數(shù)據(jù)中心鋰離子電池消防安全要求

本文節(jié)選中國(guó)消防協(xié)會(huì)發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心鋰離子電池消防安全白皮書》。

數(shù)據(jù)中心鋰離子電池消防安全要求

1. 火災(zāi)特點(diǎn)

　　近年來，鋰離子電池憑借高能量密度、長(zhǎng)壽命和低自放電率等顯著優(yōu)勢(shì)，在數(shù)據(jù)中心備電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。整體而言鋰離子電池安全性較高，但由于其高能量密度和熱失控后持續(xù)反應(yīng)等會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)特征較為復(fù)雜。

　　在電濫用、熱濫用等的情況下，鋰離子電池可能發(fā)生熱失控，引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸事故的出現(xiàn)，鋰離子電池的安全性問題也隨之成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，研究鋰離子電池火災(zāi)的有效撲救方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，不僅能夠減少企業(yè)的財(cái)產(chǎn)損失，更能保障員工的生命安全和數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　與傳統(tǒng)火災(zāi)相比，鋰離子電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)有其自身的獨(dú)特性。

　?。?）溫升速率高，熱釋放速率大

　　鋰離子電池在濫用條件下會(huì)自發(fā)發(fā)生放熱反應(yīng)。出現(xiàn)熱失控后，電池內(nèi)部放熱反應(yīng)劇烈，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，使電池溫度急劇升高。熱失控時(shí)，電池泄壓閥處噴出大量可燃?xì)怏w、電解液及材料顆粒，被高溫點(diǎn)燃后產(chǎn)生劇烈的射流火，具有極高的熱釋放速率?？焖贉厣蜔後尫攀沟娩囯x子電池火災(zāi)控制復(fù)雜，并可能迅速蔓延至整個(gè)電池模塊或系統(tǒng)。

　?。?）火災(zāi)蔓延速度快

　　為增加系統(tǒng)能量密度，一般將模塊內(nèi)電池單體緊密布置。當(dāng)電池模塊中某一電池單體失效而觸發(fā)熱失控時(shí)，由于緊密排列布置將熱量迅速傳遞到鄰近電池單體，造成電池模塊內(nèi)熱蔓延，火災(zāi)蔓延迅速。

　　（3）滅火復(fù)雜，火災(zāi)易復(fù)燃

　　熱失控過程中，大部分放熱反應(yīng)均發(fā)生在電池內(nèi)部。而由于外殼的阻礙，滅火劑不易進(jìn)入電池內(nèi)部阻斷熱失控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。滅火過程中，若無法徹底降低電池溫度，消除熱源，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)無法抑制，溫度會(huì)持續(xù)升高，可能引發(fā)復(fù)燃。

　　（4）產(chǎn)生易燃、有害氣體

　　磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э剡^程中電解液會(huì)產(chǎn)生大量氣體，包括氫氣、一氧化碳、甲烷、電解液蒸汽等。當(dāng)可燃?xì)怏w在密閉空間集聚超過燃爆濃度時(shí)，有燃爆風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，熱失控產(chǎn)生的氣體有較高的毒害性，威脅人身安全。因此，在撲救鋰離子電池火災(zāi)時(shí)，需要采取適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和排氣措施，以減少有害氣體的危害。

2. 總體要求

　　本節(jié)貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，深刻吸取近年來我國(guó)重特大火災(zāi)事故教訓(xùn)，認(rèn)真總結(jié)國(guó)內(nèi)外建筑防火中鋰離子電池室的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和消防科技成果，深入調(diào)研了工程建設(shè)發(fā)展中出現(xiàn)的新情況、新問題和規(guī)范執(zhí)行過程中遇到的疑難問題，認(rèn)真研究借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，開展了大量課題研究、技術(shù)研討和必要的實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，廣泛征求了有關(guān)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建設(shè)、科研、教學(xué)和消防監(jiān)督等單位意見。

　　在滿足上述強(qiáng)制性規(guī)范的前提下，鼓勵(lì)合理選用相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使項(xiàng)目功能、性能更加優(yōu)化或達(dá)到更高水平。但需注意，推薦性工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要與強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范協(xié)調(diào)配套，各項(xiàng)技術(shù)要求不得低于強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范的相關(guān)技術(shù)水平。

