Kunststoffe - VdS...1) Bei allen Kunststoffen tritt oberhalb der Zersetzungstemperatur in Gegenwart...

VdS 2516 : 2000-12 (01)

KunststoffeEigenschaften, Brandverhalten, Brandgefahren

Kunststoffe VdS 2516 : 2000-12 (01)

2

Die vorliegende Publikation ist unverbindlich. Die Versicherer können im Einzelfall auch andere Sicherheitsvor-kehrungen oder Installateur- oder Wartungsunternehmen zu nach eigenem Ermessen festgelegten Konditionen

akzeptieren, die diesen technischen Spezifikationen oder Richtlinien nicht entsprechen.

3

VdS 2516 : 2000-12 (01) Kunststoffe

KunststoffeEigenschaften, Brandverhalten, Brandgefahren

Inhalt

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Eigenschaften, Struktur und Zusammensetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1 Zusammensetzung und Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 Einteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Zuschlagstoffe (Ausrüstung der Kunststoffe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Brandverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.1 Brandeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.2 Einfluss der Formgebung und der Menge auf den Brandverlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.3 Brandverhalten beim Zusammenwirken verschiedener Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Lagerung, Verarbeitung und Verwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.1 Gefahren bei der Lagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2 Gefahren bei der Verarbeitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.3 Gefahren bei der Verwendung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.4 Wiederverwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164.5 Brandschutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Auswirkungen beim Brand von Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.1 Freigesetzte Stoffe bei Kunststoffbränden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175.2 Gefährdungseinschätzung und Schadstoffauswirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195.3 Umweltschutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Vorwort

Diesen Technischen Informationen Kunststoffeliegen die Erfahrungen der Feuerversichereraus der Beurteilung technischer Risiken und derBearbeitung von Schäden ebenso zu Grundewie die Erkenntnisse der Kunststoff erzeugen-den und Kunststoff verarbeitenden Industrie. Indiesem Zusammenhang gilt unser Dank demVerband der Kunststoff erzeugenden Industriee.V. (VKE) für die freundliche Unterstützung miterläuterndem Bild- und Grafikmaterial sowie fürdie fachliche Durchsicht.

Die Technischen Informationen Kunststoffe be-schreiben

■ Eigenschaften, Struktur und Zusammenset-zung von Kunststoffen,

■ das Brandverhalten von Kunststoffen,■ besondere Gefahren bei der Lagerung, Verarbei-

tung und Verwendung von Kunststoffen sowie■ Auswirkungen beim Brand von Kunststoffen.

Dabei finden die unterschiedlichen Herstellungs-und Verarbeitungsverfahren ebenso Erwähnungwie der Einfluss von Zuschlagstoffen und Formge-bung auf das Brandverhalten sowie die Gefähr-dungseinschätzung von Brandfolgeprodukten.

Die Technischen Informationen Kunststoffe sindbewusst so konzipiert, dass mögliche Gefahren-potenziale aufgezeigt und Sachverhalte neutralerläutert werden, allerdings keine konkreten Lö-

sungsansätze in Form von Empfehlungen zumBrand- und Umweltschutz vorgenommen werden.Sie liefern damit fundierte Grundlagen für die Aus-arbeitung konkreter Brand- und Umweltschutz-konzepte, welche dazu beitragen sollen, Brandge-fahren und deren Auswirkungen zu verringern.

Im Glossar werden Fachausdrücke erläutert, die imText mit einem Zeichen (*) gekennzeichnet sind.

1 Einleitung

Mit dem Sammelbegriff Kunststoffe werden ver-schiedene, künstlich hergestellte, organischeStoffe bezeichnet, die wie Naturstoffe im wesentli-chen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff undStickstoff enthalten und aus großen Molekülen(Makromolekülen) bestehen.

Anders als Naturstoffe lassen sich viele Kunststof-fe unter Wärme und Druck schmelzen und verfor-men. Die chemischen und physikalischen Eigen-schaften von Kunststoffen können weiterhin durchdie Art der Herstellung sowie durch Zuschlags-stoffe variiert, ja sogar auf spezielle Anwendungs-zwecke hin maßgeschneidert werden.

Die ersten Kunststoffe wurden vor rund 100 Jah-ren aus chemisch veränderten Naturstoffen, z.B.Zellulose (Zelluloid) oder Gasein (Galalith), herge-stellt. Vor etwa 50 Jahren begann die stürmischeEntwicklung vielfältiger Kunststoffe auf petroche-mischer Basis (d.h. aus Erdölprodukten) und de-ren Massenproduktion. Kunststoffe sind im Wirt-

4


Abbildung 1: Typische Anwendungen für Kunststoffe

schaftsleben und im Alltag nahezu unverzichtbargeworden.

Es gibt eine Vielzahl von Einordnungsmöglichkei-ten von Kunststoffen. Eine davon orientiert sich anden physikalischen, insbesondere thermischenEigenschaften. Danach werden die folgendenGruppen unterschieden:

■ Thermoplaste■ Duroplaste■ Elastomere

Aus jedem Kunststoff dieser Gruppe ist auchgrundsätzlich die Herstellung von Schaumkunst-stoffen möglich. Wegen ihrer besonderen Eigen-schaften können diese auch einer eigenen Grup-pe zugeordnet werden.

Eine Auswahl der gebräuchlichsten Kunststoffeund deren typische Anwendungsgebiete sind Ta-belle 1 zu entnehmen.

5


Kunststoff(Kurzzei-chen)

Kunststoffnamen Art1) typische Anwendungen

PE (LDPE,HDPE)2)

Polyethylen T Folien, Verpackungsmaterial, Platten, Rohre, Formteile,Haushaltsgeräte

PP Polypropylen T wie PE, Transportbehälter, Bierkisten

PS Polystyrol T Haushaltsartikel, Gefäße, Verpackungsmaterial; alsSchaumstoff unter dem Markennamen “Styropor” be-kannt

PVC

(hart undweich)

Polyvinylchlorid T Folien, Verpackungen, Rohre, Profile, Kabelmäntel, Fuß-bodenbeläge, Fensterprofile

PU Polyurethan T harte und weiche- sowie Integralschäume, Profile, Form-teile

PA Polyamid T Geräteteile (Zahnräder u.a.), Formteile, Beschichtungen,Kunstfasern

PC Polycarbonat T Formteile, Sicherheitsscheiben, Compaktdisks

PTFE Polytetrafluorethylen T hochwertige Beschichtungen, Schläuche und Dichtun-gen, Filtersäcke, Membranen

POM Polyoximethylen T maßhaltige Präzisionsteile, Getriebeteile, kraftstoffführen-de Pumpen, federnde Schnappverbindungen; glasfaser-verstärkte Anwendungen

ABS Acrylnitril-Butadien-Styrol T Gehäuse von Telefonen und Haushaltsgeräten

PETP Polyethylenterephthalat T Kunststoff-Getränkeflaschen

PMMA Polymethylmethacrylat T Verglasungen, Lampenkörper, Sanitäreinrichtungsgegen-stände, Haushaltsgeräte

PAN Polyacrylnitril T3) Kunstfaser

PF Phenol-Formaldehyd D Formteile, Geräteteile, elektrotechnische Artikel, Schicht-pressstoffe

UP (ungesättigte) Polyester-harze

D Geräteteile, Boote, Silos, Wellplatten, Profile, Gießharze

SI Silicon D Schläuche, Gleit- und Schmiermittel

Buna E Rohstoff für die Gummiindustrie

Chlorkautschuk T Korrosionsschutzüberzüge1) T = Thermoplast, D = Duroplast, E = Elastomer2) LD = Low Density (Hochdruck); HD = High Density (Niederdruck)3) PAN ist als thermoplastische Formmasse nicht zu verarbeiten

Tabelle 1: Kurzzeichen, Namen, Art und typische Anwendungen von Kunststoffen

2 Eigenschaften, Struktur undZusammensetzung

2.1 Zusammensetzung und Aufbau

Das Grundelement aller organischen Verbindun-gen, somit also auch der Kunststoffe, ist der Koh-lenstoff. Dieses Element bildet im Wesentlichendas Skelett der Moleküle, die neben Wasserstoffeine Reihe weiterer Elemente wie Sauerstoff,Stickstoff, Chlor, Fluor usw. enthalten können.

Die Makromoleküle der Kunststoffe können linear,verzweigt oder vernetzt sein. Lineare Kunststoff-moleküle besitzen keine Seitenketten, verzweigteKunststoffmoleküle haben Seitenketten, vernetzteKunststoffmoleküle sind dreidimensional weitma-schig oder engmaschig miteinander verknüpft.Auf Grund dieser Verflechtung und Vernetzungbesitzen solche Kunststoffe auch voneinanderstark abweichende thermische, mechanische undandere Eigenschaften.

2.2 Einteilung

Kunststoffe mit linearem und verzweigtem Aufbausind in der Regel Thermoplaste. Diese sind durchErwärmen bis zur Fließbarkeit erweichbar und er-härten beim Abkühlen. Werden bestimmte Tem-peraturen, bei denen die Makromoleküle abge-baut werden, nicht überschritten, können

Thermoplaste beliebig häufig erweicht und wiederneu ausgeformt werden.

Weitmaschig vernetzte Kunststoffe gehören zuden Elastomeren, engmaschig vernetzte Kunst-stoffe zählen zu den Duroplasten. Duroplaste er-starren nach der Formgebung zu erhärteten Form-teilen, die durch Erwärmen nicht mehr plastischverformt werden können.

Bei den Elastomeren handelt es sich um makro-molekulare Stoffe mit kautschukelastischem Ver-halten. Sie nehmen eine Zwischenstellung zwi-schen festem Körper und Flüssigkeit ein.Formänderung durch Einwirkung äußerer Kräftewird im elastischem Bereich nach Beendigung derKrafteinwirkung wieder vollständig rückgängiggemacht. Zu den Elastomeren gehören nebendem Naturkautschuk die verschiedenen Synthe-sekautschuke und einige spezielle Materialien,wie z.B. Thioplast, Silikonkautschuk, chlorsulfo-niertes Polyethylen, Weichpolyurethane undWeichpolyurethanschäume. Beim Erhitzenkommt es zum Schmelzen der Elastomere. DurchPyrolyse der Makromoleküle werden große Men-gen brennbarer Gase freigesetzt.

Die wichtigsten Grundeigenschaften von Thermo-plasten, Elastomeren und Duroplasten sind in Ta-belle 2 gegenübergestellt.

6


Eigenschaften Thermoplaste Elastomere Duroplaste

mechanische Eigen-schaft/Festigkeit

weich, aber auch halb-hart und hart möglich

elastisch, gummiartig halbhart, hart, spröde

Verhalten beim Erwärmen1) Erweichung leichte Erweichung keine Erweichung

Verhalten beim Abkühlen2) Verfestigung und Verhär-tung

Abnahme der Elastizität keine Änderung

chemischer Aufbau lineare Ketten mit undohne Seitenkette

weitmaschige intermole-kulare Verknüpfung

engmaschige intermole-kulare Verknüpfung

Struktur / Vernetzung derMakromoleküle

keine chemische Vernet-zung

Bei Erwärmung könnensich die Moleküle gegen-einander bewegen. Da-raus resultiert die thermi-sche Verformbarkeit.

leichte chemische Ver-netzung (Bindungsbrü-cken)

Durch äußeren Kraftauf-wand wird das Molekül-netz elastisch gedehnt.

starke chemische Ver-netzung

Die starke Vernetzungführt zu einem starrenGefüge, welches weitge-hend unabhängig gegenTemperatur- und äußereKrafteinwirkung ist.

1) Bei allen Kunststoffen tritt oberhalb der Zersetzungstemperatur in Gegenwart von Luft eine Zersetzung, d.h. Zerfall derMakromoleküle in kleinere Einheiten, ein.

2) Bei sehr niedrigen Temperaturen werden alle Kunststoffe hart und spröde.

Tabelle 2: Wichtige Grundeigenschaften von Thermoplasten, Elastomeren und Duroplasten

2.3 Zuschlagstoffe(Ausrüstung der Kunststoffe)

Eigenschaften und Aussehen von Kunststoffenkönnen durch Zusätze erheblich verändert wer-den. Es gibt kaum Kunststoffe ohne Zuschlagstof-fe (Additive). Diese werden als Gleitmittel, Trenn-mittel, Antioxidantien, Antiblockmittel oder fürandere Zwecke bei der Verarbeitung benötigtoder zur Verbesserung der Eigenschaften zuge-setzt. Vielfach handelt es sich hierbei um Flamm-schutzmittel, Füllstoffe, Weichmacher, Farbpig-mente und Riechstoffe.

Der Einsatz von einigen Thermoplasten in be-stimmten Anwendungsbereichen mit erhöhterBrandgefahr wird erst durch die Herabsetzung derEntflammbarkeit* und Abbrandgeschwindigkeit*durch den Zusatz von Flammschutzmitteln er-möglicht. Die zugemischten Flammschutzmittelwerden als Flammschutzausrüstung von Kunst-stoffen bezeichnet. Kunststoffe ohne solche Stoffekönnen sich an einem Brandgeschehen exzessivbeteiligen.

Alle Kunststoffe altern. Dieser Vorgang ist zum ei-nen vom Kunststoff, d.h. von der Art des Kunststof-fes und dessen Ausrüstung, zum anderen von ei-ner Reihe Umgebungseinflüssen abhängig. Diewichtigsten davon sind:

■ Luftsauerstoff■ Temperatur■ Licht (UV-Wellenbereich)■ Feuchte■ mechanische Beanspruchung

(Zug, Schwingungen)

Alterungserscheinungen können sich auf mecha-nische (z.B. Versprödung, Rissbildung), optische(z.B. Farbe) oder chemische (z.B. Zusammenset-zung) Eigenschaften negativ auswirken. Deshalbsind in Kunststoffen häufig eine Vielzahl verschie-dener Stabilisatoren enthalten (siehe Abschnitt2.3.4).

2.3.1 FlammschutzmittelFlammschutzmittel sind Zuschlagstoffe, die durchphysikalische und/oder chemische Wirkungswei-se die Entflammbarkeit* und Abbrandgeschwin-digkeit* herabsetzen, die Brennbarkeit der Stoffeselbst aber nicht aufheben. Bei den physikali-schen Effekten stehen die Kühlung durch endo-therme* Prozesse, die Ausbildung einer Schutz-schicht zur Abschirmung gegen Sauerstoff undWärme sowie die Verdünnung durch phlegmati-sierende* Füllstoffe im Vordergrund. Die chemi-schen Flammschutzmittel wirken entweder in der

festen Phase oder in der Gasphase. Dort wirddurch direkte chemische Einwirkung von Molekül-bruchstücken der Flammschutzmittel (so genann-te Radikale) der Verbrennungsvorgang gehemmt.

