E-Autos sind auf dem Vormarsch und stellen eine immer größere Herausforderung dar – für Feuerwehren und Abschleppdienste, Werkstätten und Parkhausbetreiber, ja sogar Fährunternehmen. Im Falle eines Brandes müssen Einsatzkräfte schnell und effektiv handeln können, um die Umgebung zu schützen und größere Schäden zu verhindern. Eine wichtige Rolle in diesem Zusammenhang spielen die
großformatigen Löschdecken, die speziell für die Bekämpfung von Bränden bei E-Autos entwickelt wurden. Weil Akkubrände nicht oder nur schwer gelöscht werden können, hat sich der Begriff Brandbegrenzungsdecke durchgesetzt. In diesem Artikel werden die Vorteile und Nachteile der unterschiedlichen Arten dieser Brandbegrenzungsdecken besprochen.
Funktionsweise großformatiger Brandbegrenzungsdecken
Großformatige Löschdecken sind in der Regel aus feuerbeständigen Materialien hergestellt. Sie können auf das brennende Auto aufgelegt werden, um ein Übergreifen des Feuers auf andere Objekte, also umstehende Fahrzeuge
oder auch die Bausubstanz, zu verhindern. Die Decken reduzieren die Ausbreitung von Rauch und Hitze und verschaffen den Einsatzkräften mehr Zeit zur Brandbekämpfung.
Welche Kriterien spielen bei der Bewertung von Brandbegrenzungsdecken eine Rolle?
Sie sollen leicht zu handhaben sein und möglichst wiederverwendbar. Dabei sollen sie optimal für die speziellen Aspekte von E-Bränden ausgelegt sein.
Betrachten wir die Bedeutung der verschiedenen Eigenschaften im Einzelnen.
Leitfähigkeit
Die Leitfähigkeit ist ein wichtiger Faktor für die Wahl des richtigen Materials. So verfügen moderne E-Autos zwar über Abschaltsysteme, die sicherstellen sollen, dass im Falle eines Unfalls oder Brandes kein Strom mehr fließt. Aber funktioniert das immer?
Ist eine Brandbregrenzungsdecke leitfähig, dann kann sie elektrischen Strom schnell ableiten und eine Ausbreitung des Brandes verhindern. Wird ein Deckenmaterial verwendet, dass ein guter elektrischer Leiter ist, wird allerdings die Gefahr von Personenschäden erhöht. Es kann es zu Stromschlägen kommen, wenn Körper mit dem Stromfluss in Berührung kommen.
Also verzichten die meisten Hersteller auf den Aspekt der Stromableitung und verwenden Material, das nicht leitfähig ist.
Gesundheitliche Bedenken
Hier geht es insbesondere darum, ob Fasern oder Partikel abgegeben und ggf. eingeatmet werden können. Dies kann unter anderem langfristig zu Schädigungen der Lunge führen.
Mehrfachnutzbarkeit
Bei der Frage, ob eine Brandbegrenzungsdecke mehrfach eingesetzt werden kann, wird die Festigkeit betrachtet, aber auch die Flexibilität. Wird ein Material nach Hitzeeinwirkung steif und brüchig, ist es nicht für mehrfache Verwendung geeignet. Bleibt es hingegen flexibel und behält seine Wirksamkeit gegen Brände, kann es mehrfach eingesetzt werden.
Reiß- und Schnittfestigkeit
Eine Brandbegrenzungsdecke wird hohen Belastungen ausgesetzt. Das Material muss eine hohe Zugkraft aushalten, wenn die Decke über ein Fahrzeug gelegt wird. Verunfallte Fahrzeuge weisen oft gefährliche, scharfe Kanten auf. Meist wird das gesamte Gewicht der Decke über zwei Griffe bewegt. Reißt die Decke, kann sie nicht vernünftig aufgelegt werden.
Dasselbe gilt auch für das Abnehmen der Decke. Hervorstehende Spitzen oder Kanten können die Decke beschädigen.
Temperaturbeständigkeit
Die Hitzebeständigkeit ist ein entscheidender Faktor. Sie hängt von der Materialkomposition ab. Neben der Wahl des Materials spielen auch die Grammatur und die Stärke der Beschichtung eine Rolle. Eine dickere oder beschichtete Decke kann eine höhere Hitzebeständigkeit aufweisen, als eine dünnere oder unbeschichtete Decke aus demselben Material. Die Temperaturbelastbarkeit kann nur im Verbund betrachtet werden.
