A hongkongi Hung Fuk bíróság tűzvésze intő példaként szolgál: Hogyan kell biztosítani a tűzbiztonságot az épületbe integrált fotovoltaikus rendszerek esetében?

A hongkongi Hung Fuk bíróságon történt tűzeset az épületbe integrált fotovoltaikus rendszerekkel (BIPV) kapcsolatos biztonsági aggályokat az iparág reflektorfényébe helyezte. Ezek a rendszerek különösen érzékenyek a „kéményhatásra”, mivel fokozott kockázattal néznek szembe, mivel a lokalizált tüzek gyorsan felfelé terjedhetnek az üreges tereken keresztül – jelentősen nagyobb veszélyt jelentve, mint a tetőtéri telepítések. Ez magyarázza, hogy a legtöbb ország világszerte miért tart fenn kivételesen szigorú tűzvédelmi előírásokat a homlokzati fotovoltaikus rendszerekre, amikor az épületbe integrált fotovoltaikus rendszereket (BIPV) népszerűsíti.

I. Miért hajlamosabbak a homlokzati fotovoltaikus rendszerek a tűz terjedésére? Svájci esettanulmányok elemzése

Svájc, egy globálisan fejlett, széles körben elterjedt homlokzati fotovoltaikus rendszerekkel rendelkező BIPV piac, nem rendelkezett egységes szabványokkal. Következésképpen a Svájci Energiaügynökség megbízta a Swissolart, hogy dolgozza ki a szellőztetett homlokzati fotovoltaikus rendszerek tűzvédelmére vonatkozó ideiglenes irányelveket, amelyek meghatározzák az ilyen telepítések biztonsági határait.

Ez az útmutató elsősorban a „szellőztetett homlokzati fotovoltaikus rendszerekkel” foglalkozik – olyan szerkezetekkel, ahol a fotovoltaikus modulokat dekoratív burkolat veszi körül, és egy szellőző üreg választja el azokat az épületszerkezettől. Négy tipikus tűzforgatókönyv esetén elemzi a lehetséges kockázatokat, beleértve:

A szomszédos épületekből származó szikrák okozta gyulladás

Épületalapzatokon vagy erkélyeken keletkező tüzek

Ablaknyílásokon át kiáramló beltéri lángok, amelyek meggyújtják a homlokzatot

Elektromos ív vagy alkatrészhibák magában a fotovoltaikus rendszerben

Ezekben a forgatókönyvekben a legkiemelkedőbb kockázat a gyors függőleges tűzterjedés. Különösen akkor, ha az üregmélységek nem megfelelőek, az anyagok nem kellően lángállóak, vagy a kábelvezetés nem megfelelő, a lángok perceken belül elboríthatják az egész homlokzatot.

Svájc osztályozási rendszere továbbá hangsúlyozza:

11 méternél alacsonyabb épületek: Viszonylag alacsony kockázat, egyszerűsített követelményeket tesz lehetővé;

30 méternél magasabb épületek: Magasabb minőségű égésgátló anyagokat és tűzálló tartószerkezeteket kell használni, égésvizsgálattal;

Minden épület: Szigorú előírások vonatkoznak a kábelezésre, a modulüvegek típusaira és a hátlap lángállóságára.

Ezek a szabványok részletesebbek, mint Kína jelenlegi általános épülettűzvédelmi szabályzata, és referenciát nyújtanak a homlokzati fotovoltaikus rendszerek jövőbeli szabványosításához Kínában.

II. Miért keltett ekkora riadalmat a hongkongi tűzvész az iparágban?

Hongkong toronyházai sűrűn vannak elrendezve, minimális térközzel az épületek között, nagy a szélnyomás, és összetett erkély- és homlokzatkialakításokkal rendelkeznek. Ha a tűz a külső fali napelemes rendszereken keresztül terjedne, az a következő következményekkel járna:

A kiürítés nehézsége

Terjedési sebesség

Másodlagos tüzek, amelyek szomszédos épületeket érintenek

messze meghaladná a hagyományos szerkezetekben találhatóakat. Ez alapvetően magyarázza az iparág elmúlt években a „külső falú fotovoltaikus biztonságra” irányuló folyamatos összpontosítását.

Bár a hongkongi Hung Fuk bíróság tűzesete nem a fotovoltaikus rendszerekhez kapcsolódott, az eset megerősítette a közvélemény tudatosságát: bármely homlokzatra szerelt berendezés, ha nem felel meg a szigorú biztonsági előírásoknak, potenciálisan tűzgyorsítóként működhet.

Következésképpen, függetlenül a jövőbeli fotovoltaikus rendszerek elterjedésének arányától, a tűzvédelmi előírások elkerülhetetlenül szigorúbbak lesznek.

III. Hogyan kell homlokzati fotovoltaikus rendszereket megvalósítani? Az anyagokat és a kábelezést sem szabad figyelmen kívül hagyni

Az összegyűjtött információk alapján az iparág jelenleg a következő szempontokat tartja fontosnak a homlokzati fotovoltaikus rendszerek esetében:

1.  Fokozott lángállósági besorolások modulok és szerkezeti anyagok esetében

– A dupla üvegezésű moduloknak edzett üveget kell használniuk

– A laminált fóliáknak meg kell felelniük az RF2 szabványnak (ami Kína B1 szabványának felel meg).

