O incêndio no tribunal de Hung Fuk, em Hong Kong, serve como um alerta: como garantir a segurança contra incêndios em sistemas fotovoltaicos integrados a edifícios?

O incêndio no Hung Fuk Court, em Hong Kong, colocou em evidência as preocupações com a segurança dos sistemas fotovoltaicos integrados a edifícios (BIPV). Particularmente vulneráveis ​​ao "efeito chaminé", esses sistemas enfrentam riscos elevados, uma vez que focos de incêndio localizados podem se propagar rapidamente para cima através de espaços ocos, representando perigos significativamente maiores do que as instalações em telhados. Isso explica por que a maioria dos países do mundo mantém padrões de segurança contra incêndio excepcionalmente rigorosos para sistemas fotovoltaicos de fachada ao promover a tecnologia BIPV.

I. Por que os sistemas fotovoltaicos de fachada são mais propensos à propagação de incêndios? Insights de estudos de caso suíços.

A Suíça, um mercado BIPV globalmente avançado com ampla adoção de sistemas fotovoltaicos em fachadas, carecia de normas unificadas. Consequentemente, a Agência Suíça de Energia encomendou à Swissolar o desenvolvimento das Diretrizes Interinas para Proteção contra Incêndio de Sistemas Fotovoltaicos em Fachadas Ventiladas, definindo limites de segurança para tais instalações.

Este guia aborda principalmente os 'sistemas fotovoltaicos de fachada ventilada' – estruturas onde um revestimento decorativo envolve os módulos fotovoltaicos, com uma cavidade ventilada separando-os da estrutura do edifício. Analisa os riscos potenciais em quatro cenários típicos de incêndio, incluindo:

Ignição por faíscas de edifícios adjacentes

Incêndios com origem nas bases dos edifícios ou nas varandas

Chamas internas escapando pelas aberturas das janelas e incendiando a fachada.

Arcos elétricos ou falhas de componentes dentro do próprio sistema fotovoltaico

O risco mais proeminente nesses cenários é a rápida propagação vertical do fogo. Particularmente quando a profundidade das cavidades é inadequada, os materiais não possuem resistência suficiente às chamas ou o roteamento dos cabos não está em conformidade, as chamas podem consumir toda uma fachada em questão de minutos.

O sistema de classificação da Suíça enfatiza ainda:

Edifícios com menos de 11 metros: Risco relativamente baixo, permitindo requisitos simplificados;

Edifícios com mais de 30 metros: Devem ser utilizados materiais retardantes de chamas de qualidade superior e estruturas de suporte resistentes ao fogo, sendo obrigatórios testes de combustão;

Todos os edifícios: Especificações rigorosas para roteamento de cabos, tipos de vidro dos módulos e classificações de retardamento de chamas da folha traseira.

Essas normas são mais detalhadas do que o atual Código Geral de Proteção contra Incêndio de Edifícios da China e servem de referência para a futura padronização de sistemas fotovoltaicos de fachada na China.

II. Por que o incêndio em Hong Kong causou tanto alarme no setor?

Os edifícios residenciais de Hong Kong são densamente construídos, com pouco espaço entre as estruturas, alta pressão do vento e configurações complexas de varandas e fachadas. Caso um incêndio se alastre através de instalações fotovoltaicas externas, as consequências serão:

Dificuldade de evacuação

Velocidade de propagação

Incêndios secundários que afetam edifícios adjacentes

excederiam em muito as das estruturas convencionais. Isso explica fundamentalmente o foco contínuo da indústria na "segurança de painéis fotovoltaicos em paredes externas" nos últimos anos.

Embora o incêndio no Hung Fuk Court, em Hong Kong, não estivesse relacionado a sistemas fotovoltaicos, esse incidente reforçou a conscientização pública: qualquer instalação montada em fachada, se não atender a padrões de segurança rigorosos, pode potencialmente acelerar o incêndio.

Consequentemente, independentemente das taxas futuras de adoção de energia fotovoltaica, as normas de segurança contra incêndio inevitavelmente se tornarão mais rigorosas.

III. Como devem ser implementados os sistemas fotovoltaicos de fachada? Os materiais e a cablagem não devem ser negligenciados.

Com base nas informações compiladas, a indústria atualmente prioriza os seguintes aspectos para painéis fotovoltaicos em fachadas:

1.  Classificação aprimorada de resistência à chama para módulos e materiais estruturais

– Os módulos de vidro duplo devem utilizar vidro temperado.

– As películas de laminação devem atender ao padrão RF2 (equivalente ao B1 da China).

– As folhas traseiras devem atingir RF3(cr)

– Para estruturas de suporte com mais de 11 metros de altura, todos os materiais devem ser não combustíveis (RF1/Classe A).

