轉載。劉植蓬

采用下列簡(jiǎn)稱(chēng)：

1.《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018年版）簡(jiǎn)稱(chēng)：《建規》

2.《汽車(chē)庫、修車(chē)庫、停車(chē)場(chǎng)設計防火規范 》GB50067-2014簡(jiǎn)稱(chēng)：《車(chē)火規》

3.《消防給水及消火栓系統技術(shù)規范》GB50974-2014簡(jiǎn)稱(chēng)：《消水規》

4.《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》GB50084-2017簡(jiǎn)稱(chēng)：《噴規》

5.《鋰離子電池工廠(chǎng)設計標準》GB51377-2019《鋰廠(chǎng)標》

6.《鋰離子電池企業(yè)安全生產(chǎn)規范》T/CIAPS0002-2017簡(jiǎn)稱(chēng)：《鋰安規》

7.《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術(shù)規范》T/CEC373-2020簡(jiǎn)稱(chēng)：《磷酸鐵鋰》

8.《電化學(xué)儲能電站設計規范》GB51048-2014簡(jiǎn)稱(chēng)：《儲能電站規范》

9.《電化學(xué)儲能電站安全規程》GB/T42288-2022簡(jiǎn)稱(chēng)：《儲能電站規程》

10.《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》NFPA855-2020簡(jiǎn)稱(chēng)：NFPA855-2020

11.《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》NFPA855-2023簡(jiǎn)稱(chēng)：NFPA855-2023

12.FM Global Property Loss Prevention Data Sheets 5-33《ELECTRICAL ENERGY STORAGE SYSTEMS》簡(jiǎn)稱(chēng)：FM5-33

13.儲能系統 ( Energy Storage Systems)簡(jiǎn)稱(chēng)：ESS

00

前言

上文介紹了鋰離子電池火災的特點(diǎn)，綜合大量的火災事故，提出電池火災事故消防應對機制，強調鋰離子電池火災目前不存在可行的滅火劑，只能抑制和控制，通過(guò)眾多的鋰離子電池火災的經(jīng)驗和教訓表面，抑制和控火的唯一可行的方式是淋水降溫。但是，我國相關(guān)消防設計標準均忽視了降溫這一唯一可行方式，在消防設施投入巨大且沒(méi)有實(shí)際效果（花錢(qián)干壞事），與國外的消防標準差距大。分析常用的各種消防設施在鋰離子電池場(chǎng)所的應用及存在問(wèn)題，提高整體對鋰離子電池火災治理上的技術(shù)認識水平，是本系列文章的重點(diǎn)內容，本文先將鋰離子電池危險場(chǎng)所的國內外消防設施標準的情況做一下介紹，并分析對比。

01

國際儲能電站消防標準概況

對于大型交通工具內部、建筑內部?jì)Υ媾渲玫慕ㄖ吧a(chǎn)自用的蓄電池，國際標準、歐美標準已經(jīng)很成熟很詳細，如美國1997版《統一消防規范》開(kāi)始針對固定式鉛酸電池系統提出消防設計要求，2006版擴大到多種新型電池，包括鋰離子電池。對于室內充電設施，國外目前有應用但還較少，NFPA沒(méi)有此類(lèi)標準，其他規范筆者沒(méi)有接觸到（限于筆者個(gè)人技術(shù)資料的貧乏），估計還沒(méi)有，因此下面著(zhù)重介紹專(zhuān)業(yè)儲能電站消防標準。

由于鋰離子電池的生產(chǎn)和應用歷史很多，早期，由于缺乏鋰離子電池火災的認識，往往只有是實(shí)驗室的一些結論，相關(guān)標準的制訂，重點(diǎn)在于電氣安全，消防設施上比較欠缺，在多次儲能電站火災及爆炸之后，開(kāi)始重視消防設施，制訂出相關(guān)的消防標準，前期的消防特點(diǎn)是廣泛應用了氣體抑制系統。2019年美國亞利桑那州麥克米肯（McMicken）儲能項目爆炸事件之后，NFPA于2021年7月發(fā)布針對McMicken火災的消防技術(shù)總結《ESS特別報告》，這個(gè)時(shí)候，國外基本上解決ESS消防上的分歧，充分認識到氣體滅火系統可以滅火（外火）和抑制火災，但無(wú)法阻止熱失控或電池損壞時(shí)產(chǎn)生的廢氣，無(wú)法限制惰化期間熱失控造成單個(gè)單元柜（簇）泄出的巨量易燃易爆氣體，從而造成潛在的爆炸環(huán)境；與天然氣火災類(lèi)似，如果允許氣體積聚，可能會(huì )出現更危險的情況；防爆通風(fēng)比抑制火災更重要。如果氣體檢測系統在抑制過(guò)程中繼續看到可燃氣體或有毒氣體的水平增加，則可能需要通過(guò)與氣體檢測系統的直接連接或手動(dòng)操作來(lái)開(kāi)始排氣。抑制系統可能還沒(méi)有達到它們的保持時(shí)間，藥劑可能會(huì )被排出。即使火災已經(jīng)撲滅并達到了保持時(shí)間，在發(fā)生任何后續事件時(shí)，包括由于滯留能量導致的回流，仍應監測氣體檢測系統和降溫。    

