Duński Instytut Techniki Pożarniczej i Bezpieczeństwa (DBI) opublikował wyniki wstępnych testów, które sprawdzały, jak 12-milimetrowa płyta cementowo-wiórowa (CPB) umieszczona pomiędzy palną membraną dachową a izolacją wpływa na rozwój pożaru. Jak się okazuje, takie rozwiązanie może zmniejszać ryzyko samopodtrzymującego się rozprzestrzeniania płomieni pod dachowymi instalacjami fotowoltaicznymi.
Kontekst badania
Analiza opiera się na siedmiu testach zleconych przez niemieckie stowarzyszenie Industrieverband Hartschaum (IVH) oraz europejską organizację producentów polistyrenu ekspandowanego EUMEPS. Badania przeprowadzono w Troned Training Factory na terenie Twente Safety Campus w Holandii między październikiem 2024 a kwietniem 2025 roku. Wykonała je firma certyfikacyjna Kiwa BDA, która przekazała sześć raportów zleceniodawcom, a ci udostępnili dokumentację, nagrania i dane z termopar badaczom z DBI. Ci ostatni osobiście obserwowali wszystkie siedem prób.
Jak wyglądało stanowisko badawcze
Testy prowadzono na kwadratowych połaciach dachowych o wymiarach 7 na 7 metrów, z niebalastowanymi instalacjami PV zorientowanymi wschód-zachód. Cztery pierwsze próby wykorzystywały cztery moduły w układzie 2 na 2, a trzy kolejne – dwanaście modułów w konfiguracji 4 na 3. W każdym przypadku źródłem zapłonu był palnik gazowy o mocy 15 kW, działający przez 10 minut. Umieszczono go 80 mm nad powierzchnią dachu, pod modułem w narożniku instalacji, w połowie długości jego krawędzi. Odległość pozioma między dolną krawędzią modułu a najbliższą krawędzią palnika wynosiła 120 mm.
Trzy scenariusze, siedem prób
Eksperymenty podzielono na trzy grupy, aby ocenić wpływ dodania 12-mm płyty CPB. W teście bazowym zastosowano membranę PVC o grubości 1,8 mm, dwie warstwy włókniny szklanej oraz izolację z polistyrenu ekspandowanego (EPS) – bez płyty CPB. Grubość EPS wahała się od 100 do 260 mm, co odzwierciedla różne wymagania energetyczne budynków, choć sam wpływ grubości izolacji na zachowanie ognia nie był przedmiotem analizy. Cztery testy powtórzyły podobny układ, ale z 12-mm płytą CPB między membraną PVC a EPS. Dwa testy referencyjne sprawdzały alternatywne materiały: jeden zastąpił PVC papą bitumiczną o grubości 8,2 mm, zachowując CPB i EPS, drugi użył membrany PVC z wełną mineralną zamiast EPS, bez płyty CPB. Podłoże w teście bazowym stanowiła płyta betonowa, pozostałe konfiguracje opierały się na lekkiej konstrukcji ze stalowej blachy trapezowej. W każdej próbie zamontowano 27 lub 30 termopar, w zależności od liczby modułów.
Wnioski z testów
Wyniki można podzielić na trzy kategorie: ogień rozprzestrzenił się pod wszystkimi modułami i wniknął w izolację, ogień objął wszystkie moduły, ale nie dotarł do izolacji, albo nie doszło do samopodtrzymującego się rozprzestrzeniania po wyłączeniu palnika. W żadnym teście nie zaobserwowano istotnego rozprzestrzeniania ognia poza instalację PV. W próbie bazowej płomienie objęły wszystkie cztery moduły i początkowo zapaliły EPS, jednak polistyren stopił się i sam ugasił, co powstrzymało dalszą propagację. Dodanie 12-mm płyty CPB zapobiegło samopodtrzymującemu się rozprzestrzenianiu w trzech z czterech testów – uszkodzenia ograniczyły się do okolic modułu nad palnikiem. W czwartym przypadku ogień objął wszystkie moduły, co badacze przypisali większemu obciążeniu wiatrem. Nawet wtedy EPS ucierpiał tylko bezpośrednio pod palnikiem. Zdaniem naukowców płyta CPB działała jak radiator – pochłaniała energię cieplną i ograniczała jej transfer do izolacji.
Gdy membranę PVC zastąpiono grubszą papą bitumiczną, płomienie ponownie rozprzestrzeniły się pod wszystkimi modułami, choć uszkodzenia EPS pozostały ograniczone do strefy pod palnikiem. Samopodtrzymujące się rozprzestrzenianie wystąpiło też w próbie z membraną PVC na wełnie mineralnej – test przerwano po 11 minutach, gdy potwierdzono propagację ognia między sekcjami instalacji PV.
„Rosnące zastosowanie fotowoltaiki dachowej sprawia, że bezpieczeństwo pożarowe trzeba rozpatrywać na poziomie całego systemu” – powiedziała Emanuela Gallo, menedżer ds. technicznych UE w EUMEPS, w rozmowie z pv magazine. „Nasze testy wskazują, że zachowanie ognia zależy od interakcji między membraną dachową, warstwami ochronnymi, izolacją i konfiguracją systemu PV, a nie od właściwości pojedynczego komponentu”.
Gallo zastrzegła jednak, że wyniki należy traktować jako podstawę do dalszej dyskusji technicznej i testów, a nie jako dowód ostatecznego rozwiązania czy zatwierdzonej konfiguracji dachu. „Szerzej rzecz ujmując, nasze ustalenia przemawiają za oceną bezpieczeństwa pożarowego fotowoltaiki dachowej na poziomie całego układu dach-PV i wskazują na potrzebę dalszych badań oraz zharmonizowanych metod oceny” – dodała.
Dlaczego to ważne
Bezpieczeństwo pożarowe instalacji PV to temat, który zyskuje na znaczeniu wraz z rosnącą liczbą dachowych systemów fotowoltaicznych w Europie. W Niemczech, gdzie działa IVH, fotowoltaika na dachach odpowiada za znaczną część nowych mocy OZE. Badania takie jak to pokazują, że odpowiedni dobór warstw pod modułami – w tym płyt cementowo-wiórowych – może realnie ograniczać ryzyko. Warto pamiętać, że rozróżnia się systemy BAPV (moduły dodane do przegrody budynku) oraz BIPV (moduły stanowiące integralną część przegrody) – omawiane testy dotyczą pierwszego typu. Dalsze prace nad zharmonizowanymi metodami oceny mogą w przyszłości wpłynąć na przepisy budowlane i wymagania dla instalacji PV w całej Unii Europejskiej.
Źródło: pv magazine EN
Fot. pv-magazine.com
