Zur Bekämpfung von Flüssigkeitsbränden oder von Stoffen, die aufgrund der Hitzeentwicklung bei einem Brand flüssig werden, ist Wasser nicht das geeignete Löschmittel. Aber auch in Bereichen, in denen Stoffe mit diesen Brandeigenschaften vorkommen oder verarbeitet werden, etwa in der kunststoffverarbeitenden Industrie, in Raffinerien, Gefahrstofflagern, Flughäfen oder Recyclinganlagen bieten als Schaumlöschanlagen ausgerüstete automatisch arbeitende Sprinkler einen hohen Schutzfaktor zur Eindämmung von Entstehungsbränden.
Sprinkler, Sprühwasser- und Feinsprühanlagen mit Schaumzumischung haben dieselbe Grundfunktion wie bei der Arbeit mit reinem Wasser als Löschmittel, eignen sich aber durch die Schaumerzeugung insbesondere auch zum Einsatz bei brennbaren Stoffen der Brandklasse B. Dies sind zum einen die flüssigen brennbaren Stoffe wie zum Beispiel Benzin, Öle, Fette, Farben, Lacke und Alkohol. Zum andern die Stoffe, die bei Hitze schmelzen und flüssig werden, wie Wachs, Teer, Harz, PVC sowie zahlreiche andere Kunststoffe.
Die Löschwirkung von AFFF-Schäumen beruht hauptsächlich auf einem Stick- und Kühleffekt. Bei einem Flüssigkeitsbrand breitet sich der Schaum auf der Oberfläche von z. B. brennendem Öl oder anderen sogenannten unpolaren entzündlichen Flüssigkeiten aus und erstickt die Flammen.
Die Schäume enthalten dazu Substanzen, deren Moleküle an einem Ende Wasser anziehend sind (hydrophil), am anderen Ende jedoch sowohl Wasser als auch Fett abstoßen (hydro- und lipophob). Diese Moleküle docken an einer Seite an den im Schaum enthaltenen Wassermolekülen an, das freie Ende jedoch mischt sich weder mit öligen noch mit wässrigen Substanzen.
Diese Abstoßung ist so groß, dass der so gebildete wässrige Flüssigkeitsfilm nicht unter den leichteren Brennstoff, z. B. Öl, durchsinkt, sondern sich auf der Oberfläche ausbreitet und eine Schicht zwischen Brennstoff und Schaum bildet, auf der sich der Schaum schneller ausbreiten kann, und die einen erhöhten Schutz vor Wiederentzündung bieten kann. Um diese Wirkung auch bei sogenannten polaren Flüssigkeiten, z. B. Alkohol, zu erzielen, werden spezielle alkoholbeständige Schaummittel eingesetzt.
Schaumlöschanlagen mischen dem Wasserstrom der Sprinkleranlage ein Schaummittelkonzentrat hinzu. An den Schaumdüsen wird Luft beigemischt, wodurch je nach Mischungsverhältnis und abgestimmt auf den Einsatzzweck Leicht-, Mittel- und Schwerschaum erzeugt wird.
Schwerschaum wird mit einer geringen Zumischung an Luft erzeugt. Das ergibt einen nassen, feinblasigen Schaum, der besonders gasdicht und rückzündungshemmend ist und auch an dreidimensionalen Oberflächen haftet. Die Löschwirkung beruht hauptsächlich auf dem Kühl- und Deckeffekt.
Mittelschaum ist je nach Verschäumung feinblasig mit relativ hohem Wasseranteil oder ein trockener Schaum mit hohem Volumen, der sich hoch aufbauen lässt und so auch dreidimensionale Objekte umfängt, schützt und löscht. Schaumlöschanlagen mit Mittelschaum löschen durch eine Kombination aus Kühleffekt, Trenneffekt und Verdrängungseffekt.
Leichtschaum wird in Schaumlöschanlagen mit großer Luftzumischung erzeugt und bietet so ein enormes Schaumvolumen. Mit Leichtschaum lassen sich z. B. ganze Lagerhallen fluten. Der Löscheffekt beruht auf Kühlung, Dämmeffekt und Verdrängungseffekt. Die Schaumblasen werden am Feuer zerstört, bilden dabei kleinste Wassertropfen, die bei hohen Temperaturen sofort verdampfen und das über 1000-fache Volumen an Wasserdampf bilden. Brennbare Gase werden so verdrängt und Objekte werden von Flammen und Hitze isoliert. Da Leichtschaum im Brandfall den gesamten Raum füllt, sind Alarmierungs- und Verzögerungseinrichtungen notwendig, um Personen, die im Raum tätig sind, das rechtzeitige Verlassen zu ermöglichen, ehe die Sprinkler der Schaumlöschanlage automatisch auslösen.
Eine Substanz, die Löschschäume bei Flüssigkeitsbränden so wirkungsvoll macht, bringt auch Probleme mit sich. Herkömmliche, heute in der EU nicht mehr hergestellte AFFF Schaummittel, sogenannte C8-Schäume, konnten Perfluoroctansäure (PFOA) oder PFOA-verwandte Substanzen enthalten. Diese Substanzen werden auf natürlichem Weg nicht vollständig abgebaut und reichern sich, wenn sie fortgesetzt in den Boden und ins Grundwasser gelangen, immer weiter an. In der EU sind Herstellung, auf den Markt bringen und Verwendung von Löschmitteln, die PFOA und verwandte Substanzen enthalten, reguliert.
Seit dem 4. Juli 2020 dürfen gemäß der EU Verordnung 2019/1021 (POPs Verordnung) und Verordnung (EU) 2017/1000 Schaumlöschmittelkonzentrate, die mehr als 25 ppb (0,025 mg/kg) PFOA oder eines ihrer Salze enthalten oder mehr als 1 ppm (1 mg/kg, 1000 ppb) an einzelnen PFOA-Vorläuferverbindungen oder einer Kombination von PFOA-Vorläuferverbindungen enthalten, in der EU nicht mehr auf den Markt gebracht werden. Schaummittel im Tank von Löschanlagen dürfen noch bis zum 31.12.2022 verwendet werden, allerdings nicht für Training, und für Tests nur dann, wenn alle freigeletzten Mengen aufgefangen werden. Vom 1.1.2023 bis zum 4.7.2025 ist die Verwendung nur dann erlaubt, wenn das Löschwasser vollständig aufgefangen werden kann. Nach dem 4.7.2025 ist keine Verwendung mehr möglich.
Der Trenneffekt:
Die geschlossene Schaumdecke trennt den Brand von der umgebenden Atmosphäre und damit auch vor dem zur Verbrennung notwendigen Sauerstoff.
Der Kühleffekt:
Während des Brandeinsatzes wird auch Schaum durch Flammen und Hitze zerstört. Dabei entstehen winzige Wassertropfen, die Wärme aufnehmen und verdampfen. So wird dem Brand Wärmeenergie entzogen.
Der Deckeffekt:
Ein Schaumteppich auf brennbaren Flüssigkeiten verhindert, dass die Flüssigkeit ausdampft und damit auch das Entstehen explosiver Dampf/Luft- bzw. Gas/Luft-Gemische.
Der Verdrängungseffekt:
Vor allem Leichtschaum wird dazu eingesetzt, Räume zu fluten. Brennbare Gase werden so aus den Räumen verdrängt.
Der Dämmeffekt:
Als Gas/Wasser-Gemisch leitet Schaum nur in sehr geringem Maße Wärme. Eine Ausbreitung des Brandes durch Wärmestrahlung wird so unterbunden.
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