ESS消防設計標準中，最具備影響力的是美國NFPA標準和FM標準。2016年NFPA標準委員會(huì )批準成立NFPA儲能系統技術(shù)委員會(huì )，開(kāi)展NFPA855（固定式儲能系統安裝標準）的制訂工作，第一版（NFPA855-2020）于2019年8月5日發(fā)布,2022年8月12日發(fā)布第二版（NFPA855-2023）。同期，FM Global 于2017年1月發(fā)布FM全球財產(chǎn)損失預防數據表5-33《電能存儲系統》，并于2020年7月發(fā)布修訂版。

鋰離子儲能設施需要解決的危險包括火災和爆炸危險、化學(xué)危險、電氣危險、滯留或儲存能量危險以及物理危險。NFPA855中，防火設計主要要求有防火分隔、儲能設施規?？刂?、火災探測與撲救、爆炸控制、排氣通風(fēng)、氣體探測等要求。    

儲能設施規?？刂坪头阑鸱指羯?，如要求可移動(dòng)建筑或集裝箱應具有2小時(shí)耐火極限，室外集裝箱最小防火間距20英尺（若增設3h防火墻可減?。?，室內空間上，也限制儲能容器之間、與可燃物和疏散門(mén)、安全出口之間的最小間距。儲能單元需要限制最大規模，是因為任一隔模塊熱失控基本上會(huì )造成整個(gè)單元的所有模塊熱失控，控制規?？梢詼p少或者損失，更重要的是控制火災或爆炸閾值。所以NFPA855限制最大儲能規模，除偏遠地區室外安裝，其他場(chǎng)所通過(guò)火災和防爆測試機消防分析兩種情況外，所有類(lèi)型儲能系統（ESS）限制最大規模為600KWh（見(jiàn)下表，一個(gè)ESS電站往往由多個(gè)ESS組成），限制鋰離子電池簇最大存儲能量為50 kWh，電池簇之間或距離墻壁的最小距離3英尺（0.9米）。保證間距和限制規模目的是防止單個(gè)儲能裝置內的火災輕易蔓延到相鄰的儲能裝置或蔓延出安裝ESS的火災區域，還能降低一個(gè)裝置內的火勢通過(guò)輻射傳熱點(diǎn)燃相鄰裝置或沖破墻壁的可能性。

在火災探測上，要求房間或空間應配備由吸氣式煙霧探測器系統或輻射能探測系統啟動(dòng)的火災報警系統，鋰離子電池ESS推薦同時(shí)使用極早期探測，需要在內部空間的頂部和下部均設置CO氣體探測器，并最后在頂部增加H2探測器。當然，極早期探測也是設置氣體抑制滅火系統（惰化系統）所必備的觸發(fā)信號系統。    

鋰離子電池ESS被要求設置自動(dòng)滅火設施，滿(mǎn)足防火及爆炸試驗要求的專(zhuān)用ESS建筑或室外步入式封閉箱，不需要自動(dòng)防火控制和滅火系統的保護。滅火設施沒(méi)有明確何種系統，但將噴淋以外的系統；列入備用自動(dòng)控火和抑制系統（Alternate Automatic Fire Control and Suppression Systems），本意應是推薦使用噴淋系統，儲能單元（簇）規模低于50KWh的噴淋系統噴水強度不低于12L/（min·m2），超過(guò)50KWh電池簇則應通過(guò)試驗確定噴水強度（任何設施都需要通過(guò)測試，否則不允許超過(guò)50KWh）。

備用自動(dòng)控火和抑制系統則需要提供火災和爆炸試驗的報告，測試的代表性電池、模塊和單元（簇），包括任何可選的整體滅火系統，除增加用于電池熱失控啟動(dòng)的電池失效裝置外，必須與預定的安裝配置相符。不接受安裝配置（包括模塊和單元的內部結構）與測試參數（如尺寸和分隔、電池類(lèi)型或能量密度）有不一致的改變，除非能證明該配置提供了等效的結果。例如，高度、深度和間距等比例需要符合測試的配置。變化還可能包括多層單元（簇）相互疊加、位于上面的夾層或背靠背單元（簇）,測試應由經(jīng)批準的測試實(shí)驗室進(jìn)行或見(jiàn)證并報告，報告需要鑒定產(chǎn)生的氣體成分，證明一個(gè)ESS單元（簇）的火災不會(huì )蔓延到相鄰單元（簇）。

