geringer Dichte) Fluid. Dadurch stellt sich ein thermodynamisches Gleichgewicht

innerhalb des Systems ein.

Schwerkraftströmung bei Bränden

Bei der Brandbekämpfung bezeichnet dieser Begriff im Grunde den Gasaustausch

zwischen zwei Bereichen; im oberen Bereich (also der Rauchschicht) entsteht

aufgrund der Vielzahl von Pyrolyseprodukten, die eine relativ geringe Dichte haben

und damit nach oben steigen, ein Überdruck. Dieser Überdruck bewirkt, dass der

Rauch in Richtung einer Ventilationsöffnung abströmt.

In gleichem Maße wie der Rauch in der oberen Überdruckzone (positive Zone)

ausströmt, strömt im unteren Bereich des Systems, wo sich die „kalte“ Luft mit relativ

hoher Dichte befindet (negative Zone) die für eine Verbrennung notwendige Luft

nach und befördert so den notwendigen Luftsauerstoff zum Brandherd. Hier existiert

ein Unterdruck.

Eine derartige Schwerkraftströmung ist bei jedem Brand vorhanden. Allein die Stärke

der Ausbildung der Druckverhältnisse und somit der Druckzonen ist nicht bei jedem

Brand zwangsläufig gleich, weshalb die Schwerkraftströmung auch nicht immer

visuell wahrgenommen werden kann.


Eine stark ausgeprägte Schwerkraftströmung ist das klassische Anzeichen für die

Veränderung des Brandgeschehens im Realeinsatz.

Es ist ein sicheres Anzeichen für viele, jedoch nicht für alle nachfolgend

beschriebenen Phänomene.

Wie oben erläutert ist eine Schwerkraftströmung bei jeder Verbrennung in

umgrenzten Räumen mit Ventilationsöffnungen vorhanden. Meist ist sie jedoch nicht

sehr stark und daher nicht mit bloßem Auge erkennbar. Wenn sie jedoch durch

heftiges Strömen von Luft und Rauch erkennbar wird, ist dies ein Anzeichen dafür,

dass sich das System innerhalb des Brandraumes verändert.

Das System im Brandraum geht von einem brennstoffkontrollierten (berechenbaren)

in einen luftsauerstoffkontrollierten (unberechenbaren) Brand über.

Auch das Schaffen von Öffnungen (z.B. Öffnen der Wohnungstür) kann eine

Schwerkraftströmung hervorrufen, wodurch der Rauch im oberen Bereich der Tür

unter hohem Druck entweicht während im unteren Bereich Luft angesogen wird.

Dabei entsteht manchmal dort, wo sich Rauch und Luft treffen, eine klare

Grenzschicht. Tritt dies auf, besteht die Gefahr, dass das normale Brandverhalten

ähnlich einem Entstehungsbrand sich zu einem extremen Brandverhalten verändert.

Feuerwehrschule Düsseldorf


Darstellung der Schwerkraftströmung als Bilderfolge

entnommen aus Präsentation Koen Desmet


Explosionsbereich und Explosionsgrenzen

Die Intensität einer Explosion wird von der Konzentration des Gas-/Luftgemisches

(innerhalb des Explosionsbereichs) beeinflusst. Die Explosionsgrenzen werden

gemäß DIN 14011 wie folgt definiert:

Untere und obere Explosionsgrenze sind die niedrigste bzw. höchste Konzentration

des brennbaren Stoffes im Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben

in Luft, bei der sich nach dem Entzünden ein Brennen nicht mehr selbstständig

fortsetzen kann.

Der Konzentrationsbereich zwischen der unteren und oberen Explosionsgrenze wird

Explosionsbereich genannt.

Explosionsbereich am Beispiel einer brennbaren Flüssigkeit


Laminare, turbulente und vorgemischte Verbrennung

Vormischungen

Ob es sich bei den unterschiedlichen Phänomenen um eine Durchzündung oder

Explosion handelt, hängt weniger von der Entstehungsgeschichte des Brandes,

sondern vielmehr von der Vormischung des brennbaren Stoffes mit dem

notwendigen Luftsauerstoff ab.

Die Verbrennungsgeschwindigkeit eines Luft/Gasgemisches hängt im Wesentlichen

von der Durchmischung des brennbaren Gases mit (Luft-)Sauerstoff ab. Liegen

beide Reaktionspartner (hier Luftsauerstoff und Brandrauch) in getrennten Schichten

und bezüglich der Mischungsverhältnisse innerhalb ihres Explosionsbereiches vor,

so kann eine Verbrennung auftreten, die jedoch nur an der Grenzfläche der beiden

Schichten abläuft. Dieses wird als laminare Verbrennung bezeichnet. Werden im

Verlauf der Reaktion die beiden Schichten vermischt, wird dies als turbulente

Verbrennung bezeichnet.

Werden beide Reaktionspartner jedoch schon vor Beginn der Reaktion vermischt, so

dass eine möglichst große Grenzfläche entsteht („Vormischung“), läuft die

Verbrennung sehr viel schneller ab. Dann spricht man von einer Explosion. Quelle: bearbeitet nach Jan Südmersen (Vortragsunterlage)

Eine optimale Vormischung (stöchiometrisches Gemisch) liegt nur in

stoffspezifischen relativ engen Grenzen innerhalb des Explosionsbereiches vor,

weshalb bei anderen Vormischungen innerhalb des Ex-Bereiches die Intensität der

Explosion weniger stark ist als bei optimaler Vormischung.


Definition Brandrauch

Bei allen nachfolgend beschriebenen Phänomenen handelt es sich um den Abbrand

eines brennbaren Stoffes bei Anwesenheit von Luftsauerstoff.

