Ny rapport om rømning ved brann i litium-ion batteri

I den nye forskningsrapporten «Rømning ved brann i litiumbatteri i el-sparkesykkel» fra RISE Fire Research anbefales det å tilrettelegge og å finne gode løsninger for trygg lagring av el-sparkesykler og lignende utstyr med litiumbatterier.

Hovedmålet med studien var å evaluere konsekvensene av en thermal runaway i en elsparkesykkel i et lukket rom med tanke på spredning av gass og røyk fra batteriet, og potensiale for å hindre rømning via flukt- og rømningsveier.

- Det selges mange elsparkesykler og dessverre begynner noen få av disse å brenne. Det er derfor viktig at folk er klar over hvilke forholdsregler de kan ta for å redusere denne risikoen, sier forsker og prosjektleder Janne Siren Fjærestad i RISE Fire Research, til Brennaktuelt.

Det ble totalt gjennomført seks storskala forsøk med brann i en elektrisk sparkesykkel, tre forsøk ble utført i et 55 m2 stort rom tilsvarende et klasserom og tre forsøk ble utført i en 15 meter lang korridor (38 m2).

Scenariene som ble undersøkt er representative for publikumsbygg, skoler, kontorbygg, og andre bygg som krever at flere personer rømmer via fluktveier i større åpen rom (for eksempel klasserom, åpent kontorlandskap) og korridorer (rømningsvei).

- Vi så i forsøkene at disse brannene utvikler seg raskt og kan ha en eksplosjonsartet brannutvikling. Brennende battericeller ble kastet helt til andre sida av rommet, ni meter unna, forteller Fjærestad .

DSB med klare anbefalinger

– Det kan være fristende å lade elsparkesykler og andre elkjøretøy i korridorer eller trapperom for å unngå at de tar opp plass inne. Dersom det begynner å brenne her, så vil rømningsveien være farlig å bruke. Disse må kunne brukes som fluktvei ved brann, sier avdelingsdirektør Johan Marius Ly i DSB.

– Slike branner er eksplosjonsartede og uforutsigbare. Brennende deler kan kastes flere meter av gårde og starte nye branner. I tillegg kommer det store mengder giftig gass som kan gjøre det vanskelig å evakuere. Hvis du har mulighet, bør du lade og oppbevare elsparkesykkel og lignende elkjøretøy utenfor boligen din, anbefaler Ly etter å ha lest rapporten.

– Med et økende antall elektriske produkter i norske hjem, øker sannsynligheten for at uønskede hendelser oppstår. Barn og unge er også flittige brukere av elektriske produkter og ladere. Det er derfor lurt å innarbeide godt ladevett tidlig, sier han.

Blant rådene fra DSB er også at man kjøper et kjent merke og unngår å importere billigprodukter, og at man bruker originale batterier og ladere.

Oppsummering av selve studien

I forsøkene ble konsentrasjonen av gassene CO₂, CO, O2, HCl, HF, HCN, SO2, CH2O, NO og NO2 målt. Målingene er brukt til å etablere eksperimentelt grunnlag for å evaluere om og eventuelt når kritiske gassverdier (i henhold til ISO 13571:2012 «Life-threatening components of fire») oppnås og dermed fører til nedsatt evne til å rømme. Temperaturutviklingen som følge av brannen ble målt i ulike høyder i rommet. I tillegg er videodokumentasjon brukt til å vurdere hvordan spredningen av røyk påvirker rømning i en situasjon der det brenner i en elsparkesykkel i en flukt- eller rømningsvei.

Studien har vist at en thermal runaway i et litium-ion batteri fører til en rask og eksplosjonsartet brannutvikling, med jetflammer og potensielt utkast av brennende battericeller langt vekk fra der brannen startet. Varigheten på den eksplosjonsartede brannen i brannforsøkene var mellom 3 og 7 minutter.

I brannforsøkene var den avgitte energien ikke høy nok for å øke romtemperaturen til et kritisk nivå. Nært brannen er det likevel stor fare for spredning av brannen til andre brennbare materialer i rommet på grunn av den eksplosjonsartede brannutviklingen og høye temperaturen i jetflammen. Utkast av brennene battericeller gir fare for brannspredning også til områder langt vekk fra startbrannen.

Brann i et elsparkesykkelbatteri eller lignende litium-ion batterier kan føre til rask røykspredning til hele rommet. I de gjennomførte forsøkene var brannrommet allerede etter 1-2 minutter ikke lenger røykfritt ved 1,9 meters høyde. På grunn av denne raske røykspredningen vil sikten i rommet påvirkes etter kort tid og gjøre rømningen vanskeligere. I korridoren skjedde røykspredningen relativ jevnt fordelt i høyden, mens røyken i det store rommet («klasserom») spredde seg i et sjikt under taket. Begge former for spredning er altså mulig, avhengig av rom- og ventilasjonskonfigurasjon.

Gassmålingene i brannforsøkene registrerte både kvelende og irriterende gasser. På grunn av batteristørrelsen, som påvirker hvor mye gass som dannes, i forhold til romstørrelse og ventilasjonsforhold var den beregnede FEC, altså den kritiske konsentrasjonen av irriterende gasser, i alle forsøkene under den valgte grenseverdi av 0,1. Selv om FEC verdien var under 0,1 i alle forsøkene ville folk i brannrommet ha begynt å kjenne en effekt fra noen av de giftige gassene.

Denne effekten hadde imidlertid ikke vært invalidiserende. FED, altså den kritiske dosen for kvelende gasser, ble først oppnådd etter 23 til 30 minutter. Det er viktig å huske at konsentrasjonen av giftige gasser i et rom på grunn av en brann i en litium-ion batteri er veldig avhengig av forholdet mellom batteristørrelse, romstørrelse og ventilasjonsforholdene. Det vil si at for et større batteri eller i et mindre rom hadde grenseverdiene kunne blitt oversteget.

- Den viktigste anbefalingen fra denne studien er: Unngå lagring og lading av elsparkesykler og lignende i oppholdsrom og rømningsveier, avslutter forsker og prosjektleder Fjærestad, og tilføyer at RISE Fire Research i rapporten gir åtte konkrete tips og anbefalinger til deg som eier en elsparkesykkel, samt én anbefaling til byggeier og én til brannvesenet.

Forskningsrapporten «Rømning ved brann i litiumbatteri i el-sparkesykkel» er utført av RISE Fire Research på oppdrag fra DSB (Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap).

Les hele rapporten her: https://risefr.no/publikasjoner