จักรยานไฟฟ้า สกูตเตอร์ไฟฟ้า รถจักรยานยนต์ไฟฟ้า โฮเวอร์บอร์ด รถส่งของไฟฟ้าจอดอยู่ตามทางเดินและชาร์จไฟในห้องนอนสำรอง การเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกำลังเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของผู้คน และกำลังเปลี่ยนแปลงความเสี่ยงต่อการเกิดอัคคีภัยในอาคารที่พักอาศัยทั่วโลก 

อุปกรณ์เหล่านี้ติดไฟในลักษณะที่แตกต่างจากสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการป้องกันอัคคีภัยเคยพบมาก่อน พวกมันไม่ได้ค่อยๆ ลุกไหม้หรือคุกรุ่น แต่จะระเบิด ในเวลาไม่ถึง 60 วินาที สกูเตอร์ ไฟฟ้าที่เกิดสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ภาวะความร้อนสูงเกินควบคุม" สามารถทำให้ห้องเปลี่ยนจากสภาพปกติไปเป็นเหตุการณ์ไฟไหม้ลุกลามทั่วทั้งห้อง ซึ่งเป็นเหตุการณ์ไฟไหม้ที่ไม่สามารถเอาชีวิตรอดได้ 

คำถามที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการป้องกันอัคคีภัยถามกันนั้นเป็นคำถามที่สมเหตุสมผล: ระบบดับเพลิงอัตโนมัติในบ้านพักอาศัยสามารถรับมือกับสถานการณ์เช่นนั้นได้หรือไม่? 

ผลการวิจัยจากสถาบันวิจัยความปลอดภัยจากอัคคีภัย (FSRI) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันวิจัย UL ได้ให้คำตอบสำหรับคำถามนั้นอย่างชัดเจนว่า: ใช่ พวกเขาสามารถทำได้ 

ปรากฏการณ์ความร้อนสูงเกินควบคุม (Thermal Runaway) คืออะไร และทำไมจึงอันตรายมาก? 

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LIB) เก็บพลังงานได้มากในพื้นที่ขนาดเล็ก ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น เครื่องชาร์จที่ไม่ดี ความเสียหายทางกายภาพ ข้อบกพร่องในการผลิต หรือเพียงแค่การเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน เซลล์ภายในแบตเตอรี่อาจเริ่มร้อนเกินไป เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ปฏิกิริยาเคมีภายในแบตเตอรี่จะเร็วขึ้น ปฏิกิริยาเหล่านั้นจะสร้างความร้อนมากขึ้น ซึ่งจะสร้างปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นอีก กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปในวงจรที่เร่งขึ้นเรื่อยๆ 

ในที่สุด แบตเตอรี่จะปล่อยก๊าซไวไฟออกมาเป็นกลุ่มควัน เมื่อก๊าซเหล่านั้นลุกไหม้ — บางครั้งอาจเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง — ไฟสามารถล้อมรอบห้องได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที 

เฉพาะในนครนิวยอร์กเพียงแห่งเดียว ไฟไหม้ที่เกิดจากอุปกรณ์เคลื่อนที่ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้เกิดไฟไหม้ 267 ครั้ง บาดเจ็บ 150 ราย และเสียชีวิต 18 ราย ในปีเดียว (2023) มีการบันทึกรูปแบบที่คล้ายกันในลอนดอน โซล ซิดนีย์ และเมืองต่างๆ ทั่วทั้งยุโรปและเอเชีย ในกรณีส่วนใหญ่ ไฟไหม้เกิดขึ้นในบ้านและอพาร์ตเมนต์ ซึ่งเป็นสถานที่ที่ระบบดับเพลิงอัตโนมัติในที่พักอาศัยได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องผู้คน 

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นอะไรบ้าง 

นักวิจัยจาก FSRI ได้ทำการทดสอบการเกิดเพลิงไหม้เต็มรูปแบบภายในบ้านเดี่ยวที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะในเมืองชารอนฮิลล์ รัฐเพนซิลเวเนีย ระบบดับเพลิงแบบสปริงเกลอร์สำหรับที่อยู่อาศัยได้รับการออกแบบและติดตั้งโดยสมาคมระบบดับเพลิงแบบสปริงเกลอร์แห่งชาติ (NFSA) เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน NFPA 13D ซึ่งเป็นมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาสำหรับระบบสปริงเกลอร์ในบ้าน 

สกูตเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ในการทดสอบมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด 60 โวลต์ 1.2 กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ชนิดเดียวกับที่พบในสกูตเตอร์แบบนั่งขับหลายรุ่นที่จำหน่ายทั่วโลก นักวิจัยได้ทำให้เกิดปรากฏการณ์ความร้อนสูงเกิน (thermal runaway) ทั้งโดยการชาร์จแบตเตอรี่เกินและโดยการให้ความร้อนโดยตรง 

มีการทำการทดลองทั้งหมดห้าครั้ง โดยสี่ครั้งทำในห้องนอนที่ปิดมิดชิด และอีกหนึ่งครั้งทำในห้องนั่งเล่นแบบเปิดโล่ง 

ระบบฉีดน้ำดับเพลิงทำงานได้ในทุกการทดสอบ 

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น: 

  • ในการทดสอบในห้องนอน ระบบฉีดน้ำดับเพลิงทำงานภายใน 3 ถึง 5 วินาทีหลังจากจุดไฟ และภายใน 5 วินาทีในห้องนั่งเล่น 

  • ในการทดสอบทั้งห้าครั้ง ไม่เกิดการวาบไฟขึ้นเลยแม้แต่ครั้งเดียว 

  • ไฟไหม้จำกัดอยู่เฉพาะที่ตัวสกูตเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น ไม่ได้ลุกลามไปยังเตียง โซฟา หรือเฟอร์นิเจอร์อื่นๆ ในห้อง 

  • อุณหภูมิและความเข้มข้นของก๊าซภายนอกห้องต้นกำเนิดเพลิงยังคงอยู่ในระดับที่ผู้คนยังสามารถหนีออกมาได้ 

เพื่อเป็นการเปรียบเทียบ งานวิจัยก่อนหน้านี้ของทีมวิจัยเดียวกันนี้แสดงให้เห็นว่า สกูตเตอร์ไฟฟ้าแบบเดียวกันนี้—โดยไม่มีระบบฉีดน้ำดับเพลิง—สามารถทำให้ห้องนอนลุกไหม้รุนแรงได้ภายในเวลาไม่ถึง 60 วินาที อุณหภูมิในห้องสูงเกิน 1,000 องศาเซลเซียส (1,832 องศาฟาเรนไฮต์) ไม่มีใครในห้องนั้นรอดชีวิตได้ 

ด้วยระบบฉีดน้ำดับเพลิง อุณหภูมิสูงสุดในห้องต้นกำเนิดจึงลดลงเหลือเพียงเศษเสี้ยวของระดับนั้น ทางเดินด้านนอกประตูห้องนอนที่ปิดสนิทไม่เคยมีอุณหภูมิเกิน 61 องศาเซลเซียส (142 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งถือว่าอบอุ่น แต่ยังพออยู่ได้ 

สิ่งนี้หมายความอย่างไรสำหรับอาคารสูงที่พักอาศัย 

อาคารสูงที่พักอาศัยเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นรูปแบบการอยู่อาศัยที่อุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ามักถูกเก็บและชาร์จไว้มากที่สุด ซึ่งมักอยู่ภายในห้องพัก ใกล้ประตูทางเข้า หรือในทางเดินส่วนกลาง และยังเป็นรูปแบบการอยู่อาศัยที่การอพยพใช้เวลานานอีกด้วย 

ไฟที่ลุกลามอย่างรวดเร็วภายใน 60 วินาทีบนชั้น 14 เป็นเหตุฉุกเฉินที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากไฟไหม้ที่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันในบ้านเดี่ยว บันไดทางขึ้นลงยาวกว่า ลิฟต์ใช้งานไม่ได้ และผู้พักอาศัยคนอื่นๆ ทั้งด้านบนและด้านล่างของชั้นที่เกิดไฟไหม้ก็มีความเสี่ยงเช่นกัน 