Der brennbare Stoff ist in unserem Fall der Brandrauch.

Allein besteht der Brandrauch nach klassischer Definition aus brennbaren Stoffen

aller Aggregatzustände.

(Brand-)Rauch ist ein Aerosol, das hauptsächlich aus Brandgasen und festen

Teilchen besteht. Brandgase sind ein gasförmiges Gemisch aus bei Bränden

entstehenden Oxiden, inerten Anteilen und Pyrolyseprodukten.

Die Zusammensetzung des Brandrauches ändert sich stark mit der Art der

brennbaren Stoffe und den vorliegenden Brandbedingungen, besonders der

Sauerstoffzufuhr und der Brandtemperatur.

(nach Rodewald – Brandlehre)

Anmerkung: Für diese Ausführungen wird der Begriff Brandgase als synonym mit

dem Begriff Rauchgase betrachtet.

Brandrauch enthält nicht brennbare (Wasserdampf, Kohlendioxid) und brennbare

Bestandteile (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffverbindungen).

Während des Brandverlaufes variieren die Bestandteile.

Für eine detaillierte Betrachtung der einzelnen Komponenten des Brandrauches in

Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Brandgutes und der jeweiligen

Temperaturen während des Brandverlaufes wird an dieser Stelle auf die gültige vfdb-

Richtlinie 10/03 verwiesen.


Pyrolyse

Unter Pyrolyse versteht man die chemische Umsetzung eines Stoffes unter Wärme.

Ein Teil der Pyrolyseprodukte ist brennbar. Je schlechter die Ventilation des Feuers

mit Sauerstoff ist, umso mehr Pyrolyseprodukte entstehen (unvollständige

Verbrennung). (nach Bengtsson – Enclosure fires)

In der DIN 14011 wird Pyrolyse durch eine irreversible chemische Zersetzung eines

Stoffes durch Erhöhung der Temperatur ohne Oxidation beschrieben.

Ergänzung: Je schlechter die Ventilation des Feuers mit Sauerstoff ist, umso mehr

von den neu entstandenen Pyrolyseprodukten bleiben unverbrannt

zurück.

Je wärmer das Feuer, umso mehr Pyrolyseprodukte entstehen.

Die für diese Ausführungen wichtigen Pyrolyseprodukte sind brennbare Gase,

welche im Brandrauch enthalten sind und sich so im Raum verteilen.


Definitionen aus England (nach Grimwood)

Alle kursiv gedruckten Begriffe

sind NICHT in der Wissenschaft

üblich bzw. anerkannt.

Rauchexplosion

Verpuffung

verzögerter Backdraft

Flameover

magerer Flashover

Gasverbrennung

durch bewegte

Brandgase verursachte Explosion

Flashback

heißer, fetter

Flashover

Rollover

Rauchgas-explosion

Brandgas-explosion

SCHNELLE BRANDAUSBREITUNG(wissenschaftlich anerkannter Ausdruck)

FLASHOVER

BACKDRAFT BRANDGAS-DURCHZÜNDUNG

Die durch Wärme verursachte Entwicklung eines Brandes in einem Zimmer hin zu anhaltender Verbrennung und Vollbrand.

Die durch Ventilation verursachte Entzündung von Brandgasen, nachdem auf Grund eines Luftstroms (Schwerkraftströmung) Sauerstoff in ein Gebiet gelangte, in dem eine fette Mischung aus Brandgasen und eine Zündquelle vorhanden sind.

Die Entzündung von angesammelten Brandgasen und Pyrolyseprodukten, welche in einem entzündlichen Zustand vorliegen.


Definitionen aus Schweden (nach Bengtsson)

Quelle: Enclosure Fires

Gegenüberstellung der bisherigen Begrifflichkeiten

In der nachfolgenden Tabelle werden die bisherigen Begriffe aus Schweden (nach

Bengtsson; Enclosure fires) und England nach Grimwood (Grimwood, P. – Euro

Firefighter) gegenübergestellt:

Begriffe aus Schweden

Begriffe aus England

Deutsche Begriffe weitere Begriffe

- rollover Rauch(schicht)durchzündung lean flash over

backdraft backdraft Rauchexplosion rich flash over

-

smoke explosion verzögerte

Rauchgasdurchzündung

delayed flash over

auto ignition

auto ignition Selbstentzündung

der Rauchgase

hot rich flash over

smoke gas

explosion

smoke explosion

kalte Rauchexplosion

fire gas explosion

Schnelle Brandaus-breitung

flashover

backdraft

smoke gas explosion


Phänomene eines extremen Brandverhaltens

brennstoff-kontrolliert

sauerstoff-kontrolliert

sonstige Verbrennungen

laminare Verbrennung

vorgemischte Verbrennung

Rauch- durchzündung

(Rauchschichtdurchzündung)

(verlagerte) Rauchschichtexplosion

verlagerte Rauchexplosion

Raum-durchzündung

Rauch- explosion


Selbstentzündung der Rauchgase

deutsche Definitionen (basierend auf wissenschaftlichen Zuordnungen)


Versuch eines didaktisch sinnvollen Modells für die Erklärungen des extremen Brandverhaltens basierend auf den deutschen Definitionen

Anmerkung: Bei der verlagerten und bei der kalten Rauchexplosion fehlen die

Zündquellen.

Übergang der Phänomene

Brandverläufe in Gebäuden stellen chaotische Systeme dar. Die nachfolgend

aufgeführten Phänomene können ineinander übergehen (Rauchschicht-

durchzündung zur Raumdurchzündung und Rauchdurchzündung mit Druckanstieg

(Rauchschichtexplosion) zur Rauchexplosion) oder in Kombination auftreten.


