DE3814751C2 - System zur Reduzierung des Risikos der Brandausbreitung - Google Patents

Description

Die deutsche Offenlegungsschrift 35 15 865 be­ schreibt ein Löschwasser, welches zu 60-80% aus "fi­ xiertem", in Gelteilchen gebundenem Wasser vorliegt. Dieses "fixierte" Wasser fließt, im Gegensatz zu Wasser, nicht weg, so daß eine wesentlich verbesserte Nutzung des Löschwassers erreicht wird. Die Anwendung be­ schränkt sich im wesentlichen auf den klassischen Löscheinsatz mit Strahlrohr.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß "fixier­ tes" Wasser sich besonders gut für präventive Zwecke eignet. Obwohl "fixiertes" Wasser beträchtlich langsa­ mer verdunstet als "freies" Wasser, werden derartige Anwendungen erst sinnvoll, wenn es gelingt, die Ver­ dunstung durch eine geeignete Hülle zu stoppen, wobei aber die Hülle bei erhöhter Temperatur das "fixierte" Wasser freisetzen muß.

Es ist beispielsweise dem Brandspezialisten nicht un­ bekannt, daß insbesondere bei aus Blechen bestehenden Dachabdeckungen die Gefahr einer schnellen Brand­ ausbreitung sehr groß ist. Der Grund hierfür ist folgen­ der:
Bei einem lokalen Brand wird die üblicherweise ange­ brachte Isolierung schnell zerstört und das Blechdach auf 500-750°C aufgeheizt. Durch das hohe Wärmeleit­ vermögen an Blechen kommt es zu erheblichen Erhit­ zungen in Nachbarbereichen, die nicht direkt vom Brand betroffen sind, wo es aber zu Zündungen kom­ men kann. Die Kühlung der Dachabdeckung ist deshalb ein wirksames Mittel, die Brandausbreitung wenigstens zu verlangsamen, um der Feuerwehr eine bessere Chan­ ce zu geben. Wegen seiner hohen Verdampfungswärme, aber auch wegen seiner Verfügbarkeit, ist Wasser das geeignete Mittel, um heiße Gegenstände bis auf Tempe­ raturen knapp oberhalb 100°C abzukühlen. Das wäre im Falle eines Blechdachs ausreichend, um den beschrie­ benen Mechanismus der Brandausbreitung zu unterbin­ den.

"In der DE 28 49 701 wird vorgeschlagen, an der Halterung von Kabelsträngen, insbesondere in Kabelschächten, Hüllen mit einem nicht brennbaren, verdamp­ fungsfähigen Kühlmittel anzubringen. Bei starker Erhitzung platzen die Hüllen auf und die angestrebte Kühlung wird durch Entzug der Verdampfungswärme des Kühlmittels erreicht. Dieses Prinzip ist überall dort, wo das Kühlmittel weg­ fließen kann, nicht anwendbar.

Es wurde weiter versucht, Flammschutzmittel, beispielsweise Halone, in Hüllen oder Kapseln, die im Brandfall aufplatzen, unterzubringen. So beschreibt die DE 28 24 370 A1 eine Kette bildende Kapseln, die mit Flammschutzmitteln gefüllt sind. Das für elektrische Anlagen entwickelte System dürfte für Anwendungen im Freien ungeeignet sein, weil das in der Gasphase wirksame Flammschutz­ mittel zweifelsohne weggeweht wird. Die DE 21 13 470 A1 beschreibt mit einem Flammschutzmittel gefüllte Mikrokapseln, die in diverse Werkstoffe eingearbei­ tet werden. Im Brandfall wird das Flammschutzmittel freigesetzt.

Ein anderer Weg wird in der DE 12 01 180 A1 beschrieben: Im Brandfall wird auf bedrohte Objekte eine schützende, homogene wäßrige Gelschicht aufge­ tragen. Das Gel bietet aber nur einen zeitlich begrenzten Schutz, da es aus­ trocknet."

Man könnte eine Sprinkleranlage bauen, die die ge­ wünschte Kühlung zustande bringt. Eine solche Anlage ist jedoch kostspielig. Es wurde auch vorgeschlagen, mit Wasser gefüllte Folienschläuche in die "Gräben" von mit Trapezblechen abgedeckten Dächern zu legen. Bei Er­ hitzung platzen die Schläuche, so daß das ausfließende Wasser den gewünschten Kühleffekt bringen kann. So nützlich ein solches System auch sein mag, der Effekt kann nur von kurzer Dauer sein, da das Wasser weg­ fließt.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein System ge­ schaffen, welches die Vorteile des Wassers (Kühlung), nicht aber seine Nachteile (wegfließen) aufweist.

