Kapalı Otoparklar - Elektrikli Araçlar İçin Yangın Güvenliği Kılavuzu
Bölüm-1 

Temmuz-2023


ARUP
 

Aşağıdaki makale ARUP web sitesindeki orijinal İngilizce versiyonundan alınarak ETP Sabri Günaydın, Gökhan Aktaş ve Emre Çulban tarafından yapay zekâ çeviri yazılımları kullanarak Türkçe'ye tercüme edilerek düzenlenmiştir.

ARUP ‘un Türkçe çeviri ile ilgili sorumluluğu yoktur. ETP  Türkçe çeviri ve düzenleme sorumluluğunu üstlenir.

Türkçe çeviride  göreceğiniz olası hataları " iletisim@etp.com.tr "  adresine e-posta göndermenizi rica ederiz. 

Bu raporun ETP Portalımızda yayını ile ilgili bize destek olan ARUP Türkiye’ye teşekkür ederiz.







Yapılardaki elektrikli araç (EV/EA) yangın güvenliğine yönelik bu geçici kılavuz, kapalı otoparklarda EA yangın güvenliği konularına genel bir bakış sağlamak amacıyla hazırlanmıştır. Bunun nedeni, bu alanlardaki yangın güvenliği sorunlarının daha da artmasıdır. Bu kılavuzun kapalı otopark tanımı yeraltı, kapalı veya açık otoparkları kapsamakta ve konut garajlarını kapsamamaktadır. Bu belgede özetlenen önlemlerin birçoğu açık alanlardaki araç yangınları ve içten yanmalı motorlu araçlardaki (ICEV/IYMA) yangınlar için de geçerlidir.

Bu belge yasal bir uyumluluk belgesi değildir ve mevcut düzenlemelerin veya bunlara uyma ihtiyacının yerini almaz, ayrıca aşağıdakilere uyumu doğrudan desteklemez:

•  Yeni binalar, değişiklikler veya eklentiler için 2010 Bina Yönetmeliklerinin (değiştirildiği şekliyle) işlevsel gerekliliklerinde kapsandığı gibi. 
•    Mevcut tesisler için Düzenleyici Reform (Yangın Güvenliği) Emri 2005 (değiştirildiği şekliyle) kapsamındaki gibi 

Yukarıdakilere (ve diğer mevzuata) uyması gerekenlerin sorumluluğu, bir tasarım önerisi veya risk değerlendirmesi sunarak nasıl uyacaklarını göstermektir. Bu, yetkili bir kişiden alınan uygun kanıtlar ve bir risk değerlendirmesi ile desteklenmelidir.

Kapalı bir otopark için yangın riskini değerlendirirken aşağıdakiler dâhil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere her zaman yürürlükteki ilgili mevzuata başvurun:

•    Yasal Düzenleme (Yangın Güvenliği) Yönerge 2005 (değiştirildiği şekliyle) (ve devredilen yönetimlere benzer)
•    Bina Yönetmelikleri 2010 (değiştirildiği şekliyle)
•    İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu 1974 ve ilgili ikincil düzenlemeler
•    Bina Güvenliği Yasası 2022 ve ilgili ikincil mevzuat
•    Tehlikeli Maddeler ve Patlayıcı Ortamlar Yönetmeliği 2002 (DSEAR)
•    Elektrikli Araçlar (Akıllı Şarj Noktaları) Yönetmeliği 2021 (özel bir şarj noktası ise)
•    2010 Eşitlik Yasası; İnsan Hakları Komisyonu tarafından uygulanmaktadır.

Bu belge, bir elektrikli araç yangınının etkisini azaltmak için yetkili bir kişi tarafından dikkate alınması gereken hafifletici önlemleri özetlemektedir. Bunlar ERIC (ortadan kaldır, azalt, yalıt, kontrol et) modeli kullanılarak özetlenmiştir. Bu hususlar aşağıdakileri içerir, ancak bunlarla sınırlı değildir:

•    Söndürme sistemleri
•    Artırılmış yapısal yangın dayanımları 
•    Park halindeki araçlar arasındaki mesafe
•    Yangın söndürme su kaynakları
•    Su akışının kontrolü ve koruması
•    Elektrikli araç şarj noktalarının konumları ve özellikleri
•    Geliştirilmiş duman yönetim sistemleri
•    Erken müdahaleyi mümkün kılmak için termal görüntüleme kameraları ve diğer erken tespit yöntemleri

Bu kılavuz, yangın güvenliği kuruluşları, otopark grupları ve şarj noktası endüstrisi ile iş birliği içinde oluşturulmuştur. Kapalı otoparklarda park eden ve/veya şarj olan elektrikli araçların güvenliğine ilişkin sonuçlar çıkarmak için ulusal ve uluslararası verileri derleyen bir kaynak taraması yapılmıştır.

