Pojazdy elektryczne i stacje ładowania

Rozwiązania w zakresie bezpieczeństwa pożarowego dla miejsc służących do ładowania samochodów elektrycznych w garażach zamkniętych

Baterie litowo-jonowe – źródła pożaru

Baterie litowo-jonowe – źródła pożaru

Przyczyny:

  • Wypadek lub kolizja, powodująca uszkodzenie mechaniczne baterii. Czasem pożar ponownie zaczął się po kilku godzinach/dniach od wypadku (Silicon Valley, Tesla car accident).
  • Zwarcie baterii w skutek przegrzania spowodowane nieprawidłowym ładowaniem, przeładowaniem, lub stanem baterii, błędami projektowymi.

 

Przebieg reakcji zwanej thermal runaway:

Bateria litowo-jonowa składa się z; katody [LiCoO2], grafitowej anody i elektrolitów [węglan etylenu/węglan etylu metylu (EC/EMC)].

Produktami reakcji thermal runaway są:

  • CO2,
  • CO,
  • H2, wysoce łatwopalny
  • CH4, metan wysoce łatwopalny
  • C2H6, etan skrajnie łatwopalny
  • C2H4, eten palny
  • 02

Media gaśnicze

Nie działające:

  • Wszelkie piany gaśnicze – reakcja thermal runaway produkuje sama tlen i palne gazy, ponieważ typowym działaniem piany jest odcięcie od utleniacza w tym przypadku piana nie ma zastosowania.
  • Dodatkowo piana o wiele mniej efektywnie chłodzi niż prądy wodne, potwierdza to badanie NTSB, w którym stwierdzono brak przydatności piany do gaszenia baterii w pojazdach elektrycznych. Poniżej zdjęcia.
  • Piana nadaje się do skutecznego ugaszenia wnętrza ale poprzez straż i prądy gaśnicze w przypadku aut spalinowych.
  • Stałe systemy gaśnicze oparte o pianę nie mają zastosowania i o wiele gorzej chłodziłyby również konstrukcję garażu przed niszczącym działaniem płomieni niż prądy wody.
  • Nie ma również żadnej normy na podstawie której można zaprojektować stały system gaśniczy pianowy dla stacji ładowania w garażach.

Media gaśnicze pożarów pojazdów elektrycznych

  • Zalecenia RSA (Brytyjski ubezpieczyciel z 300 letnią historią):
  • Stałe systemy tryskaczowe wodne, zaprojektowane w oparciu o najbardziej uznane na świecie standardy:
  • Standardowe wymagania dla garaży:
  • LPC: Ordinary Hazard 2 – 5-mm/min over 144-m2 (180-m2 dry systems).
  • NFPA: Ordinary Hazard 1 – 4.1-mm/min over 370-m2 (480-m2 dry systems) to 6.1-mm/min over 260-m2 (338-m2 dry systems).
  • FM: Hazard Category 2: 8-mm/min over 230-m2 (300-m2 dry systems).
  • Zalecane przez RSA podwyższone wymagania z racji na stacje ładowania i coraz większą zawartość plastiku w konstrukcji auta (średnia - 200kg w 2014 vs 350kg w 2020).
  • LPC: High Hazard Process 1 (HHP1): 7.5-mm/min over 260-m2 (350-m2 dry systems).
  • NFPA: Extra Hazard Group 1 (EH1): 8.2-mm/min over 465-m2 (605-m2 dry systems) to 12.2mm/min over 230-m2 (300-m2 dry systems).
  • FM: Hazard Category 2: 8-mm/min over 230-m2 (300-m2 dry systems).

Media gaśnicze pożarów pojazdów elektrycznych

Lokalizacja

Ochrona i zabezpieczenia przeciwpożarowe

Poziom ryzyka

Podziemia

  • Automatyczny system gaszenia (instalacja Tryskaczowa)
  • Wentylacja pożarowa
  • Dostęp dla strażaków
  • Przepisy dotyczące odpływu wody gaśniczej

Poziom ryzyka

Zewnętrzny obszar publiczny

  • Mechaniczne zabezpieczenie punktów ładowania (krawężniki, pachołki lub bariery)
  • Punkt mocowania kabla ładującego
  • Monitoring wizyjny

Wewnątrz budynku

(parter i wyżej)

 

  • Automatyczne wykrywanie pożaru (czujki)
  • Automatyczny system gaszenia
  • Wentylacja pożarowa
  • Gaśnice
  • Przegroda przeciwpożarowa [oddzielenie]

Najwyższa kondygnacja

  • Gaśnice
  • Przepisy dotyczące odpływu wody gaśniczej

Zalecenia - Fire Protection Association, RC59: Recommendations for fire safety when charging electric vehicles, 2021:

Zalety instalacji tryskaczowych do ochrony garaży podziemnych i miejsc ładowania

Zalety instalacji tryskaczowych do ochrony garaży podziemnych i miejsc ładowania:

  • Skuteczna ochrona konstrukcji garażu, 
  • Ograniczenie wysoce silnego dymienia,
  • Kontrola pożaru do czasu przybycia straży, 
  • Niskie koszty instalacji i konserwacji,
  • Brak możliwości porażenia, 
  • Nie utrudnia ewakuacji. 
  • Zalecany przez ubezpieczycieli. 
  • Dostępność wykwalifikowanych monterów i serwisantów instalacji tryskaczowych. Dodatkowe zalecenie RSA to dystans co najmniej 5m dla miejsca lub strefy lądowania od innych pojazdów.

Podsumowanie – zalecenia

Zamknięte przestrzenie garażowe wyposażone w stanowiska ładowania pojazdów elektrycznych należy wyposażyć w:

  • Automatyczną instalację gaśniczą Tryskaczową zaprojektowaną i wykonaną zgodnie z NFPA    i/lub FM o podwyższonych parametrach intensywności zraszania. 
  • Odwodnienie wód pożarowych o odpowiedniej przepustowości. 
  • Oddalenie miejsc ładowania o co najmniej 5m od miejsc postojowych reszty pojazdów w garażu.
  • Zapewnienie wentylacji pożarowej. 
  • Umiejscowienie miejsc ładowania możliwie najbliżej wjazdów/wyjazdów do Parkingu.
  • Zapewnienie hydrantów naziemnych w okolicy o wydajności co najmniej 30l/s dla celów ciągłego chłodzenia baterii, przez straż pożarną poprzez podłączenie od spodu kurtyn wodnych.
  • Nieskrępowany dostęp dla Straży Pożarnej celem prowadzenia akcji. 
  • Odstęp co najmniej 2m pomiędzy pojazdami w strefie ładowania, umożliwiający swobodny dostęp Straży pożarnej i efektywne kontrolowanie pożaru przez instalację gaśniczą tryskaczową.