Scheuermann, Praxishandbuch Brandschutz

Eine Brandmeldeanlage ist eine Einrichtung, welche ohne menschliche Mithilfe einen entstehenden Brand feststellt, gefährdete Personen alarmiert und Löschkräfte mobilisiert. Sie dient dem Schutz von Personen und Sachwerten. Die frühzeitige Branderkennung durch automatische Meldeanlagen hält in der Regel die Schadenshöhe wesentlich geringer, als dies ohne Frühalarmierung der Fall wäre. Die Brandmeldezentrale (BMZ) ist der wichtigste Baustein einer Brandmeldeanlage; mit ihren peripheren Einrichtungen, wie Meldungsgeber und Signalisierungseinrichtungen, dient sie der präventiven Früherkennung von Gefahren für Leben und Sachwerte.

Abb. 1: Übersicht Brandmeldezentrale

In der Brandmeldezentrale werden die Informationen aller angeschlossenen automatischen und nichtautomatischen Meldungsgeber entgegengenommen, verarbeitet, bewertet und angezeigt. BMZ werden im Wesentlichen für die Meldung von Brand eingesetzt. Brandmeldezentralen – in Verbindung mit automatischen und nichtautomatischen Brandmeldern dienen der Brandfrüherkennung. Weiterhin sind automatische Brandmelder der Teil einer Brandmeldeanlage, der eine geeignete physikalische und/oder chemische Kenngröße zur Erkennung eines Brandes in dem zu überwachenden Bereich ständig oder in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen beobachtet.

Abb. 2: Entstehungsbrand nach Brandstiftung durch Sprinkler gelöscht

Sprinkler sind Löschwasserdüsen, die im Normalfall mit thermischen Auslöseelementen verschlossen sind. Im Brandfalle öffnet das von den Brandgasen erhitzte Auslöseelement und das ausströmende Löschwasser wird gleichmäßig auf den Brandherd verteilt. Die Nennöffnungstemperatur wird durch Farben gekennzeichnet: Sprinkleranlagen werden seit Jahrzehnten als wirksame Brandschutzanlagen eingesetzt. Das Vertrauen in diese Löschtechnik ist sehr hoch. Dies spiegelt sich auch in den hohen  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 2 – 01.12.2010>>Erfolgsstatistiken der Versicherer wider. 96 % der Brände in Räumen mit vorhandener Sprinkleranlage werden bereits durch diese gelöscht, d.h., die sofortige Entscheidung zum Abschalten der Anlage erweist sich in diesen Fällen als richtig. Bei etwa 70 % aller Brände öffnen sich ledig- 2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 3 – 01.12.2010<<>>lich vier oder weniger Sprinklerdüsen. In diesen Fällen bleiben neben den Brandschäden auch die Wasserschäden gering. Da Sprinkleranlagen über ein Thermoelement ausgelöst werden, ist es erforderlich, dass ein ausreichend großer Temperaturanstieg verbunden mit einer entsprechenden Luftströmung am Sprinkler gegeben ist. Problematisch sind Brände mit viel Rauch und wenig Wärmeentwicklung. Voraussetzung für einen Löscherfolg ist, dass das Wasser die Brandstelle erreicht. Der Einsatz von Sprinkleranlagen ist wegen der beschriebenen Funktionsweise bei sehr hohen Räumen mit ausschließlichem Deckenschutz begrenzt. Beim Einsatz in Hochregallagern stellen Regalsprinkler den Schutz sicher. Alarmventilstationen sind in Sprinkleranlagen zwischen der Wasserversorgung und dem Sprinklerrohrnetz positioniert und ermöglichen unter anderem eine Zuordnung der Sprinkler zu einzelnen Brandabschnitten. Die Ventilteiler öffnen aufgrund unterschiedlich großer Flächen erst, wenn ein Mindestdruckabfall im Rohrnetz bei Öffnen eines oder mehrerer Sprinkler erfolgt. Mit dem Öffnen der Alarmventilstationen werden gleichzeitig die Sprinklerglocke und ein Druckschalter angesteuert, sodass eine örtlich akustische Alarmierung und eine Alarmweiterleitung zu einer ständig besetzten Stelle erfolgen können.

Abb. 3: Auszug aus dem Protokoll der BMA – wichtige Hinweise auf die Brandausbruchstelle

Chancen und Grenzen des Eliminationsverfahrens

Eine objektive Brand- und Explosionsursachenermittlung ist nur durch Auswertung der am Brandort vorhandenen wichtigen Spuren möglich und bedarf einer gründlichen Befunderhebung. Brandursache sind alle Bedingungen und Umstände, die einen Brand auslösen können. Brandursachenermittlung sind alle Verfahren und Maßnahmen kriminalistischer und technischer Art, die die Brandursache klären helfen. Dazu ist eine Auswertung der am Brandort vorhandenen wichtigen Spuren notwendig und bedarf einer gründlichen Befunderhebung. Grundsätzlich kommt wegen der hohen Zahl möglicher Brandursachen das Eliminationsverfahren bei der Branduntersuchung zur Anwendung. Dabei werden aufgrund der Spurenergebnisse sowie der subjektiv bekannt gewordenen Aufgaben sämtliche Brandursachen einzeln überprüft und ggf. ausgeschlossen.

Nur nach der Lokalisierung des Ausbruchbereichs lässt sich in einem Brandobjekt das Eliminationsverfahren (Ausschlussverfahren) zur Eingrenzung der möglichen Brandursachen anwenden. Häufig lässt sich der Brandherd erst nach vorsichtigem Abtragen des Brandschutts aus einem Bereich erkennen.

Auf einer der ersten Tagungen des neu gegründeten deutschen Bundeskriminalamtes stellte 1952 der Wiener Universitätsprofessor Roland Graßberger einer breiteren Fachöffentlichkeit das von ihm schon vor dem Krieg entwickelte und zwischenzeitlich verbesserte »Eliminationsverfahren bei Brandermittlungen« vor. Bereits als 22-jähriger Student verfasste er sein Erstlingswerk »Die Brandlegungskriminalität«. Nach Abschluss seines Studiums praktizierte Graßberger zwei Jahre lang bei Gericht sowie bei der Feuerwehr der Stadt Wien und der Bundespolizeidirektion Wien. In dieser zweijährigen Gerichtspraxis erwarb er umfangreiche praktische  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 4 – 01.12.2010<<>>Kenntnisse in der Brandkriminalistik. Der Brandexperte Graßberger konnte beim Brand der Wiener Börse im Frühjahr 1956 seine großen Erfahrungen einbringen. In dem aus den Jahren 1874 bis 1877 nach Plänen von Theophil Hansen erbauten Prachtbau der Wiener Börse brach am Freitag, dem 13. April 1956, ein Brand aus, dem damals nahezu zwei Drittel des Gebäudes zum Opfer fielen.

Abb. 4: Eliminationsverfahren

Noch heute ist dieses von ihm entwickelte »Eliminationsverfahren« eine der wesentlichen Grundlage für die Brandursachenermittlung. Als studierter Jurist entwickelte er dieses Verfahren gemäß dem Grundsatz: »Jede Wirkung (Spur) hat eine Ursache. Jede Ursache hinterlässt eine Wirkung (Spur)!« Nach der in Literatur und Rechtsprechung fest verankerten »Conditio«-Formel gilt als Ursache im Sinne des Strafrecht jede Bedingung eines Erfolges, die nicht hinweggedacht werden kann, ohne dass der Erfolg in seiner konkreten Gestalt entfiele. Hierbei sind alle Erfolgsbedingungen gleichwertig, d.h. äquivalent. Durchzuführen ist nach dieser Theorie ein hypothetisches Eliminationsverfahren: Entfällt der eingetretene Erfolg, wenn man sich die Handlung wegdenkt? Wenn ja, ist die Kausalität gegeben. Wenn nein, scheidet die Kausalität aus, d.h., in einem sogenannten Eliminationsverfahren werden entweder einzelne Versionen ausgeschlossen oder sie bestätigen sich. Angewandt auf Brandermittlung heißt das: Auf der Grundlage objektiver Spuren (z.B. Abbrandspuren) und subjektiver Ermittlungsergebnisse (z.B. Zeugen- und Beschuldigtenbefragungen) findet eine Eingrenzung der Brandausbruchsstelle statt. In diesem Bereich werden alle möglichen Zündquellen eliminiert, die als Ursache mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden können. Im Anschluss wird die vorgefundene Spurensituation nochmals überprüft.

Mittels Brandversuchen, Brandschuttanalytik sowie anderen Ermittlungsergebnissen werden die angestellten theoretischen Überlegungen zum Brandverlauf verifiziert oder falsifiziert. Im Idealfall bleibt am Ende eine Zündquelle als einzige Möglichkeit der Brandentstehung.

Heute stehen viele »vorkonfektionierte« kriminalistische Methoden und naturwissenschaftliche forensische Verfahren bei Brandermittlungen vor dem Hintergrund sich verändernder strafprozessualer Anforderungen, veränderter Brandverläufe und neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse auf dem Prüfstand. Dazu gehört auch das Eliminationsverfahren bei Brandermittlungen nach Graßberger. Wie die Äquivalenztheorie hat auch das Eliminationsverfahren, nicht zuletzt wegen der Gleichwertigkeit aller Bedingungen und der hypothetischen Betrachtung, verschiedene Schwächen. Deshalb ist es erforderlich, es durch sogenannte Anwendungsregeln zu präzisieren bzw. zu modifizieren und die Methoden der Brandursachenermittlung strukturell der Zeit anzupassen.

Manchmal ist eine naturwissenschaftlichtechnische Rückführung eines Brandes auf nur eine einzige Zündquelle nicht mehr möglich, z.B. weil aufgrund veränderter Brandszenarien und unterschiedlicher Brandverläufe die Spurenlage widersprüchlich ist oder alle Hinweise auf den Brandausbruchsbereich weitgehend zerstört sind. Zwar gibt es einen umfangreichen Katalog möglicher Zündquellen, der abgearbeitet werden kann. Dieser reicht von technischen Defekten, z.B. elektrotechnischen Vorgängen, bis zur Inbrandsetzung mittels offener Flammen oder gar verschiedenartiger Zündmechanismen. Doch moderne Produktionsverfahren, neue technische Erzeugnisse sowie zahlreiche Innovationen bei herkömmlichen und bekannten Zündquellen erschweren einen Ausschluss oder machen ihn sogar unmöglich. Das Problem ist, dass eben nur Zündquellen ausge- 2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 6 – 01.12.2010<<>>schlossen werden können, die dem Ermittler bekannt sind und somit in das Eliminationsverfahren einbezogen werden können.

Der Zündquellenkatalog

Die Erforschung von Brandursachen ist hauptsächlich die Festlegung auf eine der zahlreichen Zündquellen. An der Brandausbruchstelle kann und muss nun die Wechselwirkung der drei Grundvoraussetzungen für die Verbrennung (brennbares Material, Sauerstoff und Zündquelle) beurteilt werden. Neben der Feststellung aller brennbaren Materialien, deren Brandverhalten und anderen Eigenschaften müssen alle an dieser Stelle möglichen Zündquellen untersucht werden.

Zündquellen – auch Zündinitial genannt – sind Energieträger, die (bei mehrfacher Energieumwandlung als Letzter) die für die Zündung eines brennbaren Systems erforderliche Temperatur hervorrufen. Praktisch mögliche Zündquellen sind unter bestimmten Umständen alle Wärmequellen, wie offene Flammen, Glut, Funken, elektrischer Lichtbogen, heiße Flächen, Lichtimpulse, Eigentemperatur, Selbsterwärmung, Hitzestau und anderes. Die für unterschiedliche Bedingungen und nach unterschiedlichen Normen bzw. Kriterien bestimmten notwendigen Zündenergien beziehen sich nahezu ausschließlich auf den untersuchten reinen Stoff. Unter praktischen Bedingungen ist zu beachten, dass häufig als erster brennbarer Stoff die Verpackung o.Ä. in Brand gerät. Diese brennende Verpackung wiederum ist als eine sehr energiereiche Zündquelle zu betrachten, die vielfach von den labormäßig für den zu untersuchenden/zu bewertenden Stoff ermittelten Zündquellen abweicht und dadurch zu verändertem Zünd- und/oder Abbrandverhalten der Stoffe führen kann.

Von den österreichischen Brandermittlern wird in diesem Zusammenhang ein vom Wiener Kriminologen Dr. Graßberger entwickeltes Brandursachenschema verwendet, wobei sämtliche in Betracht kommenden Zündquellen angeführt sind. Als Zündquelle bezeichnet man alle Vorgänge oder Objekte, die geeignet sind, auf brennbare feste, flüssige oder gasförmige Stoffe die erforderliche Energie zur Zündung zu übertragen.

Zwar gibt es einen umfangreichen Katalog möglicher Zündquellen, der abgearbeitet werden kann. Dieser reicht von technischen Defekten, z.B. elektrotechnischen Vorgängen, bis zur Inbrandsetzung mittels offener Flammen oder gar verschiedenartiger Zündmechanismen. Zündquellen lassen sich wiederum wie folgt zusammenfassen:

1. I.

   Zündung durch Wärmeentstehung

   1. A.

      elektrische Energie als Wärmequelle

      1. 1.

         atmosphärische Elektrizität

      2. 2.

         terrestische Elektrizität

         1. a.

            statische Elektrizität (Reibungselektrizität)

         2. b.

            dynamische Elektrizität (elektrischer Strom)

            1. aa.