　　根據(jù)鋰離子電池的失效模式，鋰離子電池室存在的安全風(fēng)險(xiǎn)可分為直接風(fēng)險(xiǎn)及間接（次生）風(fēng)險(xiǎn)兩大類。

　　直接風(fēng)險(xiǎn)主要為鋰離子電池失效釋放的熱量、煙霧、可燃?xì)怏w等引起的火災(zāi)、燃爆，進(jìn)而造成鋰離子電池室內(nèi)所有設(shè)備的損壞、燒毀。

　　間接（次生）風(fēng)險(xiǎn)主要為鋰離子電池失效后引起火災(zāi)或撲滅火災(zāi)過程中對(duì)相鄰房間、建筑帶來的影響，如火災(zāi)無法有效控制后擴(kuò)散蔓延到相鄰的房間、建筑，鋰離子電池產(chǎn)生的煙霧、可燃?xì)怏w無法及時(shí)排走，會(huì)擴(kuò)散至相鄰房間并存在燃爆風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)周圍人員、設(shè)備及建筑產(chǎn)生破壞。火災(zāi)撲滅過程中可能用到的消防水無法及時(shí)排走，導(dǎo)致蔓延到周圍房間，造成不必要的損失等。

　　為了最大限度降低直接風(fēng)險(xiǎn)、間接（次生）風(fēng)險(xiǎn)造成的安全隱患，需要從鋰離子電池的平面布置、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、通風(fēng)和防排煙、熱失控探測(cè)報(bào)警、排水、緊急斷電、防爆泄壓等方面進(jìn)行消防設(shè)施設(shè)計(jì)，從而提前規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

3. 平面布置

3.1. 概述

　　數(shù)據(jù)中心的鋰離子電池部署應(yīng)結(jié)合整體的經(jīng)濟(jì)性、安全性等綜合考慮，優(yōu)先采用拉遠(yuǎn)撬裝部署，宜設(shè)計(jì)成獨(dú)立箱/柜形態(tài)；其次采用拉遠(yuǎn)獨(dú)立構(gòu)筑物或建筑形式部署。在拉遠(yuǎn)條件不具備時(shí)，可部署在主機(jī)房所在建筑靠外墻的獨(dú)立房間內(nèi)。具體示意如下：

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室在建筑內(nèi)部署應(yīng)遵守《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016）、《建筑防火通用規(guī)范》（GB 55037）、《消防設(shè)施通用規(guī)范》（GB 55036），其承重結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結(jié)構(gòu)。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池在建筑內(nèi)部署時(shí)，不應(yīng)設(shè)在廁所或其他經(jīng)常有水并可能漏水場(chǎng)所的正下方，不宜與上述場(chǎng)所貼鄰；如果貼鄰，相鄰隔墻應(yīng)做無滲漏、無結(jié)露等防水處理。為防止水管爆裂或漏水損害電氣設(shè)備，數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室內(nèi)不應(yīng)布置有壓的熱水管、蒸汽管道或空調(diào)水管。

3.2.部署要求

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室的部署，應(yīng)合理確定鋰離子電池室的方位、建筑間的相互關(guān)系與間距、消防車道與內(nèi)外部道路、消防水源等要求，減小擬建建筑和周圍建（構(gòu)）筑物火災(zāi)的相互作用，確保消防車可達(dá)并能有效進(jìn)行噴水救援，防止引發(fā)次生災(zāi)害，為消防救援提供便利條件。

