DE3735707A1 - Verwendung eines waessrigen systems als loeschwasser - Google Patents

Description

Heute wird zur Brandbekämpfung in überwiegendem Maße Wasser verwendet.

Daneben existieren sogenannte chemische Brandbekämpfungs­ mittel in Form von Löschwasserzusätzen, Feuerlöschschäumen in verschiedenen Formen - z. B. Protein-, Fluorprotein-, synthetische Mehrbereichs- und sogenannte filmbildende AFFF-Schaummittel-, Trockenlöschpulvern (ABC und BC und D-Pulver) und von gasförmigen Löschmitteln wie die Halone und CO₂.

Hinsichtlich der Löschwirksamkeit und der Effektivität bestehen zwischen den verschiedenen Löschmitteln zum Teil erhebliche Unterschiede. Dies liegt u. a. am unter­ schiedlichen Löschmechanismus der einzelnen Mittel. Man unterscheidet hier den Stickeffekt, den Kühleffekt oder auch den sogenannten antikatalytischen Effekt als ursächlich für den Löschvorgang.

Auch bei der Waldbrandbekämpfung wird in überwiegendem Maße Wasser als Löschmittel eingesetzt. Ein wesentlicher Nach­ teil bei der Verwendung von Wasser ist jedoch, daß ein großer Teil des Löschmittels dadurch verloren geht, daß es im Boden versickert oder auch bereits vor dem Erreichen des Brandobjekts verdampft.

Daher wurden Löschwasserzusätze entwickelt, die die Vis­ kosität beträchtlich erhöhen (Verdicker), um so durch Ver­ besserung des Haftvermögens auf Pflanzenteilen ein schnelles Versickern des Wassers zu verhindern. Gleichzeitig wird durch Beeinflussung der Tropfengröße die Verdampfungsge­ schwindigkeit vermindert. Auf diese Weise kann eine Stei­ gerung der Effektivität erreicht werden.

Eine weitere Möglichkeit bietet die Verschäumung von Wasser mit Luft unter Verwendung von Zusätzen auf Tensidbasis. Der Schaum haftet gut auf Pflanzenteilen und verhindet so ein schnelles Versickern des Lösch­ mittels im Boden.

Da der Schaummittelzusatz in der Regel zwischen 1-6% liegt, der Wasseranteil mithin immer noch größer als 90% ist, bleiben jedoch die nachteiligen Eigenschaften des Löschmittels Wasser im wesentlichen erhalten.

Eine wesentliche Steigerung der Effektivität kann hin­ gegen durch den Zusatz von Chemikalien erreicht werden, die aufgrund ihres direkten Eingriffs in den Verbrennungs­ vorgang (antikatalytischer, inhibitorischer Effekt) oder in die chemische Reaktion des Verkohlungsvorgangs außerordentlich wirksam sind.

Es handelt sich hierbei vornehmlich um Substanzen, die auch in Trockenlöschpulvern als löschwirksame Komponenten enthalten sind.

So werden zur Waldbrandbekämpfung hauptsächlich mehr oder weniger stark konzentrierte Lösungen von Ammoniumsulfat und/ oder Mono- oder Di-Ammoniumphosphaten eingesetzt, wobei diesen Phosphaten eine erheblich größere Löschwirksamkeit zukommt.

Als Waldbrandbekämpfungsmittel kommen die jeweiligen Salze unter Zusatz von Fließverbesserern sowie, je nach Einsatz­ schwerpunkt, von Farbstoffen und Verdickungsmitteln in den Handel.

Unmittelbar am Einsatzort werden die Salzgemische in Wasser gelöst und vom Boden aus- oder auch aus der Luft- zur Wald­ brandbekämpfung eingesetzt.

Solche Mittel haben gegenüber Wasser einen weiteren ent­ scheidenden Vorteil: nach dem Verdunsten des Wassers bleibt die löschwirksame Substanz auf der Oberfläche der Pflanzenteile zurück und die feuerhemmende Wirkung bleibt über längere Zeit erhalten.

Diese Mittel können daher auch zur Imprägnierung (long term retardant) als vorbeugende Brandschutzmaßnahme bei drohender Waldbrandgefahr eingesetzt werden.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß in den meisten Fällen das Auflösen der Festsubstanzen mit gewissen Schwierigkeiten verbunden ist. Daher wird heute meist ein flüssiges Produkt bevorzugt.