               Widerstandswärme

            2. bb.

               Unterbrechungsfunken

                2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 7 – 01.12.2010<<>>
   2. B.

      kinetische Energie (Bewegung) als Wärmequelle

      1. 1.

         Reibung

      2. 2.

         Schlag

      3. 3.

         Kompression

   3. C.

      molekulare Energie als Wärmequelle (Selbstzündung)

      1. 1.

         Fermentation und Fäulnis

      2. 2.

         Adsorption

      3. 3.

         Oxidation

      4. 4.

         Reaktion

2. II.

   Zündung durch Wärmeübertragung

   1. A.

      kosmische Einwirkungen

      1. 1.

         Sonnenstrahlen

      2. 2.

         Meteore und Meteorite

   2. B.

      irdische Einwirkungen

      1. 1.

         Einschlag von Munition und Feuerwerkskörpern

      2. 2.

         Feuerstätten

         1. a.

            mittelbare Zündung durch Wärmeleitung und -Strahlung

            1. aa.

               infolge von Mängeln in Feuerstätte und Rauchabzug

            2. bb.

               durch Nahebringen oder Überhitzen brennbarer Stoffe

         2. b.

            unmittelbare Zündung durch Glut oder Flammen

            1. aa.

               durch Austreten von Glut oder Flammen aus Feuerstätte oder Rauchabzug

               • Funkenflug

               • Schwelgasexplosion

               • andere Fälle

            2. bb.

               durch Eindringen brennbarer Stoffe in die Feuerung

      3. 3.

         andere Wärmespender

      4. 4.

         Beleuchtungskörper

         1. a.

            ortsfeste Beleuchtungskörper

         2. b.

            ortsveränderliche Beleuchtungskörper

      5. 5.

         entzündete, nachglühende und heiße Stoffe

         1. a.

            Brennstoffe und Zündmittel

         2. b.

            Glimmstoffe (Tabak)

         3. c.

            Werkstoffe und deren Abfälle

      6. 6.

         funkensprühende Arbeitsvorgänge

      7. 7.

         Explosionsmotoren

      8. 8.

         offenes Feuer

(Quelle: Univ. Prof. Dr. R. Graßberger)

An der angenommenen Brandausbruchstelle müssen gedanklich die vorhandenen brennbaren Materialien und deren Brandlasten sowie die Zündquelle wechselseitig zueinander passen, z.B.:

• Kleinste Funken zünden Benzindämpfe und Gase (Feuerzeug), nicht jedoch Baumwolltücher.

• Tabakglut zündet Baumwolltücher, nicht jedoch Benzindämpfe und Gase.

Die Bestimmung dieser angeführten denkmöglichen Zündquellen erfordert seitens des Brandermittlers eine umfangreiche qualitative Ausbildung, um Fehler bei der Tatortarbeit ausschließen zu können. Als Vorstufe zu diesem Eliminationsverfahren bedarf es jedoch einer möglichst genauen Eingrenzung des engeren Brandherdes (jener Teilbereich des Brandobjektes, von dem sich durch eine Zündung der Brand ausgeweitet hat) bzw. einer Lokalisierung. Eine derartige Lokalisierung der Feuerausbruchstelle kann für sich alleine schon eine teilweise Elimination von weiteren Zündquellen bewirken.

In diesem Zusammenhang muss heute jedoch immer häufiger nach alternativen Konstellationen gefragt werden.

Bei einer Trennung von Kriminaltechnik und Sachbearbeitung sind aus diesem Grunde ein enges Zusammenarbeiten und eine reibungslose Kommunikation erforderlich, um auf rasche und fehlerfreie Weise den Brandherd bestimmen zu können. Aus diesem Aspekt wird vom überwiegenden Teil der Brandermittlungsbeamten eine derartige Trennung nicht befürwortet. Gleichzeitig soll und muss jedoch die Möglichkeit bestehen, dass in komplexen Fällen ein Behörden- oder freier Sachverständiger zur technischen Ursachenklärung umgehend hinzugezogen werden kann.

Die Selbstentzündung von Wäsche

Die Selbstentzündung von gewaschenen, getrockneten und gelagerten Textilien wird als eine »klassische« Brandursache bei kriminalpolizeilichen Brandermittlungen nicht immer erkannt. Bei Bränden in Wäschereien, aber auch im häuslichen Bereich werden immer wieder technische Gründe wie etwa das Versagen eines Arbeitsgeräts oder Fehler in der Elektrik als Brandursache angenommen. Die Möglichkeit der Selbstentzündung der Textilien wird dabei außer Acht gelassen. Zudem sind die Textilien im Brandbereich meistens völlig verascht. Etwaige Glutnester können daher nach dem Feuerwehreinsatz in den Textilresten nicht mehr identifiziert werden. Technische Gründe, etwa das Versagen eines Arbeitsgeräts, können als Brandursache außer Acht gelassen werden, weil z.B. die Maschinen zum Brandzeitpunkt nicht an das elektrische Netz angeschlossen oder durch den Hauptschalter abgetrennt waren.

Von den verschiedenen Möglichkeiten der Selbstentzündung ist die chemische Selbstentzündung von ungesättigten Ölen und Fetten in Verbindung  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 9 – 01.12.2010<<>>mit porösen, saugfähigen Trägerstoffen mittlerweile am häufigsten an der Brandentstehung beteiligt. Brände dieser Art treten sowohl in der Industrie (z.B. Druck-, Möbelindustrie), der Gastronomie als auch im häuslichen, privaten Bereich (Heimwerker) auf. Von der Gefahr der Selbstentzündung sind auch Serviceunternehmen besonders betroffen, wie Wäschereien, die verschmutzte Putztücher reinigen, trocknen und mangeln. In diesen beschriebenen Gewerben sollte daher die Brandursache »Selbstentzündung von Textilien« grundsätzlich in Erwägung gezogen und geprüft werden! In Wäschereien oder Hotelbetrieben ist das Phänomen der Selbstentzündung von Wäsche und Textilien bekannt. Oft wird gerade in Hotels die normale Wäsche zusammen mit Handtüchern aus der Küche oder dem Wellnessbereich zur hausinternen oder zu einer externen Wäscherei gebracht und dort im Normalprogramm gereinigt. Besonders Textilien, die zur Reinigung von Dunstabzugshauben, Fritteusen oder sonstigen fettverschmutzten Küchenartikeln genutzt werden, müssten grundsätzlich speziell und getrennt von Normalwäsche gereinigt werden. Ebenso sollte bei Handtüchern und Bademänteln aus dem Wellnessbereich verfahren werden, denn diese sind oft mit Massageölen benetzt.

Werden solche Textilien ohne spezielle chemische Fettentferner gewaschen, schafft man es oft nicht, alle Rückstände von Fetten und Ölen zu beseitigen, sodass auch nach der scheinbar gründlichen Reinigung noch solche Rückstände im Gewebe verbleiben. Wird die immer noch verunreinigte Wäsche nun in einem Wäschetrockner getrocknet und dann warm zusammengelegt, so entsteht ein Hitzestau innerhalb des Stapels. Durch diese erhöhte Starttemperatur wird die Oxidation der Fette, die fein verteilt die Wäschefasern benetzen, begünstigt. Man spricht vom sogenannten Alterungsprozess der Fette. Dabei bricht der Luftsauerstoff die Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren auf und lagert sich an. Bei dieser chemischen Reaktion entsteht Wärme wie bei einer herkömmlichen Verbrennung, nur langsamer. Unter günstigen Voraussetzungen steigert sich die Temperatur langsam, dieser Prozess kann durchaus mehrere Stunden bis hin zu einem halben Tag dauern, bis die Zündtemperatur der Textilien erreicht ist.

Die langsam induzierte Selbstentzündung umfasst mehrere unterscheidbare Reaktionen. Es kommt zu Autoxidationen, die Kettenreaktionen über Radikale (besonders reaktiv!) verlaufende Oxidation organischer Verbindungen beschreiben. Die Reaktion kann schon bei Zimmertemperatur ablaufen. Die Radikalbildung kann jedoch auch durch z.B. Wärme und Licht gefördert werden.

Durch diese Autoxidation kommt es zum Aufbruch der Doppelbindungen in den ungesättigten Fettsäuren (Kohlen-Wasserstoff-Verbindungen), die in den Pflanzenölen gebunden sind. Durch die Anlagerung von Sauerstoff kommt es zur erhöhten Abnahme der Fettsäurekonzentrationen oder gar zum völligen Abbau dieser. Langsam entsteht eine Energieproduktion (Wärmeentwicklung), ohne dass die entstandene Energie wieder an die Umgebung abgeführt werden kann. Durch die umschließenden Stoffe (Textilien) kommt es zur Energieisolation und somit zu einem Wärmestau. Dieser Wärmestau liefert wiederum die notwendige Zündenergie für die  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 10 – 01.12.2010<<>>anschließende Selbsterhitzung. Wird nun die Zündtemperatur des Stoffes erreicht, kommt es anschließend zur Selbstentzündung.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass dieses Phänomen sich ausschließlich auf ungesättigte Fettsäuren bezieht. Mineralöle oder Mineralölprodukte wie Dieselkraftstoff oder andere gesättigte Kohlenwasserstoffe (Paraffinen) sind nicht selbstentzündlich.

Bei der Selbstentzündung von Wäsche steht besonders die Selbstentzündung von Textilien im Vordergrund, die mit Fetten oder Ölen verschmutzt sind. Hauptbestandteil von Speisefetten und -ölen sind Triglyceride. Diese sind Verbindungen, bei denen ein Glycerinmolekül, also ein Alkohol, mit drei Fettsäuren verbunden ist. Diese Fettsäuren unterscheiden sich in der Länge der Kohlenstoffkette und in der Anzahl der Kohlenstoffdoppelbindungen. Dass die Speisefette und -öle unterschiedliche Eigenschaften haben, liegt an der unterschiedlichen Fettsäurezusammensetzung. Bei natürlich vorkommenden Fetten liegen sogenannte isolierte Doppelbindungen vor, die mit Luftsauerstoff erhöht reaktionsfähig sind. Bei künstlichen Fetten handelt es sich um konjugierte Doppelbindungen, die weniger reaktionsfreudig sind. Man unterscheidet bei Ölen und Fetten zwischen gesättigten Fettsäuren und ungesättigten Fettsäuren. Besteht ein Fett aus einer Doppelbindung, so ist es gesättigt, bei mehreren Doppelbindungen spricht man von einer ungesättigten Fettsäure. Gesättigte Verbindungen reagieren nicht so schnell mit anderen Substanzen wie ungesättigte, die sehr viel kontaktfreudiger sind. Zu den ungesättigten Fettsäuren zählen z.B. Leinöl, Fischöle, Olivenöl und Linolsäure. Butter und Kokosfett beispielsweise sind weniger kontaktfreudig und nur schwer reagierende gesättigte Fette.

Bei natürlich vorkommenden Fetten liegen sogenannte isolierte Doppelbindungen vor, die mit Luftsauerstoff erhöht reaktionsfähig sind. Bei künstlichen Fetten handelt es sich um konjugierte Doppelbindungen, die weniger reaktionsfreudig sind. Ob Öle oder Fette zur Selbstentzündung neigen, kann man außerdem anhand der Jodzahl feststellen. Je mehr Jod ein Öl binden kann, desto mehr ungesättigte Verbindungen liegen im Öl vor und desto reaktionsfreudiger ist das Öl. Eine hohe Jodzahl steht also für eine starke Neigung zur Oxidation und somit zur Selbsterwärmung bzw. Selbstentzündung. Vor allem Sojaöl, Holzöl und Leinöl haben eine hohe Jodzahl und sind somit reaktionsfreudig und neigen leichter zur Selbstentzündung. Das Phänomen der Selbstentzündung bei Wäsche und Textilien ist auf die chemische Reaktion von Ölen oder Fetten mit Luftsauerstoff zurückzuführen.

In Gaststätten oder Kantinen werden Textilien wie z.B. Putzlappen und Küchenschürzen oft in großer Menge mit Fetten und Ölen verschmutzt. Diese Fette und Öle enthalten häufig ungesättigte Fettsäuren. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind dabei zwar ernährungsphysiologisch wertvoll, können aber gemäß den Untersuchungen des Verfassers unter ungünstigen Bedingungen einen Brand herbeiführen. Textilien können nach dem Waschen noch Rückstände von ungesättigten Fettsäuren wie z.B. Sonnenblumenöl, Mohnöl, Sesamöl, Getreideöl enthalten. Unter  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 11 – 01.12.2010<<>>bestimmten Voraussetzungen kann es dann zur Selbsterwärmung bis hin zur Selbstentzündung dieser Textilien kommen. Das ist z.B. der Fall, wenn direkt nach dem Trocknen im Trockner die noch warmen Wäschestücke übereinandergestapelt werden, aber auch nach dem Heißmangeln kann das passieren. Eine solche Brandursache sollte bei den Ermittlungen von Bränden in Wäschereien, Hotels, Großküchen, Einkaufszentren und ähnlichen Einrichtungen sowie im häuslichen Bereich immer im Auge behalten und deshalb geprüft werden. Vorgänge bzw. Voraussetzungen dieser chemischen Selbstentzündung sind:

• Aufbruch der Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren

• Anlagerung des Sauerstoffs an die Moleküle

• Abbau und erhöhte Abnahme der Fettsäuren

• langsame Wärmebildung

• Wärmestau durch Isolation

• Erreichen der Zündtemperatur der Textilien

• Zündung

Oft wird die Wäsche morgens gewaschen und nachmittags getrocknet und gestapelt. Somit ist der erhitzte Wäschestapel besonders abends und nachts unbeobachtet, was bei einer Entzündung der Textilien zu einem Großbrand unermesslichen Ausmaßes führen kann.

