Ηλεκτρικά ποδήλατα. Ηλεκτρικά σκούτερ. Ηλεκτρικές μοτοσικλέτες. Hoverboards. Ηλεκτρικά οχήματα διανομής παρκάρουν σε διαδρόμους και φορτίζουν σε ελεύθερα υπνοδωμάτια. Η άνοδος των συσκευών ηλεκτρικής κινητικότητας που τροφοδοτούνται από μπαταρίες ιόντων λιθίου αλλάζει τον τρόπο ζωής των ανθρώπων — και αλλάζει τον κίνδυνο πυρκαγιάς σε κτίρια κατοικιών σε όλο τον κόσμο. 

Αυτές οι συσκευές πιάνουν φωτιά με διαφορετικό τρόπο από οτιδήποτε έχουν αντιμετωπίσει στο παρελθόν οι επαγγελματίες πυροπροστασίας. Δεν σιγοκαίνε και συσσωρεύονται αργά. Εκρήγνυνται. Σε λιγότερο από 60 δευτερόλεπτα, ένα ηλεκτρικό σκούτερ που υφίσταται αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν θερμική διαφυγή μπορεί να μετατρέψει ένα δωμάτιο από κανονικό σε υπερθέρμανση — ένα συμβάν πυρκαγιάς σε ολόκληρο το δωμάτιο που είναι μη επιβιώσιμο. 

Το ερώτημα που θέτει η κοινότητα πυροπροστασίας είναι εύλογο: Μπορούν τα οικιακά συστήματα πυρόσβεσης να το χειριστούν αυτό; 

Έρευνα από το Ινστιτούτο Έρευνας Πυρασφάλειας (FSRI), μέρος των Ερευνητικών Ινστιτούτων του UL, απαντά με σαφήνεια σε αυτό το ερώτημα: Ναι, μπορούν. 

Τι είναι η Θερμική Διαφυγή και γιατί είναι τόσο επικίνδυνη; 

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (LIB) αποθηκεύουν πολλή ενέργεια σε έναν μικρό χώρο. Υπό ορισμένες συνθήκες — κακός φορτιστής, φυσική ζημιά, κατασκευαστικό ελάττωμα ή απλώς ηλικία — τα στοιχεία στο εσωτερικό μιας μπαταρίας μπορεί να αρχίσουν να υπερθερμαίνονται. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, οι χημικές αντιδράσεις στο εσωτερικό της μπαταρίας επιταχύνονται. Αυτές οι αντιδράσεις δημιουργούν περισσότερη θερμότητα, η οποία δημιουργεί περισσότερες αντιδράσεις. Η διαδικασία τροφοδοτείται σε έναν επιταχυνόμενο βρόχο. 

Τελικά, η μπαταρία απελευθερώνει ένα νέφος εύφλεκτων αερίων. Όταν αυτά τα αέρια αναφλέγονται — μερικές φορές με εκρηκτική δύναμη — η φωτιά μπορεί να γεμίσει ένα δωμάτιο σε δευτερόλεπτα. 

Μόνο στη Νέα Υόρκη, οι πυρκαγιές που ξεκίνησαν από συσκευές μικροκινητικότητας με τροφοδοσία LIB προκάλεσαν 267 πυρκαγιές, 150 τραυματισμούς και 18 θανάτους σε ένα μόνο έτος (2023). Παρόμοια μοτίβα έχουν καταγραφεί στο Λονδίνο, τη Σεούλ, το Σίδνεϊ και σε πόλεις σε όλη την Ευρώπη και την Ασία. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι πυρκαγιές συμβαίνουν σε κατοικίες και διαμερίσματα - ακριβώς το είδος των χώρων όπου τα οικιακά συστήματα πυρόσβεσης έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν τους ανθρώπους. 

Τι έδειξε στην πραγματικότητα η έρευνα 

Ερευνητές στο FSRI διεξήγαγαν μια σειρά από δοκιμές πυρκαγιάς πλήρους κλίμακας μέσα σε μια μονοκατοικία στο Sharon Hill της Πενσυλβάνια. Ένα οικιακό σύστημα καταιονισμού σχεδιάστηκε και εγκαταστάθηκε από την Εθνική Ένωση Καταιονισμού Πυρκαγιάς (NFSA) σύμφωνα με το NFPA 13D, το αμερικανικό πρότυπο για συστήματα καταιονισμού σε κατοικίες. 