Bu kılavuz, elektrikli araçların yaşlanması ve sektörün büyümeye devam etmesiyle birlikte artmaya devam edecek olan elektrikli araç yangınlarıyla ilgili mevcut verilere dayandığı ve bunlarla sınırlı olduğu için 'geçici'  statüye sahiptir. Uygun etki azaltma önlemlerini önemli ölçüde etkileyen yeni kanıtların ortaya çıkması halinde kılavuz değişebilir.

Yönetici Özeti

Bu kılavuz¹belgesi, kapalı otopark işletmecileri, tasarımcıları ve sahiplerinin (hem yeni hem de mevcut) elektrikli araçlar (EA’lar) veya elektrikli araç şarj noktaları (EAŞN’ları/EAŞN’ları ) ile ilgili olarak alabilecekleri yangın güvenliği hususlarını ve önlemlerini özetlemektedir:

•    Elektrikli araçların/EAŞN’larının sağlanması için mevcut kapalı otoparkların yenilenmesi.
•    Elektrikli araçların/EAŞN’larının sağlanması için yeni kapalı otoparkların tasarlanması.

¹ Bu rehber, elektrikli araç yangınlarıyla ilgili mevcut verilere dayanarak ve bunlarla sınırlı olarak hazırlanmıştır; bu nedenle 'geçici' statüsündedir. Elektrikli araçlar yaşlandıkça ve endüstri büyümeye devam ettikçe bu veriler gelişmeye devam edecektir. Yeni kanıtlar ortaya çıkarsa ve uygun önlem alınması gereken önemli etkileri olursa, rehber değiştirilebilir.

'Kapalı otopark' terimi, Bina Yönetmelikleri kapsamında elektrikli araçların şarj edilmesine yönelik altyapıyı kapsayan ve açık ve kapalı otoparkları kapsayan Onaylı Belgeler ile tutarlılık sağlamak amacıyla kullanılacaktır, Bölüm 2.1'e bakınız.

Bu kılavuz karayolu yolcu bataryalı elektrikli araçları, yani sadece otomobil ve kamyonetleri dikkate almaktadır. Hibrid elektrikli araçlar (HEA’lar), plug-in hibrid EA’lar (PHEA’lar), elektrikli bisikletler veya elektrikli scooterler, elektrikli otobüsler veya diğer hizmet araçları gibi diğer elektrikli ulaşım türlerini dikkate almamaktadır. Bu kılavuzdaki bazı bilgiler hibrit elektrikli araçlar ve batarya içeren diğer binek araçlar için de geçerli olabilir. Bu kılavuzun unsurları genel olarak otopark sahiplerinin ve/veya işletmecilerinin de ilgisini çekebilir.

Bu kılavuz belge, kapalı bir otoparka park edilmiş bir elektrikli araçta ve kapalı bir otoparkta şarj edilirken bir elektrikli araçta yangına yol açabilecek tehlikeleri incelemektedir. Bu tehlikelerin her biri için, bir elektrikli araçta yangın meydana gelme olasılığını azaltabilecek hafifletici önlemler dikkate alınmaktadır.

Bu kılavuz belge ayrıca, bir yangın meydana gelmesi halinde, bu yangının bina sakinleri, itfaiye, otopark yapısı, diğer araçlar, bitişik binalar ve çevre üzerindeki etkisini en aza indirmek için ne gibi hafifletici önlemler alınabileceğini de değerlendirilmektedir. Hafifletici önlemler ERIC (ortadan kaldır, azalt, yalıt, kontrol et) hiyerarşisi kullanılarak sıralanır.

Bu kılavuz, Nisan 2022 itibariyle mevcut olan elektrikli araç yangınlarına ilişkin kaynak ve küresel verilerin yanı sıra paydaş danışmaları ve 2022 yılının 3. çeyreğine kadar olan araç yangınlarına ilişkin Birleşik Krallık Hükümeti verilerinin incelenmesine dayanmaktadır. Bu nedenle, Nisan 2022'den sonra yayınlanan araştırma yayınları bu kılavuzda dikkate alınmamıştır. Bu inceleme, elektrikli araç ve içten yanmalı motorlu araç (IYMA) yangınları arasında hem benzerlikler hem de farklılıklar olduğunu göstermektedir. Elektrikli araçlarla ilişkili farklı risklerden bazıları şunlardır:

•    Yeniden tutuşma: Bataryanın dâhil olduğu yangınlar, ısıl kaçak adı verilen bir süreçte ilk yangından saatler veya günler sonra yeniden tutuşabilir [1] [2] [3].

•    Püsküren alev veya buhar bulutu patlamalarına neden olan sıkıştırılmış gaz çıkışı:
-    Sıkıştırılmış gazlar bir bataryadan dışarı çıkabilir ve tutuşursa ani yangınlara [4] veya yönlü püsküren alevlere [4] neden olabilir veya
-    Sıkıştırılmış gazlar bir bataryadan dışarı çıkabilir ve doğru karışımda kapalı bir alanda birikirse buhar bulutu patlamasına (VCE) neden olabilir [4].

