Over de brandveiligheid van een een industrieel (PV-) zonnedak circuleren vele verhalen en ook verzekeraars stellen zich vaak kritisch op. Een vaak genoemde risicofactor is het toepassen van een ‘brandbaar’ isolatiemateriaal. Reden voor branchevereniging Stybenex* om gerichte brandonderzoeken te laten uitvoeren en de opgedane inzichten te delen en te benutten in het lopende normalisatietraject dat de overheid laat uitvoeren.
“Door onderzoek zijn er nieuwe inzichten rond het brand risico van PV-zonnepanelen op industriële daken”
Isolatiematerialen en brandveiligheid PV
Rogier Goes, directeur van Stybenex, kent de verhalen uit de praktijk. “Bedrijven lopen soms vast met hun ambities omdat de verzekeraar twijfels heeft over het brandrisico als er zonnepanelen op het dak gaan komen. Zeker als het om bestaande bouwwerken gaat, is er dan vaak ook nog onduidelijkheid over de opbouw van het dak en de kwaliteit ervan. Of soms is de installatie zelfs al aangelegd, zonder dat bekend is of daarbij aan alle basale veiligheidseisen is voldaan.”
Een bekend voorbeeld, is de nationale schaatstrots Thialf. Dergelijke projecten en situaties vereisen maatwerk, aldus Goes. “Als er twijfel is over de brandveiligheid van een bouwwerk en er dan ook nog de intentie is om daarop zonnepanelen te plaatsen, is het logisch dat de verzekeraar terughoudend is. Maar al snel ging het verhaal dat brandstatistieken aangeven dat installatie van zonnepanelen op daken met kunststofisolatie, en met name EPS, tot veel brandschades heeft geleid. Wij herkenden ons daar totaal niet in”.
De eerste vraag die men binnen de branchevereniging stelde was: Hoe vaak vinden deze branden op bedrijfsdaken plaats en welke rol spelen isolatiematerialen daarbij?
Onderzoek
Op verzoek van Stybenex deed Efectis Nederland onderzoek naar branden op industriële daken met zonnepanelen. Die branden bleken zich niet vaak voor te doen. Efectis kon over een periode van zes jaar (periode 2016-2021) acht branden vaststellen en beoordelen. Voor elke brand onderzocht het onderzoeksbedrijf de oorzaak, ontwikkeling, eigenschappen en kenmerken van de brand.
Specifiek is daarbij ook de rol van isolatiematerialen bestudeerd. Dat zorgde ervoor dat de onderzoekers maatregelen konden formuleren die de veiligheid van platte daken met PV-systemen bevorderen.
Branduitbreiding via dakbedekking
Efectis stelde vast dat bij de branden in Nederland de brandontwikkeling zich beperkte tot het gebied van de zonnepanelen. Als de zonnepanelen gaan branden, zal de dakbedekking aan de verbranding deelnemen. Het isolatiemateriaal zal dan beschadigen of ook aan de verbranding deelnemen. Dat geldt nadrukkelijk voor elk type dakbedekking en isolatiemateriaal, constateerde men.
Alleen ballast in de vorm van grind of tegels kan dit voorkomen. De onderzoekers concluderen ook dat wanneer er sprake is van openingen of sparingen in het dak, zoals bij doorvoeringen en daklichten, de branduitbreiding naar binnen kan plaatsvinden. Bij de onderzochte branden werden risicovolle situaties aangetroffen, met diverse typen dakbedekkingen en isolaties, die voor branduitbreiding via sparingen had kunnen zorgen.
Lees verder onder de afbeelding.
In 20 minuten tijd verplaatste de brand zich 70 centimeter waarna de dakbedekking zelf doofde.
Perspectief
Deze bevindingen plaatsen ook de recente testresultaten van PU Europe in een beter perspectief. Een vergelijkende brandtest werd door hen uitgevoerd om de bijdrage te beoordelen van een ‘brandbaar’ (PIR) en ‘onbrandbaar’ (minerale wol) isolatieproduct op een plat dak met PV systeem.
Op beide daken verspreidde zich het vuur (maar niet over het hele oppervlak) en de PV-installatie verbrandde volledig. Toen de volgende dag de beide daken ontmanteld werden, bleek de dampremmende laag op het staaldak met PIR nog intact, maar bij minerale wol was het gedeeltelijk gesmolten.
“Het brandonderzoek van Efectis biedt dus geen bevestiging van het vaak verspreide idee dat bepaalde isolatiematerialen binnen de dakbedekkingsconstructie bijdragen aan grotere brandschade en daarom niet meer verzekerbaar zouden zijn. Feit is dat aandacht nodig is voor elk type dakbedekking en isolatiemateriaal”, aldus de branchevereniging.
