UL 9540A Edizione 6: Interpretazione completa del test di incendio su larga scala (LSFT)

— Il livello più alto di soglia di sicurezza per la valutazione del rischio di incendio dei sistemi di accumulo energetico delle batterie

1. Background: Perché effettuare un test di incendio su larga scala?

 

Guidati da un forte crescita del mercato globale per lo stoccaggio di energia, la sicurezza antincendio dei sistemi di accumulo energetico a batteria (BESS) è diventata una priorità urgente per l'industria. In condizioni estreme come surriscaldamento, sovraccarica o danni meccanici, le batterie al litio possono subire fuga termica—rilasciando grandi volumi di gas infiammabili e scatenando incendi gravi. Se un incendio si propaga nei banchi batteria adiacenti o nelle strutture circostanti, le conseguenze possono essere catastrofiche.

Il 13 marzo 2026, Underwriters Laboratories (UL) ha ufficialmente pubblicato la 6ª edizione di ANSI/CAN/UL 9540A. Le modifiche principali di questa revisione si concentrano molto sul Livello di installazione – Prova al fuoco su larga scala (LSFT). Svolgendo il ruolo di criterio di riferimento finale per valutare le prestazioni di sicurezza antincendio di un sistema di accumulo energetico in scenari di installazione reali, LSFT è inoltre previsto da NFPA 855:2026 (Norma per l'installazione dei sistemi di accumulo energetico stazionari).

In termini semplici, un LSFT prevede la costruzione di un array BESS in laboratorio che riproduce fedelmente l'installazione sul campo, iniziando intenzionalmente un Condizione di incendio completamente sviluppata all'interno di uno degli involucri, e osservando se il fuoco si diffonde agli altri involucri delle batterie o alle strutture edilizie circostanti. I dati raccolti in modo scientifico validano le distanze minime di separazione, i piani di protezione dal fuoco e l'integrità complessiva del sistema.

2. Vista panoramica della gerarchia dei test UL 9540A

Per apprezzare il ruolo del Test di Incendio su Grande Scala, è necessario innanzitutto comprendere la gerarchia di prova a quattro livelli di UL 9540A. Si passa progressivamente dai livelli micro a quelli macro, ciascun livello fornisce dati fondamentali critici per il livello successivo:

Tabella 1: Panoramica della gerarchia dei test a quattro livelli UL 9540A

3. Obiettivi principali di LSFT

Secondo il Capitolo 10 dell'Edizione 6 di UL 9540A, il Test di Incendio su Grande Scala è stato progettato per affrontare quattro domande chiave sulle prestazioni e la sicurezza:

• Valutazione dell'esposizione termica: Quando si verifica un incendio completamente sviluppato all'interno di un unità BESS, qual è la gravità dell'esposizione termica per i sistemi adiacenti o vicini? C'è il rischio di un secondo incidente termico o di accensione?
• Rischio di incendio strutturale: La fiamma rappresenta un rischio di accensione per le strutture edilizie vicine (ad esempio, muri o tetti combustibili)?
• Verifica della distanza di separazione: Le distanze minime di installazione indicate dal produttore sono sufficienti a prevenire la propagazione dell'incendio?
• Piano di protezione antincendio:  Le misure di protezione antincendio attive nella progettazione dell'edificio (ad esempio, sistemi automatici di sprinkler) sono efficaci nel controllare la propagazione del fuoco?

4. Dettagli del metodo di prova

4.1 Requisiti dell'ambiente di test

LSFT impone rigorosi controlli ambientali per garantire la affidabilità dei dati e la ripetibilità dei test. Per i test all'aperto, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:

• Velocità del vento ≤19,3 km/h (≈5,4 m/s), utilizzando schermi per il vento se necessario
• Temperatura ambiente ≥ 0℃ (32°F)
• Umidità relativa < 90%
• Zero precipitazioni durante i test
• Gestione controllata della vegetazione e dei materiali infiammabili all'interno del perimetro di prova

Il test in ambiente chiuso utilizza una configurazione standardizzata per edifici non dedicati, caratterizzata da soffitti piatti di altezza fissa e pareti di prova posizionate agli angoli. Questo layout evita che gli strati di gas caldi siano racchiusi dalle pareti, consentendo l'estrapolazione dei dati a volumi di stanza più grandi. Inoltre, i setup interni permettono sistemi di spegnimento attivo del fuoco (di solito spruzzatori a base d'acqua) per valutare la loro efficacia nell'estinzione.

