Pożar w sądzie Hung Fuk w Hongkongu stanowi przestrogę: w jaki sposób zapewnić bezpieczeństwo przeciwpożarowe w przypadku instalacji fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami?

Pożar w Hong Kong Hung Fuk Court zwrócił uwagę branży na kwestie bezpieczeństwa związane z fotowoltaiką zintegrowaną z budynkami (BIPV). Systemy te, szczególnie narażone na „efekt komina”, są narażone na zwiększone ryzyko, ponieważ lokalne pożary mogą szybko rozprzestrzeniać się w górę przez przestrzenie międzystropowe – stwarzając znacznie większe zagrożenie niż instalacje dachowe. To wyjaśnia, dlaczego większość krajów na świecie utrzymuje wyjątkowo rygorystyczne normy bezpieczeństwa pożarowego dla fasadowych systemów fotowoltaicznych, promując fotowoltaikę zintegrowaną z budynkami (BIPV).

I. Dlaczego fasadowe systemy fotowoltaiczne są bardziej podatne na rozprzestrzenianie się ognia? Wnioski ze szwajcarskich studiów przypadku

Szwajcaria, globalnie zaawansowany rynek BIPV z powszechną adopcją fasadowych systemów fotowoltaicznych, nie posiadała ujednoliconych standardów. W związku z tym Szwajcarska Agencja Energetyczna zleciła firmie Swissolar opracowanie Tymczasowych Wytycznych dotyczących Ochrony Przeciwpożarowej Systemów Fotowoltaicznych z Fasadami Wentylowanymi, określających granice bezpieczeństwa dla takich instalacji.

Niniejsze wytyczne dotyczą przede wszystkim „systemów fotowoltaicznych z wentylowaną fasadą” – konstrukcji, w których moduły fotowoltaiczne są otoczone dekoracyjną okładziną, a wentylowana przestrzeń oddziela je od konstrukcji budynku. Analizuje on potencjalne zagrożenia w czterech typowych scenariuszach pożarowych, w tym:

Zapłon od iskier z sąsiednich budynków

Pożary powstające u podstaw budynków lub na balkonach

Płomienie wydostające się przez otwory okienne i podpalające fasadę

Łuki elektryczne lub awarie podzespołów w samym systemie fotowoltaicznym

Największym zagrożeniem w takich scenariuszach jest szybkie rozprzestrzenianie się ognia w pionie. Szczególnie gdy głębokość wnęki jest niewystarczająca, materiały nie są wystarczająco odporne na ogień lub okablowanie jest nieodpowiednie, płomienie mogą ogarnąć całą fasadę w ciągu kilku minut.

Szwajcarski system klasyfikacji kładzie nacisk na:

Budynki o wysokości poniżej 11 metrów: stosunkowo niskie ryzyko, co pozwala na zastosowanie uproszczonych wymagań;

Budynki o wysokości powyżej 30 metrów: należy stosować materiały trudnopalne wyższej klasy i konstrukcje wsporcze odporne na ogień, wymagane są również badania odporności na spalanie;

Wszystkie budynki: surowe wymagania dotyczące prowadzenia kabli, typów szkła modułowego i stopnia ognioodporności tylnej ścianki.

Normy te są bardziej szczegółowe niż obowiązujący w Chinach Ogólny kodeks ochrony przeciwpożarowej budynków i stanowią punkt odniesienia dla przyszłej normalizacji systemów fotowoltaicznych montowanych na fasadach w Chinach.

II. Dlaczego pożar w Hongkongu wywołał tak duże zaniepokojenie w branży?

Wysokie budynki mieszkalne w Hongkongu charakteryzują się gęstą zabudową, minimalnymi odstępami między konstrukcjami, silnym wiatrem oraz skomplikowanymi konfiguracjami balkonów i fasad. W przypadku rozprzestrzenienia się pożaru poprzez zewnętrzne instalacje fotowoltaiczne, może dojść do:

Trudności ewakuacji

Prędkość propagacji

Pożary wtórne wpływające na sąsiednie budynki

Znacznie przewyższałoby to te stosowane w konwencjonalnych konstrukcjach. To fundamentalnie wyjaśnia, dlaczego branża w ostatnich latach koncentruje się na „bezpieczeństwie zewnętrznych instalacji fotowoltaicznych”.

Chociaż pożar sądu Hung Fuk w Hongkongu nie miał nic wspólnego z systemami fotowoltaicznymi, zdarzenie to uświadomiło społeczeństwu, że każda instalacja montowana na fasadzie, jeśli nie spełnia rygorystycznych norm bezpieczeństwa, może potencjalnie działać jako czynnik przyspieszający ogień.

W związku z tym, niezależnie od tempa wdrażania technologii fotowoltaicznej w przyszłości, normy bezpieczeństwa przeciwpożarowego staną się nieuchronnie bardziej rygorystyczne.

III. Jak należy wdrażać systemy fotowoltaiczne na elewacjach? Nie można pominąć materiałów i okablowania.

Na podstawie zebranych informacji branża obecnie priorytetowo traktuje następujące aspekty dotyczące instalacji fotowoltaicznych na fasadach:

1.  Podwyższone parametry trudnopalności modułów i materiałów konstrukcyjnych

– Moduły z podwójnymi szybami muszą być wykonane ze szkła hartowanego

– Folie laminowane muszą spełniać normę RF2 (odpowiednik chińskiej normy B1)

– Arkusze tylne muszą spełniać wymagania RF3(cr)

– W przypadku konstrukcji wsporczych o wysokości przekraczającej 11 m wszystkie materiały muszą być niepalne (RF1/klasa A)

2. Racjonalne projektowanie głębokości wnęki w celu zmniejszenia wzmocnienia efektu kominowego

Strefa bezpieczeństwa o szerokości 40–100 mm znacząco zmniejsza prędkość rozprzestrzeniania się ognia w pionie.

