O.R.B.I.T.-Studie 1976-1978 – Teil II

Nach Beschreibung des Aufbaus und kurzer Zusammenfassung der Definitionsstudie im vorangegangenen Blog-Beitrag stellt sich nun die Frage, in welchem Zusammenhang die in der AGBF-Empfehlung zitierte Abbildung steht und verwendet wird.

IST-STAND-ANALYSE von Organisation, Potential und Einsatz der Feuerwehr
Zu Beginn der Studie wurde in Kapitel 3 eine Ist-Stand-Analyse von Organisation, Potential und Einsatz der Feuerwehr vorgenommen.

Die der Studie zugrunde liegenden Aufgabenbereiche der Feuerwehr sind

  1. Aufgaben im kommunalen Selbstschutz
  2. Aufgaben der öffentlichen Ordnung

Unter dem kommunalen Selbstschutz werden die Bereiche abwehrender Brandschutz und Hilfeleistung bei öffentlichen Notständen zugeordnet. Brandschauen, Brandsicherheitsdienste und brandsicherheitsliche Stellungnahmen und Gutachten im Rahmen der Bauaufsicht sind Aufgaben im Bereich der öffentlichen Ordnung.

Für eine vergleichende Untersuchung des Einsatzspektrum fehlte zum Zeitpunkt der Studie eine überregionale Statistik. Für eine quantifizierbare und qualitative Aussage wurden sämtliche Berufsfeuerwehren zum damaligen Zeitpunkt und 10 Freiwillige Feuerwehren in der Bundesrepublik Deutschland gebeten, rückwirkend die Einsätze des Jahres 1976 nach einem vorgegebenen Schlüssel zu dokumentieren. Darüber hinaus wurden im April und Mai 1977 die laufenden Feuerwehreinsätze von 33 Feuerwehren detailliert aufgezeichnet. Die aus der überregionalen nach einheitlichen Gesichtspunkten geführte Datenerhebung sollte eine bisher nicht vorhandene differenzierte Analyse ermöglichen. Am Ende der Erhebung standen mehr als 100.000 Feuerwehreinsätze für eine Auswertung zur Verfügung.

Für die Analyse war zu Beginn geplant, einen Überblick über die Kosten in den unterschiedlichen Gemeinden mit Berufsfeuerwehren und die Größenordnung der Schäden zu ermitteln. Im Laufe der Erhebung zeigte sich, dass eine genaue Erhebung für die Ermittlung der Schäden nicht möglich war, da Geschäftsinteressen und Geheimhaltungsverpflichtungen der Versicherungsunternehmen berührt worden wären. Die erhoben Daten reichten nach Aussage der Autoren dennoch dazu aus, eine mittlere Brandhäufigkeit und Schadenshöhe je Brandklasse zu ermitteln.

Für eine bessere Übersicht und Vergleichbarkeit der für 7 Stadtgruppen erhobenen Daten wurden die Ergebnisse auf eine gemeinsame Einsatzzahl bezogen. So ergab sich eine Aufteilung für die Stadtgruppen I bis VII bezogen auf 10.000 Einsätze (Bild 3.5.2-2):

Einsatzart Mittelwert Standardabweichung
Brandeinsätze
3.150
310
Hilfeleistungen
5.250
540
Blinde und böswillige Alarme
1.600
430

Aus den Daten konnten nachfolgende Verteilung in Abhängigkeit des Brandumfangs und Anzahl von Bränden mit technischer Personenrettung ermittelt werden (Bild 3.5.2-4):

Brandumfang Anzahl davon
mit Personenrettung
Kleinbrände
2.770
56
Mittelbrände
285
18
Großbrände
95
4
3.150
78

