Brandgefahren, Teil 5
Gasexplosion eines Wohnhauses
Sachverhalt
Im Zuge der Straßenbauarbeiten wurden Wasser- und Gasleitung erneuert. Die Versorgungsanschlüsse in den anliegenden Häusern sollten deshalb ebenfalls neu hergestellt werden. Der Umbau der Anschlüsse im Haus von der alten stählernen Gasleitung auf die neue aus Kunststoff war für den Nachmittag geplant. Die Straßenbaufirma war morgens vor dem Haus noch mit dem Setzen eines Pflanztrogs für ein zukünftiges Bäumchen am Straßenrand beschäftigt. Beim Baggern rochen die Arbeiter auf einmal Gas, woraufhin sie die Arbeiten sofort einstellten und den örtlichen Gasversorger informierten. Dessen Monteure kamen unverzüglich, legten die alte Gasleitung von Hand frei und fanden und verschlossen zwei aufgebrochene Korrosionsstellen an der stählernen Gasleitung mit einem Dichtband, worauf der Gasgeruch verflog. Gegen die Mittagszeit ereignete sich schließlich eine Gasexplosion, die das Haus mit Ausnahme des Kellers vollständig zerlegte. Glücklichen Umständen ist es zu verdanken, daß dabei niemand verletzt wurde.
Explosionsursache
Die Untersuchungen zeigten schnell, daß der Bagger die Gasleitung nicht mit der Schaufel abgerissen hatte. Auch der Gasversorger hatte die aufgefundenen Löcher zuverlässig abgedichtet. Das ursächliche Problem erkannte man am Verlauf der Rohrleitung ganz deutlich. Ursprünglich verlief diese in gerader Linie vom Abzweig am Hauptstrang zum Haus. Nach dem kompletten Freilegen des Leitungsverlaufs war aber nun eine deutliche „Ausweichstelle“ um den nachträglich gesetzten Pflanztrog aus Beton erkennbar.
Was war geschehen? Beim Ausheben der Grube für den Pflanztrog schob die Baggerschaufel unbemerkt die knapp daneben verlaufende Gasleitung weg, worauf einerseits die beiden Löcher aufbrachen, andererseits aber die Leitung durch den gerade entstandenen Bogen insgesamt gekürzt und dadurch im Haus abgerissen wurde. Dort strömte nun unkontrolliert und unerkannt Erdgas aus. Das Zerstörungsbild deutete darauf hin, daß fast in allen Räumen ein explosionsfähiges Gemisch vorgelegen hatte. Die Zündung erfolgte wahrscheinlich durch einen elektrischen Schaltfunken, wie er an vielen selbsttätigen Geräten im normalen Betrieb entstehen kann, z.B. an Thermostaten, Kühlschränken, Heizungsanlagen u.ä.
Erkenntnisse aus diesem Fall
- Erdgas ist leichter als Luft. Gefahr besteht hauptsächlich dann, wenn es wie hier in umschlossene Räume ausströmt. Ein Zündfunke findet sich immer, da die üblichen Elektrogeräte nicht explosionsgeschützt sind.
- In einem ähnlichen Fall sollte unbedingt eine notfallmäßige Wohnungsöffnung durchgeführt werden, um einen etwaigen Gasaustritt im Haus zu erkennen.
Bilder vom Explosionsort
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Das fast vollständig zerstörte Haus von der Straße aus gesehen. Lediglich die Kellerräume blieben weitgehend erhalten.
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Die alte Gasleitung liegt direkt neben dem Pflanztrog.
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Der Schutt auf dem Kellerraum wurde mit dem Bagger abgetragen. Rechts in der Ecke befindet sich der Gasanschluß.
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Die komplett freigelegte Gasleitung zeigt, was geschehen ist. Beim Ausbaggern für den Pflanztrog wurde sie unbemerkt verschoben und damit verkürzt.
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Der Gasanschluß vorher (großes Bild) und nachher (kleines, rot umrandetes Bild). Die Leitung befindet sich durch den Zug von außen nun ganz an der Wand.
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Nach dem Entfernen des Dichtbandes war dieses Loch zu sehen, das für den anfänglichen Gasgeruch an der Baustelle verantwortlich war.
