Brände und Brandbekämpfung Chemie

In Deutschland zählen Wohnungsbrände zu den häufigsten Bränden. Nach einer Stromsperre greifen die Bewohner auf Kerzen zurück - es reicht schon aus, wenn nur eine davon unglücklicherweise umfällt, um so den Teppich, und im unglücklichsten Fall die Wohnung, in Brand zu setzen. Doch wie genau entsteht ein Brand und wie kann man ihn im Ernstfall effektiv bekämpfen? Das erfährst du in diesem Artikel.

• Brände - Einfach erklärt

• Entstehung eines Feuers - das Verbrennungsdreieck

• Brandbekämpfung - Feuer löschen

• Brände und Brandbekämpfung Chemie - Das Wichtigste

Brände - Einfach erklärt

Entstehung eines Feuers - das Verbrennungsdreieck

Holz, Benzin, Erdöl oder andere Energieträger bestehen zu einem großen Teil aus dem chemischen Element Kohlenstoff (C). Ist sowohl Brennstoff, als auch genügend Sauerstoff vorhanden, genügt lediglich ein Zündfunke, um die Reaktion in Gang zu setzen. Diese Reaktion wird als Oxidation oder Verbrennung bezeichnet. Die Oxidation läuft ab, indem der Kohlenstoff einzelne Elektronen abgibt, die das Sauerstoffatom dann aufnimmt.

Brennstoffe

Brennstoffe haben die Eigenschaft Energie zu speichern. Beim Verbrennen dieser Brennstoffe, dazu gehören Holz, Erdöl, Heizöl oder (Stein-)Kohle wird die gespeicherte Energie frei und kann so in nutzbare Energie umgewandelt werden. Beispielsweise wird die Energie in Form von Wärme für Heizungen oder die Wasserversorgung genutzt. Bei einem Verbrennungsmotor dagegen wird die nutzbare Energie als Bewegungsenergie benutzt.

Sauerstoff als Oxidator

Um ein Feuer zu erzeugen, brauchst du neben den Brennstoffen auch einen Oxidator. In den meisten Fällen, also beispielswiese bei einem Kamin-oder Lagerfeuer, stellt der Luftsauerstoff den Oxidator dar. Die Bezeichnung "Oxidator" stammt aus dem griechischen Wort "Oxygenium", was übersetzt "Sauerstoff" bedeutet.

Zündenergie

Zuletzt benötigst du noch eine Energie, um ein Feuer zu entfachen. Sie ist abhängig von dem Brennstoff: je leichter brennbar der Brennstoff, desto weniger Energie wird benötigt; je schwerer brennbar der Brennstoff, desto mehr Energie wird benötigt.

Zusammenfassend:

Nimmst du ein wenig Kleinholz (Brennstoff), befindest dich draußen (Oxidator) und hältst ein brennendes Streichholz (Energie) an das Holz, beginnt die Verbrennung - eine chemische Reaktion. Dabei reagiert der Brennstoff mit dem Sauerstoff, wobei die beiden Stoffe, einfach gesagt, ihre Elektronen austauschen. Als Resultat der Reaktion werden Hitze und Licht freigesetzt.

Sobald du schon eine kleine Menge eines Brennstoffs entzündest, kann die Wärme, die frei wird, immer weitere, auch größere Brennstoffmengen zum Reagieren bringen. So bildet sich eine Kettenreaktion: Es wird immer mehr Wärme freigesetzt, die immer größere Mengen an Brennstoff entzünden kann. Die Kettenreaktion hört erst auf, wenn der Brennstoff oder der Oxidator aufgebraucht sind oder man das Feuer aktiv löscht.

Gefahren und Folgen eines Brandes

Gefahren für den Menschen

Der entstehende giftige Rauch stellt die Hauptgefahr eines Brandes dar. In diesem Rauch sind Atemgifte (beispielsweise Kohlenstoffmonoxid oder Cyangase - dazu gehört Blausäure) enthalten, die schon bei wenigen Atemzügen zur Bewusstlosigkeit oder zu toxischen Lungenödemen führen können. Durch das Ersticken folgt häufig der Tod.

Auch die hohe Temperatur stellt sich als Gefährdung dar. Der menschliche Organismus kann bei diesen Temperaturen schnell austrocknen oder sogar verkohlen. Als Folge, wenn man mit den Flammen in Kontakt kommt, zeigen sich Hautverbrennungen.

Folgen eines Brandes

Neben den menschlichen Gefahren zeigen sich, im Fall eines Wohnungsbrandes, natürlich auch Brandschäden des eigenen Hab und Guts. Zudem sind Folgeschäden nicht zu übersehen. Dazu gehören:

• Rauchschäden (durch Rauchinhaltsstoffe werden Gegenstände unbrauchbar)
• Löschwasserschäden (Löschwasserabflüsse können in Gewässern große Schäden anrichten)
• Ausfallschäden (der Geschädigte muss zur Wiederinstandsetzung eine andere Wohngelegenheit auffinden)
• Umweltschäden (Entsorgung des Brandschuttes)

Abbildung 2: Rauchschäden

Um diese Folgen möglichst zu vermeiden, gibt es mittlerweile mehrere Methoden zur Brandbekämpfung.

