E-bikes. E-scooters. E-motorfietsen. Hoverboards. Elektrische bestelwagens staan geparkeerd in gangen en laden op in logeerkamers. De opkomst van elektrische mobiliteitsapparaten met lithium-ionbatterijen verandert de manier waarop mensen leven – en daarmee ook het brandrisico in woongebouwen wereldwijd. 

Deze apparaten vatten op een andere manier vlam dan alles wat brandbeveiligingsdeskundigen tot nu toe hebben meegemaakt. Ze smeulen niet en bouwen zich niet langzaam op. Ze exploderen. In minder dan 60 seconden kan een e-scooter, die volgens wetenschappers een thermische runaway ondergaat, een ruimte van een normale temperatuur in een flashover veranderen – een totale brand die niet te overleven is. 

De vraag die de brandbeveiligingssector zich stelt, is terecht: kunnen brandblussystemen in woningen dat wel aan? 

Onderzoek van het Fire Safety Research Institute (FSRI), onderdeel van de UL Research Institutes, beantwoordt die vraag duidelijk: Ja, dat kan. 

Wat is thermische runaway en waarom is het zo gevaarlijk? 

Lithium-ionbatterijen (LIB's) slaan veel energie op in een kleine ruimte. Onder bepaalde omstandigheden – een defecte lader, fysieke schade, een fabricagefout of simpelweg ouderdom – kunnen de cellen in een batterij oververhit raken. Naarmate de temperatuur stijgt, versnellen de chemische reacties in de batterij. Deze reacties genereren meer warmte, wat weer leidt tot meer reacties. Dit proces houdt zichzelf in stand in een versnellende cyclus. 

Uiteindelijk komt er uit de batterij een wolk brandbare gassen. Wanneer die gassen ontbranden – soms met explosieve kracht – kan een kamer binnen enkele seconden in vlammen opgaan. 

Alleen al in New York City veroorzaakten branden die werden aangestoken door micro-mobiliteitsapparaten met lithium-ionbatterijen in één jaar tijd (2023) 267 branden, 150 gewonden en 18 doden. Soortgelijke patronen zijn gedocumenteerd in Londen, Seoul, Sydney en steden in heel Europa en Azië. In de meeste gevallen vinden de branden plaats in huizen en appartementen – precies het soort plekken waar brandblussystemen in woningen juist ontworpen zijn om mensen te beschermen. 

Wat het onderzoek daadwerkelijk aantoonde 

Onderzoekers van FSRI hebben een reeks grootschalige brandproeven uitgevoerd in een speciaal daarvoor gebouwde eengezinswoning in Sharon Hill, Pennsylvania. Een sprinklerinstallatie voor woningen werd ontworpen en geïnstalleerd door de National Fire Sprinkler Association (NFSA) om te voldoen aan NFPA 13D, de Amerikaanse norm voor sprinklerinstallaties in woningen. 

De e-scooter die bij de tests werd gebruikt, was uitgerust met een 60-volt, 1,2 kilowattuur lithium-ion-accupakket – hetzelfde type accu dat in veel zitscooters wereldwijd wordt gebruikt. Onderzoekers veroorzaakten thermische oververhitting door de accu zowel te overladen als door directe verhitting. 

Er werden vijf experimenten uitgevoerd: vier in afgesloten slaapkamers en één in een open woonkamer. 

Bij elke test werkte het sprinklersysteem naar behoren. 

Dit is wat er gebeurde: 

  • De sprinkler werd in de slaapkamer binnen 3 tot 5 seconden geactiveerd en in de woonkamer binnen 5 seconden. 

  • Bij alle vijf tests hebben zich geen overslagverschijnselen voorgedaan. 

  • Het vuur bleef beperkt tot de e-scooter zelf. Het sloeg niet over naar het bed, de bank of andere meubels in de kamer. 

  • De temperaturen en gasconcentraties buiten de ruimte waar de brand was ontstaan, bleven op een niveau waarop mensen nog steeds konden ontsnappen. 

Ter vergelijking: eerder onderzoek van hetzelfde onderzoeksteam toonde aan dat een identieke e-scooter – zonder sprinklers – binnen 60 seconden een flashover in een slaapkamer veroorzaakte. De temperatuur in de kamer liep op tot boven de 1000 °C. Niemand in die kamer zou het overleven. 

Dankzij de sprinklers werd de piektemperatuur in de ruimte waar de brand was ontstaan, beperkt tot een fractie van dat niveau. De temperatuur in de gang buiten een gesloten slaapkamerdeur kwam nooit boven de 61 °C (142 °F) uit – warm, maar te overleven. 

Wat dit betekent voor woontorens 

Woontorens vormen een bijzondere uitdaging. Juist in deze gebouwen worden elektrische mobiliteitsapparaten het vaakst opgeslagen en opgeladen – vaak in appartementen, bij de voordeur of in gemeenschappelijke gangen – en het is ook het soort gebouw waar een evacuatie tijd kost. 

Een brand die binnen 60 seconden een flashoverfase bereikt op de 14e verdieping is een fundamenteel andere noodsituatie dan een brand die hetzelfde doet in een vrijstaande woning. Trappenhuizen zijn langer. Liften kunnen niet worden gebruikt. Andere bewoners boven en onder de brandende verdieping lopen gevaar. 