Das Vorlösen der entsprechenden Salzgemische und der Transport der vorgemischten Lösung zum Einsatzort hat jedoch auch er­ hebliche logistische und ökonomische Nachteile. Die Konzen­ tration der Lösung kann nicht über die durch das Löslichkeits­ produkt gegebene Grenze hinaus gesteigert werden.

Da als Maß für die Effektivität der Löschmittel der Gehalt an P₂O₅ angesehen wird, wurde auf der Suche nach konzentrier­ ten phosphathaltigen Löschmitteln in jüngster Zeit eine konzentrierte, auch als Flüssigdünner bekannte sogenannte Ammoniumpolyphosphatlösung verwendet. Diese hat wechselnde Zusammensetzung, besteht aus Ammoniumortho-, -pyro-, -tri- und -tetrapolyphosphaten und hat beispielsweise einen Gehalt an P₂O₅ von 34%. Die handelsübliche Ware wird mit Wasser auf die gewünschte löschwirksame Konzentration verdünnt. Um Verluste möglichst gering zu halten, muß auch hier ein Verdickungsmittel zugegeben werden. Aufgrund der hohen Salzkonzentration eignen sich hierzu nur sehr wenige handels­ übliche Verdicker - z. B. Attapulgite Tonerde -, die jedoch auch erst nach oder während der Verdünnung mit Wasser zuge­ geben werden können.

Weiterhin sind zum Einrühren Mischwerkzeuge mit starken Scherkräften erforderlich.

Daher ist die Anwendung dieses an sich sehr löschwirksamen und effektiven Löschmittels wieder eingeschränkt.

Wegen dieser oben aufgezeigten Problematik der verschie­ denen Waldbrandbekämpfungsmittel weisen demnach alle zur Zeit auf dem Markt befindlichen Löschmittel eine Reihe von Nachteilen auf.

Die Forderungen nach einem weitgehend optimalen Löschmittel, das möglichst ein über die Waldbrandbekämpfung hinausgehendes Anwendungsspektrum besitzen sollte, sind also wie folgt zu formulieren:

• 1.) Hohe Löschwirksamkeit
• 2. Gutes Haftvermögen auf Pflanzen und Gebäudeteilen und damit verbunden geringe Verluste (geringer Wasserschaden)
• 3.) Möglichkeit gleichmäßiger Verteilung
• 4.) Große Flächen müssen mit möglichst geringer Löschmittel­ menge benetzt werden können.
• 5.) Individuell anpaßbare chemische und physikalische Eigen­ schaften
• 6.) umweltfreundlich
• 7.) preiswert und
• 8. Anwendung muß mit herkömmlichem Gerät der Feuerwehren möglich sein.

Die Erfüllung dieser Forderungen, die bei allen bisherigen Löschmitteln - vor allem den bekannten Waldbrandbekämpfungs­ mitteln - nur teilweise oder eingeschränkt möglich ist, wird durch das erfindungsgemäße, in den Ansprüchen charakterisierte Löschmittel erreicht, das als neues, auf den positiven Erfah­ rungen herkömmlicher Waldbrandbekämpfungsmittel aufbauendes Löschmittel entwickelt wurde.

Dieses besteht aus einer Mischung einer handelsüblichen Düngemittellösung (APP-Ammoniumpolyphosphatlösung konzen­ triert) mit einem Gehalt an Stickstoff von beispielsweise 10% und einem Gehalt an P₂O₅ von 34% (Düngemittelnomenklatur 10-34-0) oder auch einer APP 11-37-0, die mit einem Tensid­ gemisch versetzt wird. Das letztere besteht hauptsächlich aus einem neuartigen ebenfalls handelsüblichen Alkylglucosid (beispielsweise LUTENSOL GD70 oder LUTENSOL GD50 d. Fa. BASF), dem weitere Tenside z. B. ein Fettalkoholsulfat beigemischt sein können.

Der Gedanke, die Vorteile eines Schaumlöschmittels mit den Vorteilen eines phosphathaltigen Löschmittels zu kombinieren, konnte bisher u. a. deshalb nicht verwirklicht werden, da die früheren handelsüblichen Tenside, die als Schaumbildner in Frage kommen, bei der verwendeten hohen Salzkonzentration nicht beständig waren und wirkungslos wurden. Durch die er­ findungsgemäße Kombination der APP-Lösung mit einem Tensid­ gemisch auf der Basis eines Alkylglucosids können nach dem Verdünnen des Konzentrats mit einer dem jeweiligen Einsatz ent­ sprechenden Menge Wasser hochlöschwirksame Schäume mit einem hohen Gehalt an Phosphat erzeugt werden. Das Alkylglucosid wirkt zusätzlich solubilisierend auf andere bekannte Tenside auf der Basis von Fettalkoholderivaten. Durch Zusatz dieser Tenside können so dem Produkt zusätzliche schaumverbessernde Eigenschaften verliehen werden.

