Brandsäkerhet i solcellsinstallationer
En genomgång av applicerbara regelverk och den problematik med brandsäkerhet som råder gällande solcellsinstallationer
Ludvig Spångberg
Brandingenjör 2020
Luleå tekniska universitet
Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser
I
Förord
Detta examensarbete behandlar brandsäkerhet vid solcellsinstallationer och utgör den avslutande delen av brandingenjörsprogrammet vid Luleå tekniska universitet, arbetet omfattar 15 högskolepoäng.
Jag vill här tacka er som engagerat ställt upp på intervjuer och delat med er av er värdefulla kunskap. Jag vill också tacka Ramboll för att ha stöttat mig i mitt arbete och låtit mig skriva på kontoret.
Ett extra stort tack till min handledare Michael Försth för att med stort engagemang alltid ställt upp och svarat på mina frågor och funderingar.
Stockholm, 10 December 2020.
II
Abstract
Lately both companies and individuals are trying to make use of alternative renewable energy sources. The number of photovoltaic installations has gone up sharply in recent times, the efficiency has gone up while the prices has
decreased. This report deals with photovoltaic installations, this from a fire safety point of view with Sweden as the focus area. Photovoltaics installations that is addressed in this report are installations placed on the roofs and facades of buildings, both integrated and applied.
Technology development is moving faster than regulations, this contributes to creating uncertainty about what generally applies in the industry but also wishes for clarifications in the National Board of Housing, Building and Planning's
Building Regulations. To remedy these shortcomings, rescue services around the country have issued their own advices and recommendations, which can create problems for the developer as they tend to differ from municipality to
municipality.
This report compiles regulations and recommendations that are applicable to photovoltaic installations. To gain more knowledge and objections on the subject, several people have been interviewed. Consistent from both the literature and the interviews conducted is that the regulations are not
mandatory, but it is instead up to the client and the projector to decide, which creates uncertainty and differences from case to case when making own
interpretations.
Something that has emerged during the work and that raises thoughts is that there are buildings constructed as well as products on the market that do not meet the requirements set in the National Board of Housing, Building and
Planning's Building Regulations. This creates considerations about whether there are other building products in addition photovoltaic installations that are used without meeting current requirements.
III
Sammanfattning
I en allt mer miljömedveten värld försöker både företag och privatpersoner allt mer använda sig utav alternativa förnybara energikällor. Antalet
solcellsinstallationer har ökat kraftigt på senare tid, effektiviteten har ökat samtidigt som priset minskat. I denna rapport behandlas solcellsinstallationer, detta ur brandsäkerhetssynpunkt med Sverige som fokusområde.
Solcellsinstallationerna som behandlas är installationer placerade på byggnaders tak och fasader, både integrerade och applicerade.
Teknikutvecklingen går snabbare än regelställandet, vilket bidrar till att skapa en oklarhet kring vad som generellt gäller i branschen men också till önskemål om förtydliganden i Boverkets Byggregler. För att råda bot på bristerna har
räddningstjänster runt om i landet givit ut egna råd och rekommendationer, vilket kan skapa problem då de har en tendens att skilja sig åt från kommun till kommun.
I rapporten sammanställs och redovisas regelverk och rekommendationer som är applicerbara på solcellsinstallationer. För att få mer kunskap och invändningar kring ämnet har ett antal personer intervjuas. Genomgående från både
litteraturen och de genomförda intervjuerna är att regelverken ej är tvingande, utan det är istället upp till byggherren och projektören att ta ställning, vilket skapar en osäkerhet och olikheter från fall till fall då egna tolkningar görs.
Något som framkommit under arbetets gång och som väcker funderingar är att det finns byggnader utförda såväl som produkter som ej uppfyller de krav som ställs i Boverkets Byggregler. Detta skapar funderingar kring om det finns andra byggnadsprodukter utöver solcellsinstallationer som används utan att uppfylla gällande krav.
IV
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte och mål ... 2
1.3 Avgränsningar... 2
2 Metod ... 4
2.1 Metoddiskussion ... 5
2.2 Källkritik ... 5
3 Teori ... 7
3.1 Solcellsinstallationers uppbyggnad ... 7
3.2 Olika typer av solcellsinstallationer ... 8
3.3 Testmetoder ... 9
3.4 Brandrisker ... 12
4 Resultat - litteratur ... 14
4.1 Boverket ... 14
4.2 Bygglov ... 16
4.3 Plan och byggförordningen ... 17
4.4 Räddningstjänstens rekommendationer ... 18
4.5 CFPA-E Guideline ... 21
4.6 Standarder i Sverige ... 22
4.7 Lantbrukets Brandskyddskommité ... 23
4.8 Försäkringsbolagens riktlinjer ... 23
4.9 Dubbel standardisering ... 24
4.10 Installatör ... 24
4.11 Snö- och vindlast ... 25
4.12 Takmeterial och monteringssystem ... 26
4.13 Exempelprodukter ... 26
4.14 Exempelbyggnad ... 27
5 Resultat - intervjuer ... 28
5.1 Magnus Tillqvist - LULEÅ ENERGI ... 28
5.2 Olleper Hemlin - RISE ... 28
5.3 Peter Kovács - RISE ... 29
5.4 Lars Boström - RISE ... 29
5.5 Axel Mossberg - BRANDSKYDDSLAGET ... 30
5.6 Tomas Ekman - LÄNSFÖRSÄKRINGAR ... 31
6 Analys/Diskussion ... 33
6.1 Solcellsfasad ... 33
6.2 Solcellstak ... 35
6.3 Övrigt ... 35
7 Slutsats ... 38
V
7.1 Svar på frågeställningar ... 38
7.2 Fortsatt arbete ... 39
7.3 Självkritik ... 40
8 Referenser ... 41
9 Bilagor ... 45
1
1 Inledning
I en allt mer miljömedveten värld försöker gemene man allt mer använda alternativa (gröna) energikällor, däribland solceller. Antalet installationer av solceller har under den senaste tiden ökat kraftigt. 2018 beslutades att alla nybyggda villor och mindre flerbostadshus i Kalifornien måste ha solpaneler installerade på hustaken (Campanello, 2018). Vilket tyder på att denna ökning torde fortsätta även framgent.
En anledning till denna ökning kan vara en ökad allmän miljömedvetenhet, men även tillgängligheten eftersom stora företag som Tesla och IKEA numer säljer solceller. Ekonomiska stöd från den svenska regeringen erbjuds samt att priserna har gått ner, samtidigt som effektiviteten och hållbarheten gått upp (Brandforsk, 2019).
Som konsekvens av detta har också antalet bränder relaterade till solceller ökat (Brandforsk, 2019). En av anledningarna kan vara att i princip vem som helst tror sig vara behörig att sätta upp egna paneler på taken, då kunskapen kring hur hanterandet ska gå till är låg.
1.1 Bakgrund
Allmänhetens intresse för investeringar i egna solcellsanläggningar har ökat kraftigt på senare tid. Från år 2017 till 2018 ökade antalet installerade solcellsanläggningar med 67 % (Dagens Nyheter, 2019). Vissa gör det för ekonomin, andra för miljön eller möjligheten att helt eller till viss del vara självförsörjande. År 2018 stod solpaneler för 0,2 procent av den svenska elproduktionen; år 2040 förväntas den siffran ha ökat till 10 procent (Taksäkerhetskommittén, 2019).
Prisfallet på solceller antas också vara en starkt bidragande faktor till ökningen av antalet anläggningar. 2014 var medelpriset för en solcell som kunde alstra en watt 2,50 kronor. På slutet av 1970-talet var kostnaden hela 550 kronor.
Möjligheten att få ned arbetskostnaden med hjälp av ROT-avdraget har också gynnat utvecklingen av antal solcellsanläggningar (Elsäkerhetsverket, 2015).
En annan faktor som bidragit positivt till antalet solcellsanläggningar är den skattereduktion som trädde i kraft 2015. Den innebär att privatpersoner som levererar el till elnätet kan få en skattereduktion på 60 öre per kWh, på den el som används från elnätet, utöver den ersättning som ges från elhandlaren som köper elen. Detta gäller dock upp till maximalt 30 000 kilowattimmar per
kalenderår (Elsäkerhetsverket, 2015).
Det har också tillkommit en skattebefrielse vid elförsäljning från
solcellsanläggningar upp till 255 kW. Detta gäller för producenter som säljer sin överskottsel till någon annan aktör (Elsäkerhetsverket, 2015).
2 Som bakgrund och inspiration till detta examensarbete ligger en rapport utgiven av Brandforsk (2019) ”Innovativa elsystem, konsekvenser för brandsäkerhet”.