Rauchdurchzündung Rauchexplosion Sonstige

Mechanismus: laminare

Verbrennung

Mechanismus: vorgemischte Verbrennung

Rauch(schicht)-durchzündung

Raumdurchzündung

Rauchschicht-explosion

Rauchexplosion

Selbstentzündung des

Brandrauches

verlagerte Rauchexplosion



Rauchdurchzündung 1 (Rauchschichtdurchzündung) ohne signifikanten Druckanstieg

Der Begriff „Rauch(schicht)durchzündung“ ist dem englischen Begriff „rollover“ bzw.

dem auch weniger geläufigen Begriff „lean flashover“ gleichzusetzen.

Definition nach DIN EN 14011 Rollover

Durchzündung entzündbarer Pyrolyseprodukte und Schwelgase, die sich in der

Regel als Rauchschicht in einem Raum ansammeln.

Definition nach NFPA entfällt

Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung) Eine Rauchschichtdurchzündung ist eine Entzündung von angesammelten

Brandgasen und Verbrennungsprodukten, welche sich in einem entzündlichen

Zustand befinden.

Definition nach Bengtsson (Enclosure fires): entfällt

1 Die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW würde dieses Phänomen besser mit Rauchschichtdurchzündung benennen, da sie den Begriff Rauchdurchzündung eher als Oberbegriff von Rauchschichtdurchzündung und die hieraus ggf. entstehenden Raumdurchzündung sieht. Aufgrund der Einheitlichkeit mit der DIN 14011 verzichtet die Arbeitsgruppe vorerst auf eine detaillierter Darstellung der Sachverhalte.



Rauchdurchzündung

Mechanismus: laminare

Verbrennung

Rauch(schicht)-durchzündung

Raumdurchzündung

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW Siehe DIN 14011



Anmerkung: Die Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW versteht den Begriff

Rauchdurchzündung als Oberbegriff für

1. Rauchschichtdurchzündung, die als Vorstufe der

2. Raumdurchzündung auftreten kann.

Unter einer Rauchdurchzündung versteht man eine laminare

Verbrennung, welche sich über eine Rauchschichtdurchzündung zu

einer Raumdurchzündung entwickeln kann.

Sie kann als einzelnes Ereignis oder auch als Vorstufe der

Raumdurchzündung auftreten.


Entstehung

Für eine Brandentwicklung sind folgende Faktoren entscheidend: (Luft) Sauerstoff,

Brennstoff und Temperatur. Diese Faktoren müssen in richtigen Proportionen

vorliegen.

Bei einem Zimmerbrand sind erstmal genug Brennstoff und Sauerstoff vorhanden.

Durch die entstehende Wärme bilden sich durch Pyrolyse brennbare Bestandteile im

Brandrauch. Ist während der weiteren Brandentwicklung immer noch ausreichend

Sauerstoff im Zimmer, kommt es bei Erreichen der UEG einer laminaren

Verbrennung in der Brandrauchschicht, welche sich im Deckenbereich aufgestaut

hat.

Diese komplette oder teilweise Durchzündung der Rauchschicht erfolgt ohne

signifikanten Druckanstieg. Ein häufig auftretendes Erscheinungsbild ist eine

Stichflamme. Dies ist eine Rauch(schicht)durchzündung.

Durch die Verbrennung in der Rauchschicht kann es auch zu turbulenter

Verbrennung durch Verwirbelung von Rauchschicht und Luftsauerstoff kommen.

Bei der Rauch(schicht)durchzündung (auch lean flashover oder roll over) handelt es

sich um einen brennstoffkontrollierten Brand.

Bild 1 Bild 2

Bild 3

Bild 4


Sie kann in einem offenen Brandcontainer nach schwedischen Modell (vgl. BF

Wuppertal) simuliert werden:

Quelle: BF Wuppertal


Raumdurchzündung

Der Begriff Raumdurchzündung ist dem englischen bzw. schwedischen Begriff

„flashover“ gleichzusetzen.

Definition nach DIN 14011

Flashover

Schlagartige Ausbreitung eines Brandes auf alle thermisch aufbereiteten

Oberflächen brennbarer Stoffe in einem Raum.

Definition nach NFPA 921-2004 Eine Übergangsphase in der Entwicklung eines Brandes innerhalb eines

geschlossenen Raumes, in der Oberflächen, welche Wärmestrahlung ausgesetzt

sind, mehr oder weniger gleichzeitig ihre Zündtemperatur erreichen. Daraufhin breitet

sich der Brand sehr schnell im gesamten Raum aus, wodurch anschließend der

gesamte umschlossene Raum im Vollbrand steht.

Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung)

„Ein Zimmerbrand kann sich bis zu einem Stadium entwickeln, in dem die gesamte

Wärmestrahlung, die vom Brandrauch, von heißen Gasen und von den

Raumwänden ausgeht, die Freisetzung von entzündlichen Pyrolyseprodukten aus

allen brennbaren Oberflächen im gesamten Raum verursacht. Falls eine Zündquelle

vorhanden ist, wird dies den plötzlichen und anhaltenden Übergang des

Entstehungsbrandes in einen Vollbrand zur Folge haben […]. Dieses Ereignis nennt

man „Flashover“ […]“.


Definition nach Bengtsson (Enclosure fires)

Ein Zimmerbrand erreicht ein Stadium, bei dem die Wärmestrahlung, die heißen

Brandgase und die heißen Oberflächen dazu führen, dass alle brennbaren

Materialien Pyrolyseprodukte bilden. Dieser plötzliche und anhaltende Übergang von

einem lokalen, anwachsenden Feuer zu einem vollentwickelten Zimmerbrand, ist ein

Flashover.