3.2.1.拉遠(yuǎn)部署

　　在拉遠(yuǎn)部署場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室要根據(jù)自身高度或所處建筑的高度、耐火等級(jí)及火災(zāi)危險(xiǎn)性等要素，合理確定防火間距。防火間距應(yīng)保證任意一側(cè)建筑外墻受到的相鄰建筑火災(zāi)輻射熱強(qiáng)度均低于其臨界引燃輻射熱強(qiáng)度。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室拉遠(yuǎn)部署時(shí)，防火間距及耐火等級(jí)建議如下：

　　a）拉遠(yuǎn)撬裝箱體、構(gòu)筑物或建筑整體耐火極限不小于1h時(shí)，拉遠(yuǎn)撬裝箱體、構(gòu)筑物或建筑與其他建筑的防火間距不應(yīng)小于3m。

　　b）拉遠(yuǎn)撬裝箱體、構(gòu)筑物或建筑與其他建筑相對(duì)面的箱（墻）體的耐火極限不小于2h時(shí)，其余面的箱（墻）體的耐火極限不小于1h時(shí)，拉遠(yuǎn)撬裝箱體、構(gòu)筑物或建筑與其他建筑的防火間距不應(yīng)小于1m。

3.2.2.主機(jī)房所在建筑電池室部署

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室部署在主機(jī)房所在建筑時(shí)，單個(gè)鋰離子電池室容量不宜大于600kWh。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)部署在靠外墻的房間，此房間的耐火時(shí)間不應(yīng)低于《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016）相關(guān)要求：梁、柱、墻、孔洞封堵的耐火極限不應(yīng)小于2h，頂?shù)讟前迥突饦O限不應(yīng)小于1.5h，疏散門應(yīng)采用甲級(jí)防火門。樓梯間、室外樓梯或有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域與相鄰區(qū)域連通處，應(yīng)設(shè)置門斗等防護(hù)措施。門斗的隔墻應(yīng)為耐火極限不應(yīng)小于2h的防火隔墻，門應(yīng)采用甲級(jí)防火門并應(yīng)與樓梯間的門錯(cuò)位設(shè)置。

　　防火間距要根據(jù)建筑的耐火等級(jí)、外墻的耐火性能與防火構(gòu)造、建筑的高度與火災(zāi)危險(xiǎn)性、建筑外部的消防救援條件等影響防火間距的主要因素，按照防止相鄰建筑發(fā)生火災(zāi)后相互蔓延和方便消防救援的原則確定。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室在主機(jī)房所在建筑內(nèi)部署時(shí)的相關(guān)耐火等級(jí)要求，不應(yīng)低于《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016）的乙類廠房的相關(guān)耐火等級(jí)要求。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室部署高度，最高不宜超過地面24m且不應(yīng)設(shè)置在地下室或半地下室，超過24m時(shí)應(yīng)與當(dāng)?shù)叵谰仍b備條件匹配。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)與其他關(guān)聯(lián)空間的電纜橋架、空調(diào)、防排煙等管道進(jìn)行有效的封堵隔離，防止火災(zāi)、熱害、有毒有害氣體、可燃蒸汽、伴隨流淌火、消防水等次生災(zāi)害與其他建筑空間相互蔓延。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)設(shè)置安全出口、防火門、泄壓防爆、應(yīng)急照明、明顯清晰的“鋰離子電池室”永久性標(biāo)識(shí)以及容量告知牌等應(yīng)急設(shè)施，并配備呼吸面罩、推車式水基型滅火器、拆卸工具、絕緣手套等器材。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室在主機(jī)房所在建筑靠外墻部署時(shí)，消防撲救方向預(yù)留撲救口，撲救口在室內(nèi)和室外應(yīng)設(shè)置可識(shí)別的永久性明顯標(biāo)志（撲救口按本地消防規(guī)范設(shè)計(jì)，建議部署在鋰離子電池室外墻中部區(qū)域，下沿位置距離鋰離子電池室底部樓板高度不應(yīng)低于2m，寬度及高度不應(yīng)小于1m；當(dāng)利用外窗撲救時(shí)應(yīng)選用安全玻璃；當(dāng)利用門撲救時(shí)凈寬度不應(yīng)小于0.8m）。

4. 自動(dòng)滅火系統(tǒng)（裝置）

4.1.概述

　　關(guān)于鋰離子電池發(fā)生火災(zāi)的有效滅火方式，國(guó)內(nèi)外火災(zāi)實(shí)體試驗(yàn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為水是抑制鋰離子電池火災(zāi)的首選滅火劑，干粉、二氧化碳和惰性氣體無法給熱失控的鋰離子電池有效降溫，存在復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)。新加坡在2023年更新了消防規(guī)范，強(qiáng)制要求鋰離子電池間配置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