Das erfindungsgemäße System besteht aus einer Hül­ le, z. B. einem Folienschlauch, der mit einem Gemisch aus "fixiertem" und "freiem" Wasser gefüllt ist. Das "fi­ xierte" Wasser verhält sich wie Wasser, kühlt also auch wie Wasser, jedoch mit der Ausnahme, daß es nicht fließt. Es ist "fixiert". Die deutsche Offenlegungsschrift 35 15 865 beschreibt bereits die Anwendung von "fixier­ tem" Wasser für Löschzwecke. Beim Verspritzen eines Gemischs aus "fixiertem" und "freiem" Wasser wird eine wesentlich längere Kühlwirkung und Einsparung an Löschwasser erreicht, weil das "fixierte" Wasser an den zu kühlenden Gegenständen haftet und nicht wie "freies" Wasser wegfließt. Fixiertes Wasser läßt sich hervorra­ gend, beispielsweise mit AQUABOND^TM herstellen. AQUABOND^TM ist eine leicht vernetzte, teilweise als Na-Salz vorliegende Polyacrylsäure. AQUABOND^TM ist wasserunlöslich, quillt aber im Wasser und nimmt dabei das 300fache und mehr seines Gewichts an Was­ ser auf. AQUABOND^TM ist ein körniges Material mit einem Teilchendurchmesser von ca. 0,2 bis 0,5 mm. Hier­ aus entstehen bei Zugabe von Wasser Gelteilchen mit einem Durchmesser von ca. 1 bis 3 mm. Überschüssiges Wasser wirkt wie ein Schmiermittel welches die Gelteil­ chen wie eine träge Masse fließen läßt. Ist das über­ schüssige Wasser verdampft oder weggeflossen, bleibt eine standfeste Gelschicht mit einer guten Kühlwirkung.

Die erfindungsgemäßen Hüllen enthalten bevorzugt Wasser, das zu 80%, beispielsweise mittels AQUABOND^TM, fixiert ist und zu 20% "frei" ist. Die bevorzug­ te Mischung von 80% "fixiertem" und 20% "freiem" Wasser ist für alle Anwendungen geeignet, jedoch nicht als Einschränkung zu betrachten: die Menge "freien" Wassers bestimmt die Fließfähigkeit der Mischung. So kann es auf horizontalen Dächern erwünscht sein, daß sich der Inhalt der aufgeplatzten Hülle etwas verteilt, während auf geneigten Dächern jedes Fließen uner­ wünscht sein kann. Gelschläuche von etwa 2-10 cm Durchmesser können in die Vertiefungen von Tra­ pezblechdächern gelegt werden, sie können aber auch an der Innenseite gegen das Dach gedrückt werden und schützen die Wärmedämmung vor zu großer Erhitzung. Die bevorzugte Ausführung solcher Gelschläuche ent­ hält in regelmäßigen Abständen Abschnürungen, um das Auslaufen des Kühlmittels auf den bedrohten Ab­ schnitt zu beschränken.

Eine Variante zu den Gelschläuchen an der Innenseite sind solche, die bereits bei der Herstellung der Isolier­ platten oder -matten in diese einverleibt sind. Eine Iso­ liermatte aus Mineralfaser mit automatischer, eingebau­ ter Kühlung bieten beispielsweise hervorragenden Schutz gegen die Brandausbreitung über Wärme­ brücken.

Eine für viele Anwendungen geeignete Form sind Matten, die, ähnlich einer Luftmatratze, in Kammern auf­ geteilt sind, und Rand an Rand verlegt, einen wirksamen Schutz darstellen. Die beschriebenen Gelmatten wür­ den auch in älteren Gebäuden, in denen das Dach nicht durch einen feuerfesten Boden vom Rest des Gebäudes isoliert ist, die Gefahr des Durchbrechens eines Brandes vom Dachstuhl in untere Geschosse gewaltig reduzie­ ren.

Eine weitere Variante der Erfindung ist die gelgefüllte "Faser", die jedoch solche Dimensionen hat, daß sie be­ reits an dünne Schläuche erinnert. Die Füllung mit Gel geschieht zweckmäßig bereits beim Extrudieren durch eine Ringdüse. Solche Gelschläuche von ca. 0,5 bis 10 mm Durchmesser eignen sich zur Herstellung von Matten, die dann die Eigenschaften einer stabilen "Was­ serschicht" haben.

Die erfindungsgemäße Anwendung von Gelen als präventiver Brandschutz beschränkt sich nicht auf Dä­ cher bzw. Dachböden. Die erfindungsgemäßen Matten aus mit Gel gefüllten Schläuchen bzw. mit in Kammern eingeschweißtem Gel lassen sich an Wänden aufhängen bzw. können im Innern einer Leichtwand, die beispiels­ weise aus einer Fachwerkkonstruktion, die mit Span- oder Rigipsplatten abgedeckt ist, bestehen, unterge­ bracht sein.