•    Yangınla mücadele faaliyetlerine ilişkin farklı zorluklar:
-    Batarya içeren bir yangını bastırmak farklı yangın söndürme teknikleri ve donanımları gerektirir ve daha uzun sürebilir ve bazı durumlarda tüm yanıcı maddeler yanana kadar mümkün olmayabilir [1] [2] [5]
-    Batarya malzemesi ve batarya ile ilgili olarak ortaya çıkan duman daha zehirli olabilir ve bu da yangın söndürme suyunu kirletir [6] [7] [8] [9].

Bugüne kadarki mevcut deneysel kanıtların çoğu, elektrikli araçlarda yangın çıkma olasılığının hibrit araçlara ve benzinli veya dizel araçlara göre daha düşük olduğunu göstermektedir [10] [11] [12]. Ancak, araçlar yaşlandıkça ve elektrikli araçlar daha geniş bir sürücü kitlesi için daha uygun fiyatlı hale geldikçe yangın riski artabileceğinden bu durumun izlenmesi gerekecektir.

Ayrıca, biri EAŞN (EVCP)’larının kurulduğu mevcut bodrum otoparkları ve %100 EAŞN kapsamı için geleceğe dönük yeni birçok katlı otopark olmak üzere iki olay çalışması da sunulmaktadır.

Bu kılavuz, bir elektrikli araç yangınını hafifletmek için farklı önlemleri kabul etmektedir (bkz. Bölüm 5 ve 6):

•    Elektriksel, mekanik ve ısıl kötüye kullanım ile ilgili hafifletme.
•   Şarj noktaları için çarpma koruması; termal izleme kameraları; suyla bastırma yöntemleri gibi önleyici yöntemlerin artırılması.
•    Aralığın dikkate alınması.
•    Havalandırma için dikkate alınması.

Otopark sahibi/işletmecisi, elektrikli araçların veya EAŞN’ların otoparklarına girmesinin yeni veya ek tehlikeler yaratıp yaratmadığını ve bu belgede tartışılan hafifletici önlemlerden herhangi birinin uygulanıp uygulanamayacağını belirlemek için bir yangın riski değerlendirmesi yapmalıdır.

Bu rehber gelecekte yeni literatür ortaya çıktıkça gözden geçirilmelidir, çünkü bu durum etki azaltma önlemlerinde değişikliklere neden olabilir.

Bu belge yasal bir uygunluk belgesi değildir, dolayısıyla buna uymayan görev sahipleri için herhangi bir sorumluluk veya yaptırım söz konusu olmayacaktır. Mevcut düzenlemelerin veya bunlara uyma ihtiyacının yerine geçmez ve bunlara uyumu doğrudan desteklemez:

•    Yeni binalar, değişiklikler veya eklentiler için 2010 Bina Yönetmeliklerinin (değiştirildiği şekliyle) işlevsel gereklilikleri kapsanmaktadır.
•    Mevcut tesisler için Yasal Düzenleme (Yangın Güvenliği) Yönerge 2005 (değiştirildiği şekliyle) kapsam dâhilindedir.

1.    Giriş

1.1    Bu ara kılavuz kimler içindir?

Bu kılavuz, kapalı otoparklarda (hem yeni hem de mevcut) elektrikli araç şarj noktaları kuran otopark işletmecileri, tasarımcıları, risk değerlendiricileri ve sahipleri içindir. Yeni veya yenilenmiş otoparklarda elektrikli araçların ve elektrikli araç şarj noktalarının güvenli bir şekilde daha fazla bulunmasını desteklemeyi amaçlamaktadır.

1.2    Geçici kılavuz neleri kapsar ve nasıl kullanılmalıdır?

Bu kılavuz, şu anda en yaygın olan lityum iyon bataryalara sahip, yalnızca otomobil ve kamyonetler gibi karayolu yolcu elektrikli araçlarını ele almaktadır. Kapalı bir otoparkta ortaya çıkabilecek elektrikli araç yangınlarının olasılığını ve etkisini göz önünde bulundurmaktadır. Elektrikli araçlarda kullanılan batarya teknolojileri farklı olabilir ve bir Li-Ion bataryadan farklı riskler oluşturabilir. Geleceğin batarya teknolojileri henüz geliştirme aşamasında olduğundan bu kılavuz kapsamında değerlendirilmemektedir.

Elektrikli bisikletler veya elektrikli scooterler ya da elektrikli otobüsler ve diğer hizmet araçları gibi diğer elektrikli ulaşım türlerini dikkate almamaktadır. Ayrıca hidrojenle çalışan araçları, hibrit elektrikli araçları veya fişli hibrit elektrikli araçları da kapsamamaktadır; ancak bu kılavuzun bir kısmı batarya içeren diğer yolcu araçlarıyla (örneğin hibrit elektrikli araçlar) ilgili olabilir.