Zur Bestimmung des Verlustes an Menschenleben wurde die bei Einsätze in Gemeinden mit Berufsfeuerwehren ermittelten 350 Brandtoten auf ein Verhältnis von 16,7 Brandtoten je 1 Mio. Einwohner hochgerechnet. Der infolge vorzeitigem Ableben entgangenen Wert eines Menschen für die Volkswirtschaft wurde mit 450.000 DM angegeben (basierend auf: „Volkswirtschaftliche Kosten eines Unfalltoten„, in: Nutzen-Kosten-Analyse für das Cabinentaxi, im Auftrag des BMFT, Bearb. Wibera Wirtschaftsberatung AG, Düsseldorf, 1975). Neben der Auswertung der Anzahl der Brandtoten konnte den Einsatzdaten entnommen werden, dass bei 1.280 Bränden mit technischer Personenrettung ca. 1.220 Personen aus einer Notlage gerettet werden konnten (Auszug von Bild 3.5.6.13-2):

Art der techn.
Personenrettung
BF
1.280 Einsätze
21 Mio Einw.
Bundesgebiet
61 Mio Einw.
Personen
je 1 Mio Einw.
unter Löschangriff
befreite Person
1.220 3.540 58,1
ins Freie
geführte Person
360 1.050 17,2
ohne Fw-Hilfe befreite
Person, vorher gelöscht
230 570 10,9
 
gerettete Personen insgesamt 1.810 5.260 86,2
 
getötete Personen
infolge Brand gesamt
350 670 16,7
 
betroffene Personen insgesamt 2.160 4.120 102,9

In diesem Zusammenhang stellten die Autoren anschließend die Frage, ob von den angenommenen Brandtoten weitere Personen hätten gerettet werden können und welche Bedingungen dazu hätten gegeben sein müssen. In diesem Zusammenhang wurde in Bild 3.5.6.13-3 die CO-Konzentration, die Erträglichkeits- und Reanimationsgrenze in Abhängigkeit der Vorbrenndauer dargestellt:


Orginal-Abbildung
[volle Auflösung]

Für diese Darstellung werden folgende Literaturquellen angegeben:

  • [10] Dillon, J.C.: Smoke … the silent killer. Fire Command, April 1976, S. 20
  • [11] Dorbrowsky, R.: Brandgefahr für Leichtbauweisen. Die Werkfeuerwehr Nr. 5, Mai 1969
  • [17] Garski, L.: Der Dreifahrzeugzug als neuzeitliche Feuerlöscheinheit. vfdb-Zeitung, 1/1953, Seite 14-18
  • [19] Genaud: Asphyxie et ranimation, acquisitions 1968-1972. le sapeur-pompier, Sept.-Okt. u. Nov.-Dez. 1973
  • [24] Halpin, B.M.; Radford, E.P.; Fisher, R.; Caplan, Y.: a fire fatality study. Fire Journal, 05/1975, S. 11
  • [33] Hilado, C.J.; Smouse, K.Y.; Kourtides, D.A.; Parker, J.A.: the effect of temperature and air flow on the relative toxicity of polymeric materials by the USF/NASA toxicity screening test method. Journal of Combustion Toxicology, Vol. 3, 08/1976, S. 305
  • [34] Hilado, C.J.; Cumming, H.J.: a review of available LC50-data. Journal of Combustion Toxicology, Vol. 4, 03/1977, S. 415
  • [58] Persson, G.: Dödsoraker vid bränder. Brandförsvar, 6-7/69
  • [62] Pryor, A.J.; Johnson, D.E.; Jackson, N.N.: hazards of smoke and toxic gases produced in urban fires. Southwest Research Institute, San Antonio, September 1969
  • [63] Rieber, M.: Wo liegen die Gefahren beim Brennen – Brandgase und ihre Auswirkungen. Zbl. Arbeitsmed. 5/1975, S. 133
  • [82] Sumi, K.; Tsuchiya, Y.: toxic gases and vapors produces at fires. Iowa State University Bulletin, Februar 1974
  • [83] Thomas, D.M.: the smoke inhalation problem. Fire Command, April 1971, S. 23
  • [103] N.N.: les effets de la fumee et de la chaleur sur le corps humain. Revue Technique du Feu, Nr. 102, November 1970

