Oavsett hur mjukt och mysigt, sängar som har gått upp i lågor är en källa till några av de dödligaste bränderna i USA. Eftersom stora möbler laddade med brännbart dämpningsmaterial, sängar är betydande bränslekällor för hembränder. När den väl har antänts, madrassbränder kan växa snabbt, skapa livshotande situationer i sovrum eller hela hus inom några minuter.

En 2007-standard för madrassantändlighet från Consumer Product Safety Commission (CPSC), känd som 16 CFR Part 1633, försökte minska risken för sängbränder utlösta av lågor, som orsakade uppskattningsvis 95 dödsfall årligen från 2002-2005. Men på grund av hur sällan konsumenter byter ut madrasser, forskarna som hjälpte till att utveckla standarden ägnade åratal i mörker om huruvida säkerhetskraven levde upp till förväntningarna.

Nu, tillräckligt mycket data har samlats för forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) att uppskatta att standarden förhindrade 65 dödsfall i sängbränder årligen 2015 och 2016. Den siffran förväntas stiga när fler madrasser ersätts med de nyare, standardkompatibla modeller.

"Vad vi har här är ett tydligt fall av brandforskare, tillverkare och tillsynsmyndigheter arbetar alla tillsammans, få vetenskapen rätt, få kommersiellt acceptabla versioner av madrasserna rätt och få rätt reglering, " sa NIST-forskaren Richard Gann. "Allt kom ihop, och som ett resultat har vi en riktig framgångssaga för landet."

Långt före 2007, andra standarder fanns på plats för att slå ner på en ledande orsak till sängbränder i cigaretter, men de lämnade det allvarliga hotet om flammande antändningskällor, som tändare, tändstickor eller brinnande möbler, i stort sett oadresserad.

För att stänga det gapet, International Sleep Products Association (ISPA) – branschorganisationen för madrassindustrin – kontaktade NIST för att lägga grunden för en ny madrassbrännbarhetsstandard som skulle eliminera, eller åtminstone kraftigt minska, offer från sängbränder.

Gann och hans kollegor tog tillfället i akt och satte sig för att ta fram ett realistiskt och praktiskt sätt för tillverkare att testa madrassens brännbarhet.

Eftersom sängbränder vanligtvis börjar med antändning av filtar, lakan och andra sängkläder, forskarna syftade till att replikera den fara de utgjorde för madrasser. Gann och hans team satte ihop flera uppsättningar sängkläder, satte i brand och mätte värmeavgivningshastigheten (HRR) – en indikator på hur intensivt något brinner, mätt i watt - av varje.

De använde HRR-data för att skapa en speciell testapparat bestående av dubbla propanbrännare som kunde efterlikna bränder som genererades av en hylluppsättning sängkläder. Med brännarna, tillverkare kan testa sina madrasser mot förhållanden som liknar verkliga sovrumsbränder.

Medan forskarna utvecklade denna nya testmetod, tillverkare experimenterade med brandbeständiga tyger - som de som används i brandmansuniformer - och implementerade dem i prototyper för att sänka deras HRR.

Men hur mycket lägre skulle HRR för en madrass behöva vara? Gränsen måste vara tillräckligt låg för att säkerställa att brinnande madrasser inte skulle utlösa en "överslag, "där en eld gör ett rum så varmt att alla andra brännbara föremål i det - stolar, kläder, etc. – plötsligt och samtidigt antända, sa Gann.

För att hitta gränsen, de mätte hur mycket värme det skulle ta för att antända små materialbitar, var och en representerar ett föremål som vanligtvis finns i sovrum, som trämöbler eller mjukare föremål som klädsel eller gardiner. Forskarna brände sedan både prototyp och kommersiellt tillgängliga madrasser, mätning av värmeflödet till flera ställen runt om i rummet.

