Feuer spendet Wärme und Licht. Es schmeichelt den Sinnen und hat der Menschheit einen gewaltigen Evolutionssprung verschafft. Für die griechischen Philosophen war Feuer einst eines der vier entscheidenden „Elemente“. Das Knistern und Flackern ruft bis heute ein wohliges Gefühl der Wärme und Geborgenheit hervor. Menschen umgeben sich gern mit Kaminfeuer oder sitzen bei Kerzenschein. Dabei handelt es sich eigentlich nur um eine chemische Reaktion.
Die Wirkung des Feuers auf den Menschen
Menschen genießen seit unzähligen Jahren die Wärme und das Licht des Feuers im Holzofen. Das Ganze wird schon am Beispiel einer gewöhnlichen Kerze deutlich. Oder hat sich schon jemand einmal Gedanken darübergemacht, warum man so gern bei Kerzenschein beieinandersitzt und dafür eine LED-Kerze nicht ausreicht? Das brennende, knisternde und prasselnde Feuer hat auf die Psyche eine beruhigende Wirkung. Gerade in der kalten und dunklen Jahreszeit spendet Feuer nicht nur Wärme, sondern auch Licht und animiert den Menschen zum Träumen und Zusammenkommen.
Im Laufe der Menschheitsgeschichte hat das Feuer seine religiöse Bedeutung gefestigt. Zahlreiche Mythen und Feste legen ihr Hauptaugenmerk auf die geheimnisvolle Wirkung des Feuers. Dabei geht es um Traditionen, wie den Tanz um das Feuer. An den Osterfeiertagen gehört das Osterfeuer zu einem der Highlights und an Silvester die Raketen und Feuerwerkskörper.
Feuer hat die Fähigkeit, eine ganz besondere, gemütliche Atmosphäre zu schaffen, die eine Form der Verbundenheit zwischen Menschen knüpft. Dabei geht man sogar so weit und spricht dem Feuer eine therapeutische Wirkung zu.
Warum hat Feuer diese Wirkung auf den Menschen?
Der Mensch verbindet mit der Wärme und dem Licht ein Gefühl von Geborgenheit, das immer wichtiger wird, je dunkler und kälter es draußen ist. Die eigentliche Erscheinung der Flamme, die ein so wohliges Gefühl hervorruft, ist das Ergebnis einer genialen Energieumwandlung. Das brennbare Gas bringt seine Atome durch die Energie und Hitze des Feuers. Elektronen „tanzen“ wie um einen Atomkern, um sich energetisch aufzuladen. Kurze Zeit später fallen diese auf ein niedrigeres Niveau herab und geben die Energie weiter. Jetzt ist es nicht die Wärme, die transportiert wird, sondern das Licht.
Wie entsteht das Feuer einer Kerzenflamme?
Michael Faraday hat in seiner sechsstelligen Weihnachtsvorlesung 1860/61 „Die Naturgeschichte einer Kerze“, anhand nur einer Kerzenflamme praktisch die komplette Chemie erklärt. Wenn der Verbrennungsprozess und die damit zusammenhängenden Verbindungen wohl sehr komplex reagieren, steckt dahinter ein System. In der Sicherheitswissenschaft beschäftigen sich Wissenschaftler im Rahmen der Brandchemie mit diesen Reaktionen, um zum Beispiel unkontrollierte Verbrennungsprozesse zu vermeiden. Je besser das Verständnis für die Entstehungsprozesse einer Flamme ist, desto sicherer lässt sich damit in den eigenen vier Wänden umgehen.
Die Entstehung des Feuers am Beispiel der Kerze
Das Geheimnis ist der kleine Docht als Quelle der Entzündung. Er stellt später eine ruhige Verbrennung sicher und einen bedarfsgerechten Transport vom geschmolzenen Wachs. Direkt über dem Docht folgt die dunkle Zone, der Flammenkern. Hier sind die Temperaturen relativ niedrig. Der jeweilige Flammenmantel ist die heiße und leuchtende Zone, die Ruß in Form von Kohlenstoff enthält. Schließlich beginnen die kleinen Kohlenstoffteilchen im gelben Licht zu glühen. Ein Docht würde ohne Wachs sehr schnell herunterbrennen und kaum zu einer richtigen Flamme führen.
Gewusst? Wachs verbrennt nur im gasförmigen Zustand. Erst beim Auspusten einer Kerze wird deutlich, dass der Docht noch über eine Zeit an Hitze bewahrt, der restliche Wachs destilliert und an der Luft allmählich auskühlt.
Die Farben des Feuers sind von der Temperatur abhängig, so dass sauerstoffärmere Flammen rötlich schimmern und sauerstoffreiche bläulich. Die Kerzenflamme nimmt typischerweise eine gelb-orange Färbung an.