Eine herausragende Stellung bei den chemisch wir-kenden Flammschutzmitteln nehmen die Haloge-ne* Brom und Chlor, oft in Verbindung mit Schwer-metallverbindungen, ein (siehe Abschnitt 5.1).

Wenn mit Flammschutzmitteln ausgerüsteteKunststoffe altern (siehe Abschnitt 2.3), könnensich ihre Eigenschaften derart ändern, dass sieleicht entflammbar und gut brennbar werden.

2.3.2 WeichmacherWeichmacher sind Substanzen, die einen hartenund spröden Kunststoff weich und schmiegsammachen. Neben den weich machenden Eigen-schaften sind Verträglichkeit und Geliervermögendie wichtigsten Eigenschaften dieser Stoffe, dieüberwiegend zu der chemischen Stoffgruppe derEster zählen. Die kleinen beweglichen Weichma-cherdipole der Ester schieben sich zwischen dieKettenmoleküle des Kunststoffs und binden sichan deren Dipole, wodurch die Struktur des Kunst-stoffs aufgelockerter und beweglicher wird. Be-sondere Bedeutung haben die Ester der Phthal-säure (z.B. Dioctylphthalat), der Trimellitsäure(z.B. Tris-(2-ethylhexyl)-trimellitat), von aliphati-scher Dicarbonsäuren (z.B. der Adipinsäure), or-ganischer Phosphate (z.B. Trikresylphosphat),von Fettsäuren und von Hydroxycarbonsäuren.

2.3.3 FüllstoffeFüllstoffe haben im Allgemeinen die Aufgabe, beimöglichst weitgehender Erhaltung der gewünsch-ten Eigenschaften, den Kunststoff zu strecken. Dieam häufigsten eingesetzten pulverförmigen anor-ganischen Füllstoffe sind z.B. Talkum, Kaolin,Kreide, Schiefermehl, Glimmerpulver undSchwerspat. Der Einsatz sehr großer Anteile un-brennbarer Füllstoffe wirkt phlegmatisierend* aufdas Brandgeschehen.

Nicht als Füllstoffe im eigentlichen Sinne werdenbeispielsweise Harzträger angesehen, weil auf ih-rem Vorhandensein Struktur und Eigenschaftender Kunststoffformteile beruhen, wie z.B. bei derGlasfaserverstärkung.

2.3.4 StabilisatorenEiner Vielzahl von Kunststoffen werden Stabilisato-ren (Antioxidantien) zugesetzt, um den oxidativenAbbau durch Wärme oder durch den UV-Anteil desLichtes zu verhindern. Ihre Zusammensetzungmuss auf das verwendete Polymer und auf die je-weilige Gebrauchsanforderung des Kunststoffs ab-

7


gestimmt sein. Die Wirkung der Stabilisatoren be-steht meist darin, dass sie als Radikalfänger für diebei der Autoxidation auftretenden freien Radikalewirken und die Kettenreaktion abbrechen. Als Stabi-lisatoren kommen sowohl organische als auch an-organische Verbindungen in Frage. Ruß ist ein na-hezu universell anwendbarer UV-Stabilisator.

2.3.5 FarbpigmenteFarbpigmente sind anorganische oder organi-sche pulverförmige, im Kunststoff unlösliche Farb-mittel. Die gebräuchlichsten Weißpigmente sindTitan- oder Zinkoxide. Schwarzpigmente sind Rußund Eisenoxid. Als Buntpigmente werden die Oxi-de/Sulfide von Eisen, Mangan, Chrom, Blei, Zink,Molybdän und Cadmium in geringer Konzentrati-on verwendet.

Neben den unlöslichen Pigmenten spielen auchnoch die löslichen organischen Farbstoffe bei derFarbgebung von Kunststoffen, insbesondere dentransparenten Kunststoffen, eine wichtige Rolle.

3 Brandverhalten

3.1 Brandeigenschaften

Wesentlicher Bestandteil aller organischen Stoffe,und damit auch der Kunststoffe (mit Ausnahme ei-niger Silikone), ist das Element Kohlenstoff. Diesist auch der Grund dafür, dass alle organischenProdukte entweder brennen oder das Brandge-schehen beeinflussen können. Je nach Kunst-stoffart und dessen Zumischungen kann dieBrennbarkeit stark variieren (siehe Tabelle 4).

Das Brandverhalten von Kunststoffen ist nicht nureine Stoffeigenschaft, sondern hängt, wie bei allenanderen Stoffen, auch von der Form, Oberflächen-beschaffenheit und Verteilung ab. Am Beispiel vonHolz lassen sich diese Phänomene gut erklären.So ist die Schwierigkeit, einen Holzbalken anzu-zünden und das nachfolgend langsame Abbrand-verhalten bekannt. Im Gegensatz dazu lässt sichein Ballen Holzwolle sehr leicht entzünden; dieserbrennt dann rasant ab. Ganz fein verteiltes Holz inForm von Feinstaub ist in aufgewirbelter Form so-gar explosionsfähig.

Da das Brandverhalten von allen Materialien sehrkomplex und deshalb schwer zu beschreiben ist,sind definierte Prüfverfahren entwickelt worden,die bei der Prüfung sehr genau eingehalten wer-den müssen. Für die unterschiedlichen Anwen-dungsbereiche gibt es eine große Anzahl nationa-ler und internationaler Prüfnormen. Wegen derbesonderen Bedeutung wird in dieser Informationlediglich auf die Prüfung von Baustoffen hinsicht-

lich ihres Brandverhaltens nach DIN 4102-1Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen;Baustoffe, Begriffe, Anforderungen und Prüfun-gen vom Mai 1998 verwiesen. Danach werdenbrennbare Baustoffe in die folgenden drei Klasseneingeteilt:

■ B 1 schwer entflammbar■ B 2 normal entflammbar■ B 3 leicht entflammbar

Auf die Brennbarkeit von Kunststoffen hat die spe-zifische Oberfläche eine starke Auswirkung. Dieswird besonders deutlich bei Schaumkunststoffenund doppelwandigen Lager- und Transporthilfs-mitteln (siehe Abschnitt 3.2). So ist zum einen einebessere Zündwilligkeit und zum anderen eineschnellere Brandentwicklung als beim kompaktenKunststoff gegeben. Daneben wird auch dieBrandbekämpfung durch automatische Wasser-Löschanlagen oder die Feuerwehr erschwert.

Da die Kunststoffe trotz des ihnen gemeinsamenKohlenstoffgerüstes in ihrem chemischen Aufbauunterschiedlich sind, können auch die thermi-schen und mechanischen Eigenschaften sowiedie Brandeigenschaften stark differieren.

Die Entzündbarkeit des Stoffes und die Brandent-wicklung in der Anfangsphase sind entscheiden-de Parameter für die Brandentstehung und denBrandverlauf. Darüber hinaus ist die pro Gewichts-oder Volumeneinheit abgegebene Wärmeenergieund die Verbrennungswärme eine wesentlicheGröße. Deshalb wird die Höhe der Brandlast, dieaus der Verbrennungsenergie bezogen auf dieFläche eines Nutzungsbereiches (z.B. Lager-raum) ermittelt wird, als eine wesentliche Größezur Beurteilung des baulichen und anlagentechni-schen Brandschutzes herangezogen.

Niedrige Entflammungs- und Entzündungstem-peraturen erleichtern die Möglichkeit zur Zündungbei relativ niedrigen Temperaturen aber auch dasleichtere Fortschreiten des Brandes in seiner An-fangsphase. Ob es in der Praxis zur Zündungkommt, hängt unter anderem von der Zündquelle,also z.B. einer offenen Flamme (Streichholz usw.),einer glimmenden Zigarette, einer heißen Oberflä-che oder der Wärmestrahlung ab.

Hohe Verbrennungswärmen (Heizwerte) begüns-tigen einen schnellen Brandverlauf, in dem dieWärme des Brandes die noch nicht vom Brand be-troffenen Bereiche aufheizt und Zersetzungs-, dasheißt Pyrolyseprozesse, in Gang setzt. Dabei kön-nen durch starke Hitzeeinwirkungen große Men-gen an brennbaren Gasen gebildet werden, die ei-

8


nen Feuerübersprung auf alles brennbare Materialbewirken können. Solch ein Vorgang kann untergünstigen Voraussetzungen explosionsartig ab-laufen. Ein spontaner explosionsartiger Feuer-übersprung (Flash over) kann dann stattfinden,wenn sich große Mengen und hohe Konzentratio-nen brennbarer Gase unter Sauerstoffmangel bil-den konnten und durch plötzliche Ereignisse Luft-sauerstoff zum Brandgeschehen tritt.

Die Heizwerte vieler Massenkunststoffe, mit Aus-nahme von PVC und PTFE, liegen über 30 MJ/kg.Zum Vergleich besitzt Heizöl einen Heizwert von42,8 MJ/kg, Kohle liegt im Heizwert zwischen 27und 33 MJ/kg und Papier und Holz nur noch beiWerten unter 20 MJ/kg. Diese Zahlen veranschau-lichen den großen Energieinhalt dieser Kunststof-fe gegenüber bekannten Brennstoffen und Mate-

rialien. In Tabelle 3 sind die Heizwerte einigerKunststoffe und Naturstoffe zusammengestellt.

Anders als bei vielen brennbaren festen Materia-lien, z.B. Holz, weisen thermoplastische Kunst-stoffe eine niedrigere Erweichungstemperaturund ein damit verbundenes Schmelzen auf. Durchim Brandfall geschmolzenen Kunststoff kann dasBrandgeschehen oft sehr nachteilig beeinflusstwerden. Bei der Lagerung oder im Deckenbereichangebrachten schmelzbaren Kunststoffen kanndurch den nach unten fließenden bzw. abtropfen-den brennenden Kunststoff eine Lache gebildetwerden, die eine Unterfeuerung der betreffendenBereiche zur Folge hat und damit zur Brandaus-breitung beitragen kann. Hierdurch kommt es ne-ben der normalen horizontalen und vertikalenBrandausbreitung von unten nach oben zu einerzusätzliche Brandausbreitung in umgekehrter ver-tikaler Richtung (von oben nach unten). Nicht alleschmelzbaren Kunststoffe tropfen auch brennendab. Diese Eigenschaft kann durch Zusatzstoffe un-terdrückt werden.

Die Kombination von leichter Entflammbarkeit, ho-her Verbrennungswärme und einer oftmals spe-ziellen Formgebung, kann zu einem gegenüberanderen Stoffen wesentlich rascheren und intensi-veren Brandverlauf führen.

Nachfolgend sind Eigenschaften vieler Kunststof-fe aufgeführt, die im Brandfall das Schadenaus-maß nachteilig beeinflussen können:

■ niedrige Erweichungs- und Schmelztempera-turen (siehe Tabelle 4)

■ Schmelzen, Abtropfen, Abfließen, Lachenbil-dung

■ brennendes Abtropfen■ niedrige Entflammungstemperatur, d.h. leichte

Brennbarkeit (siehe Tabelle 4)■ hohe Verbrennungswärmen (siehe Tabelle 4)■ starke Rußbildung (siehe Tabelle 6)■ Bildung korrosiver oder toxischer Gase (siehe

Tabelle 6)

Diese Eigenschaften sind jedoch nicht bei allenKunststoffen und nicht immer vollständig vor-handen.

Bei Kunststoffen im Gemisch mit brennbaren Lö-sungsmitteln, z.B. Klebern und Lacken, wird dieBrennbarkeit im Wesentlichen vom Lösungsmittelbestimmt. Auch haben die flüssigen bzw. pastenför-migen Kunststoffrohprodukte zur Herstellung vonMehrkomponentenkunststoffen in der Regel niedri-gere Entzündungstemperaturen als die daraus ge-

9


Stoff Heizwert inMJ/kg

Kunststoffe

Polyethylen (PE) 46,1

Polypropylen (PP) 44,0

Polystyrol (PS), schlagfest 40,2

Polyamid (PA) 31,0

Polycarbonat (PC) 30,6

Polyvinylchlorid (PVC) 18,0

Polytetrafluorethylen (PTFE) 4,2

Naturstoffe

Heizöl 42,8

Kohle 27,2 - 33,5

Holz 18,4 – 18,6

Papier 16,8

Tabelle 3: Heizwerte einiger Kunst- und Na-turstoffe

Abbildung 2: Symbolhafte Darstellung des Ener-gieinhaltes ausgewählter Stoffe

bildeten Kunststoffe und können deshalb zurschnelleren Ausbreitung eines Brandes führen.

Während Thermoplaste und Elastomere schondurch ein geringes Stützfeuer in Brand gesetztwerden können und zu einer raschen Brandfortlei-tung führen, sind Duroplaste nur schwer in Brandzu setzen. Das Brandverhalten der Duroplastekommt den Glutbildnern (wie z.B. Holz) sehr nahe.Hingegen gehört die Mehrzahl der Elastomere zuden leicht brennbaren Stoffen. Allen Elastomerenund Thermoplasten ist zu Eigen, dass sie imBrandfall sehr rasch ihre Formstabilität verlieren.

Tabelle 4 gibt einen Überblick über die physika-lisch-chemischen Eigenschaften der häufigstenKunststoffe ohne Zuschlagstoffe. Heizwerte (sie-he Tabelle 3) und Verbrennungswärmen (Tabelle4) werden unterschiedlich ermittelt und weichendaher geringfügig voneinander ab.

3.2 Einfluss der Formgebung und derMenge auf den Brandverlauf

Wie bereits unter Abschnitt 3.1 erwähnt, nimmt dieFormgebung und die Menge jedes brennbarenStoffes einen enormen Einfluss auf den Brandver-

lauf. Fein in der Luft verteilte Stäube brennbarer Ma-terialien können rasant abbrennen oder, je nachKorngröße, sogar explodieren, wie dies allgemeinauch für Stoffe wie Mehl oder Kohle bekannt ist.

Grund für die rasante Abbrandgeschwindigkeitbei bestimmten Formgebungen ist die Tatsache,dass der zur Verbrennung notwendige Luftsauer-stoff in ausreichender Menge an die Oberflächeder festen Phase gelangen kann und gleichzeitigdie Verbrennungsgase entweichen können. Sol-che Bedingungen werden als für die Verbrennunggünstiges Oberfläche zu Masse (oder Volumen)Verhältnis bezeichnet.

Bei vielen Kunststofferzeugnissen liegt ein Ober-fläche zu Masse (oder Volumen) Verhältnis vor,welches das Brandverhalten ungünstig beein-flusst. Besonders hervorzuheben sind dabeiSchaumkunststoffe, doppelwandige Lager- undTransporthilfsmittel und Kunstfasern (siehe Ab-schnitt 4.1).

Beim Brand von Kunststoffen werden die Makro-moleküle der Kunststoffe durch die Zündflammethermisch gespalten. Diese Energie wird nach derZündung aus der Verbrennung selbst geliefert.

