Feuerwehr Büdingen

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Was ist CAFS?

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COMPRESSED AIR FOAM SYSTEM?

Dieses Löschverfahren kann bei allen Feststoffbränden (z. B. Waldbränden, Haus- oder Wohnungsbränden, PKW-Bränden) angewandt werden und zeichnet sich besonders durch seine einfache Bedienbarkeit und eine sehr hohe Löscheffektivität, die ca. 20mal größer als die von Wasser ist, aus.

Das Löschverfahren an sich ist so neu nun wieder nicht, denn es wurde bereits in den 30er Jahren in Deutschland entwickelt und angewendet. Die TS 8/8 "Siegerin" der Fa. Flader, Jöhstadt aus dem Jahr 1938 ist der Beweis des damals schon Tragkraftspritzen mit "Luftschaum-Systemen" ausgerüstet wurden.

Die Technik geriet jedoch nach dem 2. Weltkrieg in Europa in Vergessenheit und wurde erst im Jahre 1978 in den  USA "wiederentdeckt". Dort fuhr man bei Waldbränden in Texas die ersten Versuche. Im Jahre 1988 wurden die ersten marktfähigen Seriensysteme vorgestellt und mittlerweile wird das CAFS-Verfahren in allen Teilen der USA angewendet. Zu einer Feuerwehr in Europa hat CAFS erst wieder im Jahr 1997 gefunden, als die BF Ingolstadt im Herbst 1997 zwei neue Löschfahrzeuge LF 16/12 mit dieser Löschtechnik beschafften.
Am Anfang der Entwicklung in den USA stand, im Gegensatz zu dem in den 30 Jahren in Deutschland entwickelten Verfahren, ein Löschmittelzusatz für Feststoffbrände, der vorwiegend für die Waldbrandbekämpfung eingesetzt wurde. Dieser "Class-A-Foam" wird als Netzmittel in sehr geringer Konzentration (0,1-0,5%) dem Löschwasser zugemischt und verringert die Oberflächenspannung des Löschwassers auf weniger als ein drittel des normalen Werts.

Erst in der zweiten Stufe der Entwicklung wurde dann noch ein Kompressor mit der dazugehörenden Technik (Kühlung, Steuerung) in die Systeme eingebaut. Hierdurch wird das Wasser/Schaum-Gemisch bereits direkt hinter der Pumpe mit Luft angereichert und nicht erst wie beim konventionellen Schaumverfahren, im Strahlrohr.

Das traditionelle Löschmittel "Wasser" löscht in erster Linie durch einen Kühleffekt. Diese wird erreicht durch die Erwärmung und die Verdampfung des Wassers. Der Wirkungsgrad beträgt jedoch lediglich 5-10 %, d. h. 90 % des Löschmittels werden wirkungslos ausgebracht. Ja selbst bei der Anwendung eines Hochdrucklöschverfahrens wird die Effektivität nur auf 30 % gesteigert. Dies beruht im wesentlichen darauf, das die Löschwirksamkeit nach wie vor auf der Verdampfung basiert, und lediglich die Oberfläche des Wassers durch die "Vernebelung" vergrößert wird. 

Der Luftschaum wirkt nicht nur durch die Abkühlung, sondern auch durch die Isolation des Brennstoffs und durch die geringe Oberflächenspannung des Löschmittels. Wie beim Hochdruckverfahren wird auch durch die Schaumbildung der ausgebrachten Wassermenge enorm vergrößert. Dies geschieht jedoch nicht durch eine Tröpfchenbildung, sondern durch eine Blasenbildung. Der Vorteil dieser Blasenbildung liegt darin, dass aus einem Tropfen Wasser durchschnittlich 7 Schaumblasen von der selben Größe des Wassertropfens entstehen. Diese haben jedoch nur eine "Schale" aus Wasser, welche Wärme in einem Radius von 360 Grad bindet. Ein vergleichbar großer Wassertropfen kann ebenfalls nur mit seiner Oberfläche zur Kühlung beitragen, da er viel eher durch die Schwerkraft nach unten gezogen wird, bzw. wegfließt. Durch die Verdampfung des Wassers an der Oberfläche wird der Tropfen zwar kleiner, der Rest des Tropfens trägt jedoch zur Entstehung von Löschwasserschäden bei. Beim Luftschaum wird nun praktisch die gesamte Wassermenge als Oberfläche von Schaumblasen ausgebildet und hierdurch Löscheffektiv verwand.