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW siehe DIN 14011

schlagartige Ausbreitung eines Brandes auf alle thermisch aufbereiteten Oberflächen

brennbarer Stoffe in einem Raum

Anmerkung: Die Raumdurchzündung erfolgt, sobald sich aufgrund der thermischen

Aufbereitung der brennbaren Stoffe ausreichend Pyrolyseprodukte und

Schwelgase bei ausreichender Sauerstoffkonzentration angesammelt

haben und ihre Zündtemperatur erreicht ist. Die Folge ist der Übergang

von einem Entstehungsbrand zu einem Vollbrand und das

Herausschlagen von Stichflammen aus den Raumöffnungen.


Entstehung

Entzündung Bei allen festen Brennstoffen muss zwischen der Wirkung der Glut und der Flamme

unterschieden werden. Flammen entstehen durch das Abbrennen von

Pyrolysegasen des Feststoffes.

In einem Gebäude können so beispielsweise Möbelstücke aufgrund der von

Flammen, aufgeheizten Wänden und der Temperatur der Rauchschicht

ausgehenden Wärmestrahlung zur Pyrolyse gebracht werden, d.h. der brennbare

Stoff gast brennbare Gase aus, welche leicht entzündet werden können.

Der Brand breitet sich dann am schnellsten aus, wenn die Flammen die Decke

erreicht haben, da diese die ganze Zeit seit dem Brandbeginn durch die Flammen

und die Ansammlung der Rauchgase aufgeheizt wurde.

Eine Ausbreitung der Flammen nach unten erfolgt i. d. R. sehr langsam, im Moment

des Flashovers jedoch sehr schnell.


Entstehungsbrand Der Bereich zwischen der Entzündung eines Feuers und dem Moment des

Flashovers wird als Entstehungsbrand bezeichnet. Die Temperatur im Brandraum

wird während dieser Phase kontinuierlich steigen, wenn ein Fenster oder eine Tür

geöffnet ist (kontinuierliche Sauerstoffversorgung).

In dieser Phase ist das Feuer brennstoffkontrolliert. Das heißt, es ist genug

Sauerstoff vorhanden um den entzündeten Brennstoff zu verbrennen und der

vorhandene Brennstoff ist die limitierende Größe.

Unter der Raumdecke

bildet sich eine

Rauchschicht, in der

aufgrund der Thermik ein

Überdruck herrscht. In

Bodennähe strömt Luft

zum Feuer und versorgt

es mit Sauerstoff. Dort

herrscht ein Unterdruck.

Die Rauch- und die

Luftschicht trennen sich

voneinander ab. Der

Bereich der Trennung der

Schichten wird als

„neutrale Zone“

bezeichnet.

Im Verlauf des Brandes wird der Zeitpunkt erreicht, an dem die entstehenden

Pyrolysegase nicht mehr durch die Flammen verbrannt werden. Es kommt zu einer

Ansammlung von brennbaren Produkten in der Rauchschicht. Durch die Temperatur

des Feuers wird eine Thermik erzeugt, durch welche die Pyrolysegase unter die

Decke steigen.


Raumdurchzündung In dieser Phase kann sich das Feuer möglicherweise zu einer Raumdurchzündung

entwickeln, wenn ausreichender Sauerstoff im Brandraum vorhanden ist.

Voraussetzung für eine Raumdurchzündung ist, dass genug Brennstoff im Verhältnis

zum Raumvolumen und ausreichender Sauerstoff im Brandraum vorhanden ist.

Nach einer Raumdurchzündung steht der Raum im Vollbrand und wird somit total

zerstört. Weder Menschenleben noch Sachwerte sind in diesem Stadium innerhalb

des Brandraums noch zu retten.

In den Phasen der Entzündung und des Entstehungsbrandes ist das Feuer

brennstoffkontrolliert. Nach einer Raumdurchzündung ist das Feuer

ventilationskontrolliert, d.h. Brennstoff ist in ausreichender Menge vorhanden und der

Sauerstoff ist nun der limitierende Faktor. Die entstandenen Pyrolyseprodukte

können aufgrund eines Sauerstoffdefizits nicht im Raum verbrennen. Die

unverbrannten Pyrolyseprodukte werden außen, an Fenster- oder Türöffnungen,

verbrannt oder lagern sich an Oberflächen im Raum (Fensterscheiben, Türen etc.)

ab.


Kurz bevor eine Raumdurchzündung auftritt, sinkt die Rauchschicht ab. Das hat zur

Folge, dass weniger Frischluft und damit Sauerstoff zum Feuer gelangt. Daher wird

die Intensität der Verbrennung schwächer und es entstehen mehr unverbrannte

Pyrolyseprodukte.

An der Unterseite der Rauchgasschicht treffen Pyrolyseprodukte und Luft

(Sauerstoff) aufeinander. Bei Erreichen der Zündtemperatur der Pyrolyseprodukte

zündet die Rauchgasschicht an der Unterseite, wo brennbare Pyrolysegase und Luft

direkt aufeinander treffen (Rauch(schicht)durchzündung). Diese Verbrennung erfolgt

anfangs mit langsamer Geschwindigkeit in Form von Flammenzungen. Diese

wandern an der Unterseite der Rauchgasschicht entlang, was zu einer

Durchmischung von Rauchgasschicht und Luft führt (turbulente Verbrennung). Die

Intensität der Verbrennung in der Rauchgasschicht steigt. Die Wärmestrahlung steigt

aufgrund der auftretenden Flammen dramatisch, wenn sich die Rauchschicht

entzündet.

