Tűzvédelmi szempontok szoláris rendszerek kialakításához

Bevezető

A megújuló energiaforrásokból előállított energia épületekben való felhasználásának elősegítését és elterjedésének gyorsítását célozza az Európai Parlament és Tanács 2010/31/EU irányelve, amely alapján 2021. január 1-től valamennyi új épület esetében biztosítani kell a közel nulla energiafogyasztás elérését.

 

A napenergia hasznosítása

A napenergia-hasznosítást három fő csoportba sorolhatjuk:

• passzív energiahasznosítás,
• hőenergia-energiahasznosítás – napkollektor (thermal system),
• elektromos energiahasznosítás – napelem (photovoltaic system).

A passzív energiahasznosítást az építészeti kialakítás határozza meg, ahol a tájolással, kompakt tömegkialakítással, alkalmazott anyagokkal, nyílásfelületek megfelelő alkalmazásával lehet maximalizálni a téli hőnyereséget, azonban nyári időszakra megfelelő árnyékolás kialakítása szükséges. Tipikus és régóta alkalmazott lehetőség az üvegezett télikertek alkalmazása.

 

Homlokzati alkalmazás, amelynek megfelelősége tűzvédelmileg vizsgálandó (www.balatonhotelsiofok.hu)

 

A hőenergia-hasznosítással egy- vagy kétkörös napkollektor rendszerrel meleg vizet állíthatunk elő és/vagy a fűtésre segíthetünk rá. Jellemzője, hogy az elhelyezett panelek mellett nagy méretű hőtároló berendezés is szükséges, mivel jellemzően nem a felhasználási időszakban keletkezik a meleg víz a rendszerben. A rendszerek elterjedése korlátozott jelenleg, aminek részben talán az állami támogatás hiánya, részben a még nem teljesen kiforrott műszaki megoldások az okai.

 

Napelemek elhelyezése a tetőn

 

A napelemek létesítése – mint zöld energiaforrás – egyre nagyobb teret nyer hazánkban is. A napelemek elhelyezhetők szabad térre, talajra – így a napelem modulokból napelemes kiserőmű (napelempark) létesül –, valamint elhelyezhető építmény tetőfedésére vagy homlokzatára, illetve magába az építési termékbe is. Az építési termékek technológiai fejlesztése már ott tart, hogy maga a cserép vagy ablak is lehet elektromosenergia-termelő. Az elektromosenergia-termeléssel egy adott lakóház, üzem, gyár, közösségi rendeltetésű épület teljes vagy részleges villamosenergia-ellátását biztosíthatjuk. Rendszerszintű kialakítása kétféle módon engedélyezett Magyarországon: „sziget” kialakítás esetén a napelemes rendszer saját akkumulátorokkal rendelkezik, nem kapcsolódik az elektromos közhálózatra; míg a hálózatra csatlakozó rendszer esetén egy oda-vissza mérővel csatlakozik a hálózathoz.

 

Lehetséges tűzvédelmi problémák

A megújuló energiaforrások közül a napenergia felhasználására alkalmazott épületszerkezetek vetnek fel alapvető tűzmegelőzési és tűzoltástaktikai kérdéseket.

Tűzmegelőzés szempontjából a kialakított rendszerek elhelyezése, tűzterjedésben meghatározott részvétele okozhat problémát, amelyet mind a jogszabályokban, mind műszakilag szükséges kezelni. Emellett a napelemes rendszer lehet maga a tűzforrás is, jellemzően rövidzárlat vagy egyenáramú ív kialakulása miatt.

 

Táblázat a kockázati osztály és a tűzvédelmi követelmény összefüggéséről

 

Tűz esetében a beavatkozás során fellépő veszélyek okozhatnak problémát, amelyet a beavatkozó állomány védelme érdekében és a hatékonyabb tűzoltás miatt szükséges műszakilag is kezelni. A telepített rendszerelemekben való megbotlás, megcsúszás (tetőtűz), a tartószerkezetekre helyezett súlytöbblet esetlegesen káros hatása lehet probléma. A napkollektoros rendszerekben további veszélyforrás a forró folyadék jelenléte és veszélyes anyagok belégzése. A napelemes rendszerek esetében fokozott veszély az áramütés lehetősége, az akkumulátorok jelenléte, amely még a lekapcsolás vagy oltóhabbal történő takarás után is jelentkezhet az épületben. Emellett a berendezések mellett sokszor veszélyes rovarok (méhek, darazsak) jelenlétével is kell számolni a tapasztalatok szerint.