Το ηλεκτρικό σκούτερ που χρησιμοποιήθηκε στις δοκιμές έφερε μια μπαταρία ιόντων λιθίου 60 βολτ και 1,2 κιλοβατώρες — το είδος της μπαταρίας που βρίσκεται σε πολλά σκούτερ που πωλούνται σε όλο τον κόσμο. Οι ερευνητές προκάλεσαν θερμική διαφυγή τόσο με υπερφόρτιση της μπαταρίας όσο και με άμεση θέρμανση. 

Διεξήχθησαν πέντε πειράματα — τέσσερα σε κλειστά υπνοδωμάτια και ένα σε ανοιχτό σαλόνι. 

Σε κάθε δοκιμή, το σύστημα καταιονισμού λειτούργησε. 

Να τι συνέβη: 

  • Το ψεκαστήρα ενεργοποιήθηκε εντός 3 έως 5 δευτερολέπτων από την ανάφλεξη στις δοκιμές στο υπνοδωμάτιο και εντός 5 δευτερολέπτων στο σαλόνι. 

  • Και στις πέντε δοκιμές, δεν σημειώθηκαν ποτέ βραχυκυκλώματα. 

  • Η φωτιά περιορίστηκε στο ίδιο το ηλεκτρικό σκούτερ. Δεν επεκτάθηκε στο κρεβάτι, τον καναπέ ή άλλα έπιπλα στο δωμάτιο. 

  • Οι θερμοκρασίες και οι συγκεντρώσεις αερίων έξω από το δωμάτιο από το οποίο προκλήθηκε η πυρκαγιά παρέμειναν σε επίπεδα όπου οι άνθρωποι μπορούσαν ακόμα να διαφύγουν. 

Για λόγους σύγκρισης, η προηγούμενη εργασία της ίδιας ερευνητικής ομάδας έδειξε ότι ένα πανομοιότυπο ηλεκτρικό σκούτερ — χωρίς ψεκαστήρες — προκάλεσε υπερθέρμανση του υπνοδωματίου σε λιγότερο από 60 δευτερόλεπτα. Οι θερμοκρασίες δωματίου ξεπέρασαν τους 1.000°C (1.832°F). Κανείς σε αυτό το δωμάτιο δεν θα επιβίωνε. 

Με τα ψεκαστήρες, η μέγιστη θερμοκρασία στο δωμάτιο από το οποίο προερχόταν η θέρμανση διατηρούνταν σε ένα κλάσμα αυτού του επιπέδου. Ο διάδρομος έξω από την κλειστή πόρτα του υπνοδωματίου δεν ξεπερνούσε ποτέ τους 61°C (142°F) — ζεστός, αλλά βιώσιμος. 

Τι σημαίνει αυτό για τα πολυώροφα κτίρια κατοικιών 

Τα πολυώροφα κτίρια κατοικιών παρουσιάζουν μια ιδιαίτερη πρόκληση. Πρόκειται ακριβώς για το είδος της κατοικίας όπου οι συσκευές ηλεκτρικής κινητικότητας αποθηκεύονται και φορτίζονται πιο συχνά — συχνά μέσα σε διαμερίσματα, κοντά σε μπροστινές πόρτες ή σε κοινόχρηστους διαδρόμους — και είναι επίσης το είδος της κατοικίας όπου η εκκένωση απαιτεί χρόνο. 

Μια πυρκαγιά που φτάνει σε στάδιο ανάφλεξης σε 60 δευτερόλεπτα στον 14ο όροφο είναι μια θεμελιωδώς διαφορετική έκτακτη ανάγκη από μια πυρκαγιά που κάνει το ίδιο πράγμα σε μια μονοκατοικία. Τα κλιμακοστάσια είναι μακρύτερα. Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανελκυστήρες. Άλλοι κάτοικοι πάνω και κάτω από το δάπεδο πυρκαγιάς διατρέχουν κίνδυνο. 

