Zumischsysteme für Feuerwehrfahrzeuge – welche Technologie ist die Richtige? 

Die Lebensdauer eines Feuerwehrfahrzeugs variiert zwischen 15 bis 25 Jahren. Das ist eine lange Zeit, gemessen an den technologischen Neuerungen im Fahrzeugbau und den immer größer werdenden und sich ändernden Anforderungen an die Feuerwehren. Viele Wunschlisten für neue Lösch- und Tanklöschfahrzeuge sind daher nach dem Prinzip der „Eierlegendewollmilchsau“ gestrickt. Ein Fahrzeug für alle Einsatzlagen. Dies ist aber in den meisten Fällen nicht so ohne weiteres möglich, bzw. man kauft sich mit diesem Lösungsansatz mehr Nachteile als Vorteile ein. Lassen Sie uns erläutern, worauf es wirklich ankommt.

Grundlegend sollte man sich bei der Planung und Beschaffung eines neues Feuerwehrfahrzeugs darüber Gedanken machen, welche Einsätze bewältigt werden müssen. Man könnte auch sagen, „Was ist das Kerngeschäft meiner Feuerwehr?“. Mit dieser Herangehensweise kann ein sinnvolles Fahrzeug für nahezu alle Einsatzszenarien konzipiert werden. 

Dann folgt die Erstellung des Leistungsverzeichnisses (LV). Ein Punkt im LV wird die Löschtechnik sein. Die Leistungsmerkmale der Feuerlöschkreiselpumpe, Anzahl der Druckabgänge und Wassertankgröße werden von der Norm vorgegeben. Beim Thema Schaum und dessen Zumischung darf sich die Feuerwehr jedoch frei entscheiden. Während die minimale Menge an verlastetem Schaummittel von der Norm vorgegeben wird, ist die Wahl der Zumischtechnologie nicht eingeschränkt, sodass Z-Zumischer, DZA, CAFS usw. zur Auswahl stehen.

Waren früher Schaummittel mit einer Zumischrate von mindestens 3% oder 6% Gang und Gäbe, basieren die heutigen, modernen Schaummittel hauptsächlich auf synthetischen Inhaltsstoffen und werden mit 1% oder noch weniger dem Löschwasser zugemischt. Gleichzeitig wurde das Einsatzspektrum der Schaummittel erweitert. 

Vor 20 Jahren wurden Schaummittel hauptsächlich zur Brandbekämpfung von Flüssigkeitsbänden verwendet, heutzutage kommen sie auch bei Bränden von Feststoffen (Brandklasse A) zum Einsatz. Wenn man nun die neuen Schaummittel auf verschiedenste Art und Weise einsetzten möchte, dann scheidet der klassische Z-Zumischer aus. Dieser ist zwar klein, leicht und günstig in der Beschaffung, bringt aber zu viele Nachteile mit sich. 

Ein Z4R Zumischer ist ausgelegt auf einen Betriebspunkt von 400 l/min. Wird dieser Durchfluss unter- oder überschritten, kommt am Schaumrohr zwar auch Schaum heraus, dieser ist aber von minderer Qualität, da das Schaummittel unterdosiert wird. Das hat direkte Auswirkung auf die Löschleistung.

Gleiches gilt bei Schlauchleitungen, die länger als 40 m sind (2 B-Längen) oder z.B. bei einem Schaumangriff über die Drehleiter. Der Gegendruck ist zu groß und der Druckunterschied reicht nicht mehr aus, um genügend Schaummittel durch das Venturi-Prinzip ansaugen zu können. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Druckverlust von mindestens 30%. Das hat Auswirkungen auf die Wurfweite, bzw. die Feuerlöschkreiselpumpe muss stärker arbeiten, um den minimalen Druck von 5 bar an der Auswurfvorrichtung zu erreichen. Davon wird die Schaumqualität ebenso beeinflusst wie durch die Zumischrate. 