Ein zusätzlicher Vorteil ist jedoch auch, dass dieses Löschmittel am Brennstoff anhaftet und somit längere Zeit im Brandbereich verbleibt, während Wasser, dass nicht sofort verdampft, wegfließt. Hierdurch kann eine größere Energiemenge gebunden werden und gleichzeitig wird noch ein Erstickungseffekt, durch das Abschneiden der Sauerstoffzufuhr, erreicht. Durch die geringe Oberflächenspannung dringt das Löschmittel zusätzlich noch sehr schnell in den Brennstoff ein und löscht hierdurch auch Glutnester. Dies vermindert die Rauchbildung und Rückzündungsgefahr erheblich.

In den USA sind hierzu schon wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt worden: Man hat 3 identische Feststoffbrände gelöscht. Man hat die Zeit gemessen, die nötig war, um den Brandraum von 538 Grad Celsius auf 100 Grad Celsius abzusenken und den Temperaturabfall pro Sekunde.

Folgende Ergebnisse sind gemessen worden:

Löschmittel

Zeit in Sekunden

Temperaturabsenkung in Grad/Sekunde

Wasserverbrauch in Liter

Wasser

222,9

3,5

282

Wasser mit Netzmittel

102,9

7,6

130

Luftschaum (CAFS)

38,5

20,5

49

Durch den Zusatz von Druckluft wird die Löschmittelmenge erheblich vergrößert. Prinzipiell funktioniert das Luftschaum-System so, dass die Luftmenge und der Luftdruck immer der Wassermenge und dem Wasserdruck entsprechen müssen. Durch die Kompression der Luft wird dann jedoch das Luftvolumen verkleinert. Geht man von einer Wassermenge von 1200 Liter aus, so ergibt sich folgende Rechnung:

Wassermenge:      1 200 LIter
Luftmenge:            9 000 Liter (VZ 7,5)
Schaummittel:        2,4 Liter (entpricht 0,2 %iger Zumischung)
Löschmittelmenge: 10 202 Liter

Zieht man nun noch die wesentlich höhere Löscheffektivität des Luftschaums in Betracht, so ergibt sich daraus der Vorteil, dass mit Tanklösch- oder Löschgruppenfahrzeugen wesentlich länger und effektiver gearbeitet werden kann. 

Aus den zuvor genannten Effekten ergibt sich eine Reihe von Vorteilen:

  • geringer Wasserverbrauch und damit eine deutliche Verminderung der Wasserschäden
  • Vergrößerung der Wurfweiten durch die komprimierte Luft
  • Verringerung der thermischen Belastung des Einsatzpersonals
  • kürzere Löschzeiten, schnelle Wiederherstellung der Einsatzfähigkeit
  • Luftschaum kann auch zum Schutz vor Wärmestrahlung an benachbarten Objekten eingesetzt werden. Einmal aufgebracht hält der Schaum (Abhängig von der Zumischrate) bis zu 24 Stunden
  • Sehr leichte Schläuche, da diese zu 60 % mit Luft gefüllt sind
  • Gute Umweltverträglichkeit des Schaums. Bis zu 0,5 % Zumischung Wassergefährdungsklasse 0
  • Einfache Bedienbarkeit durch die elektronische Steuerung

Nachteil:
Da die Systeme bei uns in Europa noch wenig verbreitet sind, sind je nach Hersteller und Leistungsfähigkeit des Systems, die Anschaffungskosten entsprechend hoch. Die Kosten machen sich aber schon nach wenigen Einsätzen mehr als bezahlt, da die durch die Brände entstehenden Kosten durch diese fortschrittliche Löschtechnik erheblich reduziert werden.

Quellen: BF Ingolstadt, Magazin "Fire Engineering" Dominic J. Coletti, "Quantifying the effects of Class-A-Foam in Structure-Firefighting"


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