تصنيف الحريق للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على السقف

حتى وقت قريب ، كان الكود الكهربائي الوطني هو الكود الوحيد الذي تم تطبيقه على نطاق واسع في أمريكا الشمالية مع متطلبات محددة للأنظمة الكهروضوئية. تغيّر هذا عندما أدمجت إصدارات 2012 للعديد من الرموز الدولية محتوى خاصًا بالضوضاء الكهروضوئية. بالإضافة إلى متطلبات قانون الحريق الدولي الجديد للأنظمة الكهروضوئية – بعضها يناقش Fortunat Mueller بالتفصيل في “تخطيط صفيف السقف المطابق للامتثال لقانون النار” – قدم قانون البناء الدولي (IBC) متطلبات تصنيف الحريق للأنظمة المركبة على السطح أنظمة الكهروضوئية.

دمج قانون البناء في كاليفورنيا لعام 2013 (CBC) ورمز كاليفورنيا السكني (CRC) لاحقًا متطلبات تصنيف الحريق الجديدة. نظرًا لعدم وفاء أي منتجات متوفرة بالمتطلبات ، أصدر منظم حرائق ولاية كاليفورنيا إضافة إلى نشرة المعلومات 14-002 في 29 أبريل 2014 ، ينصح وكالات إنفاذ القانون المحلية بالتأخير المؤقت في تطبيق متطلبات تصنيف الحرائق للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على السقف حتى 1 يناير ، 2015. أتاح هذا التأخير لـ UL وأصحاب المصلحة في الصناعة وقتًا لتطوير معايير جديدة ومكّن مصنعي الأنظمة والتركيب من اختبار المنتجات وفقًا لهذه المعايير الجديدة.

متطلبات قانون البناء الجديد

تنشأ متطلبات تصنيف الحرائق الجديدة للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على السقف في القسم 1509 من IBC لعام 2012 ، “هياكل السطح”. يتناول القسم الفرعي 1509.7.2 تصنيف الحرائق: “يجب أن يكون للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على السطح نفس تصنيف الحرائق كتجميع الأسقف المطلوب في القسم 1505” [أضاف التأكيد].

تصنيف النار هو نظام تصنيف مقاومة الحريق لمواد البناء. في بعض المواقع ، مثل مناطق الواجهة البرية في كاليفورنيا (WUI) ، تتطلب قوانين البناء استخدام مجموعات الأسطح ذات معدلات مقاومة مقاومة عالية للنار. في هذه الحالة ، يضمن القسم الفرعي 1509.7.2 أن تثبيت نظام PV مثبت على السقف لا يؤثر سلبًا على مقاومة الحريق للسقف.

تقييمات مقاومة الحريق للأسطح. وفقًا للمادة 1505 من IBC ، فإن مجموعات الأسقف إما غير مصنفة أو مصنفة على أنها مقاومة للحريق. لا تزال مجموعات الأسقف غير المصنّعة غير مجربة لمقاومة الحريق. يتم تصنيف أداء حريق السقف من خلال حرق العلامة التجارية وانتشار اختبارات اللهب. اختبارات حرق العلامة التجارية تحاكي ما يحدث عندما تسقط الجمرات المحترقة على سطح السقف. اختبارات انتشار اللهب تحاكي كيفية انتشار الحريق عبر السطح. يتم تصنيف الأسطح المصنفة بالنار ـ بترتيب تنازلي لمقاومة الحريق ـ على أنها الفئة (أ) أو (ب) أو (ج) ، بناءً على قدرتهم على تحمل التعرض الشديد للنيران الخفيفة أو المعتدلة.

نظرًا لأن أسطح الصنف A و Class B توفر مقاومة أعلى للنار من الأسطح غير المصنفة أو الفئة C ، فقد تتطلب AHJs أسطحًا من الصنف A – أو Class B في المناطق ذات القابلية العالية للتعرض لنيران الهشيم. على سبيل المثال ، نفذت مدينة أوكلاند تصنيفًا إلزاميًا للحريق من الدرجة الأولى لجميع الأسطح السكنية الجديدة بعد عاصفة 1991 المدمرة. عندما اعتمدت كاليفورنيا اتفاقية CBC واتفاقية حقوق الطفل لعام 2013 في 1 يناير 2014 ، زاد عدد الولايات القضائية ذات متطلبات سقف الفئة A و B بشكل ملحوظ.