Uit gegevens van de NFPA blijkt dat huizen met brandblussystemen een 89% lager sterftecijfer onder burgers hebben dan huizen zonder. Deze statistiek is gebaseerd op conventionele woningbranden. Het onderzoek van het FSRI suggereert dat dit voordeel ook geldt – en mogelijk zelfs nog belangrijker is – voor de snelle, explosieve brandontwikkeling die wordt veroorzaakt door defecten aan lithium-ionbatterijen. 

Een aantal onderzoeksresultaten is met name relevant voor hoogbouw met woningen: 

Gesloten deuren zijn nog steeds belangrijk. Zelfs een holle slaapkamerdeur bood aanzienlijke bescherming aan de mensen aan de andere kant. Bewoners van aangrenzende appartementen, gangen en andere verdiepingen hadden voldoende tijd om veilig te evacueren. 

Het sprinklersysteem werd geactiveerd voordat de brand zijn hoogtepunt bereikte. Omdat LIB-branden zich zo snel verspreiden, bestond de vrees dat de brand de reactie van het sprinklersysteem zou kunnen overtreffen. In de praktijk werden de snel reagerende sprinklers binnen enkele seconden geactiveerd, waardoor de brand werd ingedamd voordat deze zich verder kon verspreiden. 

Het scenario in de woonkamer activeerde vier sprinklers tegelijk – veel meer dan waarvoor het systeem ontworpen was. Toch wist het systeem de brand te blussen. Dat is belangrijk in grotere, open woonruimtes, die steeds vaker voorkomen in moderne hoogbouw. 

Giftige gassen – niet alleen hitte – vormen een ernstig risico. Het onderzoek mat de concentraties koolmonoxide (CO) en berekende wat wetenschappers de fractionele effectieve dosis (FED) noemen. In wezen geeft dit aan hoe snel de lucht levensbedreigend wordt. In de tests met de sprinklerinstallatie in de slaapkamer ontwikkelden zich zeer snel giftige omstandigheden in de ruimte waar de verontreiniging ontstond. Snel de kamer verlaten is van cruciaal belang. Het goede nieuws: buiten de gesloten deur bleven de omstandigheden nog enkele minuten leefbaar. 

De kernboodschap voor gebouweigenaren, projectontwikkelaars en toezichthouders 

Elektrische voertuigen zullen niet verdwijnen. In veel steden vormen ze het belangrijkste vervoermiddel voor honderdduizenden inwoners. Het brandrisico dat ze met zich meebrengen is reëel, goed gedocumenteerd en neemt toe. 

De oplossing is niet om de apparaten te verbieden, maar om de brandbeveiligingsinfrastructuur te bouwen en te onderhouden die de schade beperkt wanneer er iets misgaat. 

Dit onderzoek levert overtuigend bewijs dat sprinklersystemen in woningen, mits correct ontworpen, geïnstalleerd en onderhouden volgens de huidige normen, branden veroorzaakt door e-scooters en andere elektrische voertuigen kunnen bestrijden. Ze treden snel genoeg in werking. Ze blussen effectief genoeg. En ze beschermen mensen buiten de ruimte waar de brand is ontstaan tegen zowel hitte als giftige rook. 

Voor gebouweigenaren en projectontwikkelaars biedt dit onderzoek overtuigende argumenten voor: 

  • Ervoor zorgen dat in alle nieuwbouw van woontorens sprinklersystemen worden geïnstalleerd. 

  • Controleren of bestaande systemen regelmatig worden geïnspecteerd, getest en onderhouden (ITM) in overeenstemming met NFPA 25. 

  • Het herzien van het beleid van gebouwen met betrekking tot de opslag en het opladen van e-mobiliteitsapparaten, en het koppelen van eventuele beperkingen aan een duidelijke toezegging ten aanzien van brandbeveiligingsinfrastructuur. 

Voor toezichthouders en bouwkundigen is de boodschap vergelijkbaar: de brandscenario's die sprinklersystemen moeten kunnen afhandelen, veranderen. De onderzoeksgemeenschap draagt haar steentje bij om die verandering te documenteren. Het proces van het opstellen van codes en normen moet zich dienovereenkomstig blijven ontwikkelen. 

Een opmerking over wat sprinklers niet kunnen doen 

Dit onderzoek bevestigt ook iets belangrijks: sprinklers geven je tijd. Ze zijn op zichzelf geen complete oplossing. 

Iedereen die zich tijdens een thermische runaway in de directe nabijheid van een e-scooter bevindt – in dezelfde ruimte, vlakbij het apparaat – loopt extreem gevaar in de seconden voordat de sprinklerinstallatie in werking treedt. De temperatuur van de rookpluim in de buurt van de brandende scooter overschreed tijdens de experimenten 800 °C. Dat is direct dodelijk. 

De concentratie giftige gassen in de ruimte waar de brand ontstaat, kan binnen 9 seconden na ontsteking levensbedreigend hoog worden. 

Dit betekent dat het gedrag van de inzittenden nog steeds enorm belangrijk is. Ga naar buiten. Blijf laag bij de grond. Doe de deur achter je dicht. De gegevens bevestigen dat een gesloten deur een effectieve barrière vormt. De bekende boodschap voor de openbare veiligheid – “Sluit de deur voordat je gaat slapen” – wordt ondersteund door hetzelfde soort wetenschap dat dit onderzoek onderbouwt. 

Sprinklers geven mensen de tijd die ze nodig hebben om te vluchten. Ze nemen de noodzaak om te vluchten niet weg.