Risico-subsystemen bij in-gevel PV

Bibliotheek met parkeergebouw, Alphen aan den Rijn (Gemeente Alphen aan den Rijn, Common Affairs, © Bart van Hoek). De drielaagse parkeerfunctie is ‘gestapeld’ op de tweelaagse gebouwplint en aan de zonzijde toegerust met PV-panelen in de deels open en begroeide gevel.

Om een inschatting te maken van de brandrisico’s, kan worden gekeken naar de risico-subsystemen die relevant zijn voor in-gevel PV:

Beperken kans op het ontstaan brand

Het eerste relevante risico-subsysteem is het beperken van de kans op het ontstaan van brand.

Brand bij in-gevel panelen wordt bijna altijd veroorzaakt door fouten bij de installatie. Een bekend probleem ligt bij het falen van de connectoren, wat nog eens wordt vergroot als de connectoren afkomstig zijn van verschillende fabrikanten¹⁾.

Vlambogen kunnen zorgen voor een ontsteking, wanneer in de lucht stroom gaat lopen tussen twee connectoren. Een PV-paneel kan lokaal oververhit raken, wanneer een deel van een paneel is bedekt is, bijvoorbeeld door schaduw. De betreffende cel gaat dan als een weerstand werken, waarbij veel warmte vrijkomt. In combinatie met de hoge temperaturen achter in-gevel PV, kan een brand dan ook bij relatief weinig energie snel ontstaan.

Beperken ontwikkeling potentiële brand

Het tweede risico-subsysteem, betrokken bij in-gevel PV, is het beperken van de ontwikkeling van een potentiële brand.

PV-panelen zijn inherent brandbaar. Vooral erg brandbaar is het gelamineerde deel van het paneel (zoals EVA) dat, samen met de achterkant, het paneel moet beschermen tegen indringend vocht. Tijdens een gevelbrand kunnen de vrijkomende temperaturen hoger uitvallen dan de brandklasse van een PV-paneel verlangt. Hierdoor kan een uitslaande vlam alsnog het brandbare deel van het paneel bereiken²⁾.

Beperken brand in compartiment

De brandbare materialen in en rondom in-gevel PV zijn ook niet optimaal als het aankomt op risico-subsysteem 3: het beperken van een brand in het compartiment.

De vlammen en rook kunnen zich gemakkelijk verspreiden via de spouw achter de panelen (schoorsteeneffect) en daarbij ‘oversteken’ buiten de brandcompartimenten om. Experimenten op grote schaal (een gebouw van drie verdiepingen) laten zien dat in-gevel panelen daarbij kunnen worden blootgesteld aan een warmtestraling van 100 kW/m² en temperaturen tot 1000 graden Celsius³⁾ Flash-over op de begane grond werd daarbij 16 minuten eerder bereikt op het moment dat de brand ontstond in de gevel, in vergelijking met een brand die ontstond in het gebouw.

Bedreiging voor andere risico-subsystemen

In-gevel PV-panelen vormen ook een bedreiging voor andere risico-subsystemen.

Zo lopen brandweermensen tijdens het blussen van een brand met PV-panelen het risico op elektrocutie. De omvormer is niet altijd direct te vinden bij een brand, waardoor stroom door de PV-panelen blijft lopen. Ook vallende panelen kunnen een risico vormen voor de brandweer, wanneer het ophangsysteem van een in-gevel PV-configuratie bezwijkt.

Daarnaast kunnen (potentieel schadelijke) deeltjes van PV-panelen worden meegenomen met de rook die vrijkomt bij een PV-brand. Deze deeltjes kunnen hierdoor tot kilometers rondom de brand worden verspreid en schade toebrengen aan de omgeving.

____

1) E. Bende and N. Dekker, Brandincidenten met fotovoltaïsche (pv) systemen in Nederland. Een inventarisatie, TNO, 2019.
2) Brandweer Nederland, Handreiking risicobeheersing advies veilige pv-systemen, Instituut Fysieke Veiligheid Kennisontwikkeling en onderwijs, 2020.
3) G. Srivastava, D. Nakrani, and C. Ghoroi, “Performance of combustible facade systems with glass, acp and firestops in full-scale, real fire experiments”, Fire Technology, vol. 56, Jan. 2020.