Akku unter Druck
Sachverhalt
In einem Supermarkt fallen viele Kartonagen als Abfall an. Um das Volumen dieses Wertstoffs möglichst klein zu halten, setzen die Entsorger für solche Zwecke Preßbehälter ein, welche die eingeworfenen Kartons mit einer Hydraulikpresse zusammendrücken und so deren Platzbedarf verringern. Eines Abends geriet ein solcher Preßbehälter in Brand. Die Feuerwehr rückte an, öffnete den Behälter und konnte das Feuer noch in der Entstehungsphase ohne größere Schäden löschen. Als Ursprung fanden die Feuerwehrleute zwischen den Kartonagen die Reste eines akkubetriebenen Elektronikgerätes. Es handelte sich um einen Handscanner, der vom Supermarkt zur mobilen Erfassung der Strichcodes am Wareneingang eingesetzt wurde. Diese Reste wurden mit der Fragestellung zur Untersuchung eingesandt, ob hier ein technischer Defekt im Scanner vorlag, der den Brand verursacht hatte.
Untersuchung und Brandursache
Im Rahmen der Untersuchung zeigten sich starke Verformungen mechanischen Ursprungs an den Gehäuseteilen. Die Flüssigkristallanzeige war zerbrochen, genauso wie der aus Zinkdruckguß bestehende Rahmen um die Anzeige. Das aus zwei Halbschalen gefertigte Gehäuse war regelrecht aufgeplatzt, eingelassene Schraubbuchsen herausgerissen. Die ursprünglich hinter dem Tastenfeld angebrachte Elektronikplatine fehlte zwar, hatte aber im wahrsten Sinne des Wortes Eindruck hinterlassen, und zwar am gegenüberliegenden, rückseitigen Gehäuseteil. Dort fand sich ein Abdruck der Bauteile jener Leiterplatte in den Kunststoff eingepreßt.
Die Brandschäden beschränkten sich größtenteils auf die hintere Hälfte des Scanners und hier besonders auf die äußere Seite im Bereich links des Akkus. Von diesem war nur noch ein Teil seines Geäuses vorhanden. Nach dem Aufdruck dort handelte es sich um einen Lithiumakku. Die Brandentstehung konnte nach dem Spurenbild nur direkt am Akku, außerhalb des Gerätegehäuses, gewesen sein.
Das gesamte Spurenbild sprach dafür, daß der Scanner in die Presse gelangte und dort zusammengedrückt wurde. Dabei platzte der Lithiumakku an einer Seite auf und geriet in Brand. Ein plötzlicher interner Akkudefekt als Ursache erschien höchst unwahrscheinlich.
Lehren aus diesem Fall
- Lithiumakkus sind heute in fast allen mobilen Anwendungen weit verbreitet und wegen ihrer hohen Kapazität (noch) unersetzbar.
- Ihre Inhaltsstoffe, die Lithiumverbindungen, geraten in Brand, wenn sie mit dem Sauerstoff der Luft in Berührung kommen.
- Mechanische Beschädigungen der Akkus sollten unbedingt vermieden werden.
Bilder von der Untersuchung
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Der zerlegte Handscanner macht den Eindruck, als wenn er förmlich aufgeplatzt und plattgedrückt worden wäre.
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An dieser Kunststoffläche haben die elektronischen Bauteile der Leiterplatte ihre Abdrücke hinterlassen. Das geschah durch mechanischen Druck von außen.
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Nur die Rückseite des Gerätes zeigt Brandbelastung in Form der braunen Berußung und des geschmolzenen Kunststoffs, ausgehend vom rechts liegenden Akkufach.
Knoten in der Leitung
Sachverhalt und Brandortuntersuchung
Bei einem tragischen Wohnungsbrand in einem alten Stadthaus kamen mehrere Kinder ums Leben.
In diesem Haus wohnten überwiegend sozial schwache Mieter. Die Brandwohnung war eigentlich gar nicht vermietet und hatte deshalb auch keinen Stromanschluß. Dennoch war sie bewohnt und es wurde dort mit Heizlüftern und elektrischen Radiatoren geheizt. Der Brandausbruch war dem Spurenbild nach in der Küche zu suchen. Im fraglichen Bereich hatte sich eine hölzerne Sitzbank befunden, wie sie in älteren Küchen nicht unüblich ist. Dem Brandspurenbild nach entstand das Feuer hinter- bzw. unterhalb dieser Bank. Dort befand sich eine Wandsteckdose, in die ein Stecker mit Leitung eingesteckt war. Diese Leitung stellte sozusagen die „Hauptzuleitung“ der Wohnung dar. Sie führte in frei hängender Verlegeweise durch die Küche zum Fenster hinaus übers Dach in eine benachbarte Wohnung, wo sie ebenfalls eingesteckt gewesen war. Zum Zeitpunkt der Untersuchung war diese Leitung dort ausgesteckt und in ihrem Verlauf in mehrere Stücke zerschnitten. Die Leitungsteile aus der Küche wurden zur Untersuchung sichergestellt.