Bu geçici kılavuz belge, elektrikli araç ile şarj noktası arasında fiziksel olarak bağlantı kurmak için bir kablo gerektiren şarj noktalarını ele almaktadır. Endüktif şarj pedlerini veya kablosuz şarjı dikkate almamaktadır. Şarj noktalarını kurmadan önce, bunların mevcut yangın güvenliği önlemleri üzerindeki etkisini değerlendirmek ve kapalı otoparka elektrikli araçların ve/veya EAŞN’larının eklenmesinden kaynaklanabilecek yeni veya artan tehlikeleri belirlemek için otoparkın yangın riski değerlendirmesi yapılmalıdır.

Karmaşıklık ve ihtiyaç duyulabilecek potansiyel hususlar/önlemler göz önüne alındığında, yangın riski değerlendirmesini üstlenmek üzere otoparklardaki yangın güvenliği yaklaşımlarını anlayan, yeterli deneyime sahip yetkin bir kişi görevlendirilmelidir.

Bu rehber belgede tartışılan önlemlerin birçoğu genel olarak kapalı otoparklarda yangın güvenliğini artıracaktır, ancak kapalı otoparklarda elektrikli araç şarj noktalarını kullanan araçlara özgü bazı hususlar vardır.

Bu nedenle, bu geçici kılavuz belgenin amacı, elektrikli araçların ve elektrikli araç şarj noktalarının yangın güvenliği hakkındaki mevcut bilgilere genel bir bakış sağlamak ve otopark işletmecilerinin, tasarımcıların ve kapalı otopark sahiplerinin (hem yeni hem de mevcut) bir elektrikli araç yangınını yönetmek ve hafifletmek için ilerisi düşünülerek bir ilke olarak alabilecekleri yangın güvenliği hususlarını ve önlemlerini ortaya koymaktır.

1.3    Geçici kılavuzun yasal statüsü nedir?

Bu belge yasal bir uyumluluk belgesi değildir ve mevcut düzenlemelerin veya bunlara uyma ihtiyacının yerini almaz ya da bunlara uyumu doğrudan desteklemez:

•   Yeni binalar, tadilatlar veya eklentiler için 2010 Bina Yönetmeliklerinin (değiştirildiği şekliyle) işlevsel gereklilikleri kapsanmaktadır,

•  Mevcut tesisler için Düzenleyici Reform (Yangın Güvenliği) Emri 2005 (tadil edildiği şekliyle) kapsam dâhilindedir.

Yukarıdakilere (ve diğer mevzuata) uyması gerekenlerin sorumluluğu, bir tasarım önerisi veya risk değerlendirmesi sunarak nasıl uyacaklarını göstermektir. Bu, yetkin bir kişiden alınan uygun kanıtlar ve bir risk değerlendirmesi ile desteklenmelidir.

Kapalı bir otopark için yangın riskini değerlendirirken aşağıdakiler dâhil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere her zaman ilgili mevzuata başvurun:

•    Yasal Düzenleme (Yangın Güvenliği) Yönerge 2005 (değiştirildiği şekliyle) (ve devredilen idarelerde benzer)
•    Bina Yönetmelikleri 2010 (değiştirildiği şekliyle)
•    İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu 1974 ve ilgili ikincil düzenlemeler
•    Bina Güvenliği Yasası 2022 ve ilgili ikincil mevzuat
•    Elektrikli Araçlar (Akıllı Şarj Noktaları) Yönetmeliği 2021 (özel bir şarj noktası ise)
•    Eşitlik Yasası 2010
•    Tehlikeli Maddeler ve Patlayıcı Ortamlar Yönetmeliği 2002 (DSEAR)

Bu kılavuz DSEAR kapsamındaki hiçbir hususu ele almamaktadır. DSEAR kapsamındaki yükümlülüklerin ve risklerin yönetilmesine ilişkin kılavuz Sağlık ve Güvenlik İdaresi (HSE) web sitesinde bulunabilir [13].

1.4    Kapalı otoparklarda elektrikli araçların yangın güvenliği için neden şimdi rehberlik sağlanıyor?

Yeni mevzuat, 15 Haziran 2022'de yürürlüğe giren Bina Yönetmelikleri vb. (Değişiklik) (İngiltere) (No. 2) Yönetmelikleri 2021 [14], tüm yeni konut ve konut dışı binaların ve ilgili park yeri ile birlikte büyük değişiklikler geçirenlerin bir elektrikli araç şarj noktası kurmasını gerektirmektedir. Onaylı Belge S de DLUHC tarafından yayımlanmıştır [15] ve Yapı Yönetmeliklerinin nasıl karşılanabileceği konusunda rehberlik sağlamak üzere mevzuatla birlikte okunmalıdır.

