Grundlagen
Bei allen Bränden, insbesondere Waldbränden, gibt es zwei Hauptprobleme:
• Die Distanz
• Der Mangel an Wasser
Le KRITISCHER FLUSS (CFR): wird durch den minimalen Wasserdurchfluss definiert, der erforderlich ist, um ein Feuer in einem bestimmten Bereich ausreichend zu löschen.
In naher Zukunft müssen Lösungen gefunden werden, um den „kritischen Fluss“ bei Waldbränden so weit wie möglich zu reduzieren, und dafür werden wir Löschmethoden finden müssen, die das knappe Wasser sparen und große Entfernungen überbrücken, bei immer geringerem Gewicht und Gerätevolumen innerhalb kurzer Lieferzeiten.
Im Laufe der Jahre wurden neue Technologien entwickelt, um je nach Löschleistung mit möglichst wenig Wasser und mit immer geringerem Gewicht und Volumen der Geräte eingreifen zu können. Hochleistungsgeräte können jetzt Entfernungen in kürzerer Zeit und mit weniger Gewicht variieren.
Einfache physikalische Fallstudie
Studien wurden in den 1930er Jahren von der Pariser Feuerwehr durchgeführt.
Der Fall betraf die Kontaktfläche eines Wassertropfens:
Wenn ein Wassertropfen mit einem Radius von 1 mm in Tropfen mit einem Radius von 0,01 mm aufgeteilt wird, erhöht sich die gesamte Kühlfläche von 6 m auf 600 m und die Anzahl der Tropfen beträgt 1,9 Billionen Tropfen.
Vergleich der Löschung bei Niederdruck (7 Bar) und Hochdruck (40 Bar) gemäß der Studie „Svensson und Lundstrom“ von 1999.
FAZIT : Der hohe Druck bietet eine größere Wassereinsparung, einen weniger kritischen Fluss und eine Stabilität der Anhaftung des Wassertropfens vor dem Kraftstoff durch ein Kapillarsystem.
Zum Löschen von 1000 m2 Fläche verbraucht Hochdruck 50 % weniger Wasser als Niederdruck.
Prinzipien der Löschwirkung mit Wasser und/oder Hochdruckschaum
• Effizienz durch vergrößerte Wärmeaustauschfläche
Die Kühlleistung steigt entsprechend der Wärmeaustauschfläche der Tröpfchen. Durch Erhöhen des Drucks auf das Wasser wird es in Tropfen kleineren Kalibers aufgeteilt, was jedoch eine Vervielfachung der Kontaktfläche erfordert.
• Effizienz durch Wärmeaufnahme
Das Löschen kann durch Verdampfen von Wasser erfolgen, um eine große Menge Wärme zu absorbieren. Für den Übergang vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand benötigt das Wasser eine Wärmemenge von 573 Kcal (2395 KJ) Herkömmliche Systeme erzeugen relativ große Wassertröpfchen mit kleinen Kühlflächen. In der VR China wird nur ein kleiner Prozentsatz des Wassers verdunstet und zum Löschen verwendet. Aus diesem Grund werden große Wassermengen benötigt, um den kritischen Wert zu überschreiten.
Wird der Druck des Löschmittels so erhöht, dass die Wassertropfen nur noch den halben Durchmesser haben, reduzieren sich der Löschmittelverbrauch und die Löschzeiten um die Hälfte oder sogar auf geringere Geschwindigkeiten.
• Effizienz durch Erstickung
Die Tendenz, sich beim Verdampfen auszubreiten, ist eine weitere Eigenschaft von Wasser, die es ihm ermöglicht, seine Löschleistung zu erhöhen. So werden bei 100° aus einem einzigen Liter Wasser 1700 Liter Dampf.
Durch Erhöhen der Temperatur nimmt natürlich die Dampfmenge zu; Tatsächlich passiert bei 260° Folgendes: 1 Liter Wasser wird zu 2400 Liter Dampf und 6500 Liter (zu 4200 Liter)
Das Prinzip, nach dem Dampf zum Löschen der Verbrennung beiträgt, ist das Ersticken.
Fraktioniertes Wasser nimmt den Raum um das Feuer ein, entzieht ihm den für seine Verbrennung notwendigen Sauerstoff und verhindert seine Reaktivierung.
Kondensdampf eliminiert auch einen Teil der Gase und Dämpfe während der Verbrennung, die in geschlossenen Räumen vorhanden sind. (Vergleicht man Wasser bei 100 bar mit Wasser bei 40 bar Druck, so entsteht bei 100 bar ein dreimal größerer Wassernebelvorhang als bei 3 bar, und das bei ähnlichem Verbrauch.
• Effizienz durch Wirkung
Das Löschen kann durch Verdampfen von Wasser erfolgen, um eine große Wärmemenge aufzunehmen. Für den Schritt vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand benötigt das Wasser eine Wärmemenge von 573 Kcal (2395 KJ).
Herkömmliche Systeme erzeugen bei kleinen Kühlflächen relativ große Wassertropfen. In der VR China wird nur ein kleiner Prozentsatz des Wassers verdunstet und zum Löschen verwendet. Aus diesem Grund werden große Wassermengen benötigt, um den kritischen Wert zu überschreiten.
Wird der Druck des Löschmittels so erhöht, dass die Wassertropfen nur noch den halben Durchmesser haben, reduzieren sich der Löschmittelverbrauch und die Löschzeiten um die Hälfte oder sogar auf geringere Geschwindigkeiten.