I rapporten presenteras och diskuteras bland annat solceller och dess risker med avseende på brand. I slutet av Brandforsks rapport (2019) presenteras ett antal förslag på vidare arbete. Jag har valt att som utgångspunkt i arbetet utgå ifrån en av dessa. Den lyder:
”Detaljerad analys av existerande standarder, nationellt såväl som internationellt, för att bedöma vilka standarder som är relevanta för svenska förhållanden, t.ex. med avseende på klimat och med svenska byggregler som randvillkor” (Brandforsk 2019, s.62).
I tidigare intervjustudier har det framkommit att många tror att lokal produktion av el med hjälp av exempelvis solceller kommer bli dominerande i Sverige.
Anledningen till detta anses vara att ingen ytterligare yta utöver huset behöver tas i anspråk. Men även teknikutvecklingen leder till solceller byggs in i
materialet och ersätter det ”vanliga” tak/fasadmaterialet (Brandforsk, 2019).
1.2 Syfte och mål
Syftet med detta arbete är att genom en litteraturstudie samt intervjuer undersöka de existerande standarderna och andra regelverk som gäller för solcellsinstallationer, såväl nationellt som internationellt med syfte att bedöma vilka som är relevanta för svenska förhållanden, om det finns några motsägelser mellan dessa och om några har potential för förbättring.
Målet med arbetet är att minska antalet bränder härledda till solceller samt person- och egendomsskadorna i samband med sådana bränder, och belysa de brister/glapp som finns idag.
Nedan presenteras de frågeställningar som ligger till grund för arbetet:
- Vilka regelverk ställs / är applicerbara på solcellsinstallationer ur brandsäkerhetssynpunkt?
- Vilka överlapp / glapp finns idag mellan olika standarder och svenska regelverk likt BBR?
- Hur kan svensk kravställning snabbt förbättras?
1.3 Avgränsningar
Arbetet avgränsas till att behandla solcellsinstallationer och tillhörande kopplingar främst utifrån brandsynpunkt. Lagringsdelar såsom batterier och dylikt berörs ej. Arbetet avgränsas även till byggnadsapplicerade och
byggnadsintegrerade solceller. Solcellsparker kommer därmed ej att behandlas.
Avgränsningarna gällande att behandla solcellsinstallationer ur brandsypunkt har gjorts med avseende på att arbetet ska vara brandrelaterat, då arbetet utgör den avslutande delen av brandingenjörsprogrammet.
3 Att det fokuseras kring just byggnadsintegrerade och byggnadsapplicerade
solceller är eftersom det är där brister kan få stora konsekvenser, både i form av egendomsskador men också i form av personskador. Anledningen till att det känns viktigt att belysa dessa är att på sikt få ett tydligare regelverk och mer brandsäkra solcellsinstallationer.
4
2 Metod
Metoden som ligger till grund för arbetet är att genom en litteraturstudie och intervjuer undersöka de standarder, regelverk och rekommendationer som finns idag och hur väl de fungerar. Tillsammans med verkliga exempel på produkter och byggnader har en sammanvägd helhetsbild tagits fram, se Figur 1.
Eftersom solceller inte funnits lika länge som exempelvis kol och olja finns det inte heller lika mycket forskning och litteratur på kring ämnet. Uppfattningen som har erhållits under intervjuerna är att de svenska byggregelverken är mer responsiva än proaktiva. Regler skapas helt enkelt när något allvarligt inträffat med syfte att det inte ska hända igen. För att belysa detta och diskutera problematiken i stort har intervjuerna med nyckelpersoner inom ämnet genomförts.
Arbetet inleddes med att bearbeta litteratur på ämnet. Tidigt identifierades en rapport utgiven av Brandforsk (2019): ”Innovativa elsystem, konsekvenser för brandsäkerhet”. Rapporten användes som utgångspunkt i vidare sökning efter litteratur. När en grundläggande bild av läget erhållits påbörjades planeringen av intervjuerna. Detta inleddes med mejlkontakt med Luleå Energi. Därefter
planerades intervjuer med representanter från forsknings-, försäkrings och konsultsidan. Detta för att få en bredd i informationsinhämtningen. Då ämnet är relativt nytt och smalt är intervjuantalet begränsat.
Gällande intervjuerna togs kontakt direkt via ett telefonsamtal, där en kort presentation av mig och arbetet gjordes. I samtliga fall genomfördes
intervjuerna omgående därefter. Intervjuerna genomfördes enskilt och semistrukturerade, endast ämnesområdet var bestämt och frågorna
bestämdes/formulerades under intervjuernas gång, utefter svar och reaktioner på tidigare ställda frågor.
Intervjun inleddes med att frågeställningarna presenterades och därefter ställdes en öppen fråga om spontana tankar kring ämnet. Vilket sedan ledde vidare till andra aktuella frågor/funderingar. Under tiden som intervjuerna pågick gjordes anteckningar. De tankar och kommentarer som framkom presenteras i avsnitt 5.
Efter genomförda intervjuer erhölls i flera fall mejl med information, information som i flera fall ej hade varit möjlig att få tag på utan kontakten med berörda personer. Efter genomförda möten har vidare litteraturstudier gjorts på information som framkommit.
För att få en bild hur det ser ut på marknaden har också exempelbyggnader och produkter identifierats som sedan analyserats. Detta för att med verkliga
exempel påvisa de brister och därmed också förbättringsmöjligheter som finns.
Anledningarna är inte att leta fel hos den aktuella projektören/leverantören utan istället exemplifiera de brister som finns.
För att erhålla handlingarna för exempelbyggnaden som tas upp i avsnitt 4.14, begärdes handlingarna ut från aktuell kommun. För att få tag på fakta kring produkterna söktes information på företagens hemsida samt kontakt via mejl där takklassningen bekräftades och dokument gällande solcellsfasad erhölls, vilket redovisas i Bilaga 2.
5 2.1 Metoddiskussion
Att metodvalet föll på just litteraturstudier och genomförande av intervjuer har att göra med att de ansågs bäst lämpade för att undersöka och lyfta fram de brister i regelverk som finns gällande brandsäkerhet hos solcellsinstallationer.
Med detta sagt finns det med stor sannolikhet både byggnader och produkter som uppfyller gällande krav, då reglernas hela syfte hänger på det. Men att enbart fokusera på dessa hade givit en förfinad bild av verkligheten.
Litteraturen som tas upp visar de (få) regler som gäller idag, detta valideras av intervjuade personer som även påpekar det faktum att regelverken ej hängt med i utvecklingen. Det som sedan framkommer i de verkliga exempel, är att även de få regelverk som finns visar sig inte alltid följas.
Metoderna som använts hade kunnat göras mer utförligt, genom att exempelvis ta till sig av en större mängd litteratur, intervjuat fler personer eller tagit upp flera verkliga exempel. Men eftersom det med använd metod framkommer att det finns byggnader och produkter som saknar aktuell klassning/testning hade denna ökning med stor sannolikhet givit likartade slutsatser.
2.2 Källkritik
För att mäta en studies trovärdighet finns tre mått, validitet, reliabilitet och objektivitet. Validitet, studiens relevans, i vilken grad man mäter det man avser att mäta. Reliabilitet, studiens tillförlitlighet, alltså i vilken utsträckning samma resultat om studien upprepas. Objektivitet, hur värderingar påverkar studien (Björklund & Paulsson, 2012).
Valideten i studien bedöms som god, något som tyder på det är att det som identifierats i litteraturstudien har därefter bekräftats av intervjupersonerna.
Reliabiliteten gällande litteraturstudien är god förutsatt att inga förändringar i regelverken har gjorts. Gällande intervjudelen är reliabiliteten ej lika god då exempelvis misstolkningar kan uppstå, för att få en god reliabilitet krävs också att intervjuerna genomförs med samma personer. Detta eftersom kunskapsläget skiljer sig från person till person.
Valet av intervjupersoner grundar sig i rekommendationer från såväl handledare och intervjupersonerna själva som har tipsat om fler personer med kunskap inom området. Det finns med stor sannolikhet fler personer med andra tankar och åsikter som hade breddat resultatet ytterligare. Något man ska ta i
beaktande när man läser rapporten är att personerna som intervjuats själva mer eller mindre dagligen arbetar med frågorna kan kunskapsnivån skilja från person till person. Men också objektiviteten beroende på vilken roll intervjupersonen har i sitt arbete.
6
Figur 1: Illustrering av använd metod
7
3 Teori
”På två timmar tar jorden emot lika mycket energi från solen som hela världens befolkning använder under ett år” (Fortum, u.å).