　　國(guó)內(nèi)《預(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能電站消防技術(shù)規(guī)范》（T/CEC 373）及《數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CABEE 056）認(rèn)為鋰離子電池室應(yīng)配置能夠有效滅火且抑制復(fù)燃的自動(dòng)滅火系統(tǒng)，推薦配置水噴霧或自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

　　綜合國(guó)內(nèi)外規(guī)范要求、相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及消防撲救經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室的消防設(shè)施提出以下要求。

4.2.滅火劑選擇

　　當(dāng)鋰離子電池發(fā)生熱失控后，熱失控將在短時(shí)間內(nèi)蔓延整個(gè)電池模塊，熱失控傳播迅速，在電池持續(xù)降溫效果不佳的情況下容易發(fā)生復(fù)燃，甚至相鄰的電池模塊直接在熱量傳導(dǎo)作用下引發(fā)火災(zāi)事故。

　　因此，撲滅鋰離子電池火災(zāi)，一方面要求快速撲滅電池明火，另一方面則需要滅火劑具有較強(qiáng)的降溫散熱能力，避免電池發(fā)生復(fù)燃現(xiàn)象。滅火介質(zhì)根據(jù)物理狀態(tài)可大致分為三類：氣體滅火劑、干粉滅火劑和水滅火劑。

　?。?）氣體滅火介質(zhì)

　　氣體滅火劑具有不導(dǎo)電、無腐蝕、無殘留和流動(dòng)速度快的優(yōu)勢(shì)，可在密閉空間內(nèi)發(fā)揮更好的滅火效果。

　　二氧化碳滅火劑：具有價(jià)格低廉、制備方便、易液化、儲(chǔ)存方便、無污染等特點(diǎn)。二氧化碳釋放進(jìn)火區(qū)后立即蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的氣態(tài)二氧化碳，降低可燃物周圍的氧氣濃度，窒息火焰。但是二氧化碳只有物理抑制作用，冷卻作用有限，難以撲滅鋰離子電池火災(zāi)，且易復(fù)燃。

　　七氟丙烷滅火劑：滅火機(jī)理包括物理抑制和化學(xué)抑制。七氟丙烷氣化和分解可以吸收周圍熱量，降低火區(qū)溫度，稀釋氧氣濃度。同時(shí)在高溫下分解產(chǎn)物可以捕獲燃燒性的游離自由基，中斷燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，抑制火焰。但是其具有明顯的溫室效應(yīng)，且對(duì)于鋰離子電池火災(zāi)的冷卻效果有限，存在復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)。

　　全氟己酮滅火劑：具有優(yōu)異的滅火性能，不導(dǎo)電等特點(diǎn)，主要通過物理抑制和化學(xué)抑制作用撲滅電池火災(zāi)。全氟己酮室溫下為液體，沸點(diǎn)約49℃，具有較高的汽化潛熱，且在高溫下分解產(chǎn)物，可以清除燃燒過程中的自由基，中斷燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。因此，全氟己酮滅火劑釋放進(jìn)入著火封閉空間后可以吸收大量的熱量，降低火場(chǎng)溫度，同時(shí)隔絕氧氣窒息火焰。

　　雖然全氟己酮具有優(yōu)異的滅火性能和較好的冷卻性能，但難以持續(xù)降低鋰離子電池溫度，有復(fù)燃的可能。此外，在滅鋰離子電池火災(zāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫氟酸，使用時(shí)需要考慮防護(hù)措施。

　　氣溶膠滅火劑：氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，顆?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中，不受障礙物影響。氣溶膠顆粒由氣溶膠形成劑燃燒產(chǎn)生，不需要耐壓容器。氣溶膠分解產(chǎn)生的金屬離子可以消除維持燃燒所需的自由基，從而中斷了連鎖反應(yīng)。同時(shí)，金屬氧化物和碳酸鹽分解產(chǎn)生的蒸汽和二氧化碳會(huì)降低氧氣濃度，窒息火焰。憑借其優(yōu)異的滅火效率、低殘留和不導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所。但是氣溶膠滅火劑冷卻效果較差，對(duì)鋰離子電池復(fù)燃的抑制效率較差。

