الدراجات الكهربائية. الدراجات البخارية الكهربائية. الدراجات النارية الكهربائية. ألواح التزلج الكهربائية. مركبات التوصيل الكهربائية مركونة في الممرات ويتم شحنها في غرف النوم الإضافية. إن انتشار أجهزة التنقل الكهربائية التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون يغير نمط حياة الناس، كما أنه يغير من مخاطر الحرائق في المباني السكنية حول العالم. 

تشتعل هذه الأجهزة بطريقة مختلفة تمامًا عما تعامل معه خبراء مكافحة الحرائق من قبل. فهي لا تشتعل ببطء وتتراكم النيران تدريجيًا، بل تنفجر. في أقل من 60 ثانية، يمكن لدراجة كهربائية تتعرض لما يسميه العلماء بالهروب الحراري أن تحول الغرفة من حالة طبيعية إلى حريق هائل لا يمكن النجاة منه. 

إن السؤال الذي يطرحه مجتمع الحماية من الحرائق سؤال وجيه: هل يمكن لأنظمة رشاشات إطفاء الحرائق السكنية التعامل مع ذلك؟ 

يجيب البحث الذي أجراه معهد أبحاث السلامة من الحرائق (FSRI)، وهو جزء من معاهد أبحاث UL، على هذا السؤال بوضوح: نعم، يمكنهم ذلك. 

ما هو الهروب الحراري، ولماذا هو خطير للغاية؟ 

تُخزّن بطاريات الليثيوم أيون كمية كبيرة من الطاقة في حيز صغير. في ظروف معينة - كشاحن معيب، أو تلف مادي، أو عيب تصنيعي، أو ببساطة بسبب التقادم - قد تبدأ خلايا البطارية الداخلية في السخونة الزائدة. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتسارع التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، مما يُولّد المزيد من الحرارة، وبالتالي المزيد من التفاعلات. وهكذا تستمر العملية في حلقة متسارعة. 

في النهاية، تطلق البطارية سحابة من الغازات القابلة للاشتعال. وعندما تشتعل هذه الغازات - أحياناً بقوة انفجارية - يمكن أن يملأ الحريق غرفة في ثوانٍ. 

في مدينة نيويورك وحدها، تسببت الحرائق الناجمة عن أجهزة التنقل الصغيرة التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون في 267 حريقًا، و150 إصابة، و18 حالة وفاة في عام واحد (2023). وقد تم توثيق أنماط مماثلة في لندن وسيول وسيدني ومدن أخرى في أوروبا وآسيا. وفي معظم الحالات، تندلع الحرائق في المنازل والشقق - وهي تحديدًا الأماكن التي صُممت فيها أنظمة رشاشات إطفاء الحرائق لحماية السكان. 

ما أظهرته الأبحاث بالفعل 

أجرى باحثون في معهد أبحاث أنظمة الحريق (FSRI) سلسلة من اختبارات الحريق واسعة النطاق داخل منزل عائلي مصمم خصيصًا لهذا الغرض في شارون هيل، بنسلفانيا. وقد صممت الرابطة الوطنية لأنظمة رشاشات الحريق (NFSA) نظام رشاشات مياه منزليًا وقامت بتركيبه ليتوافق مع معيار NFPA 13D، وهو المعيار الأمريكي لأنظمة رشاشات المياه في المنازل. 

كانت الدراجة الكهربائية المستخدمة في الاختبارات مزودة ببطارية ليثيوم أيون بقوة 60 فولت وسعة 1.2 كيلوواط/ساعة، وهي من النوع المستخدم في العديد من الدراجات الكهربائية الصغيرة المباعة حول العالم. وقد تسبب الباحثون في حدوث هروب حراري عن طريق الشحن الزائد للبطارية وعن طريق التسخين المباشر. 

أُجريت خمس تجارب - أربع منها في غرف نوم مغلقة وواحدة في غرفة معيشة مفتوحة. 

في كل اختبار على حدة، نجح نظام الرش. 

إليكم ما حدث: 

  • تم تفعيل نظام الرش في غضون 3 إلى 5 ثوانٍ من الاشتعال في اختبارات غرفة النوم، وفي غضون 5 ثوانٍ في غرفة المعيشة. 

