Електровелосипеди. Електроскутери. Електромотоцикли. Гіроскутери. Електричні транспортні засоби для доставки паркуються в коридорах і заряджаються у вільних спальнях. Зростання популярності електромобільних пристроїв на літій-іонних акумуляторах змінює спосіб життя людей, а також ризик виникнення пожеж у житлових будинках по всьому світу. 

Ці пристрої займаються інакше, ніж будь-що, з чим фахівці з пожежної безпеки стикалися раніше. Вони не тліють і не накопичуються повільно. Вони вибухають. Менш ніж за 60 секунд електросамокат, який зазнає того, що вчені називають тепловим вибухом, може перетворити кімнату з нормального стану на спалах — пожежу, що охоплює всю кімнату, в якій неможливо вижити. 

Питання, яке ставить спільнота пожежної безпеки, є справедливим: чи можуть з цим впоратися побутові пожежні спринклери? 

Дослідження, проведене Науково-дослідним інститутом пожежної безпеки (FSRI), що входить до складу Науково-дослідних інститутів UL, чітко відповідає на це питання: так, вони можуть. 

Що таке тепловий втеча і чому він такий небезпечний? 

Літій-іонні акумулятори (LIB) зберігають багато енергії в невеликому просторі. За певних умов — поганого зарядного пристрою, фізичного пошкодження, виробничого дефекту або просто старіння — елементи всередині акумулятора можуть почати перегріватися. Зі зростанням температури хімічні реакції всередині акумулятора прискорюються. Ці реакції створюють більше тепла, що, своєю чергою, призводить до більшої кількості реакцій. Процес відбувається за циклом прискорення. 

Зрештою, батарея виділяє хмару легкозаймистих газів. Коли ці гази спалахують — іноді з вибуховою силою — вогонь може заповнити кімнату за лічені секунди. 

Тільки в Нью-Йорку пожежі, спричинені пристроями мікромобільності на базі LIB, спричинили 267 пожеж, 150 травм і 18 смертей за один рік (2023). Подібні закономірності були задокументовані в Лондоні, Сеулі, Сіднеї та містах по всій Європі та Азії. У більшості випадків пожежі трапляються в будинках і квартирах — саме в тих місцях, де житлові пожежні спринклери призначені для захисту людей. 

Що насправді показало дослідження 

Дослідники з FSRI провели серію повномасштабних пожежних випробувань у спеціально побудованому окремому будинку в Шерон-Гілл, штат Пенсільванія. Національна асоціація пожежних спринклерів (NFSA) розробила та встановила житлову спринклерну систему відповідно до NFPA 13D, стандарту США для спринклерних систем у будинках. 

Електросамокат, який використовувався в тестах, був оснащений літій-іонним акумулятором на 60 вольт і ємністю 1,2 кіловат-години — таким же акумулятором використовуються багато самокатів із сидячим місцем, що продаються по всьому світу. Дослідники спричинили теплову дезорієнтацію як через перезарядку акумулятора, так і через прямий нагрів. 

Було проведено п'ять експериментів — чотири в закритих спальнях і один у відкритій вітальні. 

У кожному окремому випробуванні система спринклерів працювала. 

Ось що сталося: 

  • У випробуваннях у спальні спринклер активувався протягом 3-5 секунд після займання, а у вітальні – протягом 5 секунд. 

  • У всіх п'яти випробуваннях спалахів жодного разу не сталося. 

  • Вогонь локалізувався в самому електросамокаті. Він не поширився на ліжко, диван чи інші меблі в кімнаті. 

  • Температура та концентрація газу поза приміщенням, де виникла пожежа, залишалися на рівнях, за яких люди все ще могли втекти. 

Для порівняння, попередня робота тієї ж дослідницької групи показала, що ідентичний електросамокат — без спринклерів — подолав спалах пожежі в спальні менш ніж за 60 секунд. Температура в кімнаті перевищувала 1000°C (1832°F). Ніхто в цій кімнаті не вижив би. 

Завдяки спринклерам пікова температура в кімнаті, де виникла пожежа, утримувалася на рівні, що є лише часткою цього рівня. Температура в коридорі за зачиненими дверима спальні ніколи не перевищувала 61°C (142°F) — тепло, але можна було пережити. 

Що це означає для житлових висотних будівель 

Особливу проблему становлять багатоповерхові житлові будівлі. Вони є саме тим типом розміщення, де найчастіше зберігаються та заряджаються електромобілі — часто всередині квартир, біля вхідних дверей або в загальних коридорах — а також таким типом розміщення, де евакуація потребує часу. 

Пожежа, яка досягає стадії спалаху за 60 секунд на 14-му поверсі, є принципово іншою надзвичайною ситуацією, ніж пожежа, яка спричиняє те саме в окремому будинку. Сходові клітки довші. Ліфтами користуватися не можна. Інші мешканці поверху, що знаходиться вище та нижче охопленого пожежею, перебувають у групі ризику. 