Sie können weiter in Türfüllungen eingebracht wer­ den, in Schränken, unter der Matratze usw. und würden die Brandausbreitung in Hotels, Krankenhäusern, öf­ fentlichen Gebäuden entschieden bekämpfen. Für der­ artige Zwecke eignet sich besonders Meterware mit eingeschweißten kleinen Gelkammern, weil hier das Zu­ rechtschneiden in den gewünschten Dimensionen recht einfach ist. Die erfindungsgemäßen Gelmatten lassen sich auch als Brandschutzvorhänge ausbilden, welche permanent größere Hallen in Brandabschnitte aufteilen, bzw. im Fall eines Brandes zugezogen werden können. Auch ist es dem Fachmann bekannt, daß bei größeren Bränden durch geschlossene Fenster hindurch einge­ strahlte Wärme zünden kann. Es ist deshalb sinnvoll, die Fenster von Gebäuden in oder neben gefährdeten Be­ trieben mit erfindungsgemäßen Brandschutzvorhängen zu schützen. Das Risiko von Kabelbränden in Gebäuden oder Werkshallen, aber auch in elektrischen Anlagen, ist ein doppeltes. Erstens können sich Brände entlang der Kabelstränge schnell und oft unbemerkt ausdehnen, zweitens entstehen durch die korrosiven Brandgase (PVC-Isolierungen) oft irreparable Schäden. Wenn man zu den Kabelsträngen einen oder mehrere Gelschläuche hinzufügt, die im Brandfall aufplatzen und ihren lö­ schenden Inhalt freisetzen, so werden Kabelbrände ent­ weder erstickt oder zumindest wird die Brandausdeh­ nung enorm gebremst.

Eine interessante Form des erfindungsgemäßen Prin­ zips sind mit Gel gefüllte Hüllen von nur 1 bis wenige cm - man könnte von inkapsulierten Gelen sprechen - wobei eine längliche Form (Länge 2 = Breite) be­ vorzugt wird. Solche "Gelwürstchen" können dazu ver­ wendet werden, Hohlräume zu füllen und damit diese zu Feuerbarrieren umzufunktionieren, sie können in Säcken aufbewahrt werden um damit im Bedarfsfall be­ drohte Bereiche mit Wasser, das nicht wegfließt, abzu­ decken. Es ist ferner bekannt, daß die Wurfweite des Löschstrahls begrenzt ist, weil dieser in feine und feinste Tröpfchen zerstäubt. Dabei wird auch ein beträchtlicher Teil des Wassers weggeweht, so daß es oft schwer ist, den eigentlichen Brandherd zu erreichen. Die erfin­ dungsgemäßen Gelwürstchen lassen sich - gegebenen­ falls in einer weiteren Hülle verpackt - gezielt in den Brandherd schießen, wo dann die Hüllen platzen und das freigesetzte Gel seine kühlende Wirkung entfalten kann.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bekämpfen einer Brandausbreitung mit in wasserdichter, wasserdampfundurchlässiger Hülle aufbringbarem Löschmittel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hülle an den (zu erwartenden) Brandherd gebracht wird, dort unter Hitzeeinwirkung platzt und bis zu 80% Gelteilchen sowie mehr als 20% freies Wasser freigibt, wobei sich die Gelteilchen im Wasser schwimmend verteilen und dann nach Abfließen des Wassers als schützen­ de Gelschicht liegenbleiben.

2. System zum Bekämpfen einer Brandausbreitung mit in wasserdichter, was­ serdampfundurchlässiger Hülle aufbringbarem Löschmittel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Löschmittel als Zweiphasensystem aus bis zu 80% im wesentlichen aus Wasser bestehenden 1-3 mm großen Gelteilchen und aus mindestens 20% freiem Wasser besteht.

3. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem hydrolysefesten, uv-stabilisiertem und vorzugswei­ se pigmentiertem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, besteht.

4. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung nach Anspruch 2 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülle ein Folienschlauch mit einem Durch­ messer von 1-20, vorzugsweise 2-10 cm, aus einem wasser- und was­ serdampfundurchlässigem Material mit einer Wandstärke von 0,01-1 mm besteht.

5. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung nach Anspruch 2 und 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem Folienschlauch besteht, der in Abschnitte - ähnlich einer Kette von Würsten - unterteilt ist, wobei diese eine Länge von 5-200 cm, vorzugsweise 10-100 cm, haben.

6. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle flächenförmig ist und ähnlich einer Luftmatratze aus parallel angeordneten Kammern besteht und eine bevorzugte Dimension von 50×100 bis 100×200 cm hat.

7. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matten als Meterware mit eingeschweißten Gelta­ schen von wenigen cm vorliegen.

8. System zur Bekämpfung der Brandausbreitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem bereits bei seiner Herstellung gefüllten Schlauch (Ringdüse) mit einem Durchmesser von 0,5-10 mm besteht und dieser Schlauch an­ schließend zu Matten verarbeitet wird.

9. Brandschutzvorhang, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhang unter Ver­ wendung des Systems nach den Ansprüchen 2 bis 8, insbesondere der An­ sprüche 6 und 7 ausgebildet ist.

10. Brandschutzwand, die einen durch schwer entflammbare Platten umschlos­ senen Hohlraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand unter Verwendung des Systems nach den Ansprüchen 2 bis 8 ausgebildet ist.

11. Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Verwendung des Sy­ stems nach den Ansprüchen 2 bis 8 ausgebildet ist.