Die Flammen müssen sich je nach Ventilationsmöglichkeiten und im Rauch

enthaltenden Produkten nicht an der Unterseite ausbreiten. Sie können auch unter

der Decke entlang laufen und sind durch die Rauchschicht für den vorgehenden

Trupp nicht zu erkennen.

Das Bevorstehen einer Raumdurchzündung ist an folgenden Anzeichen erkennen:

- Dramatischer Anstieg der Raumtemperatur.

- Flammen in der Rauchschicht.

- Absinken der neutralen Zone.

- Pyrolysegase werden an brennbaren Oberflächen freigesetzt (Ausgasen).

- Flammenausbreitung entlang der Decke, was zu einem Anstieg der

Temperatur und damit zur Entstehung von weiteren Pyrolysegasen führt.

- Erkennbar von außen ist das Entweichen von Rauch unter Druck aus den

Gebäudeöffnungen.


Rauchschicht bildet sich unter der Decke

Das thermodynamische Gleichgewicht stellt sich ein. Es bildet sich die „neutrale Zone“.

ausreichend Sauerstoff kann von außen nachströmen

es kann zu einer Rauch(schicht)durchzündung kommen

weitere Pyrolyseprodukte werden bei ausreichender Sauerstoffzufuhr freigesetzt

Raumdurchzündung:schlagartige Ausbreitung eines Brandes auf alle thermisch aufbereiteten Oberflächen brennbarer Stoffe in einem Raum


Temperatur

Zeit

B

A

Raumdurchzündung

Entstehungs-phase

Raumdurchzündung Abklingende Phase

Vollbrand

Vollentwickelter Zimmerbrand

Nachdem sich in der Raumdurchzündungs-Phase das Feuer von einem

brennstoffkontrollierten Brand zu einem sauerstoffkontrollierten Brand entwickelt hat,

findet die Verbrennung aufgrund des dort vorhandenen Sauerstoffs und der dadurch

möglichen Vermischung, durch welche die Pyrolysegase in den Explosionsbereich

gelangen, außerhalb des Zimmers an Fenster- oder Türöffnungen statt. Diese

Brandphase hält solange an, bis der Brennstoff im Raum verbraucht ist.

(nach Bengtsson, Enclosure Fires)

Grafik: Koen Desmet


Der Bereich zwischen A und B stellt den Moment der Raumdurchzündung dar, nach

der der Raum im Vollbrand steht

Die Raumdurchzündung wurde in unterschiedlichen Versuchsanordnungen (voll

eingerichtete Räume) dargestellt.

Quelle: Forschungsstelle für Brandschutztechnik, TH Karlsruhe


Rauchschichtexplosion (Rauchdurchzündung mit Druckanstieg2)

Der Begriff der „Rauchschichtexplosion (Rauch(schicht)durchzündung mit

Druckanstieg)“ wird häufiger mit dem englischen Begriff „Mini-Backdraft“

gleichgesetzt.

Definition nach DIN 14011 (vgl. Rauchdurchzündung; Seite 18) Rollover




Definition nach Grimwood entfällt

Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) entfällt

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW Siehe DIN 14011 Rollover



Anmerkung: Wobei es hier zu einer schnellen Verbrennung oder Explosion einer vorgemischten Rauchschicht kommt.

2 Es wird an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass nach Auffassung der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW hier eigentlich der Begriff „Rauchschichtdurchzündung“ stehen sollte. Aus Gründen der Verständlichkeit und der Einheitlichkeit mit der DIN 14011 wird darauf vorerst verzichtet.


Vorbemerkung: Pulsieren des Rauches (Lokomotiveffekt)

Bei einem ventilationskontrollierten Brand ist die Intensität des Feuers durch den im

Brandraum vorhandenen bzw. einströmenden Sauerstoff begrenzt. Solange

Sauerstoff in den Raum einströmt, wird

das Feuer innerhalb des Raumes größer.

Es entstehen dementsprechende Mengen

an Brandrauch. Der Brandrauch wird

aufgrund des bestehenden thermischen

Überdrucks aus den vorhandenen

Öffnungen des Brandraumes gedrückt.

Innerhalb des Brandraumes entsteht

Sauerstoffmangel, da das gesamte

Raumvolumen in diesem Moment mit

Brandrauch gefüllt ist. Das Feuer wird

dadurch kleiner.

Die Temperatur sinkt. Das führt dazu, dass

weniger Brandgase produziert werden. Zu

diesem Zeitpunkt entsteht ein geringer

Unterdruck im Brandraum. Luft wird von

außen durch die vorhandenen Öffnungen

angesaugt.

Somit wird das Feuer durch die

Sauerstoffzufuhr wieder größer, es wird

mehr Brandrauch produziert und der

Effekt wiederholt sich (Lokomotiveffekt).

Der Faktor, der diesen Kreislauf des

Pulsierens begründet und gegebenenfalls stabilisiert, ist das Verhältnis der Größe

der Öffnungen des Brandraumes zur Intensität des Feuers. (Quelle: Bengtsson, Enclosure fires, 2001)



Entstehung

Die Rauchdurchzündung mit Druckanstieg (Rauchschichtexplosion) ist

gekennzeichnet durch die Entstehung einer zu fetten, reaktiven Rauchschicht in der

Entstehungsphase des Brandes, die plötzlich mit Sauerstoff vermischt wird und in

Folge durchzündet – je nach Grad der Vermischung bis hin zur Explosion.

Es sammeln sich Pyrolyseprodukte und brennbare Gase in der Rauchschicht an.

Aufgrund von Sauerstoffmangel in der Rauchschicht zünden die gesamten

Brandgase bei Erreichen einer für die Verbrennung ausreichenden

Brandgaskonzentration nicht durch, sondern reichern sich weiterhin an.