10


Kunststoff(Kurzzeichen, vgl.Tabelle 1)

Erweichungs-temperatur-bereiche(nach Vicat)

Zersetzungs-temperatur

Entflammungs-temperatur1)

Entzün-dungstem-peratur2)

Verbren-nungs-wärme3)

Dichte

°C °C °C °C MJ/kg g/cm³

PE 60 –70 340 - 440 340 350 46,5 0,92 - 0,96

PP 85- 90 330 - 410 350 - 370 390 - 410 46,0 0,91

PS 88 300 - 400 340 - 350 490 42,0 1,05

PVC 70-80 200 - 300 390 455 20,0 1,40

PU - Hartschaum 180 220 310 415 n.b. 1,2

PA 6 200 300 - 350 420 450 32,0 1,13

PA 66 250 320 - 400 490 530 32,0 1,14

PC 150-155 350 - 400 520 keine Entz. 31,0 1,20

PTFE 110 500 - 550 560 580 4,5 2,20

POM 170 220 350 - 400 ca. 400 17,0 1,42

ABS 90 – 121 - 390 480 36,0 1,02 - 1,07

PETP 80 285 - 305 440 480 21,5 1,34

PMMA 84 – 108 170 - 300 300 450 26,0 1,18

PAN 78 – 81 250 - 300 480 560 n.b. 1,15 - 1,17

n.b. = nicht bestimmbar1) Entflammungstemperatur: Niedrigste Temperatur eines Materials, bei der unter festgelegten

Prüfbedingungen die sich bildenden brennbaren Gase mit einer Zündquelle entflammt werden können.2) Entzündungstemperatur: Niedrigste Temperatur eines Materials, bei der unter festgelegten

Prüfbedingungen eine anhaltende Verbrennung eingeleitet werden kann.3) Verbrennungswärme: Wärmemenge, die bei der Verbrennung eines Materials unter bestimmten

Prüfbedingungen frei wird.

Tabelle 4: Physikalisch-chemische Eigenschaften der häufigsten Kunststoffe (ohne Zuschlagstoffe)

Die Zersetzungsgase (Pyrolysegase) sind der ei-gentliche Brennstoff, der in Verbindung mit demLuftsauerstoff brennt. Durch besondere Formge-bung oder Anordnung können unverbrannte Py-rolysegase von ihrem Entstehungsort an andereStellen ziehen und dort brennen. Dies ist bei dop-pelwandigen Kunststofferzeugnissen aus Ther-moplasten, wie sie in der Lagerhaltung Verwen-dung finden, der Fall.

In den Zwischenräumen solcher Erzeugnisse wer-den brennbare Gase erzeugt, die an offenen Stel-len austreten und über den normalen Brand hin-aus zu einer Verstärkung des Brandes beitragenkönnen.

Ein vergleichbarer Effekt kann in Zwischenräumenvon unterfeuerten Decken in Gebäuden auftreten,wo brennbare Pyrolysegase zur Brandausbrei-tung beitragen können oder sogar nach Ansamm-lung in einem noch nicht vom Brand betroffenenBereich explodieren können.

Darüber hinaus können die Formgebung und dieleichte Erweichbarkeit von Thermoplasten aucheinen Einfluss auf die Standfestigkeit haben.

Natürlich hat auch die Menge der am Brand betei-ligten Stoffe einen entscheidenden Einfluss aufdas gesamte Brandgeschehen. Am Beispiel vonKunststoffen, die mit Flammschutzmittel ausge-rüstet sind, sei dies verdeutlicht.

Die Entzündbarkeit von Kunststoffen mit Flamm-schutzausrüstung ist deutlich erniedrigt und auchdie Brandentwicklungsphase verläuft langsamer,als bei nicht mit Flammschutzmitteln ausgerüstetenKunststoffen. Bei dichter Lagerung und großenMengen liegen jedoch günstige Verhältnisse füreine thermische Aufbereitung großer Mengen vor,so dass es durch den so genannten Feuerüber-sprung (Flash over) zum Vollbrand kommen kann.

3.3 Brandverhalten beimZusammenwirkenverschiedener Stoffe

Reine Kunststoffbrände sind selten. Meist werdenKunststoffe zusammen mit anderen Materialienwie Papier, Kartonagen, Holz (Paletten) sowiesonstigen brennbaren Waren und Gütern gela-gert. Ein besonderes Gefahrenpotenzial beinhal-tet die Lagerung brennbarer Flüssigkeiten inKunststoffbehältnissen. Leere brennbare Verpa-ckungsmaterialien und Lagerhilfsmittel (Paletten),die das Brandverhalten negativ beeinflussen, soll-ten nicht mit anderen brennbaren Stoffen zusam-men gelagert werden.

Bei einem Brand, ausgehend von brennbarenMaterialien, die als Stützfeuer dienen können,können auch schwer entflammbare Kunststoffemit niedrigem Heizwert (PTFE, PVC) brennen unddarüber hinaus zu einer Vergrößerung des Scha-dens durch weiträumige Korrosion beitragen.Dies wird durch folgendes Beispiel deutlich:Hart-PVC ist wegen des hohen Chlorgehaltesschwer entflammbar, spaltet jedoch unter Wär-meeinwirkung schon bei Temperaturen um150 °C Chlorwasserstoffgas (Salzsäuregas; sieheAbschnitt 5.1) ab und brennt unter Beteiligung(Stützfeuer) leichter brennbarer Stoffe. Ein sol-ches Stützfeuer können Kunststoffe wie PE undPP liefern.

4 Lagerung, Verarbeitung undVerwendung

4.1 Gefahren bei der Lagerung

Lagerbrände verursachen häufig hohe Sachschä-den und Betriebsunterbrechungen, denn durchden Ausfall eines Zwischenlagers kann die ganzeProduktion oder der Vertrieb zum Stillstand kom-men. Umfassende Brandschutzempfehlungen gibtdie Broschüre VdS 2199 Brandschutz im Lager.

Durch die vielfach sehr großflächigen und großvo-lumigen Lagerbereiche können sogar in einemsehr frühen Stadium gelöschte Brände den ge-samten Lagerbestand durch Beaufschlagung mitRuß oder korrosiven Gasen vernichten. Darüberhinaus können die bei Lagerbränden entstehen-den Brandfolgeprodukte zu einer erheblichen Be-einträchtigung der Umwelt führen. Diese Gefahrenbestehen grundsätzlich auch bei der Lagerungvon Kunststoffen. Stark rußende Kunststoffe (z.B.PS) und halogenhaltige Kunststoffe (z.B. PVC)führen zu einer Gefahrenerhöhung.

Während für einige Kunststoffe, insbesondere fürdie Duroplaste, das Brandverhalten dem Holzgleichgestellt und von der Feuerwehr ohne weite-res beherrscht werden kann, gehen besondereGefahren von Lägern aus, in denen eine nichtsachgerechte bzw. nicht ordnungsgemäße Lage-rung großer Mengen an verschiedenen Kunststof-fen vorliegt. Die bei Kunststoffen oft auftretendeleichte Entflammbarkeit und hohe Heizwerte, kön-nen dazu führen, dass Kunststoffbrände häufigsehr schnell hohe Temperaturen erreichen undsich die Entwicklung zum Vollbrand in wenigenMinuten vollzieht.

Eine der wichtigsten prophylaktischen Maßnah-men zur Schadenminderung ist eine konsequenteTrennung der gelagerten Stoffe (inklusive der

11


Kunststoffe) nach ihren stofflichen Eigenschaftenund ihrer Art bzw. Form (Folien, Formteile usw.).

Grundsätzlich dürfen Stoffe, die in gefährlicherWeise miteinander reagieren können, nicht ohneentsprechende Schutzmaßnahmen zusammengelagert werden. Stoffe mit unterschiedlichen Ge-fahrenmerkmalen dürfen nur zusammen gelagertwerden, wenn die Schutzmaßnahmen auf die ge-fährlichste Stoffeigenschaft abgestimmt sind undfür die anderen Stoffe bzw. Stoffeigenschaftenebenfalls geeignet sind. So kann beispielsweiseein für Stoff A geeignetes Löschmittel bei Stoff B inseiner Löschwirkung versagen oder gar zu gefähr-lichen Reaktionen mit dem Lagergut führen. Einegetrennte Lagerung ermöglicht die gezielte Ab-stimmung der Schutzmaßnahmen auf das vorlie-gende Gefahrenpotenzial.

Eine Zusammenlagerung von Stoffen, die normal-und schwer entflammbar sind, jedoch im Brandfallkorrosive oder toxische Gase bilden können, mitleicht entflammbaren Stoffen führt zu einer erheb-lichen Erhöhung des Gefahrenpotenzials (sieheAbschnitt 3.3). Die Zusammenlagerung unter-schiedlicher Stoffe sollte nicht dazu führen, dassdie Anzahl der potenziellen Gefahren erhöht odereine Gefahr in hohem Maße verstärkt wird. Als Ei-genschaften, die eine Gefährdung herbeiführenkönnen, sind hierbei zu berücksichtigen:

■ Brandverhalten nach DIN 4102-1■ Entflammungs- und Entzündungstemperatur■ Fließverhalten bei Erwärmung

(Erweichungs- und Schmelztemperatur)■ Bildung korrosiver oder toxischer Gase■ Bildung Wasser gefährdender Stoffe

Zusätzlich ist die Verbrennungswärme (Heizwert)als ein Indiz dafür zu betrachten, ob die Energie imBrandfall ausreicht, andere gefährliche Reaktionenin Gang zu setzen. Es ist auch die mögliche Reakti-on der Brandfolgeprodukte zu berücksichtigen.

Regelungen für die Zusammenlagerung in Abhän-gigkeit der Stoffgefahren und -menge sind unteranderem in den folgenden gesetzlichen Vorschrif-ten aufgeführt:

■ Technische Regeln Druckgase, TRG 280 Allge-meine Anforderungen an Druckgasbehälter;Betreiben von Druckgasbehältern

■ Technische Regeln für brennbare Flüssigkei-ten, TRbF 110 Läger, Gefahrklassen A I; A II; B

■ Technische Regeln für brennbare Flüssigkei-ten, TRbF 210 Läger, Gefahrklasse A III

■ Technische Regeln für Gefahrstoffe, TRGS 514Lagern sehr giftiger und giftiger Stoffe in Ver-packungen und ortsbeweglichen Behältern

■ Technische Regeln für Gefahrstoffe, TRGS 515Lagern brandfördernder Stoffe in Verpackun-gen und ortsbeweglichen Behältern

Innerhalb der Gruppe der Thermoplaste sollteeine konsequente Trennung zwischen halogen-haltigen Kunststoffen und halogenfreien Kunst-stoffen beachtet werden. Die Lagerabschnitte soll-ten entweder räumlich oder durch Brandwändevoneinander getrennt werden.

Brandschutztechnische Regelungen sind unteranderem folgenden Regelwerken zu entnehmen:

■ VdS 2199 Brandschutz im Lager■ VdS 2000 Brandschutz im Betrieb

Speziell für Kunststoff-Recycling-Betriebe sindbrandschutztechnische Regelungen zu entneh-men aus:

■ VdS 2513 Brandschutztechnische Richtlinienfür die Lagerung von Sekundärrohstoffen ausKunststoff

■ VdS 2517 Sortierung, Aufbereitung und Lage-rung von brennbaren Sekundärrohstoffen,Richtlinien für den Brandschutz

4.2 Gefahren bei der Verarbeitung

Zu Kunststoff-Endprodukten werden entwederGranulate oder Rohstoffe in flüssiger bis pastöserForm verarbeitet. Wegen der schon erwähnten un-terschiedlichen Eigenschaften der Thermoplaste,Duroplaste und Elastomere und der sehr unter-schiedlichen Formgebung, von der Folie bis zumSchaumstoffblock, gibt es eine Vielzahl von Verar-beitungsverfahren.

Die Verarbeitung von Kunststoffen findet häufig inkleinen bis mittleren Betrieben statt. Typisch fürdie Verarbeitung ist der hohe Automatisations-grad. Dadurch ist nur eine geringe bzw. zeitweiliggar keine Beaufsichtigung durch Personen gege-ben, wodurch eine Brandentstehung oft nicht früh-zeitig genug erkannt wird.

Die Kunststoffverarbeitung birgt Risiken durch diethermischen und mechanischen Verfahren sowiedie Verwendung von entflammbaren Flüssigkeitenim Umgang mit den thermisch zersetzbaren unddann leicht entzündbaren Kunststoffen in sich.Auch können Rohstoffe in entflammbaren Flüssig-keiten gelöst und zur Weiterverarbeitung, wie zumLackieren und Bedrucken, eingesetzt werden.

12


Viele Verarbeitungsprozesse laufen bei erhöhtenTemperaturen ab, so dass eine darüber hinausge-hende Erwärmung zu einer Entzündung führenkann. Heiße Oberflächen durch elektrische Be-gleitheizung, Wärmeträgeröle und thermischeÜberhitzung an Austrittsdüsen können zur Ent-zündung führen.

Weiterhin ist als Zündquelle auch die Überhitzungdurch mechanische Einwirkung, chemische Re-aktion von Kunststoff-Rohprodukten oder auchdurch Aushärten großer Formstücke in Betrachtzu ziehen. Bei bestimmten Reaktionskunststoffenist unter den Bedingungen einer ungenügendenReaktionswärmeabfuhr sogar eine Selbstentzün-dung möglich, wie z.B. beim Aushärten ge-schäumter PU-Schaumstoffblöcke.

Großflächige Staubablagerungen stellen grund-sätzlich eine Brand- und Explosionsgefahr dar.Durch Aufwirbelung der Staubablagerung kannsich bei einer entsprechenden Partikelgröße undVerteilung der Partikel in der Luft ein explosionsfä-higes Gemisch bilden. Darüber hinaus könnendurch die Verwendung brennbarer Flüssigkeitenbzw. Gase als Treibmittel beim Schäumen vonKunststoffen besondere Brand- und Explosions-gefahren entstehen.

In Tabelle 5 sind die typischen Brandgefahren ei-niger Bearbeitungsverfahren aufgeführt.

Im Folgenden werden die gängigen Kunststoff-Verarbeitungsverfahren beschrieben.

Fördern von festen RohstoffenDie Granulate und Pulver zur Herstellung der Kunst-stoffe werden in der Regel in Silos und Bunkern ge-lagert. Die Weiterförderung zu Tagesbehältern,Wäge- und Dosiereinrichtungen erfolgt insbeson-dere bei großen Fördermengen pneumatisch. Wei-tere Geräte zur Förderung können aber auch bei-spielsweise Bandförderer, Vibrations-Dosierrinnenoder Schneckenfördersysteme sein.

Bei der Lagerung und Beförderung von Pulver undGranulat besteht die Gefahr, dass explosionsfähigeStaub-Luft-Gemische entstehen. Aus diesemGrund sind Maßnahmen zur Vermeidung von Zünd-quellen, insbesondere auch gegen elektrostatischeAufladungen, zu treffen. Eine weitere Möglichkeitder Verhinderung von Staubexplosionen besteht inder Intertisierung (Einleiten von Inertgasen wie z.B.Stickstoff) der Anlagenkomponenten.