Antwoorden rond brandrisico en brandveiligheid
Met dat gegeven is Stybenex verder gegaan op de inzichten uit de Efectis-studie naar branden met PV-installaties op industriële daken. Bij Kiwa BDA Testing in Gorinchem zijn vervolgens volledige PV installaties op dakbedekkingsconstructies onderworpen aan indicatieve brandtesten om kennis op te doen over het brandgedrag, maar ook om preventieve oplossingen te toetsen.
Wat is de motivatie van Stybenex-lid Kingspan Unidek voor het onderzoekstraject?
Gerrit Jan Kuiper, product developer in een reactie op die vraag: “Als branche-organisatie willen we de juiste antwoorden geven op de vragen uit de markt. Het is ons duidelijk dat er veel onbekend is over het gedrag van een brand bij PV-panelen op daken. Door de veelheid van soorten, typen en merken PV-panelen, dakbedekkingen en isolatie materialen zijn er veel onzekerheden. Door als branche een aantal testen op gangbare en veel gebruikte combinaties uit te voeren, kunnen we kennis over het gedrag van deze combinaties vergaren en delen. Daar we de testen en testresultaten onafhankelijk laten beoordelen, doen we meer kennis op van de complexiteit van deze samenstelling, die we vervolgens kunnen delen binnen werkgroepen gericht op norm-ontwikkeling”.
Dakbedekkingsconstructie en PV-installatie
Hugo Smits, project manager R&D bij IsoBouw, was nauw betrokken bij de brandtesten van Stybenex bij Kiwa BDA: “Er bestaat een aantal brandrisico’s bij een PV-installatie op een dak. Niet zozeer een vliegvuurbrand, maar wel de elektrische installatie zelf vormt een belangrijke ontstekingsbron. Dat moet niet onderschat worden, blijkt uit onze testen.”
Smits: “Het vermogen dat de elektrische installatie als ontstekingsbron kan leveren, blijkt een vliegvuurbestendige dakbedekking binnen drie minuten te kunnen ontsteken en andersom zal ook de PV-installatie heftig mee gaan branden. De brandbaarheid van het PV-paneel en het montagesysteem gaan vervolgens een grote rol spelen, blijkt uit het onderzoek. Door de wisselwerking tussen dakbedekking en PV-installatie kan in korte tijd een zelfvoorzienende brand ontstaan. Ook de isolatie, ongeacht het type isolatiemateriaal, kan een rol gaan spelen bij deze brandontwikkeling”.
“Doordat het isolatiemateriaal onder de dakbedekking isoleert en warmte vasthoudt, lijkt de dakbedekking sneller te gaan branden dan wanneer er geen isolatie onder dakbedekking ligt. Een brand die zich snel uitbreidt over het dak kan op verschillende manieren zorgen voor uitbreiding door het dak. Detailleringen op het dak zoals doorvoeren, daklichten, dakranden of smeltende dakmaterialen, die via naden in de constructie door het dak naar binnen komen spelen daarbij een rol”.
Oplossingsrichtingen en risico verminderen
“Gelukkig bieden onze oriënterende testen duidelijke oplossingsrichtingen, waar de daken- en installatiebranche meer onderzoek naar kan verrichten” vervolgt Smits. “Specifiek voor betondaken is het afschermen van de dakbedekking met grindballast een zeer effectieve maatregel. Als de PV-installatie ontsteekt, zal de brand de dakbedekking niet kunnen bereiken en wordt de brand niet zelfvoorzienend”.
Wanneer de dakbedekking niet is afgeschermd en voldoet aan de Broof(t1) klasse, zoals bij veel staaldaken het geval is, lijkt de PV installatie bepalend te zijn voor de uitbreiding van de brand. Grootschalige brandtesten bij Troned in Enschede hebben positieve resultaten opgeleverd met een EPS-dakisolatie met daarop een Broof(t1) geclassificeerd dakbedekkingssysteem.
Op het dak werd een PV installatie geplaatst met glas-glas panelen (SolarWatt) met brandklasse A volgens UL 790 en een 15° montagesysteem (van der Valk Solar). Voor de proef werd een brander tussen het zonnepaneel en de dakbedekking geplaatst. In 20 minuten tijd verplaatste de brand zich 70 cm. waarna de dakbedekking zelf doofde. Het dak en PV-installatie liepen daardoor slechts minimale schade op die eenvoudig te repareren is.