Durch o. g. Vorgänge kann es zum „Pulsieren“ des Rauches an Öffnungen zum

Brandraum kommen.

An den Flächen wo die Rauchschicht Kontakt zur Umgebungsluft hat, kann eine

Verbrennung in Form von diffusen Flammen stattfinden. Diese können im Rauch an

der Grenzschicht zwischen Rauch- und Luftzone beobachtet werden und werden

auch als „Dancing Angels“ oder Flammenzungen bezeichnet.

Werden nun die brennbaren Gase in der Rauchschicht plötzlich mit dem Sauerstoff

der Umgebungsluft vermischt, kann es zur Rauchdurchzündung mit Druckanstieg

(Rauchschichtexplosion) kommen, da das Rauch/Luftgemisch von einem Zustand

oberhalb der oberen Explosionsgrenze in den Explosionsbereich gelangt und somit

zündfähig (explosibel) wird.

(nach Jan Südmersen)


Rauchdurch-zündung mit Druckanstieg

Sauerstoff-zutritt

Temp.

Zeit

B

A

Grafik: Koen Desmet

Die Rauchdurchzündung mit Druckanstieg (Rauchschichtexplosion) wird in Anlagen

mit Tür zwischen Brand- und Beobachtungsraum dargestellt (BF Düsseldorf, BF

Mönchengladbach, BF Osnabrück).



Quelle: Feuerwehr Mönchengladbach


Rauchexplosion

Der Begriff „Rauchexplosion“ ist mit dem englischen bzw. schwedischen Begriff

„backdraft“ gleichzusetzen. Der Begriff „rich flashover“ beschreibt dasselbe

Phänomen.

Definition nach DIN 14011

Backdraft

Explosion der Pyrolyseprodukte und Schwelgase in einem Brandraum mit

unzureichender Sauerstoffkonzentration nach Vermischung mit plötzlich zugetretener

Luft.

Definition nach NFPA 921-2001

Backdraft – Eine Explosion aufgrund der plötzlichen Zufuhr von Luft (d.h. Sauerstoff)

in einen abgegrenzten Raum, der mit Verbrennungsprodukten einer unvollständigen

Verbrennung gefüllt ist, welche unter Sauerstoffmangel leiden.

Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung)

Begrenzte Ventilation kann bei einem Brand innerhalb eines geschlossenen Raumes

zur Entstehung großer Mengen unverbrannter Pyrolyseprodukte führen. Wenn

plötzlich eine Öffnung zum Brandraum geschaffen wird, formt die einströmende Luft

eine Schwerkraftströmung und beginnt, sich mit den unverbrannten

Pyrolyseprodukten zu mischen, wodurch eine Mischung brennbarer Gase in

manchen Bereichen des Raumes entsteht. Eine Zündquelle, wie z.B. ein Funke,

kann diese brennbare Mischung entzünden, wodurch es zu einer extrem schnellen

Verbrennung von Gasen/Pyrolyseprodukten kommt, welche dabei aus der Öffnung

gedrückt werden und außerhalb des Raumes einen Feuerball formen.



Ein Backdraught ist die Verbrennung von unverbrannten Rauchgasen, die entstehen

kann wenn Luft in einem Raum kommt, indem die Sauerstoffkonzentration aufgrund

eines Feuers signifikant reduziert ist. Die Verbrennung verläuft mehr oder weniger

schnell.

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW Siehe DIN 14011

Backdraft

Explosion der Pyrolyseprodukte und Schwelgase in einem Brandraum mit

unzureichender Sauerstoffkonzentration nach Vermischung mit plötzlich zugetretener

Luft.

Anmerkung: Die Rauchexplosion erfolgt bei Bränden in Räumen mit unzureichender

Sauerstoffkonzentration, kurz nachdem Luft von außen zutritt. Die

Folge ist das explosionsartige Herausschlagen von Stichflammen aus

den Raumöffnungen.


Entstehung

Im Gegensatz zur Raumdurchzündung ist eine Unterversorgung des Brandraumes

mit Sauerstoff Voraussetzung für die Entstehung einer Rauchexplosion. Da durch

den Sauerstoffmangel die entstandenen Pyrolysegase und Verbrennungsprodukte

nicht entzündet und verbrannt werden können, sammeln sich diese in großen

Mengen an und füllen das gesamte Raumvolumen.

Nach dem Öffnen einer Tür oder eines Fensters entweichen die Rauchgase unter

Druck und Sauerstoff kann in den Raum strömen. Es entsteht zuerst eine Trennung

zwischen der warmen Schicht unverbrannter Pyrolysegase und der kalten,

einströmenden Luft. Spätestens wenn die kalte Luft von der Rückwand des

Brandraumes reflektiert wird, findet eine Mischung der Zonen statt. Die im

Brandraum verbliebenen Rauchgase durchmischen sich mit Sauerstoff. Für diese

Vermischung wird je nach Raumgröße einige Sekunden benötigt; es kann also nicht

sofort nach Schaffung einer Öffnung zum Brandraum zum Backdraft kommen. Die

Zeitdauer, welche für die Vermischung benötigt wird, kann zwischen mehreren

Sekunden und mehreren Minuten betragen. Nach der Vermischung liegen nun der

Brennstoff (brennbare Gase) und der Luftsauerstoff in vorgemischter Form vor. Wird

dieses Gemisch nun entzündet (durch die hohe Temperatur der Rauchgase, Funken,

Glut, etc.), kommt es zu einer Explosion, der Rauchexplosion.

Der Rauch formt sich beim Austritt aus der Öffnung zu einer Kugel. Anschließend

zündet diese Rauchkugel und drückt aus dem Brandraum. Die schnelle Expansion

der Rauchgase führt zu einem Feuerball außerhalb des Brandraumes.