Erfüllung der Forderungen:

Forderung 1

Eine hohe Löschwirksamkeit wird durch den hohen Phosphatgehalt erzielt.

Forderung 2

Das Haftvermögen kann individuell sowohl her­ stellerseitig durch die Wahl des Tensidgemisches voreingestellt werden, als auch vom Anwender durch die Wahl des Verschäumungsgrades (Leicht-, Mittel- oder Schwerschaum) den jeweiligen Verhält­ nissen des Pflanzenbewuchses angepaßt werden. Der Schaum zerfällt sehr langsam und gibt die phosphathaltige, feuerhemmende Substanz an Pflanzenteile - oder auch Gebäudeteile - ab. Dadurch kommt es kaum zu Löschmittelverlusten, die löschaktiven Bestandteile dienen weitgehend quantitativ zur Imprägnierung der benetzten Teile.

Forderungen 3 und 4

Die Eigenschaften des Schaums bedingen eine sehr gleichmäßige Verteilung. Bei einer Anwendung als Schwer/Mittelschaum (Verschäumungszahl z. B. 20-30) können so die aus einem Liter des Lösch­ mittels enthaltenen 20-30 l Schaum eine relativ große Fläche vor Feuereinwirkung schützen.

Forderung 5

Individuell einstellbarer Phosphatgehalt und Schaumverhalten.

Forderung 6

Die APP-Komponente wird als Düngemittel eingesetzt und besitzt daher keinerlei toxische Eigenschaft. Alkylglucoside gelten als besonders umweltfreund­ liche Tenside.

Forderung 7

Das erfindungsgemäße Waldbrandbekämpfungsmittel ist preiswerter als die meisten auf dem Markt befindlichen vergleichbaren chemischen Mittel.

Forderung 8

Das Aufbringen der Lösung kann vom Boden aus unter Verwendung der zum Feuerlöschen üblichen Geräte, Pumpen und Strahl- bzw. Schaumstrahl­ rohre erfolgen. Dabei kann der Feuerwehrmann vor Ort durch die Wahl der Verschäumungs­ grade und der Wurfweite sich der Größe und Art des Wald- oder Gebäudebrandes anpassen. Gleichermaßen ist die Anwendung aus der Luft (Flugzeugabwurf) möglich. Wie Versuche gezeigt haben, tritt durch die dort vorhandenen Ver­ hältnisse (Luftturbulenzen) auch eine gute Verschäumung während des Abwurfs und beim Auf­ treffen auf dem Brandobjekt ein, so daß alle positiven Eigenschaften des Mittels auch dann voll zur Geltung kommen.

Ein besonderer Einsatzbereich ergibt sich aus der Tatsache, daß das Mittel auch zum Einsatz in handelsüblichen Schaum­ löschern geeignet ist. Aufgrund der guten Verschäumbarkeit können so mit relativ kleinen Handfeuerlöschern mittelgroße Entstehungsbrände wirksam bekämpft werden. So ist beispielsweise der Einsatz in dieser Form auf Campingplätzen oder anderen Stellen mit einem Gefahrenpotential für die Entstehung von Waldbränden denkbar.

Löschversuche

Die Wirksamkeit vor allem im Vergleich zu bisher auf dem Markt befindlichen vergleichbaren Produkten wurde in zahlreichen Löschversuchen getestet.

Dabei wurden zum Teil ähnliche Brandobjekte verwendet, wie sie auch bei der Prüfung der Wirksamkeit von Trockenlöschpulvern (A-Brand) üblich sind.