„Around-the-pump“-Schaumsysteme scheiden für Standard-Feuerwehrfahrzeuge bei genauerer Betrachtung aus. Bei diesem System wird das Schaummittel in die Feuerlöschkreiselpumpe eingespritzt und alle angeschlossenen Druckabgänge mit Premix versorgt. Diese Art der Zumischung findet man häufig in Flugfeldlöschfahrzeugen, welche bei Bedarf über einen oder mehrere Löschmonitore einen Schaumangriff durchführen. Das Zumischsystem funktioniert nur bei Verwendung eines Wassertanks oder Wasserzuführung über einen Hydranten. Nach dem Einsatz muss das gesamte System, von der Feuerlöschkreiselpumpe bis hin zur Auswurfvorrichtung, mit sauberem Wasser gespült werden.

Druckluftschaumanlagen (CAFS) haben durchaus ihre Daseinsberechtigung. Der Druckluftschaum wird bereits im Fahrzeug erzeugt und als fertiges Luftschaumgemisch in die Schlauchleitung zum Strahlrohr gefördert. Die Schläuche sind dadurch leichter als mit Wasser gefüllte und die im Schlauch bzw. im Schaum gebundene Druckluft vergrößert die Wurfweite. Leider hat die CAFS-Anlage einen Nachteil gegenüber anderen Systemen. Sie besteht aus mindestens einer Schaumzumischanlage und einer Druckkammer mit Kompressor für die Schaumerzeugung. Dies hat Auswirkungen auf Gewicht und Einbauraum im Aufbau des Fahrzeuges. Auch die elektronische Komplexität dieser Anlage und die damit verbundene Ersatzteilversorgung sind nicht zu unterschätzen. 

Elektronische und mechanische Schaumzumischanalgen, die sogenannten Druckzumischanlagen (DZA), sind hier deutlich besser geeignet. Sie verfügen über einen Arbeitsbereich, sind also innerhalb ihres technischen Leistungsvermögens an keinen bestimmt Wasserdurchfluss bzw. -abgabe gebunden. Somit ist eine DZA 800 in der Lage, bei einer Wasserabgabe von 200 – 800 l/min das Schaummittel korrekt zuzumischen. Der Druckverlust im Vergleich zu Z-Zumischern ist verhältnismäßig gering und liegt deutlich unter 30%. Da diese Zumischtechnik mit Kolbenpumpen arbeitet, sogenannten Verdrängerpumpen, sind auch lange Schlauchleitungen oder größere Höhenunterschiede kein Problem für die Zumischung. 

Aber auch bei den DZAs gibt es Unterschiede. Mit der Abkehr bzw. des Verbots von fluorhaltigen Schaummitteln, wie z.B. AFFF, sind die Nachfolgeprodukte nicht mehr dünnflüssig wie Wasser, sondern verhalten sich eher wie Honig oder Ketchup aus der Flasche. Spezielle Schaummittel für Alkoholbrände weisen eine sehr hohe Viskosität auf. Die auf dem Markt verfügbaren Kolbenpumpen aus der chemischen Industrie können diese zähen Flüssigkeiten nur sehr schlecht, bis gar nicht korrekt ansaugen. Hier bedarf es einer genauen Analyse und Berechnung des Systemlieferanten der DZA. Denn neben der Viskosität ist auch das Zusammenspiel weiterer Faktoren entscheidend, wie z.B. die Ansaughöhe oder der Durchmesser der Ansaugleitung.  

Ein weiterer, eventuell problematischer Punkt, ergibt sich bei der Erzeugung von Netzwasser mit elektronisch Druckzumischanlagen. Diese Anlagen werden über das 24V-Bordnetz der Fahrgestelle angetrieben. Der 24V-Antrieb ist nicht in der Lage bei geringen Zumischraten und Abgabemengen unter 200 l/min die Kolbenpumpe anzutreiben. Dies kann deutlich an den Arbeitsdiagrammen der Druckzumischanlagen abgelesen werden. Somit sind die elektronischen DZAs nicht in der Lage, Netzwasser bei kleinen Abgabemengen zu erzeugen. 

