Brandkenngrößen
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Die folgende Zusammenstellung soll einen Überblick über wichtige Kenngrößen in Zusammenhang mit Brandentstehung und Brandverlauf geben. Da ein Brand von vielen verschiedenen Faktoren abhängt, erhebt diese Aufstellung keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit.
Inhaltsverzeichnis |
Flammpunkt
Definition nach DIN 14 011 T1:
„Der Flammpunkt einer brennbaren Flüssigkeit ist die niedrigste Flüssigkeitstemperatur, bei der sich unter festgelegten Bedingungen Dämpfe in solcher Menge entwickeln, dass über dem Flüssigkeitsspiegel ein durch Fremdentzündung entzündbares Dampf/Luft- Gemisch entsteht.“
Am Flammpunkt können die Dämpfe über der Flüssigkeit zwar entzündet werden, ihre Verbrennung liefert aber gerade nicht genug Energie um den Brand weiter zu erhalten, der Brand erlischt daher nach kurzer Zeit wieder. In der Praxis hat der Flammpunkt deshalb eine große Bedeutung, weil er die untere Zündgrenze dokumentiert. Stoffe mit niedrigerem Flammpunkt bedürfen grundsätzlich einer höheren Aufmerksamkeit als Stoffe, deren Flammpunkt bei höheren Temperaturen liegt. Bei Flammpunkt im Bereich der Umgebungstemperatur ist von einem besonderen Gefahrenpotential auszugehen. Der Flammpunkt von Benzin liegt im Bereich von -20°C, der von Diesel hingegen bei +55°C.
Brennpunkt
Der Brennpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der ein brennbarer Stoff gerade eine solche Menge an Dämpfen entwickelt, die sich durch eine Zündquelle entzünden lassen und selbständig weiter brennen. Der Brennpunkt hat aber in der Praxis wenig Bedeutung und liegt meist nicht weit über dem Flammpunkt.
Zündpunkt / Zündtemperatur
Der Zündpunkt ist jene Temperatur, bei der sich ein Stoff beim Vorhandensein von Sauerstoff selbständig entzündet.
Der Zündpunkt spielt auch dort eine Rolle, wo die Gefahr besteht, dass entzündliche Dämpfe mit heißen Oberflächen oder Bauteilen in Kontakt geraten könnten (z.B. Schadstoffeinsatz).
Explosionsgrenzen / Zündgrenzen
Definition nach DIN 14 011 T1:
„Untere und obere Explosionsgrenze ist die niedrigste bzw. höchste Konzentration des brennbaren Stoffes im Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben, in dem sich nach dem Zünden ein Brennen gerade nicht mehr selbständig fortpflanzen kann.“
Eine Explosion bzw. ein Brand ist also sowohl im Bereich unter der unteren Explosionsgrenze (UEG) als auch oberhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG) nicht möglich. Unterhalb der UEG spricht man von einem zu mageren Gemisch, wohingegen man über der OEG von einer zu fetten Mischung spricht. Zu erklären ist das durch den Umstand, dass bei einem zu mageren Gemisch die durch den Brennstoff gelieferte Energie nicht ausreicht, um die Verbrennung am Leben zu halten. Bei einer zu fetten Mischung hingegen sind zu wenige Sauerstoffmoleküle vorhanden, um genügend Brennstoff umzusetzen.
Heizwert / Verbrennungswärme
Die Verbrennungswärme ist jene Energie die bei vollständiger Verbrennung einer bestimmten Stoffmenge frei wird. Die Verbrennungswärme wird in kJ/kg (kcal/kg) oder kJ/m3 (kcal/m3) angegeben und auch als Heizwert bezeichnet. Je höher der Heizwert, desto mehr Energie wird bei der vollständigen Verbrennung freigesetzt.
Verbrennungsgeschwindigkeit
Die Geschwindigkeit, mit der eine Verbrennungsreaktion abläuft, ist von folgenden Faktoren abhängig:
- Luftzufuhr
Je mehr Luft dem Brand zugeführt wird, desto höher ist auch die Verbrennungsgeschwindigkeit, dies kann zum Beispiel beim Anfachen eines Feuers durch Wind beobachtet werden. Ist die Luftzufuhr allerdings zu stark, kann ein Feuer auch ausgeblasen werden.
- Sauerstoffkonzentration
Da der Sauerstoff eine elementare Voraussetzung für jede Verbrennung darstellt, wirkt sich natürlich auch eine steigende Sauerstoffkonzentration auf den Brandverlauf förderlich aus. In der Umgebungsluft liegt eine Konzentration von 21 vol% Sauerstoff vor, sinkt die Konzentration unter 15 vol% ist eine Verbrennung nur mehr erschwert möglich.
- Oberflächenbeschaffenheit des brennbaren Stoffes
Je mehr spezifische Oberfläche ein Stoff besitzt, desto schneller kann eine Verbrennung vonstatten gehen. Staubexplosionen sind das beste Beispiel dafür. So ist es kaum möglich, ein ganzes Holzscheit vollständig zu entzünden, die gleiche Menge an Schleifstaub kann hingegen bei entsprechender Vermischung mit Luft durchaus eine Stichflamme verursachen.
- Mischungsverhältnis von Brennstoff und Sauerstoff
Brennstoff und Sauerstoff müssen in einem bestimmten Mischungsverhältnis vorliegen, um reagieren zu können. Ist zu wenig Sauerstoff vorhanden, ist genauso wenig eine Verbrennung möglich, als wenn im Verhältnis zu wenig Brennstoff vorhanden ist.
- Temperatur
Einer allgemein gültigen Faustregel zufolge steigt die Verbrennungsgeschwindigkeit mit einer Zunahme der Temperatur von 10°C um das Doppelte (Vant’Hoffsche Regel).
Verbrennungstemperatur
Die Verbrennungstemperatur hängt davon ab, wie schnell ein bestimmter Stoff mit Sauerstoff umgesetzt wird. Die Verbrennungstemperatur ist ein Resultat des Zusammenwirkens von Verbrennungsgeschwindigkeit und Verbrennungswärme. Je mehr energetisch hochwertiger Brennstoff also in relativ kurzer Zeit umgesetzt werden kann, desto höher ist auch die Verbrennungstemperatur.
Literatur
Rodewald, G.: Brandlehre, 5.überarb. und erw. Aufl., Kohlhammer Verlag, Stuttgart, Berlin, Köln, 1998
Hamilton, W.: Handbuch für den Feuerwehrmann, 20. Auflage, Boorberg Verlag, Stuttgart, 2004
Widetschek, O.: Rund um das Feuerdreieck (Artikelreihe), Blaulicht- Brandschutz und Feuerwehrtechnik, ab Ausgabe 6/2001