Citatet ovan känns igen av många och finns i många olika former. För att fånga in energin från solen kan solceller användas, alltifrån installationer på små enskilda villor till stora byggnadskomplex.
Beroende på solcellsanläggningens storlek och komplexitet varierar också risken för skada. Små anläggningar kan ha en spänning på 12 eller 24 V medan större anläggningar kan ha en spänning upp till 1000 V (MSB, 2014).
Den pågående utvecklingen av solcellsmarknaden i Sverige medför att de
tekniska regelverken måste hållas aktuella och uppdaterade (Elsäkerhetsverket, 2015). Livslängden för högkvalitativa solceller som produceras idag bedöms uppgå till över 30 år (Kovacs, 2015).
3.1 Solcellsinstallationers uppbyggnad
Solceller består av ett halvledarmaterial, exempelvis kisel. Materialet har kontakter både på fram- och baksidan. När solstrålarna träffar solcellens
framsida erhålls en negativ laddning. En spänning skapas då mellan den positiva (baksidan) och den negativa (framsidan). Metallkontakterna placerade på både fram- och baksidan fångar då upp spänningen vilket ger elektricitet.
Elektriciteten är i form av likström medan elnätet och de flesta elektriska
apparaterna drivs av växelström. Därför behövs en växelriktare som omvandlar elen till växelström som kan användas i våra hushåll och elnät (Solnord, u.å.).
Små och stora solcellssystem konstrueras enligt samma princip. Skillnaden ligger främst i antalet solceller per modul. En stor solcellsinstallation kommer att ha flera komponenter och anslutningspunkter som potentiellt också kan leda till brand (Brandforsk, 2019).
3.1.1 Solcellsmodul
Solcellsmodulen är den genererande komponenten, den genererar en fast likspänning under tiden den är belyst. Det kan vara 12, 24 eller 48 volt:
spänningen beror på solinstrålningen, modulens storlek och kan begränsas av belastningen. Det finns inte något enkelt sätt att göra modulerna spänningslösa eftersom de producerar likström även om de inte är direkt belysta av solljus (Elsäkerhetsverket, 2015).
3.1.2 Strängar
En rad av seriekopplade moduler kallas sträng. Denna seriekoppling görs för att få önskad effekt från solcellsanläggningen. Solcellsanläggningar består i sin tur av ett önskat antal parallellkopplade strängar. Omfattningen beror på önskad effekt och vald arbetsspänning. Arbetsspänningen påverkas av vilken
växelriktare som valts (Elsäkerhetsverket, 2015).
8 3.1.3 Kopplingslåda
Solcellsanläggningar bestående av fler än en sträng sammankopplas i en kopplingslåda, detta görs innan strömmen leds vidare till en växelriktare (Elsäkerhetsverket, 2015).
3.1.4 AC/DC-brytare
En brytare placerad på AC- respektive DC-sidan om växelriktaren krävs för att kunna koppla bort likströmsdelen och elnätet vid service (Elsäkerhetsverket, 2015).
3.1.5 Växelriktare
Växelriktaren omvandlar solcellernas likspänning till växelspänning med en frekvens som sedan kan matas ut till elnätet. Växelspänningen ska
synkroniseras mot elnätet. Vid exempelvis bortfall av spänning på elnätet är det viktigt att solcellsanläggningen inte fortsätter att mata ut energi till elnätet. För att undvika detta fenomen (bakmatning) är de flesta växelriktare försedda med skyddskretsar som kopplar bort växelriktaren vid energibortfall på elnätet (Elsäkerhetsverket, 2015).
3.1.6 Gruppcentral
Gruppcentralen är fastighetens inmatningspunkt. Hit levererar
solcellsanläggningen och elnätet energi till avsäkrade inmatningar. Elen till fastigheten kommer via elnätsägarens servisledning som är ansluten till ett mätarskåp. Från mätarskåpet går en huvudledning till gruppcentralen (Elsäkerhetsverket, 2015).
3.2 Olika typer av solcellsinstallationer
De flesta experter bedömer att solceller på hustak kan bidra positivt till den svenska elmixen (eftersom solenergi är en förnybar energikälla), helt utan att göra anspråk på någon mark. Större anläggningar tros däremot inte bli lika vanliga på nordliga breddgrader som söderut (Kättström, 2019).
Solcellsinstallationer på byggnader kan delas in i två olika kategorier beroende på hur de placeras.
Byggnadsintegrerade solceller (BIPV, Building Integrated Photovaltaics) byggs in i byggnaden och utgör en del av klimatskalet (taktäckningen/fasadmaterialet).
Det kan exempelvis vara takpannor med elproduktionsfunktion (Brandforsk, 2019).
Byggnadsapplicerade solceller (BAPV, Building Applied Photovaltaics) placeras utanpå byggnaden och har därmed ingen klimatavskärmande funktion
(Brandforsk, 2019).
3.2.1 Solcellstak
Något som blir allt vanligare är solcellstak, vilka utgörs av byggnadsintegrerade solceller. Solcellstaken ersätter det vanliga takmaterialet och blir design- och konstruktionsmässigt därmed en del av klimatskalet (Vattenfall, u.å.).
Solcellstak är en nyare mer kostsam innovation än traditionella
9 solcellsinstallationer och har också i dagsläget en lägre verkningsgrad, se Tabell 1 (Wallner, 2019).
Tabell 1: Uppskattad kostnad och besparing från Solcellskollens kalkyl (Wallner, 2019).
3.2.2 Solcellsfasader
Solcellsfasader fungerar genom att man klär en del av eller hela
byggnadsfasaden med solceller. Solcellsfaser är relativt nytt i Sverige men spås utvecklas starkt under kommande år (Ahlfort, 2019).
Eftersom solcellsfasaderna fungerar som klimatskal ersätter de tegel, plåt eller trä helt och hållet. Det finns tillverkare som har börjat tillverka semitransparenta solceller, som möjliggör ljusinsläpp men på bekostnad av elproduktion (Soltech, u.å.).
3.3 Testmetoder
I följande avsnitt redovisas två testmetoder som används på tak- respektive fasadprodukter idag och som Boverket hänvisar till i Boverkets Byggregler (BBR).
3.3.1 Brandtekniska klassen BROOF(t2)
I den europeiska standarden för utvändig brandpåverkan (EN 13501–5)på takmaterial finns fyra olika testmetoder.
BROOF(t2) är den som används i Sverige, se Figur2. Vid aktuell provning provar man takmaterialet på ett eller flera standardunderlag.
Standardunderlagen består av spånplatta, stenull, fibercementskiva och cellplast (EPS). Provresultaten är endast aktuella för de testade standardmaterialen. Dock kan resultaten representera liknande material förutsatt att densiteten är ungefär densamma. Om produkten är testad på ett specifikt underlag gäller enbart
resultaten för det aktuella underlaget (Boverket, 2019a).
Testet är utformat med tanken att en så kallad flygbrand (brinnande och
glödande partiklar som via vinden förs från en brand i en byggnad till en annan) inte ska få fäste på taket. Det finns däremot inte något i testet som indikerar att
10 takmaterialet skulle vara motståndskraftigt mot brand från insidan av taket (Boverket, 2019a).
Figur 2: BROOF (t2) testrigg (SP, 2012).
11 3.3.2 SP-Fire 105
Den svenska provningsmetoden som används för testning av fasadbeklädnad på flervåningshus heter SP-Fire 105. Ett godkänt SP-Fire 105-test är ett alternativ till obrännbar A2 fasad enligt Boverkets Byggregler (BBR) och medför att
punkterna 2-4 uppfylls enligt BBR 5:551, se Figur 5 i resultatdelen. Utöver detta skall man upprätthålla en avskiljande funktion mellan brandceller.
Det vill säga; Brandspridning inuti väggen begränsas, risken för brandspridning längs med fasadytan begränsas samt att risken för personskador till följd av nedfallande delar av ytterväggen begränsas.
För att ett test skall godkännas gäller följande:
• Inga delar skall falla ner
• Begränsad brandspridning längs fasaden (1)
• Max 80kW värmestrålning från fasaden (2)
• Max 450 oC i takfoten (3)
Punkterna inom parantes ovan finns utmarkerade på Figur 3.
Om fasaden vid uppförandet av en byggnad ska vara målad skall även provningen innefatta en målad fasad (Skyddat, u.å).
SP-Fire 105 testar en storskalig fasadbrand. Fasadytan som testas har
dimensionerna 4 * 6 meter, se Figur 3. Fasaden exponeras av en brand i 15-20 minuter. Syftet med testet är att avgöra hur fasadytan bidrar till brand, genom att se om en brand sprider sig från under Plan 1 till Plan 2.
12
Figur 3: SP-Fire 105 testrigg (Brandforsk, 2017).