Laboruntersuchung
In der Laboruntersuchung zeigte sich, daß die frei verlegte Leitung beidseitig Stecker gehabt hatte, so daß in der vom Stromnetz getrennten Wohnung in eine Steckdose eingespeist werden konnte. Weiterhin bestand die Leitung aus insgesamt drei Abschnitten, die in nicht fachmännischer Weise miteinander verbunden waren. Die einzelnen Leiter (Drähte) waren an den Verbindungsstellen miteinander verknotet und mit Klebeband gegeneinander isoliert worden. Eine solche Verbindungsstelle fand sich im Bereich des Küchenfensters, die andere kam am Boden hinter der Bank zum Vorschein, kurz vor dem eingesteckten Stecker. Die dortigen Verbindungsstellen wiesen eine starke thermische Beschädigung auf; die Feindrähte waren miteinander verschmolzen und hatten Lichtbogenspuren (siehe hierzu auch Brandgefahren, Teil 15 und 16). Dieses Spurenbild im Brandausbruchsbereich sprach für schlechte Verbindungsstellen mit zu hohem Übergangswiderstand, die sich bei Stromfluß erhitzten. In diesem Fall floß wegen der angeschlossenen Heizgeräte ein hoher Strom über die schlechten Verbindungsstellen. Dabei erhitzten sich diese so stark, daß die Leiter glühten und die direkt davor unter der Bank abgestellte Sporttasche mit Kleidungsstücken entzündeten.
Lehren aus diesem Fall
- Versuchen sie nie, in eine bestehende Elektroanlage einzuspeisen – Unfallgefahr!
- Lassen sie auch einfache Verlängerungsleitungen vom Fachmann anfertigen.
- Schlechte Leitungsverbindungen werden bei Belastung heiß, das gilt auch für jede Klemmstelle in der Installation.
Bilder vom Brandort
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Blick in den Wohnungsflur. Geradeaus kommt man in das Wohnzimmer, rechts durch die Tür in die Küche. In der Küche gab es die stärksten Brandschäden, demnach war hier der Brandausbruch.
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Am Rohrgestell um das Fenster in der Bildmitte hängt ein weißes Leitungsstück, genauso hängt eines beim Küchenfenster heraus (die Gaube rechts oben im Bild). Die Leitung war kurz nach dem Brand abgeschnitten worden, vermutlich um Spuren zu vernichten.
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Der Brandausbruchsbereich: unter der Bank. Der Kollege rechts im Bild hält die rechte Seitenwange der Bank an ihren ursprünglichen Standort.
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Ganz unten im Brandschutt kam eine Sporttasche mit Kleidung heraus, die weitgehend abgebrannt war. Oberhalb dieser Tasche befand sich eine Wandsteckdose, in der ein Stecker eingesteckt war. Diese Steckdose wurde bereits vor dieser Bildaufnahme sichergestellt.
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Diese Steckdose befand sich unter der Bank, oberhalb der Sporttasche. Wie man sieht, ist noch ein Stecker eingesteckt.
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Hinter der Sporttasche kam dieses Leitungsstück heraus. Eine Seite gehörte zu dem Stecker, der noch in der Steckdose steckte.
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Diese unfachmännische Verbindungsstelle kam zum Vorschein. Hier muß eine extreme Hitze geherrscht haben, denn das Kupfer ist geschmolzen.
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An dieser Verbindung sieht man die Machart: die Drähte wurden einfach zusammengeknotet. Diese Stelle blieb erhalten, weil sie zum nicht stromdurchflossenen Schutzleiter gehörte.
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Beispielhaft ist an dieser Verbindung zu sehen, daß die Kupferdrähte deutlich über ihre Schmelztemperatur von 1060 °C erhitzt wurden. Das hält auch die beste Sporttasche nicht aus...
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Eine weitere Verbindungsstelle in gleicher Machart fanden wir im Leitungsverlauf kurz außerhalb des Küchenfensters. Die Leitung bestand also aus drei Teilstücken.
