Op steeds meer industriële platte daken komen zonnepanelen. Veel organisaties hebben al hun  mening klaar over de brandveiligheid van deze daken met zonnepanelen. Met name wanneer er sprake is van kunststof isolatie in de dakconstructie. Gelukkig vinden er nauwelijks branden plaats bij deze panden. Maar wat zijn nu werkelijk de feiten van de branden die hebben plaatsgevonden? En wat kunnen we ervan leren?

Rol van isolatiematerialen

Op verzoek van Stybenex heeft Efectis Nederland onderzoek gedaan naar  branden op industriële platte daken met zonnepanelen. Er vinden overigens nauwelijks branden plaats op industriële daken met zonnepanelen. Efectis kon in de periode van 2016-2021 acht branden vaststellen en beoordelen. Informatie over deze branden werd opgevraagd bij het Team Brandonderzoek van de betrokken brandweerregio’s. Ook is gebruik gemaakt van op internet beschikbare beelden. Vervolgens onderzocht Efectis van elke brand de oorzaak, ontwikkeling, eigenschappen en kenmerken. Specifiek is ook naar de rol van isolatiematerialen gekeken. De verkregen inzichten zijn door de onderzoekers benut voor het beschrijven van maatregelen die de veiligheid van platte daken met PV-systemen bevorderen.

ONDERZOEK EN TESTEN

Wat is al bekend over branduitbreiding op platte daken met zonnepanelen?
Onderzoeken op dit gebied zijn tot nu toe vooral gericht op het ontstaan van brand in een zonnepaneel of de installatie-onderdelen. Het doel van Efectis was echter om de brandontwikkeling onder zonnepanelen te onderzoeken. Drie onderzoeken onder laboratoriumcondities zijn daarvoor beschikbaar en bieden enig inzicht.

Hogere snelheid van branduitbreiding
Door de aanwezigheid van zonnepanelen op een plat dak worden vlammen omgebogen en wordt het dak daardoor aan meer warmtestraling blootgesteld dan zonder zonnepanelen. Onderzoek van de University of Edinburg laat zien dat de branduitbreidingssnelheid dan met wel een factor tien kan toenemen. Overigens is dit onderzoek op een zeer beperkte schaal uitgevoerd en niet zomaar te vertalen naar een werkelijke brand onder zonnepanelen.

Afstand tussen zonnepanelen en dak
De afstand tussen zonnepanelen en het dak blijkt van grote invloed te zijn op de temperatuur en de snelheid van vlamuitbreiding. Backsgrom en Tabaddor stellen daarbij vast dat de brandontwikkeling mede afhankelijk is van het brandgedrag van de zonnepanelen. Een Deense studie (Kristensen en Jomaas) geeft een beeld van de brandontwikkeling op een veld van zes zonnepanelen, maar geplaatst op een dak met isolatie en een PVC dakbedekking. De combinatie van isolatiematerialen (niet brandvertragend EPS met PIR en steenwol) wordt echter in Nederland nooit toegepast. Als ontstekingsbron fungeerde een houten crib met een vermogen van 30 kW. Die zorgde voor warmtestraling naar beneden, waardoor de zwaarste schade onder de crib ontstond.

ANALYSE

Analyse van acht branden in zes jaar tijd
Door internetresearch en opvraag bij Veiligheidsregio’s zijn acht branden aangetroffen met zonnepanelen op industriële platte daken. De branden vonden plaats in een tijdsperiode van vijf jaar (2016 – 2021). Het gaat om branden in Denekamp (2016), Ede (2017), Opmeer (2018), Amsterdam (2019), Dieren (2019), Buitenpost (2019), Wateringen (2020) en Elst (2021). Over een brand in Den Bosch (2020) was onvoldoende informatie beschikbaar.

De afstand tussen panelen
Analyse van de branden laat zien dat bij rijen zonnepanelen die minder dan een halve  meter van elkaar liggen, de brand zich over en onder de panelen verder ontwikkelt. Daarbij maakt het niet uit welk type dakbedekking of isolatiemateriaal aanwezig is.