  • في جميع الاختبارات الخمسة، لم تحدث ظاهرة الوميض الكهربائي. 

  • انحصر الحريق في الدراجة الكهربائية نفسها، ولم يمتد إلى السرير أو الأريكة أو غيرها من المفروشات في الغرفة. 

  • ظلت درجات الحرارة وتركيزات الغازات خارج غرفة نشوب الحريق عند مستويات تسمح للناس بالهروب. 

للمقارنة، أظهرت دراسة سابقة لنفس فريق البحث أن دراجة كهربائية مماثلة - بدون رشاشات مياه - تسببت في اشتعال غرفة نوم في أقل من 60 ثانية. تجاوزت درجة حرارة الغرفة 1000 درجة مئوية (1832 درجة فهرنهايت). لم ينجُ أحد في تلك الغرفة. 

بفضل نظام الرش الآلي، انخفضت درجة الحرارة القصوى في الغرفة التي اندلع فيها الحريق إلى جزء ضئيل من تلك الدرجة. ولم تتجاوز درجة حرارة الممر خارج باب غرفة النوم المغلق 61 درجة مئوية (142 درجة فهرنهايت) - وهي درجة حرارة دافئة، لكنها قابلة للتحمل. 

ماذا يعني هذا بالنسبة للمباني السكنية الشاهقة؟ 

تمثل المباني السكنية الشاهقة تحدياً خاصاً. فهي تحديداً نوع المباني التي يتم فيها تخزين وشحن أجهزة التنقل الكهربائية بشكل شائع - غالباً داخل الشقق، بالقرب من الأبواب الأمامية، أو في الممرات المشتركة - وهي أيضاً نوع المباني التي تستغرق فيها عملية الإخلاء وقتاً. 

إن الحريق الذي يصل إلى مرحلة الاشتعال الكامل في غضون 60 ثانية في الطابق الرابع عشر يُعد حالة طوارئ مختلفة تمامًا عن الحريق الذي يحدث بنفس الطريقة في منزل مستقل. فالسلالم أطول، ولا يمكن استخدام المصاعد، كما أن السكان الآخرين في الطوابق العلوية والسفلية المعرضين للخطر. 

تُظهر بيانات الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA) أن معدل وفيات المدنيين في المنازل المزودة برشاشات إطفاء الحرائق أقل بنسبة 89% من المنازل غير المزودة بها. وقد تم التوصل إلى هذه الإحصائية بناءً على حرائق المنازل التقليدية. وتشير أبحاث معهد أبحاث الحرائق (FSRI) إلى أن هذه الميزة قائمة، بل وربما تكون أكثر أهمية، في حالات الانتشار السريع والعنيف للحرائق الناجمة عن أعطال بطاريات الليثيوم أيون. 

تُعدّ العديد من نتائج البحث ذات صلة خاصة بالمباني السكنية الشاهقة: 

لا تزال الأبواب المغلقة مهمة. حتى باب غرفة النوم ذو النواة المجوفة وفر حماية فعالة للأشخاص الموجودين على الجانب الآخر. أتيحت الفرصة لسكان الوحدات المجاورة والممرات والطوابق الأخرى للإخلاء بأمان. 

تم تفعيل نظام الرشاشات قبل أن يصل الحريق إلى ذروته. ونظرًا لسرعة انتشار حرائق بطاريات الليثيوم أيون، كان هناك تخوف من أن يتجاوز الحريق قدرة الرشاشات على الاستجابة. ولكن في الواقع، تم تفعيل رشاشات الاستجابة السريعة في غضون ثوانٍ، مما ساهم في احتواء الحريق قبل أن ينتشر. 

أدى سيناريو غرفة المعيشة إلى تشغيل أربعة رشاشات مياه في وقت واحد ، وهو عدد يفوق بكثير قدرة النظام على توفيره. ومع ذلك، تمكن النظام من السيطرة على الحريق. وهذا أمر بالغ الأهمية في مساحات المعيشة المفتوحة الكبيرة، والتي باتت شائعة بشكل متزايد في تصميمات المباني السكنية الحديثة الشاهقة. 

