Перейти к содержимому

Пожарная безопасность склада литий-ионных батарей: AS/RS и склад старения

Тепловой разгон, исходные данные проектирования, спринклеры и раннее обнаружение, изоляция подозрительных батарей и выбор концепции хранения

Содержание

Литий-ионные ячейки, модули, батарейные блоки и продукцию для систем накопления энергии можно хранить на автоматизированном складе, но привычный порядок работ нужно перевернуть. Сначала исходные данные и критерии противопожарного проектирования и концепцию противопожарной защиты согласовывают с местным уполномоченным надзорным органом (AHJ, authority having jurisdiction) и, где это требуется, получают одобрение страховщика; только после этого определяют высоту стеллажей, тип оборудования и компоновку хранения. Для склада выдержки (старения) выбор между AS/RS, AGV и напольным хранением зависит от формата продукции, производительности и условий обслуживания внутри зоны с повышенной температурой.

Коротко

  • Концепцию противопожарной защиты AS/RS для литиевых батарей нужно согласовать с AHJ и, где применимо, со страховщиком до проектирования стеллажей и оборудования; подход, принятый для складов обычных товаров, просто перенести нельзя.
  • На складе литиевых батарей можно сочетать сертифицированные линейные тепловые извещатели, аспирационные дымовые извещатели и газовую детекцию, но обнаруживает ли такое сочетание проблему раньше, чем дымовые и тепловые извещатели, нужно подтверждать испытаниями по целевым газам и в реальных условиях вентиляции.
  • Параметры спринклеров из опубликованных огневых испытаний действительны только для условий испытаний; при изменении типа батарей, степени заряда (SOC), упаковки или высоты хранения их нужно оценивать заново.

Чем пожар батарей отличается от пожара на обычном складе

На обычном складе пожар, как правило, начинается с внешних горючих материалов. На складе литий-ионных батарей этот риск тоже есть, а к нему добавляется тепловой разгон внутри самих батарей. Обзор Fire Protection Research Foundation (FPRF) 2023 года формулирует это прямо: тепловой разгон в одной ячейке передаёт тепло соседним и может распространяться по модулям и блокам, при этом выделяются горючие газы с риском взрыва. Оставшаяся в батареях энергия может вызвать повторное возгорание через период от нескольких минут до нескольких суток после тушения. Поэтому складу батарей мало одних спринклеров: раннее обнаружение, изоляция подозрительных батарей и заранее согласованная стратегия действий в чрезвычайной ситуации входят в концепцию.

В 2016 году FM Global провела огневое испытание со спринклерной защитой на pouch-ячейках (в мягком корпусе) литий-железо-фосфат (LFP) ёмкостью 20 А·ч, упакованных в гофрокороба. При внешнем поджиге сначала горели короба и пластиковые разделители, а сами ячейки заметно включились в горение лишь позже. В испытанной конфигурации короба и пластиковые разделители были существенной начальной пожарной нагрузкой, и этот вывод привязан к химии ячеек, формату, SOC и способу упаковки. В одном здании ячейки с низким SOC в коробах и полностью заряженные шкафы накопителей энергии несут совершенно разный уровень риска, поэтому их нужно зонировать и оценивать по отдельности.

Исходные данные проектирования: какие стандарты и нормы мы проверяем

Сначала немного контекста. На рынках, где мы работаем, накопление энергии растёт. По данным Международного энергетического агентства (IEA), Ближний Восток в 2025 году ввёл более 3 ГВт сетевых накопителей (по мощности) — более чем втрое больше, чем в 2024 году, и почти всё в Саудовской Аравии; Европа ввела около 6,2 ГВт. В феврале 2026 года глава турецкого Агентства по регулированию энергетического рынка (EPDK) заявил, что после изменения правил в 2022 году ветровые и солнечные проекты со встроенными накопителями общей мощностью около 33 ГВт получили распределение мощности. Эти 33 ГВт — генерирующая мощность, поэтому оценивать по ним спрос на склады не следует.

Для самих исходных данных проектирования мы обычно проверяем четыре группы документов.

FM Global Data Sheet 7-112 (Lithium-Ion Battery Manufacturing and Storage) опубликован в октябре 2024 года и охватывает производство батарей, формирование и старение, а также хранение. NFPA 855 (Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems) действует в редакции 2026 года, и в нём тоже есть глава о хранении литиевых батарей. Наше изложение обоих документов основано на открытых источниках, а не на полных текстах стандартов; определяющим является действующий официальный текст.