Under testets gång mäts även temperaturen i takfoten och värmestrålningen ut från fasaden. Resultaten jämförs därefter med de maximalt tillåtna värdena.
Ingen flamspridning till plan 2 är tillåtet.
Efter det att testet är genomfört skärs fasadkonstruktionen i bitar för att bedöma den inre brandspridningen inuti fasaden (Brandforsk, 2017).
3.4 Brandrisker
Felaktig installation och bristfälligt underhåll har visat sig vara två starkt bidragande faktorer till brand i solcellsanläggningar. Problem uppstår ofta i brytare eller i snabbkontaktdon, kablar eller kopplingslådor (Elsäkerhetsverket, 2019).
Eftersom solcellsinstallationer innehåller många elektriska komponenter är de även potentiella brandkällor. Orsakerna till brand kan ha och göra med
ljusbågar, jordfel eller överslag mellan olika elektriska ledare (Brandforsk, 2019).
Skadade kablar är en stor brandrisk. För att minska risken för brandtillbud
härledda till kablar kan kablarna förläggas säkert. Detta kan göras för att minska risken för stående ljusbågar (vilket är en kraftig elektrisk urladdning som
överförs via luften mellan två strömförande ledare, vilken kan komma upp i temperaturer om flera tusen grader).
13 Då ska strängkablar för plus- och minussidan förläggas pol-separerade med ett avstånd om ca 10 centimeter. Detta gäller vid samtliga genomföringar och andra extra utsatta områden. Kablar ska inte förläggas direkt mot eller på yttertak (Länsförsäkringar, 2018a).
En annan brandrisk med solcellsinstallationer är en så kallad hot-spot (vilket innebär att en temperaturrusning skapas i modulen). En hot-spot kan komma upp i temperaturer på flera hundra grader, vilket leder till förkolning av
närliggande material. Ett sätt att kontrollera om risken för hot-spot föreligger eller ej är att filma anläggningen med värmekamera för att se om någon modul visar högre temperaturer än övriga (Windon, u.å).
Hot-spots kan också vara ett resultat av att en solcell är skuggad/övertäckt.
Detta eftersom den skyddade cellen kommer att generera en lägre spänning.
Om ett stort antal celler i en sträng är sammankopplade kan det resultera i att den skuggade cellen tar upp spänningen från de övriga cellerna för att
kompensera sin låga spänningsnivå vilket kan leda till överhettning och smältning (Pveducation, u.å).
14
4 Resultat - litteratur
Flera organisationer och regelställare har utfärdat standarder,
rekommendationer samt regelverk som hanterar alternativt går att applicera på solcellsinstallationer. Beroende på typ av solcellsinstallation blir också dessa olika.
4.1 Boverket
I Sverige är det Boverket som ansvarar för utformningen av de svenska byggreglerna.
4.1.1 Tak
I avsnitt 5:62 i Boverkets byggregler regleras kravet på att byggnaders taktäckning ska utformas på ett sådant sätt att antändning försvåras,
brandspridning begränsas samt att taktäckningen endast kan ge ett begränsat bidrag till branden (Boverket, 2020).
Detta innebär normalt att taktäckningen lägst ska uppfylla brandtekniska klassen BROOF (t2). Anledningen är att en mindre flygbrand inte ska få fäste på taket och leda till att hela byggnaden brinner upp och att branden sprider sig till närliggande andra byggnader (Boverket, 2020).
Om solpanelerna utgörs av byggnadsapplicerade solceller är taktäckningen definitionsmässigt inte en del av byggandens skydd mot det yttre klimatet.
Därmed är inte reglerna i BBR 5:62 direkt tillämpbara byggnadsapplicerade solceller placerade på taket (Boverket, 2020).
Vid montering av solpaneler ska snö och vindbelastning beaktas enligt BBR (Länsförsäkringar, 2018a).
4.1.2 Fasad
Krav på klassning av fasader beror på byggnadens byggnadsklass (Br),
indelningen har att göra med vilken verksamhet som ska bedrivas samt antalet våningsplan. I Tabell 2 redovisas huvudklasserna. Klass A1 utgör den högsta klassningen och kan inte kombineras med någon tilläggsklass. Övriga klasser kan kombineras med tilläggsklassena som redovisas i Figur 4.
I avsnitten 5:551 finns kravet för Br1-byggnader, se Figur 5 och 5:552 i BBR för Br2- och Br3-byggnader. Även för fasadmaterial är en stor fråga om
solpanelerna tillhör fasaden eller inte, det vill säga om de utgör en del av byggnadens klimatskal eller ej. Oavsett vilket ska de uppfylla kraven på brandskydd enligt PBF 3 kap. 8 §, se avsnitt 4.3.
15
Figur 5: Urklipp BBR avsnitt 5:551 (Boverkets byggregler 29).
Om solcellerna byggs byggnadsintegrerade skiljer sig kraven åt beroende på den byggnadsklass byggnadsverket tillhör. För byggnader tillhörande byggnadsklass Br2 och Br3 ställs krav på fasadmaterial om lägst D-s2, d2. Detta uppfylls med träpanel och bedöms av Boverket uppfyllas även med solpaneler.
För byggnader tillhörande byggnadsklass Br1 ställs däremot högre krav (A2-S1, d0) alternativt godkänt SP-Fire 105-test med tillägget att punkt 1 i BBR 5:551 uppfylls, se Figur 5.
Figur 4: Urklipp BBR avsnitt 5:231 (Boverkets byggregler 29).
Tabell 2: Förklaringstabell över huvudbrandklasser (Boverket, 2019b).
16 För att visa att kraven uppfylls kan fasaden antingen uppföras med obrännbart material (A2-s1, d0) eller genom att fasadsysstemet provas och godkännas enligt SP-Fire 105. Boverket anser att motsvarande krav bör gälla för
byggnadsintegrerade solpaneler som utgör fasader på flervåningsbyggnader (Boverket, 2020).
4.1.3 Tekniskt byte sprinklade byggnader
År 2012 genomförde SP en fallstudie där man med hjälp av boendesprinkler testade möjligheten för brännbara fasadmaterial i ett flerbostadshus. Eftersom förenklad dimensionering inte ställer krav på sprinkler i flerbostadshus utgör den automatiska sprinkleranläggningen ett tillägg. Ett tillägg som enligt fallstudien bidrar mer positivt till brandskyddets robusthet än det avsteg som görs med brännbar fasad (SP, 2012).
Slutsatsen blev att risken för brandspridning i en byggnad med boendesprinkler är betydligt lägre än en osprinklad byggnad, vilket ledde till att brännbar fasad kunde användas. Användningen av fasadbeklädnad i Euroklass D leder inte till någon signifikant risk så länge boendesprinkler är tillgängligt eller om branden kontrolleras av räddningstjänsten. Enligt SP kan därför vanligen ytskiktsklass D användas i flerbostadshus om boendesprinkler installeras (SP, 2012).
4.2 Bygglov
I följande stycke beskrivs när och om bygglovs krävs vid installation av solcellsanläggningar.
I Plan och bygglagen regleras kravet på bygglov. I PBL 9 kap. 2 § står följande:
Det krävs bygglov för
”3. annan ändring av en byggnad än tillbyggnad, om ändringen innebär att c) byggnaden byter färg, fasadbeklädnad eller taktäckningsmaterial eller byggnadens yttre utseende avsevärt påverkas på annat sätt.”
3 c) gäller enbart om byggnaden ligger i ett område som omfattas av en detaljplan (Plan- och bygglaglag [PBL], 2010).
Vid sökt bygglov skall dagens kravnivå uppfyllas. Bygglov krävs alltså vanligtvis för ändringar av en byggnads yttre utseende inom detaljplanerat område. För en- och tvåbostadshus finns dock vissa undantag från lovplikten för
fasadändringar. Undantagen gäller ändring av fasadbeklädnad eller
taktäckningsmaterial om ändringen inte väsentligt ändrar byggnadens eller områdets karaktär.
Utanför detaljplanerat område krävs det normalt inget bygglov vid fasadändringar (Boverket, 2018).
4.2.1 Räddningstjänstens roll
Räddningstjänsten är den kommunala förvaltningen som har kunskap avseende byggnadstekniskt brandskydd (MSB, 2018). Enligt BBR ska kraven med
avseende på räddningsmanskapets säkerhet uppfyllas. Räddningstjänsten kan vara ett stöd eller remissinstans till byggnadsnämnden i byggärenden. Gällande
17 huruvida de byggreglerna gällande säkerhet i händelse av brand anses
uppfyllda, detta görs inför startbeskedet. Om räddningstjänsten är tveksam till den tolkning som är gjord av BBR eller andra regelverk bör detta påpekas till byggnadsnämnden (MSB, 2018).