Witterungsbeständigkeit
Hier geht es um die Auswirkungen von UV-Licht, Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit auf das Material bzw. die Materialkombination, denn die meisten Decken bestehen aus einem Basisgewebe mit einer Beschichtung.
Welche Materialen werden für großformatige Brandbegrenzungsdecken für E-Auto-Brände verwendet?
Die Eigenschaften des verwendeten Materials schlagen sich in den Eigenschaften des Endprodukts nieder. Moderne Brandbegrenzungsdecken bestehen oft aus
Kombinationen, sind speziell behandelt oder beschichtet. Es gilt, die Stärken und Schwächen eines Materials auf den jeweiligen Einsatzfall abzustimmen.
Basismaterial Silica
Basismaterial E-Glas
Silica
Silica-Materialien bestehen fast ausschließlich aus Siliciumdioxid SiO₂. Dieses ist eines der am häufigsten vorkommenden Mineralien auf der Erde und liegt in vielen verschiedenen Kristallformen vor: als Quarz, Kieselsäureanhydrit oder Sand. In der Bauindustrie ist es bei der Herstellung von Zement und Beton nicht wegzudenken. Wegen der enormen Feuer- und Temperaturfestigkeit, chemischer sowie UV-Strahlungsbeständigkeit werden Werkstoffe aus Silica bevorzugt eingesetzt, wo Feuerfestigkeit als Barriere gegen das Übergreifen von Flammen unerlässlich ist, aber auch Beständigkeit gegen aggressive chemische Medien bzw. Strahlungsenergie eine tragende Rolle spielen.
E-Glas
E-Glas verfügt aufgrund seiner speziellen anorganischen Zusammensetzung über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften, sehr gute mechanische Festigkeiten und eine Dauertemperaturbeständigkeit bis zu 550 °C. Die aus E-Glas gesponnenen Glasfasern finden hauptsächlich als Verstärkungsfasern in Kunststoff verarbeitenden Industrien, für thermische und elektrische Isolationszwecke sowie Brandschutztextilien vielfachen Einsatz. Hier zahlt sich die Unbrennbarkeit aus.
Für dauerhafte Temperaturen oberhalb 650 °C ist E-Glas jedoch nicht geeignet. Die Glasfasern ändern in diesen Bereichen ihre Struktur und verlieren massiv an mechanischer Stabilität.
Basismaterial Spezialglas
Basismaterial Carbon
Spezialglasfasergewebe
Spezialglasfasergewebe ist ein Werkstoff aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Es ist leicht und bietet eine gute elektrische Isolierung. Die geringe Dicke des Gewebes erlaubt es, kompakt verpackte Brandbegrenzungsdecken zu schaffen. Seine Temperaturbeständigkeit von 1.000 °C über einen längeren Zeitraum hält einem Akkubrand prima stand.
Carbon
Carbon ist umgangssprachlich eine Bezeichnung für das chemische Element Kohlenstoff und seine daraus hergestellten Produkte. Werkstoffe aus Carbonfasern zeichnen sich – trotz ihres geringen Gewichts – durch eine enorme mechanische und thermische Belastbarkeit aus. Außerdem besteht eine gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien (z.B. den meisten Säuren und Laugen).
Seine gute elektrische Leitfähigkeit ist für viele Anwendungen nützlich – bei Brandbegrenzungsdecken jedoch eher bedenklich einzuschätzen.
Beschichtung mit Vermiculit
Beschichtung mit Silikon
Vermiculit
Dieses eher selten vorkommende Schichtsilikat gilt als unbrennbar. Es hat einen hohen Schmelzpunkt (ca. 1.315 °C) und ist elektrisch nicht leitend. Allerdings ist es porös, absorbiert beispielsweise auslaufende Chemikalien und wird aus diesem Grund von Abfallsammlern bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus als Füllstoff verwendet.
Silikon
Spezielles Silikon wird als Beschichtung verwendet. Es schützt meist von beiden Seiten das Deckengewebe. Weil ihm UV-Licht, Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen nichts anhaben können, es trotz der Undurchlässigkeit aber eine hohe Flexibilität aufweist, ist es ideal geeignet.