Die Förderung von festen Rohstoffen ist in der Re-gel für die im Folgenden aufgeführten Verfahrennotwendig.

ExtrudierenZur Herstellung von Rohren, Platten und Profilendient häufig ein Extruder. In seinem beheizten Zy-linder wird thermoplastisches Kunststoffgranulataufgeschmolzen und durch den Druck der Schne-cke verdichtet. Die Kunststoffschmelze wird untergroßem Druck durch eine Düse gepresst, die demProfil der Kunststoffformteile entspricht. Im nach-geschalteten Wasserbad erfolgt die Kühlung undErhärtung. Ebenso ist das Extrudieren zu Struktur-

13


Verfahren Typische Gefahren

Extrudieren Hoher Druck und eventuell hoheTemperatur kann - insbesondere beiMaschinenstörung - zum Brand desverarbeiteten Kunststoffes führen.

Folienziehen Elektrostatische Aufladung

Spritzgießen Bei der Verwendung von Hydrau-likflüssigkeiten ist auf Leckagen zuachten.

Schäumen Das gefährlichste Verfahren derVerarbeitung, da aufgrund vonFehldosierungen die Reaktion zueiner Selbstentzündung des ge-schäumten Blocks führen kann.Aus Gründen des Umweltschutzeswerden heute vielfach brennbareund explosionsgefährliche Kohlen-wasserstoffe zum Schäumen ver-wendet.

Abflammen Entzündungsgefahr durch die Ver-wendung einer Gasflamme.

Tabelle 5: Brandgefahren bei einigen Kunst-stoffverarbeitungsverfahren

Abbildung 3: Ausgangsmaterialien für die Kunst-stoffverarbeitung

schaumprofilen durch Einsatz eines Treibmittelsmöglich. Das Treibmittel kann durch chemischeReaktion entstehen oder durch Direktbegasen derSchmelze zugeführt werden.

Herstellung von FolienZur Herstellung von Schlauchfolien wird dieSchmelze aus thermoplastischem Kunststoff durcheine Flachdüse gepresst. Mit Innenluft kann gekühltund das Aufblaseverhältnis geregelt werden. Ent-sprechend dem Verwendungszweck wird dieSchlauchfolie nach dem Erkalten aufgewickelt. Die-se Technik eignet sich beim Einsatz von Flachdü-sen auch zur Herstellung von Flachfolien, z.B. vonPS-Schaumfolien. Darüber hinaus lassen sichdurch den Einsatz mehrerer Extruder Verbundfolienherstellen. Aus Schlauch- und Flachfolien werdenhäufig konfektionierte Folien hergestellt.

BeschichtenIn einer Beschichtungsapparatur werden Papiere,Gewebeunterlagen oder ähnliche Materialien,zum Teil im Verbund mit Alu-miniumfolien, je nach An-forderungen, die sichaus ihrem späterenAnwendungsbe-reich ergeben, miteiner Kunststoff-schicht aus Ther-moplasten über-zogen. Mit einenRotationsdrucknach der Beschich-tung lassen sich dieMehrschicht-Verbundfolienbedrucken und prägen.

SpritzgießenAls Rohmaterial dienen in der Regel thermoplasti-sche Kunststoffe. Es können jedoch auch duro-plastische Kunststoffe gespritzt werden. Das Gra-nulat wird in einer Schneckenpresse plastifiziert,komprimiert und mittels des Presszylinders in eineStahlform gespritzt.

Extrusionsblasen (Blasen von Hohlkörpern)Über einen Extruder werden thermoplastischeKunststoffe komprimiert und in Formen zu einemdünnwandigen Rohr (Vorformling) gespritzt. Dernoch warme Rohrabschnitt wird anschließend ineine Blasform eingespannt und dort durch Aufbla-sen mit Pressluft umgeformt. Dabei kühlt der Ther-moplast ab und erhärtet. Das Verfahren (Spritzbla-sen bzw. Streckblasen) kann für viele Hohlkörperunterschiedlichster Größe und Form angewandtwerden.

14


Abbildung 4 : Verfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen

GießenFlüssige, langsam aushärtende Duroplaste kön-nen als kalt oder warm vernetzbare Reaktions-harzmassen in offenen Formen zu Tafeln, Rohrenoder anderen Profilen gegossen werden.

Schichtpressen und LaminiereDie Trägerbahnen von Schichtpressstoffen, z.B.Hartpapier, Hartmatten, Hartgewebe, werden inkontinuierlich arbeitenden Anlagen mit Lösungenheiß härtbarer Harze getränkt, getrocknet und fürTafeln und Bögen zugeschnitten. Anschließendwerden mehrere Pakete übereinander geschich-teter imprägnierter Bögen den Etagen der Hoch-druckpresse zugeführt. Bei Temperaturen bis180 °C und Drücken bis zu 200 bar verschweißendie Bahnen innerhalb 30 bis 60 Minuten zurSchichtpressstofftafel.

Kalandern von Kunststoff-FolienIn Mehrwalzen-Kalanderanlagen wird typischer-weise PVC (hart und weich) zu Folien verarbeitet.Über einen Mischer und den Extruder gelangt dieSchmelze auf die Walzwerke. Nach dem Auswal-zen zu einer Folie kann durch nachgeschaltetePrägekalander und Druckmaschinen eine weitereForm- und Farbgebung erfolgen.

Tiefziehen und VakuumverformungGroßflächige Teile, wie z.B. Fassadenelementeaus hochschlagzähem PVC, Langfeldleuch-ten-Abdeckungen aus Acrylglas, Kühlschrankge-häuse, Fahrzeug-Ausstattungsteile, werden durchgroßformatige Warmformmaschinen produziert.Dazu wird das extrudierte Plattenmaterial in einemRahmen fixiert, mit Infrarotstrahlern aufgeheiztund anschließend mit einem Stempel in eine Formgepresst. Dabei gleitet das eingegebene Materialauf der gleichzeitig eingeblasenen Warmluft. An-schließend wird der Formling mit Vakuum an dieWandung der Form gesaugt. Durch Wassernebeloder kalte Pressluft erkaltet der Formling und kannentnommen werden.

Kleinere Formteile werden im Rotations-Tiefzieh-verfahren in kleinformatigen Maschinen zur Se-rienfertigung hergestellt. Dabei laufen die Verfah-rensschritte kontinuierlich in einer Vakuum-Trom-mel ab.

Rotationsformen und SchleudergießenAus verschiedenen Thermoplasten in Pulver- oderGranulatform werden symmetrische und unregel-mäßig geformte Gegenstände, z.B. Bälle, Spieltiere,Verkehrskegel, Schwergutverpackungen, Kabel-trommeln und Kraftfahrzeugtanks, im Schalengusshergestellt. Im Schleuderguss werden dickwandige

kompakte Gegenstände, z.B. Zahnräder, aus rea-gierenden Kunststoffen produziert.

SchäumenSchaumkunststoffe werden aus einer Vielzahl vonKunststoffen in unterschiedlichen Verfahren her-gestellt. Aus brandschutztechnischer Sicht kön-nen die Verfahren sinnvollerweise hinsichtlich desverwendeten Treibmittels unterschieden werden.

Zum einen existieren Verfahren, bei denen Treibmit-tel in Form leicht verdampfbarer Flüssigkeiten oderchemischer Substanzen, die sich bei höheren Tem-peraturen zu inerten Gasen zersetzen, eingesetztwerden. Zum anderen können Treibmittel durch Ab-spaltung kleiner Moleküle, die sich bei der Reaktionzweier Kunststoffrohstoffe bilden, entstehen.

Auf Grund gesetzlicher Bestimmungen zum Um-weltschutz wurden die schwer brennbaren odernichtbrennbaren Fluorchlorkohlenwasserstoffebzw. Chlorkohlenwasserstoffe als Treibmitteldurch die brennbaren und explosionsfähigenKohlenwasserstoffe verdrängt.

Da die Verfahren sehr unterschiedlich sind und da-rüber hinaus eine Vielzahl von Varianten aufweisen,würde die Beschreibung aller Verfahren den Rah-men dieser Technischen Informationen sprengen.

Verkleben oder VerschweißenVorgefertigte Kunststoffteile können durch Verkle-ben oder Verschweißen zu komplexeren Formtei-len verbunden werden. Beim Verkleben werdenhäufig Lösemitteldämpfe freigesetzt; dies könnengesundheitsgefährdende bzw. Wasser gefähr-dende Stoffe sein.

Zum Verschweißen müssen die Kunststoffe aufihre Schmelztemperatur erhitzt werden. Hierzuwerden häufig Schweißextruder eingesetzt.Kunststoffe mit einer Flammschutzausrüstungkönnen bei diesen Temperaturen toxische Stoffefreisetzen.

Sowohl zur Entfernung der brennbaren Lösemit-teldämpfe (die schwerer als Luft sind) beim Verkle-ben, als auch zur Entfernung möglicher toxischenAusgasungen beim Verschweißen, sollten geeig-nete Absaugeinrichtungen vorhanden sein.

AbflammenEine verbreitete Methode zur optischen Korrekturvon Bearbeitungsspuren auf glatten Oberflächenvon Thermoplasten ist das Abflammen mit einerGasflamme. Auf Grund der Brandgefahr solltenhierbei geeignete Löscheinrichtungen zur Verfü-gung stehen.

15


Schneiden und SägenDie Herstellung von Spezialteilen, z.B. Lüftungs-kanälen und großflächigen Profilen, erfolgt viel-fach durch Schneiden und Sägen aus großenKunststoffplatten. Hierbei entstehen Späne undStäube, die die Brandentstehung begünstigenkönnen. Deshalb sind diese durch eine Absau-gung zu entfernen.

4.3 Gefahren bei der Verwendung

Kunststoffe werden in allen privaten, gewerbli-chen und industriellen Bereichen verwendet. Ei-ner der wesentlichen Anwendungsbereiche sindVerpackungen aller Art einschließlich der Trans-porthilfsmittel. Dadurch haben sich in vielen Berei-chen die Brandlasten und in speziellen Fällenauch die Brandgefahren erhöht.

Beispielhaft erwähnt sei hier der Einsatz von Fo-lien (auch Schrumpffolien), von Polystyrol in Formvon Hartschaumverpackungen und Chips sowiedie Verwendung von Kunststoffformteilen mitgleichzeitiger Funktion als Verpackungs-, Lager-und Transporthilfsmittel; typisch hierfür sind Käs-ten für Getränkeflaschen oder Kleinteile.

Besondere Brandgefahren können durch das Zu-sammenwirken mehrerer ungünstiger Eigen-schaften (siehe Abschnitt 3.1) bzw. Einflüsse zuStande kommen. Dies ist insbesondere bei Lager-und Transporthilfsmitteln aus Polypropylen undPolyethylen, wie den meisten aus Polypropylenhergestellten Kleinladungsträgern (KLT), der Fall.Hierbei wird zusätzlich noch die Brandbekämp-fung mit dem Löschmittel Wasser erschwert. Diesehr geringe Benetzbarkeit der KLT mit reinemWasser und der Abschirmeffekt der aufeinandergestapelten Kleinladungsträger erlauben nurdann eine effektive Brandbekämpfung, wenn zu-sätzliche Maßnahmen getroffen werden. Eine die-ser Maßnahmen ist die Zumischung von filmbil-denden Schaummitteln zum Löschwasser.

4.4 Wiederverwendung

Die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten vonKunststoffen mit Eigenschaften, die an den An-wendungsfall genau angepasst sind, haben ihrenEinsatz in den vergangenen Jahren stark anstei-gen lassen. Zugleich wuchs auch die Problematikder Entsorgung. Knapper werdender Deponie-raum und die daraus resultierenden hohen Ent-sorgungskosten führte zunehmend zur Forderungnach geeigneten Verwertungsverfahren. Diesekönnen in werkstoffliche, rohstoffliche und thermi-sche (Verbrennung) Verwertungsverfahren unter-schieden werden.

Werkstoffliche Verwertung umfasst die BereicheSortierung und Aufbereitung der Kunststoffe. ZurSortierung gehören insbesondere die Trennungder Kunststoffe von Fremdmaterialien und nachTypen (sortenreine Kunststoffe), Shredderungund Ballenpressung. Der Bereich Aufbereitungbeinhaltet die Stufen Reinigung, Trocknung, Zer-kleinerung (Mahlen, Granulieren, Pulverisieren),Einschmelzung und Abfüllung.

Zur rohstofflichen Verwertung werden alle che-mischen Verfahren gerechnet, z.B. Hydrierung,Pyrolyse und Depolymerisation.

Allen Verwertungsbetrieben gemeinsam ist dieLagerung der Kunststoffe. Läger stellen zusätzli-che Bereiche mit hohen Brandlasten dar undmüssen daher in Brandschutz-Konzepten beson-dere Beachtung finden. Auf entsprechendebrandschutztechnische Richtlinien wird in Ab-schnitt 4.1 verwiesen.

4.5 Brandschutzmaßnahmen

Für die Konzeption und Durchführung effektiverBrandschutzmaßnahmen sind unter anderem diefolgenden Gesichtspunkte zu berücksichtigen:

■ Maßnahmen gegen betriebsbedingte Brand-und Explosionsgefahren

■ Rauchverbot■ Feuererlaubnisschein■ Brandschutzorganisation■ Brandschutzordnung■ Brandschutzplan■ Verhalten im Brandfall■ Alarmplan■ Zusammenarbeit mit der Feuerwehr■ Unterrichtung der Betriebsangehörigen■ Schutz gegen Brandstiftung

Detaillierte Informationen können den entsprechen-den Richtlinien entnommen werden, insbesondere:

■ VdS 2199 Brandschutz im Lager■ VdS 2000 Brandschutz im Betrieb■ VdS 2001 Sicherheitsregeln für die Ausrüstung

von Arbeitsstätten mit Feuerlöschern■ VdS 2030 Brandschutzplan, Anleitung und

Hilfsmittel für die Erstellung

Speziell für Kunststoff-Recycling-Betriebe sind brand-schutztechnische Regelungen zu entnehmen:

■ VdS 2513 Brandschutztechnische Richtlinienfür die Lagerung von Sekundärrohstoffen ausKunststoff

16


■ VdS 2517 Sortierung, Aufbereitung und Lage-rung von brennbaren Sekundärrohstoffen,Richtlinien für den Brandschutz

5 Auswirkungen beim Brand vonKunststoffen

5.1 Freigesetzte Stoffe beiKunststoffbränden

Wie bei allen organischen Stoffen entstehen beimBrand von Kunststoffen überwiegend Kohlendi-oxid, Kohlenmonoxid, Ruß und Wasser (Dampf).

