Kiinteistöjen akkupalot

Abstract

Tämän työn tavoitteena on tuottaa ajantasainen ja käytännönläheinen selvitys kiinteistöihin asennettavien litiumioniakkuvarastojen tai BESS-järjestelmien paloturvallisuudesta sekä kehittää tarkistuslista, jota voidaan hyödyntää osana Granlund Oy:n kiinteistöjen kuntoarvioita ja riskienhallintaa. Työn taustalla on litiumioniakkujen nopea yleistyminen kiinteistöjen energiavarastoissa sekä niiden aiheuttamien palo- ja turvallisuusriskien lisääntyminen. Ilmiö korostuu erityisesti korkeaa energiatiheyttä ja monimutkaista palodynamiikkaa sisältävissä BESS-ratkaisuissa, joissa lämpökarkaaminen ja sen eteneminen muodostavat merkittävimmän paloturvallisuushaasteen.

Opinnäytetyön keskeinen sisältö muodostuu kolmesta kokonaisuudesta. Ensimmäiseksi työ esittelee litiumioniakkujen paloriskien ja lämpökarkaamisen teoreettisen tarkastelun. Toiseksi siinä käsitellään akkuvarastoja koskevaa suomalaista ja EU-tason sääntelyä. Kolmanneksi työ sisältää kohdekatselmointiin ja asiantuntijahaastatteluihin perustuvan käytännön analyysin. Teoriaosuudessa käsitellään akkujen rakennetta ja toimintaperiaatteita, lämpökarkaamisen kemiallisia ja fysikaalisia vaiheita sekä akkupaloissa muodostuvia myrkyllisiä kaasuja. Lisäksi tarkastellaan pelastuslain, Ympäristöministeriön paloturvallisuusasetuksen, SFS-EN-standardien ja Pohjois-Pohjanmaan pelastuslaitoksen ohjeiden asettamia vaatimuksia akkuvarastojen rakenteille, ilmanvaihdolle, osastoinnille ja palonilmaisulle.

Käytännön osuus sisältää ulos sijoitetun konttirakenteisen akkuvaraston kohdekatselmoinnin, jossa analysoitiin käyttöön, rakenteisiin ja pelastustoiminnan edellytyksiin liittyvät ratkaisut. Katselmointi osoitti, että akkuvarastoissa hyödynnetään monitasoisia palonhavaitsemisjärjestelmiä, tehtaalla testattuja EI-luokan rakenteita, kahdennettuja jäähdytysjärjestelmiä sekä automaattista aerosolipohjaista sammutusjärjestelmää. Asiantuntijahaastattelut täydensivät kokonaiskuvaa erityisesti pelastuslaitoksen toimintaperiaatteista, joiden mukaan konttirakenteisiin akkuvarastoihin ei mennä sisälle palotilanteessa ja sammutustoiminta perustuu lämpötilan hallintaan sekä palon leviämisen rajoittamiseen.

Projektin tuloksena laadittiin akkuvarastojen paloturvallisuuden arviointiin soveltuva tarkistuslista, joka kokoaa akkuvarastojen osastointiin, ilmanvaihtoon, palonilmaisuun, sammutukseen, jäähdytykseen ja dokumentaatioon liittyvät keskeiset tarkastuskohteet. Tarkistuslistan avulla Granlund Oy pystyy tunnistamaan akkuvarastoihin liittyvät riskit systemaattisesti osana kiinteistöjen kuntoarvioita ja parantamaan paloturvallisuuden arvioinnin yhdenmukaisuutta kiinteistöissä.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että vaikka Suomessa ei ole raportoitu kiinteisiin akkuvarastoihin liittyviä tulipaloja, kansainväliset tapaukset ja tekninen tutkimuskirjallisuus osoittavat, että riskienhallinnan taso tulee varmistaa ennen akkuvarastojen laajamittaista käyttöönottoa. Rakenteellisen turvallisuuden, valvontajärjestelmien ja selkeän dokumentaation merkitys korostuu erityisesti tilanteissa, joissa lämpökarkaaminen voi edetä ilman näkyviä ulkoisia merkkejä. Työ tuottaa toimeksiantajalle käytännöllisen työkalun ja viitekehyksen, jota voidaan hyödyntää sekä nykyisten että tulevien kiinteistöihin sijoitettujen akkuvarastojen arvioinnissa.

The objective of this work is to provide an up-to-date and practice-oriented examination of the fire safety of lithium-ion battery energy storage systems installed in properties, and to develop a checklist that can be utilized in Granlund Oy’s property condition assessments and risk management processes. The study is motivated by the rapid expansion of lithium-ion battery installations in property-integrated energy storage solutions and the parallel increase in fire and safety risks. These risks are particularly pronounced in high-energy-density BESS configurations, where thermal runaway and its potential propagation represent the most significant fire safety challenge.

The thesis consists of three main sections. First, the thesis presents a theoretical analysis of the fire risks associated with lithium-ion batteries and thermal runaway. Second, Finnish and EU-level regulation relevant to battery storage systems are examined. Third, it provides an applied analysis based on an on-site inspection and expert interviews. The theoretical framework covers the structure and operating principles of lithium-ion batteries, the chemical and physical phases of thermal runaway, and the hazardous gases produced during battery fires. Furthermore, the study examines the fire safety requirements set by the Finnish Rescue Act, the Ministry of the Environment’s Fire Safety Decree, SFS-EN standards and the guidelines issued by the Northern Ostrobothnia Rescue Department concerning compartmentation, ventilation, structural protection and fire detection in battery storage facilities.

The practical section includes a detailed inspection of an outdoor container-type battery storage unit, analysing its operational, structural and fire service–related safety features. The inspection revealed the use of multi-level fire detection systems, factory-tested EI-rated fire-resistant structures, redundant cooling systems, and an automatic aerosol-based fire suppression system. Expert interviews further complemented the analysis, particularly regarding fire service operational principles, which emphasise that containerised battery units are not entered during a fire event and that firefighting operations focus on controlling temperature and limiting fire propagation.

As a project outcome, this thesis presents a structured checklist for assessing the fire safety of battery storage systems. The checklist consolidates critical inspection points related to compartmentation, ventilation, detection, suppression, cooling, and documentation. It enables Granlund Oy to systematically identify risks associated with BESS installations as part of property condition assessments and to improve the consistency of fire safety evaluations across properties.

In conclusion, although no significant fires involving fixed BESS installations have been reported in Finland, international incidents and technical research demonstrate that robust risk management practices should be ensured before large-scale deployment of battery storage systems in properties. The importance of structural fire protection, monitoring systems and clear documentation is highlighted in scenarios where thermal runaway may progress without visible external signs. This thesis provides the commissioning organisation with a practical tool and analytical framework that can be applied to the assessment of both existing and future battery storage facilities in properties.