Innerhalb von Brandräumen kann sich unter gewissen Umständen ein Unterdruck

aufbauen. Dieser Unterdruck ist ein sicheres Zeichen für eine bevorstehende

Rauchexplosion; allein seine Entstehung ist nicht immer sichergestellt. Eine

Rauchexplosion kann auch ohne vorherigen Unterdruck entstehen.


aufgrund der hohen Temperatur entstehen weitere Pyrolyse-produkte, die wegen der fehlenden Sauerstoffzufuhr nicht verbrennen können

durch die Verbrennung wird der Sauerstoff im Brandraum verbraucht und kein weiterer Sauerstoff strömt nach

die Temperatur im mit Pyrolyseprodukten gefüllten Raum sinkt, bleibt aber auf hohem Niveau; es kann sich ein Unterdruck einstellen

plötzlich tritt Sauerstoff durch eine Öffnung (Fenster und/oder Tür) hinzu. Aufgrund der plötzlichen Vermischung von Sauerstoff und Pyrolyse-produkten kommt es zur turbulenten Verbrennung

Backdraft Explosion der Pyrolyseprodukte und Schwelgase in einem Brandraum mit unzureichender Sauerstoffkonzentration nach Vermischung mit plötzlich zugetretener Luft.


Merkmale eine Rauchexplosion

- Unverbrannte Pyrolysegase sind vorhanden.

- Das Feuer pulsiert („atmet“) => „Lokomotiveffekt“

- Sauerstoffmangel führt zur unvollkommenen Verbrennung.

- Das Feuer verlischt jedoch nicht ganz.

- Es wird eine Öffnung zum Brandraum geschaffen, durch die Luft einströmen

kann.

- Es gibt eine Zone, in der sich Luft und unverbrannte Pyrolysegase mischen.

- Die Zündung der Pyrolysegase findet in dieser Zone statt.

- Nach dem Öffnen eines Fensters oder einer Tür kann nach Sekunden oder

Minuten ein Backdraft entstehen. Die zwischen Öffnen und Rauchexplosion

verstreichende Zeit ist abhängig davon, wann das Rauch/Luftgemisch die

Zündquelle erreicht.

- Eine Deflagration entsteht im Brandraum.

- Ein Feuerball schießt aus der Öffnung.

Vor einer Rauchexplosion gibt es kein sicheres

Warnsignal!


Rauchexplosion

Sauerstoffzutritt

Temp.

B

A

Beobachtungen, welche auf eine Rauchexplosion hinweisen können, sind u. a.:

- Das Feuer brennt in einem geschlossenen Raum ohne größere

Ventilationsöffnungen.

- Ölige Ablagerungen an den Fensterscheiben sind kondensierte

Pyrolyseprodukte. Das deutet auf einen schlecht ventilierten Brand hin.

- Heiße Türen bedeuten, dass das Feuer schon eine längere Zeit brennt,

vielleicht mit zu wenig Sauerstoff.

- Pulsieren des Rauches.

- Pfeifende Geräusche an den Öffnungen durch einströmende Luft.

Grafik: Koen Desmet

Die Rauchexplosion wird in Demonstrationsanlagen (bestehend aus einem einzigen

Container ohne Beobachtungsraum) dargestellt (BF Wuppertal, Schweden,

Großbritannien).


Erscheinungsformen der Rauchexplosion

unter Sauerstoffabschluss ohne Sauerstoffabschluss

Brand ist verloschen Brand ist noch nicht verloschen

kalte Rauchexplosion warme Rauchexplosion

maximale Vormischung durch Luftzufuhr

geringe Vormischung, da die Verbrennung unter Sauerstoffmangel abläuft

Explosion Explosion




Sonstige Formen extremen Brandverhaltens

Kalte Rauchexplosion

Der Begriff der „kalten Rauchexplosion“ ist dem englischen Begriff „smoke explosion“

bzw. dem schwedischen Begriff „smoke gas explosion“ gleichzusetzen. Weiterhin

findet der Begriff „fire gas explosion“ Verwendung.

Definition nach DIN 14011 entfällt


Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung) entfällt

Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) entfällt

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW Abgekühlte Rauchgase werden entzündet, wodurch es zu einer Explosion kommen

kann. Dabei kann die Zündquelle den Rauchgasen oder die Rauchgase der

Zündquelle zugeführt werden.


Entstehung

Die im Raum befindliche Luft wird durch ein Feuer verbraucht. In der nun folgenden

Schwelbrandphase verlischt das offene Feuer und es kommt zu einer verstärkten CO

Bildung. Die Raumtemperatur bleibt vorerst konstant. Ist die Temperatur hoch genug,

werden auch in der Schwelbrandphase weitere Pyrolysegase freigesetzt.

Diese können aber wegen des fehlenden Sauerstoffs nicht verbrannt werden

können.

Der Raumtemperatur sinkt. Die heißen Brandgase kühlen sich langsam ab und

ziehen sich dabei zusammen. Es entsteht im Verhältnis zur Umgebungsatmosphäre

ein Unterdruck im Brandraum.

Wird nun eine Tür oder ein Fenster geöffnet, wird Luft in den Brandraum gesaugt und

mit brennbaren Gasen verwirbelt. Sobald diese brennbare Atmosphäre eine

Zündquelle erreicht, erfolgt die Rauchexplosion. Der Zeitpunkt der Explosion ist nicht

genau bestimmbar. Sie kann nach einigen Sekunden, aber auch nach mehreren

Minuten erfolgen.

(nach Jan Südmersen, Vortragsunterlage)

Zündung

Temp.