ข้อมูลจาก NFPA แสดงให้เห็นว่าบ้านที่มีระบบดับเพลิงอัตโนมัติมีอัตราการเสียชีวิตของพลเรือนต่ำกว่าบ้านที่ไม่มีระบบดังกล่าวถึง 89% สถิตินี้ได้มาจากการศึกษาเหตุเพลิงไหม้บ้านพักอาศัยทั่วไป งานวิจัยของ FSRI ชี้ให้เห็นว่าข้อได้เปรียบนี้ยังคงมีอยู่ และอาจมีความสำคัญยิ่งกว่า สำหรับกรณีเพลิงไหม้ที่ลุกลามอย่างรวดเร็วและรุนแรงซึ่งเกิดจากความล้มเหลวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 

ผลการวิจัยหลายประการมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับอาคารที่พักอาศัยสูง: 

ประตูที่ปิดสนิทก็ยังมีความสำคัญอยู่ แม้แต่ประตูห้องนอนแบบกลวงก็ยังให้การป้องกันที่มีความหมายแก่ผู้คนที่อยู่อีกด้านหนึ่ง ผู้ที่อยู่ในห้องพักข้างเคียง ทางเดิน และชั้นอื่นๆ มีเวลาอพยพได้อย่างปลอดภัย 

ระบบหัวฉีดน้ำดับเพลิงทำงานก่อนที่ไฟจะลุกลามรุนแรงที่สุด เนื่องจากไฟไหม้แบบ LIB ลุกลามอย่างรวดเร็ว จึงมีความกังวลว่าไฟอาจลุกลามเร็วเกินกว่าที่ระบบหัวฉีดน้ำจะตอบสนองได้ทัน ในทางปฏิบัติ หัวฉีดน้ำดับเพลิงแบบตอบสนองเร็วทำงานภายในไม่กี่วินาที ช่วยควบคุมไฟก่อนที่จะมีโอกาสลุกลามไปมากกว่านี้ 

เหตุการณ์ในห้องนั่งเล่นทำให้หัวฉีดน้ำดับเพลิง 4 ตัวทำงานพร้อมกัน ซึ่งมากกว่าที่ระบบออกแบบไว้มาก แต่ระบบก็ยังสามารถควบคุมเพลิงได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญในพื้นที่อยู่อาศัยแบบเปิดโล่งขนาดใหญ่ ซึ่งพบเห็นได้บ่อยขึ้นในอาคารสูงสมัยใหม่ 

ก๊าซพิษ ไม่ใช่แค่ความร้อน เท่านั้นที่เป็นอันตรายร้ายแรง งานวิจัยนี้วัดความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และคำนวณสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า ปริมาณสารพิษที่มีผลต่อชีวิต (Fractional Effective Dose หรือ FED) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือ ความเร็วที่อากาศจะกลายเป็นอันตรายถึงชีวิต ในการทดสอบห้องนอนที่มีระบบฉีดน้ำดับเพลิง สภาพแวดล้อมที่เป็นพิษเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วภายในห้องต้นกำเนิด การออกจากห้องอย่างรวดเร็วจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ข่าวดีก็คือ เมื่อพ้นประตูห้องแล้ว สภาพแวดล้อมยังคงอยู่ในระดับที่ผู้คนสามารถเอาชีวิตรอดได้เป็นเวลาหลายนาที 

ข้อสรุปสำหรับเจ้าของอาคาร ผู้พัฒนา และหน่วยงานกำกับดูแล 

ยานพาหนะไฟฟ้าจะไม่หายไปไหน ในหลายเมือง ยานพาหนะไฟฟ้าเป็นรูปแบบการขนส่งหลักสำหรับผู้อยู่อาศัยหลายแสนคน ความเสี่ยงจากอัคคีภัยที่เกิดจากยานพาหนะไฟฟ้าเป็นเรื่องจริง มีการบันทึกไว้เป็นอย่างดี และกำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ 

วิธีแก้ปัญหาไม่ใช่การห้ามใช้อุปกรณ์เหล่านั้น แต่เป็นการสร้างและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานด้านการป้องกันอัคคีภัยที่จำกัดความเสียหายเมื่อเกิดเหตุการณ์ไม่คาดฝันขึ้น 