　　（2）干粉滅火劑

　　干粉是通過干燥、粉碎和混合具有滅火效率的無機(jī)鹽和少量添加劑而形成的固體粉末。ABC干粉適用于撲滅A類、B類和C類火災(zāi)，適用范圍最廣。

　　ABC干粉的主要成分是磷酸銨，可以通過隔離、窒息、冷卻和化學(xué)抑制來熄滅火焰。干粉釋放進(jìn)火焰區(qū)后，在高溫下的分解產(chǎn)物可捕獲燃燒自由基，中斷燃燒連鎖反應(yīng)。同時(shí)，干粉的分解將吸收熱量并產(chǎn)生氨和水蒸汽，稀釋火焰區(qū)的氧氣濃度。此外，干粉落在高溫可燃物的表面，熔化形成玻璃覆蓋層，隔離氧氣并使可燃物窒息。但干粉無法對(duì)鋰離子電池進(jìn)行有效降溫，即使撲滅明火，電池仍有極大可能復(fù)燃。

　?。?）水滅火劑

　　水滅火劑憑借水極大的熱容和汽化潛熱，在火場(chǎng)中通過相變吸收大量熱量，產(chǎn)生水蒸氣后體積膨脹可以降低氧氣濃度，擁有優(yōu)異的滅火和冷卻性能，又因成本低廉，使用方便，應(yīng)用范圍十分廣泛。

　　根據(jù)液滴粒徑，基于水滅火劑的常用滅火系統(tǒng)可分為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（水噴淋）、水噴霧滅火系統(tǒng)和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

　　自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)（水噴淋）：水滴粒徑較大，噴射后液滴有足夠的動(dòng)量和噴淋強(qiáng)度穿透火焰和高溫?zé)煔獾竭_(dá)火焰根部和可燃物表面，從而直接對(duì)電池進(jìn)行有效的降溫，對(duì)鋰離子電池火災(zāi)具有較好的滅火和冷卻效果。但水噴淋具有導(dǎo)電性，可能造成電池系統(tǒng)絕緣失效。因此滅火前要及時(shí)切斷電源，滅火后及時(shí)檢查并做好絕緣防護(hù)，減少水噴淋的負(fù)面影響。

　　水噴霧滅火系統(tǒng)：水噴霧噴頭在一定水壓下，利用離心或撞擊原理將水流分解成細(xì)小水霧滴進(jìn)行滅火或防護(hù)冷卻。水霧噴頭噴出粒徑小于1mm的霧狀水，除可用于撲救固體火災(zāi)，還可用于撲救閃點(diǎn)高于60°C的液體火災(zāi)和油浸式電氣設(shè)備的火災(zāi)。滅火時(shí)能形成大量的水蒸氣，在鋰離子電池火災(zāi)滅火過程中能起到冷卻滅火、窒息滅火、乳化滅火、稀釋滅火等多種作用。

　　細(xì)水霧滅火系統(tǒng)：霧滴直徑很小，相對(duì)同樣體積的水，其表面積劇增，從而加強(qiáng)熱交換效能，起到良好的降溫效果。細(xì)水霧吸收熱量后迅速汽化，使得體積急劇膨脹，降低了空氣中的氧氣濃度，抑制燃燒中的氧化反應(yīng)速度，起到窒息作用。

　　此外，細(xì)水霧具有非常優(yōu)越的阻斷熱輻射傳遞的效能，可有效地阻斷火焰及高溫物體對(duì)外的熱輻射。細(xì)水霧具有絕緣性、優(yōu)異的滅火、冷卻和環(huán)保性能，對(duì)鋰離子電池火災(zāi)有較好的抑制效果。但是，細(xì)水霧顆粒尺寸和動(dòng)量較小，易受通風(fēng)和障礙物影響，并且當(dāng)熱釋放速率較高時(shí)，受熱浮力影響，細(xì)水霧顆粒難以到達(dá)電池表面，冷卻效果會(huì)被削弱。

