Feuerwehr Bächingen

In den letzten Wochen kam es zum Brand einer ins Dach integrierten Solarthermieanlage im Landkreis. Wie die zuständige Kriminalpolizei Dillingen verlautete, war der Brand am späten Nachmittag von der Anlage ausgegangen und hatte auf die Dachkonstruktion übergegriffen. Dieser Fall reiht sich damit in eine immer länger werdende Liste von Bränden gleicher Art ein, die erst in den letzten Jahren vermehrt auftreten. Als Gemeinsamkeiten in den Schadensfällen finden sich meist:

• eine Indachanlage in Holzrahmenkonstruktion,
• Ausbruch war am Nachmittag eines sonnigen Tages,
• es wurde wenig Warmwasser abgenommen, z.B. weil die Bewohner verreist waren,
• daher war der Pufferspeicher komplett aufgeladen.

Wie sind diese Schäden zu erklären? Damit man das Problem begreifen kann, muß man die Grundlagen der Funktion der Anlage kennen. Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen, die aus Sonnenlicht elektrischen Strom gewinnen, erzeugt die Solarthermieanlage aus Sonnenlicht Warmwasser. Grob vereinfacht wird Wasser in Rohren durch einen schwarzen Kasten gepumpt, durch dessen Glasfläche die Sonne einstrahlt und das Wasser erhitzt. Weil die Anlagen meistens dann Warmwasser liefern, wenn es nur wenig gebraucht wird, ist ein Pufferspeicher unverzichtbarer Bestandteil der Installation. Über einen Wärmetauscher gibt das von der Sonne erhitzte Wasser seine Wärme an das Wasser im Pufferspeicher ab, das dadurch immer weiter erhitzt wird.

Stagnation
Irgendwann wird dieser Speicher komplett aufgeladen sein, d.h. er hat seine größtmögliche Endtemperatur erreicht und kann keine weitere Wärme mehr aufnehmen. Der Wasserkreislauf der Solaranlage kann demnach keine Wärme mehr abgeben und heizt sich immer weiter auf. Spätestens beim Erreichen der Siedetemperatur des Wassers geht er schließlich außer Betrieb. Das Wasser in der Kollektorfläche verwandelt sich in Dampf, wodurch die Temperatur der Rohre im Kollektor deutlich über 100 °C ansteigen kann; teilweise werden um die 200 °C erreicht. Dieser Fall wird „Stagnation“ genannt. Er tritt immer ein, wenn die gelieferte Energiemenge nicht mehr vom Puffer abgenommen werden kann. Ein Solarkollektor muß so gebaut sein, daß er auch diesen Betriebszustand aushält, weil, wie gesagt, in der Betriebszeit der Anlage immer wieder einmal damit zu rechnen ist. Je größer die Kollektorfläche, je kleiner der Pufferspeicher und je geringer die Warmwasserabnahme, desto öfter wird die Anlage in die Stagnation übergehen.

Eigenschaften von Holz
Wie aus einem in diesem Jahr populären Faschingslied bekannt, kann man aus Holz vieles machen, unter anderem eben auch die „schwarzen Kästen“ der Solarthermieanlagen. Holz hat viele günstige Eigenschaften dafür, aber auch eine problematische: es kann durch äußeren Wärmeeintrag verändert werden, wodurch seine Entzündungstemperatur deutlich abgesenkt wird. Nach Literaturangaben besitzt der Baustoff Holz eine Entzündungstemperatur von 280 bis 340 °C. Bei wiederkehrender Erhitzung auf Temperaturen zwischen 120 und 280 °C findet ein Wandlungsprozeß im Holz statt, der „thermische Aufbereitung“ genannt wird. Dieser Vorgang kann teilweise über Jahre hinweg dauern und führt dazu, daß die Entzündungstemperatur des Holzes bis auf 120 °C abgesenkt wird.

Brandursache
Der Brandausbruch in solchen Fällen erfolgt dort, wo die unisolierten Rohre des Kollektors zu nahe – im Extremfall direkt auf – dem Holz der Kollektorkonstruktion oder des Dachaufbaus verlegt sind. An diesen Stellen wirkt die hohe Stagnationstemperatur auf das Holz ein und senkt schrittweise dessen Entzündungstemperatur. Irgendwann fällt diese unter die Stagnationstemperatur des Rohres, und ein sich ausweitender Glimmbrand entsteht, der bei genügender Luftzufuhr schließlich in einen offenen Flammenbrand übergeht. Im Grunde ist die Brandursache damit auf einen Herstellungsfehler des Kollektors oder einen Einbaufehler bei der Installation zurückzuführen.

In der Zeitschrift „Schadenprisma“ der öffentlichen Versicherer gibt es einen bebilderten Artikel zu diesem Thema.