В Европе нет гармонизированных норм пожарного проектирования складов батарей. Применяются строительные противопожарные нормы страны, где находится проект, вместе с требованиями страховщика. Часто ссылаются на VdS 3103 (Lithium-Batterien, литиевые батареи) немецкой страховой отрасли, но он не обязателен. Новый Регламент ЕС о батареях, Regulation (EU) 2023/1542, применяется с 18 февраля 2024 года. Он регулирует батареи как продукцию, а проектирование складов в его предмет не входит. Одно положение всё же полезно оператору склада: с 18 августа 2024 года техническая документация на стационарные батарейные системы накопления энергии должна включать инструкции по действиям при таких опасностях, как пожар и взрыв. Запросите этот документ у поставщика до того, как продукция для систем накопления энергии поступит на склад; он понадобится при составлении плана действий в чрезвычайной ситуации.

Турецкий Регламент о противопожарной защите зданий (Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik) устанавливает, что по вопросам, которые он не охватывает, применяются в первую очередь турецкие стандарты, затем европейские, затем международно признанные, и что проект, не отвечающий противопожарным требованиям, не получает разрешения на строительство. Положения, посвящённого именно складам литиевых батарей, мы не нашли, поэтому принимаются ли документы FM или NFPA в качестве основания, нужно заранее подтвердить в надзорном органе. На Ближнем Востоке действуют собственные противопожарные нормы и требования гражданской обороны каждой страны.

Батареи в AS/RS: спринклеры, вентиляция и обнаружение

Нужны ли внутристеллажные спринклеры и как их размещать, зависит от типа батарей, SOC, упаковки, геометрии стеллажей и результатов принятых полномасштабных испытаний. Специалистам по стеллажам, противопожарной защите и оборудованию лучше всего совместно проработать компоновку ещё на стадии концепции. Дымовые зазоры и трассы спринклерных трубопроводов должны оставаться вне габаритов приближения кранов-штабелёров и шаттлов. Конвейеры, площадки и подобные препятствия влияют на распределение воды и размещаются по правилам о препятствиях для спринклеров и согласно согласованию. Компонуя склад батарей, мы стараемся избегать конвейеров, проходящих один над другим, именно по этой причине: они закрывают потолочные спринклеры.

Схема из двух шагов: сначала исходные данные проектирования и концепцию защиты согласовывают с уполномоченным надзорным органом (AHJ) и, где применимо, со страховщиком; затем по ним проектируют AS/RS или склад старения — раннее обнаружение, спринклеры, зонирование, вентиляция и вентиляторы, рекомендуемое отключение питания ячеек под напряжением и изоляция подозрительных батарей, всё в том виде, в каком это принято надзорным органом и, где применимо, страховщиком
Сначала согласуйте пожарную концепцию с надзорным органом и, где применимо, со страховщиком; затем проектируйте по ней AS/RS или склад старения.

Испытание FM Global 2016 года хорошо показывает, насколько специфичны такие результаты. Его условия: pouch-ячейки LFP около 20 А·ч при SOC около 50%, упакованные в гофрокороба с пластиковыми разделителями, высота хранения на стеллаже 4,6 м и высота потолка 12,2 м, защита спринклерами K320 быстрого реагирования, розеткой вниз, с температурой срабатывания 74 °C, с шагом 3,0 × 3,0 м при давлении 2,4 бар. В самом отчёте сказано, что результаты нельзя экстраполировать на основании только этого испытания. Конфигурацию нельзя копировать в проект; значение имеет схема, принятая надзорным органом и страховщиком.

Вентиляцию нельзя считать второстепенным вопросом, потому что она влияет на работу спринклеров. В 2011 году FM Global испытала высокообъёмные низкоскоростные вентиляторы (HVLS) над стеллажным хранением обычных товаров, а не батарей. Работающие вентиляторы заметно ухудшали работу спринклеров; их отключение в течение 1 минуты 30 секунд после срабатывания первого спринклера дало в тех испытаниях приемлемые результаты. Это результат испытаний для обычных товаров, а не расчётное значение для склада батарей. На складе батарей приходится иметь дело ещё и с горючими газами, и «останавливать вентиляторы при тушении» может противоречить требованию «включать вытяжку при обнаружении горючего газа». Эту логику взаимных блокировок пожарный консультант должен прописать в матрице причин и следствий, представить на согласование надзорному органу и, где применимо, на одобрение страховщику.