　　綜上所述，數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室滅火系統(tǒng)應(yīng)選擇水作為滅火劑。

4.3.設(shè)計(jì)要求

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)設(shè)置采用水作為滅火劑的滅火系統(tǒng)，具體選型宜參考《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084）、《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50219）、《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50898）等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鋰電柜正上方不宜設(shè)置水管及噴頭，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)先推薦水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，其次自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，再者細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

　　水噴霧滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度不應(yīng)小于20L/（min·m2），園區(qū)消防儲(chǔ)水量不應(yīng)小于2h。噴頭應(yīng)根據(jù)《水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50219）全保護(hù)設(shè)計(jì)及布局。

　　自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度宜采用12L/（min·m2），園區(qū)消防儲(chǔ)水量不應(yīng)小于2h。噴頭布局采用全覆蓋設(shè)計(jì)，水管及噴頭應(yīng)布局于電池柜前方，噴頭最大高度不應(yīng)大于7.8m。

　　細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的工作壓力不應(yīng)小于5MPa，噴水強(qiáng)度不應(yīng)小于1.2L/（min·m2），噴頭應(yīng)根據(jù)《細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50898）全淹沒設(shè)計(jì)及布局。

數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)設(shè)置消防給水系統(tǒng)，消防給水量、消火栓設(shè)計(jì)流量和適用火災(zāi)延續(xù)時(shí)間等，應(yīng)符合《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974），在既有建筑內(nèi)改造鋰離子電池室應(yīng)遵從《既有建筑維護(hù)與改造通用規(guī)范》（GB 55022）。周邊水源（消防車、園區(qū)自備水或市政水）具備10h連續(xù)供水能力。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)配置滅火器，滅火器的配置應(yīng)符合《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50140）的相關(guān)規(guī)定。鋰離子電池室滅火器宜按A類火災(zāi)（固體物質(zhì)火災(zāi)）及中危險(xiǎn)級(jí)進(jìn)行配置。

5. 通風(fēng)和防排煙

5.1.概述

　　基于鋰離子電池在正常工作下不會(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w，但在熱失控開閥和噴水滅火階段，會(huì)釋放氫氣、一氧化碳及少量氟化氫等氣體。國(guó)標(biāo)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058）、《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019）、《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 51048）和《數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CABEE 056）均對(duì)事故通風(fēng)換氣次數(shù)做了明確要求，保障可燃?xì)怏w及時(shí)排出室外。

5.2.設(shè)計(jì)要求

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)設(shè)獨(dú)立的環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)、防爆型通風(fēng)裝置，空間外應(yīng)設(shè)置排風(fēng)手動(dòng)開關(guān)，事故通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)與可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警裝置和環(huán)境溫濕度控制系統(tǒng)連鎖。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室與空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)管、風(fēng)口、閥門及保溫材料等應(yīng)采用難燃或不燃材料，事故通風(fēng)量應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，事故通風(fēng)換氣次數(shù)不應(yīng)小于12次/h。

　　當(dāng)采用房間級(jí)氣體滅火系統(tǒng)時(shí)，氣體滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后事故風(fēng)機(jī)應(yīng)停止動(dòng)作。當(dāng)采用水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或細(xì)水霧滅火系統(tǒng)時(shí)，水消防系統(tǒng)啟動(dòng)后事故風(fēng)機(jī)應(yīng)常開，但當(dāng)采用室外撬塊（箱）拉遠(yuǎn)場(chǎng)景時(shí)不強(qiáng)制要求啟動(dòng)事故風(fēng)機(jī)。

　　事故風(fēng)機(jī)應(yīng)采用防爆型，事故通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)備不應(yīng)布置在地下室、半地下室內(nèi)，進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口的設(shè)置應(yīng)滿足《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019）相關(guān)要求，且單個(gè)防火分區(qū)的事故通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)隔離。風(fēng)管穿防火分區(qū)應(yīng)設(shè)置不小于150°C的防火閥，如直排室外可不設(shè)置防火閥，同時(shí)不應(yīng)與主業(yè)務(wù)房間通風(fēng)系統(tǒng)共用。