Experiment mit Nachspiel
Sachverhalt und Brandortuntersuchung
In einem gerade unbelegten Chemiesaal eines Gymnasiums ereignete sich eine Verpuffung, bei der tragbare Gasbrenner aus einem vorangegangenen Versuch „Versilbern / vergolden von Kupfermünzen“ beteiligt waren. Die Brenner standen in Kunststoffwannen neben zwei kleinen Mülleimern, die weitgehend abgebrannt waren. In der weiteren Umgebung fanden sich Spritzer vom Kunststoff der Mülleimer, was bedeutet, daß die Mülleimer bereits vor der Verpuffung geschmolzen sein mußten. Es war daher davon auszugehen, daß der Brand in den Mülleimern entstand und sich nach einiger Zeit in die Richtung der Gaskartuschen ausbreitete, von denen einige durch die Hitze barsten, was zu der Verpuffung führte. Als Ursache kamen insbesondere die Reste des vorangegangenen Chemieversuchs in Frage. In den Unterlagen für die Lehrer war von einer Brandgefahr jedoch nichts zu lesen.
Laborversuche und Brandursache
In den Überresten der Mülleimer fanden sich Papierhandtücher, auf denen Zinkperlen unterschiedlicher Größe saßen. Es handelte sich hier um die Abfälle des Versuchs, bei dem nach der Vorreinigung die Münzen in eine Lösung aus Zinkpulver und Natronlauge gegeben werden, worauf sich eine dünne, silberne Zinkschicht auf der Oberfläche niederschlägt. Die derart vorbereiteten Münzen können anschließend mit dem Gasbrenner erhitzt werden, worauf sich aus dem Kupfer und der Zinkbeschichtung eine dünne Messingschicht bildet und die Münze golden schimmert. Das aus der Lauge abfiltrierte Zink kam in diesem Fall in den Mülleimer, zusammen mit den verschmutzten Papierhandtüchern.
Bei einem unserer Laborversuche war innerhalb von drei Minuten eine leichte Rauchentwicklung zu erkennen, nach fünf Minuten bildeten sich offene Flammen, die sich recht zügig ausbreiteten. Zink ist normalerweise mit einer dünnen Oxidschicht umgeben. Diese wird durch Natronlauge entfernt, was für die Anlagerung des Zinks auf der Kupfermünze notwendig ist. Kommt das Zink nach dem Filtrieren wieder in Kontakt mit Luftsauerstoff, bildet sich die Oxidschicht neu. Diese Reaktion erzeugt Wärme, die hier ausreichte, die Papierhandtücher zu entzünden. Die Brandursache in diesem Fall war also die Entzündung brennbaren Materials durch eine wärmeerzeugende chemische Reaktion.
Lehren aus diesem Fall
- Abfälle aus chemischen Reaktionen müssen ordnungsgemäß entsorgt und ggf. für eine Nachreaktionszeit in sicherer Umgebung aufbewahrt werden.
- Die Lehrunterlagen sollten sich auch mit bestehenden Folgegefahren des durchgeführten Versuchs befassen.
Bilder von Brandort und Versuchen
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Rechts neben dem Feuerlöscher befanden sich die beiden Mülleimer, die ganz heruntergebrannt sind.
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Links neben den Mülleimern stehen noch die Gasbrenner; einige davon sind aufgeplatzt.
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Die Münzen werden in der Lauge erhitzt und lagern das Zink als silbrige Schicht an ihrer Oberfläche an.
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Die "versilberten" Münzen.
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Abfiltrieren des Zinkpulvers aus der Lauge.
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Das übrige Zinkpulver im Filter.
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Beim Kontakt mit dem Luftsauerstoff bildet sich wieder eine Oxidschicht auf dem Zink. Dabei wird genug Wärme frei, um das umgebende Papier in Brand zu setzen.
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Brandversuch mit einem Mülleimer. Es raucht bereits.
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Das Feuer hat sich herausgefressen, der Eimer schmilzt ab.
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Der Eimer ist zusammengeschmolzen, der Kunststoff brennt auf ganzer Fläche.
Autor:
- Zuerst erschienen auf der Internetseite der Freiwilligen Feuerwehr Bächingen a.d. Brenz
- Text und Bilder mit freundlicher Genehmigung des Landeskriminalamts Baden-Württemberg
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