 

Az érintett épület, építmény bejáratánál táblát is el kell helyezni, amely egyértelmű figyelmeztetés a tűzoltók számára a beavatkozás során

 

Tűzvédelmi jogszabályi követelmény

Az Országos Tűzvédelmi Szabályzatról szóló 54/2014. (XII. 5.) BM rendelet (továbbiakban OTSZ) különböző konkrét követelményeket határoz meg a napelemes rendszerek létesítése kapcsán.

Az OTSZ 87.§ (1)-(3) bekezdései a rendszerek elektromos kialakítására határoznak meg követelményt, és ezek teljesítési módjaira ad javaslatokat a Villamos berendezések, villámvédelem és elektrosztatikus feltöltődés elleni védelem című (TvMI 7.2:2016.07.01.) tűzvédelmi műszaki irányelv. A rendszerek elektromos tervezése és kialakítása során a tényleges cél, hogy tűz esetén biztosítható legyen a hatékony oltás és a beavatkozó állomány életének védelme az áramütésekkel szemben!

Az OTSZ 87.§ (4)-(5) bekezdései a napelemre vonatkozólag jelenleg a homlokzati elhelyezés és tetőfedésként történő alkalmazása esetén határoznak meg tűzvédelmi követelményt, az alábbiak szerint:

• abban az esetben, ha az épület homlokzatán helyezik el a napelemet, az épületre vonatkozó homlokzati tűzterjedési határértéket kell teljesíteni,
• napelemes tetőfedés (tetőfedésbe integrált napelem) alkalmazása esetén a tetőfedésnek a héjalásokra vonatkozó tűzvédelmi követelményeket is teljesítenie kell.

Emellett tavaly ősszel a BM OKF szakmai tájékoztatót adott ki a napelemes kiserőművek tervezési szempontjairól, amely az épületektől függetlenül, jellemzően földre telepített napelemparkok tűzvédelmi kialakításához ad támpontot.

Megjegyzés: A mindenkor hatályos tűzvédelmi műszaki irányelveket és a szakmai tájékoztatókat a BM OKF honlapjáról lehet letölteni!

 

Felülvilágítóként alkalmazott napelemes szerkezet (www.canadiansolar.com)

 

Az elektromos kialakítás építészeti következményei

Az elektromos rendszerek kialakítását mindenképpen szaktervezőre és szakkivitelezőre javasolt bízni, a megfelelő és mindenkinek biztonságos megoldás érdekében. Az egyenáramú és váltakozó áramú rendszerelemek megfelelő leválaszthatóságát az irányelvben javasolt, valamint részlegesen szabványokban szabályozott megoldások betartásával kell biztosítani. Javasolt a kivitelezés során is fokozottan figyelni a kialakításra: a megfelelő csatlakozódobozok, leválasztók, időjárásálló kábelek alkalmazására, valamint az éles felületeknél a kábelek megfelelő védelmére.

A javasolt feliratok és jelzések elhelyezésére építészként és beruházóként is érdemes figyelni. Az alábbi maradandóan kialakított feliratok elhelyezése szükséges, a rendszer érintett elemei mellett, egyértelműen azonosítva azokat: „Figyelem, az épületben napelem/PV-rendszer üzemel! Az aktív vezetők a PV-inverterről való leválasztás után is feszültség alatt maradhatnak!”, valamint a „Napelemes rendszer lekapcsolásakor is feszültség alatt maradó DC-vezeték!” Az érintett épület, építmény bejáratánál emellett az itt mellékelten bemutatott táblát is el kell helyezni, amely egyértelmű figyelmeztetés a tűzoltók számára a beavatkozás során.