也就是說(shuō)，測試必須是完全真實(shí)的測試，而不是在相同尺寸的大空間內放置一個(gè)電池機柜，甚至一片電池模塊便可忽悠。    

防爆設施，NFPA855-2020要求采用符合NFPA69所要求的抑爆系統（一般采用氣體惰化系統），或者按照NFPA68設置防爆通風(fēng)系統（二選一），NFPA855-2023取消了這一建議，并不斷強調，防爆通風(fēng)比抑制火災更重要。如果氣體檢測系統在抑制過(guò)程中繼續看到可燃氣體或有毒氣體的水平增加，則可能需要通過(guò)與氣體檢測系統的直接連接或手動(dòng)操作來(lái)開(kāi)始排氣。抑制系統可能還沒(méi)有達到它們的保持時(shí)間，藥劑可能會(huì )被排出。即使火災已經(jīng)撲滅并達到了保持時(shí)間，在發(fā)生任何后續事件時(shí)，包括由于滯留能量導致的回流，仍應監測氣體檢測系統和降溫。

FM Global于2017年1月首次發(fā)布FM全球財產(chǎn)損失預防數據表FM5-33《電能存儲系統》，2019年美國亞利桑那州McMicken儲能項目爆炸事件之后，FM迅速反應，臨時(shí)修訂并于2020年7月發(fā)布。進(jìn)行了以下實(shí)質(zhì)性修改：

(1)添加了 ESS 組件選擇的建議。

(2)更新了位置建議以反映當前技術(shù)。

(3)添加了建造專(zhuān)用建筑物的建議。

(4)添加了機械通風(fēng)（防爆通風(fēng)）的建議。

(5)添加了有關(guān)機架之間間隔距離的建議。

(6)添加了供水持續時(shí)間的建議。

(7)添加了電池管理系統安全功能的建議。

(8)添加了在線(xiàn)狀態(tài)監測的建議。    

(9)添加了對事故后消防值班的建議。

(10)擴展了與 FM Global Research 有關(guān)噴頭保護和間隔距離的支持材料。

FM5-33在ESS設置位置上，特別推薦設置在遠離關(guān)鍵建筑物或設備的圍蔽結構內，其次在專(zhuān)用建筑內，再次是附建的專(zhuān)用外部隔斷室內，再次附建內角隔斷室，最起碼靠近外墻的專(zhuān)用房間，如圖：

在防火分隔上，與NFPA855差不多但有微小區別，尤其在ESS隔斷單元內部防火間距更加詳細，如規定提供至少1小時(shí)的防火房間、地板、墻壁、天花板及防火門(mén)（包括外門(mén)）；不燃建筑構件與相鄰機架（見(jiàn)下圖）的過(guò)道面之間最小間距6英尺（1.8米），與可燃建筑構件之間的距離至少為9英尺（2.7米）；單排或背靠背安裝的多個(gè)機架，在相鄰機架之間安裝堅固、不燃的防火屏障。    

在滅火設施上，FM自始至終且在各種場(chǎng)所均比較推薦噴淋，要求超過(guò)2500平方英尺（230㎡）的房間需要提供設計噴水強度不低于12L/（min·m2）的噴淋系統，并為室內消火栓提供供250gal/min（約15L/s）的流量,若供水量不足，則應在儲存區域內進(jìn)行防火分隔：垂直于機架門(mén)或開(kāi)口的相鄰機架之間安裝不燃的從地板到天花板的隔墻，其貫穿件由防火擋板保護，以防止火災蔓延；確保隔板從機架表面延伸至少12英寸（0.3米）。在每個(gè)機架的背面（非過(guò)道）安裝一個(gè)實(shí)心金屬隔板，以防止熱量傳遞到下一排的相鄰機架。    

與NFPA855-2023不同地上，前者雖然不再要求設置氣體保護系統（滅火機惰化），但也沒(méi)有反對，FM特別強調不建議ESS應用氣體保護系統,理由如下：

(1)相對于危險的有效性。截至 2019 年，沒(méi)有證據表明氣體保護系統能有效撲滅或控制涉及儲能系統的火災。氣體保護系統可能會(huì )惰化或中斷火災的化學(xué)反應，但只能持續一段時(shí)間。保持時(shí)間一般為十分鐘，不足以完全撲滅 ESS 火災或防止熱失控蔓延到相鄰模塊或機架。

(2)冷卻。FM Global的研究表明，冷卻周?chē)h(huán)境是保護結構或周?chē)加玫年P(guān)鍵因素，因為目前還沒(méi)有辦法用噴淋灑水器撲滅ESS火災。氣體保護系統不提供ESS或周?chē)褂茫臻g）的冷卻。

(3)有限噴放。FM Global 的研究表明，ESS 火災可能會(huì )在最初的火災被認為撲滅數小時(shí)后死灰復燃。由于氣體保護系統只能?chē)姺乓淮?，因此隨后的復燃將發(fā)生在未受保護的場(chǎng)所。    