4.2 Layout di prova

Il layout di prova deve rappresentare la configurazione di installazione finale del BESS. Il principio principale richiede che il Allegato di origine essere pienamente popolati con moduli batteria e attrezzature ausiliarie, mentre il Corpi di destinazione e/o pareti di destinazione sono posizionate alla distanza minima specificata dal produttore. Le figure seguenti illustrano una configurazione tipica per un test a terra all'interno: 

Nelle figure, l'area rossa indica la posizione di inizio dell'incendio (completamente occupata, posizione di inizio della condizione di incendio sviluppata), l'area blu rappresenta le restanti parti dell'Enclosure di origine, e l'area gialla indica il Target Enclosure strumentato. Le lettere A, B, C e D rappresentano le distanze minime consentite in ogni direzione.

Le gabbie di destinazione possono essere fornite in tre forme: un'unità fisica completamente popolata, un campione rappresentativo di sostituzione o una struttura di muro di bersaglio strumentato. I termocoppie devono essere disposte in un modello a griglia con distanze non superiori a 0,61m (2 ft), che copre le superfici delle celle, le superfici dei moduli o le superfici interne dell'incapsulamento del modulo di destinazione, in base alla configurazione effettiva dell'equipaggiamento interno dell'incapsulamento di destinazione.

4.3 Metodi di inizio dell'incendio

La norma LSFT standard richiede di stabilire una Condizione di Incendio completamente sviluppata all'interno dell'Enclosure di origine. Questo viene attivato utilizzando uno dei tre metodi standardizzati:

• scheda riscaldatore + fonte di accensione ausiliaria: Una scheda riscaldatrice fa entrare le celle in un comportamento di surriscaldamento, abbinata a una fonte di accensione (candela, accenditore o fiamma pilota) posizionata lungo il percorso di scarico del gas per garantire la combustione dei gas infiammabili.
• Elettro/meccanico Abuso + Fonte di Accensione Ausiliaria:Il surriscaldamento termico è indotto tramite sovraccarica, cortocircuito esterno o danni meccanici, combinati con una fonte di accensione del gas.
• Bruciatore a gas: Un bruciatore a gas di diffusione, premiscelato o semi-premiscelato agisce direttamente sia come fonte di calore che come fonte di accensione.

L'ubicazione di iniziazione è determinata attraverso una revisione strutturale e termica per identificare la posizione in grado di generare la massima tensione termica. Di solito, questa viene selezionata nella posizione verticale più bassa o seconda più bassa vicino al bordo esterno del contenitore - dove l'accumulo di calore è più grave e la ventilazione è limitata.

4.4 Criteri per una condizione di incendio sviluppata

Il standard stabilisce criteri chiari per confermare una "condizione di incendio completamente sviluppata":

• Installazioni all'aperto: Involva il surriscaldamento termico e un incendio attivo che si propaga attraverso almeno una intera colonna verticale (supporto) di moduli all'interno dell'Enclosure di origine.
• Installazioni interne:Involge almeno un modulo completo che ha subito una propagazione completa del surriscaldamento e l'ignizione di tutti i materiali combustibili all'interno di quel modulo.

5. Verifica dei sistemi di accumulo energetico

Man mano che la densità energetica aumenta, configurazioni BESS impilatisono diventati sempre più comuni. Edizione 6 introduce requisiti specifici per i test delle installazioni multi-piano con BESS accatastati:

Il test in pila richiede di posizionare gli involucri target sia accanto che direttamente sopra l'Involucro di Origine. L'intero pacco deve essere installato alla sua capacità meccanica massima nominale, compresi tutti i componenti di montaggio e gli supporti.</p>

Durante il test, l'esposizione termica sul lato inferiore dell'unità superiore deve essere monitorata. Se richiesto dal cliente, l'intero stack verticale può essere valutato come un'unica Enclosure of Origin (applicabile quando si prevede che il fuoco si propaghi verticalmente all'interno della struttura dello stack).

6. Criteri di Pass/Fallimento: Metriche di Prestazione Dettagliate

Il criterio di pass/fallimento LSFT è suddiviso in installazioni esterne e interne, coprendo i limiti di temperatura, la confinazione della deriva termica e la stabilità strutturale.

