Gesundheit &
Wohlbefinden
Gefahren Feuer (Temperatur) und Rauch
Die größten Gefahren bei einem Brand gehen vom Brandrauch aus. Während bei einem Brand im Freien der Rauch im Regelfall ungehindert nach oben abziehen kann, verbleibt er bei einem Brand in einem Gebäude erst einmal im jeweiligen Raum. Die Brandgase kühlen an den Umfassungswänden ab und sinken wieder nach unten. Damit schränken Sie die Nutzung der Rettungswege ein und behindern die Fremdrettung und die Löscharbeiten der Feuerwehr.
Vier von fünf Menschen sterben bei einem Brandereignis durch den Rauch.
Hauptursache für die Gefährdung mit möglicher Todesfolge ist in den meisten Fällen die schnelle Ausbreitung von Brandrauch und die im Brandrauch enthaltenen Brandfolgeprodukte.
Für Personen stellt daher die Rauchentwicklung die größte Gefahr im Brandfall dar.
Sichtbehinderung:
Dichter Rauch kann die Sicht und damit die Orientierung beeinträchtigen. Im Brandfall kann möglicherweise der Ausgang oder sogar der Notausgang nicht gefunden werden.
Eine Sichtbehinderung reduziert die individuelle Bewegungsgeschwindigkeit.
Ein Erwachsener bewegt sich durchschnittlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,2 m/s bis 1,4 m/s vorwärts (2).
Tabelle 2: Bewegungsgeschwindigkeit (2)
| Personengruppe | Mittlere Gehgeschwindigkeit auf Treppen in m/s | |
| abwärts | aufwärts | |
| unter 30 Jahre | 0,76 | 0,55 |
| 30 bis 50 Jahre | 0,65 | 0,55 |
| über 50 Jahre | 0,55 | 0,42 |
| Mobilität beeinträchtigt | 0,42 | 0,32 |
Die Fortbewegung kann durch verschiedene Faktoren eingeschränkt werden.
Exemplarische Beispiele:
- Treppen
- Alter
- Größe
- Bekleidung
- Verwirrung
- Angst
- Mobilität
- Personendichte
- Verlauf des Rettungsweges
- Brandeinwirkung
- Rauch
Eine Einschränkung durch Rauchgase kann die Geschwindigkeit und die Richtung der flüchtenden Personen beeinflussen.
Einige Beispiele für Sichtweiten bei einer vollständigen Vermischung des Rauches im Raum (3).
Gefahren Feuer (Temperatur) und Rauch
Die größten Gefahren bei einem Brand gehen vom Brandrauch aus. Während bei einem Brand im Freien der Rauch im Regelfall ungehindert nach oben abziehen kann, verbleibt er bei einem Brand in einem Gebäude erst einmal im jeweiligen Raum. Die Brandgase kühlen an den Umfassungswänden ab und sinken wieder nach unten. Damit schränken Sie die Nutzung der Rettungswege ein und behindern die Fremdrettung und die Löscharbeiten der Feuerwehr.
Vier von fünf Menschen sterben bei einem Brandereignis durch den Rauch.
Hauptursache für die Gefährdung mit möglicher Todesfolge ist in den meisten Fällen die schnelle Ausbreitung von Brandrauch und die im Brandrauch enthaltenen Brandfolgeprodukte.
Für Personen stellt daher die Rauchentwicklung die größte Gefahr im Brandfall dar.
Sichtbehinderung:
Dichter Rauch kann die Sicht und damit die Orientierung beeinträchtigen. Im Brandfall kann möglicherweise der Ausgang oder sogar der Notausgang nicht gefunden werden.
Eine Sichtbehinderung reduziert die individuelle Bewegungsgeschwindigkeit.
Ein Erwachsener bewegt sich durchschnittlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,2 m/s bis 1,4 m/s vorwärts (2).
Tabelle 2: Bewegungsgeschwindigkeit (2)
| Personengruppe | Mittlere Gehgeschwindigkeit auf Treppen in m/s | |
| abwärts | aufwärts | |
| unter 30 Jahre | 0,76 | 0,55 |
| 30 bis 50 Jahre | 0,65 | 0,55 |
| über 50 Jahre | 0,55 | 0,42 |
| Mobilität beeinträchtigt | 0,42 | 0,32 |
Die Fortbewegung kann durch verschiedene Faktoren eingeschränkt werden.