งานวิจัยนี้ให้หลักฐานที่แน่ชัดว่า ระบบดับเพลิงแบบสปริงเกลอร์สำหรับที่อยู่อาศัย ซึ่งได้รับการออกแบบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาอย่างถูกต้องตามมาตรฐานปัจจุบัน สามารถควบคุมเพลิงไหม้จากสกูตเตอร์ไฟฟ้าและยานพาหนะไฟฟ้าได้ ระบบเหล่านี้ทำงานได้อย่างรวดเร็วเพียงพอ สามารถระงับเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถปกป้องผู้คนภายนอกห้องที่เกิดเหตุจากทั้งความร้อนและควันพิษได้ 

สำหรับเจ้าของอาคารและผู้พัฒนาอสังหาริมทรัพย์ งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงข้อดีที่น่าสนใจดังต่อไปนี้: 

  • เพื่อให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งระบบดับเพลิงแบบสปริงเกลอร์ในอาคารสูงที่พักอาศัยที่สร้างใหม่ทุกหลัง 

  • ตรวจสอบว่าระบบที่มีอยู่ได้รับการตรวจสอบ ทดสอบ และบำรุงรักษา (ITM) อย่างสม่ำเสมอตามมาตรฐาน NFPA 25 

  • ทบทวนนโยบายเกี่ยวกับพื้นที่จัดเก็บและชาร์จอุปกรณ์ยานยนต์ไฟฟ้าภายในอาคาร และกำหนดข้อจำกัดต่างๆ ควบคู่ไปกับความมุ่งมั่นที่ชัดเจนในการจัดหาโครงสร้างพื้นฐานด้านการป้องกันอัคคีภัย 

สำหรับหน่วยงานกำกับดูแลและเจ้าหน้าที่ตรวจสอบมาตรฐาน ข้อความก็คล้ายคลึงกัน นั่นคือ สถานการณ์เพลิงไหม้ที่ระบบดับเพลิงต้องรับมือนั้นกำลังเปลี่ยนแปลงไป ชุมชนนักวิจัยกำลังทำหน้าที่ของตนในการบันทึกการเปลี่ยนแปลงนั้น กระบวนการกำหนดมาตรฐานและข้อกำหนดต้องพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงนั้น 

หมายเหตุเกี่ยวกับสิ่งที่หัวฉีดน้ำดับเพลิงทำไม่ได้ 

งานวิจัยนี้ยังยืนยันสิ่งสำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ ระบบฉีดน้ำช่วยซื้อเวลาได้ แต่ไม่ใช่ทางออกที่สมบูรณ์แบบด้วยตัวมันเอง 

ใครก็ตามที่อยู่ใกล้กับสกูตเตอร์ไฟฟ้าขณะเกิดภาวะความร้อนสูงเกินควบคุม — ในห้องเดียวกัน หรือใกล้กับตัวเครื่อง — จะเผชิญกับอันตรายร้ายแรงในช่วงเวลาไม่กี่วินาทีก่อนที่ระบบฉีดน้ำดับเพลิงจะทำงาน อุณหภูมิของกลุ่มควันใกล้กับสกูตเตอร์ที่กำลังลุกไหม้ในการทดลองสูงเกิน 800 องศาเซลเซียส (1,472 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิตทันที 

ความเข้มข้นของก๊าซพิษในห้องต้นกำเนิดอาจสูงถึงระดับที่เป็นอันตรายถึงชีวิตได้ภายใน 9 วินาทีหลังจากเกิดการลุกไหม้ 

นี่หมายความว่าพฤติกรรมของผู้ที่อยู่ในอาคารยังคงมีความสำคัญอย่างมาก รีบออกไป หมอบต่ำ ปิดประตูหลังคุณ ข้อมูลยืนยันว่าประตูที่ปิดสนิทเป็นสิ่งกีดขวางที่มีความสำคัญ ข้อความด้านความปลอดภัยสาธารณะที่รู้จักกันดี — “ปิดประตูก่อนงีบหลับ” — ได้รับการสนับสนุนจากหลักวิทยาศาสตร์แบบเดียวกันกับที่สนับสนุนงานวิจัยนี้ 

ระบบฉีดน้ำดับเพลิงช่วยให้ผู้คนมีเวลาหนีออกจากพื้นที่ได้ทันท่วงที แต่ไม่ได้ทำให้ความจำเป็นในการหนีออกจากพื้นที่หมดไป