Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

GEFÄHRDUNGSBEURTEILUNG
Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie befinden sich hier ... Startseite Expertenwissen Brand- und Explosionsgefährdungen

Brand- und Explosionsgefährdungen

Brand- Und Exploionsgefährdungen Ursachen

Brände und Explosionen sind Reaktionen beziehungsweise Umsetzungen von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen unter hoher Energiefreisetzung, die durch eine (Ent-) Zündung oder Selbstentzündung des Stoffsystems ausgelöst werden. Dies hat eine starke Temperaturerhöhung zur Folge.

Brände

Bei Bränden unter atmosphärischen Bedingungen erfolgt nach einer Entzündung eine Oxidation mit (Luft-) Sauerstoff von brennbaren Stoffen unter Flammen- beziehungsweise Glutbildung. Brände können auch unter nichtatmosphärischen Bedingungen mit einer anderen Oxidationsquelle als Sauerstoff stattfinden. Diese Vorgänge nehmen eher eine untergeordnete Rolle im Rahmen des Brandschutzes ein und können als Folge von oxidativer Selbstentzündung, thermischer Zersetzung und sonstiger exothermer chemischer Reaktionen - wie unter Kapitel 3.4 Sonstige Gesundheitsgefährdungen – chemische Reaktionen beschrieben – betrachtet werden.

Explosionen

Voraussetzungen für den Eintritt von Explosionen sind unter anderem das Vorhandensein von:

  • explosionsfähigen Atmosphären (das heißt brennbare Stoff-(Luft-)Sauerstoff-Gemische in Konzentrationen innerhalb bestimmter Explosionsgrenzen),
  • explosionsfähigen Stoffgemischen(-systemen) oder
  • explosionsgefährlichen Stoffen und die
  • Auslösung der Vorgänge im Stoffsystem.

Folgewirkungen

Neben der starken Temperaturerhöhung erfolgt bei Explosionen zusätzlich noch eine starke Druckerhöhung: bei einer Deflagration mit Unterschallgeschwindigkeit und bei einer Detonation mit Überschallgeschwindigkeit unter dem Aufbau einer Druckwelle. Mit Ausnahme von physikalischen Explosionen findet bei Explosionen eine stark exotherme chemische Reaktion statt. Handelt es sich bei dieser Reaktion um eine Oxidation innerhalb eines brennbaren Stoff-(Luft )Sauerstoff-Gemisches unter atmosphärischen Druck-Temperatur-Bedingungen, so wird von einer atmosphärischen Explosion gesprochen. Bei physikalischen Explosionen dagegen führt eine extrem starke Wärmeübertragung aus einem Gemisch aus Fragmenten von heißen und kalten Flüssigkeiten zur Dampfbildung und zum Druckaufbau.

Ein Brand kann als Zündquelle eine Explosion auslösen. Umgekehrt kann eine Explosion brennbare Stoffe, die aber kein explosionsfähiges Stoffsystem darstellen, entflammen und somit zum Folgebrand führen.

Tab 5.0-1. Vergleich zwischen chemischer und physikalischer Explosion
  Chemische Explosion Physikalische Explosion
Energieliefernder Vorgang Chemische Reaktion Wärmeübergang von der Schmelze zum Kühlmittel
Auslösefähiges Stoffsystem zum Beispiel Explosivstoff:
Nitroglyzerin, Knallgas etc.
Grobverteiltes Gemisch aus heißen Schmelzpartikeln und Kühlmittel bei hoher Temperaturdifferenz (wichtige Voraussetzung hierzu: Filmsieden).
Auslösung des Vorganges Eine starke exotherme Reaktion erzeugt eine Druckwelle. Durch den Triggerimplus (Druckstoß) kommt es zum Filmzusammenbruch und zur Fragmentation. Durch die daraus resultierende rasche Wärmeübertragung und spontane Verdampfung wird eine Druckwelle erzeugt.
Ausbreitung des Druckstoßes Die Initiierung der chemischen Reaktion im noch nicht reagierten Medium erfolgt entweder durch eine Stoßwelle (Detonation) oder durch kinetische und thermische Übertragungsvorgänge (Deflagration). Die Druckwelle löst fortwährend die Bedingungen für den raschen Wärmeübergang im noch nicht fragmentierten Schmelze-Kühlmittel-Gemisch aus und wird durch die ausgelöste Spontanverdampfung aufrechterhalten.

 

Artikelaktionen
Weitere Informationen

Quelle

"Ratgeber zur Gefährdungsbeurteilung"
Broschüre der BAuA

Autoren:

  • Dr. T. Wolf
  • Dipl.-Ing. I. Schweitzer-Karababa
  • K. Wiechen, M. Sc.
  • Dipl.-Ing. R. Fähnrich
  • Dipl.-Ing. B. Lafrenz
  • Dr. Joachim Otto
  • Dr. Moana Nolde
  • Dr. Silke Schwarz
  • Dr. Dietrich Eckhardt

Aktuelles zum Thema

Praktische Hilfen

Im "Wiki-Format" will die Informationsplattform www.brand-feuer.de aufklären, erklären, aufmerksam machen, mögliche Brandursachen aufzeigen und zum Nachdenken anregen, um Brände zu vermeiden.