Die Wäsche kann sich natürlich auch dann entzünden, wenn sie nach dem Trocknen nicht zum Abkühlen aus dem Trockner geholt wird, sondern dort noch warm lagert. Insbesondere in diesem Fall ist die Brandermittlung sehr schwierig, da, vor allem bei Unkenntnis über das Phänomen der textilen Selbstentzündung, schnell ein technischer Defekt des Trockners als Brandursache angesehen wird. In solchen Fällen ist es wichtig, zu wissen, welche Wäsche sich in dem Trockner befand und in welchem Maße und mit welchen Stoffen die Wäsche verschmutzt war. Befand sich z.B. Arbeitskleidung eines Schreiners im Wäschetrockner, so muss ermittelt werden, ob diese eventuell durch die vorhergehende Reinigung nicht vollständig sauber wurde und sich möglicherweise noch Farbe, Lacke oder Ölanhaftungen daran befunden haben könnten. Denn nicht nur reine Öle oder ölhaltige Holzpflegemittel enthalten Leinöl, sondern auch Farben und Lacke sind häufig mit Leinöl oder anderen, ähnlichen Ölen versetzt, was bei der Erwärmung durch den Trockner mit dem Luftsauerstoff reagieren kann und so zum Brand führt.

Wäschereien müssten also geeignete Vorrichtungen haben, auf denen die Wäsche ausgebreitet werden kann und abkühlt. Bei moderneren Trocknern kann direkt eine Nachkühlzeit im Trockenprogramm eingestellt werden. Diese Nachkühlzeit ist enorm wichtig, aber nicht gesetzlich vorgeschrieben. Aufgrund des erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwandes wird die Nachkühlzeit nur selten eingehalten.

Da die Wäschereien in der Regel über die Art der Verschmutzung keine Kenntnis haben, kann nur angeraten werden, stark mit Fetten und Ölen verschmutzte Wäschestücke visuell auf den Verschmutzungsgrad zu  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 12 – 01.12.2010<<>>prüfen. Gegebenenfalls sind nach der Wäsche noch stark verschmutzte Textilien ein zweites Mal zu waschen. Wichtig beim Waschen ist eine ausreichende Dosierung des Waschmittels. Denn erst die Tenside des Waschmittels wirken als Lösungsvermittler zwischen den aufgrund ihrer chemischen Struktur nicht (wasch-)wasserlöslichen fetthaltigen Verschmutzungen und dem Waschwasser. Auch darf die Waschtrommel nicht überladen werden. Sonst ist eine optimale mechanische Behandlung der Wäsche nicht gegeben. Die wirksamste Maßnahme zur Reduzierung der Selbstentzündungsgefahr besteht darin, die Wäsche nach der Wärmezufuhr im Wäschetrockner möglichst vollständig abkühlen zu lassen. Keinesfalls sollten die getrockneten Textilien in noch warmem oder gar heißem Zustand in dichten Packungen gelagert werden.

Eine weitere Brandursache, die im Zusammenhang mit Wäsche steht, ist die Entzündung von Lösemitteln und ähnlichen Gefahrenstoffen. Lösemittel und deren Dämpfe sind leicht entzündlich und bereits eine sehr energiearme Zündquelle reicht aus, damit die Stoffe brennen. Lösemittel, oder auch Lösungsmittel genannt, sind Stoffe (meist Flüssigkeiten), die Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe lösen können, ohne dass dabei eine chemische Reaktion zwischen gelöstem Stoff und lösendem Stoff entsteht. Lösungsmittel werden in verschiedene Gefährdungsgruppen eingeteilt.

Die Kategorie A beinhaltet alle Stoffe, die nicht mit Wasser mischbar sind, die Stoffe der Kategorie B sind mit Wasser mischbar. Die gefährlichsten Lösungsmittel sind die der Gefährdungsgruppe A1. Deren Flammpunkt liegt unterhalb von 21 ˚C. Dazu gehören beispielsweise Benzin, Hexan, Aceton.

Zur Gefährdungsgruppe A2 zählt man alle Lösemittel, deren Flammpunkt zwischen 21 und 55 ˚C liegt, wie beispielsweise Petroleum und Kerosin.

Die Gefährdungsgruppe A3 beinhaltet Lösemittel, deren Flammpunkt über 55 ˚C liegt. Dazu zählen z.B. Heizöl und Diesel. Hier werden normalerweise nur Stoffe aufgezählt, deren Flammpunkt unter 100 ˚C liegt, da von Stoffen mit einem höheren Flammpunkt im normalen Umgang keine besonders erhebliche Gefahr mehr ausgeht.

In Wäschereien geht vor allem von den Lösemitteldämpfen eine große Gefahr aus. Sind Textilien mit den oben genannten oder ähnlichen Lösemitteln verschmutzt, dies ist z.B. bei Wäsche aus Lackierereien oder Kfz-Werkstätten der Fall, so entstehen bei der Lagerung immer Lösemitteldämpfe. Dieser Prozess wird durch das Aufheizen in der Waschmaschine noch gefördert. Wird z.B. mit Benzin verschmutzte Wäsche in die Wäscherei gegeben, so werden die Schmutzreste durch die Hitze während des Wäschevorganges »ausgetrieben«, sie verdunsten also.

Ist in der Waschmaschine keine geeignete Abzugseinrichtung integriert, so sammeln sich die Dämpfe in der Waschtrommel und können erst beim Öffnen der Wäscheklappe entweichen. Die Lösemitteldämpfe bilden in diesem Moment in Verbindung mit Luft ein stark explosionsfähiges  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 13 – 01.12.2010<<>>Gemisch. Liegt dann eine geeignete Zündquelle vor, so kann sich das Luft-Gas-Gemisch explosionsartig entzünden. Bei Benzin reicht schon eine Konzentration von 0,7 Volumenprozent für eine Entzündung aus. Besteht also ein Gas-Luft-Gemisch aus 99,3 % Luft und 0,7 % Benzindämpfen, so ist dieses schon entzündlich.

Als Zündquelle ist hierbei schon ein Abreißfunke oder ein Schaltfunke ausreichend. Wird also die Tür der Wäschetrommel geöffnet und die Waschmaschine im gleichen Moment an einem Schalter ausgeschaltet, so kann dies zur Durchzündung des Luft-Gas-Gemischs führen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Abreißfunken beim Ausschaltvorgang elektrischer Geräte eine höhere Energie besitzen als beim Einschalten.

Diese explosionsartige Entzündung ist vergleichbar mit dem Brandphänomen des Backdraft, auch Rauchgasexplosion oder Rückzündung genannt, bei dem eine explosionsartige Entzündung von Rauchgasen entsteht. Um solche Brandphänomene in Wäschereien zu verhindern, müssen die Waschmaschinen mit geeigneten Absaugvorrichtungen ausgestattet werden oder die Wäsche muss vor dem Waschen lange genug ausgebreitet werden, damit sich die Lösemittelreste verflüchtigen können.

Es ist endlich an der Zeit, diese bekannte, aber häufig unterschätzte Brandursache immer in die Ermittlungen einzubeziehen. Die Selbstentzündung der gewaschenen, getrockneten und gelagerten Textilien bzw. die physikalisch-chemischen Prozesse in gewaschenen Stoffen und bei deren Lagerung sollten als Brandursache nach dem Eliminationsprinzip immer in die Ermittlungen einbezogen und geprüft werden.

Gekennzeichnet ist die ablaufende exotherme Reaktion durch den Abbau der ungesättigten Fettsäuren. Im vorliegenden Schadensfall wurde daher das Fettsäuremuster der Putzlappen vor und nach der Selbsterwärmung bestimmt. Im Reaktionsverlauf werden einige der ungesättigten Verbindungen ganz abgebaut werden.

Bei den Ermittlungen sollten deshalb folgende Umstände immer geklärt werden:

• Erfolgte die Bedienung von Waschmaschine/Trockner/Mangel nur durch (eine) unterwiesene Person/-en?

• Waren Angaben des Herstellers von Waschmaschinen/Trocknern/ Mangeln für das Vermeiden von Textilbränden vorhanden (ggf. Produkthaftungsgesetz!)?

• Wurden Angaben des Herstellers durch das Personal beachtet?

• Wurde die stark mit Öl oder Fett verschmutzte Wäsche separat in einem darauf abgestimmten Waschprogramm gewaschen?

• Wurde ggf. die Füllmenge der Wasch- und Trockengeräte überschritten?

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• Wurde das »Waschergebnis« geprüft und ggf. erneut gewaschen?

• Wurde in der Abkühlphase im »Trocknerprogramm« abgeschaltet?

• Konnte die getrocknete Wäsche vor dem Stapeln oder Verpacken auskühlen?

• Wurde die getrocknete Wäsche im warmen oder heißen Zustand gelagert?

• Hat das Personal ranzige und brenzlige Gerüche bei der Anlieferung der Wäsche wahrgenommen?

• Wurde bei ranzigen und brenzligen Gerüchen die Wäschestücke/-stapel vereinzelt, kritisch geprüft und ggf. eingenässt?

• War die Energiezufuhr zu den entsprechenden Geräten (z.B. Wasch-, Trocken- und Mangelautomaten) unterbrochen?

• Waren die Fenster und Türen geschlossen?

Selbstentzündung von Holz

Einer der wichtigsten Werk- und Baustoffe von alters her und auch heute noch ist das Holz. Es ist relativ preiswert zu gewinnen, leicht zu verarbeiten, weist gute technische Eignungen und physikalische Eigenschaften auf und passt als ein allgemein akzeptiertes, bewährtes Material in die traditionelle Vorstellung von Haus, Hof, Heim und Herd.

Sowohl in der Industrie als im privaten Haushalt sind die Anforderungen an den Werkstoff Holz enorm gestiegen. Sie überschreiten manchmal unmerklich und schleichend die natürlichen Verwendungs- und Beanspruchungsgrenzen des Holzes, sodass es zu rätselhaft anmutenden Brandausbrüchen dort kommt, wo sich an einer äußerlich erkennbaren Sachlage scheinbar nichts verändert hat.

Eine Selbstentzündung entsteht infolge einer Wärmedauerbelastung im Zusammenhang mit einer guten Wärmeisolierung. Dabei liegt die Temperatur des strahlenden Mediums weit unterhalb des Flammpunktes des betreffenden Materials. Derartige Ereignisse treten nicht nur bei Holz auf, sondern darüber hinaus bei sämtlichen holzhaltigen und holzartigen Stoffen, wie z.B. Spanplatten, Hart- und Weichfaserplatten.

Holzselbstentzündungen treten immer wieder in Saunaanlagen und in Einzelheizungsanlagen auf. Einige Fälle sind bekannt, bei denen sich z.B. die Fußböden in Baubuden unter ölbeheizten Werkstattöfen entzündeten. Auf Binnenschiffen brannten die Täfelungen von Kabinen, weil Abgasrohre dahinter verlegt waren. Diese waren zwar mustergültig isoliert, dennoch trat der Wärmestau im Deckenbereich mangels Abzugsmöglichkeiten auf. Das Gleiche gilt für Gebäude mit Holzbalkendecken, unter denen Rauchgaszüge verlegt wurden. Bekannt sind auch Brände, die durch auf Holz  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 15 – 01.12.2010<<>>befestigte Leuchtstoffröhrenleuchten bzw. deren Drosselspulen ausgelöst wurden.

Abb. 5: Brandspuren an der Decke unmittelbar über dem Brandausbruchsbereich

Anders als früher können anhand dieser Spuren des Abbrandes des Holzes, nicht mehr ohne Weiteres Rückschlüsse auf die im Brand vorherrschenden Temperaturen und die Dauer des Brandes und somit auf die Brandausbruchszeit gezogen werden.

Man vertrat ursprünglich die Theorie, dass infolge der Wärmeeinwirkung die Bildung sogenannter pyrophorer Röstkohle hervorgerufen würde, d.h., man nahm an, dass das Holz unter gleichzeitiger langsamer Ausgasung in eine besondere, oberflächenreiche Holzkohle überführt würde, die sich dann bei Berührung mit dem Luftsauerstoff, analog pyrophorem Eisen, spontan entzündete. Eine Reihe von Brandfällen, bei denen der Brandausbruch relativ kurze Zeit nach Inbetriebnahme eines Wärmestrahlmediums bei vergleichsweise niedriger Temperatur erfolgte, sich also keine »Röstkohle« gebildet haben konnte, führte zu umfangreichen Untersuchungen der Vorgänge und bedingte eine grundlegende Revidierung der bisherigen Theorie.