Kunststoffe können - quasi in Umkehrung ihrerHerstellung - depolymerisieren oder pyrolytischzersetzt werden, so dass neben dem brennbarenGas Kohlenmonoxid auch andere brennbareGase entstehen. Darüber hinaus gibt es bei denfolgenden Kunststoffen spezifische Zersetzungs-und Brandfolgeprodukte.

Hart-PVC brennt unter Verkohlung mit grün ge-säumter Flamme, die nach Entfernen der Zünd-quelle sofort erlischt. Weich-PVC hingegen kannje nach Art und Menge des zugesetzten Weichma-chers mit rußender Flamme weiterbrennen.

17


Abbildung 5 : Verwertungsmöglichkeiten für Kunststoffe

Hart-PVC ist zwar schwer entflammbar, wird aberbeim Brand anderer Stoffe durch Flammen, heißeBrandgase oder Wärmestrahlung zersetzt.

Wird PVC auf Temperaturen über 150 °C und da-rüber hinaus aufgeheizt, werden große MengenChlorwasserstoff freigesetzt, die sich mit demebenfalls gebildeten Wasserdampf oder mitLöschwasser als Salzsäure niederschlagen bzw.kondensieren oder mit reaktionsfähigen Materia-lien umsetzen.

Bei höheren Temperaturen oder mit entsprechen-dem Stützfeuer brennt PVC wie Polyethylen oderPolypropylen. Bei der Verbrennung von PVC ent-stehen neben Kohlendioxid (CO2), Wasser (H2O),Kohlenmonoxid (CO) und Chlorwasserstoff (HCl)auch Spuren von Phosgen (COCl2). Besondersbeim Umgang mit großen Mengen PVC ist daherFolgendes zu beachten.

Bei der thermischen Zersetzung bzw. Verbren-nung können, je nach Zusammensetzung desPVC, bis zu ca. 550 Gramm reines HCl-Gas pro Ki-logramm PVC entstehen. Dies entspricht unterNormalbedingungen einer Menge von ca. 1,2 Kilo-gramm handelsüblicher konzentrierter Salzsäureoder ca. 330 Litern HCl-Gas.

Derart korrosive* Brandgase können erheblicheBrandfolgeschäden an Maschinen, Bauwerkenund Einrichtungen verursachen, da für die Auslö-sung des fortschreitend verlaufenden Korrosions-prozesses vielfach katalytische* Mengen Chlor-wasserstoff (HCl) ausreichen.

Eine getrennte Lagerung großer Mengen PVC vonleicht entflammbaren Stoffen reduziert das Risikoder HCl-Freisetzung (siehe Abschnitte 3.3 und4.1). Ein frühzeitiges Löschen eines Feuers kanndie potenziell freiwerdende HCl-Menge wesent-lich vermindern.

Polystyrol brennt unter Entwicklung von Ruß mitleuchtend gelber Flamme, die nach Entfernen derZündquelle selbstständig weiterbrennt.

Duroplaste sind auch bei hohen Temperaturennicht plastisch verformbar. Sie brennen ohne zuerweichen und zu fließen. Ihre Neigung, gasförmi-ge Zersetzungsprodukte zu bilden, ist gering. Dasie unter Wärmeeinwirkung an der Oberfläche zuverkohlen beginnen, tritt im günstigsten Fall keineZündung ein.

Im Falle eines Brandes entwickeln sich aus denKunststoffen Polyethylen (PE) und Polypropy-len (PP) neben Ruß, Kohlendioxid, Kohlenmon-

oxid und Wasser einige niedrigmolekulare Anteiledes PE bzw. PP, z.B. Paraffine, Olefine oder zykli-sche Kohlenwasserstoffe.

Bei der thermischen Zersetzung von fluorhaltigenKunststoffen, z.B. dem Polytetrafluorethylen,wird Fluorwasserstoffgas (HF) freigesetzt. Fluor-wasserstoff verbindet sich sehr leicht mit Wasserzu Flusssäure.

Ebenso können beim Brand der mit halogenhalti-gen Flammschutzausrüstungen versehenenKunststoffe Halogenwasserstoffe (Bromwasser-stoff bzw. Chlorwasserstoff) und andere halogen-organische Verbindungen freigesetzt werden.

Polyurethan depolymerisiert zu Isocyanaten undAlkoholen. Die in der Pyrolysezone entstehendenPolyisocyanate führen zu einer starken Rauchent-wicklung.

Darüber hinaus können bei der Verbrennung oderVerschwelung von organischen Stoffen immerauch geringe Spuren von Aromaten wie z.B. Ben-zol, Dibenzofuranen und Dibenzodioxinen, sowiepolycyclischen aromatischen Kohlenwasserstof-fen (PAK) freigesetzt werden. Wenn am Verbren-nungsprozess zusätzlich chlorhaltige Stoffe (z.B.PVC) beteiligt sind, können auch die entsprechen-den mono- bis polychlorierten aromatischen Ver-bindungen wie polychlorierte Dibenzodioxine(PCDD) und polychlorierte Dibenzofurane (PCDF)entstehen.

In der Tabelle 6 ist die mögliche Bildung von toxi-schen oder umweltgefährdenden Brandfolgepro-dukten aus Kunststoffen zusammenfassend wie-dergegeben.

Die in Tabelle 6 genannten Kunststoffe könnenbromhaltige Flammschutzmittel enthalten, ausdenen beim Brand Bromwasserstoff entstehenund sich unter besonderen Bedingungen auchpolybromierte Dibenzodioxine/-furane (PBrDD/PBrDF) bilden können.

Eingefärbte Kunststoffe enthalten Pigmente, diehäufig Metalloxide beinhalten.

Aus Weichmachern, die in größeren Mengen u.a.in PVC enthalten sein können, sind bei thermi-scher Einwirkung Phosphor- und Schwefelverbin-dungen zu erwarten.

18


5.2 Gefährdungseinschätzung undSchadstoffauswirkungen

Von entscheidender Bedeutung für die gebildeteSchadstoffmenge und die daraus resultierendeSchadstoffbelastung an der erkalteten Brandstellesind die Art und Menge des Brandgutes, derBrandverlauf und die Abführung der Rauchgase;diese Kriterien prägen das Brandbild.

Je weniger Hinweise sich für einen Brand unterSauerstoffmangel (Schwelbrand) finden lassen,umso weniger gravierend müssen die Verdachts-momente für das Auftreten von Schadstoffen ein-geschätzt werden. Ein helles Flammenbild wäh-rend des Brandes oder die Zerstörung und damitÖffnung von Dächern und Wänden stellen dage-gen Hinweise auf eine vollständige Verbrennungmit hohen Temperaturen und damit geringerWahrscheinlichkeit einer Schadstoffbildung dar.

Auch eine anzunehmende Schadstoffbildung be-deutet jedoch noch keine unmittelbare Gefähr-dung, sondern es muss zudem eine entsprechen-de Exposition* und gegebenenfalls ausreichendeBioverfügbarkeit* dieser Schadstoffe gegeben

sein. Unter Bioverfügbarkeit wird die Verfügbarkeitvon Schadstoffen für den menschlichen Organis-mus, hauptsächlich über den Transportweg Blut-bahn, verstanden. Auf Brandstellen sind Schad-stoffe mit geringem Dampfdruck häufig so starkadsorptiv* an Ruß gebunden, dass eine Aufnah-me über die Haut bei einer möglichen Beschmut-zung als gering angesehen werden kann.

5.2.1 Kohlendioxid (CO2)

EntstehungBei jeder Verbrennung organischen Materials ent-steht das erstickend wirkende Kohlendioxid.

FolgenKohlendioxid ist ein Gas, welches außer den ge-sundheitlichen Risiken (siehe unten) keine direktenAuswirkungen auf Sachwerte oder die Umwelt hat.

Grenz- oder RichtwerteMAK-Wert: 5000 ml/m³ (ppm), 9000 mg/m³

GesundheitsrisikenKohlendioxid kann zu Schleimhautreizungen, Atem-not, Krämpfen oder auch Atemstillstand führen.

19


Kunststoff(Kurzzeichen,vgl. Tabelle 1)

CO (toxisch /brennbar),CO2 (toxisch)

HCl, HF(korrosiv /toxisch)

HCN(toxisch /brennbar)

PAK(toxisch /brennbar)

PHDD/PHDF(toxisch)

starkrußend

PE #

PP #

PS # (#) #

PVC (hart u. weich) # ## (#) (#)

PU # ## (#)

PA # ##

PC #

PTFE # ##

POM #

ABS # ## #

PETP # (#)

PMMA #

PF #

UP #

SI #

Buna # (#) #

Chlorkautschuk # ## (#)

CO = Kohlenmonoxid; CO2 = Kohlendioxid; HCl = Salzsäure, Chlorwasserstoff; HF = Fluorwasserstoff;HCN = Blausäure, Cyanwasserstoff; PAK = polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe;PCDD = polychlorierte Dibenzodioxine; PCDF = polychlorierte Dibenzofurane

(#) Bildung des Schadstoffes in kleinen Mengen möglich# Bildung des Schadstoffes sehr wahrscheinlich## Bildung des Schadstoffes in größeren Mengen zu erwarten

Tabelle 6: Mögliche Bildung von toxischen oder umweltgefährdenden Brandfolgeprodukten ausKunststoffen (ohne Zuschlagstoffe)

5.2.2 Kohlenmonoxid (CO)

EntstehungBei jeder Verbrennung organischen Materials ent-steht neben dem erstickend wirkenden Kohlendi-oxid auch das giftige Kohlenmonoxid (Kohlen-stoffmonoxid). Besonders bei unvollständigerVerbrennung und beim Verschwelen ist der Anteilan CO stark erhöht.

FolgenKohlenmonoxid ist ein Gas, welches außer dengesundheitlichen Risiken (siehe unten) keine Aus-wirkungen auf Sachwerte oder die Umwelt hat. InGegenwart von Kohlenstoff liegt es im Gleichge-wicht mit Kohlendioxid (Boudouard-Gleichge-wicht) vor.


Gesundheitliche RisikenDie meisten Todesopfer im Zusammenhang mitBränden fordert eine akute Vergiftung mit CO. Dietödlichen Konzentrationen von CO betragen12.500 ppm (1,25 %) in 5 Minuten, 7.600 ppm(0,76 %) in 10 Minuten und 4.600 ppm (0,46 %) in-nerhalb von 30 Minuten.

5.2.3 Chlorwasserstoff (HCl),Bromwasserstoff (HBr)

EntstehungPyrolyse* von halogenorganischen* Verbindun-gen (z.B. PVC, Kunststoffe mit halogenhaltigenflammhemmenden Zusätzen, Halogenkohlen-wasserstoffe).

FolgenHalogenwasserstoffe und deren Niederschlägekönnen je nach Werkstoff und relativer Luftfeuch-tigkeit auf metallischen Oberflächen zur Auslö-sung eines fortschreitend verlaufenden Korro-sionsprozesses führen. Eine zunehmendeReaktionsbeschleunigung erfolgt bei steigenderrelativer Luftfeuchtigkeit ab etwa 45 %.

Zement- und kalkgebundene Baustoffe reagierenmit Halogenwasserstoffsäure* zum entsprechen-den Calciumsalz (Kontaminationsphase). Baufol-geschäden sind nur dann möglich, wenn Halogeni-de bis zur Stahlarmierung vordringen (Verteilungs-phase), wenn dort Feuchtigkeit vorliegt, die Alkalitätdes Betons abgesunken und die unten aufgeführ-ten Grenzwerte überschritten sind.

Grenz- oder Richtwerte

MAK-Wert* Chlorwasserstoff (HCl):8 mg/m³ (TRGS 900)

MAK-Wert Bromwasserstoff (HBr):2 ml/m³ (ppm), 6,7 mg/m³ (TRGS 900)

Korrosiv kritischer Richtwertbei Metallen:> 10 µg Halogenid/cm²

Korrosiv kritischer Richtwertfür Stahlbeton:> 0,06 % Cl, bezogen auf Beton

entsprechend:> 0,40 % Cl, bezogen auf Zement

Sanierungsziel:Unterschreiten dieser Grenzen

Abfallgrenzwert:Keiner

Gesundheitliche RisikenHCl- und HBr-Gase reizen Augen und Schleim-häute der Atemwege. Die Halogenwasserstoffnie-derschläge beinhalten nur ein geringes dermalesGefährdungspotenzial (Hautreizungen).

5.2.4 Cyanwasserstoff / Blausäure (HCN)

EntstehungDie Verbrennung einer Vielzahl von stickstofforga-nischen Verbindungen, also auch der entspre-chenden Kunststoffe (siehe Tabelle 4), führt ne-ben der Bildung anderer stickstoffhaltigerSchadgase auch zur Freisetzung des sehr giftigenCyanwasserstoffs.

FolgenCyanwasserstoff ist ein Gas, welches außer dengesundheitlichen Risiken (siehe unten) keine Aus-wirkungen auf Sachwerte oder die Umwelt hat.


Gesundheitliche RisikenCyanwasserstoff ist ein nach bitteren Mandeln rie-chendes sehr giftiges Gas, welches in geringenKonzentrationen sehr schnell zum Tode führt. Dietödlichen Konzentrationen von HCN betragen 570ppm (0,057 %) in 5 Minuten, 290 ppm (0,029 %) in10 Minuten und 110 ppm (0,011 %) innerhalb 30Minuten.

20


5.2.5 Polycyclische AromatischeKohlenwasserstoffe (PAK)

EntstehungPyrolyse* und De-Novo-Synthese* jeglichen or-ganischen Materials.

FolgenAblagerung als Kondensat auf Oberflächen vonGebäuden und Inventar, wobei die PAK in der Re-gel adsorptiv* an Ruß- bzw. Brandrückstände ge-bunden sind.

Grenz- oder RichtwerteNach TRGS 905* ist Benzo(a)pyren als Krebs er-zeugender, erbgutverändernder, die Fortpflan-zungsfähigkeit beeinträchtigender und fruchtschä-digender Stoff der Kategorie 2 derGefahrstoffverordnung (GefStoffV) eingestuft. Zu-bereitungen und Gemische, die Benzo(a)pyren ab0,005 Massenprozent enthalten, gelten nach § 35Abs. 3 GefStoffV und nach TRGS 551* als Krebs er-zeugend.

TRK-Wert* (Benzo(a)pyren):0,002 mg/m³ (TRGS 900)

Sanierungsziel:< 100 µg/m² Gesamtsumme der 16 Verbindungennach EPA*-Empfehlung

Abfallgrenzwert:für Hausmülldeponie 25 - 200 mg/kg(länderspezifisch)

Gesundheitliche RisikenEine Vielzahl der PAK* zählen zu den Krebs erzeu-genden bzw. Krebs fördernden Verbindungen mitBenzo(a)pyren als Leitsubstanz.

