Panoramica e sviluppi normativi sulla classificazione del comportamento al fuoco dei moduli fotovoltaici: la norma IEC 61730-2, la risoluzione n. 40 AREA V DCPST VVF e le indicazioni per i prodotti da costruzione 20130504 Solarexpo

1. Panoramica e sviluppi normativi sulla classificazione del comportamento al fuoco dei moduli fotovoltaici: la norma IEC 61730-2, la risoluzione n. 40 AREA V DCPST VVF e le indicazioni per i prodotti da costruzione
Ing. Claudio Liciotti - Brandoni Solare S.p.A.
In collaborazione con
Dott. Ing. Piergiacomo Cancelliere, Ph.D. - Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco
Area VI – Protezione Attiva, DCPST Roma
Milano, 9 Maggio 2013

2. Agenda
•Norma CEI 61730-2
•Norma IEC 61730-2
•UL 1703 & UL 790
•Nota n.1342 del 7/2/2012 della Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica
•Nota n.6334 del 4/5/2012 della Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica
•risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V della DCPST - settore Reazione al Fuoco, sulle modalità di esecuzione delle prove di reazione al fuoco sui pannelli FV.
•indicazioni per i prodotti da costruzione
•Lavori di sperimentazione

3. I Moduli Fotovoltaici immessi sul mercato sono soggetti alle certificazioni prodotto seguenti:
1) - CEI EN 61215 ”Moduli fotovoltaici (FV) in silicio cristallino per applicazioni terrestri. Qualifica del progetto e omologazione del tipo”
o
- CEI EN 61646 “Moduli fotovoltaici (FV) a film sottili per usi terrestri. Qualificazione del progetto e approvazione di tipo”
2) CEI EN 61730-2 “Qualificazione per la sicurezza dei moduli fotovoltaici (FV) – Parte 2: Prescrizioni per le prove”.
N.B.: La CEI EN 61730-2 del Novembre 2009 differisce in alcuni punti dalla IEC 61730-2:2004 !!!!
Le principali differenze riguardano il Fire Test, che nella versione italiana ed europea non sono obbligatori, secondo procedura MST 23
Certificazioni Moduli fotovoltaici

4. Per quanto riguarda il discorso “prove relative al pericolo di incendio” la CEI EN 61730-2:2009 prevede quanto segue:
4.5 Prove relative al pericolo di incendio
Queste prove valutano il potenziale pericolo di incendio dovuto al funzionamento di un modulo o al guasto dei suoi componenti.
Le prove MST 22 e MST 25, in quanto definite in altre normative, non vengono esplicitate all’interno della CEI EN 61730-2:2009 ma vengono solamente richiamate.
CEI EN 61730-2:2009

5. Nello specifico:
Al punto 10.7 della CEI EN 61730-2:2009 è riportato lo scopo, le condizioni di prova, la procedura e le prescrizioni per eseguire la prova di temperatura MST 21.
Il punto 10.8 della CEI EN 61730-2:2009 è dedicato a prova di resistenza al fuoco MST 23.
In tale paragrafo troviamo però : “Allo Studio”
Al punto 10.9 della CEI EN 61730-2:2009 è riportato lo scopo, la procedura e i criteri di accettazione per eseguire la prova di sovraccarico di corrente inversa MST 26.
Quindi in definitiva la prova di resistenza al fuoco MST 23 non è un requisito cogente in EU e in Italia.
CEI EN 61730-2:2009

6. Il punto 10.8 della IEC 61730-2:2004 dedicato a prova di resistenza al fuoco MST 23.
È ben diverso dalla versione EN e CEI.
La prova, condotta secondo lo standard ANSI/UL 790, ha il seguente Scopo:
10.8.1 Purpose
These requirements establish the fundamental fire resistance of PV modules serving either as roof covering materials or mounted onto a building over an existing roof. These modules may be exposed to fire conditions, and therefore need to indicate their fire-resistance characteristics when exposed to a fire source originating from outside the building on which they are installed. The modules are not required to function after the test.
The fire resistance classes range from Class C (fundamental fire resistance), to Class B to Class A (highest fire resistance). A minimum fire resistance rating of Class C is necessary for any building- mounted module. Certification to a higher level may be considered in order to satisfy specific application requirements.
IEC 61730-2:2004

