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Dräger Safety und Schuberth Head
Protection Technology setzen auf Kopfschutzsysteme
aus duroplastischen
Materialien
In der Vergangenheit wurde bereits häufiger
das Thema Helme und deren Wärmebelastbarkeit
in Bezug auf die Materialien
Duro- und Thermoplaste diskutiert. Diese
Diskussion wollen wir hier aufnehmen.
Die CEN TC162 Joint Working Group/Firefighters
Personal Protective Equipment hat
in ihrer Risikobeurteilung für Feuerwehrleute
drei Arbeitsbereiche festgelegt:
- Routinebereich
- Gefahrenbereich und
- Notfallbereich
Diese Daten basieren auf Studien, die weltweit
mehrfach verifiziert wurden. Eine der
bekanntesten, für die Praxis relevanten und
anwendbaren Ergebnisse, ist die Tabelle
nach N. Hoeschke aus dem Projekt „Fires“
(siehe Seite 5). Diese Tests wurden Anfang
der siebziger Jahre unter Beteiligung
der NASA in den USA ins Leben gerufen
und durchgeführt, um die Schutzbekleidung
für Feuerwehrleute zu verbessern. Derartige
Tests zeigen deutlich das Temperaturspektrum,
mit denen sich Einsatzkräfte in ihrer
Arbeit konfrontiert sehen. Sie formulieren
zudem die Anforderung für Feuerwehrhelme,
nicht nur im Routine-, sondern auch
im gesamten Gefahrbereich sowie auch
kurzzeitig bei im Notfallbereich auftretenden
Temperaturen wirksamen Schutz für
den Helmträger zu bieten. Auch der Helmtest des BUK (Bundesverband
der Unfallkassen), in Zusammenarbeit
mit dem Deutschen Feuerwehrverband,
zeigte bei vielen – zu diesem Zeitpunkt auf
dem Markt erhältlichen – Feuerwehrhelmen
Schwächen bei Hitzebeständigkeit und
Brandverhalten auf. Diese Tatsache hat eine
schon längst überfällige neue Diskussion
über das richtige Material entfacht.
Kooperative Helmentwicklung
In Kooperation mit der Schuberth Head Protection
Technology in Braunschweig, begann Dräger
Safety im Jahr 2002 mit der Entwicklung von
zwei neuen Feuerwehrhelmen. Die eindeutige
Zielsetzung war es, ein neues, allumfassend
sicheres Kopfschutzsystem für die
Feuerwehren und Hilfsorganisationen zu
entwickeln. Daher auch die Namensgebung
Dräger Head Protection System, kurz Dräger
HPS. Mit den Modellen Dräger HPS 4100
und HPS 6100 liefert Dräger Safety den vorläufig
neuesten Beitrag dazu.
Das Head Protection System erfüllt nicht nur
die Anforderungen an einen sicheren Helm,
sondern sorgt für zusätzlichen Schutz und
Komfort.
Halbschalen-Helm
Der Dräger HPS 4100 fällt in den klassischen
Bereich des Halbschalenhelms wie
er sich in Deutschland und auch anderen
Ländern, z. B. Schweden, schon etabliert hat.
Die Helmschale des HPS 4100 besteht aus
einem glasfaserverstärkten, duroplastischen
Kunstharz. Dieses mit einem speziell entwickelten
Harzsystem ausgestattete Material
zeichnet sich u. a. durch eine extreme Kältesowie
Hitzebeständigkeit aus. Das Design
des Helmes basiert auf der PASGT-Form (Personnel Armor System for Ground
Troops), der international üblichen und bewährten
Militärhelmform. Übernommen wurde
hier der Ansatz, eine bewährte Militärhelmform
als Feuerwehrhelm einzusetzen, wie
dies bereits bei dem DIN-Feuerwehrhelm
der Fall war. Dieses Konzept ist durch Funktionalität
geleitet und verspricht ein geringes
Gewicht von maximal 950 Gramm.