Eine Gesundheitsgefährdung ist allerdings nur beieiner Langzeiteinwirkung und bei Überschreitungder o.g. Grenzwerte zu befürchten. Hierbei ist zuberücksichtigen, dass die biologische Verfügbar-keit* wegen der starken adsorptiven* Bindung anRuß gering ist.

5.2.6 Polyhalogenierte p-Dibenzodioxine(PHDD) und Dibenzofurane (PHDF)*

EntstehungPyrolyse* von organischen oder anorganischenHalogenverbindungen in Kombination mit organi-schem Material (De-Novo-Synthese bei Verbren-nungsprozessen).

Es sind 75 Dioxin- und 135 Furankongenere mög-lich, jeweils mit Chlor- (PCDD/PCDF) bzw. Brom-

substitution (PBDD/PBDF). Werden die möglichengemischt halogenierten Kongenere* berücksich-tigt, so erhöht sich die Zahl auf über 5000.

FolgenAblagerung als Kondensat auf Oberflächen vonGebäuden und Inventar. Die PHDD/F* sind in derRegel adsorptiv* an Ruß- bzw. Brandrückständegebunden.

Grenz- oder RichtwerteDie Grenz- oder Richtwerte sind auf2,3,7,8-TCDD* bzw. die in 2,3,7,8-Stellung chlo-rierten Kongeneren* ausgerichtet.

2,3,7,8-TCDD ist nach TRGS 905* als Krebs erzeu-gender Stoff der Kategorie 2 nach Anhang I derGefahrstoffverordnung (GefStoffV) eingestuft. Zu-bereitungen und Gemische, die 2,3,7,8-TCDD ab2 x 10-7 Massenprozent enthalten, gelten nach§ 35 (3) Verordnung zum Schutz vor gefährlichenStoffen (Gefahrstoffverordnung - GefStoffV) alsKrebs erzeugend.

Nach TRGS 557* und Anhang der TRGS 102 lfd.Nr. 42 TRK gilt für chlorierte Dibenzodioxine und-furane ein Luftgrenzwert von 50 pg TE*/m3 (er-fasst nach der Gesamtstaubdefinition). Dieser inder TRGS 557 verankerte Luftgrenzwert findet je-doch keine Anwendung auf Sanierungs- und Ab-brucharbeiten sowie unfallartige Ereignisse.

Sanierungsziel bei kontaminierten Oberflächen:< 50 ng TE/m²

In Räumen für gelegentlichen Aufenthalt:<100 ng TE/m²

Abfallgrenzwert:<1000 ng/kg TE(länderspezifisch)

Gesundheitliche RisikenEinmalig hohe Exposition mit PHDD/F* kann zuChlorakne führen, wiederholte Aufnahme kleinerMengen zu chronischer Intoxikation. Letzterekann sich durch die Anreicherung der PHDD/F imKörperfett in Form von Überpigmentierungen, Le-berparenchymschädigungen, Störungen desFettstoffwechsels oder Auslösung von Krebs äu-ßern. Für eine derartige Giftwirkung nach wieder-holter Aufnahme über einen längeren Zeitraum(Chronische* Intoxikation) wird derzeit folgenderWert für unbedenklich gehalten:

TDI-Wert* (tolerable daily intake):1 bis 10 pg TE*/kg Körpergewicht und Tag (nachWHO* und BGA*)

21


Bei Brandschäden ist zu berücksichtigen, dassdie biologische Verfügbarkeit* wegen der starkenadsorptiven* Bindung der PHDD/F an Ruß geringist. Selbst bei Hautkontakt, inhalativer oder oralerAufnahme von Ruß adsorbierten PHDD/F kannvon einer minimalen Resorption ausgegangenwerden. Berufstypische Krankheitssymptomesind weder aus dem Bereich der Feuerwehr nochaus dem Kreis der Brandschadensanierungsfir-men bekannt.

Die bromhaltigen Dioxine und Furane werden be-züglich ihrer Toxizität zurzeit den Chlorverbindun-gen gleichgestellt.

5.2.7 Polychlorierte Biphenyle (PCB)*

EntstehungBei Freisetzung oder Verdampfung von Isolierflüs-sigkeiten aus Kondensatoren, Transformatorenoder Hydraulikflüssigkeiten sowie als Ausga-sungsprodukt von Weichmachern aus dauerelas-tischen Dichtungsmassen und Beschichtungen.

FolgenAblagerung als Kondensat auf Oberflächen vonGebäuden und Inventar oder als Flüssigkeitsan-sammlung mit permanenter Ausgasung in dieRaumluft.

Grenz- oder RichtwerteMAK-Wert*:0,05 ml/m³ entsprechend 0,5 mg/m³(nach TRGS 900 bei 54 % Chlor)

0,1 ml/m³ entsprechend 1 mg/m³(nach TRGS 900 bei 42 % Chlor)

Sanierungsziel:< 100 µg/m²

Abfallgrenzwert:für Hausmüllentsorgung 25 - 100 mg/kg(regional unterschiedlich)

Gesundheitliche RisikenDie akute Toxizität* (Giftwirkung nach einmaligeroder kurzzeitiger Aufnahme) von reinem PCB* istgering.

Als kritisch ist die chronische Belastung (wieder-holte Aufnahme über einen längeren Zeitraum)durch PCB* mit Auswirkungen auf die Leber anzu-sehen. Grund ist das hohe Akkumulationsvermö-gen, die hohe Fettlöslichkeit, die hohe chemischeStabilität und die geringe biologische Abbaubar-keit. Gefahren erhöhend wirken sich die herstel-lungs- und betriebsbedingten Belastungen von

PCB-Produkten durch Polychlorierte Dibenzofu-rane aus, die zusätzlich durch chemischeUmsetzung beim Brand entstehen.

5.3 Umweltschutzmaßnahmen

Art, Menge und Zusammensetzung der Verbren-nungsprodukte hängen entscheidend von Brand-gut und den Brandbedingungen ab. Je wenigerHinweise sich für einen Brand unter Sauerstoffman-gel (Schwelbrand) finden lassen, umso wenigergravierend müssen die Verdachtsmomente für dasAuftreten von Schadstoffen eingeschätzt werden.

Mit der Abkühlung der Brandstelle werden die ver-bleibenden organischen Schadstoffe*, insbeson-dere die hoch siedenden Brandfolgeprodukte wiePAK*, PCB* und PHDD / PHDF*, zunehmend ad-sorptiv* an Ruß gebunden. Gerade die stabile Bin-dung an Ruß ist dafür verantwortlich, dass die bio-logische Verfügbarkeit* von im Brandfallgebildeten organischen Schadstoffen nach demAbkühlen und der vollständigen Deposition starkvermindert ist. Aus diesem Grund besteht bei derkurzzeitigen Begehung der kalten Schadenstellezum Zweck einer ersten Übersicht grundsätzlichkeine Gesundheitsgefährdung.

5.3.1 LöschwasserrückhaltungBei der Herstellung und Lagerung von Kunststof-fen sind in jedem Fall Vorkehrungen zu treffen,dass anfallendes Löschwasser nicht in offene Ge-wässer oder das Grundwasser gelangt.

So werden beispielsweise zur Herstellung der Du-roplaste je nach gewünschten Kunststoffeigen-schaften u.a. folgende Ausgangsstoffe eingesetzt:Phenol, Formaldehyd, Hexamethylentetramin, Di-alkohole (meist C2- bis C4-Diole), ungesättigteSäuren (Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid), ge-sättigte Säuren (Phthalsäure), Styrol, Polyole(Bisphenol A, Novolak), Epichlorhydrin, Harnstoffoder Malein. Alle diese Stoffe sind toxisch für Was-serorganismen und dürfen daher nicht in Bodenund Grundwasser oder in offene Gewässer gelan-gen. Ihre Dämpfe und Stäube wirken auf dieSchleimhäute der Augen und Atemwege stark rei-zend und können zum Teil zu schweren Gesund-heitsschäden führen oder sogar tödlich wirken.

Auch bei der Lagerung von größeren MengenKunststoffen, die zwar selbst nicht Wasser gefähr-dend, deren Verbrennungsprodukte aber teilweiseWasser gefährdend sein können, sind Maßnahmenzum Auffangen von kontaminiertem Löschwassererforderlich (siehe Hinweis auf die brandschutz-technischen Regelungen in Abschnitt 4.1).

22


Unter dem Begriff Löschwasserrückhaltung sollenalle Maßnahmen verstanden werden, die dazu ge-eignet sind, das bei einer Brandbekämpfung an-fallende Löschwasser am unkontrollierten Abflie-ßen zu hindern.

Eine Orientierungshilfe zur Bemessung vonLöschwasser-Rückhalteanlagen geben:

VdS 2557 Richtlinien für Löschwasser-Rückhalte-anlagen - Planung und Einbau (in Vorbereitung)

VdS 2564 Richtlinien für Löschwasser-Rückhalte-anlagen - Anforderungen und Prüfmethoden fürBauteile und Systeme (in Vorbereitung)

Richtlinie zur Bemessung von Löschwasser-Rück-halteanlagen beim Lagern Wasser gefährdenderStoffe (LöRüRL)

Löschwasser-Rückhalteanlagen sind offene odergeschlossene Becken, Gruben oder in ihrer Funk-tion vergleichbare Räume oder Behälter und de-ren Ausrüstung, die dazu bestimmt und geeignetsind, verunreinigtes Löschwasser bis zum Zeit-punkt der ordnungsgemäßen Entsorgung aufzu-nehmen. Löschwasser-Rückhalteanlagen müs-sen ausreichend flüssigkeitsdicht sein und denstatischen Belastungen, die auf Grund des aufge-stauten Löschwassers auftreten, standhalten. Siedürfen nur als Auffangraum für die Rückhaltungeventuell auslaufender gelagerter Flüssigkeiteneingesetzt werden, wenn zusätzlich die gesetzli-chen Anforderungen an Auffangräume erfüllt sind.

Brandbekämpfungsmaßnahmen dürfen durchAbleiten und Rückhalten des Löschwassers nichtbehindert werden. Abfließendes Löschwasserdarf beim Ableiten nicht zur Brandausbreitung bei-tragen. Teile des Kanalnetzes, die für die Lösch-wasserrückhaltung genutzt werden sowie Abläufezu zentralen Löschwasser-Rückhalteanlagen,müssen auf dem Betriebsgelände liegen. Das Ein-beziehen des öffentlichen Kanalnetzes in die Pla-nung der Löschwasser-Rückhalteanlage ist nichterlaubt.

Für die Löschwasserrückhaltung sind grundsätz-lich bauliche stationäre Lösungen den mobilenLösungen vorzuziehen. Nur bei nachzurüstendenLägern sollte in Abhängigkeit von der Größe desLagers und der Wassergefährdungsklasse der ge-lagerten Stoffe eine Kombination aus stationärerund mobiler Löschwasserrückhaltung Anwen-dung finden.

Im konkreten Einzelfall muss geprüft werden, ob

■ Brandbekämpfungsmaßnahmen ungehindertdurchgeführt werden können,

■ der Schutz von Lagergut und Einrichtungen(Maschinen, elektrische und elektronische Ge-räte usw.) vor Korrosion nicht eine sofortige Re-duzierung der Luftfeuchtigkeit erfordert oder

■ durch aufgestautes Löschwasser im Lagerbe-reich nicht Betriebsunterbrechungsschäden zubefürchten sind, die Investitionskosten für eineaußerhalb des Lagerbereichs installierteLöschwasser-Rückhalteanlage finanziell über-steigen würden.

Zu den baulichen stationären Lösungen gehörenz.B.:

■ Drainagesystem im Lagerbereich mit Ablauf zueinem eigens errichteten und mit dem Lager imfreien Zulauf verbundenen Rückhaltebeckenoder Behälter. Becken und Behälter müssen fürdie Aufnahme des verunreinigten Löschwas-sers entsprechend dicht und beständig sein.Abhängig von den örtlichen Gegebenheitenkann die Förderung des Löschwassers auchmittels geeigneter Pumpen erfolgen.

■ Ausbildung der Grundfläche des Lagers alsAuffangraum, z.B. mittels Aufkantungen,Schwellen, Rampen evtl. in Verbindung mit Auf-fangrinnen. Dieser Auffangraum ist so zu be-messen, dass er zusätzlich zu dem gesetzlichvorgeschriebenen Rückhaltevolumen für dieAufnahme eventuell freigesetzter Lagerflüssig-keit, die berechnete Löschwassermenge auf-nehmen kann.

■ Benutzen von Teilen einer Abwasseranlage,z.B. Absetzbecken oder Ausgleichsbehälter inder betrieblichen Kanalisation, als Auffangvor-richtung. Die Kanalisation und die Rückhalte-möglichkeiten müssen der Bauart nach für diezu erwartenden Stoffe im Löschwasser geeig-net sein. Die Zuleitungskanäle müssen nach-weislich dicht sein. Gegenüber dem weiterenKanalnetz müssen die Zuleitungen sofort abge-trennt werden können. Dadurch dürfen bei an-deren Einleitern in den Kanal keine schädlichenRückstauwirkungen auftreten. Die Einbindungdes öffentlichen Kanalnetzes in die Löschwas-serrückhaltung ist nicht zulässig.

■ Flüssigkeitsdichte Freilagerflächen und Lade-zonen mit Gefälle, die gegen den unkontrollier-ten Ablauf zum Rand hin durch eineumlaufende Aufkantung gesichert sind; dieEntwässerung sollte über eine Sammelgrubemit Notschieber erfolgen.

23


Zu den mobilen Lösungen zählen z.B.:

■ Löschwasser-Barrieren (Auslaufsperren) inDurchfahrten und Durchgängen

■ Gully-Abdeckklappen■ Abdeckhauben und Abdichtkissen

(mit Wasser oder Sand gefüllt)■ Magnetfolien■ aufblasbare Dichtkissen (z.B. Gully-Ei)■ Spezialfahrzeuge der Feuerwehr mit Tanks,

Pumpen und Flüssigkeitssaugern■ mobile Auffangbehälter

(Faltbehälter, Container usw.)■ Doppelkammerschläuche als Flüssigkeitssperre

Löschwasser-Barrieren (Auslaufsperren) dienender Vermeidung des Auslaufens von verunreinig-tem Löschwasser aus Durchfahrten und Durch-gängen von baulichen Anlagen. Sie können daherwesentlicher sicherheitstechnischer Bestandteileiner Löschwasser-Rückhalteanlage sein.

In jedem Fall ist für die Wirksamkeit der Rückhalte-systeme sicherzustellen, dass in dem betroffenenBereich der Untergrund flüssigkeitsdicht ausge-bildet ist und kein direkter Bodenablauf in die Ka-nalisation besteht. Bestimmte wassergefährden-de Stoffe machen darüber hinaus spezielleBeschichtungen und Materialien erforderlich.