Zusammensetzung der Kerzenflamme
Grundsätzlich besteht die Kerzenflamme aus Brennstoff, der im Docht nach oben steigt und gemeinsam mit Sauerstoff in der Reaktionszone oxidiert. Im mittleren bläulichen Bereich der Flamme sind die blauen Emissionen zu sehen, bevor es kurz darauf zu einer chemischen Hauptreaktionszone kommt. Die Rußpartikel werden anschließend durch den Sauerstoff verbraucht. Was zu sehen ist: leuchtender Kohlenstoff und glühende Rußpartikel.
Feuer als chemische Reaktion
Es ist nicht gerade einfach, Flammen und Feuer physikalisch oder chemisch zu erklären. Tatsächlich handelt es sich um einen sehr komplizierten Prozess, bei dem unterschiedliche chemische Stoffe reagieren. Kein Wunder, dass gerade Ingenieure in der Entwicklung umweltschonender Verbrennungsmotoren über Jahre hinweg tüfteln, bis sie zu einem funktionierenden Ergebnis kommen. Viele Chemiebrände bleiben oft ungeklärt, da zum Teil unbekannte Stoffe miteinander einen brennenden Cocktail bilden. Grundsätzlich bezeichnet das Feuer einen Oxidationsprozess, aus dem Flammen hervorgehen. Die Oxidation ist wiederum eine chemische Reaktion.
- Der Oxidator, Sauerstoff, gibt seine Elektroden an das brennbare Material. Die exotherme Reaktion setzt sich aus Licht und Wärme zusammen.
- Viele effektive Energieträger, wie zum Beispiel Erdöl, Kohle oder Holz und Benzin, beinhalten Kohlenstoff.
- Wenn reichlich dieser Brennstoffe und Sauerstoff vorliegen, entsteht ausgehend von einem Zündfunken die Verbrennung.
- Kohlenstoff und Sauerstoff setzen Atome werden frei, die sich zu einem neuen Molekül zusammenschließen: Kohlenstoffdioxid.
- CO2 ist geruchslos und noch dazu brennbar. Es steigt nahezu unbemerkt in die Atmosphäre und ist für den schadhaften Treibhauseffekt verantwortlich. So sollte die Entstehung von COs so gering wie nur möglich gehalten werden.
FAZIT: Ausgehend von dieser Oxidation benötigt Feuer Brennstoffe, einen Zündfunken bzw. Wärme und Sauerstoff, um die magische Oxidation hervorzurufen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Brennstoffe flüssig, gasförmig oder fest sind.
Praktische Tipps für mehr Sicherheit zur Weihnachtszeit
Gerade in der Weihnachtszeit gehören Kerzen zu einer festen Tradition. Sie schmücken den Adventskranz und in einigen Haushalten sogar noch den Weihnachtsbaum oder die Fensterbank. Experimente haben gezeigt: Zum Teil reicht ein Moment der Unachtsamkeit und die Kerze entfacht einen schlimmen Zimmerbrand. Kerzen sollten von daher einen Abstand von 30 cm von brennbaren Stoffen, wie Sofa, Vorhänge oder Holzverkleidung, halten. Grundsätzlich sollte eine Kerze NIE ohne Aufsicht im Zimmer zurückbleiben, auch nicht für einen kleinen Moment.
Jede Kerze benötigt einen festen Unterstand. Die Schale eines Adventsgestecks sollte am besten noch mit Wasser gefüllt werden. Auf einen Adventskranz gehören niemals brennbare Kerzenhalter. Zudem sind abgebrannte Kerzen zeitig auszutauschen.
Brandschutz beim Weihnachtsbaum
Am besten kommt der Weihnachtsbaum ganz frisch nach drinnen und lagert bis zum Heiligen Abend draußen in einem Eimer mit Wasser. Es ist nicht übertrieben, sondern sogar empfehlenswert, eine Löschdecke und ein wassergefülltes Gefäß in die Nähe des Weihnachtsbaums zu stellen. Vor dem Schmücken gilt es, elektrische Lichterketten zu überprüfen und Defekte auszutauschen. Zudem sollten ohnehin nur Lichterketten mit dem GS- oder VDE-Kennzeichen am einen Weihnachtsbaum hängen.
Grünschnitt und Weihnachtsbaum richtig entsorgen
Wenn Adventskranz und Weihnachtsbaum trocknen, werden sie schnellstmöglich entsorgt. Es ist abzuraten, den trockenen Baum über Silvester im Balkon stehen zu lassen. Verläuft sich eine Silvesterrakete, kann es schnell zu einem Brand kommen. Ohnehin gehören Rauchmelder in die gesamte Wohnung, um in der Adventszeit den flackernden Kerzenschein zu genießen und dabei keinerlei Risiken für die eigene Sicherheit einzugehen.