الغازات السامة، وليس الحرارة فقط، تشكل خطراً جسيماً. قاس البحث تركيزات أول أكسيد الكربون (CO) وحسب ما يسميه العلماء الجرعة الفعالة الجزئية (FED)، أي مدى سرعة تحول الهواء إلى بيئة مهددة للحياة. في اختبارات غرف النوم المزودة بنظام رشاشات المياه، تطورت الظروف السامة بسرعة كبيرة داخل الغرفة. لذا، يُعد الخروج السريع من الغرفة أمراً بالغ الأهمية. والخبر السار هو أنه بعد إغلاق الباب، ظلت الظروف قابلة للنجاة لعدة دقائق. 

الخلاصة لأصحاب المباني والمطورين والجهات التنظيمية 

لن تختفي وسائل التنقل الكهربائية. في العديد من المدن، تُعدّ وسيلة النقل الرئيسية لمئات الآلاف من السكان. إن خطر الحرائق الذي تُشكّله حقيقي وموثّق جيداً، وهو في ازدياد. 

الحل ليس في حظر الأجهزة، بل في بناء وصيانة البنية التحتية للحماية من الحرائق التي تحد من الأضرار عند حدوث خطأ ما. 

يُقدّم هذا البحث أدلة قوية على أن أنظمة رشاشات المياه المنزلية، المصممة والمثبتة والمُصانة بشكل صحيح وفقًا للمعايير الحالية، قادرة على السيطرة على حرائق الدراجات البخارية الكهربائية ووسائل النقل الكهربائية. فهي تعمل بسرعة كافية، وتُخمد الحريق بفعالية كافية، كما أنها تحمي الأشخاص خارج الغرفة التي اندلع فيها الحريق من الحرارة والدخان السام. 

بالنسبة لمالكي المباني والمطورين، يقدم هذا البحث حجة مقنعة لما يلي: 

  • ضمان تركيب أنظمة رشاشات المياه السكنية في جميع المباني السكنية الشاهقة الجديدة. 

  • التحقق من أن الأنظمة الحالية تخضع للفحص والاختبار والصيانة بانتظام (ITM) وفقًا لمعيار NFPA 25. 

  • مراجعة سياسات المباني المتعلقة بتخزين وشحن أجهزة التنقل الكهربائية - وربط أي قيود بالتزام واضح بالبنية التحتية للحماية من الحرائق. 

بالنسبة للهيئات التنظيمية ومسؤولي تطبيق القوانين، فالرسالة متشابهة: سيناريوهات الحرائق التي يجب أن تتعامل معها أنظمة الرش الآلي تتغير. ويبذل مجتمع البحث العلمي جهوده لتوثيق هذا التغيير. ويجب أن تستمر عملية وضع القوانين والمعايير في التطور استجابةً لذلك. 

ملاحظة حول ما لا تستطيع الرشاشات فعله 

يؤكد هذا البحث أيضاً أمراً مهماً: أن الرشاشات تمنح الوقت. فهي ليست حلاً كاملاً بمفردها. 

أي شخص يتواجد بالقرب من دراجة كهربائية أثناء حدوث انهيار حراري - في نفس الغرفة، بالقرب من الجهاز - يواجه خطرًا شديدًا في الثواني التي تسبق تفعيل نظام الرش. تجاوزت درجة حرارة عمود الدخان بالقرب من الدراجة المحترقة 800 درجة مئوية (1472 درجة فهرنهايت) في التجارب. وهذا قاتل على الفور. 

يمكن أن تصل تركيزات الغازات السامة في غرفة المنشأ إلى مستويات تهدد الحياة في غضون 9 ثوانٍ من الاشتعال. 

هذا يعني أن سلوك شاغلي المبنى لا يزال بالغ الأهمية. اخرج. ابقَ منخفضًا. أغلق الباب خلفك. تؤكد البيانات أن الباب المغلق يشكل حاجزًا فعالًا. رسالة السلامة العامة المعروفة - "أغلق قبل أن تغفو" - مدعومة بنفس نوع العلم الذي يدعم هذا البحث. 

توفر رشاشات المياه الوقت اللازم للناس للهروب، لكنها لا تلغي الحاجة إلى الهروب.