Licho nie śpi, jak to mówią – ale na szczęście czuwają także specjaliści odpowiedzialni za bezpieczeństwo pożarowe. Wydaje się, że w przypadku jednej z najczęstszych przyczyn samozapłonu baterii, czyli ładowania ogniw podczas nocnej zmiany, realne rozwiązanie oferuje właśnie Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) – Niemieckie Stowarzyszenie Przemysłu Maszynowego, które wyznacza dziś kierunek w tej dziedzinie. Kto wie może to się przerodzi w normę europejską, bo takie skutki zaleceń tej instytucji już nieraz miały miejsce. Dlatego przygotujmy się, bo być może i u nas to będzie nowy standard, a nawet jeśli nie to zdecydowanie warto przyjrzeć się na czym polega ta metoda badawcza i czy faktycznie oznacza ona bezpieczne ładowanie baterii.
Geneza problemu – skąd wzięła się potrzeba VDMA 24994?
Najpierw skupmy się na genezie problemu, aby lepiej zrozumieć motywacje stojące za działaniami tej instytucji. Norma przytoczona w tytule, czyli VDMA 24994, dotyczy stricte szaf i obudów odpornych ogniowo. Niby nic nowego – w końcu szafy o odporności ogniowej 15, 30, 60, a nawet 90 minut istnieją od lat, a dobrze znanym i sprawdzonym standardem jest EN 14470-1.
Nie jest jednak tajemnicą, że norma ta została stworzona z myślą o przechowywaniu cieczy łatwopalnych, a nie baterii litowo-jonowych. Mimo to wielu producentów, powołując się na „najwyższy dostępny stan techniki”, zaczęło aktywnie promować je jako bezpieczne rozwiązanie do magazynowania ogniw litowych. Dziś wiemy już, że właściwsze byłoby określenie „bezpieczniejsze” niż „bezpieczne” – ale cóż, rynek i praktyka weryfikują nas wszystkich.
Gdzie zatem leży słabość normy EN 14470-1 w kontekście przechowywania baterii?
Przede wszystkim w metodzie badawczej i w czasie ochrony, który niekoniecznie odpowiada temu, co sugeruje certyfikat. Norma EN 14470-1 koncentruje się bowiem na działaniu ognia od zewnątrz – czyli jej celem jest ograniczenie rozwoju już istniejącego pożaru poprzez niedopuszczenie, by szafa dostarczyła mu paliwa. Innymi słowy, szafa ma minimalizować skutki zagrożenia, które już wystąpiło. Tymczasem w przypadku baterii litowo-jonowych sytuacja wygląda odwrotnie: źródło pożaru powstaje wewnątrz szafy. To oznacza, że ogień może wydostać się na zewnątrz znacznie szybciej, zwłaszcza biorąc pod uwagę niestabilność i różnorodność baterii dostępnych na rynku przemysłowym.
Stan techniki przed pojawieniem się VDMA? Standard EN 1363-1.
Producenci świadomi wyzwań, tacy jak np. asecos, próbując oprzeć się na dostępnych normach, zdecydowali się zastosować metodę badawczą EN 1363-1. Jest to podstawowa norma dotycząca odporności ogniowej elementów budowlanych i wyrobów, w której kluczowym wyznacznikiem jest krzywa pożaru. Niby nic nowego – jednak aby zasymulować pożar baterii litowo-jonowych, producent podniósł krzywą temperaturową o współczynnik 1,3. Standardowo mówimy tu o temperaturze przekraczającej 1000 °C po 90 minutach. Był to bez wątpienia krok w dobrym kierunku – a nawet najlepszy dostępny w tamtym czasie – aż do momentu pojawienia się normy VDMA 24994. Zanim przejdziemy do niej w szczegółach porównajmy jeszcze te dwa typy zagrożeń w formie tabeli:
| Ciecz łatwopalna🔥 | Bateria litowo-jonowa 🔋 |
| Niska temperatura zapłonu, ale stosunkowo wysoka temperatura samozapłonu. | Możliwy samozapłon (thermal runaway) w przypadku: • przeładowania • (wcześniejszych) uszkodzeń • przegrzania |
| Jeśli temperatura wewnątrz szafy pozostaje niska – zagrożenia nie ma. | Pożar może rozpocząć się wewnątrz szafy nawet bez działania ciepła z zewnątrz! |
Obiecany przełom – VDMA 24994
Na czym on polega? Przede wszystkim na tym, że jest to metoda badawcza, która narzuca testowanie z wykorzystaniem realnie niebezpiecznych baterii litowo-jonowych. Nie chodzi więc jedynie o symulację, lecz o stworzenie rzeczywistego scenariusza pożarowego – takiego, jaki faktycznie może, a często wręcz zdarza się w zakładach produkcyjnych.
Przygotowanie baterii do próby ogniowej
Żeby naprawdę sprawdzić „najgorszy scenariusz”, bada się maksymalną energię baterii, jaką można ulokować na jednej półce (według deklaracji producenta). W praktyce chodzi o energię wyrażoną w Wh, a test polega na ustawieniu pojedynczych ogniw pionowo, w jednej warstwie, w standardowym plastikowym EUROBOX-ie.
Gdy jednak cała wymagana energia nie mieści się w jednym poziomie, dopuszcza się układanie ogniw warstwami – jedno na drugim, w tym samym pojemniku. Warunek jest prosty: ogniwa nie mogą „uciec” w niekontrolowany sposób, dlatego pojemnik musi być szczelnie zamknięty, np. pasami napinającymi albo śrubami.
Do testów wybiera się ogniwa w technologii nikiel–mangan–kobalt. Wszystkie trzeba spiąć stalową taśmą napinającą zgodnie z normą EN 13246 – tak, aby szczeliny między nimi były jak najmniejsze. Wolna przestrzeń wewnątrz powinna być ograniczona do absolutnego minimum.
Co więcej, używa się tylko cylindrycznych, zupełnie nowych ogniw, które muszą być w pełni naładowane (SoC > 98%).
Na koniec, w samym centrum pojemnika montuje się dwie grzałki patronowe, których zadaniem jest wywołanie ucieczki termicznej. Przewody zasilające przeprowadza się na zewnątrz przez pokrywę EUROBOX-a.
Podsumowanie
Rosnąca liczba incydentów z bateriami litowo-jonowymi jasno pokazuje, że dotychczasowe normy – choć sprawdzone w przypadku cieczy łatwopalnych – nie odpowiadają realnym zagrożeniom związanym z ucieczką termiczną. Standard VDMA 24994 wprowadza realną zmianę: zamiast opierać się wyłącznie na symulacjach, bazuje na testach z prawdziwymi bateriami i prawdziwym ogniem.
To podejście nie tylko urealnia wyniki badań, ale też daje inżynierom, pracodawcom i producentom szaf bezpieczeństwa wiarygodne narzędzie, by ocenić i ograniczyć ryzyko. W praktyce oznacza to większą ochronę ludzi, mienia i ciągłości produkcji.
Czy można więc mówić o przełomie? Tak – bo po raz pierwszy mamy standard, który nie „udaje” pożaru baterii, lecz konfrontuje nas z nim w pełnej skali. A to właśnie takie podejście w dłuższej perspektywie buduje realne bezpieczeństwo w zakładach przemysłowych.
