CAFS und Class-A-Foam
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Kurz erklärt ist CAFS (engl. Compressed Air Foam System) eine Druckluftschaumanlage und Class-A-Foam ist ein Schaummittel zur Bekämpfung von Feststoffbränden.
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Geschichte
Die erste bekannte CAFS Anlage wird bereits 1877 erwähnt. Druckluftschaumanlagen wurden in den 30er und 40er Jahren u. a. von der deutschen Firma Flader gebaut und bei Feuerwehren, auf Lokomotiven und Eisenbahnen sowie auf Schiffen eingesetzt. 1938 wurde von Jöhstadt ein tragbares CAFS mit dem Namen „Siegerin“ vorgestellt.
Ebenso fanden sie bei der U.S. Navy und bei der Royal Navy (auf Flugzeugträgern) ihren Einsatz. In den 70er und 80er Jahren wurde der Druckluftschaum von den nordamerikanischen Forstbehörden „wiederentdeckt“. Die Verwendung dieser Systeme stammte aus dem Wunsch, eine Schneise mit Schaum anlegen zu können. Die Reichweite von „normalen“ Luftschaumrohren (Schwerschaumrohre) reichte dazu oft nicht aus. Daher wurden CAFS-Anlagen auf schwere, geländegängige Fahrgestelle bzw. auf Pickups aufgebaut. Von diesen wurde der Schaum mit Monitoren abgegeben.
Zu Beginn der 80er Jahre wurden auch die ersten Schaummittel (Class-A-Foam) zur Waldbrandbekämpfung entwickelt und eingesetzt. Ende der 80er Jahre wurde erneut die Entwicklung von CAFS angekurbelt. Dies resultiert wahrscheinlich aus:
- Entwicklung von wirksamen Class-A-Foam
- Entwicklung leistungsfähiger Elektronik zur Regelung der Schaummittelzumischung und des gesamten Systems.
Class-A-Foam (Klasse A Schaummittel):
- Ursprünglich zur Bekämpfung von Wald- und Buschbränden entwickelt
- Schaummittelkonzentrat für Brände der Klasse A; z.B. Häuser, Wälder, Gummi, ...
- Geringe Zumischraten von 0,1% bis 1%
- Aufbringen mit herkömmlichen Strahlrohren möglich
Class-A-Foam hat die Eigenschaft, dass die Oberflächenspannung reduziert wird, wodurch ein verbessertes Eindringen des Löschmittel in das Brandgut gegeben ist. Durch die Schaumbildung wird zusätzlich der Erstickungseffekt genutzt. Der Schaum bleibt am Brandgut haften. Class-A-Foam wird mittlerweile in den USA fast standardmäßig in alle Neufahrzeuge zur Klasse A Brandbekämpfung eingebaut. In Europa wird er hauptsächlich zur Waldbrandbekämpfung verwendet. Und natürlich wird er in allen CAFS Anlagen eingesetzt. Derzeit gibt es 4 bekannte Firmen welche Class-A-Foam herstellen. Bei Versuchen in Deutschland unter Zimmerbrand-Bedingungen konnten eindeutige Vorteile beim Löschmittel Class-A-Foam gegenüber Wasser erkannt werden! So wurden gleiche Brände mit Class-A-Foam in weniger Zeit, mit weniger Löschmittelmenge und weniger Löschaufwand gelöscht als mit Wasser als Löschmittel (siehe Tabelle - hier wurde Class-A-Foam als Löschmittelzusatz bei CAFS eingesetzt)!
Da es in Österreich keine Prüfung für Löschschäume rein für die Klasse A gibt, besitzen die geprüften Schäume eine Zulassung auch (genau genummen nur) für die Klasse B. Hierbei kann Class-A-Foam mit herkömmlichen Schaumrohren aufgetragen werden. Die Zumischraten für Brände der Klasse B sind von Produkt zu Produkt unterschiedlich. Die Löschwirkung läßt sich mit synth. Mehrbereichsschaummittel vergleichen.