Kapalı otoparklar, daha fazla araştırma tamamlanana kadar bu mevzuatın tüm gerekliliklerinden muaf tutulmuştur (kablo güzergâhları hala gerekli olmasına rağmen). Bu mevzuat sadece İngiltere için geçerlidir, ancak sıfır emisyonlu araçlara geçişi desteklemek için devredilen idarelerdeki meslektaşlarımızla yakın bir şekilde çalışmaya devam edeceğiz. Bina Yönetmeliği kapsamında kapalı otopark alanlarında elektrikli araç şarj noktaları zorunlu olmasa da kablo güzergâhları zorunludur ve şarj noktalarının kendileri yeni veya mevcut binalara istenildiği takdirde kurulabilir. Bu kılavuz bu amaçlar doğrultusunda oluşturulmuştur.

Otomobil ve kamyonetler Birleşik Krallık'taki CO2 emisyonlarının beşte birini temsil etmektedir. Birleşik Krallık emisyonlarını azaltmak için hükümet, Kasım 2020'de net sıfır için on maddelik planda, Birleşik Krallık'ın 2030 yılına kadar yeni benzinli ve dizel otomobil ve kamyonet satışını aşamalı olarak durduracağını duyurdu. Elektrikli araçlara geçiş, Birleşik Krallık'ın iklim değişikliği yükümlülüklerini yerine getirmesine yardımcı olacak, hava kalitesini ve ekonomik büyümeyi artıracaktır.

Elektrikli araçlar ilk olarak 2010 yılında Birleşik Krallık pazarına sunulmuştur [16]. O zamandan bu yana elektrikli araç alımı sürekli bir şekilde artmıştır ve Sıfır Emisyonlu Araçlar Ofisi (OZEV) rakamlarına göre 2021 yılında Birleşik Krallık' ta satılan her 7 araçtan 1'inde fiş bulunmaktadır [17]. Birleşik Krallık' ta 2011 yılı sonunda yollarda 2.618 lisanslı elektrikli araç varken, bu sayı 2020 yılı sonunda 193.942'ye, 2022 yılının 3. çeyreği sonunda ise 540.079'a yükselecektir [18].

Elektrikli araçların kullanımı arttıkça, yasal rehberlik ve mevcut otopark işletmecilerinin mevcut ve gelecekte beklenen elektrikli araç kullanım seviyesini karşılamak için uyum sağlamaları nedeniyle otoparklardaki şarj noktaları daha yaygın hale gelmektedir. Bu nedenle, elektrikli araçlarla ve şarj noktalarıyla ilişkili yangın güvenliği risklerinin etkin bir şekilde yönetilmesi ve bunlara müdahale edilmesi gerekmektedir.

1.5    Kılavuz neden geçici statüye sahiptir?

Yasal olmayan tüm kılavuzlar geçici statüye sahiptir. Bununla birlikte, gelişmeye devam edecek olan EA yangınlarını çevreleyen mevcut verilere (yani Nisan 2022'ye kadar, 2022'nin 3. çeyreğinden itibaren Hükümet verileriyle) dayandığından, bu kılavuzun geçici niteliğine vurgu yapılmaktadır.

Elektrikli araç endüstrisi, IYMA endüstrisine (yaklaşık 150 yıl) kıyasla nispeten genç (yaklaşık 12 yaşında) olduğu için elektrikli araçlarla ilgili deneysel kanıtlar hızla gelişmektedir. Yaşlanmanın (>10 yıl) elektrikli araçların ve bataryalarının yangın riski üzerindeki etkileri, bu yaştaki elektrikli araçların sayısının az olması nedeniyle henüz anlaşılamamıştır [18].

Bu nedenle bu belgenin amacı, elektrikli araçların ve elektrikli araç şarj noktalarının yangın güvenliğine ilişkin mevcut bilgilere genel bir bakış sağlamak ve bir elektrikli araç yangınını yönetmek ve hafifletmek için yangın güvenliği hususlarını ve önlemlerini ortaya koymaktır. Uygun hafifletme önlemlerini önemli ölçüde etkileyen yeni kanıtların ortaya çıkması durumunda kılavuz değişebilir.

Ayrıca binalarda yangın güvenliği konusunda halen devam etmekte olan daha büyük ölçekli bir inceleme de bulunmaktadır ve bu inceleme şu anda Düzey Yükseltme, Konut ve Topluluklar Dairesi (DLUHC) Bina Yönetmelikleri Teknik Politika Bölümü tarafından yürütülmektedir. Bu gözden geçirme, yapısal yangın direnci ve yangın ayrımı için mevcut hükümlerin modern otopark tasarımlarını ele almak için yeterli olup olmadığını değerlendirecektir.

1.6    Kılavuz nasıl kullanılır?

Kılavuz, otoparkların yangın güvenliği tasarım ilkeleri veya elektrikli araçlar veya EAŞN’ları ile ilişkili yangın riskleri hakkında kapsamlı bir ön bilgi varsaymamaktadır.

Bölüm 2, literatür taraması ve paydaş istişaresi [19] sonucunda ortaya konduğu üzere elektrikli araçların ve EAŞN’larının oluşturabileceği potansiyel tehlikeleri tartışmaktadır. Bu, kılavuz belgenin ilerleyen bölümlerinde tartışılan risklerin ve hafifletme önlemlerinin temelini oluşturmaktadır.

