電動自転車、電動スクーター、電動バイク、ホバーボード。電動配送車両は廊下に駐車され、予備の寝室で充電されている。リチウムイオン電池を動力源とする電動モビリティ機器の普及は、人々の生活様式を変えつつあり、世界中の住宅における火災リスクにも変化をもたらしている。 

これらの機器は、消防専門家がこれまで扱ってきたものとは全く異なる方法で発火する。くすぶってゆっくりと燃え広がるのではなく、爆発するのだ。科学者が「熱暴走」と呼ぶ現象を起こした電動スクーターは、わずか60秒足らずで、部屋を通常の状態からフラッシュオーバー（部屋全体を焼き尽くす大火災）へと変えてしまう。これは生存不可能な事態である。 

消防関係者が抱いている疑問はもっともなものだ。住宅用スプリンクラーは、そのような状況に対応できるのだろうか？ 

ULリサーチ・インスティテュート傘下の火災安全研究所（FSRI）の研究は、その疑問に明確に答えている。答えは「イエス、可能です」。 

熱暴走とは何か、そしてなぜそれほど危険なのか？ 

リチウムイオン電池（LIB）は、小さなスペースに大量のエネルギーを蓄えることができます。しかし、充電器の不具合、物理的な損傷、製造上の欠陥、あるいは単なる経年劣化など、特定の条件下では、電池内部のセルが過熱し始めることがあります。温度が上昇すると、電池内部の化学反応が加速します。これらの反応によってさらに熱が発生し、それがまた新たな反応を引き起こします。このようにして、悪循環が加速していくのです。 

やがて、バッテリーから可燃性ガスの雲が放出される。これらのガスが引火すると（時には爆発的な勢いで）、数秒のうちに部屋全体が炎に包まれる可能性がある。 

ニューヨーク市だけでも、リチウムイオン電池を搭載した小型モビリティ機器が原因の火災は、2023年の1年間で267件発生し、150人が負傷、18人が死亡した。同様の傾向は、ロンドン、ソウル、シドニー、そしてヨーロッパやアジアの都市でも確認されている。火災のほとんどは住宅やアパートで発生しており、まさに住宅用スプリンクラーが人々の安全を守るために設計されている場所である。 

研究が実際に示したこと 

FSRIの研究者たちは、ペンシルベニア州シャロンヒルに特別に建設された一戸建て住宅内で、一連の本格的な火災試験を実施した。住宅用スプリンクラーシステムは、米国住宅用スプリンクラーシステムの規格であるNFPA 13Dを満たすように、全米防火スプリンクラー協会（NFSA）によって設計・設置された。 

試験に使用された電動スクーターには、60ボルト、1.2キロワット時のリチウムイオンバッテリーパックが搭載されていた。これは、世界中で販売されている多くの乗用スクーターに使用されているタイプのバッテリーである。研究者たちは、バッテリーの過充電と直接加熱の両方によって熱暴走を引き起こした。 

5つの実験が行われた。うち4つは閉鎖された寝室で、1つは開放されたリビングルームで行われた。 

すべてのテストにおいて、スプリンクラーシステムは正常に作動した。 

何が起こったのかは以下の通りです。 

  • 寝室での試験では、スプリンクラーは点火後3～5秒以内に作動し、リビングルームでは5秒以内に作動した。 

  • 5回の試験すべてにおいて、フラッシュオーバーは発生しなかった。 

  • 火災は電動スクーター本体のみに限定され、ベッドやソファ、その他の室内家具には延焼しなかった。 

  • 火災発生場所の部屋の外では、温度とガス濃度は人々が避難できるレベルにとどまっていた。 

比較のために付け加えると、同じ研究チームが以前に行った研究では、スプリンクラーのない同一の電動スクーターが、60秒足らずで寝室をフラッシュオーバー状態に陥らせたことが示されている。室温は1,000℃（1,832°F）を超え、その部屋にいた人は誰も生き残れなかっただろう。 

スプリンクラーのおかげで、火災発生源となった部屋の最高気温は、そのレベルのほんの一部に抑えられた。閉め切った寝室のドアの外の廊下は、61℃（142°F）を超えることはなく、暖かいものの、生存可能な温度だった。 

これは高層住宅ビルにとって何を意味するのか 

高層住宅は特に困難な課題を抱えている。なぜなら、高層住宅はまさに電動モビリティ機器が最も一般的に保管・充電される場所であり（多くの場合、アパート内、玄関付近、または共用廊下）、同時に避難に時間がかかる場所でもあるからだ。 

14階で60秒以内にフラッシュオーバー状態に達する火災は、戸建て住宅で同じ状況になった火災とは根本的に異なる緊急事態である。階段室は長く、エレベーターは使用できず、火災発生階の上下にいる他の住民も危険にさらされる。 