In der anschließenden Betrachtung beziehen sich die Autoren auf eine nicht weiter zitierte medizinische Analyse der Abteilung für Anästhesiologie der Universität Würzburg, die an 65 Brandtoten in einem nicht näher beschriebenen Zeitraum durchgeführt wurde. In ca. 10 % der untersuchten Fälle war der Grad der Verbrennung und in ca. 90 % der Fälle eine CO-Vergiftung die Todesursache. Bei 23 Fällen wurde eine nicht näher beschriebene Selbstrettung versucht und in 5 Fällen wurden ebenfalls nicht näher beschriebene Reanimationsversuche durchgeführt.

Die der Abbildung nachfolgende Ausführung wird aufgrund ihrer Bedeutung ungekürzt wiedergegeben (S. 182):

Bei den durchgeführten Reanimationsversuchen waren allein CO-Vergiftungen die Verletzungsursache und aufgrund der Reanimationsversuche kann eine Überlebenschance nicht ausgeschlossen werden.

Für die Verletzungsschwere bei CO-Vergiftung ist allein die CO-Konzentration und Einwirkung von Bedeutung. Die CO-Konzentration ist nur über vorbeugende Maßnahmen beeinflußbar. Die Einwirkdauer aber direkt durch Aktivitäten des bekämpfenden Brandschutzes. Die Einwirkdauer selbst ist zu definieren als die Zeit von Beginn der CO-Konzentrationsänderung bis zum Einsetzen der ersten Hilfsmaßnahmen. Im BILD 3.5.6.13-3 ist die CO-Konzentration in Abhängigkeit von der Zeit und die Überlebenswahrscheinlichkeit dargestellt. Im mittleren Fall ist 13 Minuten nach Brandentstehung die Reanimationsgrenze und nach 17 Minuten die Überlebensgrenze erreicht.

Aus der Zeitkette eines Brandeinsatzes ergibt sich, dass Eingriffszeitreduzierungen um Sekunden oder Minuten nennenswerte Erfolge ermöglichen. Selbstverständlich kann die CO-Konzentration durch Veränderung der Brandlast und anderer Umweltbedingungen schneller oder langsamer mit der Zeit zunehmen. Die grundsätzliche Aussage zur Reanimationsgrenze und Überlebensgrenze bleibt aber erhalten.

Eine Hochrechnung der untersuchten Fälle auf die Zahl der Brandtoten der Bundesrepublik ergibt, dass bei geeigneten Maßnahmen zur Eingriffszeitreduzierung bei ca. 74 Brandtoten eine Überlebenschance besteht.

Eine englische Untersuchung zeigt als Ergebnis, dass bei einer Verkürzung der Eingriffszeit um eine Minute 5,3 % der Brandtoten nicht hätten gerettet werden können. Dieses Ergebnis steht in etwa im Einklang mit unseren Untersuchungen.

Für die im letzten Absatz erwähnte Untersuchung verweisen die Autoren auf einen Beitrag von J.R. Pearson in der Zeitschrift Fire International (Pearson, J.R.: the role of strike appliances. Fire International, 47, 1975).

Entwicklung eines Optimierungsverfahrens – Ziel der Optimierung
Für den Vergleich eines neuen Systems – insbesondere einer neuen Fahrzeugfamilie – und dem bestehenden konventionellen System, war die Entwicklung eines produktspezifischen Verfahrens zur Optimierungsberechnung notwendig (siehe Kap. 3.7).

Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Optimierungsberechnung kommt aus Sicht der Autoren der Zeit-Schadens-Funktion zu. Aus ca. 2.500 einsatzbegleitenden Brandeinsatzprotokollen wurde für 600 auswertbare Einsätze der materielle Schaden in zwei Zeit-Beziehungen betrachtet:

  1. Zeitspanne ab Brandentstehung bis zum Eintreffen
  2. Zeitspanne ab Brandentstehung bis zum Zeitpunkt „Brand unter Kontrolle“

Aus den Zeit-Beziehungen wurden in Abhängigkeit des Brandumfangs Regressionsgleichungen berechnet. Die Auswertung ergab, dass die Schäden für Klein- und Mittelbrände weder vom Eintreffzeitpunkt noch von einer Brandausbreitungsdauer abhängig sind. Bei Großbränden sind nach den Ergebnissen der Autoren die Schäden ebenfalls unabhängig von der Brandausbreitungsdauer. In Bezug auf den Eintreffzeitpunkt wurde ein positiver Zusammenhang ermittelt. Hierbei nahmen die Schäden nur verhältnismäßig wenig mit der Zeit zu.

Zur Berechnung der Rettungschancen bei Personengefährdungen standen den Autoren nach eigener Aussage keine geeigneten Daten zur Verfügung. Basierend auf den Erkenntnissen von Pearson (Literaturangabe s.o.) nahmen die Autoren eine Zeit-Schadens-Rate für Personenschäden

von 2 Personen pro 100 Brände mit technischer Personenrettung x min

bzw.
von 900 TDM pro 100 Brände mit technischer Personenrettung x min

an.

Ab welchem Zeitpunkt diese Zeit-Schadens-Rate Gültigkeit hat und welche Zeit als „optimal“ angenommen wird, treffen an dieser Stelle der Studie die Autoren keine Aussagen. Dies ist Gegenstand des von den Autoren entwickelten Optimierungsverfahrens.

Zwischenfazit
An dieser Stelle ist festzuhalten, dass die in der AGBF-Empfehlung dargestellte Abbildung falsch zitiert und wahrscheinlich einer anderen Quelle entnommen wurde. Interessant ist, dass im Gegensatz zur AGBF-Empfehlung die CO-Konzentration bei einem Brandereignis nicht direkt Einfluss auf die Optimierungsberechnung zur Betrachtung des neuen Feuerwehrsystems in der O.R.B.I.T.-Studie hat, sondern eine lineare Zeit-Schadens-Rate nach Pearson in Bezug auf den Verlust bzw. Schaden von Menschenleben zur weiteren Beurteilung herangezogen wird. Bereits zu diesem Zeitpunkt der Auseinandersetzung mit der O.R.B.I.T.-Studie sind die in vielen Feuerwehrbedarfsplänen und wissenschaftlichen Arbeiten (Diplom-, Bachelor- und Master- sowie Dissertationen) offensichtlich ohne Überprüfung kopierten Definitionen der AGBF-Empfehlung und die daraus resultierenden Schlussfolgerungen kritisch zu hinterfragen. Es stellt sich die Frage, ob die O.R.B.I.T.-Studie in diesem Zusammenhang weiterhin als „wissenschaftlich begründete“ Literaturquelle verwendet werden kann und darf. Dies würde auch eine inhaltliche Überarbeitung der Empfehlung für Qualitätskriterien für die Bedarfsplanung von Feuerwehren in Städten bedeuten. So darf man bereits jetzt gespannt sein, welche aktuellen Erkenntnisse zu medizinischen und rettungstechnischen Grundlagen für die Planung im Feuerwehrwesen unter dem Titel „O.R.B.I.T. 2010“ im Rahmen der diesjährigen vfdb-Jahresfachtagung in Köln vorgestellt werden.

Ausblick
Thema des nächsten Blog-Beitrag wird das zur Beurteilung des Feuerwehrsystems zugrunde liegende Optimierungsverfahren sein. Der Beitrag wird der Frage nachgehen, welche Schlüsse die Autoren aus den ermittelten bzw. zitierten materiellen und personellen Zeit-Schadens-Funktionen zur Beurteilung zogen, welche Zielfunktionen daraus abgeleitet und welche Forderungen an ein optimiertes System aufgestellt wurden.

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