Bölüm 3'te otoparklarda alınması beklenen asgari yangın güvenliği önlemleri ve yakın zamanda meydana gelen büyük yangınlarda tespit edilen yangın güvenliği sorunları ve gizli raporlar yer almaktadır. Bunlar, geçmiş kılavuzlara dayanarak hangi aktif ve pasif yangın güvenliği önlemlerinin beklenebileceğine dair bir bağlam sağlamaktadır.

Bu, EAŞN’larının kurulumunu desteklemek için hangi ek yangın güvenliği önlemlerinin uygun olabileceğini değerlendirmek için bir temel olarak mevcut bir otoparkta hangi yangın güvenliği hükümlerinin bulunduğunu ve bunların yangın durumunda nasıl çalışmasının amaçlandığını belirlemeye yardımcı olmaktır.

Bölüm 4-6, risk değerlendirme sürecinin bir parçası olarak ilgili etki azaltma önlemlerini belirlemek için önerilen adımları, dikkate alınması gereken tehlike azaltma önlemlerini ve etki azaltma önlemlerine ilişkin daha fazla tartışmayı ortaya koymaktadır.

Risk değerlendirme sürecine yardımcı olmak için her bir etki azaltma önleminin uygulanma nedeni ve ilgili faydalar açıklanmış ve mümkün olan yerlerde geçerli standartlar hakkında daha fazla ayrıntı verilmiştir.

Biri %100 elektrikli araç şarj noktası sağlamak üzere tasarlanmış yeni bir otopark için, diğeri ise City of London Corporation'dan olmak üzere iki örnek olay incelemesi yer almaktadır. 

Ek A, EA/Evans’larını kapalı bir otoparka dâhil etmeye hazırlanırken yangın riski değerlendirmesi yapılmasına ilişkin bir örnek sunmaktadır.

Ek B'de elektrikli araçlar ve elektrikli araç şarj noktaları hakkında arka plan bilgileri verilmektedir.

2. EV yangın tehlikeleri hakkında arka plan bilgileri

Bölüm özeti

Bu bölümde elektrikli araç yangınlarının olasılığını ve etkisini etkileyen faktörler ile elektrikli araç ve IYMA yangınlarının nasıl farklılık gösterebileceği tartışılmaktadır. Bu bölüm, Bölüm 5 ve 6'daki risklerin ve hafifletme önlemlerinin temelini oluşturan araştırma ve verileri ortaya koyması açısından önemlidir.

Elektrikli araçlar ve elektrikli araç şarj noktaları hakkında daha fazla arka plan bilgisi Ek B'de yer almaktadır.

2.1    Elektrikli araçlarla ilişkili yangın tehlikelerine genel bakış

2.1.1    Isıl kaçak  (Thermal runaway) 

Bir elektrikli aracın bataryasında başlayan yangın, bataryanın ısıl kaçağa maruz kalabilmesi ve batarya boyutu, batarya kimyası ve şarj durumu gibi faktörlerden etkilenmesi nedeniyle, bir IYMA yangınına kıyasla farklı bir yangın davranışına sahiptir.

Isıl kaçak, batarya hücreleri içinde batarya elemanlarının ayrışmasına yol açan ve batarya içinde yangının başlamasına neden olabilen bir süreçtir.

Isıl kaçak, yüksek sıcaklıkların veya yüksek gerilimin batarya hücresi içindeki kimyasal reaksiyonları tetiklediği aşırı ısınma olayını tanımlar. Bu, batarya içindeki soğutma sistemlerini aşıp tutuşmaya neden olabilir. Tutuşma meydana gelirse, bitişik batarya hücrelerinin ısınmasına ve ısıl kaçağa maruz kalmasına neden olabilir. Batarya paketi içinde ısıl kaçağa maruz kalan batarya hücrelerinin sayısı arttıkça, birbirini takip eden hücrelerde yangın başlama olasılığı da artar. Bu durum potansiyel olarak tüm bataryanın arızalanmasına yol açabilir.

Isıl kaçak nispeten düşük sıcaklıklarda da meydana gelebilir ve batarya hatasının sonuçları yanıcı gazların dışarı atılması şeklinde olur; bu gazlar bir tutuşma kaynağı mevcutsa veya ortam yanma için yeterli oksijen, yakıt kaynağı ve ısı gibi koşulları sağlıyorsa tutuşabilir [20].

Şekil 1, batarya hücresi seviyesindeki bir kötüye kullanım olayından kaynaklanabilecek potansiyel zincirleme olayların bir diyagramını göstermektedir. Bu zincirleme olaylar tüm enerji depolama sisteminde ısıl bir olayın gelişmesine yol açabilir.

2.1.2    Meydana gelebilecek yangın veya patlama türleri

Li-Ion batarya şu anda elektrikli araçlar için en yaygın olarak benimsenen teknolojidir. Lityum, hidrokarbon bazlı bir elektrolit içinde iyonlar şeklinde bir şarj taşıyıcı olarak kullanılır [22].