6. 熱失控探測(cè)報(bào)警

6.1.概述

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016）的相關(guān)規(guī)定，可單獨(dú)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，也可接入所處建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)內(nèi)集中管理。火災(zāi)報(bào)警控制器應(yīng)符合《火災(zāi)報(bào)警控制器》（GB 4717）的規(guī)定，設(shè)置火災(zāi)探測(cè)器的類型應(yīng)符合《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016）的相關(guān)規(guī)定。

　　鼓勵(lì)使用專門針對(duì)鋰離子電池火災(zāi)研發(fā)、取得強(qiáng)制性認(rèn)證的專用火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

　　鋰離子電池僅在熱失控開閥情況下會(huì)釋放氫氣、一氧化碳等可燃?xì)怏w或蒸氣，事故風(fēng)機(jī)正常情況下不運(yùn)行，當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)可燃?xì)怏w達(dá)到告警及動(dòng)作閾值時(shí)聯(lián)動(dòng)事故風(fēng)機(jī)開啟，及時(shí)將可燃?xì)怏w排出電池室。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求告警閾值為10%LFL（著火下限），動(dòng)作閾值為25%LFL?！额A(yù)制艙式磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能電站消防技術(shù)規(guī)范》（T/CEC 373）及《數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CABEE 056）均要求應(yīng)能探測(cè)氫氣或一氧化碳?xì)怏w濃度值，應(yīng)能設(shè)定兩級(jí)可燃?xì)怏w濃度動(dòng)作閾值。

6.2.設(shè)計(jì)要求

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室內(nèi)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器、感溫探測(cè)器、感煙探測(cè)器等火災(zāi)探測(cè)器。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)配置至少一種可燃?xì)怏w探測(cè)器，宜采用一氧化碳或氫氣探測(cè)器，每種探測(cè)器數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)/房間。氣體探測(cè)器應(yīng)與通風(fēng)系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、氣體濃度顯示、提示報(bào)警裝置聯(lián)動(dòng)。選擇的可燃?xì)怏w爆炸下限標(biāo)定應(yīng)與鋰離子電池的熱失控特征宣告書相符。

　　氣體探測(cè)器應(yīng)根據(jù)不同類型的氣體特征、氣流速度、有效覆蓋范圍、探測(cè)器原理性能、檢修標(biāo)定等要求進(jìn)行合理安裝。一氧化碳探測(cè)器根據(jù)安裝規(guī)范布置于電池柜附近，一氧化碳探測(cè)器為柜級(jí)時(shí)布置于電池柜內(nèi)，氫氣探測(cè)器需吸頂安裝（如有吊頂則吊頂上下均需安裝）。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室除配置可燃?xì)怏w探測(cè)器外，也可利用復(fù)合式火災(zāi)探測(cè)器、主動(dòng)束管式氣體探測(cè)裝置、熱成像等可靠先進(jìn)的手段進(jìn)行早期熱失控報(bào)警。

7. 排水

7.1.概述

　　當(dāng)數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室設(shè)置了水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或細(xì)水霧滅火系統(tǒng)時(shí)，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需同步考慮啟動(dòng)噴水后的消防水能及時(shí)排走，避免積水、溢水、漏水等次生危害蔓延到周圍相鄰功能房間，造成不必要的損失。

7.2.設(shè)計(jì)要求

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)對(duì)地面、墻壁、門、電纜橋架進(jìn)行防水處理。鋰離子電池室內(nèi)采用重力排水時(shí)，設(shè)置的擋水圍堰高度不應(yīng)小于50mm，宜按100mm設(shè)置。當(dāng)采用其它排水方式時(shí)，需滿足對(duì)應(yīng)的排水量要求。當(dāng)滅火設(shè)計(jì)為漫灌式破壞性水滅火時(shí)，排水口位置應(yīng)高于安裝最高的電池，應(yīng)預(yù)留取水用的消火栓接口。

　　排水設(shè)計(jì)可采用水泵，也可使用自然排水設(shè)計(jì)。排水能力不應(yīng)小于自動(dòng)滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度，余量系數(shù)不應(yīng)小于10%。