NFPAのデータによると、スプリンクラー設備のある住宅は、スプリンクラー設備のない住宅に比べて、一般市民の死亡率が89%低いことが示されています。この統計は、従来の住宅火災に基づいて算出されたものです。FSRIの研究では、この利点はリチウムイオン電池の故障によって引き起こされる急速かつ爆発的な火災拡大においても当てはまり、場合によってはさらに重要になる可能性が示唆されています。 

この研究から得られたいくつかの知見は、特に高層住宅建築物にとって重要である。 

閉まったドアは依然として重要です。中空構造の寝室のドアでさえ、向こう側にいる人々にとって十分な保護となりました。隣接する部屋、廊下、他の階の住人は、安全に避難する時間を得ることができました。 

スプリンクラーシステムは、火災が最悪の状況に達する前に作動しました。LIB火災は急速に拡大するため、スプリンクラーの反応速度が火災の進行速度を上回るのではないかと懸念されていました。しかし実際には、高速応答型スプリンクラーが数秒以内に作動し、火災が広がる前に鎮火に成功しました。 

リビングルームでの想定シナリオでは、4つのスプリンクラーが同時に作動した。これは、システムが供給できる能力をはるかに超える数である。それでもシステムは火災を制御できた。これは、現代の高層住宅設計でますます一般的になっている、広々としたオープンプランのリビングスペースにおいて重要な点である。 

熱だけでなく、有毒ガスも深刻な危険要因です。今回の研究では、一酸化炭素（CO）濃度を測定し、科学者が「有効分画濃度（FED）」と呼ぶ値を算出しました。これは、空気が生命を脅かすほど危険な状態になる速さを示す指標です。スプリンクラー付きの寝室で行われた実験では、発生源となった部屋の中で有毒な状態が非常に急速に進行しました。そのため、部屋から素早く脱出することが極めて重要でした。幸いなことに、閉め切ったドアの外では、数分間は生存可能な状態が維持されました。 

建物所有者、開発業者、規制当局にとっての結論 

電動モビリティ機器は今後も普及し続けるだろう。多くの都市では、数十万人の住民にとって主要な交通手段となっている。それらがもたらす火災リスクは現実のものであり、十分に立証されており、さらに増大している。 

解決策は、これらの機器を禁止することではなく、万が一の事態が発生した場合に被害を最小限に抑えるための防火インフラを構築し、維持することである。 

この研究は、現行基準に従って適切に設計、設置、維持管理された住宅用スプリンクラーシステムが、電動スクーターや電動モビリティ機器の火災を制御できるという強力な証拠を提供する。スプリンクラーシステムは迅速に作動し、効果的に消火し、火災発生場所の外にいる人々を熱と有毒な煙の両方から守る。 

建物の所有者や開発者にとって、この研究は以下の点を説得力をもって示している。 

  • すべての新築高層住宅に住宅用スプリンクラーシステムが設置されるようにする。 

  • 既存のシステムがNFPA 25に従って定期的に検査、テスト、保守（ITM）されていることを確認する。 

  • 電気自動車の保管および充電に関する建物の規定を見直し、制限事項がある場合は、防火インフラへの明確な取り組みと併せて定める。 

規制当局や建築基準担当者にとって、伝えたいメッセージは共通している。スプリンクラーシステムが対応しなければならない火災シナリオは変化しているのだ。研究コミュニティは、その変化を記録するために尽力している。そして、それに対応して、建築基準や規格の策定プロセスも進化し続けなければならない。 

スプリンクラーではできないことについての注意点 

この研究はまた、重要なことを裏付けている。スプリンクラーは時間を稼ぐためのものであり、それだけで完全な解決策にはならないということだ。 

熱暴走時に電動スクーターの近くにいる人（同じ部屋にいる人、機器のすぐそばにいる人）は、スプリンクラーが作動するまでの数秒間、極めて危険な状況に陥る。実験では、燃えているスクーター付近の煙の温度は800℃（1,472°F）を超えた。これは即死につながる温度だ。 

発生源となった部屋では、有毒ガスの濃度が着火後わずか9秒以内に生命を脅かすレベルに達する可能性がある。 

つまり、乗員の行動は依然として非常に重要であるということです。車から降りてください。姿勢を低くしてください。ドアを閉めてください。データは、閉めたドアが効果的な障壁となることを裏付けています。「居眠りする前にドアを閉めよう」というよく知られた公共安全メッセージも、この研究を裏付けるのと同じ種類の科学的根拠に基づいています。 

スプリンクラーは、人々が避難するのに必要な時間を与えてくれる。しかし、避難の必要性をなくすわけではない。