Batarya içindeki elektrolit oldukça yanıcıdır ve ısıl kaçak meydana gelirse bataryanın tutuşma riski vardır [23]. Elektrolit ile batarya içindeki elektrotlar arasında bir reaksiyon meydana gelirse, meydana gelen kimyasal reaksiyonlardan kaynaklanan oksijenin kendi kendine sağlanması nedeniyle hızlandırılmış bir süreç meydana gelebilir [3] .

Standart yangın üçgeninden önemli bir farkı, Li-Ion batarya için yangın üçgeninde bataryanın yakıt, oksijen ve potansiyel olarak ısı kaynağı sağlamasıdır, bkz. Şekil 18 [20].

Bataryanın etrafındaki çevresel koşullara bağlı olarak, yanıcı gazların salınımı dört farklı senaryoya yol açabilir [20].

•    Senaryo 1: Bir tutuşma kaynağının varlığında yanıcı gazların tutuşmasının meydana geldiği serbest yanan yangın

•    Senaryo 2: Havalandırılan gazların belirli bir yönde belli bir ivmeyle salındığı ve tutuştuğu jet yangını

-    Bazı elektrikli araç bataryaları, batarya içinde yanıcı gazların birikmesi sonucu oluşan aşırı basıncı en aza indirmek için yandan havalandırmalı olarak tasarlanmıştır, ancak bu durum aracın altından alevlerin yandan çıkmasına neden olabilir.

•    Senaryo 3: Havalandırılan gazların doğru karışımda bulunduğu ani yangın (veya parlama) böylece sesten yavaş bir alev cephesi bu karışım boyunca ilerleyebilir ancak ihmal edilebilir veya zarar verici aşırı basınç oluşturmaz.

•    Senaryo 4: buhar bulutu patlaması (VCE), havalandırılan gazların yanıcı aralıkta bir bulut oluşturduğu ve bir patlama oluşturmak için yeterli hapsetmenin olduğu durum [8] [20].
 

Şekil 2: Li-ion bataryalar için yangın üçgeni [20]


Şekil 3: Elektrikli araçlarda meydana gelebilecek ani yangın ve jet alevini gösteren fotoğraflar

Li-Ion bataryalar birçok modern cihazda kullanılırken, elektrikli araçlardaki bataryalar boyut olarak daha büyüktür ve şu anda ABD'de mevcut olan elektrikli araçlar için 32,6kWh ile 118kWh arasında değişebilen pik ısı yayma oranı açısından daha büyük bir boyutta yangına yol açabilir [26]. İtalya'da kayıtlı elektrikli araçların batarya boyutlarının 2021 yılında 17,6kWh ila 90kWh arasında olacağı belirtilmiştir [27].

2.1.3    Buhar bulutu patlaması (VCE)

Bir patlamanın meydana gelmesi için gereken koşullar arasında yakıtın, oksitleyici madde (Oksidant)’ın, karışımın, tutuşmanın ve kapalı alan (yani patlama beşgeninin) varlığı yer alır.

Isıl kaçak sonucu bir Li-Ion bataryadan çıkan buharlaşmış elektrolit ve diğer gazlar, yakıt ve oksitleyici madde (Oksidant) sağlayan bir buhar bulutu oluşturabilir ve bu bulut düşük seviyede beyaz opak bir buhar bulutu [4] veya koyu bir bulut olarak görünebilir [28]. Yaygın tutuşma kaynakları arasında elektriksel arklar, statik elektrik, sıcak yüzeyler, sürtünme ve alev bulunur. Bu tutuşma kaynakları, termal kaçak sırasında Li-ion bataryanın içinde mevcut olabilir.

Buhar bulutu kapalı bir alanda alt patlama sınırı (LEL) ile üst patlama sınırı (UEL) arasında bir konsantrasyonda birikirse ve bir tutuşma kaynağı mevcutsa, buhar bulutu patlaması (VCE) meydana gelebilir; bu durum hem deneysel ortamlardaki kapalı alanlarda hem de küçük bir VCE'nin jet alevlerinden önce geldiği açık havadaki EV batarya yangınlarında gözlemlenmiştir [8] [29].

Havalandırılan gazlar yeterli kapalı alan seviyesine ulaşmadan önce tutuşursa, gazlar bunun yerine jet alevi veya ani yangın olarak yanar.

VCE'lerin ayrıntılı değerlendirmesi bu belgenin kapsamı dışındadır ve Tehlikeli Maddeler ve Patlayıcı Atmosfer Yönetmelikleri (DSEAR) kapsamına girmektedir. HSE web sitesi daha fazla bilgi ve rehberlik sağlamaktadır [13].

