光伏建筑一体化系统防火安全分析
李准基退伍摘要：分布式光伏发电（DPV）是利用可再生能源的重要途径，同时也给建筑防火和消防救援带来了新的课题，光伏与建筑结合后的消防安全隐患应引起高度重视。
关键词：光伏建筑；综合系统；消防安全；分析；研究
1火灾危险性分析
1.1光伏组件火灾性能。
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按照Gb/t20047.2--2006/iec 61730-2:2004“光伏组件安全评估第2部分：试验要求”对光伏组件进行防火试验。防火等级从C级（基本防火等级）到B级，再到A级（最高防火等级）。建筑安装组件的最低要求是耐火等级C，不同耐火等级的光伏组件价格差别很大。安装在现有屋顶上的组件应进行块试验和火焰蔓延试验，屋顶材料组件应进行ANSI/UL790“屋顶材料防火试验安全标准”中规定的其他后续试验。对于不同建筑的光伏组件防火等级的选择，以及光伏组件燃烧性能的检测方法和判断规则，目前还没有国家标准。行业标准JG/T492-2016《建筑用光伏组件通用技术要求》规定，光伏组件应满足替代场所建筑材料或建筑组件燃烧性能
分类的要求，并符合GB8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》的有关规定，按GB15763.1《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》、GB/T12513《嵌装玻璃构件防火试验方法》和GB/T9978.1《建筑构件防火试验方法》等。
1.2设备火灾危险。
由于组件之间有遮挡、鸟粪或荫凉，遮挡的光伏组件会将其他光伏组件产生的能量作为负载消耗，而组件的发热会产生热点效应，局部高温容易击穿背板，从而引发火灾。建筑集成光伏系统中的任何松动接头都可能产生直流电弧，这很容易导致组件烧毁并引发火灾。产生直流电弧的主要原因有：一是元器件内部接线不好，焊接面积过小或虚焊，接头未包裹防止灰尘进入，会发生火灾或接触电阻过大，容易产生电弧；二是由于排水不畅造成连接器长时间浸水腐蚀或高频带电插拔，金属零件内部接触电阻随电增大，长时间受热会产生电弧；三是直流电器柜电缆接头选择或安装不合适，或缺乏维护，造成电弧松动。光伏组件真空温度时间太短，温度设定过高或过低，或内部有异物气泡，都会发生分层，甚至导致组件完全报废。接地不可靠，电缆绝缘电阻过低，连接器接触不良，接线混乱会造成母线箱、直流柜损坏。电缆敷设无桥架，无保护。电缆老化加速，电缆损坏，泄漏引发火
灾。屋顶没有良好的排水措施，容易导致常年积水，降低光伏发电效率，导致组件进水，加速电缆老化和腐蚀，引发火灾。由于面板与屋面之间形成夹层，枯草落叶容易在夹层中积聚，积存的热量造成火灾隐患。
1.3对建筑安全的影响。
光伏组件的重量、风荷载、施工荷载等都会对建筑荷载产生影响。在建筑物上安装分布式光伏系统以增加建筑物火灾风险。在光伏系统中，通常采用埋件将支架与屋面结构连接，或用对重柱支架的龙骨来平衡构件和支架在活载作用下产生的倾覆力矩，影响屋面的防水排水。屋顶光伏组件与相邻建筑物或安全出口之间无防火措施，影响火灾蔓延和人员分布。
2消防安全措施天龙之人鱼公主
2.1燃烧性能综合评价。
冯小刚调侃徐帆光伏组件方阵屋顶通常为钢筋混凝土屋顶或钢结构轻型屋顶。普通建筑上的光伏组件防火等级为C级，光伏组件铺设在建筑屋顶后，光伏组件面板和屋顶应作为一个整体来评估其
防火性能等级和耐火极限、光电蜂窝组件屋顶、光电幕墙，光电采光屋顶等替代建筑构件的产品需要满足建筑构件的燃烧性能和耐火极限要求。缺乏分布式建筑一体化光伏组件及其建筑组件燃烧性能等级的评价方法和国家标准，研究了安全、适用、经济合理的燃烧性能和耐火极限要求及试验方法标准，有必要对建筑光伏组件的燃烧性能进行测试和判断，为分布式光伏与建筑的紧密结合提供技术支持。
2.2技术标准的制定。
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国家技术标准，明确了建筑综合光伏系统消防技术要求。在耐火等级不低于二级的建筑物内安装建筑一体化光伏系统；限制易燃易爆企业屋顶使用光伏组件，避免相互作用；不同性质的建筑应采用不同防火等级的光伏组件。高层建筑和重要公共建筑应采用防火等级为A级的光伏组件，通过调整光伏板与屋顶的垂直距离，合理使用防火罩，可降低火灾风险。可确定面板与相邻建筑物或安全出口之间的防火距离，并采取防火措施。
2.3消防技术措施
(1）防止电气设备着火。一是明确设备载流设计要求，在选择光伏设备时考虑阵列可能产
生的最大电流。二是合理选择过流保护装置，当单个逆变器有三个或三个以上串联输入时，每组均配备过流保护装置或防逆流装置，防止元件因过载引起线路回流而失效；第三，为防止直流电弧损坏，直流侧系统电压超过80V的光伏系统需要安装直流故障电弧保护装置，直流故障电弧保护装置需要能够在2.5s内检测到电弧的发生或750J以下的电弧能量并进行保护动作。无论直流故障电弧保护装置采用哪种方式，都要保证其准确性，不允许因装置涌流而误动(2）防止火势蔓延。首先，光伏组件需要通过ANSI/UL790《屋顶材料耐火试验安全标准》的块状燃烧和火焰蔓延试验；其次，逆变器采用无熔丝设计，避免直流侧故障引起火灾，内部逆变器、PCB板等易高温的内部元件应采用不燃或阻燃材料，外壳应采用不燃材料，电线电缆应采用阻燃、低烟、低毒材料制成。第五，电缆进出口、设备孔洞、接线盒电缆进出口、穿墙电缆、电缆沟与电缆沟连接处应采取防火措施。
2.4加强监督管理。
分布式光伏发电与建筑火灾隐患消除的结合越来越紧密，已成为建筑构件的一部分。消防安全管理任重道远，需要住建、供电、产品质量监督、消防等部门的协调配合，规范施工、设计、施工、验收和产品质量等方面的消防安全管理。光伏组件需要根据建筑构件的
防火安全性能进行评估，电气设备和布线需要满足建筑电气安全的相关要求，建筑一体化光伏系统应纳入建筑工程设计、施工监督管理领域。
2.5设置相应的火灾自动报警系统。
三八节祝贺词现有工程大多没有设置火灾自动报警系统，有的工程在变频集装箱内安装了感温感烟探测器。根据分布式光伏发电系统的特殊性，对各部分适用的火灾报警探测器和电气火灾监控探测器的选型进行了试验研究，并及时接通各部件的关断功能，有助于及时发现火灾，控制火势蔓延。
3结论
针对分布式建筑集成光伏系统的火灾隐患，对光伏组件及其建筑构件的防火性能和耐火性能进行了评价，研究制定了光伏组件及其建筑构件的设计和施工技术标准，优化设计、施工、运行等方面的防火措施，更有利于建筑一体化光伏技术的应用和发展。
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