Elektrokola. Elektrické koloběžky. Elektromotocykly. Hoverboardy. Elektrická dodávková vozidla parkují na chodbách a nabíjejí se v pokojích pro hosty. Vzestup elektromobility napájené lithium-iontovými bateriemi mění způsob života lidí – a mění i riziko požáru v obytných budovách po celém světě. 

Tato zařízení se vznítí jinak než cokoli, s čím se profesionálové v oblasti požární ochrany dosud setkali. Nedoutnají a nehoří pomalu. Explodují. Za méně než 60 sekund může elektrická koloběžka, která prochází tím, co vědci nazývají tepelným únikem, přeměnit místnost z normálního stavu na přeskok – požár celé místnosti, který je nepřežitelný. 

Otázka, kterou si klade komunita požární ochrany, je oprávněná: Zvládnou to rezidenční hasicí sprinklery? 

Výzkum Výzkumného ústavu požární bezpečnosti (FSRI), který je součástí výzkumných ústavů UL, na tuto otázku jasně odpovídá: Ano, mohou. 

Co je tepelný únik a proč je tak nebezpečný? 

Lithium-iontové baterie (LIB) ukládají velké množství energie na malém prostoru. Za určitých podmínek – špatná nabíječka, fyzické poškození, výrobní vada nebo prostě stárnutí – se články uvnitř baterie mohou začít přehřívat. S rostoucí teplotou se chemické reakce uvnitř baterie zrychlují. Tyto reakce vytvářejí více tepla, což vede k dalším reakcím. Proces se sám udržuje v urychlovací smyčce. 

Nakonec baterie uvolní oblak hořlavých plynů. Když se tyto plyny vznítí – někdy s explozivní silou – oheň může během několika sekund zaplnit místnost. 

Jen v New Yorku způsobily požáry způsobené zařízeními pro mikromobilitu poháněnými LIB za jediný rok (2023) 267 požárů, 150 zranění a 18 úmrtí. Podobné vzorce byly zdokumentovány v Londýně, Soulu, Sydney a městech po celé Evropě a Asii. Ve většině případů k požárům dochází v domech a bytech – přesně v těch místech, kde jsou k ochraně lidí určeny obytné hasicí sprinklerové systémy. 

Co výzkum skutečně ukázal 

Výzkumníci z FSRI provedli sérii rozsáhlých požárních testů uvnitř účelového rodinného domu v Sharon Hill v Pensylvánii. Národní asociace protipožárních sprinklerů (NFSA) navrhla a nainstalovala rezidenční sprinklerový systém tak, aby splňoval normu NFPA 13D, americkou normu pro sprinklerové systémy v domácnostech. 

Elektrická koloběžka použitá v testech nesla 60voltovou lithium-iontovou baterii s kapacitou 1,2 kilowatthodiny – typ baterie, který se nachází v mnoha koloběžkách s posedem prodávaných po celém světě. Výzkumníci spustili tepelný únik jak přebíjením baterie, tak přímým zahříváním. 

Bylo provedeno pět experimentů – čtyři v uzavřených ložnicích a jeden v otevřeném obývacím pokoji. 

V každém jednotlivém testu fungoval sprinklerový systém. 

Zde se dozvíte, co se stalo: 

  • V testech v ložnici se sprinkler aktivoval do 3 až 5 sekund od zapálení a v obývacím pokoji do 5 sekund. 

  • Ve všech pěti testech nedošlo k přeskokům. 

  • Oheň se dostal pouze na elektrickou koloběžku. Nerozšířil se na postel, pohovku ani další vybavení v pokoji. 

  • Teploty a koncentrace plynu mimo místnost, kde vznikl požár, zůstávaly na úrovních, z nichž lidé stále mohli uniknout. 

Pro srovnání, dřívější práce stejného výzkumného týmu ukázala, že identická elektrická koloběžka – bez postřikovačů – způsobila požár v ložnici za méně než 60 sekund. Teplota v místnosti překročila 1 000 °C. Nikdo v této místnosti by nepřežil. 

Díky sprinklerům se maximální teplota v původní místnosti udržovala na zlomku této úrovně. Chodba před zavřenými dveřmi ložnice nikdy nepřekročila 61 °C – bylo to sice teplé, ale dalo se to přežít. 

Co to znamená pro výškové obytné budovy 

Výškové obytné budovy představují zvláštní výzvu. Jsou to přesně ty typy objektů, kde se elektromobilní zařízení nejčastěji skladují a nabíjejí – často uvnitř bytů, v blízkosti vchodových dveří nebo na společných chodbách – a také ty, kde evakuace vyžaduje čas. 

Požár, který dosáhne fáze přeskoku během 60 sekund ve 14. patře, je zásadně odlišnou mimořádnou událostí než požár, který způsobí totéž v samostatně stojící budově. Schodiště jsou delší. Výtahy nelze použít. Ohroženi jsou ostatní obyvatelé nad i pod požárním patrem. 