4.3 Plan och byggförordningen
”I den lagstiftning som finns för solcellsanläggningar beaktas inte
räddningstjänstens säkerhet vid insats” (Räddningstjänsten Skåne nordväst, 2016). Däremot ska solcellsinstallationerna uppfylla de egenskapskrav avseende säkerhet i händelse av brand som tillämpas för alla typer av byggnadsverk, vilka finns reglerade i PBF 3 kap 8 § (Plan- och byggförordning [PBF], 2011)
Att detaljregler saknas kring byggnadsapplicerade solceller innebär inte att det inte ställs några krav. De övergripande kraven på brandskydd i lagstiftningen måste ändå uppfyllas. Dessa beskrivs i plan- och byggförordningens 3 kap. 8 §, se Figur 6.
Figur 6: Urklipp från plan och byggförordningen 3 kap. 8 § (Regeringskansliet, 2011)
Ett sätt att jämföra när det saknas detaljerade föreskrifter i BBR är enligt Boverket att jämföra med den situation som är mest lik den aktuella och finns reglerad. Då hänvisas det till avsnitt 5:62 i BBR som ställer krav på BROOF(t2), Boverket anser dock att skillnader kan motiveras då exempelvis hela takytan inte är täckt av solpaneler (Boverket, 2020).
4.3.1 Räddningsmanskapets säkerhet
Den femte punkten i PBF 3 kap. 8 § behandlar det faktum att hänsyn ska ha tagits till räddningsmanskapets säkerhet vid händelse av brand.
Solpaneler medför riskfaktorer utöver att de kan falla ner och skada människor vid brand. De fortsätter nämligen producera ström så länge de utsätts för solljus. För räddningspersonalen innebär detta risker för elchocker från solpanelerna, men även från den likströmskabel som är leder ström från panelerna till växelriktaren. Ett sätt enligt Boverket för att minska risken för elchocker är att installera olika brytsystem som bryter strömmen så nära panelen som möjligt.
18 Solpanelerna kan också försvåra räddningstjänstens arbete på tak eftersom tillträdesvägen begränsas och möjligheten till håltagning kan försämras (Boverket, 2020).
Frånkopplingsmöjligheterna varierar beroende på systemets uppbyggnad.
Enklare anläggningar kan förses med säkerhetsbrytare som finns placerade i nära anslutning till solpanelerna. Vid större och komplexare anläggningar krävs vanligtvis flera brytsystem. I en rapport från MSB 2014-06-01 nämns att det inte fanns något krav på frånkopplingsmöjlighet och därför bör solcellssystemet beaktas som strömförande mellan paneler och växelriktare (MSB, 2014).
För att genomföra en säker och framgångsrik insats är det till stor hjälp för räddningstjänsten om det finns tydliga anvisningar som beskriver systemets uppbyggnad, vilka delar som alltid är strömförande och hur eliminering av
elektrisk spänning kan göras (MSB, 2014). Därför bör det finnas väl specificerad dokumentation av anläggningen med översiktsschema, riktningar och dylikt (Elsäkerhetsverket, 2015).
För att skydda sig mot skador från en solcellsanläggning i samband med insats tillämpas skyddsavstånd. Skyddsavståndet varierar beroende på situationen, om en skadad solcellsanläggning kan transportera ström via ledande byggnadsdelar kan stora skyddsavstånd behövas (MSB. 2014).
Det enda helt säkra sättet att skydda sig från solcellsanläggningen är att täcka över panelerna med något material som helt hindrar ljus från att nå modulerna, exempelvis med hjälp av flera mörka presenningar (Elsäkerhetsverket, 2015).
Det råder delade meningar kring huruvida strålkastarbelysning kan generera farliga strömmar från solpaneler. I föreskrifterna från Elsäkerhetsverket och i MSB:s rekommendationer betraktas elanläggningen som spänningsförande hela dygnet (MSB, 2014).
4.4 Räddningstjänstens rekommendationer
Flertalet räddningstjänster runt om i Sverige har tagit fram olika typer av PM som tar upp säkerhetshöjande åtgärder för solcellsanläggningar. I dessa PM tas systemlösningar upp för att minimera riskerna vid brand och avsevärt förbättra säkerheten hos räddningstjänstens personal vid pågående insats.
I Bilaga 2 visas en sammanställning av de rekommendationer som
räddningstjänsterna runt om i Sverige gett ut. I Tabell 3 sammanställs antalet räddningstjänster med likvärdiga rekommendationer. Detta har gjorts för att belysa de likheter/skillnader som finns mellan de olika räddningstjänsterna.
19
Tabell 3: Sammanställning antal räddningstjänster per rekommendation
Rekommendation/riktlinje Antal räddningstjänster (tot. 21 st)
Placering av växelriktare 20
Säkerhetsbrytare/brandmannabrytare
för likström 21
Indikation vid placering av
manöverdon 8
Optimerare 20
Likströmskablar ska förläggas synligt 13
Montering på obrännbart material 7
Åtgärder för ras vid brand 9
Möjlighet för håltagning ska beaktas 20 Ej installation i nära anslutning till
förvaring av brandfarliga/explosiva varor
5
Byggnaden ska skyltas tydligt 21
Kontaktuppgifter till
anläggningskunnig 17
Krav på tekniskt
informationsunderlag vid större anläggningar
19
Insatsplan vid större anläggningar 13
Storstockholms brandförsvar (SSBF) har tagit fram en detaljerad vägledning avseende planering och projektering av solcellsanläggningar (Storstockholms brandförsvar, 2019). Syftet med vägledningen är att underlätta möjligheterna för räddningsinsatser i byggnader med solcellsinstallationer. Med anledning av att SSBF:s rekommendationer är omfattande och aktuella har informationen som sammanställs i avsnitten 4.4.1-4.4.5 nedan hämtats därifrån.
Räddningstjänsten betraktar de delar av anläggningen där inte strömmen kan brytas som farlig. Målet ur räddningstjänstens perspektiv är att så stora delar av anläggningen som möjligt kan göras spänningslös på ett snabbt, enkelt och tydligt sätt utan att äventyra räddningspersonalens säkerhet.
4.4.1 Kablar och brytare
Eftersom en solcellsanläggning kan inneha höga spänningsnivåer som medför fara vid kontakt (gäller främst likströmssidan) behövs möjligheter att koppla bort spänningen. Säkerheten ökar därför om en växelriktare finns placerad på ett avstånd så nära solcellsanläggningen som möjligt, vilket minskar längden på likströmskabalarna med höga spänningsnivåer. Växelriktaren bör kunna
frånkopplas för att göra växelströmssidan spänningslös, gäller främst byggnader med flera brandceller. Friliggande likströmskablage bör förläggas synligt med tydlig märkning.
Om möjligheten att placera växelriktaren nära solpanelerna saknas bör en säkerhetsbrytare installeras nära solpanelerna. Även ett manöverdon som styr växelriktaren alternativt säkerhetsbrytaren bör installeras. Donet skall vara lättåtkomligt, lättförståeligt och tydligt uppmärkt. Det skall även vara strategiskt
20 placerat, till exempel vid en brandlarmstablå eller vid byggnadens entré. En automatisk återgång till ursprungsläget skall ej vara möjlig, varför mekaniskt manöverdon föredras (Storstockholms brandförsvar, 2019).
4.4.2 Spänningsreducering
Tekniska lösningar som minskar spänningarna direkt från solpanelerna eller via tilläggskomponenter är något som SSBF ser positivt på ur ett
räddningstjänstperspektiv. Däremot kan en beaktning av effekter utifrån ett elsäkerhetsperspektiv vara nödvändig. Därför rekommenderar SSBF att frågor rörande elsäkerhet hanteras av en sakkunnig på ämnet. Svårigheten har att göra med de för- och nackdelar som olika komponenter medför och hur de fungerar tillsammans, därför bör en dialog föras mellan återförsäljare och installatör för att göra anläggningen så säker som möjligt (Storstockholms brandförsvar, 2019).
4.4.3 Takplacering
Generellt skall hänsyn tas till byggnadens tekniska brandskydd i samband med projektering av en solcellsanläggning. Vid en eventuell insats kan
räddningstjänsten behöva utföra håltagningar i takkonstruktionen för att ventilera ut brandgaser eller på annat sätt bekämpa branden. I komplexa byggnader med flera brandceller är det därför extra viktigt att åtkomlighet och möjlighet till håltagning tas i beaktan i projekteringsskedet.
För att kunna genomföra en säker håltagning rekommenderas en tvärsnittsyta från taknock till takfot som är fri från solceller, lämpligen över brandcellsgräns.