يتوقع خبير الكود الشهير بيل بروكس أن يستمر هذا الاتجاه: “بينما تؤثر متطلبات التصنيف ضد الحريق الحالية من الفئة” أ “و” ب “على حوالي 20٪ فقط من كاليفورنيا ، وفقط نسبة مئوية قليلة من بقية الولايات المتحدة ، من المحتمل أن ترتفع هذه النسب المئوية بشكل كبير على مدى السنوات القليلة المقبلة. يجب أن تكون صناعة الطاقة الشمسية على استعداد لتحديث منتجاتها لتلبية الطلب على أنظمة السقف العالية المقاومة للحريق. ”

الكهروضوئية نظام تصنيف النار

الكلمة الأساسية في IBC Subsection 1509.7.2 هي الأنظمة: يجب أن تحمل الأنظمة الكهروضوئية – وليس الوحدات النمطية – تصنيفًا للحريق. في حين أن اختبارات الأداء القديمة للحرائق قامت بتقييم الوحدات الكهروضوئية من تلقاء نفسها ، فإن الاختبارات الجديدة تقيم الوحدات بالتنسيق مع مكونات نظام التركيب. هذا يمثل انطلاقة كبيرة في كيفية قيام الصناعة بتقييم أداء حريق مكون النظام الكهروضوئي.

النهج القديم. على مدار عقدين تقريبًا ، قامت الصناعة بتقييم وتصنيف الوحدات الكهروضوئية وفقًا لاختبارات التعرض للحرائق المبينة في UL 1703 ، “الوحدات والألواح الكهروضوئية المسطحة.” في حين أن اختبارات أداء الحريق القديمة للوحدات الكهروضوئية استعارت عناصر من اختبارات التعرض للحرائق للتركيبات سقف ، تطبيق المقيمون العلامة التجارية حرق وانتشار اختبارات اللهب على الوحدات الكهروضوئية في عزلة وليس داخل البيئة المبنية. يتجاهل هذا النهج تأثير مجموعة الأرفف على انتشار اللهب. على سبيل المثال ، لا تراعي اختبارات التعرض للحريق القديمة تأثير المدخنة المحتمل حيث يتم تركيب الوحدات الكهروضوئية فوق سطح منحدر.

نهج مستوى النظام. تتطلب قوانين البناء الحالية تصنيف الأنظمة الكهروضوئية باستخدام طرق اختبار مقاومة الحرائق التي تشمل كلاً من الوحدة ومجموعة نظام التركيب. وفقًا للمادة 1505.9 من CBC ، “اعتبارًا من 1 يناير 2015 ، يجب اختبار الأنظمة الكهروضوئية المثبتة على السطح وإدراجها وتحديدها مع تصنيف الحريق وفقًا لـ UL 1703.” تظهر لغة مماثلة في قسم CRC R902.4 ، باستثناء أنه يستبدل “الأنظمة” بـ “اللوحات والوحدات النمطية”. في حين أن كاليفورنيا هي أول ولاية تطبق هذه المتطلبات ، إلا أن الولايات القضائية الأخرى ستحذو حذوها في النهاية.

معايير سلامة المنتج المعدلة

نظرًا لأن اختبارات التعرض للحرائق يجب أن تأخذ في الاعتبار آثار أداء أنظمة التركيب والأرفف الكهروضوئية ، فإن أصحاب المصلحة في الصناعة بحاجة إلى مراجعة متطلبات تصنيف الحرائق في معايير سلامة المنتج لوحدات الكهروضوئية وأنظمة التثبيت. هذا يتطلب بروتوكولات اختبار مقاومة الحريق الجديدة للأنظمة الكهروضوئية. كما أنه أدى إلى نظام لتصنيف أنواع الوحدات النمطية المختلفة.

مراجعات UL 1703 و UL 2703. في ديسمبر 2010 ، بدأت لوحة معايير UL 1703 الفنية (STP) عملية المراجعة من خلال إنشاء لجنة فرعية لأداء الحرائق. نشرت UL معيارها المنقح 1703 في أكتوبر 2013 واعتمدته ANSI رسميًا كمعيار ANSI في مايو 2014. في حين أن UL 1703 المحدث له تاريخ نفاذ 25 أكتوبر 2016 ، فقد اعتمدت كاليفورنيا بالفعل نهج الاختبار والتصنيف الجديد.