5.3.2 Entsorgung von LöschwasserIm Brandfall fällt in der Regel Löschwasser an, dasdurch Löschmittel, Brandgut oder andere Stoffeverunreinigt ist. Ist das zurückgehaltene Lösch-wasser durch Wasser gefährdende Stoffe verun-reinigt, ist mit den Betreibern der Kläranlagen undden zuständigen Behörden vorsorglich ein Kon-zept für die Löschwasserentsorgung festzulegen.Vor jeder Löschwassereinleitung ist eine Rück-sprache mit den Betreibern der Kläranlage not-wendig, insbesondere dann, wenn Sonderlösch-mittel oder Schaumzusätze benutzt worden sind.

5.3.3 BrandrückständeEs empfiehlt sich, schon bei den Abbruch- undAufräumungsarbeiten auf eine getrennte Erfas-sung der Brandrückstände zu achten. Die Entsor-gung definierter separierter Abfälle ist nicht nurweniger problematisch, sondern die Rückständekönnen zugleich auch unter Gewinnung von Wert-stoffen, Aussortierung recyclingfähiger Materia-lien, Trennung der Reststoffe mit Minimierung dermöglicherweise als Sonderabfall zu entsorgenderBrandrückstände rasch beseitigt werden.

Brandrückstände lassen sich grob unterteilen in:

■ Bauschutt (Bauteile, Abbruch usw.)■ Brandschutt (Tapeten, Teppiche, Mobiliar, Tex-

tilien elektrische Geräte usw.)■ abgebrannte bzw. verkohlte Kunststoffteile■ Rückstände aus den Reinigungsmaßnahmen■ asbesthaltige Rückstände

In jedem Fall ist es zu vermeiden, dass Verschmut-zungen aus den kontaminierten in nicht kontami-nierte Bereiche verschleppt werden.

Weiter gehende Hinweise zur Sanierung und Ent-sorgung sind beispielsweise den Empfehlungendes Bundesgesundheitsamtes (Bundesgesund-heitsblatt 1/90, Empfehlungen zur Reinigung vonGebäuden nach Bränden) oder den Richtlinien zurBrandschadensanierung (VdS 2357) des Gesamt-verbandes der Deutschen Versicherungswirt-schaft (GDV) zu entnehmen.

Brandrückstände sind in Absprache mit den Auf-sichtsbehörden nach Maßgabe der für die Entsor-gung von Hausmüll/Sperrmüll geltenden landes-rechtlichen Vorschriften zu sammeln und zuentsorgen.

5.3.4 BrandgaseBei Bränden entstehen aus allen organischen Ma-terialien wie z.B. Holz, Wolle oder Kunststoffen mitdem Sauerstoff der Luft Brandgase. Diese kön-nen, unabhängig davon, ob es sich um Naturstoffeoder Kunststoffe handelt, grundsätzlich toxische,die Umwelt oder Wasser gefährdende Substan-zen enthalten.

Die Verdünnung der Brandgase tritt nach groberAbschätzung mit der dritten Potenz der Entfer-nung ein. Nach dieser Schätzung beträgt die Kon-zentration in 100 m nur noch 1/1000 und nach1000 m lediglich 1/100000 der Anfangskonzentra-tion. So betragen bei Waldbränden die Kohlendi-oxid-Konzentrationen in der Nähe des Feuers inder Regel 200 ppm und sinken in 30 m Entfernungauf unter 10 ppm ab. Die potenzielle akute Gefähr-dung der weiteren Umgebung durch Brandgaseist demnach eher als gering einzustufen.

Bei einem Brand sind Fenster und Türen zu schlie-ßen, Klimaanlagen abzuschalten und im weiterenden Anordnungen der Einsatzleitung (Feuerwehroder Polizei) Folge zu leisten. Sie entscheidet bei-spielsweise, ob eine Räumung der benachbartenGebäude notwendig ist.

24


6 Glossar

Abbrandgeschwindigkeit: Unter festgelegtenPrüfbedingungen in einer Zeiteinheit verbrannteFläche oder Länge eines Materials (nach DIN50060).

Additiv: Zuschlagstoff für Kunststoffe, um Eigen-schaften und Aussehen zu verändern.

Adsorption/adsorptiv: Anreicherung eines Stof-fes an der Oberfläche eines Festkörpers durchMolekularkräfte (Adhäsion). Eine besonders star-ke Adsorptionswirkung zeigen fein verteilte undporöse Stoffe, wie Ruß und Feinstaub, wegen ihrergroßen inneren Oberfläche (z.B. Aktivkohle bis zu500 m²/g).

Aromaten: Unter Aromaten wird die Klasse deraromatischen Verbindungen verstanden, derenbekanntester Vertreter Benzol samt seinen Ab-kömmlingen und Kondensationsprodukten ist.Das gemeinsame Bauprinzip der Moleküle sindplanare Ringsysteme mit nicht lokalisierten Dop-pelbindungen.

Akute und chronische Toxizität: siehe Toxizität.

BGA: Bundesgesundheitsamt; die Aufgaben desBGA werden seit 1996 vom Umweltbundesamt(UBA) wahrgenommen.

Biologische Verfügbarkeit (Bioverfügbarkeit):Darunter wird die Verfügbarkeit von Schadstoffenfür den menschlichen Organismus über die Blut-bahn verstanden. Damit diese überhaupt eine Wir-kung entfalten können, müssen die Schadstoffeentweder in einer verfügbaren Form aufgenom-men oder im Körper entsprechend freigesetzt wer-den. Für Schadstoffe aus Brandschäden bedeutetdies, dass deren biologische Verfügbarkeit wegender starken adsorptiven Bindung an Ruß in der Re-gel gering ist.

Brandlast: Summe der Wärmeenergien, die beiVerbrennung aller brennbaren Stoffe in einem Be-reich frei werden können (nach DIN 50060); wirdoft auch auf die Fläche des Bereiches bezogenund in MJ/m² angegeben.

De-Novo-Synthese: Reaktionen von in der Flam-menhitze erzeugten Radikalen unter Bildung neu-er Verbindungen.

Depolymerisation: Zerfall von langkettigen Mole-külen (Polymeren) in kürzere Bruchstücke, z.B.durch Verbrennung.

Duroplast: Engmaschig vernetzter Kunststoff;durch Erwärmung nicht plastisch verformbar (vgl.Tabelle 2).

endotherme Prozesse: Chemische Reaktionen,die unter Wärmeaufnahme aus der Umgebung ab-laufen.

Elastomer: Weitmaschig vernetzter Kunststoff mitelastischen Eigenschaften (vgl. Tabelle 2).

Entflammbarkeit: Eigenschaft eines Materialsoder Produkts, unter festgelegten Prüfbedingun-gen mit Flammenbildung brennen zu können(nach DIN 50060).

Entflammungstemperatur: Niedrigste Tempera-tur eines Materials, bei der unter festgelegten Prüf-bedingungen die sich bildenden brennbarenGase mit einer Zündquelle entflammt werden kön-nen (vgl. Tabelle 4).

Entzündungstemperatur: Niedrigste Temperatureines Materials, bei der unter festgelegten Prüfbe-dingungen eine anhaltende Verbrennung einge-leitet werden kann; wird auch als Zündtemperaturbezeichnet.

EPA: Environmental Protection Agency (Umwelt-behörde der USA).

Erweichungstemperatur: Temperatur, bei derPolymere vom glasigen oder hartelastischen in ei-nen gummielastischen Zustand übergehen.

Exposition: Ein Organismus ist Schadstoffenausgesetzt und es besteht die Möglichkeit, dassdiese über die Haut, die Atemwege oder durchVerschlucken aufgenommen werden.

Flash over: Schlagartiges Übergreifen einesBrandes auf die Oberfläche aller brennbaren Stof-fe in einem geschlossenen Raum (nach DIN50060); auch Feuerübersprung genannt.

GDV: Gesamtverband der Deutschen Versiche-rungswirtschaft e.V.

Gefahrstoffe / Schadstoffe: Gefahrstoffe sind ge-mäß § 3 Abs. 1 GefStoffV die in § 19 Abs. 2 ChemG(Chemikaliengesetz) bezeichneten Stoffe, Zube-reitungen und Erzeugnisse, nämlich

■ gefährliche Stoffe und Zubereitungen nach § 3asowie Stoffe und Zubereitungen, die sonstigechronisch schädigende Eigenschaften besitzen,

■ Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse, die ex-plosionsfähig sind,

25


■ Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse, aus de-nen bei der Herstellung oder Verwendung Stoffeoder Zubereitungen nach Nummer 1 oder 2 ent-stehen oder freigesetzt werden können,

■ Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse, die er-fahrungsgemäß Krankheitserreger übertragenkönnen.

Schadstoffe im Sinne der Richtlinien VdS 2357können über o.g. Definition “Gefahrstoffe” hinausStoffe oder Stoffgemische (Reinstoff, Produkt, Er-zeugnis, Rückstand, Reststoff, Abfall) sein, die beiEintrag in Ökosysteme oder Aufnahme durch le-bende Organismen oder an Sachgütern nachteili-ge Veränderungen hervorrufen können.

GefStoffV: Verordnung zum Schutz vor gefährli-chen Stoffen (Gefahrstoffverordnung - GefStoffV).Zweck der GefStoffV ist es, durch Regelungenüber die Einstufung, über die Kennzeichnung undVerpackung von gefährlichen Stoffen, Zubereitun-gen und bestimmten Erzeugnissen sowie überden Umgang mit Gefahrstoffen den Menschen vorarbeitsbedingten und sonstigen Gesundheitsge-fahren und die Umwelt vor stoffbedingten Schädi-gungen zu schützen, insbesondere sie erkennbarzu machen, sie abzuwenden und ihrer Entstehungvorzubeugen.

Halogene/halogenorganische Verbindungen:Als Halogene (griech.: Salzbildner) bezeichnetman die chemischen Elemente Fluor, Chlor,Brom, Iod und Astat. Folglich versteht man unterhalogenorganischen Verbindungen Kohlenstoff-verbindungen, die neben funktionellen Gruppenwie Alkohol-, Aldehyd- oder Ketongruppen auchHalogene wie Chlor und Brom enthalten (z.B.Chlorkohlenwasserstoffe, Pentachlorphenol(PCP), Brombenzol).

Heizwert: Wärmemenge, die bei der vollständi-gen Verbrennung eines Materials frei wird, wobeisich das bildende Wasser im dampfförmigen Zu-stand befindet.

Hydrierung: Bezeichnung für die normalerweisekatalytisch ablaufende Einführung von Wasser-stoff in organische Verbindungen.

Katalysatoren/katalytisch: Stoffe, die die Aktivie-rungsenergie zum Ablauf einer bestimmten Reak-tion herabsetzen und dadurch die Reaktionsge-schwindigkeit erhöhen, ohne im Endprodukt derReaktion zu erscheinen.

KLT: Kleinladungsträger; in der Industrie häufiganzutreffende Lager- und Transportbehälter ausPE und PP.

Kongenere: Unter Kongeneren wird die Vielzahlvon Einzelsubstanzen eines in Anzahl und Stel-lung unterschiedlich substituierten Grundkörpers,z.B. des p-Dibenzodioxins oder Dibenzofurans,verstanden. Bei gleicher Anzahl, aber verschiede-ner Stellung der Substituenten handelt es sich umIsomere.

Kontamination: Der Begriff stammt aus der Medi-zin und bedeutet Verseuchung mit schädlichen,insbesondere radioaktiven Stoffen. Teilweise wirdauch heute noch umgangssprachlich von “ver-seuchtem” an Stelle von schadstoffbelastetemBoden, Wasser usw. gesprochen. Um die durchMikroorganismen hervorgerufenen Seuchen ein-deutig von einer “Schadstoffbelastung” abzu-grenzen, sollte letztere ausschließlich als Konta-mination bezeichnet werden.

Konzentrationsangaben: Im Zusammenhangmit Brandschäden sind grundsätzlich drei Artenvon Konzentrationsangaben möglich. Die in einerentnommenen Probe enthaltene Schadstoffmen-ge kann entweder auf

■ das Gewicht der Probenmenge,■ die Fläche, von der sie abgewischt wurde, oder■ das angesaugte Luftvolumen

bezogen werden.

Übliche gewichts- bzw. massebezogene Konzen-trationseinheiten sind:

1 ppm (part per million) = 1 mg/kg= 10-3 g/kg (m=milli)

1 ppb (part per billion) = 1 µg/kg= 10-6 g/kg (µ=mikro)

1 ppt (part per trillion) = 1 ng/kg= 10-9 g/kg (n=nano)

1 ppq (part per quadrillion) = 1 pg/kg= 10-12 g/kg (p=piko)

Übliche oberflächenbezogene Konzentrationsan-gabe: ng/m²

Übliche volumenbezogene Konzentrationsanga-be: pg/m³ bzw. ng/m³

korrosiv: Ein angreifender Stoff, der chem. oderelektrochem. wirkt und zur Materialzerstörungdurch Korrosion (lat.: zernagen) führt, wird als kor-rosives Mittel oder Angriffsmittel bezeichnet.

26


LCKW: Leicht verdampfbare Chlorierte Kohlen-wasserstoffe

Löschwasserrückhaltung: Maßnahmen zur Ver-hinderung von unkontrolliertem Abfließen von beider Brandbekämpfung anfallendem Löschwasser.

MAK: Der MAK-Wert (maximale Arbeitsplatz-Kon-zentration) gibt die höchstzulässige Konzentrationeines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz an, dieauch bei langfristiger Exposition (8 Stunden täg-lich, 40 Stunden wöchentlich) die Gesundheitnicht beeinträchtigt. Er wird von einer Kommissionbegründet und in einer Technischen Regel veröf-fentlicht.

NATO/CCMS: North Atlantic Treaty Organizati-on/Committee of the Challenges of Modern Society(Nord-Atlantik-Pakt/Komitee “Herausforderungender modernen Gesellschaft”)

PAK - Polycyclische Aromatische Kohlenwas-serstoffe: Sie entstehen bei unvollständiger Ver-brennung organischen Materials. Einige Substan-zen dieser Stoffklasse gelten als Krebs erzeugen-de Schadstoffe, wobei das Benzo(a)pyren alsLeitsubstanz dient.

PCB - Polychlorierte Biphenyle: PCB fanden aufGrund ihrer Eigenschaften (u. a. Unbrennbarkeit,thermische Stabilität, chemische Resistenz) frühereinen breiten Anwendungsbereich, z.B. als Isolier-und Kühlmittel oder Hydraulikflüssigkeiten. DaPCB herstellungsbedingt unterschiedlich hoheMengen an PCDD/PCDF* enthalten, wurde ihreHerstellung eingestellt (Verordnung über Verboteund Beschränkungen des Inverkehrbringens ge-fährlicher Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnissenach dem Chemikaliengesetz, Chemikalien-Ver-botsverordnung - ChemVerbotsV). Bei der thermi-schen Belastung von PCB im Temperaturbereichvon 600 bis 900 °C können wie im Brandfall zusätz-lich Dioxine und Furane gebildet werden.