Exemplarische Beispiele:
- Treppen
- Alter
- Größe
- Bekleidung
- Verwirrung
- Angst
- Mobilität
- Personendichte
- Verlauf des Rettungsweges
- Brandeinwirkung
- Rauch
Eine Einschränkung durch Rauchgase kann die Geschwindigkeit und die Richtung der flüchtenden Personen beeinflussen.
Einige Beispiele für Sichtweiten bei einer vollständigen Vermischung des Rauches im Raum (3).
Für die näherungsweise Berechnung wurden exemplarisch folgende Raumgrößen als Beispiel angenommen:
Tabelle 3: Raumgrößen (3)
| Nutzung | Raumgröße |
| Kleiner Versammlungsraum | 700 m³ |
| Discount – Markt | 2.400 m³ |
| Kleine Sporthalle | 9.000 m³ |
| Produktions- und Lagergebäude | 30.000 m³ |
| Große Mehrzweckhalle | 100.000 m³ |
Auch in großen Räumen reduziert sich die jeweilige Sichtweite und damit auch die sichere Nutzung der Rettungswege innerhalb von wenigen Minuten.
Exemplarische Fluchtweglängen nach ASR A2.3 und der Muster Industriebaurichtlinie
Tabelle: Fluchtweglängen (4)
| Räume und Nutzung | Länge |
| ASR A2.3 | |
| für Räume ohne oder mit normaler Brandgefährdung ausgenommen Räume nach Nummern 2 bis 4 | bis zu 35 m |
| für Räume mit erhöhter Brandgefährdung mit selbsttätigen Feuerlöscheinrichtungen | bis zu 35 m |
| für Räume mit erhöhter Brandgefährdung ohne selbsttätige Feuerlöscheinrichtungen | bis zu 25 m |
| für Räume, in denen eine Gefährdung durch explosionsgefährliche Stoffe besteht | bis zu 10 m |
| Industriebaurichtlinie mit automatischer Alarmierungseinrichtung (1) | |
| Bis mittlere lichte Höhe von 5 m. | bis zu 50 m |
| Bis mittlere lichte Höhe von 10 m. | bis zu 70 m |
| Industriebaurichtlinie ohne automatischer Alarmierungseinrichtung | |
| Bis mittlere lichte Höhe von 5 m. | bis zu 35 m |
| Bis mittlere lichte Höhe von 10 m. | bis zu 50 m |
| (1) Die Auslösung der Alarmierungseinrichtung muss erfolgen bei Auslösung der automatischen Brandmeldeanlage, der selbsttätigen Feuerlöschanlage, Bei einer selbsttätigen Feuerlöschanlage ist zusätzlich eine Handauslösung zu berücksichtigen. | |
Unter Berücksichtigung der Fluchtweglänge, der Zeit bis zur Brandentdeckung, der Alarmierungszeit und der Reaktions- und Laufzeit kann für die Selbstrettung von einem Zeitraum von > 9 min bis < 17 min (2) ausgegangen werden.
Eine Rauchfreiheit der Rettungswege ist über den Zeitraum der Selbstrettung zwingend erforderlich. Die Fremdrettung sowie die Löscharbeiten der Feuerwehr würden durch die Rauchfreiheit der Rettungswege unterstützt.