火災探測要求，有電池自身監控系統，如提供電池管理系統安全功能，包括高電池溫度跳閘（電池級別）、熱失控跳閘（電池級）、機架交換機故障跳閘（機架級）、逆變器/充電器故障跳閘（監控級），提供在線(xiàn)狀態(tài)監測系統。消防上主要側重提供具有高位報警的溫度監控，以及要求設置防爆通風(fēng)及為防爆通風(fēng)服務(wù)的可燃氣體探測系統。

由于FM5-33重視噴淋降溫和防火分隔，通過(guò)內部分隔和噴淋保護，能夠避免任一機架內電池熱失控影響到相鄰的機架，因此FM5-33沒(méi)有限制ESS系統或隔斷單元及電池簇最大能量規模，筆者認為這是不合適的，因為噴水難免也會(huì )影響其他機架內電池外部短路而產(chǎn)生熱失控。

戶(hù)用儲能，在歐美較多，都是既有建筑住戶(hù)自行增設，難以管理，而且經(jīng)常設置在通風(fēng)不良的地下室，目前國外在這方面也比較亂，消防隱患大，事故不少。NFPA855以及FM5-33均有相關(guān)消防規定，也難以有效執行。中國由于居住條件比歐美存在巨大的差距，獨立居住建筑較少，戶(hù)用儲能缺乏設置基礎。    

02

我國相關(guān)ESS消防標準

在介紹國內消防標準之前，先介紹一個(gè)火災案例，或者說(shuō)是娛樂(lè )幽默，這則笑話(huà)看似與ESS消防無(wú)關(guān)，但這種笑話(huà)的邏輯，是目前國內科研的普遍思維，一直在誤導技術(shù)的發(fā)展。

2010年2月，浙江省寧波市寧?？h科技園區科園北路的一家熱處理廠(chǎng)，一臺熱處理設備起火，不少員工端著(zhù)盆子，一盆一盆地往起火的設備上澆淬火油，火越燒越旺，消防員到達后制止了這一愚蠢行為，并用泡沫滅火槍滅火。工廠(chǎng)一負責人說(shuō)本廠(chǎng)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)火災，工人成功用淬火油滅火，但是這次越潑火越大?！凹偃缭诘谝粫r(shí)間采用滅火器滅火，而不是用淬火油潑的話(huà)，也許這火也就燒不起來(lái)了”，一名參與救援的消防隊員說(shuō)。

淬火油是丙類(lèi)可燃液體，為避免淬火造成淬火油起火，一般說(shuō)來(lái)閃點(diǎn)應比應用油溫要高出60-80℃，如常用的多功能淬火油閃點(diǎn)要求不低于235℃，燃點(diǎn)不低于260℃。相對于柴油是難燃一些，但相對木柴等固體可燃物，更加易燃，火場(chǎng)高溫下蒸汽濃度達到爆炸極限也會(huì )爆炸。用油滅火這種想法，一般人聽(tīng)著(zhù)就想笑，為何這家工廠(chǎng)的領(lǐng)導和員工怎么具備與普通人不同的認識呢？原因是生產(chǎn)上經(jīng)驗，誤導了他們的認識。 

1000℃左右的高溫鋼鐵制品，浸入淬火油中淬火，這是他們每天不斷重復的工作，高溫鋼鐵制品剛接觸淬火油時(shí)，高溫（超過(guò)閃點(diǎn)）造成淬火油表面產(chǎn)生閃燃，但由于制品很快沒(méi)入油中降溫，不會(huì )繼續燃燒。因此，淬火油容積必須遠遠大于鐵件，才能迅速降溫，達到淬火的目的，同時(shí)也能夠避免燃燒。因而，缺乏燃燒學(xué)常識的群體，容易被這種表面跡象所誤導：一個(gè)幾百公斤的燒紅鐵件，溫度接近1000℃，浸入淬火油僅僅是產(chǎn)生閃燃，鐵件幾秒鐘后降溫幾百℃，電線(xiàn)短路絕緣層起火，有時(shí)候點(diǎn)風(fēng)扇就能吹滅，何況潑淬火油？所以，這家工廠(chǎng)，曾經(jīng)用淬火油成功滅火，對于燃燒發(fā)熱量小的初期火災來(lái)說(shuō)，不是不可行，但是，燃燒發(fā)熱量超過(guò)潑油的降溫能力時(shí)，就不能滅火，反而是火上加油。這道理很簡(jiǎn)單，過(guò)去使用煤油燈，一般用口吹滅，不需要大風(fēng)，而燃煤鍋爐，需要配置大功率鼓風(fēng)機，提供極大風(fēng)量助燃，而不是吹熄燃煤。這個(gè)道理很淺顯，換成大家都熟悉的語(yǔ)言就是“量變造成質(zhì)變”。    

