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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Kohlenmonoxid – die 
unsichtbare Gefahr

In der Öffentlichkeit werden vermehrt Unfälle durch freigesetztes Kohlenstoff
monoxid (umgangssprachlich Kohlenmonoxid) bekannt. Das Atemgift dringt durch Decken und Wände, sodass bereits eine defekte Gastherme die Bewohner eines gesamten Wohnhauses gefährden kann.

Aufbau eines modernen Sensors für Kohlenmonoxidwarnmelder (Quelle: Ei Electronics)

Einen zuverlässigen Schutz in einzelnen Wohneinheiten bieten batteriebetriebene Warnmelder, die das giftige Gas schon in geringen Konzentrationen detektieren und Bewohner warnen. Für zentrale Heizungsanlagen eignen sich Warnmelder vom „Typ A“, die im Gefahrenfall automatisch Heizungsanlagen abschalten oder Lüftungsanlagen einschalten können.

Insbesondere in der Heizsaison werden die Gefahren durch giftiges Kohlenmonoxid immer wieder verstärkt in der Öffentlichkeit diskutiert. Kohlenmonoxid ist geruchlos und wird von den menschlichen Sinnesorganen nicht wahrgenommen, das Einatmen kann jedoch nach kurzer Zeit zu Nervenschäden und zum Tod führen. Besonders heimtückisch ist die weithin unbekannte Tatsache, dass Kohlenmonoxid durch Wände und Decken diffundieren und eine einzige defekte Gastherme in kurzer Zeit die Bewohner eines gesamten Mehrfamilienhauses gefährden kann.

So waren im November 2014 bei einem Kohlenmonoxid-Unglück im Süden Hamburgs Tote und Verletzte zu beklagen [1]. Nach der Messung hoher Kohlenmonoxidwerte fanden die Einsatzkräfte in verschiedenen Wohnungen der zwei benachbarten Mehrfamilienhäuser drei Tote, die offenbar im Schlaf innerlich an dem hochgiftigen Gas erstickt waren. 13 Bewohner wurden teils lebensgefährlich verletzt. Als Ursache wurde eine defekte Heizungsanlage identifiziert, da sich nach deren Abschaltung die Kohlenmonoxidkonzentration normalisiert hatte. Ebenfalls drei Tote und 30 Leichtverletzte gab es im Jahr 2011 bei einem Kohlenmonoxid-Unfall in Wiesbaden [2]. Als Ursache wurde ein defektes Abluftrohr der Zentralheizung im Keller des Mehrfamilienhauses vermutet. Im August 2018 mussten Polizei und Feuerwehr ein Mehrparteienwohnhaus in Uelzen evakuieren. Ein Kohlenmonoxidwarnmelder hatte erhöhte Werte gemessen und frühzeitig ausgelöst [3]. Insgesamt rechnen Experten in Deutschland jährlich mit bis zu 370 Toten und 3 700 Verletzten durch Unfälle mit Kohlenmonoxid [4]. Die Fallzahlen nehmen dabei zu: nach einem Bericht der Ärztezeitung hat sich im Jahr 2018 mit 180 Fällen die Zahl der Druckkammerbehandlungen am Universitätsklinikum Düsseldorf UKD wegen Vergiftungen mit Kohlenmonoxid im Vergleich zum Vorjahr nahezu verdoppelt [5].

Gefährliches Gas

Feuerwehren und Rettungsdienste sind zunehmend mit mobilen Messgeräten ausgestattet, die Kohlenmonoxidunfälle frühzeitig und immer häufiger als in der Vergangenheit erkennen. Sind jedoch keine Kohlenmonoxidwarnmelder in der Wohnung installiert, kommt die Rettung für verunglückte Bewohner oft zu spät, was vor allem an den heimtückischen Eigenschaften des giftigen Gases liegt. Schon geringe Mengen bewirken, dass das Blut kaum noch Sauerstoff transportiert und in Folge Atemnot, Verwirrtheit, Erbrechen sowie Herzversagen auftreten. Wer gerettet wird, leidet oft noch Monate später an Gedächtnisstörungen, Lähmungen oder Schwindel.

Bei unvollständiger Verbrennung kann in jeder Feuerstätte mit kohlenstoffhaltigen Brennstoffen Kohlenmonoxid entstehen. Im Wohnumfeld sind das beispielsweise Gas-, Öl-, Brikett- oder Pelletheizungen, Kamin- oder Kohleöfen sowie Gasherde oder Gasboiler. Weitere Unfallursachen sind durch Vogelnester verstopfte Kamine oder technische Defekte. Aber auch Holzpellets können bei der Lagerung das giftige Gas freisetzen.