Der VDMA gibt in seinem Informationsblatt Nr.3, „Notwendige Zeiten für Selbstrettung, Rettung und Löschangriff“ in der Tabelle 4 – Gesamtzeiten für die Räumung folgende Mindestzeiten für die Rauchfreihaltung von Flucht und Rettungswegen vor (2):
Tabelle 5: Notwendige Zeiten
| Kleine, klar strukturierte Räume | Größere, gut übersichtliche Räume | Große Räume | |
| Brandentdeckung | >3 Minuten | >3 Minuten | >3 Minuten |
| Alarmierungszeit | >1 Minuten | >1 Minuten | >1 Minuten |
| Reaktions- und Laufzeit | >3 Minuten | >3 Minuten | >3 Minuten |
| >2 Minuten | >5 Minuten | >10 Minuten | |
| Anfahrt + Erkundung + Einsatzentwicklung | >13 Minuten | >13 Minuten | >13 Minuten |
| Verbringen in sicheren Bereich | >3 Minuten | >8 Minuten | >10 Minuten |
| Gesamt | >20 Minuten | >25 Minuten | >27 Minuten |
Innerhalb dieser Zeiten sollte eine „gleichbleibende, ausreichend raucharme Luftqualität“ sichergestellt werden, um die Selbst- und Fremdrettung zu ermöglichen. Die aufgelisteten Zeiten gehen von einer „automatischen Alarmierung und einer rauchfreien oder mindestens raucharmen Luft“ in den Rettungswegen aus.
Atemwegsreizungen und Vergiftung:
Brandrauch enthält giftige Gase und Bestandteile, welche die Atemwege reizen und sogar dort ablagern können. Dies kann zu Husten, Atemnot und zu schweren Atemwegsproblemen und zur Schädigung der Schleimhäute führen und somit langfristige Gesundheitsprobleme verursachen. Für Personen mit chronischen Atemwegserkrankungen wie Asthma, COPD usw. können bereits geringe Rauchgasmengen lebensbedrohliche Asthmaanfälle auslösen.
Das Einatmen der Rauchgase kann auch dazu führen, dass Personen nicht eigenständig betroffene Brandbereiche verlassen können.
Durch in den Brandgasen enthaltende schädlichen Stoffe und Gase besteht beim Einatmen die Gefahr der Vergiftung. Die Auswirkung einer Vergiftung können auch erst zu einem späteren Zeitpunkt bemerkbar machen.
Das bekannteste Gas ist hier Kohlenmonoxid (CO). Kohlenmonoxid ist ein farbloses und geruchloses Gas und kann daher vom Menschen nicht wahrgenommen werden. Kohlenmonoxid entsteht immer dann, wenn Materialien nicht vollständig verbrennen. Es entsteht aber durch Gasgrills, Heizpilze, deshalb dürfen diese nicht in geschlossenen Räumen verwendet werden. Kohlenmonoxid kann sogar Wände und Decken durchdringen.
Bereits geringe Mengen führen zu: Übelkeit, Erbrechen, Verwirrtheit und Bewusstlosigkeit.
Tabelle 6: Brandrauch Risiken am Beispiel Kohlenmonoxid und Kohlendioxid (5)
| Gas | Gehalt in ppm | Gehalt in % | Messwerte nach einem Wohnzimmerbrand | |
| Kohlenmonoxid | 30 | 0,003 % | Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) | |
| 800 | 0,08 % | Kopfschmerzen, Brechreiz, Schwindel nach ca. 45 Minuten | ||
| 1.600 | 0,16 % | Kopfschmerzen, Brechreiz, Schwindel nach ca. 10 Minuten | 1.600 ppm nach ca. 1 min 40 sec erreicht | |
| 3.200 | 0,32 % | Kopfschmerzen, Schwindel nach ca. 5 bis 10 Minuten, Bewusstlosigkeit und Tod nach ca. 20 Minuten | 3.200 ppm nach ca. 2 min 35 sec überschritten | |
| 6.400 |
0,64 %
|
Kopfschmerzen, Schwindel nach ca. 2 bis 3 Minuten, Bewusstlosigkeit, Tod nach ca. 10 bis 15 Minuten | ||
| 12.000 |
1,2 %
|
Tod nach ca. 5 Minuten | 12.000 ppm nach ca. 2 min 34 sec überschritten. Messwert max. Über 50.000 ppm |
|
| Kohlendioxid | unter 800 | <0,08 % | Hohe Raumluftqualität | 120.000 ppm nach 3 Minuten überschritten |
| 800- 1.000 | 0,08 -0,1% | Mittlere Raumluftqualität | ||
| 1.000- 1.400 | 0,1- 0,14 % | Mäßige Raumluftqualität | ||
| Über 1.400 | >0,14 % | Niedrige Raumluftqualität | ||