Med de två datamängderna, teamet upptäckte att madrasser med en maximal HRR på cirka 600 kilowatt (kW) eller mer skulle producera tillräckligt med värme för att tillförlitligt antända mjuka material nästan var som helst i ett vanligt sovrum. Medan de kommersiella king- och tvåbäddssängarna de testade hade topp HRR långt över detta värde, en prototyp klarade sig mycket bättre.

"Tillverkarna gjorde några prototyper och de fungerade. När de skickade hit dem, vi testade dem, " sa Gann. "Fyra megawatt. En megawatt. Och sedan ner till 400 kilowatt för en king size-säng. I en värld av brandsäkerhet, det är en game changer."

När madrasser brinner under 400 kW, oddsen för övertändning minskar avsevärt, fann forskarna. För att förhindra att madrasser kommer nära denna tröskel, CPSC:s standard kräver att madrasser håller en HRR under 200 kW efter att ha antänts av de brinnande sängkläder-simulerande brännarna.

När standarden trädde i kraft den 1 juli, 2007, madrasser som uppfyllde de nya kraven var allmänt tillgängliga. Men ledde denna förändring till att liv blev räddade? Om så är fallet, hur många liv räddade det? Gann var ivrig att veta, men när han begav sig två år senare för att hitta svaren, han fick veta att det fanns en kolossal vägspärr i vägen.

Madrasser förblir hos sina ursprungliga ägare i 10 till 12 år i genomsnitt. Och efter det, de förs ofta över till barn eller renoveras och hittar ett nytt liv tillbaka på marknaden, sa Gann. Detta innebar att det skulle ta år innan tillräckligt med standardkompatibla madrasser hittade in i hemmen. Med så lite information tillgänglig vid den tiden, Gann fick vänta ut den här.

För att återgå till frågan 10 år senare, nu med en mängd information tillgänglig om brandincidenter (bränder, injuries and deaths) from the National Fire Incident Reporting System and mattress sales from ISPA, Gann brought aboard NIST economists Stanley Gilbert and Dave Butry, who have developed statistical methods to finally put numbers to the standard's effects.

One of their approaches was to compare the total number of incidents caused by bed fires in 2005 and 2006 combined to the number in 2015 and 2016. They didn't just look at the raw values, fastän. If other fire-influencing factors—like the number of homes with smoke alarms—were not identical between the two time periods, the comparison could be unfair.

To isolate the effect of the standard from other factors, Gilbert and Butry compared the outcomes of bed fires to upholstered furniture fires, as the combustible materials in both types of fires are similar. Because the standard is exclusively about mattresses, any spike or dip that only appeared in the bed fire numbers, but not upholstered furniture fires, would probably have been driven by the standard.

The researchers crunched the numbers and were pleased to identify several strong indicators suggesting that the standard was doing its job and doing it well. De fann att, relative to upholstered furniture fires, the number of bed fires from 2015 and 2016 combined was 12% lower than in 2005 and 2006. In those 10 years, injuries decreased by 34% and, much to the delight of the researchers, deaths plummeted by 82%.

Evidence mounted further in support of the standard as the researchers examined the mattress sales data alongside fire incidents.

The researchers used the sales data to create mathematical models that could estimate how many pre-standard mattresses were being replaced with new ones. The models point to the standard as the likely source of the benefits, as the mattress replacements and reductions in casualties closely mirrored each other throughout the years.

"We used several different approaches to look at the data, and they all pointed to the same conclusion; the standard saves lives, " Gilbert said.

Ryan Trainer, president of ISPA, which was involved in developing and implementing 16 CFR Part 1633, also voiced appreciation that the standard has borne fruit.

"The mattress industry has collaborated with NIST and CPSC to develop a standard that is based on sound science, reflects real world risks, improves safety and is practical for manufacturers to adopt, " Trainer said. "We are gratified that NIST's analysis of national fire statistics shows that since Part 1633 was implemented, the number of bed fires ignited by open-flame heat sources, and especially the deaths and injuries from those fires, have dropped so significantly."