Det rekommenderas att ett avstånd mellan brandväggar och solcellspaneler uppgår till minst 2,5 meter. SSBF rekommenderar samma avstånd (2,5 m) mellan varje grupp av solceller. Placering av solcellsinstallationer bör ej göras i närheten av takkanter och rökluckor eller andra fasta installationer.
Solcellsinstallationer ska uppfylla egenskapskraven i (3 kap. 8 paragraf PBF). För räddningstjänsten handlar det främst om att hänsyn till räddningstjänstens säkerhet i händelse av brand ska ha tagits.
I monteringsskedet är det viktigt att tänka på vilket underlag solpanelerna monteras på och hur det kan inverka på en eventuell brand. Om solpanelerna monteras direkt på obrännbart underlag kan spridningshasten minska och därmed underlätta för räddningstjänsten (Storstockholms brandförsvar, 2019).
4.4.4 Information till räddningstjänsten
För att snabbt få vetskap om att solpaneler finns installerat är det viktigt att märka ut dem, eftersom insatsen kan behöva anpassas utefter det. Skyltning bör finnas vid samtliga entréer, se Figur 7. Finns automatiskt brandlarm installerat bör även skyltning i anslutning till brandlarmstablån finnas.
21
Figur 7: Exempelskyltning av solcellsinstallationer (SSBF, 2020).
Andra delar av anläggningen såsom brytare, växelriktare och strömförande kablar bör också vara tydligt uppmärkta med hjälp av skyltning (Storstockholms brandförsvar, 2019).
4.4.5 Insatsplan och kontaktuppgifter
Vid solcellsinstallationer i större byggnader bör det i insatsplanen finnas dokumenterad information om anläggningen. Den bör vara en förenkling av solcellsanläggningen med översiktsritningar som visar kabeldragning, placering av växelriktare/säkerhetsbrytare etcetera.
Även kontaktuppgifter till person med vetskap om den aktuella
solcellsanläggningen skall vara tillgänglig i anslutning till byggnaden, helst i anslutning till brandlarmscentralen och i insatsplanen. En lämplig kontaktperson kan utgöras av installatör, fastighetsförvaltaler eller annan expert på
anläggningen (Storstockholms brandförsvar, 2019).
4.5 CFPA-E Guideline
Samverkansorganisationen, Confederation of Fire Protection Associations Europe (CFPA-E) har tagit fram rekommendationer och riktlinjer för att minska antalet bränder härledda till solcellsinstallationer.
Eftersom solcellsinstallationer är komplexa tekniska system medförs vissa risker genom bristfällig installation, planering och drift. Utöver detta utsätts
solcellsinstallationerna även för yttre påverkan i form av väderpåverkan (vind, snö, is, hagel, blixtnedslag), brand eller gnagarangrepp. Detta innebär att energiproduktionen men också byggnaden i sig som solcellsinstallationerna är placerade på kan bli negativt påverkade (CFPA-E, 2018).
I CFPA-E Guideline tas det upp att brännbara komponenter (kablar) inte får passera brandcellsgräns. Om detta är oundvikligt ska dessa installeras i brandsäkra kabelkanaler (CFPA-E, 2018).
För solpaneler installerade på taket skall avståndet mellan solpanel och
brandvägg uppgå till minst 2,5 meter. Ett kortare avstånd kan accepteras om den potentiella brandspridningen har beaktats (CFPA-E, 2018).
Installationer av solceller på tak ska delas in i sektioner med en bredd om maximalt 40 meter. Avståndet mellan dessa sektioner ska uppgå till minst 5 meter, se Figur 8 (CFPA-E, 2018).
22
Figur 8: Sektionsindelning solcellspaneler (CFPA-E, 2018).
CFPA-E rekommenderar ett avstånd mellan eventuella rökluckor och solpaneler.
Om en röklucka är placerad i samma höjd som taket rekommenderas ett skyddsavstånd på 2,5 meter.
Om rökluckan är placerad upphöjd från taknivån (upp till 2,5 meter) rekommenderas ett skyddsavstånd på 5 meter.
Om solpanelerna installeras på fasaden ska dessa minst uppnå de lokala och tillämpbara byggreglerna för att förhindra brandspridning längst fasaden.
Solpanelerna skall alltså uppnå samma krav som resterande fasadmaterial (CFPA-E, 2018).
Om en brand skulle inträffa ska räddningstjänsten ha möjlighet att kunna koppla bort strömmen från solpanelerna, med hjälp av en lättåtkomligt placerad
säkerhetsbrytare. Lämplig skyltning ska uppföras för att underlätta för
räddningstjänsten. Säkerhetsbrytarens funkation ska regelbundet testas (CFPA- E, 2018).
4.6 Standarder i Sverige
I följande avsnitt tas existerande standarder i Sverige upp. Dessa standarder hanterar främst elsäkerhetsfrågor då rena brandstandarder i Sverige saknas.
SEK Svensk Elstandard fastställer all svensk standard inom elområdet, inom SEK finns det olika tekniska kommittéer (TK) som arbetar med olika teknikområden.
4.6.1 SEK TK 8
SEK TK 8 är en spegling av IEC TC 8 som utarbetar internationella standarder med fokus på elenergiförsörjningssystemet.
För TK 8:as ansvarsområde finns en standard som fokuserar på
solcellsanläggningar, SS-EN 50438 ”Fordringar på mindre generatoranläggningar för anslutning i parallelldrift med det allmänna elnätet”.
23 Den anger bland annat bortkopplingskriterier för produktion av el från panelerna när elnätet blir spänningslöst. Anledningen till detta är att en ansluten
solcellsanläggning inte ska mata ut effekt till elnätet när elnätsägaren tror sig gjort elnätet spänningslöst, vilket medför stora risker vid arbete i elnätet (Elsäkerhetsverket, 2015).
4.6.2 SEK TK 64
Den standard relaterad till solceller som TK 64 givit ut är främst SS 436 40 00.
Här omfattas utförandet av alla elinstallationer med nominell spänning upp till 1000 V (växelspänning) eller 1500 (likspänning). Standarden omfattar också ett avsnitt som handlar om utförandet av solcellsanläggningar (avsnitt 712). Ett annat tillämpbart avsnitt är avsnitt 61 som handlar om kontroll före idrifttagning (Elsäkerhetsverket, 2015).
I avsnitt 712.42 i SS 436 40 00, står det som tillägg nämnt att lokala
bestämmelser för räddningstjänstens brandbekämpning kan finnas. Det regleras också att märkning skall finnas på byggnader med solcellsinstallationer.
Kablarna till installationerna ska förläggas säkert och inte direkt på yttertaket (SEK, 2017).
4.6.3 SEK TK 82
SEK TK 82 har utgett ett stort antal standarder både som IEC och SS-EN. Det stora antalet standarder rör ett brett spektrum inom solcellsområdet. Det handlar om övergripande utförandekrav, produkt-/provnings-
/mätningsstandarder, säkerhetsfordringar på inåtgående komponenter. Det kan också handla om anslutning till elnätet samt drift och underhåll
(Elsäkerhetsverket, 2015).
4.6.4 SEK TK EMC
SEK TK EMC arbetar med standarder som berör EMC (Elektromagnetisk kompatibilitet), en standard som berör solceller specifikt är SS-EN 61000.
Ett problem med tillverkarna har deklarerat sina produkter efter en EMC-
standard som inte är särskilt bra lämpad för solcellsanläggningar. Dagens (2020) standarder är framtagna för korta ledningar. Korta ledningar har inte samma
”antennegenskaper” och kan därför inte sända ut störningar i den aktuella frekvensbanden. EMC-labben som utför standarderna testar enbart en optimerare i taget, i solcellsanläggningar kan tiotals optimerare vara
sammankopplade. Då blir också störningen betydligt större (Elinstallatören, 2020).
4.7 Lantbrukets Brandskyddskommité
Lantbrukets Brandskyddskommité är en del av Brandskyddsföreningen, de har tagit fram ett regelverk som reglerar elinstallationer i lantbruk och
hästverksamhet. I regelverket har solcellsanläggningar ett eget avsnitt, där hänvisas till SS 436 40 00 med tillägg och förtydligande (LBK, 2019).
4.8 Försäkringsbolagens riktlinjer
Det finns ett antal checklistor som används under försäkringsbolagsbesiktningar.
Listorna är endast underlag och hjälpmedel för att besiktningsmannen ska kunna
24 avgöra risken med anläggningen eller om nya riktlinjer har kommit. Det finns alltså inget krav från försäkringsbolagen att följa dessa riktlinjer (Ekman, 2020).