– A hátlapoknak el kell érniük az RF3(cr) szintet.

– 11 m-nél magasabb tartószerkezetek esetén minden anyagnak nem éghetőnek kell lennie (RF1/A osztály)

2. Racionális üregmélység-tervezés a kéményhatás erősítésének mérséklése érdekében

A 40–100 mm-es biztonsági zóna jelentősen csökkenti a függőleges tűzterjedési sebességet.

3. A szabványosított kábelvezetés kiemelkedően fontos

A vízszintes kábelkötegek nem haladhatják meg a 6 szálat

A függőleges kábelkötegek nem haladhatják meg a 3 szálat

A faláttörésekhez RF1 minősítésű hüvelyek szükségesek

Minden kábelnek meg kell felelnie az RF3(cr) lángállósági besorolásnak.

4. A rendszeres ellenőrzések elengedhetetlenek:

Toronyház: 2 évente

Középmagas építésű: 3 évente

Alacsony építésű: 5 évente

Akár svájci tapasztalatokon, akár a jelenlegi kínai szabályozásokon alapul, a homlokzati fotovoltaikus rendszerek alapelve a következőképpen foglalható össze:

A tűzvédelemnek kell a legfontosabbnak lennie a rendszerek tervezése és kivitelezése során.

IV. Milyen különleges szempontokat kell figyelembe venni a homlokzati fotovoltaikus rendszerek energiatárolással való integrálásakor? Highjoule (HJ Group) megközelítése egy referenciaútvonalat kínál.

A „fotovoltaikus + energiatárolás” egyre népszerűbb trend, egyre több épület fontolgatja a homlokzati fotovoltaikus rendszerek és az elosztott energiatárolás összehangolt működtetését az önfogyasztási arányok javítása és az energia-ellátó rendszer erősítése érdekében. Az energiatároló rendszerek azonban maguk is elektromos berendezések, és tűzvédelmi követelményeiket sem szabad figyelmen kívül hagyni.

A Hui Jue Technology Group a következőket valósította meg több projektben:

✔ Magas biztonsági besorolású akkumulátorcellák és szerkezeti kialakítás

A hőmegfutás csökkent valószínűsége jelentősen csökkenti az akkumulátorral kapcsolatos tüzek kockázatát.

✔ Többszintű aktív/passzív védelmi rendszer

Tartalmaz akkumulátorkezelő rendszert (BMS), füstérzékelést, hőmérséklet-szabályozást és automatikus kikapcsolásvédelmet a potenciális hőmegfutás vagy rövidzárlat kockázatának kezelésére.

✔ Energiagazdálkodási rendszer (EMS), amely együttműködik a fotovoltaikus rendszerekkel

Az intelligens koordináció szinkronizálja a homlokzati fotovoltaikus rendszerek előállítását az energiatárolók töltésével/kisütésével, csökkentve az elektromos túlterhelésből eredő tűzveszélyt.

✔ Környezetbarát telepítési módszerek

Az UPS-szintű berendezésvédelmi stratégiák biztosítják a folyamatos működést komplex városi épületkörnyezetekben.

Épületgépészeti alkalmazásokban a fotovoltaikus rendszerek és az energiatárolás közötti kölcsönhatás optimalizálása nemcsak az energiahatékonyságot növeli, hanem a finomított üzemeltetés és karbantartás révén csökkenti az elektromos hibák kockázatát is, ezáltal csökkentve az általános tűzveszélyt.

V. A homlokzati napelemek megvalósítása nem „túl kockázatos”, hanem inkább „a biztonságnak kell a legfontosabbnak lennie”.

A homlokzati napelemek egyre létfontosságú elemévé válnak az épületbe integrált fotovoltaikus rendszereknek (BIPV), egyedi tulajdonságai miatt azonban nem szabványos telepítésről van szó, ahol „elegendő egyszerűen a konzolok rögzítése”.

Akár anyagokról, akár szerkezeti integritásról, energiaátviteli rendszerekről vagy energiatárolási koordinációról van szó, az átfogó szabványok, a tudományos tervezés, a felelős kivitelezés, valamint a fenntartható üzemeltetés és karbantartás elengedhetetlen.

A svájci tapasztalatoktól a hongkongi tűzvész katasztrófájának intő példájáig az iparág végül egyetlen irányba konvergál:

A homlokzati fotovoltaikus rendszerek megvalósíthatók, de csak akkor, ha szigorúbb tűzvédelmi keretrendszer támasztja alá őket.

Miközben az épületek fotovoltaikus biztonságát helyezzük előtérbe, ne feledkezzünk meg az energiatároló rendszerek értékéről sem.

Ahogy a városi épületek az alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlesztés felé haladnak, egyre több fotovoltaikus és energiatároló berendezés integrálódik majd a lakó-, iroda- és kereskedelmi épületek homlokzataiba és elosztórendszereibe.

Ha épületbe integrált fotovoltaikus projektet fontolgat, vagy stabil, biztonságos energiatárolási megoldásokat keres, tekintse meg a Highjoule (HJ Group) energiatárolási kínálatát. Együtt elősegíthetjük az energetikai átállást a nagyobb biztonság, intelligencia és megbízhatóság felé.