По раннему обнаружению: обзор FPRF объектов накопления энергии показал, что на большинстве из них аспирационная или газовая детекция сочетается с дымовыми и тепловыми извещателями. Распространённость не доказывает эффективность. Подаёт ли сочетание сигнал тревоги раньше, чем дымовые и тепловые извещатели, нужно проверять испытаниями по целевым газам в фактических условиях вентиляции.

Метод Что обнаруживает Где На что обратить внимание
Линейные тепловые извещатели (включая распределённое оптоволоконное измерение температуры) Температуру и рост температуры вдоль линии Позиции на стеллажах и местах хранения, заданные сертификацией и согласованием При использовании в качестве пожарного извещателя должны отвечать применимым национальным требованиям сертификации; в Европе на восстанавливаемые линейные тепловые пожарные извещатели распространяется EN 54-22. Зоны тревоги должны совпадать с нумерацией мест хранения
Аспирационные дымовые извещатели (EN 54-20) Дым на очень ранней стадии Высотные стеллажи, мезонины Обнаружение газа или паров электролита — только у сертифицированных моделей; трубы забора воздуха ограничены габаритами оборудования
Газовая детекция Горючие газы, выделяющиеся до и после теплового разгона Позиции по типу целевого газа, вентиляции и испытаниям рассеивания Логику со спринклерами и вентиляторами определить до того, как связывать её с вытяжкой
Данные системы управления батареями Аномалии напряжения и температуры Склады старения с подключёнными батареями Охватывает только подключённые батареи; пожарного обнаружения не заменяет
Внутристеллажные спринклеры Контроль пожара и охлаждение По схеме, принятой AHJ и, где применимо, страховщиком Трубопроводы, зазоры и габариты оборудования согласуются на раннем этапе

Изоляция подозрительных батарей и склад старения

Где хранить неисправные или повреждённые батареи и как их изолировать, определяет схема, принятая надзорным органом и страховщиком. Самый безопасный подход — выявлять и отделять их до поступления на хранение: батареи, не прошедшие входной контроль или имеющие внешние дефекты или аномалии напряжения, на склад не попадают. Если внутри склада срабатывает тревога, сначала останавливается оборудование, поражённая зона блокируется, а WMS / WCS блокирует места хранения. Перемещать ли подозрительную паллету и как, определяют заранее согласованная стратегия действий в чрезвычайной ситуации и руководитель тушения на месте. Система не решает это автоматически.

В обзорах концепций хранения батарей обычно предлагают уменьшать число мест хранения, ставить внутристеллажные противопожарные перегородки, устройства автоматического пожаротушения и противопожарные укрытия на кранах-штабелёрах. Поскольку эти элементы могут мешать распылению спринклеров, их применение зависит от сертификации продукции, правил о препятствиях для спринклеров, данных полномасштабных испытаний и согласования с надзорным органом и, где применимо, со страховщиком.

В некоторых процессах старения батареи во время выдержки остаются электрически подключёнными. На таком складе старения под напряжением местам хранения нужно электропитание, температура, как правило, выше окружающей, а требования к защите зон формирования и старения нужно подтверждать отдельно. Со стороны оборудования бортовым электрошкафам нужно кондиционирование, а компоненты подбирают по допустимому диапазону рабочих температур; рекомендуется сделать каждое место отключаемым по отдельности и сблокированным с пожарной сигнализацией, а детали определяет согласованная стратегия пожарной безопасности. Там, где формирование и старение ячеек идут крупными партиями с жёстким тактом, иногда применяют AS/RS с кранами-штабелёрами. Если на складе повышенная температура и в нём много мест под напряжением, а владелец хочет меньше обслуживать двигатели внутри зоны с повышенной температурой, решения на AGV или с напольным хранением может оказаться проще согласовать.

AS/RS, AGV или напольное хранение: что подходит складу батарей?

Паллетный AS/RS с кранами-штабелёрами подходит крупным новым складам, где хранится в основном продукция с низким SOC — готовые изделия или ячейки. Персонал не заходит в стеллажную зону в обычном режиме, плотность хранения высокая. Обратная сторона — высотные стеллажи, для которых тип спринклеров и пожарные отсеки требуют специального обоснования под тип батарей, SOC, упаковку и размеры стеллажей. Есть и зависимость от одного прохода: если кран остановился, грузы в этом проходе нельзя выдать автоматически, пока его не вернут в работу.

Система с четырёхсторонними шаттлами ещё плотнее, но до единичной проблемной паллеты в глубине канала трудно добраться, а спринклерное покрытие требует отдельного обоснования. Прежде чем использовать её для литиевых батарей, подтвердите схему хранения со страховщиком.