Brandbekämpfung - Feuer löschen

Wie du schon erfahren hast und bestimmt schon weißt, brennt ein Feuer, so lange, bis es aktiv gelöscht wird oder bis die Brennstoffe oder der Sauerstoff ausgeschöpft sind.

Wird das Feuer also nicht gelöscht oder erstickt, brennt es immer weiter und entwickelt sich sehr schnell von einem kleinen, begrenzten Brand bis hin zu einem sehr Großen und Unkontrollierbarem. Um dies möglichst zu vermeiden, gibt es verschiedene Arten, einen Brand zu bekämpfen, die du im folgenden lernen wirst.

Löschmethoden

Du kannst verschiedene Methoden anwenden, um einen Brand zu löschen. Dafür musst du dir überlegen, was ein Feuer überhaupt für seine Existenz braucht. Die Antwort ist: Brennstoff, Wärme und Sauerstoff. Wenn du also eine Flamme bekämpfen willst, musst du mindestens eines dieser genannten Elemente "ausschalten".

1. Methode: Den Brennstoff entziehen

Wie du vielleicht schon vom Grillen oder vom Sitzen an einem Lagerfeuer kennst, muss dem Feuer ständig neuer Brennstoff zugefügt werden, damit die Flamme nicht erlischt. Um ein Feuer also zu bekämpfen, musst du also, falls es überhaupt möglich ist, jeden Brennstoff, der sich in der Nähe der Flamme befindet, entfernen.

2. Methode: Wärme verringern

Feuer erzeugen selbst automatisch Hitze, welche in einer Kettenreaktion schließlich weitere Verbrennungen möglich macht. Deshalb muss zur Brandbekämpfung die Zündtemperatur des brennbaren Stoffes fallen, damit das Feuer erlischt.

Diese Methode gehört zur Häufigsten von Menschen genutzten Methode - das Löschen mit Hilfe von Wasser. Allerdings ist spielt hierbei nicht, wie die meisten Menschen vermuten, die Feuchtigkeit eine wichtige Rolle, sondern die vom Wasser entstehende Kühlung.

Das Feuer erhitzt also das Wasser, bis dieses Wasserdampf bildet. Dabei verliert das Feuer selbst auch seine Energie.

Du kannst also zur Temperatursenkung auch andere Wege einleiten, Wasser hat jedoch den entscheidenden Faktor, dass es in großen Mengen vorhanden ist. Löschst du ein Feuer mit beispielsweise Schnee, weist es nicht wirklich Vorteile gegenüber dem Wasser auf, da der Temperaturunterschied dabei nicht sehr überragend ist.

3. Methode: Sauerstoffzufuhr abschneiden

Ein Feuer beruht in den meisten Fällen auf dem Oxidationsprozess mit Sauerstoff. Das kennst du bestimmt auch vom Grillen, Kamin oder Lagerfeuer entfachen - möchtest du ein Feuer erzeugen, muss die Sauerstoffzufuhr verbessert werden, du musst also Luft in das Feuer wedeln.

Um aber ein Feuer zu löschen, musst du genau das Gegenteil tun: dem Feuer diesen Sauerstoff entziehen, indem das eingesetzte Löschmittel eine Trennschicht zwischen Feuer und Außenluft bildet. Diese Trennschicht verhindert dann die weiterlaufende Oxidation. Hierbei spricht man davon, dass das Feuer "erstickt" wurde.

Stoffe, die du als Trennmittel einsetzen kannst, sind zum Beispiel Schaum, Sand, Löschdecken oder Löschpulver. Schaum oder sogenanntes ABC-Pulver findest du in manchen Feuerlöschern. Das Löschpulver besteht dabei aus Stoffen, die schwer entflammbar sind - aus Ammoniumdihydrogenphosphat und Ammoniumsulfat. Mit Hilfe von Löschdecken kannst du Brände ersticken, indem du sie über den Brand legst, eine brennende Person sollte in eine Löschdecke eingewickelt werden.

Wasser kann, neben seinem erstrangigen Effekt der Kühlung, auch die Sauerstoffzufuhr vermindern. Dabei erhitzt sich das Wasser auch zu Wasserdampf, der sich dann wie eine "abschirmende Wolke" über den Brand legt.

Einteilung nach Größe des Brandes

Ein Brand lässt sich nach dessen Größe einteilen, um dabei zu helfen, entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten und zu wissen, wie viele Einsatzkräfte notwendig sind.

Die Einteilung erfolgt in Deutschland nach der DIN 14010 in vier Kategorien:

Unterschiedliche Brände - unterschiedliche Brandklassen

Du kannst nicht für jeden Brand die gleichen Methoden und Löschmittel zum ablöschen einsetzen. Erst, wenn ein Brand richtig erkannt und eingeteilt wird, kann er effektiv bekämpft werden. Beispielsweise dürfen Fettbrände auf keinen Fall mit Wasser bekämpft werden.

Um den Löschvorgang so effektiv und sicher wie möglich zu gestalten, hat die Europäische Union 5 verschiedene Brandklassen definiert. Dabei lassen sich alle Stoffe, die brennen können, in eine bestimmte Klasse zuordnen:

Abbildung 2: Rauchschäden