Rowery elektryczne. Hulajnogi elektryczne. Motocykle elektryczne. Deskorolki elektryczne. Elektryczne pojazdy dostawcze parkują na korytarzach i ładują się w wolnych sypialniach. Rozwój urządzeń elektromobilnych zasilanych akumulatorami litowo-jonowymi zmienia sposób życia ludzi — i zmienia ryzyko pożaru w budynkach mieszkalnych na całym świecie. 

Te urządzenia zapalają się inaczej niż cokolwiek, z czym mieli do czynienia dotychczas specjaliści od ochrony przeciwpożarowej. Nie tlą się i powoli się rozpalają. Wybuchają. W niecałe 60 sekund hulajnoga elektryczna, która przechodzi przez to, co naukowcy nazywają niekontrolowanym wzrostem temperatury, może spowodować, że pomieszczenie przejdzie z normalnego stanu w rozgorzenie – pożar obejmujący całe pomieszczenie, którego nie da się przetrwać. 

Pytanie, które zadaje sobie społeczność zajmująca się ochroną przeciwpożarową, jest słuszne: czy domowe instalacje tryskaczowe sobie z tym poradzą? 

Badania przeprowadzone przez Fire Safety Research Institute (FSRI), będący częścią instytutów badawczych UL Research Institutes, dają jasną odpowiedź na to pytanie: tak, mogą. 

Czym jest zjawisko Thermal Runaway i dlaczego jest tak niebezpieczne? 

Akumulatory litowo-jonowe (LIB) magazynują dużą ilość energii w małej przestrzeni. W pewnych warunkach – z powodu złej ładowarki, uszkodzenia fizycznego, wady produkcyjnej lub po prostu wieku – ogniwa wewnątrz akumulatora mogą zacząć się przegrzewać. Wraz ze wzrostem temperatury reakcje chemiczne wewnątrz akumulatora przyspieszają. Reakcje te wytwarzają więcej ciepła, co z kolei powoduje kolejne reakcje. Proces ten nakręca się w pętli przyspieszenia. 

W końcu bateria uwalnia chmurę łatwopalnych gazów. Gdy te gazy zapalą się – czasami z siłą eksplozji – ogień może wypełnić pomieszczenie w ciągu kilku sekund. 

Tylko w Nowym Jorku pożary wywołane przez urządzenia mikromobilne zasilane bateriami LIB spowodowały 267 pożarów, 150 obrażeń i 18 zgonów w ciągu jednego roku (2023). Podobne wzorce odnotowano w Londynie, Seulu, Sydney i miastach w całej Europie i Azji. W większości przypadków pożary zdarzają się w domach i mieszkaniach – dokładnie w takich miejscach, w których zraszacze przeciwpożarowe są zaprojektowane do ochrony ludzi. 

Co tak naprawdę wykazały badania 

Naukowcy z FSRI przeprowadzili serię pełnowymiarowych testów ogniowych w specjalnie wybudowanym domu jednorodzinnym w Sharon Hill w Pensylwanii. Krajowe Stowarzyszenie Instalacji Tryskaczy Przeciwpożarowych (NFSA) zaprojektowało i zainstalowało system tryskaczowy, aby spełnić normę NFPA 13D, obowiązującą w USA dla systemów tryskaczowych w domach. 

Hulajnoga elektryczna użyta w testach była wyposażona w 60-woltowy akumulator litowo-jonowy o pojemności 1,2 kilowatogodziny – taki sam, jaki można znaleźć w wielu hulajnogach elektrycznych sprzedawanych na całym świecie. Naukowcy spowodowali niekontrolowany wzrost temperatury zarówno poprzez przeładowanie akumulatora, jak i bezpośrednie nagrzewanie. 

Przeprowadzono pięć eksperymentów — cztery w zamkniętych sypialniach i jeden w otwartym salonie. 

W każdym teście system zraszaczy działał. 