7. Al punto 10.8.1 della IEC 61730-2:2004, Scopo della prova di resistenza al fuoco MST 23, è riportata una nota:
NOTE These tests specify fundamental requirements and may not be sufficient to satisfy the requirements for a module intended for building applications according to local or national building code requirements. Additional testing, beyond or in addition to these cited tests, may be required.
Quindi la IEC 61730-2:2004 prevede che il test MST 23 potrebbe non essere sufficiente a soddisfare le esigenze si specifici regolamenti nazionali.
La IEC 61730-2:2004 prevede che possano esser previsti ulteriori test imposti da particolari regolamenti nazionali.
IEC 61730-2:2004

8. In ambito IEC è in discussione un COMMITTEE DRAFT (CD) atto a rivedere la IEC 61730-2.
Al punto 10.8.1 della IEC 61730-2 ed.2 (COMMITTEE DRAFT) , Scopo della prova di resistenza al fuoco MST 23, è riportata la seguente frase:
It must be noted that fundamental requirements for fire safety are not internationally harmonised.
It is therefore not possible to define general requirements for fire safety for PV modules as recognition of test results is commonly not practiced.
Fire test requirements are to be included as national differences in this standard.
NOTE Countries where fire resistance of building products is not covered by building codes may refer to UL 790 or ENV 1187.
IEC 61730-2 ed.2 – COMMITTEE DRAFT (CD)

9. La UL 1703 è lo Standard UL relativo a “Flat-Plate Photovoltaic Modules and Panels”.
I requisiti previsti da questo standard riguardano i moduli destinati ad essere installati o integrati con gli edifici.
I requisiti riguardano i moduli e pannelli destinati all'uso in sistemi con un sistema di massima tensione di 1000 V o meno.
I requisiti riguardano anche i componenti destinati a collegare elettricamente e meccanicamente i moduli fotovoltaici
In merito al “Fire Resistance” la UL 1703, così come la IEC 61730, rimanda alle metodologie di prova illustrate dalla UL 790
A module or panel intended for stand-off, rack, or direct mounting in combination with a specified roof, or intended for integral mounting shall comply with the fire resistance requirements for a Class A, B, or C roof covering when the module or panel is indicated or implied as being fire rated. For a combination construction, the rating shall be coincident with, or at a lower level than, the rating of the basic roof covering material. The fire resistance shall be determined in accordance with the Standard for Tests for Fire Resistance of Roof Covering Materials, UL 790, as modified by Fire Tests, Section 31.
UL 1703

10. In particolare vengono richiamate:
-le prove di “Spread of flame test” con le seguenti condizioni che:
1. durante o dopo la prova non debbono cadere, in forma di fiamma accesa o come parti incandescenti, ne parti del modulo ne parti della copertura dove i moduli sono integrati
2.Le fiamme sprigionate (Spread of flame) debbono essere limitate
-Le prove di “burning-brand test” con le seguenti condizioni che:
1. durante o dopo la prova non debbono cadere, in forma di fiamma accesa o come parti incandescenti, ne parti del modulo ne parti della copertura dove i moduli sono integrati
2.Le braci non debbono forare il modulo e il tetto
La UL 790, come precedentemente accennato, descrive la metodologia di prova e la classificazione che ne deriva per le prove di “Spread of flame test” e il “Burning-brand test” .
UL 1703 & UL 790