 

Homlokzati kialakítás lehetőségei

Az OTSZ alapján abban az esetben, ha az épület homlokzatán helyezik el a napelemet, az épületre vonatkozó homlokzati tűzterjedési határértéket kell teljesíteni, amely követelmény a külső térelhatároló falak azonos tűzszakaszhoz tartozó szakaszain jelentkezik, és az épület szintszámától függően 15–45 perc közötti értéket határoz meg.

Megjegyzés: A homlokzati tűzterjedési gátak kialakításának pontos megoldásai a Tűzterjedés elleni védelemről szóló (TvMI 1.2:2017.07.03.) tűzvédelmi műszaki irányelvben szerepelnek.

Ez a követelmény jelentősen korlátozza az alkalmazás lehetőségeit hazai viszonyok között, mivel jelenleg – legjobb tudomásom szerint – nincs a hazai forgalomban olyan napelemrendszer, amellyel elvégezték a vonatkozó MSZ 14800-6:2009 – Tűzállósági vizsgálatok 6. rész Tűzterjedés vizsgálata épülethomlokzaton szerinti, valós léptékű tesztet a homlokzati tűzterjedési határérték megállapítására vonatkozóan.

Az OTSZ azonban megad olyan homlokzati felületeket, amellyel szemben nincsen meghatározott homlokzati tűzterjedési követelmény, azaz lényegében ezeken a felületeken lehet alkalmazni a napelemes rendszereket. Ezek az alábbiak lehetnek:

• A1 és A2 tűzvédelmi osztályú, nyílás nélküli külső térelhatároló fal,
• a nyílásos homlokzat nyílás nélküli lábazati fal,
• egy légteret képező helyiséghez tartozó homlokzatrészek,
• egyszintes épület,
• földszinttel és legfeljebb két további építményszinttel rendelkező
  • egylakásos lakóépület,
  • szálláshelynek nem minősülő üdülő,

• A1 vagy A2 tűzvédelmi osztályú, légrés nélküli burkolati, bevonati, vakolt hőszigetelő rendszerek alkalmazásakor a homlokzati tűzterjedés elleni gát kritériumait kielégítő külső térelhatároló fal.

 

Teljes homlokzati felületként történő alkalmazási példa a Suntech irodaház belső terében (www.monocle.com)

 

Az OTSZ-ben szerepelnek további követelmények a homlokzatokon alkalmazható anyagok tűzvédelmi osztályát tekintve, amiket szintén be kell tartani. Ilyen például, hogy a különböző tűzszakaszokhoz tartozó homlokzati felületeken tűzterjedési gátat kell kialakítani. Ez vízszintes értelemben minimum 90 cm széles, függőlegesen minimum 130 cm magas felület, amelyen csak A1-A2 tűzvédelmi osztályú anyag helyezhető el. Emellett magasépületek nyílásos és nyílás nélküli külső térelhatároló falán, valamint a tűzfalon a terepcsatlakozástól függőlegesen mért 5 méter magasságig csak A1 vagy A2 tűzvédelmi osztályú építési terméket lehet alkalmazni. A 10 centiméternél vastagabb éghető anyagú hőszigetelés esetén A1-A2 tűzvédelmi osztályú tűzvédelmi sávok kialakítása szükséges.

A napelempanelek tűzvédelmi osztálya nem felel meg ennek a kitételnek, így ezeken a felületeken szintén nem helyezhetőek el a rendszerek.

Összefoglalva: a követelmények biztosítása miatt a homlokzati felületeken elhelyezhetők a napelemes rendszerek, de nem bármely felületre. Mind tervezés során, mind utólagos felszerelés esetén meg kell győződni róla, hogy a rendszerek nem kerülnek tűzterjedési gát felülete elé, tűzvédelmi sáv elé vagy homlokzati tűzterjedési gát követelménynyel érintett felület elé.