很多科學(xué)實(shí)驗，由于無(wú)法做到全尺寸實(shí)驗，往往按比例縮小了規模，本來(lái)是可行的方式，只要在實(shí)驗結論上分析比例模型實(shí)驗結果與全尺寸實(shí)驗的區別便可。當分析后存在相反結論可能的或存疑的，宜再進(jìn)行全尺寸實(shí)驗驗證。但我國經(jīng)常在非全尺寸實(shí)驗得出錯誤的實(shí)驗結論并誤導，如所有的鋰離子電池ESS火災事故，已經(jīng)表明沒(méi)有任何合適的滅火劑，但我國，幾乎所有的實(shí)驗都是采用基本模塊進(jìn)行實(shí)驗，報告沒(méi)有考慮量變與質(zhì)變的關(guān)系，得出結論是幾乎所有的滅火系統和滅火劑都能有效。

后續在滅火系統上繼續深入探討這個(gè)問(wèn)題，下面回過(guò)頭來(lái)繼續介紹我國的鋰離子電池消防標準。

2014年我國出臺《儲能電站規范》，規定儲能電站在消防設計原則上基本按丁戊類(lèi)廠(chǎng)房標準考慮，幾乎沒(méi)有任何消防設施：電站內建筑物滿(mǎn)足耐火等級不低于二級，體積不超過(guò)3000m3，且火災危險性為戊類(lèi)時(shí)，可不設消防給水（11.2.1 ）；耐火等級為一、二級且可燃物較少的丁、戊類(lèi)建筑物， 室內設有生產(chǎn)、生活給水管道，室外消防用水取自貯水池且建筑物體積不超過(guò)5000m3的建筑物，均不用設置室內消火栓系統（11.2.2 ），基本上，只有不是與工業(yè)民用建筑合建的獨立電站，都不需要室內消火栓；鈉硫電池室應配置砂池，鋰電池室宜配置砂池。單個(gè)砂池容量不應小于1m3，最大保護距離為30m（11.2.3 ）；建議電池室要求設置火災自動(dòng)報警系統并建議安裝感煙或吸氣式感煙探測器，對于可能產(chǎn)生可燃氣體的電池，電池室宜裝設可燃氣體報警裝置（11.4.1 、11.4.3）?；旧?，將儲能電站視同為丁戊類(lèi)建筑進(jìn)行設計，這是嚴重違反消防原則的問(wèn)題，原因是早期國內在電池消防上的認識嚴重不足，同時(shí)缺乏消防科研機構及專(zhuān)家的參與。    

2020年出臺團體標準《磷酸鐵鋰》，由于國內外發(fā)生了幾十宗儲能電站起火爆炸事故，國內逐步認識到儲能電站的火災危險性，也參照了國際上比較原始版的相關(guān)標準，規定需要設置消防給水系統（預制艙只能使用室外消火栓系統），并要求預制艙內應設置細水霧、氣體等固定自動(dòng)滅火系統，滅火系統類(lèi)型、技術(shù)參數應經(jīng)電力儲能用模塊級磷酸鐵鋰電池實(shí)體火災模擬試驗驗證（4.8.1）；提出固定自動(dòng)滅火系統的啟動(dòng)應根據先斷電、后滅火的原則實(shí)施（4.8.3）；增加艙內設置可燃氣體探測器的要求（4.9.3）；增加環(huán)形消防車(chē)道的設置要求（4.12.1 ）。與《儲能電站規范》相比，不過(guò)是將ESS儲存建筑從丁戊類(lèi)建筑提升到丙類(lèi)建筑，最大的轉變是增加了室內自動(dòng)滅火系統，相應低增加啟動(dòng)滅火系統的探測系統的要求，但遺憾的是拋棄了國際上常用的噴淋系統，選擇了細水霧或氣體滅火系統，存在相當多問(wèn)題。

在滅火設施上的規定，《磷酸鐵鋰》存在較大的問(wèn)題，限制必須設置設置細水霧、氣體滅火系統，已經(jīng)不合適，雖然要求選用的滅火系統應經(jīng)電力儲能用模塊級磷酸鐵鋰電池實(shí)體火災模擬試驗驗證，并要求自動(dòng)滅火系統應滿(mǎn)足撲滅火災和持續抑制復燃的要求，這種要求，目前是不存在的滿(mǎn)足這種功能的滅火系統，測試能夠滿(mǎn)足，說(shuō)明是測試設計出問(wèn)題。附錄也提供了實(shí)體火災模擬試驗標準，如要求試驗環(huán)境與實(shí)際預制艙一致，但是，僅要求放置至少一組電池架，一組電池架內有多少電池不明，都沒(méi)有限制一組電池架內部的電池數量和規格必須與實(shí)際儲存一致，且實(shí)際預制艙內部有多少組電池機架？電池架之間是否存在防火分隔？間距多少，一個(gè)機架火災后能否蔓延到其他機架？能否造成相鄰機架上的電池級聯(lián)熱失控？大量的電池若熱失控后噴射大量的氣體，環(huán)境溫度可以到達多少溫度？維持多長(cháng)時(shí)間？圍蔽結構泄壓導致氣體抑制濃度下降后是否還有效？氣體抑制時(shí)間內如何降溫？開(kāi)門(mén)進(jìn)入空氣后能否復燃或者爆炸？這些都是試驗需要弄清楚的關(guān)鍵問(wèn)題。因為電池太多了，風(fēng)險難以預估，而試驗標準提供的空間內電池太少了，稍加分析就知道任何滅火系統均能有效控火（具體見(jiàn)后續文章）。與淬火油滅火的案例相同，邏輯上等同于采用食用油能澆滅香煙煙頭，證明食用油可以滅火。少量電池的測試，與密集儲存的ESS，完全是兩種不同性質(zhì)的火災，量變導致質(zhì)變。    