11. In Italia non erano previste fino allo scorso anno delle specifiche secondo un protocollo nazionale.
La Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica area prevenzione incendi del dipartimento dei vigili del fuoco, nel febbraio 2012, ha introdotto dei riferimenti in merito alla classe di reazione al fuoco dei moduli fotovoltaici. con la Guida per l'installazione degli impianti fotovoltaici - Edizione Anno 2012 (Prot. n. 00001324 del 07/02/2012)
In alternativa potrà essere effettuata una specifica valutazione del rischio di propagazione dell’incendio, tenendo conto della classe di resistenza agli incendi esterni dei tetti e delle coperture di tetti (secondo UNIEN 13501-5:2009 classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione - parte 5: classificazione in base ai risultati delle prove di esposizione dei tetti a un fuoco esterno secondo UNI ENV 1187:2007) e della classe di reazione al fuoco del modulo fotovoltaico attestata secondo le procedure di cui all'art.2 del DM 10 marzo 2005 recante “classi di reazione al fuoco per i prodotti da costruzione" da impiegarsi nelle opere per le quali è prescritto il requisito della sicurezza in caso d'incendio.
Nota n.1342 del 7/2/2012

12. •La guida in oggetto rappresenta uno strumento di indirizzo non limitativo delle scelte progettuali
•Individua alcune soluzioni utili al perseguimento degli obiettivi di sicurezza dettati all'Allegato I, punto 2 al Regolamento (UE) n.305/2011 del 9 marzo 2011;
•Altre soluzioni utili al perseguimento dei richiamati obiettivi possono essere individuate mediante lo strumento della valutazione dei rischi.
•Gli impianti FV NON RIENTRANO fra le attività soggette ai controlli di prevenzione incendi ai sensi del D.P.R. n. 151 del l agosto 2011.
Nota n.1342 del 7/2/2012

13. A Maggio 2012 il DCPREV ha diramato la nota prot. 6334 del 04/05/2012 avente come oggetto: “Chiarimenti alla nota prot. 1324 del 07/02/2012 "Guida per l'installazione degli impianti fotovoltaici - Edizione 2012“
In seguito alla precedente nota (prot. 1324 del 07/02/2012) sono pervenuti alla Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica numerosi quesiti e richieste di chiarimenti da parte delle strutture periferiche del Corpo, di associazioni di categoria e di liberi professionisti.
Con la nota prot. 6334 del 04/05/2012 la Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica ha voluto fornire dei chiarimenti.
•Sono stati specificati degli aspetti fondamentali da considerare nel valutare l’eventuale aggravio del preesistente livello di rischio incendio con l’installazione di un impianto FV
•È stato chiarito cosa si intendeva per impianto FV a servizio di un’attività soggetta ai controlli di prevenzione incendi” e quindi in quali casi l'installazione di un impianto fotovoltaico a servizio di un'attività soggetta ai controlli di prevenzione incendi richiede gli adempimenti previsti dal comma 6 dell'art. 4 del D.P.R. n. 151 del 1 agosto 2011.
Nota n.6334 del 4/5/2012

14. •È stato esplicitato cosa bisogna fare nel caso in cui valutazione del rischio incendio emerga un aggravio delle preesistenti condizioni di sicurezza antincendio nei confronti delle attività soggette.
•È stato chiarito cosa si intende per impianto fotovoltaico incorporato al fabbricato.
Nota n.6334 del 4/5/2012
Pannello FV “incorporato” Edificio Eventuale struttura di sostegno indipendente dall’edificio servito VISTA LATERALE Filo esterno edificio Disegno non in scala Generatrice della superficie cilindrica Aggetto

15. •Sono state date delle indicazioni relative a dei casi in cui l'installazione degli impianti FV potrà esser considerata tale da evitare la propagazione di un incendio dal generatore fotovoltaico al fabbricato nel quale e incorporato (il progettista, in alternativa, potrà effettuare una specifica valutazione del rischio di propagazione dell’incendio)
Nota n.6334 del 4/5/2012