2.1.4    Söndürme ve yeniden tutuşma

Yangınla mücadele yaklaşımları üzerine yapılan büyük ölçekli deney ve araştırmalar, elektrikli araçların itfaiye tarafından söndürülmesinin daha uzun sürdüğünü ve olayların uzayabildiğini tespit etmiştir [1] [20]. Yangın süresindeki bu artış, yangının bina yapısını daha uzun süre etkilemesinin yanı sıra yangını bastırmak için daha fazla miktarda su gerektirmesine neden olabilir (Bölüm 2.5'te daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır).

Bir elektrikli araç yangınını söndürmek daha zordur ve yeniden alev alabilir. Bataryanın yeniden tutuşması, batarya paketi içindeki diğer yakın hücrelerin ilk olayda hasar görmesi ve bir süre sonra ısıl kaçağa girmesiyle meydana gelir. İlk bastırmanın ardından, %13 oranında araç yangının yeniden alevlendiği tespit edilmiş ve görünür yangın belirtileri (alev, duman) bastırıldıktan sonra bile, bataryada kalabilen artık ısı nedeniyle elektrikli aracın, birkaç saat içinde birden fazla kez yeniden alevlendiği iki vaka kaydedilmiştir [2]. Bu durum, elektrikli araçların genellikle ilk yangın olayından saatler sonra (bir çalışmada, ilk yangından 22 saat sonra [1]) yeniden alev almasına yol açmaktadır. Bu durum, Bölüm 2.5'te tartışıldığı üzere, yangınla mücadele açısından önemli sonuçlar doğurmaktadır.

Bundan sonraki bölüme " Söndürme ve yeniden tutuşma, Batarya Yönetim Sistemi (BMS) hatası, Batarya yangınlarına yol açan faktörler, EV yangınlarının bir nedeni olarak sel hasarı, EAŞN (EVCP) /şarj kablosunun hasar görmesinden kaynaklanan yangınlar  " ile devam edilecektir.

Kaynaklar:

[1]    T. Long, T. Blum ve B. Cotts, "Elektrikli Araç Bataryası Tehlikelerini İçeren Olaylara Acil Müdahale için En İyi Uygulamalar: Tam Ölçekli Test Sonuçları Raporu," Yangından Korunma Araştırma Vakfı, 2013.

[2]    EVFireSafe, "EVFireSafe," Avustralya Hükümeti Savunma Bakanlığı, 2021. [Çevrimiçi]. Mevcut: https://www.evfiresafe.com/research-ev-fire-charging. [Erişim tarihi 15 Şubat 2022].

[3]    F. Larrson ve B. Mellander, "Energy storage system in electrified vehicles," Second international conference on fires in vehicles , pp. 303-306, 2012.

[4]    P. Christensen, Z. Milojevic, M. Wise, M. Ahmeid, P. Attidekou, W. Mrozik, A. Dickmann, F. Restuccia, S. Lambert ve P. Das, "Elektrikli araç torba hücre modüllerinin termal ve mekanik istismarı," Applied Thermal Engineering, cilt. 189, no. 116623, 2021.

[5]    M. Egelhaaf, D. Wolpert ve T. Lange, "Elektrikli Bataryalı Araç Yangınlarıyla Mücadele," Stuttgart, 2014.

[6]    A. Lecocq, M. Bertana, B. Truchot ve G. Marlair, "Elektrikli bir araç ile içten yanmalı motorlu bir aracın yangın sonuçlarının karşılaştırılması," 2012.

[7]    P. Sun, X. Huan, R. Bisschop ve H. Niu, "Elektrikli Araçlarda Batarya Yangınları Üzerine Bir İnceleme," Springer nature, 2019.

[8]    F. Larsson, P. Andersson ve B. Mellander, "Deneysel Kötüye Kullanım Testleri Temelinde Elektrikli Araçlardaki Yangınlarda Lityum-İyon Batarya Yönleri," Batteries, vol. 2, no. 9, 2016.

[9]    İsviçre Federal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Laboratuvarları, "Yeraltı trafik altyapılarında elektrikli araç yangınlarının risk minimizasyonu," 2020.

[10]    Thatcham Sigorta Araştırma Departmanı, "Elektrikli Araçların Yangın Riski," Thatcham Sigorta, 2022.

[11]    London Fire Brigade, "RE: Elektrikli araç araştırması - yardım talebi - Arup," London Fire Brigade, Londra, 2022.

[12]    Norveç Sivil Koruma Müdürlüğü (BRIS), "Yangın istatistikleri: Yıllık binek araç yangınları ve yakıt türü," BRIS, 2022. [Çevrimiçi]. Mevcut: https://www.brannstatistikk.no/brus-ui/search?searchId=9B13517C-F1CD-490F-82A1-57B9CA38ACA5&type=SEARCH_DEFINITION. [Erişim tarihi 7 Nisan 2022].

[13]    Health and Safety Executive (HSE), "The Dangerous Substances and Explosive Atmospheres Regulations 2002," HSE, [Online]. Mevcut: https://www.hse.gov.uk/fireandexplosion/dsear.htm. [Erişim tarihi 1 Temmuz 2022].