In Holz und holzartigen Stoffen wird bei Wärmedauerbelastung von über 80 ºC ein Zersetzungsprozess hervorgerufen, der unter Abspaltung gasförmiger Nebenprodukte zur Bildung eines mehr oder weniger holzkohleartigen (je nach Temperatur und Zeit) Produktes führt. Dieser Prozess ist exothermer Natur, d.h., es wird Wärme frei. Er wird ferner durch steigende Temperaturen exponential beschleunigt. Der Brandausbruch findet also nicht in der Bildung von »Röstkohle« seine Erklärung, sondern in einem durch die zusätzliche Isolierung in Verbindung mit einem  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 16 – 01.12.2010<<>>Wärmestau hervorgerufenen Temperaturanstieg im Objekt, der durch den Zersetzungsprozess bedingt ist. Ist also keine Isolierung vorhanden oder kann die Wärme ungehindert beispielsweise durch Deckenöffnungen abgeführt werden, so ist der Entzündung jede Grundlage genommen. Erst das Vorhandensein einer Isolierung, egal ob fest oder gasförmig, und ein gleichzeitiger Wärmestau führen zum langsamen Aufheizen des Materials bis in den Bereich seines Selbstzündpunktes, der seinerseits unter Umständen eine geringfügige Absenkung erfahren kann.

Dabei ist es jedoch keinesfalls erforderlich, dass dieses Ereignis in einem Arbeitsgang erzielt wird. Vielmehr wird dieser Effekt durch eine Vielzahl von Einzelaufheizungen wesentlich eher erreicht als in einer durchgehenden Heizphase. Als Erklärung für diese Tatsache mag der Vergleich mit einem Pkw dienen, der im Maximum seiner Beschleunigung von seiner Startposition ausgehend an einem bestimmten Punkt voll gebremst wird. In einem entsprechenden Sicherheitsabstand von diesem Punkt befindet sich ein zusätzliches Hindernis. Er wird zunächst über den Punkt hinausfahren, aber noch mit deutlichem Abstand zum Hindernis zum Stehen kommen. Mit zunehmender Anzahl gleichartiger Versuche wird er durch Verschleiß der Bremsen, Bereifung usw. jedes Mal ein Stück weiter fahren, bis er auf das Hindernis trifft. In diesem Vergleich stellt der Pkw die Gesamttemperatur dar, der Start die Ausgangstemperatur und der Bremspunkt die Endtemperatur der Wärmestrahlung, die Beschleunigung des Wagens ist die Aufheizgeschwindigkeit und das Hindernis der Selbstzündpunkt des Materials.

Wird Holz in normaler Atmosphäre bei Luftmangel oder Luftabschluss erhitzt, so kommt es zum Ablauf chemischer Prozesse, die durch das Ineinandergreifen von verschiedenen Reaktionen ausgeprägt sind. Dieser chemische Prozess wird auch als trockene Destillation von Holz (Pyrolyse) bezeichnet. Man kann dieses als eine Art Vorstufe des Schwelens bezeichnen.

Die thermische Zersetzung von Holz ist mit der Abspaltung flüchtiger Substanzen verbunden. Im Wesentlichen besteht Holz aus etwa 50 % Kohlenstoff, 45 % Sauerstoff, 5 % Wasserstoff und geringen Mengen von Spurenelementen. Voraussetzung für die Zündung von Holz ist eine thermische Aufbereitung, bei der in der ersten Phase Wasserdampf und Harze und mit fortlaufender Erwärmung auch andere flüchtige Stoffe in Form von sogenannten Holzgasen entweichen. Bei dem Entweichen der flüchtigen Stoffe durch die zunehmende Erwärmung des Holzes kommt es nach und nach zu einer Entstehung einer dünnen Holzkohleschicht. Diese erklärt auch die immer dunkler werdende Verfärbung des Holzes.

Diese sich langsam bildende Kohle nennt man auch pyrophore Kohle. Als pyrophor (griech., von pyr = Feuer, und phorein = tragen, also feuertragend) werden Stoffe bezeichnet, die bereits bei gewöhnlichen Temperaturen und beim bloßen Kontakt mit Sauerstoff heftig reagieren und ohne Energiezufuhr selbsterhitzungsfähig sind. Bei dieser Reaktion, die auch Oxidation genannt wird, entsteht Reaktionswärme. Die Poren der Kohle sind wie bei einem Schwamm untereinander verbunden. Die  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 17 – 01.12.2010<<>>innere Oberfläche beträgt zwischen 500 und 2.000 m²/g Kohle. Die innere Oberfläche von 2 g Aktivkohle entspricht ungefähr der Fläche eines Fußballfeldes. Durch diese drastische Vergrößerung der inneren Oberfläche kommt es auch zu einer erhöhten Erwärmung.

Bei dem Austreten und Entweichen der flüchtigen Stoffe unter Erwärmung verliert das Holz natürlich an Gewicht. Der Gewichtsverlust des Holzes kann daher als Maß für den Fortgang der Zersetzung angesehen werden. Der thermische Abbau und die damit einhergehende Farbveränderung des Holzes verlaufen bei niedrigeren Temperaturen sehr langsam. Hierbei spielt die Zeit (Dauerbelastung) eine große Rolle. Damit vergrößert sich die innere Oberfläche. Nach der Austrocknung des Holzes beginnt ab 105º C die Adsorption (Anlagerung) von Sauerstoff. Beachte dazu auch die Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel (RGT-Regel) oder auch die nach ihrem Erfinder genannte Van't-Hoff'sche-Regel.

Diese Regel besagt, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt, wenn die Temperatur um 10 Kelvin (∼10 ºC) erhöht wird. Bezieht man dies auf mein Referatsthema (z.B. Sauna), so sieht man, dass dort schon eine Grundtemperatur zwischen 90 und 100 ºC vorherrscht.

Zu dem Verhalten der Selbstentzündung neigen vor allem Stoffe wie Braunkohle, pyrophore Kohle, Heu, ungesättigte Öle (Leinöl), Harze etc. Entscheidend ist hierbei auch wiederum die Größe der Reaktionsoberfläche für den Luftsauerstoff.

Faustregel: Je niedriger die Temperatur ist, bei der die Zersetzung des Holzes erfolgt, umso niedriger liegt auch der Zündpunkt.

Verzinkte Schrauben werden in Saunaräumen sehr schnell angegriffen, wenn sie in Kontakt mit Wasser kommen. Die dabei entstehenden Eisensalze sind chemisch reaktiv und können Holz erheblich schädigen. Alkalische Reinigungsmittel können die Korrosion noch zusätzlich beschleunigen. Zunächst sind nur dunkle Verfärbungen um die Schrauben herum erkennbar, in Extremfällen kann es aber zu einer regelrechten Verkohlung des Holzes kommen. Besonders betroffen sind die unteren Sitzbänke, auf die beim Reinigen des Bodens Wasser spritzt. Schrauben in feuchtebelasteten Bereichen sollten daher immer aus Edelstahl gefertigt sein. Typisch ist das Auftreten von Holzselbstentzündungen in Saunaanlagen, auch in Einzelheizungsanlagen, bei denen die Radiatoren, meistens Elektrospeicheröfen oder Gasaußenwandöfen, in verkleideten Fensternischen eingebaut sind. Mindestens zwei Bauernhöfe brannten ab, weil Heizungsrohre (Vorlauftemperatur 80 ºC) durch Doppeldecken geführt wurden und der Zwischenraum der Decken mit Kaff und Häcksel ausgefüllt worden war.

Auch typisch für das Auftreten einer Holzselbstentzündung als Folge einer Wärmedauerbelastung ist eine weitgehende Verzunderung, verbunden mit einer mehr oder weniger starken Braunfärbung des Materials.

Dabei erstrecken sich diese Merkmale wesentlich tiefer ins Innere hinein, als es bei einem normalen Brand als Folge zu beobachten ist, da das Holz jeweils nur von oben abbrennt und demzufolge dann lediglich nur eine geringe Verkohlungs- und Ausgasungszone vorhanden ist. (Nach dem Brand in einem Saunabetrieb konnten die 15 cm dicken Halbstämme der Wandverkleidung aus nordischer Kiefer mit einem Messer leicht, durchtrennt werden.) Bei mikroskopischer Untersuchung zeigen sich die Holzfasern im Gegensatz zu einwandfreiem Holz deutlich voneinander getrennt und nur mit losem Verbund zueinander. Voraussetzung ist natürlich nach Lokalisierung des Brandausbruchsbereichs immer, dass der Brand zu einem frühen Zeitpunkt entdeckt und abgelöscht wurde, da mit zunehmender Branddauer und Intensität auch normales Holz derartige Merkmale aufzuweisen vermag, insbesondere dann, wenn es sich um dünnschalige Bretter oder Ähnliches handelt. Das gesteigerte Entzündungsrisiko von Saunahölzern kann durch mehrere Anzeichen erkannt werden. Zunächst ist die Farbe des Holzes ein gutes Indiz dafür. Je dunkler das Holz geworden ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass hier eine kritische Marke der Zündfähigkeit vorliegt.

Abb. 6: Durchführung Tape-Test und die Bewertungsskala für den Tape-Test

Aus Studien zur Überprüfung von Holz der Innenverkleidung bei 20 Saunakabinen mit dem Cone-Calorimeter wurde abgeleitet, dass Holz im ofennahen Bereich von Saunen nach spätestens 15.000 Betriebsstunden überprüft werden sollte, Hölzer im ofenfernen Bereich nach spätestens  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 19 – 01.12.2010<<>>25.000 Betriebsstunden. Wenn die Farbe alleine noch keinen Aufschluss gibt, wurde in dem Projekt ein einfaches Prüfverfahren, der sogenannte Tape-Test, entwickelt. Da sich durch die Temperaturbelastung auch die Festigkeit der Holzoberfläche verringert, kann anhand der Art und der Menge von Holzfasern, die an einem Klebeband haften bleiben, der Zustand des Holzes vor Ort beurteilt werden.

Um das Brandrisiko mit dem Tape-Test am besten abschätzen zu können, müssen Proben aus dem am stärksten belasteten Bereich möglichst in Ofennähe entnommen werden. Dabei sollten auf jeden Fall auch eventuelle Abdeckungen des Holzes entfernt werden, da auch dort starke thermische Belastungen vorliegen können.

Für den Tape-Test wird ein Klebeband auf die Holzoberfläche mit einem Radiergummi aufgerieben und anschließend abgezogen. Die Menge und die Art der an der Klebefläche haftenden Holzfasern werden dann anhand von Vergleichsmustern in die Stufen 0 bis 4 eingeordnet. Nur wenn die Hölzer im Tape-Test als 3 oder 4 eingestuft werden, ist eine Prüfung des Holzes notwendig.

Staubexplosionen

Die Gefahr einer Staubexplosion besteht überall, wo sich brennbare Stäube bilden oder ansammeln. Als brennbare Stäube bezeichnet man alle Stäube, Fasern oder Schwebstoffe, die unter atmosphärischen Bedingungen in der Luft brennen können und zudem bei normalen Temperaturen mit der Luft explosionsfähige Gemische bilden können. Aufgrund der Tatsache, dass fast 80 % der Stäube, die in Industrieunternehmen anfallen, brennbar sind, ist es naheliegend, dass besonders in Unternehmen wie Mühlen, Sägewerken oder Recyclinganlagen eine potenzielle Staubexplosionsgefahr besteht. Staub ist in erster Linie also nichts anderes als ein Feststoff, der in fein verteilter Form vorliegt. Diese kleinen Feststoffpartikel können sich nach einer Aufwirbelung aufgrund ihres geringen Eigengewichts eine längere Zeit in der Luft halten und dadurch eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Liegt nun ein explosionsfähiges Staub-Luft-Gemisch vor und liefert eine Zündquelle zur gleichen Zeit die ausreichende Mindestzündenergie, so kommt es zur Explosion. Zündquellen sind zudem in Recyclinganlagen im Überfluss vorhanden. So können heiße Oberflächen, Funken, Lichtbögen oder glühende Teile, aber auch elektrostatische Entladungen die für eine Zündung ausreichende Energie liefern. Eine potenzielle Staubexplosionsgefahr besteht bei Staubansammlungen mit Partikelgrößen von kleiner 500 um. Die Intensität einer Staubexplosion, also der Explosionsdruck, steigt zudem mit abnehmender Partikelgröße.

Dies führt zu der Problematik, dass bei der Brandermittlung die Möglichkeit einer Staubexplosion nicht selten vernachlässigt wird, mit der Folge einer Fehldeutung der Brand- bzw. Explosionsursache. Demzufolge ist es bei der Brandermittlung von großer Bedeutung, eine Staubexplosion in die nähere Betrachtung zu ziehen, um im Rahmen der Brandortarbeit wichtige Beweise zu sichern und zu dokumentieren, die für oder gegen  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 20 – 01.12.2010<<>>eine Staubexplosion sprechen. Hierbei finden sich bei gezielter Untersuchung des Brandortes viele Hinweise und Spuren, wie Gerätekennzeichnungen oder Beschilderungen, die den Verdacht einer möglicher Staubexplosion manifestieren und zudem den vom Unternehmen gelebter Staubexplosionsschutz widerspiegeln. Der Brandermittler sollte bei seiner Ermittlungsarbeit unter anderem sein Augenmerk auf die Ausweisung der explosionsgefährdeten Bereiche, der sich darin befindlichen elektrischer Geräte, das Vorhandensein von Explosionsschutzdokumenten sowie die Umsetzung von organisatorischen Explosionsschutzmaßnahmen richten. Ansonsten kann diesbezüglich ein Verstoß gegen gesetzliche Vorgaben oder Brandverhütungsvorschriften nicht ausgeschlossen werden.