Class-A-Foam ist nicht nur sehr effektiv im Einsatz sondern auch sehr umweltverträglich.
So sind diese Schaummittel generell
- Wassergefärdungsklasse 1
- Verdünnt leicht biologisch abbaubar
- Führen nur zu leichten Augenreizungen
Bei Versuchen in Deutschland wurde festgestellt dass das Wachstumsverhalten von Pflanzen nicht beeinträchtigt wird! Ganz im Gegenteil es wird bei manchen Class-A-Schaummitteln sogar angeregt.
CAFS allgemeines:
Die bekanntesten Hersteller von CAFS Anlagen sind zur Zeit die Fa. Rosenbauer, Fa. Hale, Fa. Intelagard und Fa. Schmitz.
Grundsätzlich werden zwei Bauarten bei CAFS Anlagen unterschieden. 1.) Druckluftschaummodule Antriebsaggregat, Feuerlöschpumpe, Kompressor, Separatortank, Ölkühler, Meß- und Regeltechnik und Schaummittelbehälter, gegebenenfalls auch der Wassertank sind in einem Modul zusammengefasst und als Gesamtes auf oder in einem Fahrzeug verlastet. 2.) Integrierte CAFS Anlagen Hier werden lediglich die zusätzlichen Komponenten (Kompressor, Ölkühler, Meß- und Regeltechnik, usw.) in die restliche Fahrzeugtechnik (Fahrgestell mit Aufbau und Feuerlöschpumpe) integriert.
Weiters gibt es noch Druckluftschaumsysteme mit Gasflaschen. Diese werden mit Atemluft oder mit Stickstoff aus Gasflaschen betrieben. Die Fa. Intelagard bietet solche Systeme an. Das kleinste System ist der „Macaw“-Rucksack, bestehend aus einem festen 19 Liter fassendem Tank für Schaummittel-Wasser-Vormischung, einer Composite-Atemluft- oder Stickstoffflasche, Druckminderer und den nötigen Armaturen. Der „Macaw“-Rucksack hat etwa die Größe eines „Twin-Pack“ Pressluftatmers und ein Gewicht von ca. 30 kg. Die Verschäumung kann zwischen 10 und 50 eingestellt werden.
Da die Technik bei den einzelnen Firmen leicht unterschiedlich ist, möchte ich hier den Aufbau und die Funktionsweise anhand der Anlage von der Fa. Rosenbauer erklären.
Beim CAFS wird nach der Feuerlöschpumpe in einer Zumischeinrichtung das Schaummittel beigemengt und danach dem Schaummittel-Wassergemisch in einer Mischkammer der genaue Anteil an Druckluft zugemischt. Somit befindet sich bereits in der Anlage konstanter Schaum. Dieser kann mit einem herkömlichen Vollstrahlrohr abgegeben werden.
Die Löschwirkungen von CAFS, auf das Verbrennungsdreieck bezogen, sind:
- Ersticken (durch dichte, sehr stabile Schaumstruktur)
- Abkühlen (durch stark vergrößerte Oberfläche des Löschmittels durch feinste Bläschen)
- Reduktion des Brandgutes (durch eindringen des Class-A-Schaummittels in das Brandgut)
Vorteile von CAFS beim Einsatz sind die hohe Löschwirkung, geringerer Löschmittelverbrauch (kein/wenig Wasserschaden), Umweltfreundlich durch wenig kontaminiertes Löschwasser. Weiters wird der Einsatz sicherer, da auf Grund der hohen Wurfweite aus der Distanz gelöscht werden kann und das handling für die Mannschaft einfacher ist, da die Schläuche „leichter“ werden. (Druckluftschaum in den Schläuchen!) CAFS kann sowohl für die direkte Brandbekämpfung als auch für den vorbeugenden Brandschutz und gegen Rückzündungen eingesetzt werden.