Der Helm verfügt über eine Vierpunktebebänderung
mit Nackenriemen aus flammfestem
Aramid, einer herausknöpfbaren und
waschbaren Nomex-Innenausstattung, die der
Hygiene zuträglich ist und Dekontamination
einfach macht. Zwei Aufnahmepunkte ermöglichen
eine leichte Montage des dreistufig
arretierbaren Visiers aus klarsichtigem
Spezial-Polycarbonat. Als Zubehör gibt es
auch eine Schutzbrille nach EN 166 mit der
Kennzeichnung 2-1.2U1B9KN, die über eine
optionale Schlaufe auf der Rückseite des
Helmes zu befestigen ist.
Den Dräger HPS 4100 gibt es in den beiden
Kopfgrößen H2 (verstellbar von 53 bis 61
cm) und H3 (verstellbar von 59 bis 64 cm).
Der Helm erfüllt die DIN EN 443: 1997
inklusive aller Optionen -40 °C, 14 kW/m2,
sowie E2 und E3. Die lang nachleuchtende
Farbe 10/1,1-140 W-K nach DIN mit umlaufenden
reflektierenden Streifen aus hochhitzebeständigem
Material wurde natürlich
auch hier wieder verwendet. |
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Mit dem Dräger HPS 6100 wurde das bewährte
Konzept eines Vollschalenhelms mit dem bekannten und in vollem Umfang abwärtskompatiblen
Supra-System übernommen.
Er basiert ebenfalls auf der duroplastischen
Helmschalentechnologie.
Die Form der Helmschale ermöglicht die
problemlose Benutzung eines Funk- bzw.
Telefonhörers. Der Träger wird damit nicht
gezwungen, zwischen Kommunikation und
Sicherheit zu entscheiden. Das integrierte,
kratzfeste Visier (DIN EN 166) kann bei
Nichtgebrauch mit einem Handgriff in die
Helmschale eingeschoben werden. Die
Frontplatte des HPS 6100 bietet Platz für
Hoheitsabzeichen, Stadtwappen, Rangabzeichen
oder Wachnummern.
Die flammfeste, waschbare Nomex-Innenausstattung
ist Standard. Optionale Sonderausstattungen
erhöhen den Tragekomfort.
In die Entwicklung beider Helme sind
Know-how und neueste Forschungsergebnisse
der beiden Technologieführer in
punkto „Kopfschutz und Atemschutz“ aus
Braunschweig und Lübeck eingeflossen.
Dabei hat Dräger erstmalig auf das thermoplastische
Material verzichtet, zu Gunsten
des eindeutig leistungsstärkeren duroplastischen
Materials. Für die Entwickler war
es eine Entscheidung für die Sicherheit des
Feuerwehrmanns.
Temperaturbeständig
Thermoplastische Materialien, wie z. B.
Polyethylen, sind – wie der Name impliziert
– dauerhaft thermisch verformbar. Bestandteile,
die aus diesem Material gefertigt
wurden, verlieren teilweise ihre Formbeständigkeit
– sprich Festigkeit – bereits ab
Temperaturen von 100 °C. Eigenschaften,
die im kalten Zustand des Materials bestehen,
verändern sich mit Zunahme der
Temperatur gravierend. Bei Temperaturen
zwischen 200 und 250 °C sind sowohl die
Stoß- als auch die Durchdringungsfestigkeit
des Materials stark herabgesetzt, bei 250
bis 300 °C nehmen thermoplastische Materialien
bereits eine flüssige Form an.
Verwendet man einen thermoplastischen
Helm in der Brandbekämpfung – bei der
Temperaturen von 250 °C durchaus keine
Seltenheit sind – kann der Helm Belastungen,
die zum Beispiel bei den Stoß-
und Durchdringungsprüfungen zum Tragen
kommen, nicht standhalten.
Duroplastische Materialien
Duroplastische Materialien, wie z. B. glasfaserverstärkter
Kunststoff, sind Verbundstoffe,
entstanden durch das Zusammenfügen
zweier unterschiedlicher Komponenten
mit Hilfe von Temperatur und Druck, die
nur im Zwischenstadium ihrer Verarbeitung
plastisch geformt werden können. Im Endzustand
sind sie dauerhaft ausgehärtet und
erweichen auch bei hohen Temperaturen
nicht.