2022年出臺推薦性標準《儲能電站規程》，在消防設計上，與《儲能電站規范》、《磷酸鐵鋰》相比，變化不大，要求設置自動(dòng)滅火系統，不限制為細水霧、氣體兩種固定自動(dòng)滅火系統，但要求滅火介質(zhì)應具有良好的絕緣性和降溫性能，自動(dòng)滅火系統應滿(mǎn)足撲滅火災和持續抑制復燃的要求，這樣的規定，與《磷酸鐵鋰》一樣無(wú)法解決問(wèn)題，因為目前全球不存在能達到這個(gè)目標的滅火系統。

《儲能電站規程》增加了要求：鋰離子電池室/艙自動(dòng)滅火系統的最小保護單元宜為電池模塊，每個(gè)電池模塊可單獨配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管。這個(gè)規定令人費解，電池模塊（module）是由電池單體（電芯）采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接方式，且只有一對正負極輸出端子的電池組合體，還宜包括外殼，管理與保護裝置等部件（見(jiàn)下圖），普通的電池模塊容量和體積都很小，一般的標準電池模塊尺寸為622x213x161(單位：mm），即使是儲能電池模組（module），尺寸大些，如某產(chǎn)品43kWh最大尺寸也只是810x1094x250，沒(méi)有空間內置噴頭和探火管。    

實(shí)際上，《磷酸鐵鋰》規定能量型電池模塊不宜超過(guò)15kWh/塊（4.2.2），磷酸鐵鋰是最安全的尚且如此，其他電池模塊理該更小。

這個(gè)規定不可能實(shí)現，一個(gè)儲能電站，存在多少無(wú)數電池模塊，每個(gè)電池模塊不可能單獨配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管?；蛟S規范的本意是不是每個(gè)電池機架（箱）這只是筆者的猜測了，因為國內外市場(chǎng)上均有一體柜的產(chǎn)品，即就是將機架封閉起來(lái)，高度一般在2300左右，內部配置冷卻系統、滅火設施等。這種一體柜更適合室外單獨使用，也可以在建筑內陣列安裝，但不宜在預制艙內安裝。    

目前我國的儲能電站示范工程建設都執行這些規范的要求，基本上都采用了氣體滅火系統，上圖的某產(chǎn)品配備了氣溶膠。    

國內儲能電站消防設計標準，存在嚴重的問(wèn)題，與國外主流規范相比較，明顯落后于幾個(gè)時(shí)代，出現了鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)先世界，消防技術(shù)嚴重拖后腿的狀態(tài)，這也影響我國鋰離子電池產(chǎn)品的世界影響力。例如，國外產(chǎn)品在嚴格控制機架的防火分隔，我們還習慣生產(chǎn)火燒連營(yíng)預制艙：

03

我國相關(guān)鋰離子電池工廠(chǎng)消防標準

關(guān)于鋰離子電池生產(chǎn)方面，2017年出臺團體標準《鋰安規》，《鋰安規》在消防上的主要貢獻是將生產(chǎn)企業(yè)的各種場(chǎng)所火災危險性進(jìn)行細分，但遺憾的是，將注液、化成、老化和靜置車(chē)間劃入甲乙類(lèi)和丙類(lèi)場(chǎng)所兩種，區別在于兩種條件，一是貨架高度及是否貨架自帶滅火排煙裝置，二是有沒(méi)有充足的通風(fēng)設施，通風(fēng)滿(mǎn)足要求的為丙類(lèi)，沒(méi)有設置或通風(fēng)量不滿(mǎn)足則為甲乙類(lèi)，這是一條顛覆傳統消防觀(guān)念的標準。因為傳統消防觀(guān)點(diǎn)認為，有泄漏甲類(lèi)氣體的場(chǎng)所為甲類(lèi)場(chǎng)所，必須滿(mǎn)足事故通風(fēng)標準，若不存在甲類(lèi)氣體泄漏，只有普通可燃物的場(chǎng)所為丙類(lèi)，不需要事故通風(fēng)，這里變成甲類(lèi)不需要通風(fēng)，丙類(lèi)需要通風(fēng)。雖然《鋰安規》在化成、注液車(chē)間另有要求事故通風(fēng)達到12次/h 的能力，但自身就存在矛盾。    