Die Vielfalt der Produkte und Stoffen, die bei technischen Recyclingprozessen verarbeitet und zurückgewonnen werden, sind in ihrer Gefährlichkeit nicht zu unterschätzen. Gerade Kunststoffe, Metalle oder: Papier sind Bestandteile vieler Verpackungen und sind daher auch in Recyclinganlagen im Überfluss vorhanden. So kann es bei Bränden durch das Vorhandensein verschiedener Kunststoffe zur Freisetzung vor mehreren Tausend zum Teil hochtoxischen Substanzen kommen, die mit einer erheblichen Volumenausdehnung einhergehen und für die sich in diesem Bereich befindlichen Menschen in kürzester Zeit zur tödlicher Falle werden. Durch den Recyclingprozess und die damit verbundene Trennung von Materialien sowie die zur Weiterverarbeitung notwendige Zerkleinerung und Beförderung einzelner Stoffe kommt es aber auch zu einem Staubabrieb. Dieser dadurch entstehende meist brennbare Staut setzt sich in verschiedenen Bereichen ab, wobei es abhängig von der vorliegenden Luftströmung zu unterschiedlichen Staubschichtdicken kommt Durch eine Aufwirbelungen des abgelagerten Staubs und das Vorlieger einer Zündquelle kann es folglich zu einer Explosion kommen, die sich einerseits in einem geringen Maße auszuwirken vermag, aber andererseits auch verheerenden Schaden anrichten kann. Daher sind die Betreibe solcher Recyclinganlagen angehalten, diese Gefahren auf ein geringe; Restrisiko zu minimieren und die gesetzlichen Bestimmungen einzuhalten Weiterhin ist es von großer Bedeutung, dass der Brandermittler bei der Untersuchung der Brand- bzw. Explosionsursache systematisch vorgeht um wichtige Spuren und Hinweise nicht zu übersehen. Daher darf er nie das Auge für das »Drumherum« verlieren. Denn die von dem Brand bzw. der Explosion unbetroffenen Bereiche des Recyclingunternehmen! geben oft ein deutliches Bild darüber, inwieweit der Brand- und Explosionsschutz in einem Unternehmen gelebt wird. Dicke Staubschichten verstellte Rettungswege, unsachgemäße Lagerung von Gefahrstoffen oder das Nichteinhalten von Rauchverboten lassen sich sehr leicht auf die gesamte Unternehmensphilosophie übertragen und somit auch auf der brand- bzw. explosionsbetroffenen Bereich.

Im Rahmen der Ermittlungsarbeit müssen Proben von Stäuben asserviert werden, die sich im Explosionsbereich bzw. in dem Brandausbruchbereich befinden oder sich zum Zeitpunkt des Schadeneintritts befunden haben Anhand dieser Proben gilt es in erster Linie, festzustellen, ob es sich um brennbare Stäube handelt oder nicht. Beim Vorliegen von brennbarer Stäuben spielt neben der Glimmtemperatur, der Zündtemperatur und  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 21 – 01.12.2010<<>>der Leitfähigkeit auch die Körnung, also die Staubpartikelgröße, eine wichtige Rolle. Handelt es sich um eine sehr grobe Körnung, so sinkt das Staubexplosionspotenzial, wogegen eine sehr feine Körnung eine erhöhte Explosionsintensität vermuten lässt. Um diese Faktoren zu ermitteln, ist es unbedingt notwendig, Laborversuche durchzuführen, um Aufschluss über das Verhalten des vorliegenden Staubs zu bekommen.

Kann im Rahmen des Eliminationsverfahrens die Möglichkeit einer Staubexplosion nicht ausgeschlossen werden, ist es wichtig, viele Informationen über die vom Recyclingunternehmen umgesetzten Explosionsschutzmaßnahmen zu sammeln. Genau diese Informationen müssen mit großer Sorgfalt gesucht, gesichert oder dokumentiert werden. Hierbei geben Gerätekennzeichnungen, die trotz erheblicher Zerstörung noch erkennbar sind, wichtige Auskünfte über ihren zulässigen Einsatzbereich. So dürfen nach der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) in explosionsgefährdeten Bereichen nur explosionsgeschützte Geräte, Komponenten und Systeme eingesetzt werden. Bei der BetrSichV handelt es sich um die Umsetzung der EU-Richtlinie 1999/92/EG (ATEX 137) in deutsches Recht. Die Kennzeichnung dieser Geräte richtet sich nach den Vorgaben der EU-Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) und gibt unter anderem Aufschluss über die Gerätekategorie und die maximale Oberflächentemperatur. Eine Umsetzung dieser EU-Richtlinie in deutsches Recht erfolgte durch die 11. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (Explosionsschutzverordnung, 11. GPSGV).

Findet der Brandermittler bei der Brandortuntersuchung eine solche Kennzeichnung, kann festgestellt werden, ob dieses Gerät im Rahmen der BetrSichV bzw. der ATEX 137 in der richtigen Zone eingesetzt wurde. Dies resultiert aus der Tatsache, dass der Betreiber einer Anlage, in der die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht zu verhindern ist, verpflichtet ist, eine Zoneneinteilung vorzunehmen. Bezüglich dieser Zonen erfolgt die Zuordnung der dafür zugelassenen Geräte anhand der Gerätekategorien, die wie folgt aufgeführt sind.

Zone 20 ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist – Gerätekategorie 1.

Zone 21 ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub bilden kann – Gerätekategorie 1 und 2.

Zone 22 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt – Gerätekategorie 1, 2 und Gerätekategorie 3 (nur bei nichtleitenden Stäuben).

Die Einteilung der Zonen muss in dem von der BetrSichV geforderten und vom Betreiber explosionsgefährdeter Anlagen zu erstellenden Explosionsschutzdokument aufgeführt sein. Dieses Dokument dient als Nachweis, dass die Explosionsrisiken ermittelt und einer Bewertung unterzogen worden sind und angemessene Vorkehrungen getroffen wurden, um die Ziele des Explosionsschutzes zu erreichen.

Aus dem Explosionsschutzdokument muss hervorgehen, dass die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzten Geräte sicher verwendet werden können. Es sollte aber bedacht werden, dass sich bei falsch eingesetzten Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen der Verdacht einer Fehlhandlung des Betreibers der Recyclinganlage fälschlicherweise verhärten könnte. Um dies zu verhindern, gilt es, zu überprüfen, ob diese Geräte aufgrund einer fehlerhaften Beratung durch den Gerätehersteller oder Gerätevertrieb in falschem Maße zum Einsatz gekommen sind. In Anbetracht dessen muss der Brandermittler die Beschlagnahmung eines solchen Explosionsschutzdokuments veranlassen, damit diesbezüglich eine genauere Untersuchung erfolgen kann.

Sind an der Brandstelle noch sogenannte Warn- und Verbotsschilder auffindbar, müssen diese fotografisch dokumentiert werden. Eine solche Fotodokumentation wird nicht selten vernachlässigt oder sogar komplett vergessen. Doch genau diese Beschilderungen zeigen doch, inwieweit der Explosionsschutz in dem Recyclingunternehmen gelebt und umgesetzt wurde. Die BetrSichV schreibt vor, dass alle Zugänge eines explosionsgefährdeten Bereichs mit einem Warnzeichen zu kennzeichnen sind. Auch sind jegliche Zündquellen wie z.B. das Rauchen und der Zutritt Unbefugter zu verbieten. Der Hinweis auf solche Verbote mit einhergehender Beschilderung beweist die weitgehende Umsetzung von organisatorischen Explosionsschutzmaßnahmen. Es ist daher von großer Bedeutung, das Vorhandensein solcher Beschilderungen im Rahmen der Brand- bzw. Explosionsursachenermittlung zu dokumentieren.

Das Interesse der Betreiber von z.B. Mühlen, Sägewerken oder Recyclinganlagen an der Aufklärung der Brand- bzw. Explosionsursache nach einem Schadenfall ist nicht unbegründet. Durch diese dadurch neu gewonnenen Informationen können weitere Gefahren innerhalb der Recyclinganlage erkannt und durch geeignete Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen abgewendet werden. Kommt es nämlich zu einem größeren Schadenfall, eventuell sogar mit Personenschaden, so stellt sich bei der Versicherung die Frage, ob die vom Unternehmen umgesetzten Explosionsschutzmaßnahmen überhaupt ausreichend waren und ob demzufolge eine Schadensregulierung angestrebt werden kann.

Durch die erhebliche Staubexplosionsgefahr speziell in Recyclinganlage sind die Betreiber aufgefordert, geeignete Explosionsschutzmaßnahmen zu treffen, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen. Somit trägt die Arbeit der Brandermittler einen erheblichen Teil dazu bei, dass eine geschlossene Kausalitätskette gebildet werden kann, die zum einen die Rückschlüsse auf die Explosionsursache erlauben, aber auch ungenügende Explosionsschutzmaßnahmen aufdecken. Dies setzt natürlich eine gründliche Brand- und  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 23 – 01.12.2010<<>>Explosionsermittlungsarbeit voraus, bei der gerade in Recyclinganlagen das Staubexplosionspotenzial nicht vernachlässigt werden darf. Somit gilt es, auch neben all den anderen möglichen Brand- bzw. Explosionsursachen die richtigen Spuren und Hinweise einer Staubexplosion zu erkennen und zu sichern, um mit Hilfe des Eliminationsverfahrens die Explosionsursache zu fixieren. Eine fehlerhafte Ermittlungsarbeit, die zu einer falschen Brand- bzw. Explosionsursache führt, trägt leider nicht dazu bei, dass der Betreiber einer entsprechenden Anlage eine Verbesserung des Brand- und Explosionsschutzes seines Unternehmens erzielen kann.

Brandermittlungen »elektrische Brände«

Die Elektrizität ist heute durch die umfassende Technisierung der Umwelt in faktisch allen Bereichen unseres Lebens vorhanden und als Brandursache ist diese schon grundsätzlich nicht auszuschließen. Nach Angaben der Versicherer entsteht derzeit fast jeder vierte Brand in Privathaushalten durch elektrische Haushaltsgeräte.

Besondere Gefahren gehen dabei von Heizgeräten, Heizkissen, Heizdecken, Bügeleisen und Kühlschränken aus. Der Stand-by-Modus bei TV-Geräten, Computern oder Hifi-Anlagen erhöht zusätzlich die Brandgefahr. Überlastung von Steckdosen durch Mehrfachstecker sowie schadhafte elektrische Leitungen, falsche Verwendung und Überhitzung von Elektrogeräten stellen ebenfalls eine Gefahr dar. Der kriminalpolizeiliche Brandermittler steht stets vor der Frage, ob es sich um einen Brand als Folge fehlerhafter elektrischer Geräte bzw. Anlagen oder eines unsachgemäßen Umgangs mit elektrischen Geräten handelt. Aus diesem Grund steht oft sehr schnell fest: »Brandursache: Fehler in der elektrischen Anlage«. Leider hat diese Schnelldiagnose oft zur Folge, dass die wirkliche Brandursache nicht mehr ermittelt wird.

Die häufigsten Ursachen eines Brandes innerhalb elektrischer Anlagen im Niederspannungsbereich (bis 1.000 V) sind Lichtbögen und/oder Kontaktfehler. Leider werden bei Bränden unter Beteiligung elektrischen Stroms nicht immer die konkreten elektrotechnischen Zusammenhänge als solche von den Beamten am Ereignisort erkannt. Immer wieder kommt es vor, dass direkte und indirekte Zündquellen durch Strom übersehen oder nicht erkannt werden. Auch fehlen oft Grundkenntnisse über die Elektrizität, um bestimmte Erscheinungen richtig deuten zu können. Hinzu kommt, dass die Spurenlage bei Bränden in Zusammenhang mit elektrischem Strom nicht immer eindeutig ist.

Bei den unterschiedlichen technischen Fragestellungen sind immer häufiger elektrotechnisches Fachwissen und Erfahrung gefragt. Typische Fragestellungen sind: Welches Gerät, welches elektrische Bauteil oder Kabel, Stecker, Verbindung, Schraube, Anschluss war die Ursache für den Brand bzw. Explosion und warum genau? Wie war der Ablauf des Geschehens? Hatte ein Gerät Konstruktionsfehler? Sind die elektrischen Installationen auszuschließen? Ist der Brand direkt auf elektrischen Strom als Zündquelle  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 24 – 01.12.2010<<>>zurückzuführen? Wie lief die Brandentstehung ab und sind dazu noch beweisende Spuren vorhanden?

Eine der Eigenschaften des elektrischen Stromes ist die Wärmeerzeugung. Diese ist entweder gewollt (Nutzwärme) oder sie entsteht ungewollt (Verlustwärme). Bei einigen Elektrobränden ist nicht ein technischer Fehler an einem betriebenen Elektrogerät selbst brandursächlich, sondern ein Brand tritt hier deshalb auf, weil die Elektroenergie durch den Benutzer falsch und unsachgemäß gehandhabt wird. Durch die von den Geräten erzeugte (Nutz-)Wärme entstehen infolge falscher Handlungsweisen und/ oder durch Nichtbeachten von Sicherheitsregeln Brände. Elektrische Fehler oder Defekte liegen an diesen Geräten nicht vor. Brände, die die Folge dieser Eigenschaft des elektrischen Stromes sind, werden als »unechte« Elektrobrände bezeichnet.