Дані NFPA показують, що в будинках зі спринклерними системами пожежогасіння рівень смертності серед цивільного населення на 89% нижчий, ніж у будинках без них. Ця статистика була розроблена на основі звичайних житлових пожеж. Дослідження FSRI показує, що перевага має значення – і може бути навіть важливішою – для швидкого, вибухового поширення пожежі, спричиненої відмовами літій-іонних акумуляторів. 

Кілька висновків дослідження особливо актуальні для висотних житлових будівель: 

Зачинені двері все ще мають значення. Навіть порожнисті двері спальні забезпечували суттєвий захист людям з іншого боку. Мешканці сусідніх квартир, коридорів та інших поверхів мали час безпечно евакуюватися. 

Спринклерна система спрацювала до того, як пожежа досягла найгіршої точки. Оскільки пожежі LIB поширюються дуже швидко, існувало побоювання, що вогонь може випередити реакцію спринклерів. На практиці спринклери швидкого реагування спрацьовували протягом кількох секунд, стримуючи вогонь до того, як він встиг поширитися. 

У вітальні одночасно активувалися чотири спринклери — набагато більше, ніж було розраховано на забезпечення системою. Проте система все одно контролювала вогонь. Це важливо у великих житлових приміщеннях відкритого планування, які дедалі частіше зустрічаються в сучасному багатоповерховому житловому дизайні. 

Токсичні гази — не лише тепло — становлять серйозну небезпеку. У дослідженні вимірювали концентрацію чадного газу (CO) та розраховували те, що вчені називають дробовою ефективною дозою (ДДД). По суті, це те, як швидко повітря стає небезпечним для життя. У випробуваннях на спальні зі спринклерною системою токсичні умови дуже швидко розвивалися в приміщенні, де вони виникли. Швидкий вихід з кімнати має величезне значення. Гарна новина: за зачиненими дверима умови залишалися придатними для життя протягом кількох хвилин. 

Підсумок для власників будівель, забудовників та регуляторних органів 

Електромобілі нікуди не зникнуть. У багатьох містах вони є основним транспортом для сотень тисяч мешканців. Ризик пожеж, який вони несуть, є реальним, добре задокументованим і зростає. 

Рішення полягає не в забороні пристроїв, а в тому, щоб створити та підтримувати інфраструктуру пожежного захисту, яка обмежує збитки, коли щось піде не так. 

Це дослідження надає вагомі докази того, що спринклерні системи житлових приміщень, правильно спроектовані, встановлені та обслуговувані відповідно до чинних стандартів, можуть контролювати пожежі на електросамокатах та електромобілях. Вони активуються досить швидко. Вони достатньо ефективно гасять пожежі. І вони захищають людей поза приміщенням, де вони виникли, як від тепла, так і від токсичного диму. 

Для власників будівель та забудовників це дослідження переконливо свідчить про: 

  • Забезпечення встановлення житлових спринклерних систем у всіх нових житлових висотних будівлях. 

  • Перевірка регулярної перевірки, тестування та обслуговування існуючих систем (ITM) відповідно до NFPA 25. 

  • Перегляд будівельних правил щодо зберігання та заряджання пристроїв електромобільності, а також поєднання будь-яких обмежень із чітким зобов'язанням щодо інфраструктури пожежної безпеки. 

Для регуляторів та посадовців, що відповідають за норми, повідомлення схоже: сценарії пожежі, з якими мають спринклерні системи справлятися, змінюються. Дослідницька спільнота робить свій внесок у документування цих змін. Процес розробки норм та стандартів повинен продовжувати розвиватися відповідно. 

Примітка про те, чого не можуть робити спринклери 

Це дослідження також підтверджує дещо важливе: спринклери купують час. Вони самі по собі не є повноцінним рішенням. 

Будь-хто, хто перебуває поблизу електросамоката під час теплового вибуху — у тій самій кімнаті, поруч із пристроєм — стикається з надзвичайною небезпекою за лічені секунди до активації спринклера. Температура шлейфу повітря поблизу палаючого самоката в експериментах перевищувала 800°C (1472°F). Це одразу призводить до летального результату. 

Концентрація токсичного газу в приміщенні, де він виник, може досягти небезпечного для життя рівня протягом 9 секунд після займання. 

Це означає, що поведінка пасажирів все ще має величезне значення. Виходьте. Тримайтеся низько. Зачиняйте за собою двері. Дані підтверджують, що зачинені двері є значущою перешкодою. Відоме повідомлення громадської безпеки — «Зачиняйте, перш ніж задрімаєте» — підкріплене тим самим науковим підґрунтям, що й це дослідження. 

Спринклери дають людям час, необхідний для евакуації. Вони не усувають потребу в евакуації.