16. •Sono state fornite delle valutazioni tecniche “semplificative” ammissibili finalizzate alla dimostrazione del raggiungimento degli obiettivi della guida
1.tetti classificati Froof e pannello FV di classe 1 o equivalente di reazione al fuoco;
2.tetti classificati Broof (T2, T3, T4) e pannello FV di classe 2 o equivalente di reazione al fuoco
3.strati ultimi di copertura (impermeabilizzazioni o/e pacchetti isolanti) classificati Froof o F installati su coperture EI 30 e pannello FV di classe 2 o equivalente di reazione al fuoco.
•Sono state date ulteriori indicazioni in caso al posizionamento dei moduli o dei cavi rispetto agli EFC, lucernari , cupolini e simili
•Sono stati dati dei chiarimenti in merito ai dispositivi di comando di emergenza
Nota n.6334 del 4/5/2012

17. Ai fini della valutazione della classe di reazione al fuoco del Pannello fotovoltaico l’ Area V della DCPST ha emanato in data 28 marzo 2012 una risoluzione sulle modalità di esecuzione delle prove di reazione al fuoco sui pannelli FV.
Risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V

18. La risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V della DCPST - settore Reazione al Fuoco, sulle modalità di esecuzione delle prove di reazione al fuoco sui pannelli FV riporta nel dettaglio
Per la classificazione di pannelli fotovoltaici, indipendentemente dalla loro installazione e posa in opera, si applicano le procedure di prova previste dal D.M. 26/06/84, modificato con D.M. del 03/09/2001 come di seguito riportate:
• UNI 9176 (Gennaio 1998) metodo D;
• UNI 8457 (Ottobre 1987) con campionatura di prova in posizione verticale senza supporto
incombustibile;
• UNI 9174 (Ottobre 1987) con campionatura di prova in posizione parete senza supporto
incombustibile;
• UNI 9177 (Ottobre 1987) relativamente alla classificazione.
Nel caso in cui il pannello presenti superfici opposte con materiale diverso differenti tra loro,
va ricavata una serie di provette da ciascuno dei compositi esistenti nel materiale. A ciascuna serie si applicano le procedure di prova e di classificazione sopracitate attribuendo la classe peggiore tra quelle determinate ………….
Risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V

19. Nel dettaglio
I campioncini di prova vanno preparati secondo:
- UNI 9176 “Preparazione dei materiali per l’accertamento delle caratteristiche di reazione al fuoco”
Tale norma al punto D spiega come preparare i campioncini per le prove
Le prove vanno condotte secondo i seguenti protocolli:
-UNI 8457 “Prodotti combustibili suscettibili di essere investiti dalla fiamma su una sola faccia - Reazione al fuoco mediante applicazione di una piccola fiamma”
La prova va effettuata ponendo la campionatura di prova in posizione verticale senza supporto incombustibile;
- UNI 9174 “Reazione al fuoco dei prodotti sottoposti all’azione di una fiamma d’innesco in presenza di calore radiante”
La prova va effettuata ponendo la campionatura di prova in posizione parete senza supporto incombustibile;
La Classificazione deve esser fatta secondo:
- UNI 9177 “Classificazione di reazione al fuoco dei prodotti combustibili”
Risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V

20. Facciamo una panoramica delle tematiche trattate:
1) Certificazioni prodotto
Panoramica
Europeo
CEI EN 61730-2
“Qualificazione per la sicurezza dei moduli fotovoltaici (FV) – Parte 2: Prescrizioni per le prove”.
Non si parla di Edificio all’interno dello “Scopo”
Internazionale
IEC 61730-2
Photovoltaic (PV) module safety qualification - Part 2: Requirements for testing
Non si parla di Edificio all’interno dello “Scopo”
USA
UL 1703
“Flat-Plate Photovoltaic Modules and Panels”
I requisiti previsti da questo standard riguardano i moduli destinati ad essere installati o integrati con gli edifici.

21. Facciamo una panoramica delle tematiche trattate:
2) Requisiti nazionali
Panoramica
Impianti fotovoltaici nelle attività
soggette ai controlli di prevenzione incendi
Nota n.1342 del 7/2/2012 della Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica
Nota n.6334 del 4/5/2012 della Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica
risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V della DCPST - settore Reazione al Fuoco, sulle modalità di esecuzione delle prove di reazione al fuoco sui pannelli FV.