2019年出臺國家標準《鋰廠(chǎng)標》，在消防設計標準上與《鋰安規》缺乏聯(lián)系，有改進(jìn)的，如要求化成車(chē)間必須通過(guò)防火分隔成獨立的防火單元。但總體上，《鋰廠(chǎng)標》在消防標準上，還不如《鋰安規》詳盡，如各種場(chǎng)所的火災危險性分類(lèi)，《鋰安規》相比更加詳細。在滅火設施的規定上，存在一定的問(wèn)題，如要求“采用高架堆垛形式的分容、化成工藝區域，宜采用早期抑制快速響應噴頭”，采用ESFR噴頭，應用在鋰離子電池火災中是違反技術(shù)原則的（見(jiàn)后述），而且，化成、靜置、老化車(chē)間，不應采用高架堆垛形式，原因是下層電池熱失控，迅速造成上面的電池熱失控，起火到爆炸之間的時(shí)間極短，應嚴禁這種高架堆垛形式。即使按《鋰安規》，高架堆垛化成、靜置、老化車(chē)間劃成甲類(lèi)場(chǎng)所并按照甲類(lèi)場(chǎng)所進(jìn)行設計限制，往往不具備設計條件。

04

我國相關(guān)室內充電設施消防標準

關(guān)于建筑內部鋰離子電池交通工具使用空間的消防設計標準，尤其是室內充電設施的消防設計標準，所有消防專(zhuān)業(yè)機構和消防專(zhuān)家集體回避了這些標準（后述文章會(huì )專(zhuān)題討論室內充電設施的問(wèn)題）。

2014年出臺了GB50966-2014《電動(dòng)汽車(chē)充電站設計規范》，適用于采用整車(chē)充電模式的獨立建設的電動(dòng)汽車(chē)充電站的設計，與2015年出臺的GB/T51077-2015《電動(dòng)汽車(chē)電池更換站設計規范》，消防定位完全與《儲能電站規范》相同?；景闯潆娫O施及電動(dòng)汽車(chē)按戊類(lèi)設計。    

2017年12月29日，公安部發(fā)布《關(guān)于規范電動(dòng)車(chē)停放充電加強火災防范的通告》，是我國電池消防的一個(gè)重要里程碑，在多如牛毛的火災事故中吸取教訓，針對電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)三輪車(chē)，嚴禁在建筑內的共用走道、樓梯間、安全出口處等公共區域停放或者充電。且要求公民應盡量不在個(gè)人住房?jì)韧７呕虺潆?，確需停放和充電的，應當落實(shí)隔離、監護等防范措施，防止發(fā)生火災。然而，對于特別分散的居民用戶(hù)，難以有效管理，事故仍然此起彼伏。

2018年底出臺了GB/T51313-2018《電動(dòng)汽車(chē)分散充電設施工程技術(shù)標準》，適應范圍明確僅適應用戶(hù)居住地停車(chē)位、單位停車(chē)場(chǎng)、公共建筑物停車(chē)場(chǎng)、社會(huì )公共停車(chē)場(chǎng)、路內臨時(shí)停車(chē)位等配建的為電動(dòng)汽車(chē)提供電能的設施，包括充電設備、供電系統、配套設施等。但內容卻有幾條涉及到汽車(chē)庫建筑，有點(diǎn)此地無(wú)銀三百兩的感覺(jué)，也造成本推薦性標準被廣泛應用于獨立及附建停車(chē)庫的充電設施區域。GB/T51313消防上基本按照燃油汽車(chē)庫標準《車(chē)火規》的思路，不具備針對性，與《車(chē)火規》的主要區別是的在車(chē)庫防火分區內增加了設立防火單元的要求，將防火分區再分隔成4個(gè)防火單元。并將滅火器配置標準提高到嚴重危險級，推薦使用干粉滅火器。

2021年出臺了團體標準T/ASC17-2021《電動(dòng)汽車(chē)充換電設施系統設計標準》，是適應于所有建筑內部電動(dòng)汽車(chē)充換電設施的標準，但是，由于缺乏消防專(zhuān)家的參與，存在不少消防隱患，首先是在允許電動(dòng)汽車(chē)充換電設施進(jìn)入建筑室內的根本問(wèn)題，缺乏研究成果支持，而且在室內電動(dòng)汽車(chē)充換電設施消防措施上也缺乏針對性，基本也是沿用相關(guān)標準的內容，不同的要求如下：噴淋系統最小出水設計時(shí)間從1h改為2h；增加了充電設備配電保護開(kāi)關(guān)設置分勵脫扣器，用于發(fā)生火災聯(lián)動(dòng)斷電；電池更換站應配備消防沙箱或沙坑，其內存儲的沙子應能掩埋整塊電池。    