René de Feijter (inmiddels werkzaam voor verzekeringsmakelaar Aon) was betrokken bij de brandtest met het glas-glas zonnepaneel en rapporteerde hierover tijdens het recente internationale congres van de Society of Fire Protection Engineers (SFPE) in Berlijn. Zijn verzuchting voor een volle zaal met brandexperts: “Welk probleem moeten we nu werkelijk oplossen: de dakconstructie of de zonnepanelen?”.
Lees verder onder de afbeelding.
Dak en PV-installatie liepen minimale- en eenvoudig te repareren schade op.
Patstelling?
“De energietransitie creëert een grote vraag naar beschikbare ruimte om PV-installaties te kunnen plaatsen”, aldus Hans Geerdink van Climbel, dat ondernemers helpt door potentieel risico te identificeren en analyseren.
Geerdink: “De grote dakvlakken van gebouwen in de industrie, instellingen en logistiek zijn dan ook bijzonder aantrekkelijk en eigenlijk gewoonweg noodzakelijk. Verzekeraars zien echter in de PV-installaties een extra risico voor instorting, storm- en brandschade. En in het geval van brandbare daken wordt de risicoverhoging (nog) als onaanvaardbaar ingeschat. Ondernemers en gebouweigenaren moeten vrij blijven in de keuze voor een gebouwconstructie die het best past bij de gewenste gebouwomstandigheden. En verzekeraars moeten vrij zijn risico’s te accepteren of af te wijzen.”
Maatregelpakket lost patstelling op
“Climbel heeft meegewerkt aan een Maatregelpakket, in een poging deze schijnbare patstelling op te lossen”, vervolgt Geerdink. “De daarvoor gebruikte hypothese is, dat wanneer een gebouw zonder PV-installatie verzekerbaar zou zijn, dat dat bij toepassing van een risico-neutrale PV-installatie nog steeds zo zou moeten zijn. Een risico-neutrale PV-installatie is dan (gezien vanuit brandveiligheid) een installatie die geen brandlast of ontstekingsbronnen toevoegt, branduitbreiding niet bevordert en brandweeroptreden niet onmogelijk maakt”.
Belangrijke bouwsteen in de hypothese bij het opstellen van het maatregelpakket is het ‘onbrandbare’ glas-glas-PV-paneel met een UL 790 brandklasse van bij voorkeur A. De testen bevestigen dat dit uitgangspunt juist was. En dat goed ontworpen PV-installaties op brandbare daken risico-technisch vrijwel neutraal kunnen zijn.
Door het toepassen van het Maatregelpakket en daarmee glas-glas-panelen zou het verzekeren van dergelijke daken goed mogelijk moeten zijn. De uitgevoerde testen zijn een onmisbare stap in het onderbouwen van de hypothese geweest en inmiddels zijn er al enkele daken verzekerd”, verteld Geerdink.
Bruikbare info over brandgedrag platte daken met zonnepanelen
Hebben de onderzoeken ook voor brancheorganisatie Stybenex het gehoopte resultaat opgeleverd? Gerrit Jan Kuiper: “Doordat er langzaam meer kennis komt over het gedrag van allerlei combinaties en door deze kennis te delen met de markt verwachten we dat het brandgedrag en risico bij combinaties eerlijk beschouwd wordt en dat de risico’s niet alleen op vooroordelen wordt bepaald. Het belang is dat er eenduidige kennis komt over deze specifieke toepassing. We weten ondertussen al dat de combinatie van producten of materialen in een toepassing van groter belang is dan de losse componenten. Met de verkregen inzichten bieden we de markt, dus alle stakeholders, bruikbare input over het brandgedrag van platte daken met PV”.
NEN-methode
De aangewezen NEN werkgroep, waaraan Stybenex deelneemt en zijn testresultaten inbrengt, komt naar verwachting snel met een methode om de brandveiligheid van daksystemen met PV-installaties te testen. Op dat moment kan eenduidig worden vastgesteld welke dakbedekkingsystemen, zonnepanelen en montagesystemen het beste uit de bus komen.
Auteur en bronnen
Dit artikel, van de hand van Erik Steegman, kwam tot stand in samenwerking met onder meer: Branchevereniging Stybenex, Efectis, Hans Geerdink van Climbel, Kiwa BDA, René de Feijter, Hugo Smits van IsoBouw en Gerrit Jan Kuiper van Kingspan Unidek. Deze partijen leverden tevens het beeldmateriaal.
*Branchevereniging van Nederlandse fabrikanten van kunststofisolatiemateriaal EPS.
Brandveiligheid en -risico van zonnepanelen op industriële daken getest. Lees ook:
Ontwerp NEN branddoorslag en brandoverslag gepubliceerd
10 feiten over zonneparken in Nederland.