A

Kalte Rauchexplosion

B


Verlagerte Rauchexplosion

Der Begriff der „verlagerten Rauchexplosion“ ist dem englischen Begriff „smoke

explosion“ gleichzusetzen. Auch der Begriff „delayed flashover“ wird teilweise

verwendet.



Definition nach Grimwood (Taktische Brandbekämpfung): Wenn Brandgase in einem an den Brandraum angrenzenden Raum gelangen,

können sie sich sehr gut mit Luft vermischen. Diese Mischung kann einen Teil oder

das gesamte Raumvolumen einnehmen und einen zündfähigen Bereich bzw. den

Explosionsbereich erreichen. Wenn diese Mischung entzündet wird, kann ein hoher

Druck bis hin zur Explosion entstehen (vorgemischte Verbrennung). Dies ist eine

Brandgasdurchzündung.

Definition nach Bengtsson (Enclosure fires) identisch mit der Definition nach Grimwood

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW nach Grimwood/Bengtsson

Entstehung Bei einer Brandgasdurchzündung ist die Zündquelle entscheidend. Die Zündquelle

fehlt zuerst, da das Feuer keinen Kontakt zu dem angrenzenden Raum hat. Die

Brandgase haben Zeit, sich mit der vorhandenen Raumluft zu vermischen. Die

Intensität der Durchzündung ist davon abhängig, wie viel des Raumvolumens mit

Gas-/Luftgemisch im zündfähigen Bereich ausgefüllt ist. Die Höhe des sich

aufbauenden Drucks wird durch die Größe der Öffnungen im Raum bestimmt.


Selbstentzündung der Brandgase

Der Begriff der „Selbstentzündung der Brandgase“ ist dem englischen bzw.

schwedischen Begriff „auto ignition“ gleichzusetzen. Das Phänomen wird auch als

„hot rich flashover“ beschrieben.



Definition nach Grimwood (Euro-Firefighter)

Wenn Brandrauch auf eine Temperatur oberhalb seiner

Selbstentzündungstemperatur erwärmt wurde und ausreichend brennbare Gase und

Verbrennungsprodukte im Brandrauch vorhanden sind, um eine entzündliche

Mischung zu formen, und darüber hinaus auch ausreichend Luftsauerstoff zur

Verfügung steht, damit das Gasgemisch innerhalb des Explosionsbereichs liegt,

ohne das durch die Zufuhr von Luft der Brandrauch unter seine

Selbstentzündungstemperatur abgekühlt wird, wird es zur Selbstentzündung des

Rauches kommen.



In manchen Fällen können sich die aus einem Brandraum austretenden Rauchgase

selbstständig an einer Öffnung entzünden. Für diesen Verlauf sind hohe

Temperaturen in der Rauchgasschicht erforderlich.

Die Zündtemperatur der in der Rauchgasschicht enthaltenden Pyrolyseprodukte liegt

ca. zwischen 500°C und 600°C. Der im Brandraum fehlende Sauerstoff verhindert

eine Entzündung der Rauchgase beim Erreichen ihrer Zündtemperatur. Haben

Rauchgase die Möglichkeit den Brandraum zu verlassen, können sie sich mit Luft

vermischen. Wie weit die Flammen von der Öffnung in den Brandraum laufen, hängt

von der Menge der sich bildenden Pyrolysegase und von der Größe der Öffnung ab.

Es ist möglich, dass die Flammen die gesamten Rauchgase entzünden und es so zu

einem voll entwickelten Zimmerbrand kommt.

Definition der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung NRW In manchen Fällen können sich die aus einem Brandraum austretenden Rauchgase

selbstständig an einer Öffnung entzünden. Für diesen Verlauf sind hohe

Temperaturen in der Rauchgasschicht erforderlich.

(verkürzt nach Bengtsson)

Entstehung

Siehe Definition Bengtsson



Quelle: Bengtsson, Enclosure Fires





Autoren

Arbeitsgruppe Realbrandausbildung Nordrhein-Westfalen

Bernd Rotthäuser, Feuerwehr Essen

Frank Gerhards, Feuerwehr Mönchengladbach

Guido Volkmar, Feuerwehr Düsseldorf

Marcus Saueressig, Kreis Lippe

Martin Fuchs, Feuerwehr Wuppertal

Matthias Wegener, Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen

Ralf-Guido Blumenthal, Feuerwehr Hagen

Stephan Burkhardt, Unfallkasse Nordrhein-Westfalen

Thorsten Koryttko, Feuerwehr Gladbeck


Fachliche Beratung

Adrian Ridder, www.atemschutzunfaelle.eu

Jan Südmersen, BF Osnabrück

Rune Eriksson, Räddningsverket Schweden

Quellen

Bengtsson, Enclosure Fires

Grimwood, Euro Firefighter, Taktische Brandbekämpfung

Südmersen, Atemschutz, Vortragsunterlagen

Rodewald, Brandlehre

Normen, DIN-EN, NFPA

NFPA, Fundamentals of Fire Fighter Skills

Die Grafiken innerhalb des vorliegenden

Arbeitspapiers wurden von der DVD

„Atemschutz – Rauchgasphänomene &

Strahlrohrtechniken“ aus der DVD-Reihe

„RETTEN – Profis im Einsatz“ entnommen

und der Arbeitsgruppe Realbrandausbildung

Nordrhein-Westfalen kostenfrei zur

Veröffentlichung zur Verfügung gestellt.

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20100805 Phänomene der extremen Brandausbreitung Vk · Als erster Ansatz soll somit der Begriff „extreme Brandausbreitung“ auf diese außergewöhnliche Gefahr hinweisen