Fazit: Unter sehr hohen Temperaturen
behält kein Thermoplast (auch kein faserverstärktes)
auch nur annähernd die
mechanische Festigkeit eines Duroplast-
Helmes.
Betrachtet man alle Fakten in Bezug auf
die Eigenschaften der derzeitig auf dem
Markt erhältlichen Helmmaterialien, fällt
die Entscheidung eindeutig zu Gunsten des
duroplastischen Materials.
Kopfschutzsystem aus der Praxis
In Bezug auf die Frage nach einem Test,
der ein realistisches Gesamtbild widerspiegelt,
empfiehlt sich der Nordtest (Personal
Protective Equipment for firefighters-Complete
suit test in hazardous conditions), wie
er in Skandinavien schon seit Anfang der
neunziger Jahre praktiziert wird. Hier stellen
sich Feuerwehrleute für den Test unter
kontrollierbaren Bedingungen zur Verfügung.
Der Proband durchläuft fünf Minuten
lang einen Standardparcours in einem
Testraum, der auf einer Höhe von 1,2 m
eine Durchschnittstemperatur von 250 °C
und auf 2,2 m von 320 °C hat. Der Proband
ist mit Temperatursensoren auf der Haut
versehen sowie mit einem Sensor zwischen
Flammschutzhaube und Helm. Die Temperatur
dieser Sensoren darf während des
fünfminütigen Tests nicht über 47 °C ansteigen.
Dieser Test sagt etwas über die
wahren Isolationswerte eines Feuerwehrhelmes
aus.
Erwähnt werden sollte auch, dass die Nordtest-
Methode sich auf die Tabelle nach
Hoeschke beruft, wenn es um die Wärmebelastungswerte
geht. Dieser Test ist
praxisgerecht durch das subjektive Empfinden
des Probanden und liefert reproduzierbare
wissenschaftliche Daten.
Dräger hat diesen Test sowohl mit den
Dräger HPS 6100 und dem Dräger HPS
4100 mit folgendem Ergebnis durchgeführt.
ST-3069-2004
- Dräger HPS 6100
Sehr gut (39,1 °C nach 5 min.)
- Dräger HPS 4100
Sehr gut (38,7 °C nach 5 min.)
Ergebnisse des Bundesverbandes der
Unfallkassen (BUK) zeigen, dass sich beim
DIN-Helm aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit
des Materials Aluminium schon
nach rund 5 Minuten auf der Testkopfoberfläche,
d. h. unterhalb der Flammschutzhaube
nach prEN 13911 eine Temperatur
> 55 °C einstellte, die zu Verbrennungen
am Kopf des Trägers und zum Ausscheiden
nach DIN EN 443 und dem Nordtest
führen würde.
Die Schale des Aluminiumhelms...
- leitet elektrischen Strom
- hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit
- Schlechtere Durchdringungsfestigkeit als duroplastische Feuerwehrhelme.
- Helmschalen aus Auluminiumlegierungen
bieten keinen Schutz vor herabtropfendem,
flüssigem Metall, da sie durch ihre
Wärmeleitfähigkeit sofort die Temperatur
der Metallschmelze annehmen und selbst
durchschmelzen (passiert nicht bei einer
Duroplasthelmschale).
Der Neue Normenentwurf prEN 443 beinhaltet
folgende Punkte wie sie nach dem
BUK-Test von den Feuerwehren gefordert
wurden:
- Generelle Festlegung der Bestrahlungsstärke auf die höhere Option 14 kW/m2
- Verlängerung der Bestrahlungsdauer von 3 min auf 8 min.
- Zusätzliche Prüfung der Stoßdämpfung-Prüfung der Durchdringungsfestigkeit gegenüber scharfkantigen Gegenständen nach der achtminütigen Beaufschlagung mit Wärme (14 kW/m2) innerhalb 60 sec.
- Prüfung des Helmverhaltens bei Flammeneinwirkung in Anlehnung an den "Flame-Engulfment-Test" nach DIN EN 137
Christian Jährling
Dräger Safety AG & Co. KGaA
Stephan Rode
Schuberth Head Protection Technology
rode@schuberth.de
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Dräger Safety AG & Co. KGaA |
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