Τα στοιχεία του NFPA δείχνουν ότι τα σπίτια με πυροσβεστικούς ψεκαστήρες έχουν ποσοστό θνησιμότητας μεταξύ των πολιτών κατά 89% χαμηλότερο από τα σπίτια χωρίς αυτούς. Αυτό το στατιστικό στοιχείο αναπτύχθηκε με βάση τις συμβατικές πυρκαγιές σε κατοικίες. Η έρευνα του FSRI υποδηλώνει ότι το πλεονέκτημα ισχύει - και μπορεί να είναι ακόμη πιο σημαντικό - για την ταχεία, εκρηκτική αύξηση της πυρκαγιάς που προκαλείται από βλάβες μπαταριών ιόντων λιθίου. 

Αρκετά ευρήματα από την έρευνα είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τα πολυώροφα κτίρια κατοικιών: 

Οι κλειστές πόρτες εξακολουθούν να έχουν σημασία. Ακόμη και μια πόρτα υπνοδωματίου με κοίλους πυρήνες παρείχε ουσιαστική προστασία στους ανθρώπους στην άλλη πλευρά. Οι ένοικοι σε διπλανές μονάδες, διαδρόμους και άλλους ορόφους είχαν χρόνο να εκκενώσουν με ασφάλεια. 

Το σύστημα καταιονισμού ενεργοποιήθηκε πριν η πυρκαγιά φτάσει στο χειρότερο σημείο της. Επειδή οι πυρκαγιές LIB αναπτύσσονται τόσο γρήγορα, υπήρχε ανησυχία ότι η φωτιά μπορεί να ξεπεράσει την απόκριση των καταιονιστών. Στην πράξη, οι καταιονιστές ταχείας απόκρισης ενεργοποιούνταν μέσα σε δευτερόλεπτα, περιορίζοντας τη φωτιά πριν προλάβει να εξαπλωθεί. 

Το σενάριο του σαλονιού ενεργοποίησε τέσσερα ποτιστικά ταυτόχρονα — πολύ περισσότερα από όσα είχε σχεδιαστεί να παρέχει το σύστημα. Ωστόσο, το σύστημα εξακολουθούσε να ελέγχει τη φωτιά. Αυτό είναι σημαντικό σε μεγαλύτερους χώρους διαβίωσης ανοιχτού σχεδιασμού, οι οποίοι είναι ολοένα και πιο συνηθισμένοι στο σύγχρονο σχεδιασμό πολυώροφων κατοικιών. 

Τα τοξικά αέρια — όχι μόνο η θερμότητα — αποτελούν σοβαρό κίνδυνο. Η έρευνα μέτρησε τις συγκεντρώσεις μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και υπολόγισε αυτό που οι επιστήμονες ονομάζουν Κλασματική Αποτελεσματική Δόση (FED). Ουσιαστικά, πόσο γρήγορα ο αέρας γίνεται απειλητικός για τη ζωή. Στις δοκιμές σε υπνοδωμάτια με ψεκασμό, οι τοξικές συνθήκες αναπτύχθηκαν πολύ γρήγορα μέσα στο δωμάτιο από το οποίο προήλθαν. Η γρήγορη έξοδος από το δωμάτιο έχει τεράστια σημασία. Τα καλά νέα: πέρα από την κλειστή πόρτα, οι συνθήκες παρέμειναν βιώσιμες για αρκετά λεπτά. 

Το συμπέρασμα για τους ιδιοκτήτες κτιρίων, τους κατασκευαστές και τις ρυθμιστικές αρχές 

Οι συσκευές ηλεκτρικής κινητικότητας δεν πρόκειται να εξαφανιστούν. Σε πολλές πόλεις, αποτελούν το κύριο μέσο μεταφοράς για εκατοντάδες χιλιάδες κατοίκους. Ο κίνδυνος πυρκαγιάς που ενέχουν είναι πραγματικός, καλά τεκμηριωμένος και αυξανόμενος. 

Η λύση δεν είναι η απαγόρευση των συσκευών — είναι η κατασκευή και η συντήρηση της υποδομής πυροπροστασίας που περιορίζει τις ζημιές όταν κάτι πάει στραβά. 