Oto co się wydarzyło: 

  • W testach w sypialni zraszacz uruchamiał się w ciągu 3–5 sekund od zapłonu, a w salonie – w ciągu 5 sekund. 

  • We wszystkich pięciu testach nie doszło do przeskoków iskier. 

  • Ogień udało się ograniczyć do samej hulajnogi elektrycznej. Nie rozprzestrzenił się na łóżko, sofę ani inne meble w pokoju. 

  • Temperatury i stężenia gazów poza pomieszczeniem, w którym powstał pożar, utrzymywały się na poziomie umożliwiającym ucieczkę. 

Dla porównania, wcześniejsze badania tego samego zespołu badawczego wykazały, że identyczna hulajnoga elektryczna – bez zraszaczy – spowodowała pożar w sypialni w mniej niż 60 sekund. Temperatura w pomieszczeniu przekroczyła 1000°C (1832°F). Nikt w tym pokoju nie przeżyłby. 

Dzięki zraszaczom temperatura w pomieszczeniu, w którym doszło do pożaru, utrzymywała się na poziomie zaledwie ułamka tego poziomu. Temperatura na korytarzu za zamkniętymi drzwiami sypialni nigdy nie przekraczała 61°C (142°F) – było ciepło, ale dało się przeżyć. 

Co to oznacza dla budynków mieszkalnych o wysokościach 

Wieżowce mieszkalne stanowią szczególne wyzwanie. To właśnie w nich urządzenia e-mobilności są najczęściej przechowywane i ładowane – często w mieszkaniach, w pobliżu drzwi wejściowych lub na korytarzach – a ewakuacja z nich wymaga czasu. 

Pożar, który osiąga fazę rozgorzenia w ciągu 60 sekund na 14. piętrze, to zasadniczo inny rodzaj zagrożenia niż pożar, który powoduje to samo w domu jednorodzinnym. Klatki schodowe są dłuższe. Windy nie mogą być używane. Mieszkańcy powyżej i poniżej piętra objętego pożarem są narażeni na ryzyko. 

Dane NFPA pokazują, że domy z tryskaczami przeciwpożarowymi mają o 89% niższy wskaźnik śmiertelności wśród ludności cywilnej niż domy bez nich. Statystyka ta została opracowana na podstawie konwencjonalnych pożarów w domach mieszkalnych. Badania FSRI sugerują, że ta przewaga utrzymuje się – a może być nawet ważniejsza – w kontekście szybkiego i gwałtownego wzrostu liczby pożarów spowodowanych awariami akumulatorów litowo-jonowych. 

Niektóre ustalenia z badania są szczególnie istotne w przypadku wysokich budynków mieszkalnych: 

Zamknięte drzwi nadal mają znaczenie. Nawet drzwi do sypialni z pustym rdzeniem zapewniały istotną ochronę osobom po drugiej stronie. Mieszkańcy sąsiednich mieszkań, korytarzy i innych pięter mieli czas na bezpieczną ewakuację. 

Instalacja tryskaczowa została aktywowana, zanim pożar osiągnął punkt kulminacyjny. Ponieważ pożary LIB rozwijają się tak szybko, istniała obawa, że ogień może wyprzedzić interwencję tryskaczową. W praktyce, tryskacze szybkiego reagowania były aktywowane w ciągu kilku sekund, co pozwoliło opanować pożar, zanim zdążył się rozprzestrzenić. 

W scenariuszu z salonem uruchomiono jednocześnie cztery zraszacze – znacznie więcej, niż przewidywał system. Mimo to system nadal kontrolował pożar. Jest to istotne w przypadku większych, otwartych przestrzeni mieszkalnych, które są coraz częściej spotykane w nowoczesnych, wysokich budynkach mieszkalnych. 