يقترب UL 2703 ، “أنظمة تركيب الحامل وأجهزة التثبيت لوحدات الألواح الضوئية المسطحة والألواح” ، من اعتماد ANSI. تشير هذه المواصفة القياسية إلى بروتوكول اختبار الحريق في UL 1703 ويعالج كذلك القوة الميكانيكية ومدى ملاءمة مواد نظام التثبيت والتركيب ، فضلاً عن مجموعات الربط / التأريض.

اختبارات النار المنقحة. طور UL 1703 STP بروتوكولات جديدة لاختبار تصنيف الحرائق بالتعاون مع مجلس الطاقة لأمريكا اللاتينية للرموز والمعايير (Solar ABCs) وموظفي UL. طور أصحاب المصلحة هؤلاء طرق اختبار واجهة لتقييم كيف ينتشر الحريق على أسطح شديدة الانحدار والمنحدرة مع أنظمة الكهروضوئية في المكان. يوضح الشكل 1 أداء انتشار اختبار اللهب لأنظمة تركيب المنحدرات الحادة. يُظهر الشكل 2 انتشارًا مشابهًا لاختبار اللهب الذي تم إجراؤه على أنظمة التركيب منخفضة الميل. تقوم هذه الاختبارات الجديدة بتقييم ما يحدث عند الحدود المشتركة أو الواجهة بين نظام PV ومجموعة تركيب الأسقف.

تقوم مختبرات الاختبار المعترف بها وطنياً (NRTLs) مثل CSA أو ETL أو UL أو TÜV بإجراء اختبارات تصنيف الحريق الجديدة هذه. وفقًا لمعايير UL 1703 و UL 2703 المنقحة ، ينطبق تصنيف الحريق على أنظمة PV ، وليس على الوحدات بنفسها.

اختبار نوع الوحدة. هناك بعض الاستمرارية بين اختبارات تصنيف الحرائق القديمة في UL 1703 والمتطلبات المنقحة. على سبيل المثال ، لا تزال NRTLs تجري اختبارات العلامة التجارية للهب والحرق على السطح العلوي للوحدات. ومع ذلك ، فإن نتائج اختبار أداء الحريق هذه هي الآن جزء من عملية تستخدم لتصنيف الوحدات النمطية وفقًا لأنواع مختلفة. NRTLs بالإضافة إلى تصنيف الوحدات وفقا للتشييد ، والتي تشمل المواد الفوقية ، ومواد التغليف ، والمواد الركيزة ، ونوع الإطار والهندسة. يتعرف UL 1703 حاليًا على 15 وحدة نمطية بناءً على مجموعات مختلفة من الأداء النار وخصائص البناء.

يعد اختبار نوع الوحدة جزءًا مهمًا جدًا من منهجية تصنيف تصنيف الحريق. قد يخضع النظام الكهروضوئي لما يصل إلى ستة اختبارات للحصول على تصنيف للحريق. تصنيف الوحدات وفقًا للنوع يجعل من غير الضروري اختبار كل نظام تثبيت مع كل وحدة. بمجرد قيام حريق NRTL بتصنيف نظام التركيب بنوع معين من الوحدات ، يمكنك استبدال أي وحدة أخرى من نفس النوع – طالما أنها تناسب مجموعة التركيب – والاحتفاظ بتصنيف مقاومة الحريق للنظام.

تركيب أنظمة مكافحة الحرائق

مثل أي تغيير رئيسي آخر في الرموز والمعايير ، يتطلب نهج تصنيف الحرائق الجديد بعض الاهتمام بالتفاصيل. لتلبية متطلبات تقييمات مقاومة الحريق المحسّنة ، يلزمك تحديد نظام تثبيت مُصنَّف ومُدرَج ومُحدد. إذا كان تصنيف حريق نظام التركيب يفي أو يتجاوز تصنيف السطح ، فإن نظام PV المثبت عليه سوف يحافظ على معدل مقاومة حريق السقف – شريطة أن تقوم بتثبيت نظام التركيب وفقًا لتعليمات الشركة الصانعة.