Aus Erfahrungen von Amerikanischen Forst-Feuerwehrleuten bei Vegetationsbränden kann der Einsatz von zu „trockenem“ Druckluftschaum auch gefährlich sein. Der Anwender kann versucht sein, Löscharbeiten mit diesem sehr stabil aussehenden Schaum durchzuführen und glaubt eine Situation im Griff zu haben. Tatsächlich täuscht diese stabile Schaumschicht darüber hinweg, dass das Feuer unter dem Schaum weiter greift.
Beim Betrieb von CAFS Anlagen ist zu beachten:
- Dass nur einwandfrei eingebundene und unbeschädigte Schläuche verwendet werden
- Dass nur einwandfrei funktionierende Armaturen zum Einsatz kommen
- Dass beim Auslegen der Schläuche unbedingt darauf zu achten ist, dass sie ohne Verdrehungen (Drall) oder Knicke ausgelegt sind
- bei Innenangriffen empfiehlt es sich die Schläuche im Bogen entlang der Aussenwand des Treppenhauses zu verlegen.
CAFS-Technik:
Grundsätzlich werden bei Rosenbauer CAFS, 3 Klassen unterschieden.
1. Klein-CAFS
CAFS-Anlage für Kleinfahrzeuge, in der Regel mit limitierten Löschwasser- und Schaummittelvorrat, wie Pickups oder Kleinlöschfahrzeuge.
- ca. 1200 l/min Luft
- ca. 180 l/min Wasser
- für 1 (2) C-Schläuche
2. Standart TLF CAFS
Eine Feuerlöschpumpe sowie die notwendigen Armaturen zur Erzeugung von CAFS, wie sie in ein Tanklöschfahrzeug eingebaut werden.
- 2000 bis 2800 l/min Luft
- ca. 400 l/min Wasser
- ca. 3 C-Schläuche
3. Groß-CAFS
CAFS-Anlage für große Löschmittelmengen pro Zeiteinheit. Solche Anlagen sind vor allem in der Industrie als stationäre Anlage oder auf Sonderfahrzeugen zu finden.
- 5000 bis 6000 l/min Luft
- 570 bis 850 l/min Wasser
- ca. 6-7 C-Schläuche
Hauptkomponenten des Systems:
Das Rosenbauer CAFS ist als integriertes Einbausystem in Modulbauweise ausgeführt.
Antrieb:
Der Antrieb des Kompressors erfolgt mittels einer Ölhydraulikanlage. Der Antrieb der Ölhydraulikpumpe mittels Zahnriementrieb vom Gelenkwellenflansch der Feuerlöschpumpe. Die zur Verfügung stehende Luftmenge ist gleichzusetzen mit der Leistungsfähigkeit der CAFS Anlage. Durch die verwendete Antriebsart kann bereits ab 50% der maximalen Pumpendrehzahl die volle Luftmenge geliefert werden. Dies ist für den CAFS Betrieb (wenig Wasserverbrauch) und für den Betrieb aus Hydrantensystemen besonders wichtig.
Kompressor:
Es handelt sich dabei um einen Schraubenkompressor modernster Bauart mit sehr hohem Wirkungsgrad. Er benötigt wesentlich weniger Antriebsleistung gegenüber anderen Kompressoren. Durch den hohen Wirkungsgrad kann das Temperaturniveau der gesamten Anlage deutlich gesenkt werden. z.B. Öltemperatur max. 105°C
Kühlung:
Hydraulikantrieb und Kompressor werden durch offene Kühlwassersysteme gekühlt. Vom Druckausgang der Feuerlöschpumpe wird eine geringe Menge an Wasser durch die Kühler und danach wieder zurück zum Saugeingang der Pumpe gefördert. Der gefilterte Wasserstrom wird durch ein Thermostat geregelt. Für die Entleerung der Kühler bei Frostgefahr steht eine Ausblasevorrichtung von der Fahrzeugdruckluft zur Verfügung. Durch diese Anordnung der Kühlung läßt sich CAFS in allen Betriebszuständen betreiben. Die Kühlanlage ist für einen Dauerbetrieb von 8 Stunden bei 50°C Umgebungstemperatur ausgelegt.