Riktlinjerna är framtagna för att på ett mer lätthanterligt sätt se om
solcellsanläggningarna är utformade på ett säkert sätt. Länsförsäkringar har en egen checklista, se Bilaga 4. Denna signeras av både försäkringstagare och elinstallationsföretaget som utfört installationen. Skadestånd kan utebli om kriterierna ej uppfylls. Elektriska nämnden som auktoriserar
besiktningsingenjörer har också givit ut en checklista för solcellsanläggningar, se Bilaga 5.
Majoriteten av punkterna som tas upp i checklistorna nämnda ovan har hänvisningar till elsäkerhetsstandarden SS 436 40 00.
4.9 Dubbel standardisering
Elsäkerhetsverket har konstaterat att det finns ett visst överlapp mellan olika standarder. Främst gäller detta mellan standarder utgivna av TK 64 och TK 82. I TK 64 finns ett avsnitt (712) som handlar om kraftförsörjningssystem med fotoelektriska solceller. Denna menar Elsäkerhetsverket helt klart berör standarder inom TK 82. Elsäkerhetsverket menar även att man med stor sannolikhet kan dra slutsatsen att motstridiga tekniska krav anges. Dock genomförs revideringar för att tydliggöra kraven och minska motstridigheterna (Elsäkerhetsverket, 2015).
4.10 Installatör
Installationer av solceller omfattas av de krav på behörighet som ställs på personer som ska utföra starkströmsinstallationer. Installationsarbetet får endast utföras av elinstallatör eller av yrkesman under överseende av elinstallatör, en person som beviljats behörighet av Elsäkerhetsverket.
Under bemyndigandena i elinstallationsförordningen (1990:806) finns
föreskrifter och allmänna råd som reglerar behörighet för elinstallatörer. Här ställs krav på utbildning och praktik för behörighet till att utföra
elinstallationsarbete på elektriska anläggningar.
För att genomföra solcellsinstallationer krävs vanligen allmän behörighet. Detta på grund av arbetet innefattar arbete i gruppcentralen och därför är inte
begränsad behörighet, som exempelvis BB1, tillräckligt (Elsäkerhetsverket, 2015).
Trots att det ställs krav på exempelvis auktoriserad installatör, noteras vid besiktningar av solcellsanläggningar brister i fyra av fem installationer. Det kan handla om oskyddade kablar, felaktigt placerade växelriktare eller tunga
anläggningar som placeras på gamla tak (Länsförsäkringar, 2018b).
År 2017 kom en ny elsäkerhetslag som innebär att elinstallationsföretaget som utför solcellsinstallationen måste finnas i Elsäkerhetsverkets offentliga register med korrekt verksamhetstyp. Även innan den nya elsäkerhetslagen trädde i kraft klassades solcellsanläggning som starkströmsanläggning och krävde därmed behörighet för installation. Men enligt Mikael Carson på
25 Elsäkerhetsverket gör den nya lagen det lättare att agera vid olagliga och
därmed riskfyllda installationer (Länsförsäkringar, 2018b).
4.11 Snö- och vindlast
Det är av stor vikt att utföra snö- och vindlastsberäkningar vid projektering av solcellsanläggningar. Ur brandsynpunkt är att takkonstruktionen ska uppfylla bärighetskravet även vid brand och förhindra kollaps i ett tidigt skede. Men
också för att räddningstjänsten ska kunna genomföra en säker insats från taket.
Solcellsmoduler som installeras i snörika regioner kan medföra en ökad eller asymmetrisk snöbelastning som inte taket är dimensionerad för. Skadorna behöver inte vara uppenbara utan kan även förekomma som mikrosprickor som försämrar produktionen avsevärt. Genom att regelbundet ta bort snö från
takapplicerade moduler ökas produktionen samtidigt som belastningen minskar.
Just nu genomför Rise ett projekt med fokus på:
1. ”Effekter av takmonterade moduler på den förväntade snölasten och därmed dimensioneringen av tak”
2. ”Effekter av snölast på moduler i kombination med modulens utformning och montering”
3. ”Metoder för att få paneler snöfria med avseende på resursåtgång och möjliga modulskador”
Studier saknas på hur takmonterade solpaneler påverkar förutsättningarna för takdimensionering i olika snölastzoner. Testerna som genomförts för certifiering av solcellsmoduler är ett mekaniskt lasttest, där en homogen last påverkar en solcellsmodul i horisontellt läge (RISE, u.å.).
Eftersom solcellsmoduler är av glattare material än andra takmeterial ökar
risken för snöras från lutande tak. Därför bör ett avstånd mellan solcellsmodulen och snörasskyddet uppgå till minst 80 cm. Vid högre taklutningar kan flera eller högre snörasskydd behövas (Taksäkerhetskommittén, 2019).
Exempelvis innebär upplutande solcellsanläggningar att ett stor mängd snö kan komma att ansamlas mellan panelerna (Solkompaniet, 2015).
Vid projektering av solcellsinstallationer behöver hänsyn tas till tänkt snö- och vindlast. Eftersom mängden snö och vind skiljer sig åt från norr till söder behövs specifika beräkningar för det aktuella projektet. Specifikt med Sverige är att hänsyn behöver tas till både snö- och vindlast. De flesta system har endast beräknats för vindlast. Sveriges förhållanden kräver infästning i takstolarna och inte endast i bärlekt eller råspont. När ett system som är fäst i bärlekten eller råsponten (ej godkänt) belastas med tung blötsnö finns en risk för sviktning som i sin tur knäcker takpannorna, vilket leder till vattenskador.
Anledningarna till att leverantörer ej utför dessa beräkningar är att de är tidskrävande och att priset för montagematerialet skall hållas nere. Om dessa beräkningar saknas kan konsekvenserna bli mycket stora (Larsson, 2020).
26 4.12 Takmeterial och monteringssystem
Kostnaden för att montera solceller på taket har att göra med takkonstruktionen och takmaterialet. De olika taktyperna har olika monteringssystem som är
certifierade för respektive taktyp. Generellt är rekommendationerna att inte använda system som innebär genomföringar genom taket tätskikt
(Solkompaniet, 2015).
4.13 Exempelprodukter
På den svenska marknaden finns ett antal leverantörer av solcellsprodukter. En av dessa är Soltech, de är helhetsleverantör av solcellsinstallationer och
levererar både byggnadsapplicerade och byggnadsintegrerade produkter.
Eftersom det i dagsläget inte ställs några krav med avseende på brand på byggnadsapplicerade solceller tas endast byggnadsintegrerade solceller upp i detta avsnitt 4.13.1 och 4.13.2.
4.13.1 Takinstallationer
Soltech levererar två olika typer av byggnadsintegrerade takinstallationer som ersätter vanliga takalternativ helt och hållet, ShingEl se Figur 9 och RooF se Figur 10 (Soltech, 2020a,b).
I mailkorrespondens med Soltech bekräftas att dessa takprodukter uppfyller BROOF(t2), Brandtekniska klassen BROOF(t2) (Klingberg, 2020).
Figur 10: Soltech ShingEl (Soltech, 2020b)
Fasadinstallationerågra produkter som uppfyller klassningen A2-s1,d0 (Tuv, 2020).
Soltech Facade, se Figur 11, är en byggnadsintegrerad fasadkonstruktion som ersätter andra byggnadsmaterial (Soltech, 2019).
I mejlkorrespondens med Soltech erhölls ett förklaringsdokument med motivering kring hur BBR 5:551 uppfylls, se Bilaga 2.
Figur 9: Soltech RooF (Soltech, 2020a)
27
Figur 11: Soltech Facade (Rise, 2019).
4.14 Exempelbyggnad
För att belysa eventuella brister i fasadkonstruktioner hos befintligt utförda byggnader har en exempelbyggnad med integrerad solcellsfasad identifierats.
Denna vid namn Kvarteret Frodeparken.
Byggnaden är belägen i Uppsala och färdigställdes under 2013, se Figur 12. Hela byggnadens södra fasad utgörs av integrerade solceller som monterats i ett system av profiler i stål/aluminium. Systemet består av 1800 solcellsmoduler och 10 växelriktare (Närkling och Turesson, 2012).
I den brandskyddsdokumentation för nybyggnationen av Frodeparken daterad 2014-02-28, är fasadmaterialet beskrivet som obrännbart, se Bilaga 3. Det är också beskrivet att ytterväggarna är utformade på ett sådant sätt att den avskiljande förmågan mellan brandceller upprätthålls för att förhindra brandspridning inuti väggen.
Figur 12: Kvarteret Frodeparken Uppsala (White, u.å.).