| 5000 | 0,5 % | Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK) | ||
| 30.000 | 3 % | 300%- ige Erhöhung der Atmung | ||
| 120.000 bis 150.000 | 12 % bis 15 % | Nach wenigen Minuten Bewusstlosigkeit | ||
| ppm = parts per milion Quelle: Dipl. -Ing. Kunkelmann, Forschungsstelle für Brandschutz an der Universität Karlsruhe (TH) |
||||
Darüber hinaus sind noch zahlreiche gesundheitsschädliche Stoffe im Brandrauch festzustellen:
Einige Beispiele:
Chlorwasserstoff (HCl) und deren Niederschläge (Salzsäure) können bei der Verbrennung von Stoffen entstehen, die das Element Chlor enthalten (z. B. PVC). Salzsäure wirkt bei Hautkontakt stark ätzend und reizt Augen und Schleimhäute der Atemwege. Chlorwasserstoff kann je nach relativer Luftfeuchtigkeit auf metallischen Oberflächen zur Auslösung eines fortschreitend verlaufenden Korrosionsprozesses an Gebäuden, Anlagen und Maschinenteilen führen. Die Verbrennung von nur 1 kg PVC kann rechnerisch eine Industriehalle mit einer Fläche von über 7.000 mm²mit HCl (bzw. Chloriden) derart kontaminieren, dass sich bei entsprechender Luftfeuchtigkeit bereits nach wenigen Stunden sichtbare (und zum Teil irreversible) Korrosionsschäden ausgebildet haben. Zement- und kalkgebundene Baustoffe reagieren mit Salzsäure in einem Auflösungsprozess zum Calciumchlorid, wodurch irreversible Folgeschäden durch Korrosion der Bewehrungsstähle möglich sind.
Stickoxide (NOx) entstehen bei der Verbrennung stickstoffhaltiger Produkte wie Melaminharze (Spanplatten) sowie Isocyanaten (geschäumte Isolation). Stickoxide bilden in Verbindung mit Wasser (z.B. Löschwasser) Säuren (Salpetersäure) und sind ätzend sowie giftig.
Schwefeloxide (SOx) entstehen bei der Verbrennung schwefelhaltiger Stoffe, wie z. B. vulkanisiertem Gummi. Schwefeloxide bilden in Verbindung mit Wasser (z.B. Löschwasser) Säuren (Schwefelsäure) und sind ätzend sowie giftig.
Phosgen (COCl2) kann bei ungünstigen Brandbedingungen in Gegenwart von CchlorhaltigenStoffen entstehen (z.B. durch Abbrand von PVC). Phosgen ist bekannt geworden als Kampfstoff im 1. Weltkrieg. Dieser zerstört die Schleimhaut der Lunge, wodurch sich die Lunge mit Lymphflüssigkeit füllt.
Beispiele für organische Brandfolgeprodukte
PAK: Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe entstehen typischerweise bei der unvollständigen Verbrennung und Pyrolyse (Sauerstoffmangel) jeglichen organischen Materials. Eine Vielzahl der PAK zählen zu den krebserzeugenden Verbindungen mit Benzo(a)pyren (BaP) als Leitsubstanz. BaP ist als krebserzeugender, erbgutverändernder, die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigender und fruchtschädigender Stoff der Kategorie 2 der Gefahrstoffverordnung (TRGS 905) eingestuft.
Dioxin: Polyhalogenierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane (PHDD/PHDF) entstehen bei der unvollständigen Verbrennung und Pyrolyse halogenhaltigen Verbindungen in Kombination mit organischen Stoffen (z.B. durch Abbrand von PVC). Dioxine sind auch bekannt, als „Seveso-Gifte“, als Leitsubstanz und giftigster Vertreter gilt 2,3,7,8-Tetrachlordibenzodioxin. Die toxische Wirkung dieser Verbindung ist 500 mal höher als Strychnin und Curare und 1000 mal höher als Nikotin. Durch Dioxine können Hautschädigungen (Chlorakne), Störungen des Immunsystems, des Nervensystems, des Hormonhaushalts, der Reproduktionsfunktionen und der Enzymsysteme hervorgerufen werden. Folgeschäden durch Dioxine : Leberschädigungen, Störungen des Fettstoffwechsels oder Auslösung von Krebs.