Schaummittelsystem:
Als Schaummittelsystem wird ein elektrisch angetriebenes und elektronisch geregeltes Druckzumischsystem verwendet. Da die Wasserdurchflussmenge ständig gemessen und durch die Elektronik weiter an die Zumischung gegeben wird ist eine exakte Einhaltung der gewählten Zumischrate über den gesamten arbeitsbereich der Anlage gewährleistet.
Luft-Wasser Mischkammern – CAFS Generatoren:
Als CAFS Generatoren werden 2 Mischkammern eingesetzt, in welchen die Luftzumischung und die Verschäumung des Wasser-Schaummittel-Gemisches stattfinden. Die Schaumqualität kann an jedem Abgang separat durch drehen einer Kurbel eingestellt werden. Die Verschäumungszahlen können zwischen 4 (nasser Schaum) und >15 (trockener Schaum) gewählt werden. Durch die Verwendung von mehreren Schaumgeneratoren in einer Anlage können zeitgleich unterschiedliche Schaumqualitäten für unterschiedliche Einsatzzwecke produziert werden. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Anlage wesentlich gesteigert.
Bedienungseinheit:
Die Bedienung von Rosenbauer CAFS Anlagen ist denkbar einfach. Die Bedienungseinheit besteht aus einer Einheit in welchem die gesamte Bedienung des CAFS integriert ist. Zum Einschalten des gesamten Systems sind nur 1 Schalter und 1 Drucktaste erforderlich. Durch die Verwirklichung einer „Einknopfbedienung“ ist die Bedienung der Anlage so einfach und sicher wie möglich.
Zur Zeit sind dem Verfasser noch keine Feuerwehren in Österreich bekannt, die über langjährige Erfahrungen mit CAFS Anlagen berichten können. In Deutschland wurden bereits ausgiebige Tests und Prüfungen durchgeführt und dokumentiert. Sowohl CAFS als auch Class-A-Foam sind in Deutschland zugelassen. Bei der Fülle an neuen Löschtechniken und Methoden, soll dieser Artikel nur einen kleinen Einblick in die Möglichkeiten der Technik geben.
Hinweise:
- Unverträglichkeit der gemeinsamen Anwendung von CAFS Schaum und "normal gemsichten Schaum"
Dies sollte beim Zusammenspiel meherer Feuerwehren bedacht werden!
- Einsatz von CAFS in Gebäuden
Siehe Bericht auf www.firetactics.com von der Universität Canterbury in Neu Seeland. Sie haben CAFS in Hinblick auf die Löschwirksamkeit untersucht. Weiters äußern sich die Autoren (Paul Grimwood) von firetactics.com auch recht kritisch zum Einsatz von CAFS in Gebäuden (siehe auc Unfall in Tübingen). Laut Cimolino steigt die Einsatzdauer bei Innenangriffe mit CAFS sogar, da unter der Aufgebrachten Schaumdecke nach Glutnetsern gesucht werden muss. Fallweise kam es auch schon zu Rückzündungen.
- CAFS ist ursprünglich nur für Brände der Klasse A gedacht gewesen.
Die Entwicklung kommt aus dem Bereich der Waldbrandbekämpfung. Daher auch oft die Verwechslung mit dem Schaummittel. Lt. angloamerikanischer Nomenklatur gibt es zwei Akronyme: CAFS und CAF, wobei CAF Class A Foam heißen soll. Wieder eine leichte Möglichkeit die beiden zu verwechseln. Im deutschen Sprachraum gibts die Akronyme CAFS bzw. DLS und CASM bzw. KASM.
Verwendete Literatur:
- Werksunterlagen, Foliensätze und Fotos der Fa. Rosenbauer International AG
- Werksunterlagen Fa. Hale
- Werksunterlagen Fa. Schmitz
- Werksunterlagen Fa. Intelagard
- Holger de Vries: „Brandbekämpfung mit Wasser und Schaum – Technik und Taktik“, ecomed Verlag, Landsberg/D, 1. Auflage 2000, ISBN 3-609-68740-1
"noefireman"