So wurde z. B. ein Holzstoß (DIN 14 406 Teil 1 2, 1/2 Prüfobjekt A IV/H) nach einer Vorbrenndauer von 10 Minuten mit 4.5 l (aus einem handelsüblichen Schaumlöscher/Schwerschaumrohr) des erfindungsgemäßen Löschmittels in 30 Sek. gelöscht. Anschließend wurde der Holzstoß mit 2 l Benzin übergossen und erneut ange­ zündet. Dabei zeigte sich, daß nach dem Abbrennen des Benzins keine Wiederentflammung erfolgte. Dieser Test wurde 24 h später mit demselben Holzstoß wiederholt : wiederum war kein Wiederentzünden des Holzstoßes möglich. Nun wurden auf den gleichen Holzstoß 3 Lagen Hölzer ohne Imprägnierung aufgelegt und das Brandobjekt mit 3 l Benzin übergossen und erneut entzündet. Nach dem Abbrennen des Benzins hatte sich das neu aufgelegte Holz entzündet, während das übrige Holz nicht wiederentzündbar war.

In weiteren Versuchen wurden größere Stapel aus Holzwolle entzündet (B × H × T 6 × 1 × 2 m) und nach einer Vorbrennzeit von 3 Min. mit Mittelschaum (aus einem handelsüblichen Schaum­ löscher) gelöscht. Wird die Holzwolle mit dem erfindungs­ gemäßen Löschmittel imprägniert (Schwerschaum), so ist ein Entzünden nicht mehr möglich.

In weiteren Versuchen wurden Stapel (8 × 2 × 2 m) aus getrocknetem Unterholz (Laub- und Nadelholz) entzündet und nach 10 Minuten Vorbrennzeit mittels Schwerschaum (aus handelsüblichem 50 l- Schaumlöschgerät mit DIN-Schwerschaumrohr) in 10 Sek. gelöscht. Danach waren die Holzteile nicht wieder zu entzünden.

Claims (9)

1. Verwendung eines wäßrigen Systems,

• - enthaltend eine handelsübliche, konzentrierte Ammoniumpolyphosphatlösung oder auch Suspension - wie sie beispielsweise von der Tennessee Valley Authority (TVA) U.S. nach einem patentierten Ver­ fahren zu Düngezwecken hergestellt wird, sowie
• - bestehend aus wasserlöslichen Ammoniumsalzen der Ortho-, Di-, Tri- und höherer Polyphosphorsäuren mit niedrigem Kondensationsgrad mit einem Gehalt an Stickstoff von 9-12% und einem gleichzeitigen Gehalt an P₂O₅ von bis zu 37% - typische Vertreter solcher APP-Konzentrate sind beispielsweise (in Düngemittelnomenklatur 10-34-0, 11-37-0, 9-32-0, 12-36-0-, und/oder
• - als weiteren Bestandteil enthaltend ein Tensid­ gemisch aus einem Alkylglucosid und herkömmlichen Tensiden auf Basis von Fettalkoholen und Fettal­ koholderivaten,
• - als Löschmittel und Löschwasserzusatz.

2. Verwendung eines wäßrigen Systems nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anteile von etwa

• - 10-95% APP Lösung nach Anspruch 1,
• - 10-90% Alkylglucosid - z. B. Lutensol GD70 (BASF) -,
• - 0-20% herkömmlichem Tensid - z. B. Decylsulfat -, und
• - 0-10% weiteren Zusätzen (Korrosionsschutzmittel, Verdicker, Farbstoffe).

3. Verwendung eines wäßrigen Systems nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch Anteile von etwa

• - 90% APP 10-34-0
• - 5% Lutensol GD70 und
• - 5% Decylsulfat.

4. Verwendung eines wäßrigen Systems nach Anspruch 1 in Form eines Löschmittelkonzentrats als Löschwas­ serzusatz, wobei eine Verdünnung von 0-90% Wasser herbeigeführt wird.

5. Verwendung eines wäßrigen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für den Zweck des Anspruchs 1, unter Verschäumung mit handelsüblichen Schwer-, Mittel- oder Leichtschaumrohren.

6. Verwendung eines wäßrigen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für den Zweck des Anspruchs 1, unter Zusatz eines Verdickungsmittels auf der Basis von Tonmineralien Attapulgit oder Bentonit.

7. Verwendung eines wäßrigen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für den Zweck des Anspruchs 1, unter Zusatz eines Farbstoffes, z. B. Bayferrox rot.

8. Verwendung eines wäßrigen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 7, unter Zusatz eines Korrosionsschutzmittels.

9. Verwendung eines wäßrigen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

• - für den Zweck der Imprägnierung von Wäldern, Steppen u. a. natürlichen, brandgefährdeten Stellen sowie
• - zur Imprägnierung von Holz und anderen Bau­ materialien und
• - Gebäudeteilen.