Toksyczne gazy – nie tylko ciepło – stanowią poważne zagrożenie. W ramach badań zmierzono stężenie tlenku węgla (CO) i obliczono to, co naukowcy nazywają frakcyjną dawką skuteczną (FED). Zasadniczo chodzi o to, jak szybko powietrze staje się zagrożeniem dla życia. W testach z użyciem zraszaczy w sypialni, toksyczne warunki rozwijały się bardzo szybko w pomieszczeniu, w którym powstały. Szybkie opuszczenie pomieszczenia ma ogromne znaczenie. Dobra wiadomość: po zamknięciu drzwi warunki były znośne przez kilka minut. 

Podsumowanie dla właścicieli budynków, deweloperów i organów regulacyjnych 

Urządzenia e-mobilności nie znikną. W wielu miastach stanowią one główny środek transportu dla setek tysięcy mieszkańców. Ryzyko pożaru, jakie ze sobą niosą, jest realne, dobrze udokumentowane i rośnie. 

Rozwiązaniem nie jest zakaz używania tych urządzeń, lecz zbudowanie i utrzymanie infrastruktury ochrony przeciwpożarowej, która ograniczy szkody w razie awarii. 

Badania te dostarczają mocnych dowodów na to, że domowe systemy tryskaczowe, prawidłowo zaprojektowane, zainstalowane i konserwowane zgodnie z obowiązującymi normami, mogą kontrolować pożary hulajnóg elektrycznych i pojazdów elektrycznych. Działają wystarczająco szybko. Są wystarczająco skuteczne w gaszeniu pożarów. Chronią również osoby przebywające poza pomieszczeniem, w którym pożar powstał, przed ciepłem i toksycznym dymem. 

Dla właścicieli budynków i deweloperów badanie to stanowi przekonujący argument za: 

  • Zapewnienie, że systemy zraszaczy będą montowane we wszystkich nowych, wysokich budynkach mieszkalnych. 

  • Sprawdzanie, czy istniejące systemy są regularnie kontrolowane, testowane i konserwowane (ITM) zgodnie z normą NFPA 25. 

  • Przegląd polityk budynku dotyczących przechowywania i ładowania urządzeń e-mobilnych — i powiązanie wszelkich ograniczeń z wyraźnym zobowiązaniem dotyczącym infrastruktury przeciwpożarowej. 

Dla organów regulacyjnych i inspektorów nadzoru budowlanego przesłanie jest podobne: scenariusze pożarowe, którym muszą sprostać systemy tryskaczowe, ulegają zmianie. Społeczność naukowa dokłada wszelkich starań, aby udokumentować te zmiany. Proces opracowywania przepisów i norm musi ewoluować w odpowiedzi na te zmiany. 

Uwaga na temat tego, czego zraszacze nie potrafią 

Badania te potwierdzają również coś ważnego: zraszacze oszczędzają czas. Same w sobie nie stanowią kompletnego rozwiązania. 

Każdy, kto znajduje się w pobliżu hulajnogi elektrycznej podczas niekontrolowanego wzrostu temperatury – w tym samym pomieszczeniu, w pobliżu urządzenia – naraża się na skrajne niebezpieczeństwo na kilka sekund przed uruchomieniem zraszacza. Temperatura dymu w pobliżu płonącej hulajnogi przekroczyła 800°C (1472°F) podczas eksperymentów. To oznacza natychmiastową śmierć. 

Stężenie toksycznych gazów w pomieszczeniu, w którym doszło do zapłonu, może osiągnąć poziom zagrażający życiu w ciągu 9 sekund od zapłonu. 

Oznacza to, że zachowanie pasażerów nadal ma ogromne znaczenie. Wyjdź. Trzymaj się nisko. Zamknij za sobą drzwi. Dane potwierdzają, że zamknięte drzwi stanowią istotną barierę. Znany komunikat bezpieczeństwa publicznego – „Zamknij, zanim zaśniesz” – jest poparty tymi samymi badaniami naukowymi, które wspierają te badania. 

Zraszacze dają ludziom czas potrzebny na ucieczkę. Nie eliminują jednak konieczności ucieczki.