2. Projeto racional da profundidade da cavidade para mitigar a amplificação do efeito chaminé.

Uma zona de segurança de 40 a 100 mm reduz significativamente a velocidade de propagação vertical do fogo.

3. A padronização do encaminhamento de cabos é fundamental.

Os feixes de cabos horizontais não devem exceder 6 fios.

Os feixes de cabos verticais não devem exceder 3 fios.

As perfurações em paredes exigem mangas com classificação RF1.

Todos os cabos devem atender à classificação de retardamento de chama RF3(cr).

4. Inspeções regulares são essenciais:

Edifícios altos: a cada 2 anos

Edifícios de altura média: a cada 3 anos

Edifícios baixos: a cada 5 anos

Com base na experiência suíça ou nas normas chinesas vigentes, o princípio fundamental dos sistemas fotovoltaicos de fachada pode ser resumido da seguinte forma:

A segurança contra incêndio deve ser a prioridade máxima no projeto e na construção do sistema.

IV. Quais são as considerações especiais a serem feitas ao integrar painéis fotovoltaicos de fachada com armazenamento de energia? A abordagem da Highjoule (Grupo HJ) oferece um caminho de referência.

A combinação de sistemas fotovoltaicos e armazenamento de energia está se consolidando como uma tendência, com um número crescente de edifícios considerando a operação coordenada de sistemas fotovoltaicos em fachadas e armazenamento de energia distribuído para aumentar os índices de autoconsumo e fortalecer a resiliência energética. No entanto, os próprios sistemas de armazenamento de energia constituem equipamentos elétricos e seus requisitos de segurança contra incêndio não devem ser negligenciados.

O Grupo Tecnológico Hui Jue implementou o seguinte em diversos projetos:

✔ Células de bateria e design estrutural de alta segurança

A redução da probabilidade de fuga térmica diminui significativamente o risco de incêndios relacionados à bateria.

✔ Sistema de proteção ativa/passiva multinível

Inclui sistema de gerenciamento de bateria (BMS), detecção de fumaça, controle de temperatura e proteção contra desligamento automático para lidar com possíveis riscos de fuga térmica ou curto-circuito.

✔ Sistema de Gestão de Energia (EMS) interoperável com sistemas fotovoltaicos

A coordenação inteligente sincroniza a geração de energia fotovoltaica na fachada com o carregamento/descarregamento do armazenamento de energia, mitigando os riscos de incêndio causados ​​por sobrecargas elétricas.

✔ Metodologias de instalação ambientalmente resilientes

Estratégias de proteção de equipamentos de nível UPS garantem o funcionamento contínuo em ambientes complexos de edifícios urbanos.

Em aplicações na construção civil, otimizar a interação entre sistemas fotovoltaicos e armazenamento de energia não só aumenta a eficiência energética, como também reduz os riscos de falhas elétricas através de uma operação e manutenção otimizadas, diminuindo assim os riscos gerais de incêndio.

V. A instalação de painéis fotovoltaicos em fachadas não é "de alto risco para ser implementada", mas sim porque "a segurança deve ser primordial".

A energia fotovoltaica em fachadas está se tornando um componente vital dos sistemas fotovoltaicos integrados a edifícios (BIPV), mas suas características únicas significam que não se trata de uma instalação padrão onde 'simplesmente fixar suportes seja suficiente'.

Seja no que diz respeito a materiais, integridade estrutural, sistemas de transmissão de energia ou coordenação de armazenamento de energia, normas abrangentes, projeto científico, construção responsável e operação e manutenção contínuas são indispensáveis.

Da experiência suíça ao alerta sobre o desastre do incêndio em Hong Kong, a indústria converge, em última análise, para uma única direção:

As instalações fotovoltaicas em fachadas são viáveis, mas apenas quando sustentadas por uma estrutura de segurança contra incêndio mais rigorosa.

Ao priorizar a segurança dos sistemas fotovoltaicos, não se deve negligenciar o valor dos sistemas de armazenamento de energia.

À medida que os edifícios urbanos passam por uma transição para um desenvolvimento de baixo carbono, um número crescente de instalações fotovoltaicas e de armazenamento de energia será integrado às fachadas e aos sistemas de distribuição de imóveis residenciais, comerciais e de escritórios.

Se você está considerando um projeto fotovoltaico integrado a edifícios ou busca soluções de armazenamento de energia estáveis ​​e seguras, convidamos você a explorar as ofertas de armazenamento de energia da Highjoule (Grupo HJ). Juntos, vamos impulsionar a transição energética rumo a maior segurança, inteligência e confiabilidade.