22. Marcatura CE
Alcune direttive che richiedono il marchio CE sono la Direttiva prodotti da costruzione, la Direttiva bassa tensione, la Direttiva macchine, la Direttiva compatibilità elettromagnetica, la Direttiva per i sistemi in pressione, la Direttiva per i dispositivi medici.
L'elenco completo è disponibile a questo indirizzo.
http://www.newapproach.org/Directives/DirectiveList.asp
Il modulo fotovoltaico è marchiabile CE?
Da verifica su www.newapproach.org la direttiva applicabile è la 2006/95/EC e le norme di riferimento sono:
EN 61730-1:2007
e la
EN 61730-2:2007
Quindi un modulo fotovoltaico per esser marchiato CE deve essere rispondente alle 2 precedenti norme.
Il modulo fotovoltaico non è un prodotto da costruzione.

23. prEN 50583 - Photovoltaics in buildings

24. prEN 50583 - Photovoltaics in buildings
Lo scopo della prEN 50583 - Photovoltaics in buildings è:
This document applies to photovoltaic modules used as building components. It focuses on the properties of these photovoltaic modules relevant to essential building requirements as specified in the European Construction Product Directive CPD 89/106/EEC, and the applicable electro-technical requirements as stated in the Low Voltage Directive 2006/95/EC / or CENELEC standards. This document only references international standards and guidelines. For some applications in addition national standards (or regulations) for building products may apply in individual countries, for which prevailing, harmonized European standards are not yet available. The document is addressed to manufacturers, planners, system designers, installers, testing institutes and building authorities. This document does not apply to concentrating or building-attached photovoltaic modules.
This document addresses requirements on the PV modules in the specific ways they are intended to be mounted but not the mounting structure itself.

25. prEN 50583 - Photovoltaics in buildings
In questo progetto norma si inizia a parlare di modulo fotovoltaico come prodotto da costruzione e quindi si inizia a pensare al modulo fotovoltaico dal punto di vista di sicurezza una volta che esso è installato sull’edificio
Photovoltaic modules are considered to be building-integrated, if the PV modules form a building component providing a function as defined in the European Construction Product Directive CPD 89/106/EEC. Thus the BIPV module is a prerequisite for the integrity of the building’s functionality. If the integrated PV module is dismounted (in the case of structurally bonded modules, dismounting includes the adjacent building component), the PV module would have to be replaced by an appropriate building component.
The building’s functions in the context of BIPV are one or more of the following:
• mechanical rigidity und structural integrity
• primary weather impact protection: rain, snow, wind, hail
• energy economy, such as shading, daylighting, thermal insulation
• fire protection
• noise protection
Inherent electro-technical properties of PV such as antenna function, power generation and electromagnetic shielding etc. alone do not qualify PV modules as to be building-integrated.

26. prEN 50583 - Photovoltaics in buildings – Categorie d’installazione

27. I requisiti generali sono riportati nella Tabella 1.
In tale tabella vengono richiamati i requisiti generali per la sicurezza in caso d’incendio.
Altre tipologie di classificazioni vengono richieste in funzione della tipologia d’installazione.
Le normative di classificazione richiamate sono:
•UNI EN 13501-1:2009 Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione - Parte 1: Classificazione in base ai risultati delle prove di reazione al fuoco
•UNI EN 13501-2:2009 Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione - Parte 2: Classificazione in base ai risultati delle prove di resistenza al fuoco, esclusi i sistemi di ventilazione
•UNI EN 13501-5:2009 Classificazione al fuoco dei prodotti e degli elementi da costruzione - Parte 5: Classificazione in base ai risultati delle prove di esposizione dei tetti a un fuoco esterno
prEN 50583 - Photovoltaics in buildings

28. Il mercato del Fotovoltaico sta cambiando e la normativa insegue
CEI EN 61730-2
Nota n.1342 del 7/2/2012
Nota n.6334 del 4/5/2012
risoluzione n°40 del 28/03/2012
????
prEN 50583
Da impianti a terra
A commercial industrial rooftop
Da commercial industrial rooftop
A impianti residenziali