Die Ursachenmöglichkeiten durch dynamische Elektrizität bei sogenannten echten Elektrobränden sind vielfältig. Verschiedene Umstände können zur Auslösung eines Brandes führen – unter anderem Fehlerstrom, Wackelkontakt, Kabelbrand durch Querschnittsverringerung, Klemmstellen- und Lichtbogenkurzschluss insbesondere im Anschlussbereich der Spritzmaschinen. Hinsichtlich der Problematik »Isolationsfehler« gilt eine elektrische Anlage als fehlerbehaftet, wenn die nach Norm vorgeschriebenen Mindestwerte für den Isolationswiderstand unterschritten werden. Für die Betrachtung des Brandes kommt ein Störlichtbogen als Brandursache in Frage.

Aufgrund der erheblichen Bedeutung, die derartige Ermittlungen haben, werden an jeden Polizeibeamten im »Ersten Angriff« und insbesondere an die sachbearbeitenden Kriminalbeamten sehr hohe Anforderungen gestellt. Für die Einschätzung, ob in einem konkreten zu begutachtenden Fall die Voraussetzungen für eine entsprechende Zündquelle des elektrischen Stromes erfüllt waren, sind die Beschreibung des Stromweges und die Abschätzung der Stromstärke sowie ggf. der Einwirkdauer notwendige Voraussetzungen und müssen folglich so weit wie möglich nachvollzogen werden.

Der Physiker Georg Simon Ohm hat den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand festgestellt und nachgewiesen. Nach ihm wurde das Ohmsche Gesetz benannt. Im Prinzip entdeckte er den Zusammenhang zwischen der Stromstärke I und der Spannung U. Erstmals wurde es möglich, die damals kaum erforschte Elektrizitätslehre mathematisch zu behandeln. Mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes lassen sich die drei Grundgrößen eines Stromkreises berechnen, wenn mindestens zwei davon bekannt sind.

Die drei Grundgrößen sind Spannung, Strom und der Widerstand. Dieses Ohmsche Gesetz kennt drei Formeln zur Berechnung von Strom, Widerstand und Spannung. Voraussetzung ist, dass jeweils zwei der Grundgrößen bekannt sind. Liegt an einem Widerstand R die Spannung U, so fließt durch den Widerstand R ein Strom I. Fließt durch einen Widerstand R ein Strom I, so liegt an ihm eine Spannung U an. Soll durch einen  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 25 – 01.12.2010<<>>Widerstand R der Strom I fließen, so muss die Spannung U berechnet werden. Das sogenannte magische Dreieck kann als Hilfestellung verwendet werden, um die verschiedenen Formeln des Ohmschen Gesetzes zu ermitteln. Der Wert, der berechnet werden soll, wird herausgestrichen. Mit den beiden übrigen Werten wird das Ergebnis ausgerechnet.

Damit man sich die Reihenfolge der Werte merken kann, prägt man sich das Wort »URI« (Schweizer Kanton) ein.

Die in elektrischen Anlage und Netzen durch den Stromfluss entstehende Verlustwärme ist bei bestimmungsgemäßem Betrieb unproblematisch. Die elektrische Spannung U gibt den Unterschied der Ladungen zwischen zwei Polen an. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole mit unterschiedlichen Ladungen. Auf der einen Seite ist der Pluspol mit einem Mangel an Elektronen. Auf der anderen Seite ist der Minuspol mit einem Überschuss an Elektronen. Diesen Unterschied der Elektronenmenge nennt man elektrische Spannung. Entsteht eine Verbindung zwischen den Polen, kommt es zu einer Entladung. Bei diesem Vorgang fließt ein elektrischer Strom.

Der elektrische Strom I oder elektrische Stromstärke wird kurz Strom genannt. Damit ist die Übertragung elektrischer Energie gemeint. Der elektrische Strom ist die gezielte und gerichtete Bewegung freier Ladungsträger. Die Ladungsträger können Elektronen oder Ionen sein. Der elektrische Strom kann nur fließen, wenn zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Ladungen genügend freie und bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. Zum Beispiel in einem leitfähigen Material (Metall, Flüssigkeit etc.). Der Stromfluss wird gerne mit fließendem Wasser in einem Rohr verglichen. Je mehr Wasser im Rohr ist, desto mehr Wasser kommt am Ende des Rohres an. Genauso ist es auch beim elektrischen Strom. Je mehr freie Elektronen vorhanden sind, desto größer ist die elektrische Stromstärke durch den Leiter. Die Stromrichtung wird in Schaltungen mit einem Pfeil angezeigt. Aufgrund unterschiedlicher wissenschaftlicher Annahmen und Erkenntnisse sind zwei Stromrichtungen definiert.

Bevor man die Vorgänge in Atomen und den Zusammenhang der Elektronen kannte, nahm man an, dass in Metallen positive Ladungsträger für den Stromfluss verantwortlich waren. Demnach sollte der Strom vom positiven zum negativen Pol fließen. Die Verwendung eines Messgeräts zur Strommessung lässt auch diesen Schluss zu. Obwohl die damalige Annahme widerlegt wurde, hat man die ursprüngliche »historische« Stromrichtung (technische Stromrichtung) beibehalten. In einem geschlossenen Stromkreis werden freie Ladungsträger (Elektronen) vom negativen Pol abgestoßen und vom positiven Pol angezogen. Dadurch entsteht ein Elektronenstrom vom negativen Pol zum positiven Pol. Diese Stromrichtung ist die Elektronenstromrichtung (physikalische Stromrichtung).

Fließt elektrischer Strom über unvorhergesehene Wege, können sich lokale Wärmequellen innerhalb eines elektrischen Netzes bilden. Die Höhe ihrer abgegebenen Leistung an die Umgebung und ihre Einwirkungsdauer bestimmen das Erwärmungsverhalten eines sich unmittelbar in der Nähe  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 26 – 01.12.2010<<>>befindlichen brennbaren Materials, bei dem es sich im Allgemeinen um einen Kunststoff handelt. Wird einer verschmutzten und daher an der Oberfläche leitenden Isolation zwischen zwei Elektroden eine ausreichende Leistungsdichte zugeführt, entstehen Erwärmungsvorgänge, die sich in der Fremdschicht als Kriechstromwärme, Gasentladungen oder exotherme Reaktionen auswirken können.

Eine Spannungsquelle unterscheidet sich nach Wechselspannung/Wechselstrom und Gleichspannung/Gleichstrom. Wenn von einer Energiequelle gesprochen wird, dann spielt es keine Rolle, ob es sich um eine Gleichspannungsquelle oder Gleichstromquelle handelt. Es ist dasselbe gemeint: Es liegt eine Gleichspannung an und es fließt ein Gleichstrom. Bei Wechselspannung und Wechselstrom ist es genauso. Es liegt eine Wechselspannung an und es fließt ein Wechselstrom.

Die Bewegung freier Ladungsträger im Inneren eines Leiters hat zur Folge, dass die freien Ladungsträger gegen Atome stoßen und in ihrem Fluss gestört werden. Diesen Effekt nennt man einen Widerstand R! Durch diesen Effekt hat der Widerstand die Eigenschaft, den Strom in einer Schaltung zu begrenzen. Der elektrische Widerstand wird auch als »Ohm'scher Widerstand« bezeichnet. In der Elektronik spielen Widerstände eine sehr große Rolle. Neben den klassischen Widerständen hat jedes andere Bauteil einen Widerstandswert, der Einfluss auf Spannungen und Ströme in Schaltungen nimmt.

Ein Verbraucher mit einem kleinen Widerstand leitet den Strom gut und hat deshalb einen großen Leitwert. Ein Verbraucher mit einem großen Widerstand leitet den Strom schlecht und hat deshalb einen kleinen Leitwert. Je größer der Widerstand R, desto kleiner der Leitwert G. Je höher der Leitwert G, desto größer die Stromstärke I. Eine Parallelschaltung von Widerständen ist dann gegeben, wenn der Strom sich an den Widerständen aufteilt und an allen Widerständen die gleiche Spannung anliegt. An Punkt A teilt sich der Strom auf und an Punkt B fließt er wieder zusammen. Zwischen Punkt A und Punkt B liegt die Gesamtspannung an. Der Gesamtstrom I_ges teilt sich am Verzweigungspunkt der Widerstände in mehrere Teilströme auf. Die Summe der Teilströme ist gleich der Summe des Gesamtstrom I_ges. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung ist kleiner als der kleinste Einzelwiderstand. Durch jeden Parallelwiderstand steigt der Gesamtstrom an. Bei gleichbleibender Spannung bedeutet das die Verkleinerung des Gesamtwiderstands.

Eine Reihenschaltung von Widerständen ist dann gegeben, wenn durch alle Widerstände der gleiche Strom fließt. In der Reihenschaltung unterscheidet man zwischen der Spannung U_ges, der Spannungsquelle und den Spannungsabfällen an den Widerständen. Manchmal nennt man die Reihenschaltung auch »Serienschaltung«. Ganz egal wie, die Widerstände sind immer hintereinandergeschaltet. Ein einfacher Stromkreis setzt sich aus einem Spannungserzeuger bzw. einer Stromquelle und einem Verbraucher, die über Leitungen miteinander verbunden sind, zusammen. Durch einen Schalter kann der Stromkreis geschlossen und unterbrochen werden. Somit kann der Strom im Stromkreis fließen oder er kann unterbrochen  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 27 – 01.12.2010<<>>werden. Um die Darstellung des Stromkreises zu vereinfachen, verwendet man genormte Symbole (Schaltzeichen), die miteinander verbunden werden und das Wirken der Bauelemente in der Schaltung verdeutlichen. Üblicherweise wird jeder Stromkreis durch eine Sicherung geschützt. Die Sicherung reagiert ab einem bestimmten Strom und unterbricht diesen Stromkreis. Damit werden alle Teile des Stromkreises vor Überlastung und gegen Kurzschluss geschützt.

Einen Kurzschluss nennt man den Zustand, wenn der Pluspol und der Minuspol einer Spannungsquelle eine direkte Verbindung (0) haben. Ist die Spannung der Spannungsquelle zu hoch (Wechselspannung = 50 V, Gleichspannung = 120 V), besteht Gefahr für den Menschen, wenn er diesen Kurzschluss verursacht (bei einem Körperwiderstand von ca. 1 bis 1,5 k.).

Eine Sicherung ist ein Widerstand, der bei einer bestimmten Stromstärke den Stromfluss unterbricht. Sicherungen dienen zum Schutz von Leitungen und Geräten, vor Überlastung und Kurzschluss. Aus diesem Grund dürfen Sicherungen nicht geflickt oder überbrückt werden. Tesla ist der Erfinder von Wechselstrom und Drehstrom, der bald seinen Siegeszug antrat und weltweit Anwendung fand. Ohne diese Erfindung von Tesla, die es erst möglich machte, elektrischen Strom über viele Hunderte von Kilometern zu übertragen, gäbe es die heutige Selbstverständlichkeit der Elektrizität mit ihrer enorm vielseitigen Anwendung nicht.

Der Drehstrom ist ein Wechselstrom mit drei Phasen (stromführende Leitungen). Der Begriff Drehstrom ist aus der Erzeugung abgeleitet. Dabei werden drei Spulen im 120˚-Abstand rund um ein sich drehendes Magnetfeld angeordnet. Dadurch entstehen drei um 120˚ phasenverschobene sinusförmige Wechselspannungen. Betrachtet man in einem Diagramm die drei Phasen auf der Zeitachse zu einem bestimmten Zeitpunkt, so stellt man fest, dass die Summe der drei Wechselspannungen an jeder Stelle null ist.

Die Spulen L1, L2 und L3 werden als Stränge bezeichnet. Die erzeugte Spannung wird als Strangspannung U_St bezeichnet. Die Klemmenbezeichnung der Stränge ist am Anfang mit U1, V1 und W1 sowie am Ende mit U2, V2 und W2 festgelegt. Da die Spannungen bei gleicher Belastung immer null ergeben, kann man die Spulen zusammenschalten. Man spricht auch von verketten. Unterschieden wird zwischen der Sternschaltung und der Dreieckschaltung.

In der Sternschaltung sind die Strangenden U2, V2 und W2 im Sternpunkt N zusammengeschaltet. Jeweils vom Stranganfang U1, V1 und W1 verlaufen die Außenleiter L1, L2 und L3 sowie vom Sternpunkt N der Neutralleiter N zum Verbraucher.

In der Dreieckschaltung ist der Stranganfang einer Spule mit dem Strangende einer anderen Spule verbunden. Im Prinzip sind alle Spulen hintereinandergeschaltet. Es entsteht die Dreieckschaltung. Von den Verbindungsstellen verlaufen die Außenleiter L1, L2 und L3 zum Verbraucher.