Entwicklung der Brandtoten von 1990 bis 2021 (6)
Abbildung Brandtote seit 1990
Die Zahl der Brandtoten hat sich in den letzten 10 Jahren nahezu halbiert.
Insbesondere im Industrie- und Gewerbebau zeigen die unterschiedlichen Brandschutzmaßnahmen wie die des Anlagentechnischen Brandschutzes in Kombination mit den unterschiedlichen Vorschriften, beispielsweise den Vorschriften des Arbeitsschutzes, Wirkung.
Auch wenn sich die Anzahl der Toten erfreulicherweise reduziert hat, sind beispielsweise die Aufwendungen der Sachversicherungen für Großschäden von 1,5 Mrd. Euro auf 2,9 Mrd. Euro gestiegen (7/8)
Vermögensschäden:
Nach einem Brand gehen ca. 43 % der betroffenen Unternehmen insolvent. Weitere 28 % der betroffenen Unternehmen gehen innerhalb von drei Jahren nach einem Brand in die Insolvenz.
Gefahren durch das Feuer (Temperatur):
Bei einem Brand werden die unterschiedlichen Stoffe und Materialien in der Regel nicht vollständig verbrannt. Dies führt dazu, dass sich in den Rauchgasen unverbrannte Pyrolysegase (Pyrolyse= thermische Zersetzung von Stoffen) ansammeln. Können die heißen Brandgase nicht durch entsprechende Öffnungen abgeleitet werden, führt dies zu einer Belastung der Gebäudestruktur bis zum Versagen, aber auch zur Gefahr eines Flash Over.
Als Flash Over wird eine besondere Phase der Brandausdehnung bezeichnet, in der sich ein Brand schlagartig innerhalb des geschlossenen Raumes und sogar darüber hinaus ausbreitet und alle brennbaren Stoffe sowie die unvollständig verbrannten Rauchgase durchzündet.
Übersicht der Brandphasen nach VDI 3819 Blatt 2
Mit zunehmender Rauchgasmenge steigt auch die Temperatur im Brandraum.
Erreicht die Rauchgastemperatur von 550 bis 600°C besteht die Gefahr der Durchzündung der unverbrannten Stoffe in den Rauchgasen (Flashover). Die Stoffe und Gase entzünden sich schlagartig und der gesamte Raum steht in Flammen (Vollbrand). Die Temperaturen steigen auf über 1000 °C.
Im Raum der Einheitstemperaturkurve [ETK] ist der Temperaturbereich für den Flashover bereits nach wenigen Minuten erreicht. Durch die Rauch- und Wärmeabzugsgeräte und Wärmeabzugsflächen wird der Zeitpunkt des Flashover verschoben, um die Selbst- und Fremdrettung zu ermöglichen und die Löscharbeiten der Feuerwehr zu unterstützen.
Abbildung: Einheitstemperaturkurve (ETK)
Rauch- und Wärmeabzüge in Verbindung mit den entsprechenden Nachströmöffnungen sorgen für eine Verdünnung der schädlichen und entzündlichen Rauchgase und Ableitung der Wärme, um die Gebäudestruktur zu entlasten. Damit unterstützen sie das grundsätzliche Mindestschutzziel des Baurechts „Unterstützungder Löscharbeiten“.
Um die Schutzziele, Sachschutz und Personenschutz sicherzustellen, sind die Gefahren durch Rauchgase, Einschränkung der Sicht und der Temperatur auf definierte Ziele zu reduzieren.
Dies kann nur auf Veranlassung des Bauherrn, Betreibers, Sachversicherer erfolgen. Daher ist es wichtig , dass diese bereits in der Konzeptionsphase eines Gebäudes Ihre Erwartungen und Forderungen ausformulierte, werden, damit diese im Brandschutzkonzept berücksichtigt werden und das Brandschutzkonzept nicht nur die minimalen Forderungen zur Erlangung der Baugenehmigung berücksichtigt.