29. Lavori di sperimentazione VVF
La Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica e l'Università degli Studi di Roma "La Sapienza", hanno avviato un progetto di ricerca sui sistemi e impianti fotovoltaici teso a individuare le potenziali cause di innesco già da inizio 2012.
La prima attenzione si è focalizzata specialmente sull'invecchiamento dei materiali dei moduli, sulle parti d'impianto e sulle installazioni non corrette.
L'attività di ricerca e sperimentazione è effettuata mediante l'elaborazione di specifici protocolli di prova, condivisi tra le parti, e l'esecuzione di prove di invecchiamento e usura sui moduli fotovoltaici o su parti di essi con l’obiettivo di individuare potenziali fonti di innesco e punti critici e di individuare eventuali sistemi di protezione ed estinzione.

30. Lavori di sperimentazione VVF
I risultati sono stati presentati al convegno VGR 2012 che si è svolto a Pisa nell’Ottobre 2012.
ANALISI DELLA REAZIONE AL FUOCO DI MODULI FOTOVOLTAICI1
Sono state condotte le prime prove secondo UNI 9174 “Reazione al Fuoco dei prodotti sottoposti all’azione di una fiamma di innesco in presenza di calore radiante” su campioni di moduli fotovoltaici prelevati dal mercato.
È determinare la velocità di propagazione della fiamma lungo la superficie del modulo ed è stata condotta un analisi qualitativa della zona danneggiata .
PROVE DI INVECCHIAMENTO SU COMPONENTI DI IMPIANTI FOTOVOLTAICI2
In tale pubblicazione sono stati riportati i risultati di uno studio sperimentale effettuato su cavi e connettori impiegati per la realizzazione di impianti fotovoltaici sottoposti dapprima ad un invecchiamento veloce (Xenotest) e successivamente alla verifica della tenuta delle caratteristiche dell'isolante mediante prove di isolamento.
1Fontana S. , Notaro F. , Podestà L., Longobardo G. , De Rosa A., Cancelliere P.
2 Cancelliere P., Cristini F., De Rosa A., Notaro F. , Podestà L.

31. Lavori di sperimentazione VVF
Attualmente sono in corso altre sperimentazioni in collaborazione tra Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica AREA VI – Protezione Attiva e la Brandoni Solare S.p.A.
TEST SU MODULI FOTOVOLTAICI SECONDO LE NORMATIVE ITALIANE DI REAZIONE AL FUOCO: COMPORTAMENTO E PRESTAZIONI DI DIVERSI TIPI DI BACKSHEET
Dei campioni di modulo fotovoltaico realizzati secondo la UNI 9176 con l’utilizzo di diversi tipi di backsheet sono sottoposti a prove secondo UNI 8457 e UNI 9174. Verrà fatta una classificazione dei diversi campioni di prova secondo UNI 9177 in modo da poter constatare l’incidenza del backsheet nelle prove previste dalla Risoluzione n°40 del 28/03/2012 dell'Area V.
COMPORTAMENTO DEI PARAMETRI ELETTRICI DI UNA STRINGA FOTOVOLTAICA DURANTE L’ESPOSIZIONE DI UN MODULO ALLE FIAMME
Anche quest’analisi è in corso. Dei moduli fotovoltaici Vetro/EVA/Backsheet saranno incendiati e i parametri elettrici di stringa e le temperature in gioco verranno monitorate in real time.

32. Grazie per l'attenzione
Brandoni Solare S.p.A.
Via O.Pigini, 8
60022 Castelfidardo (AN) – ITALY
@mail: info@brandonisolare.com
Site: www.brandonisolare.com
Direzione Centrale per la Prevenzione e la Sicurezza Tecnica
AREA VI – Protezione Attiva
Largo Santa Barbara, 6
00178 – Capannelle (RM) - ITALY
@mail: piergiacomo.cancelliere@vigilfuoco.it
Site: www.vigilfuoco.it