Data NFPA ukazují, že v domech s hasicími sprinklery je míra úmrtnosti civilistů o 89 % nižší než v domech bez nich. Tato statistika byla vypracována na základě konvenčních požárů v obytných budovách. Výzkum FSRI naznačuje, že tato výhoda – a může být ještě důležitější – má rychlý a explozivní růst požáru způsobený selháním lithium-iontových baterií. 

Několik zjištění z výzkumu je obzvláště relevantních pro výškové obytné budovy: 

Zavřené dveře stále hrají roli. Dokonce i dveře s dutým jádrem do ložnice poskytovaly lidem na druhé straně smysluplnou ochranu. Obyvatelé sousedních bytů, chodeb a dalších pater měli čas se bezpečně evakuovat. 

Sprinklerový systém se aktivoval dříve, než požár dosáhl svého nejhoršího bodu. Vzhledem k tomu, že požáry LIB se šíří tak rychle, existovaly obavy, že by mohl předběhnout zásah sprinklerů. V praxi se rychloběžné sprinklery aktivovaly během několika sekund a oheň se tak dostal do ohniště dříve, než se mohl rozšířit. 

V obývacím pokoji se současně aktivovaly čtyři sprinklerové postřikovače – mnohem více, než na kolik byl systém navržen. Přesto systém stále dokázal oheň uhasit. To je důležité ve větších obytných prostorech s otevřeným půdorysem, které jsou v moderních výškových rezidenčních projektech stále běžnější. 

Toxické plyny – nejen teplo – představují vážné riziko. Výzkum měřil koncentrace oxidu uhelnatého (CO) a vypočítal to, co vědci nazývají frakční efektivní dávka (FED). V podstatě to znamená, jak rychle se vzduch stává život ohrožujícím. V testech s postřikovači v ložnici se toxické podmínky uvnitř místnosti původu vyvinuly velmi rychle. Rychlý únik z místnosti je nesmírně důležitý. Dobrá zpráva: za zavřenými dveřmi zůstaly podmínky přežitelné po dobu několika minut. 

Sečteno a podtrženo pro majitele budov, developery a regulační orgány 

Elektromobilita nezmizí. V mnoha městech je hlavním dopravním prostředkem pro statisíce obyvatel. Riziko požáru, které s sebou nesou, je reálné, dobře zdokumentované a roste. 

Řešením není zákaz těchto zařízení – jde o vybudování a údržbu protipožární infrastruktury, která omezí škody, když se něco pokazí. 

Tento výzkum poskytuje přesvědčivé důkazy o tom, že sprinklerové systémy v domácnostech, správně navržené, instalované a udržované podle současných norem, dokáží zvládnout požáry elektrických koloběžek a elektromobilů. Aktivují se dostatečně rychle. Dostatečně účinně je hasí. A chrání osoby mimo místnost, kde vznikají, před teplem i toxickým kouřem. 

Pro majitele a developery budov tento výzkum přesvědčivě svědčí o: 

  • Zajištění instalace sprinklerových systémů pro domácnosti ve všech nových výškových budovách pro domácnosti. 

  • Ověřování, zda jsou stávající systémy pravidelně kontrolovány, testovány a udržovány (ITM) v souladu s NFPA 25. 

  • Přezkoumání stavebních předpisů týkajících se skladování a nabíjení zařízení pro elektromobilitu – a propojení jakýchkoli omezení s jasným závazkem k infrastruktuře protipožární ochrany. 

Pro regulační orgány a úředníky odpovědné za předpisy je sdělení podobné: scénáře požárů, které musí sprinklerové systémy zvládat, se mění. Výzkumná komunita se snaží tuto změnu zdokumentovat. Proces tvorby předpisů a norem se musí v reakci na to i nadále vyvíjet. 

Poznámka k tomu, co zavlažovače nedokážou 

Tento výzkum také potvrzuje něco důležitého: postřikovače kupují čas. Samy o sobě nejsou kompletním řešením. 

Každý, kdo se během tepelného úniku nachází v těsné blízkosti elektrické koloběžky – ve stejné místnosti, poblíž zařízení – čelí extrémnímu nebezpečí v sekundách před aktivací sprinklerového systému. Teploty oblaku páry v blízkosti hořící koloběžky v experimentech překročily 800 °C. To je okamžitě smrtelné. 

Koncentrace toxických plynů v místnosti, kde vznikají, mohou dosáhnout život ohrožujících úrovní během 9 sekund od vznícení. 

To znamená, že chování cestujících je stále nesmírně důležité. Vyjděte ven. Zůstaňte v klidu. Zavřete za sebou dveře. Data potvrzují, že zavřené dveře jsou smysluplnou bariérou. Známé sdělení veřejné bezpečnosti – „Zavřete, než usnete“ – je podpořeno stejným druhem vědy, který podporuje tento výzkum. 

Sprinklerové systémy dávají lidem čas, který potřebují k úniku. Neodstraňují však nutnost úniku.