 

Előtetőként alkalmazott megoldás, amelyre általános esetben sem határoz meg tűzvédelmi követelményt az OTSZ (www.canadiansolar.com)

 

Tetőfedés kialakítására vonatkozó tűzvédelmi előírások

Az OTSZ alapján abban az esetben, ha e napelemes rendszer tetőfedésként alkalmazzuk, e tetőfedésnek a héjalásokra vonatkozó tűzvédelmi követelményeket is teljesítenie kell.

A tetőszerkezet az épület legfelső szintjét felülről határoló szerkezet, amely fedélszerkezetből és tetőfedésből áll. A tetőfedés nem más, mint a magastetős kialakításban a tetőszerkezet külső térrel határos, csapadékzáró része, amelyre vonatkozólag az OTSZ a mellékelt kis táblázatban látható követelményt támasztja általánosan, kockázati osztály függvényében.

E vagy F tűzvédelmi osztályú anyag tetőfedésként akkor alkalmazható, ha az építmény legfeljebb egy emeletszinttel rendelkezik és a tűzvédelmi hatóság azt az adott építményre engedélyezte.

Jelenleg a tetőfedésbe integrált napelemes rendszerek jellemzően magasabb költséggel telepíthetőek és – legjobb tudomásom szerint – nincsen hazai forgalomban olyan rendszer, amely rendelkezik a B_roof(t1) minősítéssel. Várhatóan a folyamatos fejlesztések során újabb termékek kerülnek forgalomba,

ahol a gyártóknak a teljesítménynyilatkozatban fel kell tüntetniük a termék tűzvédelmi osztályát is. Ennek alapján el lehet dönteni a termékek alkalmazhatóságát a tervezés vagy felújítás során.

 

Magastetőn és lapostetőn történő elhelyezés

Az OTSZ napelemekre vonatkozó speciális követelményei között nem jelenik meg előírás a magastetőn történő, de nem fedésként kialakított elhelyezés esetére vagy a lapostetőn történő elhelyezésre, így ilyenkor csak az általános elvek betartása szükséges. Ennek értelmében nem helyezhető el napelemes rendszer a tetőszinti tűzterjedési gát felületén, amely minimum 60 vagy 90 cm szélességet jelent a tűzszakaszhatárok vonalában. Emellett általános elhelyezés esetén javasolt átgondolni, hogy a rendszer bármilyen módon hozzájárulhat-e a tűz esetleges terjedéséhez.

 

Egyéb alkalmazási lehetőségek

Külföldi példákban megjelent már az egyéb épületszerkezetbe integrált napelemes kialakítás is, ahol jellemzően üvegfelületbe kerülve, részlegesen fényáteresztő kialakításban készülnek az elemek. Mivel konkrét jogszabályi követelmény nincs ezekre a megoldásokra, így ebben az esetben az alkalmazás helyétől függően az elemeknek azon épületszerkezeti elemre vonatkozó tűzvédelmi követelménynek kell megfelelniük, amelynek „a helyére” beépítjük.

Ilyen alkalmazási példa az üveg felülvilágító, illetve az előtető, melyekre a mellékelt képeken is láthatunk példákat.

 

 
Napelemes árnyékolási megoldások

 

Összefoglalás

A napelemes rendszerek elterjedése rohamosan nő hazánkban, és ez a fejlődés várhatóan tovább fog zajlani a szigorodó energetikai követelmények miatt. A napelemes rendszerekre vonatkozó tűzvédelmi szabályok betartása esetén, gondos tervezéssel és kivitelezéssel tűzvédelmi szempontból biztonságos rendszer alakítható ki. Szakmai véleményem szerint a tervező és kivitelező feladata és felelőssége a kialakítás megfelelőségének (és annak igazolása), még akkor is, ha a kialakítás során nem vonnak be tűzvédelmi tervezőt vagy szakértőt. Bonyolultabb geometriai kialakítás vagy kérdés esetén pedig mindenképpen érdemes tűzvédelmi tervezővel vagy szakértővel egyeztetni a tűzvédelmileg helyes kialakítás érdekében.

 

Veresné Rauscher Judit
okl. építészmérnök, okl. tűzvédelmi tervezési szakmérnök, építésügyi tűzvédelmi tervező
Flamella Kft.