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Warum löscht Wasser Feuer?

Laut knisternd beißen sich gelbrote Flammen durch das morsche Holz, fettig-schwarzer Qualm steigt auf – ein flammendes Inferno! Vier Brandsituationen können bei dieser Simulation gefahrenlos erprobt werden: Kaminfeuer, Matratzenbrand, brennendes Stapelbett und Kioskbrand. Wie viel Wasser ist notwendig, um ein Feuer zu löschen? Welche Wärmemenge wird bei einem Brand frei? Ein Statusbericht informiert, ob optimal gelöscht oder zu viel bzw. zu wenig Wasser verwendet worden ist.

Feuer-Simulation starten

Dieser Löschversuch war erfolgreich, d.h. die zugefügte Löschwassermenge (88 l/min) konnte die Brandenergie (734 kW) soweit absenken, dass das Feuer erlischt. Allerdings hätte auch eine geringere Menge Löschwasser ausgereicht: unter realen Brandbedingungen 52 l/min und unter Laborbedingungen 17 l/min.

Versuchsbeschreibung

Im vorliegenden Experiment werden vier verschiedene Brandsituationen simuliert und analysiert. Zunächst muss man sich für ein Objekt entscheiden: Kaminfeuer, Stapelbett, Matratze oder Holzbude.

Detailansicht der Feuer-Simulation: Feuerlöscher-Piktogramm

Über die Simulationssteuerung kann festgelegt werden, ob der Versuch in Echtzeit oder Zeitraffer abläuft. Auf dem Experiment-Bildschirm (rechte Seite) lassen sich der Brand sowie die sich verändernden Parameter wie Brenndauer und Wärmeleistung verfolgen.

Die Löschwassermenge lässt sich über den Schieberegler voreinstellen. Mit Klick auf den Feuerlöscher-Button (Mitte) wird der Löschversuch ausgelöst.

Ziel des Experiments ist es, im Versuch möglichst exakt die richtige Löschwassermenge zu einem bestimmten Brandzeitpunkt hinzuzufügen. Zu wenig Löschwasser löscht das Feuer nicht – zu viel Löschwasser verursacht Wasserschäden.

Was ist Feuer?

Zu einer Verbrennungsreaktion kommt es, wenn drei Faktoren zusammentreffen. Voraussetzung für eine solche Reaktion sind brennbares Material und Sauerstoff. In Gang gesetzt wird die Verbrennung, wenn genug Energie zum Aktivieren vorhanden ist. Diese Energie wird Aktivierungsenergie genannt. Viele brennbare Stoffe entzünden sich bei einer bestimmten Zündtemperatur. Genau dann ist die Aktivierungsenergie erreicht.

Ein Feuer kann man löschen, indem die Verbrennungsreaktion gestört wird, z.B. durch Entzug des brennbaren Stoffes oder des vorhandenen Sauerstoffs oder durch Abkühlen unter die Zündtemperatur.

Detailansicht der Feuer-Simulation: Stapelbett in Flammen

Das Stapelbett erreicht nach einer Brenndauer von 1:09 Minuten eine Wärmeleistung von 2500 Kilowatt.

Viele brennbare Stoffe bestehen aus großen Kohlenwasserstoff-Molekülen, z.B. Holz oder Benzin. Ist eine Verbrennung in Gang gesetzt, zerfallen die großen Kohlenwasserstoff-Moleküle in ihre Bestandteile und setzen andere kurzkettigere Kohlenwasserstoff-Verbindungen frei. Man spricht hier auch von einer Radikalreaktion. Diese brennbaren Kohlenwasserstoffe reagieren mit dem vorhandenen Sauerstoff. Dabei entstehen Wasser, Kohlendioxid und -monoxid und Reststoffe, z.B. Ruß und Asche. In ein Reaktionsgemisch muss erst Energie investiert werden, um die Reaktion anzustoßen. Das Zünden oder auch Anzünden setzt die Verbrennungsreaktion in Gang. Bei der Reaktion wird Energie frei, die dafür sorgt, dass weiterer Brennstoff reagiert - es entsteht eine Kettenreaktion. Die Verbrennung erhält sich selbst am Leben und kann sich unter Umständen immer mehr beschleunigen. Ist die Beschleunigung sehr groß, spricht man von einer Explosion.

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