28
5 Resultat - intervjuer
I följande avsnitt presenteras vad som framkom under intervjuerna som hölls under arbetets gång.
5.1 Magnus Tillqvist - LULEÅ ENERGI
Magnus Tillqvist arbetande på avdelning för energitjänster på Luleå Energi.
Mejlkorrespondensen skedde den 29:e maj 2020.
Enligt Magnus tillämpar deras samarbetspartners vid utförandet av
solcellsinstallationer de råd och regler som utfärdats av Svensk Elstandard, MSB och Elsäkerhetsverket.
Brandsäkerheten handlar från Luleå Energis utgångspunkt om förebyggande åtgärder för att förhindra att bränder uppstår i eller på grund av
solcellsanläggningen. Det handlar också om att underlätta för en eventuell räddningsinsats när brandväl brutit ut.
När det gäller brandsäkerhet kopplat till solcellsinstallationer har Luleå Energi haft en dialog med räddningstjänsten i Luleå. I nuläget finns inga lokala råd eller anvisningar för solcellsanläggningar i Luleå kommun.
5.2 Olleper Hemlin - RISE
Olleper Hemlin arbetar på RISE som senior projektledare på enheten, Människa- teknik och solenergi. Vårt möte hölls den 9:e september 2020.
Olleper menar att för att kunna förbättra svensk kravställningen krävs att försäkringsbranschen ställer tydligare krav kring vad som gäller vid
solcellsinstallationer. Olleper nämner även att detaljgranden i
upphandlingsunderlagen borde ökas, för att på så sätt sålla bort oseriösa aktörer.
Att ta ett totalgrepp och införa lagar som reglerar det hela anses av Olleper som mycket osannolikt. Istället kan ett alternativ vara att succesivt över tid förbättra kravställningen genom att föra in nya krav i Boverkets Byggregler (BBR).
Idag saknas tydliga regelverk gällande brand att hänvisa till, regelverk som verkligen reglerar allt som har med solcellsinstallationer att göra. Utan detta riskerar en del av problemen falla mellan stolarna. Ett problem med dagens regelverk är det saknas tydliga styrmekanismer som tydligt definierar vad som gäller och hur det kan hanteras.
Ett annat steg i förbättringens riktning är att fler diskussioner mellan sakkunniga och branschen i övrigt startas. Eftersom de har mycket att lära av varandra och kan utbyta nyttig kunskap.
Ett annat problem med solcellsinstallationer är att (BAPV) installeras utanpå tak/väggkonstruktioner. Ofta saknas då vetskap hur de olika materialen påverkar varandra. Taken/väggytorna är inte konstruerade/anpassade för
solcellsinstallationer. Därför skulle ett tilläggstest som påvisar kombinationen av samverkan mellan solceller och tak-/väggmaterial utföras, likt de test som finns för ytskikt idag.
29 Gällande problematiken med snö- och vindlaster anser Olleper att det är lite av ett förstorat problem. Det finns flera företag som på ett seriöst och detaljerat sätt utför beräkningar på dessa delar. Däremot har det under senare tid uppkommit en del mindre seriösa aktörer som utför installationer till minsta möjliga kostnad och avstå helt ifrån att utföra beräkningarna.
Just nu (2020) arbetar SIS tekniska kommitté TK193 med en handbok med titeln ”Handbok Infästningar av solpaneler”. Handboken har som syfte att förbättra vetskapen kring installationer av solpaneler.
5.3 Peter Kovács - RISE
Peter Kovács arbetar på RISE som senior projektledare på enheten, Människa- teknik och solenergi. Vårt möte hölls den 11:e september 2020.
Det existerande BROOF(t2)-testet som takprodukter ska uppfylla är inte
ändamålsenligt för testning av solcellsprodukter, vilket är mycket problematiskt.
Inom branschen finns också många oklarheter kring vad som gäller, eftersom det är kostsamt att ta fram nya testmetoder och därför har branschen inget vidare incitament till att göra det. Därför krävs det att myndigheter och forskning ansvarar för att ta fram ändamålsenliga testmetoder.
Det finns också en generell beklagan över kraven som ställs av brandkonsulter i projekt, dock naturligt på grund av den osäkerhet som råder.
5.4 Lars Boström - RISE
Lars Boström arbetar på RISE som forsknings- och affärsutvecklare på enheten Brandteknik. Vårt möte hölls den 17:e september 2020.
Just nu (2020) utförs en ”pre-normative” studie på uppdrag av EU-
kommissionen där sker ett utvecklingsarbete för att ta fram en gemensam provningsmetodik. Syftet är att skapa en harmoniserad europeisk
provningsmetodik för fasadsystem som påsikt blir kravställande.
I dagsläget finns ett tiotal olika fullskaliga provningsmetoder i Europa.
Provningsmetoden som används i Sverige är SP-Fire 105. Om en harmoniserad provningsmetod tas fram kommer det vara lättare att sälja fasadlösningar till olika delar av Europa.
Lars Boström som är med i projektet menar att solcellsindustrin uppvisar ett lågt intresse i att bidra, vilket såklart är problematiskt. Ett exempel som förtydligar detta ointresse är att Lars inte vet någon solcellstillverkare som har testat sina produkter enligt SP-Fire 105. Han menar även att branschen har ett ansvar att ta, det gäller såväl konsulter som byggherrar.
Utan hänvisning till provningstest som påvisar obrännbarhet eller SP-Fire 105 får solcellsfasader inte användas i byggnader med fler än 2 våningar (Br 1).
Lars nämner även räddningstjänstens säkerhet och problemet att
solcellspanelerna kan utgöra en möjlig antändningskälla vid exempelvis kortslutning.
30 5.5 Axel Mossberg - BRANDSKYDDSLAGET
Axel Mossberg arbetar som brandsskyddskonsult på Brandskyddslaget, har även en doktorandtjänst vid LTH. Medverkar i TK 181 och i ISO/TC 92 SC. Vårt möte hölls den 17 september 2020.
Axel nämner att han har varit involverad i flera projekt, med rollen att uppfylla de (få) regelverk som reglerar solcellsinstallationer. Då solcellsinstallationer i många fall är anmälnings-/lovbefriade blir de endast involverade i
nybyggnadsprojekt. Detta leder till att med stor sannolikhet installeras många solcellsinstallationer som inte uppfyller kraven. Axel nämner även att han aldrig varit involverad i ett projekt med installationer av solcellsanläggningar på
befintlig byggnad och menar således att många projekt missas och utförs med stor sannolikhet felaktigt.
De riktlinjer som finns kontrolleras i samband med
anmälan/bygglovshanteringen. I BBR kan kraven tillämpas primärt på
integrerade solcellsinstallationer. Axel menar att ingen tillverkare testar sina produkter enligt SP-Fire 105. Anledningarna till detta bedöms främst vara en kostnadsfråga men också eftersom ett test enligt SP-Fire 105 tar lång tid att genomföra.
Om en konstruktion testas enligt SP-Fire 105, är testet endast giltigt i just den fasadkonstruktionen.
Räddningstjänsten har tagit fram riktlinjer. Ett problem med dessa är att ”lokala byggregler” inte är lagligt i Sverige då det hämmar konkurrensförmågan för svenska företag. Flertalet räddningstjänster i södra Sverige har tagit fram riktlinjer till skillnad från få räddningstjänster i norra Sverige.
Om man vid ett nybyggnadsprojekt väljer att avstå att följa dessa riktlinjer blir det ofta hårt kritiserat. Byggnadsnämnden som granskar lovhandlingarna kan då lyssna på räddningstjänsten som kan agera sakkunnig i frågan. Detta resulterar i att det lättaste är att följa dessa riktlinjer för att slippa problematiken med
utdragna lovprocesser som också är kostsamma för byggherren.
Ett annat problem med rekommendationerna är att de är mer detaljstyrande än funktionsstyrande. Detta kan vara problematiskt eftersom teknikutvecklingen leder till att detaljfunktioner som skrevs för några år sedan kan vara mindre säkra idag. Ett exempel på detta är; en punkt som tas upp i räddningstjänstens PM är att det skall finnas en brandkårsbrytare. Istället skulle det vara önskvärt med en mer funktionsstyrd text som exempelvis ”räddningstjänsten ska kunna genomföra en säker insats”. Då hade detta kunnat lösas med hjälp av en brandkårsbrytare men också på andra sätt.
Axel önskar även ett nationellt initiativ för att samma regler ska gälla i hela landet. Det finns också ett ”kopieringsbeteende” bland räddningstjänsterna runt om i Sverige där man tar riktlinjer från andra utan vetskap om det egentliga syftet. Detta då resurser, kunskap och medel saknas för att ta fram egna riktlinjer.