除了國家層面上的標準，一些地方陸續出臺電動(dòng)汽車(chē)充電設施、電動(dòng)非機動(dòng)車(chē)充電設施的地方標準，最為知名的是廣東省標準《電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施建設技術(shù)規程》DBJ/T15-150-2018，率先明確允許電動(dòng)汽車(chē)充換電設施進(jìn)入建筑室內，且不限制位置，破天荒地采用泡沫噴淋滅火系統作為電動(dòng)汽車(chē)的滅火系統，受到社會(huì )的廣泛批評。其他地方標準，基本上也是在廣東省標的基礎上略有變化，都取消泡沫噴淋滅火系統的規定，防火單元劃分上雖然不同但方向相同，對室內充電設施場(chǎng)所也有所限制，如《海南省電動(dòng)汽車(chē)充電設施建設技術(shù)標準》DBJ46-041-2022限制室內充電設施僅可設于1~3層及地下1層。

同樣，電動(dòng)自行車(chē)充電設施也全面進(jìn)入建筑內部，北京、海南、江蘇等地也出臺了相關(guān)地方標準，消防基本思路與電動(dòng)汽車(chē)一致。

總體來(lái)說(shuō)，充電設施進(jìn)入建筑內，是國情的需要，但也帶來(lái)極大的火災隱患，在消防設計上需要深入研究，明顯的，上述這些標準，尤其是地方標準，消防上偏離了鋰離子電池火災的特點(diǎn)。

05

我國相關(guān)室內自用蓄電池消防標準

對于建筑內部?jì)Υ媾渲玫慕ㄖ吧a(chǎn)自用的蓄電池儲存，美國標準制定歷史較久，規定非常詳細，也很成熟。國內相關(guān)消防設計標準一片空白，實(shí)際應用上一片混亂，存在嚴重的火災隱患。筆者了解的僅有行業(yè)標準DL5027-2015《電力設備典型消防規程》，還不是設計標準，有涉及到的僅僅是要求鋰電池、鈉硫電池應設置在專(zhuān)用房間，消防設施竟然是設置消防砂箱及設置氣體滅火系統，明顯是缺乏消防專(zhuān)家參與的標準。DL5027最大的進(jìn)步是鋰電池、鈉硫電池設置專(zhuān)用房間，實(shí)際上，所有電化學(xué)電池都需要（NFPA有要求設置專(zhuān)用房間），目前普遍是混合儲存，沒(méi)有專(zhuān)用蓄電池室：    

筆者也多次提出相關(guān)建議及呼吁重視蓄電池室火災，配套相應的消防設施［1］，但目前國內消防標準仍然是一片空白，而且作為備用電源的室內電池儲存的消防研究和較少見(jiàn)，室內自用蓄電池火災常見(jiàn)報道。    

06

小結

我國鋰離子電池技術(shù)發(fā)展、生產(chǎn)和應用領(lǐng)先于全球，國外主要方向在于較高危險性的三元鋰離子電池，經(jīng)過(guò)多年的火災教訓，特斯拉汽車(chē)宣布會(huì )逐步放棄而改用中國產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池，同樣，ESS也將會(huì )更多使用中國電池。

鋰離子電池的廣泛生產(chǎn)和應用，也僅僅為10余年的時(shí)間，雖然目前全球上沒(méi)有合適的滅火劑，國外主流消防標準，已經(jīng)經(jīng)歷了幾次蛻變，在防火的綜合措施上，已經(jīng)具備較高的可靠度。但我國相關(guān)消防設計標準，技術(shù)上嚴重滯后，消防投入不少，但不一定能夠防范火災，筆者多年來(lái)說(shuō)得最多的一句口頭禪形容中國消防設計就是“花錢(qián)干壞事”，而ESS、充電設施消防，就是典型的一個(gè)方面。    

鋰離子工廠(chǎng)消防設計標準卻相反，與其他相同危險性或更低危險性的工廠(chǎng)相比較，消防設計標準上降低了不少要求。原因是生產(chǎn)企業(yè)主導的專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)設計標準中，比通用標準降低了要求，這是不應該的，需要更多的消防專(zhuān)家介入到標準的修訂和完善。

對于室內自用蓄電池組，國外相關(guān)消防標準已經(jīng)有近30年的歷史，并多次改版和完善，我國目前還是空白，連最起碼的防火分隔保護措施都沒(méi)有要求，這是嚴重滯后的，值得消防行業(yè)檢討和反思。

［1］《電房消防設計探討》，劉植蓬，本公眾號文章    

（https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg5MDUxOTUxMg==&mid=2247484103&idx=1&sn=e76857b6330d8218a83016d23e7d662b&chksm=cfda2870f8ada166563eb384383fa6943a7022ee9581db8fcad52e736b3c885cfbc3e6e0fb06&token=1682682206&lang=zh_CN#rd）