Eine Ausnahme bilden hier rein mechanisch angetriebene Druckzumischanlagen. Je nach Größe können diese schon deutlich unter 100 l/min zuverlässig Netzwasser erzeugen. Dies hängt mit dem Antriebssystem zusammen. 

Mechanische Druckzumischsysteme, wie z.B. das FZ1000 von FireDos, benötigen keine Fremdenergie. Sie werden durch den Löschwasserstrom angetrieben, welcher von der Feuerlöschkreiselpumpe kommt und zum Strahl- oder Schaumrohr gefördert wird. Die Kolbenpumpe für das Schaummittel wird mit Hilfe eines Wassermotors, eine Art Turbine, nur durch die Energie des Wassers angetrieben. So dient der Wassermotor auch gleichzeitig als Durchflussmesser. Eine elektronische Messstrecke entfällt. Wird das Strahlrohr geöffnet, fließt das Wasser durch den Motor und treibt die Schaummittelpumpe an. Wird das Rohr wieder geschlossen, bleibt sofort auch der Wassermotor stehen und die Zumischung wird unterbrochen. 

Da hier eine proportionale Abhängigkeit zwischen der Abgabemenge und Schaummittelzumischung besteht, ist eine Über- oder Unterdosierung ausgeschlossen. Je nach Abgabemenge an den eingesetzten Strahlrohren, arbeitet der Wassermotor bzw. die Schaummittelpumpe schneller oder langsamer und fördert stets die korrekte Menge Schaummittel. Insbesondere bei kleinen Abgabemengen und/oder dem Impulslöschverfahren ist das ein großer Vorteil.         

Um sich bei der Planung und Anschaffung eines neuen Feuerwehrfahrzeugs für das richtige Zumischsystem zu entscheiden, bedarf es ein paar grundsätzlicher Überlegungen im Vorfeld. Wichtig ist, sich klar zu werden, wo der Schwerpunkt der eigenen Feuerwehr liegt. 

• Eine Werkfeuerwehr wird vermutlich das Augenmerk stärker auf Schaum und hohe Abgabemengen legen. Bei der Planung von Löschgruppenfahrzeugen stehen eher der Wunsch nach Netzwasser und geringen Abgabemengen im Fokus. 
• Einbaugröße und Gewicht spielen heute bei Fahrzeugbeschaffungen mit Bezuschussung des Landes eine große Rolle. Möchte man zwei B-Druckabgänge mit Premix versorgen, fällt die Wahl auf eine DZA 16. Diese ist relativ groß und schwer und hat auch eine hohe Anlaufgrenze für die Dosierung. Eine DZA 8 kann hingegen nur einen B-Druckabgang versorgen, ist aber kleiner, leichter und besser für Netzwasser einsetzbar. 

Die größte Bedeutung bei der Auswahl des Zumischsystems kommt jedoch dem Schaummittel zu. Die maximale Zumischrate von modernen Schaummitteln beträgt heutzutage 1% oder 3%. Eine berechtigte Frage ist, ob es noch zeitgemäß ist, dass Zumischsysteme wie in der Vergangenheit auf 6% ausgelegt werden? Denn das birgt Nachteile. Die Schaummittelpumpen für 6% sind natürlich größer und haben Einfluss auf die Anlaufgrenze und Saugleitungsauslegung. Auch die Schaummittellogistik sollte man bei einer Zumischung von 6% im Blick behalten. Bei einer Abgabe von 400 l/min und 3% Zumischung reicht ein 120l-Schaumtank für einen 10-minütigen Löscheinsatz. Bei 6% Zumischung sind es nur 5 Minuten. 

Diese Überlegungen im Vorfeld zahlen sich bei der Planung eines Einsatzfahrzeugs aus, um nicht im Nachgang von dem Thema überrollt zu werden. Wie heißt es immer so schön: „Einen Tod muss man sterben!“. Die trifft bei der Auswahl der Zumischtechnologie vollumfänglich zu.