يمكن أن تكون بعض تفاصيل التثبيت – مثل استخدام العاكسات أو الوحدات التي تم اختبارها من النوع – ضرورية للحفاظ على تصنيف حرائق نظام PV. قد لا تكون التفاصيل الأخرى – مثل اختيار أجهزة التثبيت أو ارتفاع فجوة الهواء – مهمة. عند الشك ، راجع دليل تثبيت المنتج أو مهندس التطبيقات.

انحراف. تستخدم بعض أنظمة التثبيت انحرافًا متقدمًا ، يشار إليه أيضًا باسم درع أو تنورة ، للمساعدة في إبطاء انتشار اللهب. يمكن للإنحرافات أن تقلل من فجوة الهواء المحيط وبالتالي تخفف من تأثير المدخنة التي ينتجها نظام PV مثبت على السقف. للحفاظ على تصنيف مقاومة للحريق ، يجب عليك تثبيت محاذير إذا كانت جزءًا من مجموعة مدرجة من الفئة A أو Class B.

وحدات اختبار نوع. على الرغم من أن معظم الشركات المصنعة للنظام المتصاعد تقوم بإجراء اختبارات تصنيف الحريق باستخدام الوحدات الكهروضوئية المختبرة من النوع ، فقد يختار البعض اختبار منتجاتهم بوحدات محددة. عندما تشير قائمة المنتجات إلى طراز أو وحدة نمطية محددة ، لا يمكنك استبدال وحدات مختلفة والحفاظ على معدل مقاومة الحريق.

فجوة الهواء شديدة الانحدار. وجدت دراسات الصناعة أن فجوة الهواء 5 بوصة هي أسوأ السيناريوهات لانتشار اللهب على سطح المنحدر الحاد بسبب تأثير المدخنة. وبالتالي فإن فجوة الهواء الافتراضية في انتشار سقف المنحدر الحاد لاختبار اللهب هي 5 بوصات. إذا كنت تستخدم نظام تثبيت تم تقييمه باستخدام فجوة الهواء الافتراضية 5 بوصة ، فيجب أن تكون قادرًا على تثبيت النظام في أي مسافة خارج سطح السقف والحفاظ على معدل مقاومة الحريق. ومع ذلك ، إذا لم يكن الأمر كذلك ، فأنت بحاجة إلى تثبيت نظام PV مع مسافة الفجوة الهوائية المستخدمة في اختبارات تصنيف الحريق ، والتي يجب أن تحددها تعليمات الشركة المصنعة.

سقف تصاعد الأجهزة. لا تتناول بروتوكولات اختبار الحريق UL على وجه التحديد المرفقات ، والقدمين ، والمواجهة ، وما إلى ذلك ، ما لم تكن الشركة المصنعة تتطلب التباعد على مسافة تقل عن 40 بوصة. من ناحية ، إذا كانت الشركة المصنعة تتطلب أجهزة تركيب محددة كانت جزءًا من اختبار تصنيف الحريق ، فأنت بحاجة إلى استخدام الأجهزة المحددة. من ناحية أخرى ، إذا لم تقم الشركة المصنعة باستدعاء طراز أو طراز الأجهزة المتصاعدة ، فيجوز لك استخدام أي جهاز والحفاظ على معدل مقاومة الحريق لنظام التثبيت.

بينما سيواجه مصممو النظم والمسؤولون عن البناء منحنى تعليمي ، يجب أن توفر متطلبات تصنيف حرائق نظام UL 1703 PV مستوى أعلى من الثقة لإدارات المباني والمفتشين ومالكي أنظمة PV. ستحتاج إلى النظر في أنظمة التركيب المقاومة للحريق وأنواع الوحدات التي تلبي احتياجاتك بشكل أفضل ، لا سيما عند تقييم مشكلات التسعير والمخزون. قد يختار بعض الأعداد الصحيحة التوحيد القياسي على أنظمة التصنيف من الفئة أ التي تكون مقبولة في جميع الولايات القضائية. قد يختار آخرون شراء أنظمة من الفئة B أو C حيث لا يكون تصنيف الفئة A مطلوبًا ، خاصةً إذا كانت هذه الأنظمة أقل تكلفة.

—جيف جواسيس / كويك ماونت PV / والنت كريك ، كاليفورنيا / quickmountpv.com

—Mark Gies / PanelClaw / North Andover، MA / panelclaw.com