8. 緊急斷電（EPO）

8.1.概述

　　針對(duì)EPO的設(shè)置，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（T/CABEE 056）明確“鋰離子電池柜應(yīng)具備獨(dú)立的緊急停機(jī)干接點(diǎn)，并聯(lián)系統(tǒng)中各電池柜的緊急停機(jī)干接點(diǎn)應(yīng)并聯(lián)后與機(jī)房的緊急停機(jī)開關(guān)聯(lián)動(dòng)”。

　　《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）的4.10.1相關(guān)聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)要求明確“消防聯(lián)動(dòng)控制器應(yīng)具有切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源的功能，當(dāng)需要切斷正常照明時(shí)，宜在自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、消火栓動(dòng)作前切斷”。

8.2.設(shè)計(jì)要求

　　消防聯(lián)動(dòng)控制器應(yīng)具有切斷火災(zāi)區(qū)域及相關(guān)區(qū)域的非消防電源的功能，當(dāng)需要切斷正常照明時(shí)，宜在自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、消火栓動(dòng)作前切斷。應(yīng)在鋰離子電池室外設(shè)置消防救援和滅火時(shí)使用的專用EPO按鈕，并設(shè)置保護(hù)措施，防止誤操作。

　　事故風(fēng)機(jī)應(yīng)采用消防電源供電，非消防設(shè)備從配電箱取電的，前級(jí)配電箱建議配置分勵(lì)脫扣器，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器遠(yuǎn)程下電。數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室內(nèi)的鋰離子電池柜應(yīng)具備獨(dú)立的EPO干接點(diǎn)，支持一鍵斷開電池室內(nèi)鋰離子電池設(shè)備。

9. 防爆泄壓

9.1.概述

　　鋰離子電池在熱失控開閥情況下會(huì)釋放易燃易爆成分（氫氣、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等），如果無法及時(shí)排出室外，當(dāng)濃度達(dá)到爆炸下限時(shí)，一旦有火星點(diǎn)燃，會(huì)引發(fā)燃爆風(fēng)險(xiǎn)。燃爆會(huì)產(chǎn)生沖擊波，會(huì)從鋰離子電池室的耐壓薄弱處首先沖破，瞬間釋放壓力，對(duì)建筑體、周圍人員造成損傷與破壞。

9.2.設(shè)計(jì)要求

　　鋰離子電池室宜設(shè)計(jì)配置泄壓防爆裝置或等效面積的泄壓通道（如玻璃窗、電磁鎖門等），如采用側(cè)面泄壓，需在泄壓通道外側(cè)設(shè)置防護(hù)圍欄或防護(hù)圍墻，泄壓用的防火門粘貼對(duì)應(yīng)的火災(zāi)警示標(biāo)簽。當(dāng)鋰離子電池室內(nèi)可燃?xì)怏w濃度可控制在燃爆下限25%以內(nèi)，或通過實(shí)體試驗(yàn)證明房間抗爆能力大于燃爆內(nèi)壓時(shí)可不設(shè)置。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室的結(jié)構(gòu)布局、電池類型、室內(nèi)空間等參數(shù)，可利用數(shù)值仿真的方式構(gòu)建數(shù)據(jù)中心的燃爆數(shù)值模型，并優(yōu)化泄爆口的位置和面積，從而為緩解電池室的爆炸后果提供安全保障。

　　數(shù)據(jù)中心鋰離子電池室應(yīng)采用不產(chǎn)生火花的地面。若采用絕緣材料時(shí)，應(yīng)采取防靜電措施。不宜設(shè)置地溝，如確需設(shè)置時(shí)，其蓋板應(yīng)嚴(yán)密，地溝應(yīng)采取防止可燃?xì)怏w、可燃蒸氣和粉塵、纖維在地溝積聚的有效措施，且應(yīng)在與相鄰建筑連通處采用防火材料密封。

　　綜上所述，拉遠(yuǎn)撬裝、拉遠(yuǎn)獨(dú)立房間、主機(jī)房所在建筑內(nèi)電池室的消防安全要求見下表。