PCP - Pentachlorphenol: PCP wurde lange Zeitals wirksames Holzschutzmittel eingesetzt. Seit1989 sind allerdings Herstellung, Vertrieb und Ver-wendung verboten (Verordnung über Verbote undBeschränkungen des Inverkehrbringens gefährli-cher Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse nachdem Chemikaliengesetz, Chemikalien-Verbots-verordnung - ChemVerbotsV).

Petrochemie: Chemie der Erdölprodukte.

PHDD/PHDF - Polyhalogenierte p-Dibenzodio-xine und Dibenzofurane: Der Begriff “Dioxine”steht synonym für die 75 chlorierten p-Dibenzod-

ioxine (PCDD) und im erweiterten Sinne auch fürdie 135 Dibenzofurane (PCDF); die gleiche Kon-generenanzahl analoger Bromverbindungen(PBDD/PBDF) ist möglich. Unter Berücksichti-gung aller gemischthalogenierten Dioxine und Fu-rane (PHDD/PHDF = PHDD/F) handelt es sich umeinige Tausend Einzelverbindungen.

phlegmatisierende Füllstoffe: Zusatzstoffe, wel-che die Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinwir-kungen herabsetzen.

Polymer: Substanz, die aus Molekülen besteht, indenen eine oder mehrere Arten von Atomen oderAtomgruppierungen wiederholt aneinander ge-reiht sind.

Pyrolyse- (und Crackvorgänge): Als Pyrolysewird die thermische Zerlegung/Zerstörung vonMolekülverbindungen in organischen Stoffen un-ter Sauerstoffmangel verstanden. Wird die Pyroly-se in einem technischen Verfahren gezielt durch-geführt (z.B. Benzinherstellung), so wird in derRegel von Crackprozessen gesprochen.

Schadstoffe: siehe Gefahrstoffe.

TCDD: Das 2,3,7,8-Tetrachlor-p-dibenzodioxin(2,3,7,8-TCDD) stellt den bekanntesten und to-xischsten Vertreter aus der Gruppe derPHDD/PHDF* dar.

TDI-Wert: Der TDI-Wert (tolerable daily intake =duldbare tägliche Aufnahme) gibt für nicht willent-lich in die Umwelt eingebrachte Stoffe die täglicheHöchstdosis an, die auch bei lebenslanger Auf-nahme ohne gesundheitlichen Einfluss bleibt.

Thermoplast: Kunststoff mit linearem und ver-zweigtem Aufbau; durch Erwärmung erweich- undbearbeitbar (siehe Tabelle 2).

TE (Toxizitätsäquivalente): Die akute und chro-nische Toxizität der Vielzahl an Einzelverbindun-gen, die meist zusammenfassend als “Dioxine”bezeichnet werden, ist sehr unterschiedlich undkann bis zu einem Faktor von 10 000 variieren. ZurAbschätzung der Toxizität* von Kongenerengemi-schen polychlorierter Dibenzodioxine und -furanewurden Toxizitätsäquivalenzfaktoren (TEF) einge-führt, wobei dem 2,3,7,8-TCDD* als Vertreter mitder höchsten Giftigkeit ein TEF von 1 zugeordnetwurde. Für die toxikologisch wichtigsten Konge-neren*, die mindestens in 2,3,7,8-Stellung mitChlor substituiert sind, wurde die relative Wir-kungsintensität im Vergleich zu 2,3,7,8-TCDD* er-mittelt und entsprechende TEF festgelegt.

27


Die Toxizität eines Gemisches kann somit grobabgeschätzt werden, indem die Konzentration dereinzelnen Kongenere mit dem zugehörigen TEFmultipliziert und anschließend die Summe gebil-det wird. Das Ergebnis in Toxizitätsäquivalenten(TE) stellt dann angenähert das Risikopotenzialdar:

∑ TEi = ∑ Konzi x TEFi

Leider haben sich unterschiedliche Bewertungenentwickelt, so dass es Toxizitätsäquivalenzfakto-ren nach BGA*, EPA*, NATO/CCMS* und ande-ren Organisationen gibt. In Deutschland solltenmöglichst nur die TE nach BGA* oder die interna-tionalen TE (I-TE) Anwendung finden.

Toxizität: Giftigkeit eines Stoffes; man unterschei-det zwischen akuter Toxizität (Giftwirkung nacheinmaliger oder kurzzeitiger Aufnahme) und chro-nischer Toxizität (Giftwirkung nach wiederholterAufnahme während längerer Zeit), wobei auf derkalten Brandstelle die Bedeutung der chronischenToxizität überwiegt.

TRGS: Technische Regeln für Gefahrstoffe(TRGS) geben den Stand der sicherheitstechni-schen, arbeitsmedizinischen, hygienischen sowiearbeitswissenschaftlichen Anforderungen an Ge-fahrstoffe hinsichtlich Inverkehrbringen und Um-gang wieder. Sie werden vom Ausschuss für Ge-fahrstoffe (AGS) aufgestellt und von ihm derEntwicklung entsprechend angepasst. Die TRGSwerden vom Bundesminister für Arbeit und Sozial-ordnung im Bundesarbeitsblatt bekannt gegeben.

TRK: Technische Richtkonzentration; für eine ReiheKrebs erzeugender und erbgutverändernder Ar-beitsstoffe können keine MAK-Werte* ermittelt wer-den. Die Gründe dafür liegen darin, dass sich Krebserst nach Jahren und unter Umständen erst in künf-tigen Generationen manifestiert. Absolute Wir-kungsgrenzkonzentrationen lassen sich in Tierver-suchen grundsätzlich nicht ermitteln und auf denMenschen übertragen. Da bestimmte Krebs erzeu-gende Stoffe technisch unvermeidbar sind und Ex-positionen gegenüber diesen Stoffen nicht ausge-schlossen werden können, ist es notwendig, hierfürRichtwerte (die Technische Richtkonzentrationen,TRK) zu schaffen, um die notwendigen Arbeits-schutzmaßnahmen treffen zu können.

Verbrennungswärme: Wärmemenge, die bei derVerbrennung eines Materials unter bestimmtenPrüfbedingungen frei wird.

Verwertung: Kreislaufwirtschafts- und Abfallge-setz: Das “Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirt-

schaft und Sicherung der umweltverträglichen Be-seitigung von Abfällen (KrW/AbfG)” hat die Förde-rung der Kreislaufwirtschaft zur Schonung der na-türlichen Ressourcen und die Sicherung derumweltverträglichen Beseitigung von Abfällenzum Ziel. Es unterscheidet zwischen “Abfällen zurVerwertung” und “Abfällen zur Beseitigung”.

Gemäß der Auflistung in den verschiedenen Be-stimmungsverordnungen (Bestimmungsverord-nung besonders überwachungsbedürftige Abfäl-le, BestbüAbfV; Bestimmungsverordnungüberwachungsbedürftige Abfälle zur Verwertung,BestüVAbfV) unterliegt die Entsorgung dieser Ab-fälle unterschiedlichen Nachweisverfahren. DieDurchführung der Verfahren wird in der Nachweis-verordnung, NachwV, geregelt.

Gewerbliche Erzeuger von “Abfällen zur Verwer-tung” unterliegen keiner Überlassungspflicht ge-genüber den öffentlich-rechtlichen Entsorgungs-trägern.

Die thermische Verwertung ist bei Einhaltung defi-nierter Kenngrößen abfallwirtschaftlich der stoffli-chen Verwertung gleichzusetzen.

VKE: Verband der Kunststoff erzeugenden Indu-strie e.V.

Wasser gefährdende Stoffe: Substanzen, diegeeignet sind, Gewässer zu verunreinigen odersonst in ihren Eigenschaften nachteilig zu verän-dern. Wasser gefährdende Stoffe werden von derBundesregierung durch Rechtsverordnung mitZustimmung des Bundesrates bestimmt. Die Stof-fe sind in vier Wassergefährdungsklassen (WGK)eingeteilt. Noch nicht im Katalog aufgenommeneStoffe sind vorsorglich als Wasser gefährdendeanzusehen, solange über die Einstufung nochnicht entschieden ist. Die Wasser gefährdendenStoffe sind festgelegt in der Allgemeinen Verwal-tungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetz überdie Einstufung Wasser gefährdender Stoffe inWassergefährdungsklassen (Verwaltungsvor-schrift Wasser gefährdende Stoffe - VwVwS).

WHO: World Health Organization (Weltgesund-heitsorganisation der UNO).

28


7 Literatur

Allgemeine Literatur

Roth, Lutz: Chemie-Brände und Vorsorgemaß-nahmen; Ecomed Verlagsgesellschaft mbH,Landsberg/Lech, 1998

Isterling, Fritz (Hg.): Handbuch BetrieblicherBrandschutz; Kriminalistik Verlag, Heidelberg,1988

Troitzsch, Jürgen: International Plastics Flamma-bility Handbook, Principles-Regulations, Testingand Approval; Carl Hanser Verlag, München,Wien, New York, 1990

Carlowitz, Bodo: Kunststofftabellen; SchiffmannTabellenverlag, Bensberg, 1973

Kunststoffe, Werkstoffe unserer Zeit; Arbeitsge-meinschaft Deutsche Kunststoffindustrie, Frank-furt a.M., 1989

Saechtling, Hansjürgen: Kunststoff Taschenbuch;Carl Hanser Verlag. München, Wien, 1983

Falbe, Jürgen (Hg.): Römpp Chemie Lexikon;Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1992

Gesetze, Verordnungen, behördlicheRichtlinien und Empfehlungen

Empfehlungen zur Reinigung von Gebäudennach Bränden; Bekanntmachung des Bundesge-sundheitsamtes, veröffentlicht in: Bundesgesund-heitsblatt 1/90, S. 32, 1990

Umweltbundesamt, Pressestelle,Postfach 33 00 22, 14191 BerlinInternet: www.umweltbundesamt.de

Muster einer Richtlinie zur Bemessung von Lösch-wasser-Rückhalteanlagen beim Lagern Wassergefährdender Stoffe (LöRüRL)

Verlag Ernst & Sohn, Bühringstraße 10, 13086 Ber-linInternet:www.wiley-vch.de/ernst+sohn/index.html

Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasser-haushaltsgesetz über die Einstufung Wasser ge-fährdender Stoffe in Wassergefährdungsklassen(Verwaltungsvorschrift Wasser gefährdende Stof-fe - VwVwS)

Gesetz zur Vermeidung, Verwertung und Beseiti-gung von Abfällen; Artikel 1 Gesetz zur Förderung

der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umwelt-verträglichen Beseitigung von Abfällen(Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz - KrW-/AGesetz zum Schutz vor gefährlichen Stoffen (Che-mikaliengesetz - ChemG)

Verordnung über Verbote und Beschränkungendes Inverkehrbringens gefährlicher Stoffe, Zube-reitungen und Erzeugnisse nach dem Chemika-liengesetzes (Chemkalien-Verbotsverordnung -ChemVerbotsV)

Verordnung über Verwertungs- und Beseitigungs-nachweise (Nachweisverordnung - NachwV)

Verordnung zum Schutz vor gefährlichen Stoffen(Gefahrstoffverordnung - GefStoffV)

Verordnung zur Bestimmung von besondersüberwachungsbedürftigen Abfällen (Bestim-mungsverordnung besonders überwachungsbe-dürftige Abfälle - BestbüAbfV)

Verordnung zur Bestimmmung von überwa-chungsbedürftigen Abfällen zur Verwertung (Be-stimmungsverordnung überwachungsbedürftigeAbfälle zur Verwertung -BestüVAbfV)

Bundesanzeiger Verlagsgesellschaft mbH,Postfach 13 20, 53003 BonnInternet: www.bundesanzeiger.de

Normen

DIN 4102-1 Brandverhalten von Baustoffen undBauteilen; Baustoffe, Begriffe, Anforderungen undPrüfungen

DIN 50060 Prüfung des Brandverhaltens vonWerkstoffen und Erzeugnissen, Begriffe

Beuth Verlag GmbH, 10722 BerlinInternet: www.beuth.de

Technische Regeln

Technische Regeln für Gefahrstoffe

TRGS 102 Technische Richtkonzentrationen (TRK)für gefährliche Stoffe

TRGS 514 Lagern sehr giftiger und giftiger Stoffein Verpackungen und ortsbeweglichen Behältern

TRGS 515 Lagern brandfördernder Stoffe in Ver-packungen und ortsbeweglichen Behältern

29


TRGS 551 Teer und andere Pyrolyseprodukteaus organischem MaterialTRGS 557 Dioxine (polyhalogenierte Diben-zo-p-Dioxine und Dibenzo-Furane)

TRGS 900 Grenzwerte in der Luft am Arbeitsplatz“Luftgrenzwerte - MAK- und TRK- Werte”

TRGS 905 Verzeichnis Krebs erzeugender, erb-gutverändernder oder fortpflanzungsgefährden-der Stoffe

Technische Regeln Druckgase

TRG 280 Allgemeine Anforderungen an Druck-gasbehälter; Betreiben von Druckgasbehältern

Technische Regeln für brennbareFlüssigkeiten

TRbF 110 LägerTRbF 210 Läger

Verlag W. Kohlhammer GmbH,Heßbrühlstraße 69, 70565 Stuttgart

VdS-Publikationen

VdS 2000 Brandschutz im Betrieb

VdS 2001 Sicherheitsregeln für die Ausrüstungvon Arbeitsstätten mit Feuerlöschern

VdS 2030 Brandschutzplan, Anleitung und Hilfs-mittel für die Erstellung

VdS 2199 Brandschutz im Lager

VdS 2357 Richtlinien zur Brandschadensanie-rung

VdS 2513 Brandschutztechnische Richtlinien fürdie Lagerung von Sekundärrohstoffen aus Kunst-stoff

VdS 2517 Sortierung, Aufbereitung und Lagerungvon brennbaren Sekundärrohstoffen, Richtlinienfür den Brandschutz

VdS 2557 Richtlinien für Löschwasser-Rückhalte-anlagen, Planung und Einbau (in Vorbereitung)

VdS 2564 Richtlinien für Löschwasser-Rück-halteanlagen - Anforderungen und Prüfmethodenfür Bauteile und Systeme (in Vorbereitung)

VdS Schadenverhütung, Verlag,Amsterdamer Straße 174, 50735 KölnInternet: www.vds.de

30


Herausgeber: Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. (GDV)

Verlag: VdS Schadenverhütung GmbH • Amsterdamer Str. 174 • D-50735 KölnTelefon: (0221) 77 66 - 0 • Fax: (0221) 77 66 - 341

Copyright by VdS Schadenverhütung GmbH. Alle Rechte vorbehalten.

Kunststoffe - VdS...1) Bei allen Kunststoffen tritt oberhalb der Zersetzungstemperatur in Gegenwart...

Documents

Transcript of Kunststoffe - VdS...1) Bei allen Kunststoffen tritt oberhalb der Zersetzungstemperatur in Gegenwart...