Hightech 
auf engstem Raum

Kohlenmonoxidwarnmelder für private Wohnbereiche schützen zuverlässig vor den Gefahren des Atemgiftes. Sie schlagen bereits bei geringen Konzentrationen des geruch- und geschmacklosen Gases Alarm und ermöglichen damit anwesenden Personen, sich in Sicherheit zu bringen.

Die grundlegende chemische Reaktion ist zwar einfach, doch erst trickreiche Messtechnik macht sie nutzbar. Das Bild zeigt den Sensoraufbau eines realen Kohlenmonoxidwarnmelders. Die Umgebungsluft wandert durch die Gasdiffusionsöffnung zur Arbeitselektrode, die ein Aktivkohlefilter vor unerwünschten Gasen wie Wasserstoff oder Alkoholen schützt. Um die Empfindlichkeit des Sensors durch eine große Oberfläche zu erhöhen, ist das Platin der Elektroden auf poröses Teflon (PTFE) aufgedampft. Als Elektrolyt wird in einem Gel verteilte Schwefelsäure verwendet, die auch das an der Gegenelektrode entstehende Wasser bindet.

Bei der Messung des Kohlenmonoxids fließt nur ein äußerst geringer elektrischer Strom. Er beträgt beispielsweise bei einer Kohlenmonoxidkonzentration von 100 ppm lediglich 4 mA. Entsprechend aufwendig ist die Elektronik zur Verstärkung und Rauschunterdrückung sowie zum Ausgleichen von Langzeitabweichungen (Drift). Zur besseren Leitfähigkeit sind die äußeren Kontakte des Sensors vergoldet und die inneren Drahtverbindungen aus Platin gefertigt. Der eigentliche Gassensor kann dabei relativ klein sein, während der größte Teil des Gehäuses von Elektronik, Anzeige und vom Alarmtongeber in Anspruch genommen wird.

Das Herzstück, der elektrochemische Sensor, sollte werkseitig in echtem Gas kalibriert werden und ab etwa 40 ppm einen Voralarm auslösen.

Äußerst sinnvoll ist, dass Fachinstallateure und Instandhalter die Melderdaten durch eine Smartphone-App wie beispielsweise Audiolink auslesen können. So lässt sich auch nachträglich feststellen, ob in der Vergangenheit beispielsweise zwischen den Prüfintervallen der Heizungsanlage ein CO-Ereignis stattgefunden hat, das in seiner eigentlichen Konzentration nicht zum Auslösen des Warnmelders geführt hat. Wenn das der Fall war, können mögliche Gefahrenquellen identifiziert und beseitigt werden.

Fachwissen gefragt

Die europäische Anwendungsnorm DIN EN 50292 [6] enthält detaillierte Hinweise zur Installation und Instandhaltung von Kohlenmonoxidwarnmeldern. Auch in der seit Dezember 2018 gültigen Neuauflage der Anwendungsnorm für Rauchwarnmelder DIN 14676-1 [7] wird empfohlen, Kohlenmonoxidwarnmelder in Räumen mit Verbrennungseinrichtung zu installieren.

Da jedoch der Einsatz von Kohlenmonoxidwarnmeldern in Deutschland nicht gesetzlich geregelt ist, kommt es bei Planung und Montage vor allem auf das Fachwissen der Installateure an. Sie sind gefordert, sich das nötige Wissen über die Gefahrenlage sowie geeignete Präventionsmaßnahmen selbst anzueignen. Eine Möglichkeit dazu ist die Schulung zur „TÜV-geprüften Fachkraft für Kohlenmonoxid in Wohnräumen und Freizeitfahrzeugen“

Autor: P. Kennedy

Literatur:

[1] Hamburg; Germany: Kohlenmonoxidvergiftung: Ursache für Gasunglück in Hamburg weiter unklar – Spiegel Online – Panorama, 2014.

[2] Drei Tote und über 30 Verletzte bei Kohlenmonoxid-Unfall in Mehrfamilienhaus, 2011, wiesbaden112.de.

[3] Kohlenmonoxid-Alarm in Mehrparteienhaus in Uelzen, 2018, az-online.

[4] Kaiser, G.; Schaper, A.: Akute Kohlenmonoxidvergiftung; Notfall + Rettungsmedizin 15 (2012), Heft 5, S. 429–435.

[5] UKD: Vergiftungen mit Kohlenmonoxid nehmen zu, 2018, Ärztezeitung.

[6] DIN EN 50292:2014-08 Elektrische Geräte für die Detektion von Kohlenmonoxid in Wohnhäusern, Caravans und Booten – Leitfaden für Auswahl, Installation, Benutzung und Instandhaltung.

[7] DIN 14676-1:2018-12 Rauchwarnmelder für Wohnhäuser, Wohnungen und Räume mit wohnungsähnlicher Nutzung – Teil 1: Planung, Einbau, Betrieb und Instandhaltung.

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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