Αυτή η έρευνα παρέχει ισχυρές ενδείξεις ότι τα οικιακά συστήματα καταιονισμού, όταν σχεδιάζονται, εγκαθίστανται και συντηρούνται σωστά σύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα, μπορούν να ελέγξουν τις πυρκαγιές σε ηλεκτρικά σκούτερ και ηλεκτροκίνητα οχήματα. Ενεργοποιούνται αρκετά γρήγορα. Καταστέλλουν αρκετά αποτελεσματικά. Και προστατεύουν τους ανθρώπους εκτός του δωματίου από τη θερμότητα και τον τοξικό καπνό. 

Για τους ιδιοκτήτες κτιρίων και τους κατασκευαστές, αυτή η έρευνα αποτελεί ένα πειστικό επιχείρημα υπέρ των εξής: 

  • Διασφάλιση της εγκατάστασης συστημάτων καταιονισμού κατοικιών σε όλες τις νέες πολυώροφες κατασκευές κατοικιών. 

  • Επαλήθευση ότι τα υπάρχοντα συστήματα επιθεωρούνται, δοκιμάζονται και συντηρούνται τακτικά (ITM) σύμφωνα με το NFPA 25. 

  • Επανεξέταση των πολιτικών των κτιρίων σχετικά με την αποθήκευση και τη φόρτιση συσκευών ηλεκτρικής κινητικότητας — και συνδυασμός τυχόν περιορισμών με σαφή δέσμευση για υποδομές πυροπροστασίας. 

Για τους ρυθμιστικούς φορείς και τους υπεύθυνους κωδίκων, το μήνυμα είναι παρόμοιο: τα σενάρια πυρκαγιάς που πρέπει να χειρίζονται τα συστήματα καταιονισμού αλλάζουν. Η ερευνητική κοινότητα κάνει το καθήκον της για να τεκμηριώσει αυτή την αλλαγή. Η διαδικασία κωδίκων και προτύπων πρέπει να συνεχίσει να εξελίσσεται ως απάντηση. 

Μια σημείωση για το τι δεν μπορούν να κάνουν οι ψεκαστήρες 

Αυτή η έρευνα επιβεβαιώνει επίσης κάτι σημαντικό: τα ποτιστικά αγοράζουν χρόνο. Δεν αποτελούν από μόνα τους μια ολοκληρωμένη λύση. 

Όποιος βρίσκεται κοντά σε ένα ηλεκτρικό πατίνι κατά τη διάρκεια της θερμικής διαφυγής — στο ίδιο δωμάτιο, κοντά στη συσκευή — αντιμετωπίζει ακραίο κίνδυνο τα δευτερόλεπτα πριν ενεργοποιηθεί ο ψεκαστήρας. Οι θερμοκρασίες των νεφώσεων κοντά στο φλεγόμενο πατίνι ξεπέρασαν τους 800°C (1.472°F) στα πειράματα. Αυτό είναι άμεσα θανατηφόρο. 

Οι συγκεντρώσεις τοξικών αερίων στο δωμάτιο προέλευσης μπορούν να φτάσουν σε απειλητικά για τη ζωή επίπεδα εντός 9 δευτερολέπτων από την ανάφλεξη. 

Αυτό σημαίνει ότι η συμπεριφορά των ενοίκων εξακολουθεί να έχει τεράστια σημασία. Βγείτε έξω. Μείνετε χαμηλά. Κλείστε την πόρτα πίσω σας. Τα δεδομένα επιβεβαιώνουν ότι μια κλειστή πόρτα αποτελεί ένα σημαντικό εμπόδιο. Το γνωστό μήνυμα δημόσιας ασφάλειας — «Κλείστε πριν κοιμηθείτε» — υποστηρίζεται από το ίδιο είδος επιστήμης που υποστηρίζει και αυτή την έρευνα. 

Τα ποτιστικά δίνουν στους ανθρώπους τον χρόνο που χρειάζονται για να διαφύγουν. Δεν εξαλείφουν την ανάγκη διαφυγής.