Das sind die Vorteile von Drehstrom. Durch die Verkettung der Spulen werden bei der Verkabelung der drei Phasen L1, L2 und L3 nur drei oder vier Leitungen benötigt. Wechselstrom mit drei Strängen benötigt mindestens sechs Leitungen. Mit der Sternschaltung (Vierleitersystem) stehen drei verschiedene Spannungswerte zur Verfügung. Das Drehfeld ermöglicht einen einfachen Bau von Drehstrommotoren.

Brände werden immer öfter durch elektrotechnische Ursachen ausgelöst. Die steigende Verbreitung von Elektrogeräten einerseits und sinkende Sicherheitsstandards durch Billigprodukte andererseits haben zu dieser Entwicklung geführt. Dabei stehen elektrische Defekte auf der Liste der Brandverursacher ganz oben. Grundsätzlich gilt, dass Prüfzeichen, wie etwa VDE-, CE-, TÜV- oder GS-Zeichen, nur garantieren, dass von diesen Geräten ausschließlich im jeweils geprüften Bereich keine Gefahr ausgeht.

Hinzu kommen fahrlässige oder vorsätzliche Brandstiftungen durch überbrückte Sicherung oder »Basteleien«. Diese Eingriffe führen zu Fehlfunktionen an den elektrischen Anlagen und Geräten und sind für den Brand verantwortlich (z.B. werden Sicherungen nicht mit Alufolie überbrückt oder durch »stärkere« Sicherungen ersetzt). Die Folge ist, dass sich die Leitungen zu stark erwärmen und zum Brandrisiko werden. Sofern Personen nicht über die nötige Fachkenntnis verfügen, sollten notwendige Elektroarbeiten von einem Fachmann ausgeführt werden.

Eine weitere Ursache ist die Überlastung von Mehrfachsteckdosen. Stecker, Steckdosen und Leitungen haben eine Maximalbelastung, für die sie zugelassen sind. Diese ist in der Regel auf dem Gehäuse vermerkt. Man sollte sie nie über diesen Wert hinaus belasten, da sie sonst schnell überhitzen können. Die häufig verwendeten Mehrfachsteckdosen eignen sich daher auch nur für Kleingeräte, wie Fernseher, Hifi-Geräte und PC-Komponenten. Großverbraucher, wie Waschmaschine, Trockner, Herd oder Spülmaschine, sollten nicht gleichzeitig über eine Mehrfachsteckdose angeschlossen werden.

Unbenötigte elektrische Geräte sollten grundsätzlich ausgeschaltet werden. Am besten durch die Trennung vom Stromnetz. Im Standby-Betrieb verbrauchen Geräte trotzdem immer Strom. Kaffeeautomaten oder Frittiergeräte sind zwar mit einem Thermostat gegen Überhitzung ausgestattet, diese Bauteile können jedoch auch einen technischen Defekt haben.

Beim Dauerbetrieb von elektrischen Anlagen und Geräten führen verdeckte Lüftungsschlitze, die zur Wärmeableitung dienen, immer wieder zu Bränden. Kann keine ausreichende Luftzirkulation stattfinden, überhitzen sich diese Geräte leicht (»unechte Elektrobrände«). Bei einem Schrankeinbau sollten Sie einen Mindestabstand von seitlich 15 cm und oben 20 cm einhalten.

Ebenfalls führt der Betrieb von elektrischen Strahlungsöfen, Heizsonnen oder Heizdecken in brandgefährlichen Räumen oder in der Nähe von brennbaren Gegenständen zu »unechten« Elektrobränden. Die sogenannte  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 29 – 01.12.2010<<>>Schildkrötlampe (ISO-Ovalleuchte) ist als typische Brandursache bei »unechten« Elektrobränden durch Leuchten zu nennen. Durch thermische Überlastung (z.B. Austausch der Lampen – Lampe bis max. 60 W) kann in der Nähe befindliches Material, z.B. Holz, entzündet werden. Diese Leuchten ermöglichen bauartbedingte Verschmutzungen, z.B. durch Staub (Stroh/Heu in der Landwirtschaft). Hierdurch kann es zu einem Wärmestau und/oder Entzündung von Staubanhaftungen kommen. Aus diesem Grund sind ISO-Ovalleuchten in den Vorschriften der Versicherer (VdS) in landwirtschaftlichen Betriebsstätten nicht zugelassen.

Elektrische Verbindungen können durch Umgebungseinflüsse (z.B. mechanische Schwingungen) gelockert und durch Fremdschichten (z.B. Oxidschicht) beeinträchtigt werden. Der daraus resultierende erhöhte Kontaktwiderstand bewirkt eine lokale Erwärmung der Verbindung. Behelfsmäßig aufgerollte oder nicht vollständig abgerollte sowie falsch dimensionierte Verlängerungskabel einer Kabeltrommel können durch den entstehenden Hitzestau ebenfalls zu einem Brand führen. Es kommt zum Spulen-Effekt.

Eine weitere häufige elektrotechnische Brandursache sind Isolationsfehler (z.B. werden immer wieder gebrochene Stromkabel mit Klebeband geflickt). Beschädigte Heizmatten stellen ein hohes Brandrisiko dar. Für die Entstehung von Entladungen oder Lichtbögen zwischen spannungsführenden Elektroden in der Niederspannungstechnik gilt die Verschmutzung von Isolatoroberflächen als Hauptursache. Man spricht dann nicht mehr von einem Kurzschluss, sondern von einem Lichtbogenkurzschluss. So wird der Fehler für die Schutzvorrichtungen nicht mehr detektierbar und erhöht daher das Brandrisiko. Undichte Isolationsschichten, nicht fachmännisch ausgeführte Elektroinstallationen oder Beschädigungen können zu einem »Leck«, vergleichbar mit einem Leck in einer Wasserleitung, führen. Dadurch »verliert« die elektrische Leitung Strom. Kommt Feuchtigkeit hinzu (z.B. Luftfeuchtigkeit), wird der Strom fehlgeleitet, was zum Brandausbruch führen kann.

Die Verwendung von verkupfertem Aluminium als Leitermaterial (AlCu) bei Hausinstallationen ist unter anderem aufgrund der Brandgefahren verboten. Bestehende Installationen besitzen Bestandsschutz. Die Erweiterung bestehender Installationen ist problematisch, da heutige, für Kupferleiter geeignete Klemmen nicht für Aluminium geeignet sind. Prominentester Brand in diesem Zusammenhang war im Jahr 2004 der Brand der Anna-Amalia-Bibliothek in Weimar. Brandursache war eine korrodierte Verbindungsstelle einer Aluminium/Kupferleitung hinter einer Wandverkleidung.

Bei der Ermittlung gilt der erste Blick einmal den elektrischen Anlagen bzw. dem Sicherungskasten. Grundsätzlich sind bei Brandermittlungen bei vermuteter elektrischer Brandursache neben den üblichen Personen-, Orts- und Zeitangaben Skizzen, Übersichts- und Lagepläne, Schalt-, Stromlaufpläne, Herstellerbeschreibungen und Bedienungsanleitungen festzuhalten. Weiterhin sind als Informationsquellen zu nutzen: eigene Feststellungen am Ereignisort, eine Beschreibung des Ereignisortes mit fotografischer  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 30 – 01.12.2010<<>>Dokumentation, informatorische Zeugenbefragungen. Sehr ausführlich sollten die Untersuchungen zum Stromnetz und ggf. durchzuführende überschlägige Berechnungen zur Spannung oder zum Fehlerstrom an den beteiligten Geräten und Anlagen durchgeführt werden. Die Durchführung und Beschreibung von notwendigen Rekonstruktionen oder Versuchen zur Feststellung, ob ein Kurzschluss in kritischer Höhe zustande kommen konnte, ist für die Nachweisführung oder den Ausschluss elektrischer Brände einschließlich der dabei auftretenden Stromstärke und Einwirkdauer von besonderer Bedeutung.

Abb. 7: Brand in einem Unterverteiler

Aus dieser Praxis resultiert die Forderung nach der Fertigung und Einbringung von Skizzen und Schaltbildern als wesentlicher Bestandteil eines Brandberichtes. Eine Skizze zum Stromweg und ein Schaltbild des Stromkreises ermöglichen erfahrungsgemäß eine bessere Verständlichkeit. Wichtig sind Angaben zu den Geräten und Anlagen. Ziel ist eine Beschreibung, wie ggf. ein Gerät den Brand verursacht bzw. beeinflusst hat. Es sind zu erfassen: Geräteart, Hersteller, Verwendungszweck, Typenschild, Nennspannung, IP-Schutzgrad (auch, sofern vorhanden, VDE-Zeichen, CE-Zeichen), Gerätealter, Schutzmaßnahmen im Gerät (z.B. schutzisoliert, Kleinspannung, Schutzleiteranschluss oder keine), Zustand der Isolierungen (z.B. neuwertig, Vorschädigung durch Alterung, unsachgemäße Handhabung), Zustand des Gehäuses bzw. der Kapselung, Zustand des Schutzleiteranschlusses (z.B. vollwertig, unterbrochen durch Bruch/Korrosion/Eingriff) und Hinweise auf nicht bestimmungsgemäße Nutzung oder nicht ordnungsgemäße Handhabung des Gerätes. Hierbei sind Art und Ursachen von Isolationsschäden einzuschätzen. Weiterhin sind Defekte detailliert zu beschreiben, um die Brandursache für einen direkten oder indirekten Brand elektrotechnisch begründen zu können. Aus diesem Grund müssen auch Geräteuntersuchungen durchgeführt werden: Weist das Gerät einen Konstruktionsfehler auf? Ist daran durch Laien unsach- 2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 31 – 01.12.2010<<>>gemäß manipuliert worden? Sind die Sicherheitsvorschriften genügend und sind sie eingehalten worden? Ist die Installation nach den Regeln der Technik? Waren die Bediener genügend instruiert bzw. waren die Installateure genügend fachlich ausgebildet? Sind die elektrischen Installationen gemäß den geltenden VDE-Richtlinien geplant, abgenommen, ausgeführt und betrieben?

Abb. 8: Überprüfung der Belegung von Steckdosen und Steckern

Unter Produkthaftung versteht man die Haftung des Herstellers für Schäden, die aus der Benutzung seiner Produkte resultieren. Wer als Unternehmer ein Produkt auf den Markt bringt, ist dafür verantwortlich, dass Dritte dadurch nicht geschädigt werden. Er hat dafür Sorge zu tragen, dass sein Produkt dem Stand der Technik entspricht.

Der Rückruf mangelhafter und gefährlicher Produkte ist für jedes Unternehmen eine krisenhafte Herausforderung. Der § 5 Abs. 2 und 3 des Geräte- und Produktsicherheitsgesetzes (GPSG) verpflichtet den Hersteller, seinen Bevollmächtigten, den Einführer (Importeur) und den Händler, die Marktaufsicht über fehlerhafte Produkte und Gefahren für die Gesundheit und Sicherheit von Anwendern und Verbrauchern zu unterrichten. Die Meldung an die Marktaufsichtsbehörden in Deutschland und darüber hinaus auch in die Vertriebsländer innerhalb und außerhalb der Europäischen Union ist daher ein fester Bestandteil einer professionellen Rückrufplanung. Zudem muss sie im Rahmen der Legal Compliance eines Unternehmens zwingend berücksichtigt werden.

Nach einer Studie der EU-Kommission ist Deutschland europäischer Spitzenreiter mit fünf Produktrückrufen pro Woche. Die Studie misst auch die nicht öffentlich bekannt gewordenen Rückrufe (sogenannte stille Rückrufe). Die entsprechenden Datenquellen sollten ebenfalls für die Brandermittlungen bei Bränden unter Beteiligung von elektrischen Ge- 2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 32 – 01.12.2010<<>>räten und Anlagen genutzt werden, um mögliche fehlerhafte elektrische Geräte unter diesem Gesichtspunkt zu überprüfen.

Elektrische Geräte, Anlagen und Netze sind grundsätzlich einer Prüfung nach VDE 0702 (für ortsveränderliche Geräte) bzw. VDE 0105 Teil 100 zu unterziehen, wobei zur Unterstützung der Brandermittlung insbesondere folgende Messwerte dienen können: Isolationswiderstand eines elektrischen Gerätes, Widerstand von Metallteilen zur Bezugserde, Schutzleiterwiderstand, Berührungsspannung und/oder Fehlerspannung. Die gesetzlichen Grundlagen hierfür sind im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG 2. Durchführungsverordnung), im Gesetz für technische Arbeitsmittel (GSG) und in der Unfallverhütungsvorschrift der Berufsgenossenschaften BGV A3 (VBG 4), aber auch im SGB Vll und in der BetrSichV gegeben.

Abb. 9: Brandermittlung – geflicktes Elektrokabel

Auch der Gemeindeunfallversicherungsverband gibt ähnliche Prüfungen und Prüffristen vor (GUV-V A2). Ebenso die landwirtschaftliche Unfallversicherung (VSG 1.4) Diese und weitere Verordnungen, wie § 24 der Gewerbeordnung, Bauordnungen der Länder, Zusatzbedingungen der Sachversicherer (VdS), geben Hinweise für Wiederholungsprüfungen in elektrischen Anlagen. Weiterhin ist § 536 BGB zu beachten; danach ist der Vermieter verpflichtet, die vermietete Sache in einem vertragsgemäßen Zustand zu erhalten (s. Saarbrücker Urteil OLG vom 4.6.1993 – 4U109/92). Beachten Sie auch, dass in VDE 0105 T100 06/2000 der Hinweis – außer in Wohnungen – entfallen ist. Viele Versicherer geben bereits Rabatte, wenn E-Check-Protokolle vorliegen. Die VDE-Bestimmungen erhalten gesetzlichen Charakter durch das Energie- und Wirtschaftsgesetz § 16, die BGVs durch das Gesetz für technische Arbeitsmittel § 3. Der Anlagenverantwortliche muss Elektrofachkraft sein. Zusätzlich muss jeder Prüfer die DIN VDE 0100-510 zur Verfügung haben. Zu beachten sind auch die entsprechenden Richtlinien des VdS (Verband der Schadensverhütung).

