Feuerschutzkleidung und Effizienz des Wärmeschutzes
Feuerschutzkleidung wird eingesetzt, um in verschiedenen Industrieanwendungen und bei der Brandbekämpfung Brandverletzungen zu vermeiden. Allerdings gibt es sehr oft Brandsituationen, in denen Feuerwehrangehörige einer extrem hohen Beaufschlagung konvektiver und Strahlungswärme sowie Flammen ausgesetzt sind. Daher erleiden jedes Jahr tausende Feuerwehrangehörige Brandverletzungen. In den USA belaufen sich die geschätzten Kosten für Brandverletzte Feuerwehrangehörige jährlich auf 2,8 bis 7,8 Milliarden US Dollar. Die meisten Verletzungen treten auf, wenn die zwischen den einzelnen Lagen der Feuerschutzkleidung angesammelte Energie plötzlich freigesetzt wird und zu Brandverletzungen führt.
Feuerschutzkleidung soll den Feuerwehrangehörigen von der thermischen Umgebung abschotten. Eine Reihe von Schutzschichten und Luftzwischenräume in der Kleidung verhindern, dass die Energie der Brandumgebung auf den Feuerwehrangehörigen übergeht. Werden diese jedoch zusammengepresst, kann die im Material gespeicherte Energie sich plötzlich freigesetzen und zu Brandverletzungen führen[1].
Um die Feuerwehrangehörigen gegen Wärme und Flammen zu schützen, wird Feuerschutzkleidung auf ihre Wärmeschutzeffizienz (Thermal Protection Performance TPP) geprüft. Die US Norm NFPA 1971 „Schutzkleidung zur Brandbekämpfung in Gebäuden“[2] beschreibt ein Prüfverfahren zur Wärmeschutzmessung und eine TPP Mindesteinstufung mit dem Ziel, die Zeit zu messen, bis konvektive und Strahlungswärme das Schichtensystem – bestehend aus Obermaterial, Nässesperre und Isolationsfutter - durchdringen und die menschliche Haut schädigen. Der TPP Test wurde auch als Norm ISO 17492 übernommen.
Das Prüfgerät besteht aus zwei Brennern die nach oben zur Mitte des Probekörpers – bestehend aus dem Schutzkleidungssystem – weisen und einem Strahler aus leistungsstarken Quarzröhren zwischen den Brennern, um so kombinierte konvektive und Strahlungswärme zu erzeugen.
Das Prüfergebnis beruht auf die erwartete Zeitspanne, die abläuft bis ein normales Individuum eine Verbrennung zweiten Grades in einer Flammenüberschlagssituation erleiden wird. Die tatsächliche TPP Einstufung setzt sich zusammen aus der Energiehöhe einer konstanten Kombination aus 50 % Strahlungswärme und 50 % konvektiver Wärme bei einem konstanten Wärmefluss von 84 kW/m² entsprechend einer Prüfbeaufschlagung von (2 cal/cm2/s) multipliziert mit 17,5 s. Die 17,5 s sind die Zeit, die ein Feuerwehrangehöriger benötigt, um zu fliehen, bevor er eine Verbrennung zweiten Grades erleidet. Dieses ergibt eine TPP Einstufung von 35. Höherer Feuerschutz kann durch höhere TPP Einstufungen erreicht werden, allerdings auf Kosten schwerer Materialien, die das Gewicht des Gesamtsystems erhöhen und so zu höherem Wärmestress beim Feuerwehrangehörigen führen. Daher stellt sich die Frage, ob die zusätzlich verfügbare Zeit von einigen Sekunden im Falle eines Flammenüberschlags gegenüber den heutigen leichteren Schutzkleidungssystemen zu bevorzugen ist[3].