Was Wasser im Feuer eigentlich tut
Wasser löscht Feuer – das weiß jedes Kind. Warum eigentlich, ist schon schwieriger zu beantworten. Und die Antwort erklärt, warum ein Liter Wasser im richtigen Moment mehr bewirkt als hundert Liter im falschen.
Was ein Feuer braucht
Damit etwas brennt, müssen mehrere Dinge zusammenkommen: ein brennbarer Stoff, Sauerstoff, genug Wärme, um die Zündtemperatur zu erreichen, und das richtige Mengenverhältnis zwischen Brennstoff und Luft. Fällt eine dieser Bedingungen weg, erlischt das Feuer. Jedes Löschmittel setzt an mindestens einer dieser Stellen an.
Wasser wirkt vor allem auf die Wärme. Es kühlt den brennenden Stoff und die heißen Gase unter die Temperatur, bei der sich die Verbrennung selbst erhalten kann. Dazu kommt ein zweiter Effekt, das Ersticken: Der entstehende Wasserdampf verdrängt den Sauerstoff.
Die Physik in Zahlen
Wie viel Wärme kann ein Liter Wasser aufnehmen? Um ihn von 15 auf 100 °C zu erwärmen, braucht es bei einer spezifischen Wärmekapazität von 4,19 kJ pro Kilogramm und Kelvin rund 356 kJ. Das ist aber der kleinere Teil. Um das Wasser anschließend zu verdampfen, braucht es noch einmal 2.257 kJ – mehr als sechsmal so viel.
Daraus folgt die wichtigste Lehre: Wasser kühlt vor allem dann gut, wenn es verdampft. Wasser, das als Pfütze auf dem Boden landet, hat kaum etwas gelöscht. Es hat nur Wasserschaden angerichtet.
Zum Vergleich: Ein brennendes Polstersofa kann in der Spitze einige Megawatt freisetzen, also einige Millionen Joule pro Sekunde. Rein rechnerisch reicht dafür schon etwa ein Liter Wasser pro Sekunde – wenn er vollständig verdampft. Ein Strahlrohr liefert ein Vielfaches davon. Der größte Teil des Wassers entfaltet seine Kühlwirkung in der Praxis aber nie.
Klein ist besser
Ob Wasser schnell verdampft, hängt vor allem an seiner Oberfläche. Ein Liter als einzelne Kugel hat eine Oberfläche von knapp 0,05 Quadratmetern. Zerteilt man denselben Liter in Tropfen von einem halben Millimeter Durchmesser, kommt man nach
auf rund 12 Quadratmeter – etwa das 250-Fache.
Deshalb lässt sich ein Hohlstrahlrohr zwischen Sprühstrahl und Vollstrahl verstellen: Der Sprühstrahl verteilt das Wasser fein, der Vollstrahl wirft es weit und tief in den Brandherd. Beides hat seinen Platz. Ein zu feiner Nebel erreicht das brennende Material womöglich nie, weil er schon in der heißen Luft verdampft oder vom Auftrieb mitgerissen wird.
1.700-mal mehr Platz
Der zweite Effekt ist weniger offensichtlich: Aus einem Liter Wasser werden bei 100 °C rund 1.700 Liter Dampf. In einem Raum, der mehrere hundert Grad heiß ist, sind es noch deutlich mehr, weil das Gasvolumen mit der absoluten Temperatur wächst. Bei 500 °C sind es schon knapp 3.500 Liter.
Das hat zwei Seiten. Der Dampf verdrängt Sauerstoff und Brandgase. Er drückt aber auch heiße Gase durch den Raum und kann die Einsatzkräfte selbst verbrühen. Wie viel Wasser wann und wie fein in einen Raum gegeben wird, ist deshalb eine Frage der Taktik und nicht nur der Menge.
Wann Wasser die falsche Wahl ist
Am drastischsten zeigt sich die Dampfausdehnung beim Fettbrand. Brennendes Speiseöl ist mehrere hundert Grad heiß und leichter als Wasser. Gießt man Wasser hinein, sinkt es unter das Öl und verdampft dort schlagartig. Der Dampf reißt das brennende Fett mit nach oben und zerstäubt es zu einer Stichflamme, die mehrere Meter hoch werden kann: die gefürchtete Fettexplosion.
Brennendes Öl im Topf wird deshalb erstickt – Deckel drauf, Herd aus – oder mit einem Fettbrandlöscher der Brandklasse F gelöscht, der für genau diesen Fall gemacht ist.
Wasser ist das älteste Löschmittel der Welt und bis heute das wichtigste. Aber es löscht nicht, weil es nass ist. Es löscht, weil es so viel Energie schluckt, bevor es zu Dampf wird.