3. Standaryzacja prowadzenia kabli ma kluczowe znaczenie

Wiązki kabli poziomych nie mogą zawierać więcej niż 6 żył

Pionowe wiązki kablowe nie mogą zawierać więcej niż 3 żyły

Przejścia ścienne wymagają tulei o klasie RF1

Wszystkie kable muszą spełniać wymogi dotyczące ognioodporności RF3(cr).

4. Regularne kontrole są niezbędne:

Wieżowiec: co 2 lata

Średnio-wysokie: co 3 lata

Zabudowa niska: co 5 lat

Niezależnie od tego, czy bazujemy na doświadczeniach szwajcarskich, czy na obowiązujących przepisach chińskich, podstawową zasadę systemów fotowoltaicznych na fasadach można podsumować w następujący sposób:

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe musi być priorytetem w projektowaniu i budowie systemów.

IV. Jakie szczególne względy należy wziąć pod uwagę przy integracji instalacji fotowoltaicznej na elewacji z magazynowaniem energii? Podejście firmy Highjoule (HJ Group) oferuje ścieżkę odniesienia.

„Fotowoltaika + magazynowanie energii” staje się coraz bardziej popularnym trendem, ponieważ coraz więcej budynków rozważa skoordynowane działanie fasadowych systemów fotowoltaicznych i rozproszonego magazynowania energii, aby zwiększyć wskaźniki autokonsumpcji i wzmocnić odporność energetyczną. Jednak same systemy magazynowania energii stanowią urządzenia elektryczne, a ich wymogi bezpieczeństwa pożarowego nie mogą być ignorowane.

Grupa technologiczna Hui Jue wdrożyła następujące rozwiązania w wielu projektach:

✔ Ogniwa akumulatorowe o wysokim stopniu bezpieczeństwa i konstrukcja konstrukcyjna

Zmniejszone prawdopodobieństwo niekontrolowanego wzrostu temperatury znacząco obniża ryzyko pożarów związanych z akumulatorami.

✔ Wielostopniowy system ochrony aktywnej/pasywnej

Obejmuje system zarządzania akumulatorem (BMS), wykrywanie dymu, kontrolę temperatury i automatyczne wyłączanie zasilania w celu zapobiegania potencjalnym zagrożeniom niekontrolowanego wzrostu temperatury lub zwarcia.

✔ System zarządzania energią (EMS) współpracujący z systemami fotowoltaicznymi

Inteligentna koordynacja synchronizuje generowanie energii fotowoltaicznej na elewacji z ładowaniem/rozładowywaniem magazynów energii, zmniejszając ryzyko pożaru spowodowanego przeciążeniami elektrycznymi.

✔ Metody instalacji odporne na czynniki środowiskowe

Strategie ochrony urządzeń na poziomie UPS zapewniają nieprzerwaną pracę w złożonych środowiskach budynków miejskich.

W zastosowaniach budowlanych optymalizacja współdziałania instalacji fotowoltaicznej i magazynowania energii nie tylko zwiększa efektywność energetyczną, ale także zmniejsza ryzyko awarii elektrycznych dzięki udoskonalonej obsłudze i konserwacji, tym samym zmniejszając ogólne zagrożenie pożarowe.

V. Instalacja fotowoltaiczna na elewacji nie jest „zbyt ryzykowna w realizacji”, ale „bezpieczeństwo musi być najważniejsze”

Instalacje fotowoltaiczne na elewacjach stają się coraz ważniejszym elementem systemów fotowoltaicznych zintegrowanych z budynkami (BIPV). Jednak ich wyjątkowe cechy sprawiają, że nie jest to standardowa instalacja, w której „wystarczy przymocować uchwyty”.

Niezależnie od tego, czy chodzi o materiały, integralność strukturalną, systemy przesyłu energii czy koordynację magazynowania energii, niezbędne są kompleksowe normy, naukowe projektowanie, odpowiedzialna budowa oraz zrównoważona eksploatacja i konserwacja.

Od doświadczeń szwajcarskich po przestrogę w postaci pożaru w Hongkongu branża ostatecznie zmierza w jednym kierunku:

Instalacje fotowoltaiczne na fasadach są wykonalne, ale tylko wtedy, gdy spełniają bardziej rygorystyczne wymogi bezpieczeństwa pożarowego.

Dając priorytet bezpieczeństwu budynków wyposażonych w instalacje fotowoltaiczne, nie można pominąć znaczenia systemów magazynowania energii.

W miarę jak budynki miejskie przechodzą na gospodarkę niskoemisyjną, coraz większa liczba instalacji fotowoltaicznych i magazynów energii będzie integrowana z fasadami i systemami dystrybucji energii w budynkach mieszkalnych, biurowych i komercyjnych.

Jeśli rozważasz projekt fotowoltaiczny zintegrowany z budynkiem lub szukasz stabilnych i bezpiecznych rozwiązań do magazynowania energii, zapraszamy do zapoznania się z ofertą magazynowania energii Highjoule (HJ Group). Wspólnie pomóżmy Ci przyspieszyć transformację energetyczną w kierunku większego bezpieczeństwa, inteligencji i niezawodności.