Вилочный AGV с низкими стеллажами или напольным хранением сохраняет небольшую высоту хранения. Обойтись только потолочными спринклерами можно, возможно, лишь тогда, когда высота хранения, высота потолка, SOC и упаковка укладываются в условия, принимаемые страховщиком. Такая концепция подходит складам старения, продукции для систем накопления энергии и батарейным блокам в умеренных объёмах; платой становятся площадь и плотность.

Частые вопросы

Можно ли вообще хранить литиевые батареи на автоматизированном высотном складе? Да, но сначала согласуйте концепцию защиты с AHJ, где применимо — получите одобрение страховщика, и только потом определяйте высоту стеллажей и оборудование. Тип спринклеров, раннее обнаружение и изоляция подозрительных батарей проектируются специально под тип батарей, SOC и упаковку, по требованиям страховщика и местного органа пожарного надзора.

Можно ли напрямую взять настройки спринклеров K320 из испытания FM? Нет. Выводы FM Global 2016 года относятся только к испытанным pouch-ячейкам LFP 20 А·ч при SOC около 50%, в упаковке из гофрокоробов, при высоте хранения 4,6 м под потолком 12,2 м; при изменении условий их нужно оценивать заново. Фактический спринклерный проект выполняется по требованиям страховщика и местного органа пожарного надзора.

Что лучше для склада старения батарей — AS/RS или система на AGV? AS/RS с кранами-штабелёрами применяют на некоторых участках старения ячеек с крупными партиями и жёстким тактом. Если на складе повышенная температура и в нём много мест под напряжением, а владелец хочет меньше обслуживать двигатели в зоне с повышенной температурой, решения на AGV или с напольным хранением может оказаться проще согласовать. Противопожарные требования определяют страховщик и местный орган пожарного надзора.

Какие противопожарные стандарты применяются к складу литиевых батарей в Турции? По вопросам, которые не охватывает турецкий Регламент о противопожарной защите зданий, применяются в первую очередь турецкие стандарты, затем европейские, затем международно признанные; в качестве дополнения часто используют технические листы FM Global и стандарты NFPA. Соответствие обязательным требованиям устанавливает компетентный орган, а страховщик задаёт собственные требования к защите имущества; подтвердите и то, и другое до подачи заявки на разрешение на строительство.

Ориентировочные данные в этой статье основаны на опыте прошлых проектов нашей команды и служат лишь первым ориентиром; каждый проект считается по его собственным данным. Противопожарное проектирование выполняется в том виде, в каком его принимают компетентный орган и страховщик.

Источники

  • FM Global, Development of Protection Recommendations for Li-ion Battery Bulk Storage: Sprinklered Fire Test (2016), библиотека исследовательских отчётов FM Global: https://www.fmglobal.com/researchreports
  • FM Global, Impact of a High Volume Low Speed Fan on Sprinkler Performance in Rack Storage Fires (2011): https://fm.com/-/media/project/publicwebsites/fm/files/resources/research-technical-reports/hvls_10611.pdf
  • Fire Protection Research Foundation, Landscape of Battery Energy Storage System Hazards & Mitigation Strategies (2023): https://content.nfpa.org/-/media/Project/Storefront/Catalog/Files/Research/Research-Foundation/Reports/Electrical/RFBatteryEnergyStorageSystemLandscape.pdf
  • Regulation (EU) 2023/1542 о батареях и отработанных батареях, EUR-Lex: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1542/oj/eng
  • Турция, Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (Регламент о противопожарной защите зданий), полный текст на mevzuat.gov.tr: https://www.mevzuat.gov.tr/MevzuatMetin/21.5.200712937.pdf
  • International Energy Agency (IEA), Battery storage is scaling up and taking on a larger system role (2026): https://www.iea.org/commentaries/battery-storage-is-scaling-up-and-taking-on-a-larger-system-role
  • CNBC-e, сообщение о заявлении председателя EPDK о распределении мощности для ветровых и солнечных проектов со встроенными накопителями (11 февраля 2026 года): https://www.cnbce.com/enerji/epdk-duyurdusuper-izin-sonrasi-23-projede-208-megavat-kapasite-devreye-alindi-h24798

Технический отдел EMMANUEL. Присылайте тип батарей, SOC, упаковку, требуемую ёмкость хранения и чертежи здания вместе с компоновкой и производительностью в пиковый час через форму обратной связи; тогда мы сможем оценить концепцию хранения на данных вашего проекта вместе с вашим пожарным консультантом и страховщиком.