Branduitbreiding via de dakbedekking
Bij de meeste branden is de brandontwikkeling beperkt gebleven tot het gebied van de zonnepanelen. Daar waar de zonnepanelen branden en er geen ballast (in de vorm van grind of tegels) op het dak aanwezig is, zal de dakbedekking aan de verbranding deelnemen en zal (ongeacht het type dakbedekking en isolatie) de isolatie beschadigd raken of aan de verbranding deelnemen. Buiten het gebied waar de zonnepanelen liggen, is de brandontwikkeling over het dak gelijk aan een normale brandontwikkeling op een plat dak en afhankelijk van de toegepaste materialen.

Branduitbreiding naar binnen
Wanneer sprake is van openingen of sparingen in het dakvlak, zoals bij doorvoeringen en daklichten, kan branduitbreiding naar binnen plaatsvinden. Bij de onderzochte branden zijn risicovolle situaties aangetroffen, met diverse typen dakbedekkingen en isolaties, die voor branduitbreiding via sparingen had kunnen zorgen. De toepassing van geperforeerde dakplaten met akoestische isolatie in PE zakken zorgt voor onvoldoende brandwerendheid om uitbreiding naar binnen als gevolg van een brand op een dak met smeltende dak- en installatiematerialen voorkomen.

Uitbreiding langs kabels
Bij brand in de installatie behorende bij de zonnepanelen kan de brand zich ongeacht het type dakbedekking en isolatie langs de kabels uitbreiden naar de zonnepanelen en andere delen van het gebouw.

Brandwerende scheiding
Bij geen van de onderzochte branden is de brand uitgebreid tot voorbij een brandwerende scheiding.

AANBEVELINGEN

De energietransitie gaat snel en dat geldt ook voor de kwaliteitseisen die inmiddels worden gesteld aan de te installeren producten, de installatie ervan en de ondergrond (brandwerendheid en constructieve veiligheid). Ondanks de eisen aan de zonnestroominstallatie op een bedrijfsdak (inspectieprotocol SCIOS Scope 12-keuring), is het nooit volledig te voorkomen dat er brand ontstaat. Uit het analyse van Efectis volgen aanbevelingen die zijn onderscheiden naar preventie van brandontwikkeling en preventie van branduitbreiding.

Preventie en beperken brandontwikkeling

Brandoorzaak in schakelkast/omvormer:
Brandoorzaak in de zonnepanelen en de apparatuur onder de zonnepanelen:

Als er brand in de zonnepanelen of de apparatuur onder de panelen ontstaat, moet men ervan uitgaan dat de brand ongehinderd zal uitbreiden over het veld zonnepanelen en de dakbedekking en isolatie zal (ongeacht het type isolatie) beschadigd raken.

Preventie en beperken branduitbreiding

Branduitbreiding naar binnen:
Branduitbreiding naar ander brandcompartiment:

Bij geen van de branden was sprake van branduitbreiding naar een ander brandcompartiment. Branduitbreiding naar een ander compartiment kan voorkomen worden door de gebruikelijke brandwerende scheidingen in een dakconstructie. Bij een doorlopende geprofileerde staalplaat over  de brandscheiding gebeurt dit door onderbreking van brandbare isolatie door middel van steenwol en een strook betontegels boven de brandwerende scheiding. Voor nieuwbouwsituaties kan de breedte van de tegelstrook worden bepaald aan de hand van een beschouwing conform NEN 6068 (methode voor de bepaling van de weerstand tegen branddoorslag en brandoverslag tussen ruimten in gebouwen).

VERVOLGONDERZOEK

Om meer inzicht te krijgen in het verloop van een brand op een industrieel plat dak met zonnepanelen kan men denken aan de volgende vervolgonderzoeken:

Voor meer informatie omtrent het onderzoeksrapport  ‘Brandveiligheid industriële platte daken met PV installaties’, kunt u een mail sturen naar nederland@efectis.com

Foto: Team Brandonderzoek VRH