In der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) wird im § 11 die Aufzeichnungspflicht der Prüfungsergebnisse geregelt, wobei die zuständige Behörde verlangen kann, dass ihr diese Aufzeichnungen auch am Betriebsort zur Verfügung stehen. Die Aufzeichnungen sind über einen angemessenen Zeitraum aufzubewahren, mindestens bis zur nächsten Prüfung.

Auf diese Prüfungsunterlagen sollte in jedem Fall – soweit vorhanden – bei den Ermittlungen zur Brandursache zugegriffen werden. Die Ergebnisse der Prüfungen können handschriftlich festgehalten werden. Zunehmend werden jedoch Mess- und Prüfgeräte verwendet, die zugleich Drucker,  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 33 – 01.12.2010<<>>Speicher und Schnittstelle sind. Über diese lassen sich die gespeicherten Daten zu einem späteren Zeitpunkt unabhängig vom Prüfgerät auf einen PC übertragen und mit einem Softwareprogramm bearbeiten. Die Verwaltung der Installationen und Betriebsmittel mit den zugehörigen Prüfergebnissen kann auch in einer Datenbank mit automatischer Generierung von Prüfprotokollen erfolgen.

Abb. 10: Prüfung von Elektrokabeln nach einem Brand

Die Prüffristen (Richtwerte) nach BGV A3 (VBG 4), GUV-V A2 für »stationäre Anlagen«, die mit ihrer Umgebung fest verbunden sind (z.B. Installationen in Gebäuden, Baustellenwagen, Containern und auf Fahrzeugen), betragen vier Jahre. Elektrische Anlagen und ortsfeste Betriebsmittel im Betriebsstätten, Räumen und Anlagen besonderer Art (VDE 0100-700) müssen sogar monatlich auf deren ordnungsgemäßen Zustand durch eine Elektrofachkraft geprüft werden.

Schutzmaßnahmen mit Fehlerstromeinrichtungen in »nicht stationären Anlagen«, die entsprechend ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch nach dem Einsatz wieder abgebaut (zerlegt) und am neuen Einsatzort wieder aufgebaut (zusammengeschaltet) werden (z.B. Anlagen auf Bau- und Montagestellen, Baustromverteiler, fliegende Bauten und Anlagen nach Schaustellerart), müssen durch eine Elektrofachkraft oder eine elektrotechnisch unterwiesene Person bei Verwendung geeigneter Mess- und Prüfgeräte monatlich geprüft werden. Fehlerstrom-, Differenzstrom- und Fehlerspannungsschutzschalter müssen durch den Benutzer in stationären Anlagen alle sechs Monate und in nicht stationären Anlagen arbeitstäglich auf einwandfreie Funktion durch Betätigung der Prüfeinrichtung geprüft werden.

Eine Analyse von Ergebnissen von Brandermittlungen zu Bränden und Explosionen, direkt oder indirekt, verursacht durch elektrischen Strom  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 34 – 01.12.2010<<>>zeigt, dass die Qualität der untersuchten Brandberichte bedingt durch die Komplexität und den erforderlichen Umfang elektrotechnischen Wissens einen großen Streubereich aufweist. Aus diesem Grund sollte nach der Sicherung bzw. Dokumentation von entsprechenden Spuren, Anlagen, Geräten und ggf. deren Prüfergebnissen im »Ersten Angriff« grundsätzlich ein Elektrosachverständiger zur Erstellung eines elektrotechnischen Gutachtens herangezogen werden. Schwerpunkt des Gutachtens und somit auch der erforderlichen Untersuchungen durch den Gutachter sollte dabei stets die Nachweisführung einer direkten oder indirekten Brandverursache durch elektrischen Strom sein. Weiterhin sollte im Gutachten die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen, Steckerpositionen in der Steckdose (Polung) und Schalterstellungen sowie die Schaltereinbindung dokumentiert werden. Wenn ein Fehler im Stromnetz oder der elektrischen Anlage (z.B. Verteilung, Schaltanlage) als Brandursache in Frage kommt, ist deren Errichtung und Betrieb nach DIN VDE 0100 zu überprüfen.

Biologische Selbstentzündung

In Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion, aber auch in der Energiewirtschaft kommt es immer wieder zu Sachschäden in Millionenhöhe, weil Lagerbestände durch Selbstentzündung in Rauch aufgehen. Die Ursachen für solche »Brände aus dem Nichts« sind vielfältig. In kaum einem anderen Wirtschaftszweig ist die Brandgefahr jedoch so groß wie in der Landwirtschaft. Jahr für Jahr fallen hier dem Feuer Millionenwerte in Form von Gebäuden, Maschinen, Erntevorräten und auch Vieh zum Opfer. Durch das Lagern von brennbarem Erntegut bzw. Futter- und Düngemitteln und das Betreiben von Maschinen und Fahrzeugen herrscht hier ein besonders hohes Risiko. Die Selbstentzündung von Heu oder Grummet trägt einen wichtigen Teil zu dieser Bilanz bei.

Abb. 11: Brand in einer Scheune – Ursache Selbstentzündung von Heu

Viele Brände wären sicherlich vermeidbar gewesen. Oft lag es nur daran, dass die Gefahr nicht bekannt war, nicht rechtzeitig erkannt oder unterschätzt wurde. Unwissenheit, Leichtsinn und Fahrlässigkeit sind Ursachen für das Brennen eines Heustocks, die sich mit Achtsamkeit und Sorgfalt bekämpfen lassen. Jedes Jahr wieder kommt es aufgrund von »falscher« Heulagerung zu großen Bränden. Dabei sind solche Gefahren einfach zu vermeiden. Es kommt nur auf das richtige Trocknen an. Nach dem Schnitt sollte eine ausreichende Zeitspanne von möglichst vier regenfreien Tagen eingeplant werden. Die Restfeuchtigkeit des Heus sollte bei Einlagerung 20 % nicht übersteigen. Deshalb sollte das Heu am besten bei trockenem Wetter eingefahren werden. Besondere Gefahren beinhalten die Großballen. Hier kann schon der einzelne Ballen so viel Temperatur entwickeln, dass es zu einer Selbstentzündung kommt. Deshalb empfehlen die Experten, Heugroßballen, ob Rund- oder Rechteckballen, im Freien oder unter einer Überdachung bzw. in kühler Umgebung zu lagern.

Abb. 12: Lagerung von Heu in sogenannten Rundballen

Die Überwachung des eingelagerten Heus auf Selbstentzündung kann nur durch Messungen der Temperaturen mittels eines Heuthermometers oder einer »Heumesssonde« erfolgen. In keinem Fall reicht das Befühlen des Heulagers mit der Hand oder durch das Einstecken von Eisenstangen aus. Neben den Heumesssonden werden schwerpunktmäßig auch Heuwehrgeräte gesetzt. Ein Heuwehrgerät arbeitet über Luftkühlung und kann die Brandgefahr im Heu (Heuselbstentzündung) durch Abkühlen beseitigen. Das Abtragen des Heulagers ist bei einem rechtzeitigen Einsatz des Heuwehrgerätes nicht erforderlich. Der Futterwert des Heus bleibt erhalten. Bei 70˚C herrscht akute Brandgefahr. Deutliche Anzeichen: Das Heulager sinkt ein oder der Geruch von frischem Brot bzw. faulen Äpfeln liegt in der Luft.

Dazu muss der Landwirt seine ganze Aufmerksamkeit dem eingelagerten Heu widmen und wichtige Sicherheitsregeln beachten; Erntegut nur trocken einfahren, damit Brandgefahr und Nährstoffverluste vermieden  2.8.5 Brandschutz – unverzichtbare Unterstützung der Brandermittlungen – Seite 36 – 01.12.2010<<>>werden. Ab dem zweiten Tag der Einlagerung sind drei Monate lang regelmäßige Temperaturkontrollen durchzuführen. Mit einer Heumesssonde, die zum günstigen Preis im Fachhandel erworben werden kann, können genaue Temperaturüberwachungen vorgenommen werden. Einige Feuerwehren in der Region besitzen eine Messsonde. Auf Anfrage führen diese Wehren Messungen durch.

Abb. 13: Spuren von beginnender Selbstentzündung im Heu

Folgende wichtige Temperaturspannen sind zu beachten: Temperaturen bis 50˚C sind noch ungefährlich und kennzeichnen eine normal verlaufende Fermentation. Bei Erwärmung des Lagergutes auf Temperaturen zwischen 50 und 70˚C besteht bereits Brandgefahr, die eine regelmäßige Messung des Heustockes in Zeitabständen bis fünf Stunden erfordert. Werden 70˚C überschritten, ist unverzüglich die Feuerwehr zu alarmieren.

Eine Selbsterhitzung von Heu und ähnlichen pflanzlichen Stoffen, die durch die aktive physiologische Stoffwechseltätigkeit von Mikroorganismen verursacht werden kann, ist nur möglich, wenn

1. a)

   die notwendigen Lebensbedingungen für die Mikroorganismen gewährleistet sind und

2. b)

   die Wärmebilanz zwischen der durch Mikroorganismen produzierten Wärme und der Wärmeabfuhr zu Gunsten des Heues verläuft.

Der Selbsterhitzungsprozess fängt immer unter dem wärmeproduzierenden Einfluss der frisch gemähten und noch respirierenden Pflanzenteile und der vorhandenen Makro- und Mikroorganismen, die im mesophilen Bereich des Prozesses sehr aktiv sind, sowie mit einem relativ raschen Anstieg der gesamten Mikroflora an. Nach einer kurzen Dauer geht die Zahl der Thermophilen wieder zurück. Es entsteht nach dieser Anfangsphase wieder eine kurze Abkühlphase, welche sich bei der zahlenmäßigen Entwicklung der thermophilen Mikroorganismen negativ bemerkbar macht, wobei entstandene Temperaturverhältnisse über 50˚C für die thermotoleranten bzw. die thermophilen Mikroorganismen eine Wachstumsoptimierung und gleichzeitig für jene Mikroorganismen, welche nicht hitzeresistent sind, eine Wachstumshemmung in dieser Zwischenphase bewirken.

Der erste Keimzahlhöhepunkt wird im Zeitraum von zwei bis drei Wochen nach Lagerungsbeginn erreicht, wobei es zu Temperaturen von über 50˚C kommen kann, welche den günstigsten Lebensraum für die thermophilen Mikroorganismen darstellen.

Der zweite, zumeist etwas höhere Temperaturanstieg mit einem flacheren Verlauf erfolgt im Zeitraum zwischen sechs und zehn Wochen.

Diese zwei kritischen Möglichkeiten der Lagerungsdauer spiegeln sich in der Praxis in der Anhäufung der sogenannten Früh- bzw. Spätselbstentzündung wider. Subjektiv zu ermittelnde Kennzeichen einer Heuselbstentzündung sind:

1. a)

   Knallgeräusche von Explosionen

2. b)

   Geruchsentwicklungen, ähnlich Kaffeeröstung

3. c)

   Gas-Dampf-Entwicklung (als Folge Stichflammen aus dem Heustock bei Brandbekämpfung)

4. d)

   Unruhe bei benachbart untergebrachten Haustieren und

5. e)

   hohe Temperatur (mehr als 85˚C) auch in Nachbarzonen im Inneren eines Heustockes

Die systematische Verhütung von Heuselbsterhitzungen und in der Folge Entzündungen erfolgen über die Trocknung, Pressung, Einfuhr, Belüftung und Lagerung.

Die Kontrolle ist durch eine regelmäßige Temperaturmessung des Heustapels durchzuführen. Dazu ist mittels Heumesssonde am dritten Tag der Lagerungszeit zu beginnen und diese jeden zweiten Tag über die Dauer von zwei Wochen zu wiederholen. Im Falle einer Temperaturerhöhung (wesentlich mehr als 15˚C über der Außentemperatur) müssen diese Temperaturmessungen fortgesetzt werden, andernfalls genügen diese ein- bis zweimal pro Woche.

Ein regelmäßiger Anstieg der Temperatur während der zweiten, dritten oder vierten Woche bedeutet eine zunehmende Gefahr für das Lagergut. Temperaturen über 70˚C erfordern bereits die Räumung dieser Lagerungen unter Aufsicht der Feuerwehr, da mit 80 bis 90˚C die kritische Temperatur der tatsächlichen Selbstentzündung erreicht wird. Es sind folgende Phasen zu beobachten:

• Phasen der Selbsterwärmung bis zur Entzündung

• die für den weiteren Verlauf der Selbsterhitzung entscheidende mikrobiologische Phase (in der Praxis sind etwa sechs bis acht Wochen erforderlich)

• die anschließende pyrophore chemisch-physikalische Phase (Dauer etwa neun Tage)

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