Tabella 2: Confronto dei criteri di prestazione LSFT (Esterno vs. Interno)

Nota sulle tolleranze di temperatura ammissibili: Tutte le misurazioni della temperatura vengono valutate utilizzando una media mobile di 60 secondi per eliminare i picchi transitori. Inoltre, per i termocoppie installati sulle superfici del modulo o dell'incapsulamento interno, il standard prevede un'allowanza: i valori misurati possono superare il limite per un totale cumulativo di 5 minuti (continui o intermittenti), purché non superino il 120% del valore soglia. Questa disposizione riflette considerazioni ingegneristiche pratiche.

Esposizioni	Limite
Celle all'interno degli incapsulamenti di destinazione	Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella
Modulo all'interno degli armadi di destinazione	Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella
Superficie interna degli involucri di destinazione	110% Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella
Wall strumentato, se utilizzato al posto dell'incapsulamento di destinazione	110% Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella

Tabella 3: Criteri di Prestazione Principali per le Installazioni LSFT All'Aperto

Esposizioni	Limite
Celle all'interno degli incapsulamenti di destinazione	Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella
Modulo all'interno degli armadi di destinazione	Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella
Superficie interna degli involucri di destinazione	110% Temperatura media della temperatura di scarico dal test a livello cella

Tabella 4: Criteri di Prestazione Importanti per le Installazioni LSFT Interni

 

7. Condizioni di terminazione dei test

Un LSFT è un test esteso e ad alta intensità. In condizioni normali, il test termina quando sono soddisfatte tutte le seguenti condizioni:

1. Le fiamme aperte all'interno e all'esterno dell'Enclosure of Origin sono completamente estinte.
2. Dopo che la condizione di incendio completamente sviluppata è stata stabilita, la temperatura all'interno dell'Enclosure of Origin rimane inferiore a 100°C (212°F) per un periodo continuo di 3 ore.
3. Le temperature del BESS di destinazione mostrano una tendenza al ribasso e rimangono inferiori ai limiti dei criteri per almeno 3 ore consecutive.
4. Se un sistema di spegnimento incendi a base d'acqua viene attivato, un Periodo di osservazione di 12 ore deve seguire dopo aver chiuso l'approvvigionamento idrico per escludere un nuovo incendio.
5. Le configurazioni sovrapposte richiedono un ulteriore Periodo di osservazione di 24 ore per garantire la stabilità strutturale a lungo termine.

Se la fuga di calore si propaga a un contenitore obiettivo, la struttura impilata crolla, i limiti di temperatura vengono superati o la sicurezza del personale è minacciata, il test viene interrotto prematuramente e considerato un fallimento.

8. Punti Salienti delle Aggiornamenti della Edizione 6

• Armonizzazione con NFPA 855:2026: Collega formalmente LSFT a NFPA 855 come requisito di conformità obbligatorio, stabilendo un framework "test-to-code" coerente.
• Elementi di esenzione chiariti:Definisce espressamente le condizioni applicabili in base alle quali il test di livello 3 (livello unità) può essere evitato o esente.
• Test di accumulo standardizzati: Introduce procedure di test precise e criteri di valutazione adatti per BESS a più livelli sovrapposti.
• Limiti di prestazioni ottimizzati: Incorpora un moltiplicatore del 110% e una tolleranza di 5 minuti per i criteri della temperatura superficiale, allineandosi più vicino alla dinamica ingegneristica pratica.
• Monitoraggio del riacceso migliorato: Richiede un periodo di osservazione di 12 ore per i sistemi interni dopo la soppressione per verificare la capacità di contenimento a lungo termine dei sistemi di protezione antincendio.
• Obblighi di reporting completi: Richiede registri di tracciamento completi dei dati dalla fase di assemblaggio dei test fisici alle conclusioni finali.

9. Conclusione

 

Il Test al Fuoco su Grande Scala (LSFT) rappresenta il più alto standard tecnico per la valutazione della sicurezza antincendio dei sistemi di accumulo energetico a batteria a livello globale. Va oltre i calcoli teorici o i test su piccola scala, utilizza prove fisiche su grande scala per affrontare una sfida fondamentale per la sicurezza:

"Quando un incendio si verifica effettivamente all'interno del tuo sistema di accumulo energetico, si propagherà alle unità adiacenti o alle strutture circostanti?"

Per i produttori di BESS, gli integratori e i sviluppatori di progetti, padroneggiare le sfumature del LSFT è essenziale, non solo per la conformità normativa e l'accesso al mercato, ma come percorso critico per avanzare la sicurezza intrinseca dei prodotti di accumulo energetico.

— Questo articolo è stato redatto con riferimento al standard ANSI/CAN/UL 9540A-2026 (6ª edizione). —