Wie schneiden also die unterschiedlichen Brandbegrenzungsdecken bei der Beurteilung ab?
Silica-Decke – z.B. VLITEX Silica
Diese Brandbegrenzungsdecke wird oft dann eingesetzt, wenn kein Silikon verwendet werden darf. In manchen hochtechnisierten Bereichen ist das der Fall. Vermiculit ist nämlich der Stoff, der für die Beschichtung von Silica-Decken verwendet wird.
Man nimmt dann die Nachteile des Materials in Kauf, lagert sie möglichst ohne Einfluss von UV-Licht oder Temperaturen und entsorgt die Decke nach einmaliger Benutzung. Das ist besonders deshalb erforderlich, weil die Vermiculit-Beschichtung sich mit Flüssigkeiten (meist Chemikalien, mindestens aber verunreinigtes Wasser) vollsaugt, die nicht mehr entfernt werden können.
Vermiculit schützt die Fasern der Decke wesentlich schlechter vor scharfen Kanten. Die Decke ist anfälliger für Risse. Außerdem ist der Rauch- und Gas-Rückhalteeffekt wesentlich geringer. Die Beschichtung dichtet einfach nicht so stark ab, wie die Silikonbeschichtung.
Ein Argument für die Silica-Decke ist die höhere Temperaturbeständigkeit. Nur – das ist ein schwaches Argument, denn so heiß werden selbst Akku-Brände nicht. Unsere Messungen im Rahmen von Versuchen haben Spitzen von gerade mal 1.300 °C aufgezeichnet. Dafür ist die Silica-Decke im Grunde überproportioniert.
Eingeschränkte Empfehlung von uns – eben für die oben genannten Fälle.
E-Glas-Decke – z.B. VLITEX Löschdecke Premium S
Meist werden bei Li-Ionen-Bränden „nur“ 600 – 800 °C gemessen – mit denen kommt die E-Glas-Decke klar. Doch ist immer mit kurzen Ausreißern nach oben zu rechnen und da zeigt das Material Schwächen. Eine E-Glas-Decke ist zudem – trotz Silikonbeschichtung – nicht für die mehrfache Nutzung geeignet. Sie wird beim Einsatz in der Regel zu stark strapaziert.
Empfehlung also für Bereiche mit hohem Brandrisiko, um schnell reagieren und bis zum Eintreffen der Feuerwehr Sicherungsmaßnahmen durchführen zu können.
Spezialglas-Decke – z.B. VLITEX Brandbegrenzungsdecke Premium M
Die Brandbegrenzungsdecke aus Spezialglasfasergewebe mit beidseitiger Silikonbeschichtung überzeugt. Sie ist reißfest, gesundheitlich unbedenklich und leitet nicht. Weil sie flexibel und dennoch fest bleibt, wenn sie einer längeren Hitzeeinwirkung ausgesetzt wurde, ist sie für die mehrfache Nutzung durchaus geeignet.
Als einzige Decke ist sie für den Einsatz bei Li-Ionen-Bränden zertifiziert.
Carbondecke
Eine Brandbegrenzungsdecke aus Carbon mit Silikonbeschichtung ist für den Einsatz bei Lithium-Ionen-Bränden bedingt geeignet. Einerseits punktet sie mit Witterungsbeständigkeit und hoher Reißfestigkeit. Andererseits stellen die elektrische Leitfähigkeit sowie die Gefahr der Lungenschädigung durch Fasern gravierende Nachteile dar.
Wir sind nicht überzeugt.
Zusammenfassung
Wir haben in diesem Blog die vier Hauptmaterialien für Brandbegrenzungsdecke betrachtet: Silica, E-Glas, Spezialglas und Carbon. Dazu schauten wir auf die unterschiedlichen Beschichtungen, Vermiculit und Silikon. Jedes Material hat seine Stärken und Schwächen, meist zeigt sich der volle Eindruck erst in der Bewertung der Gesamtkomposition.
Die Bekämpfung von Akkubränden, insbesondere bei E-Autos, ist ein wichtiger Sicherheitsaspekt. Eine sorgfältige Abwägung der verschiedenen Materialien von Brandbegrenzungsdecken kann dazu beitragen, eine effektive Lösung für die Eindämmung und Bekämpfung solcher Brände zu finden.
VLITEX
