CSTM-晶硅光伏與屋面壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)編制說明

CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)編制說明（征求意見稿）《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》編制工作組2020年5月《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)編制說明工作簡(jiǎn)況隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)家對(duì)節(jié)能減排、綠色環(huán)保要求的進(jìn)一步提高，光伏發(fā)電與建筑建材相結(jié)合的技術(shù)，即光伏建筑一體化（BIPVBuildingIntegratedPhotovoltaic）的應(yīng)用將越來越普遍。歐洲工業(yè)協(xié)會(huì)在2018年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，光伏建筑占?xì)W洲整個(gè)光伏應(yīng)用的80%。中國(guó)光伏建筑一體化市場(chǎng)尚處,在導(dǎo)入階段，在國(guó)家節(jié)能環(huán)保的能源政策的指導(dǎo)下，光伏建筑一體化產(chǎn)品廣泛應(yīng)用將是未來光伏應(yīng)用的重要領(lǐng)域，也將成為節(jié)能建材、綠色建筑的趨勢(shì)。建筑用晶體硅光伏彩鋼（瓦）板是光伏建筑一體化的典型應(yīng)用，是將晶體硅光伏組件與建筑材料融為一體，采用特殊的材料和工藝手段，將光伏組件做成屋頂、外墻等形式，直接作為建筑材料使用，既能發(fā)電，又可作為建材，進(jìn)一步降低發(fā)電成本。建筑用晶體硅光伏彩鋼（瓦）板可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房及屋頂?shù)睦?，一次性完成屋頂和光伏電站的建設(shè)，既縮短了施工周期，又可以增加屋頂?shù)睦妹娣e。目前，我國(guó)的工商業(yè)廠房約有100億平方米以上的存量，大多數(shù)在2010年前建設(shè)，已經(jīng)到了更換和維護(hù)期，每年約有5億平米的規(guī)模，新增的工商業(yè)屋頂建設(shè)每年約有3億平米左右，總量達(dá)到8億平米左右。如果建設(shè)光伏電站可以達(dá)到80GW左右。這種在已經(jīng)建設(shè)的工商業(yè)屋頂上的發(fā)電裝置，既不占用土地資源，也不需要新建輸電線路，將會(huì)是光伏發(fā)電的重要部分。目前在上海、陜西、安徽等地已經(jīng)采用新型建材型晶體硅光伏彩鋼（瓦）板建設(shè)20MW左右的屋頂光伏電站。該產(chǎn)品的應(yīng)用既節(jié)省了主體建筑的鋼材用量又省去了二次施工，節(jié)省了成本的同時(shí)，極大的提高了光伏發(fā)電的應(yīng)用范圍。建筑用晶硅光伏彩鋼（瓦）板的產(chǎn)品既具備光伏發(fā)電的功能，又屬于建筑的一部分，因此該產(chǎn)品具有雙重功能，是一種跨界的產(chǎn)品。因此，建筑光伏一體化產(chǎn)品除了滿足光伏的發(fā)電安全性能外，還需要滿足建筑材料的防火安全性能。這樣需要對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行光伏和建筑的防火安全監(jiān)測(cè)，因此，此標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)于光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)將具有重要的意義?！毒Ч韫夥c壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》由西安隆基綠能建筑科技有限公司2019年6月28日向CSTM\FC03\TC\22太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)制訂立項(xiàng)，經(jīng)CSTM\FC03\TC22太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)2019年9月3日批準(zhǔn)制訂的光伏建筑一體化部件試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。（見附件一）標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作單位有：中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、應(yīng)急管理部天津消防研究所、TüV萊茵技術(shù)（上海）有限公司、中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)蘇州有限公司、中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院有限公司、杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司、史陶比爾（杭州）精密儀器有限公司、國(guó)家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（CPVT）。標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)獲批后，由西安隆基綠能建筑科技有限公司牽頭，成立了標(biāo)準(zhǔn)制訂工作組，于2019年11月29日在西安召開了《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)制訂啟動(dòng)會(huì)，各協(xié)作單位的工作組專家代表20余人出席啟動(dòng)會(huì)，會(huì)議對(duì)西安隆基綠能建筑科技有限公司提出的《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》編制大綱進(jìn)行了認(rèn)真討論，對(duì)各章節(jié)的編寫內(nèi)容及負(fù)責(zé)專家進(jìn)行了分工安排，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編制的計(jì)劃做了部署。會(huì)議要求主編單位對(duì)提出的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍及主要試驗(yàn)方法，專家建議標(biāo)準(zhǔn)名稱可以采用“屋面晶體硅光伏與壓型鋼板一體化部件防火試驗(yàn)方法”，提請(qǐng)協(xié)會(huì)審查。啟動(dòng)會(huì)后，牽頭單位根據(jù)會(huì)議確定的編寫大綱初步擬定了標(biāo)準(zhǔn)草案，參考了國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)品安全防火檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)及建筑材料防火檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。GB8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)、GB/T5464-2010建筑材料不燃性試驗(yàn)方法、GB/T20284-2006建筑材料及制品的單體燃燒試驗(yàn)、IEC61730-2:Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification-Part2:Requirementsfortesting、UL790StandardTestMethodsforFireTestsofRoofCoverings等標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)性的提出了《屋面晶體硅光伏與壓型鋼板一體化部件燃燒試驗(yàn)方法》草案，并對(duì)提出的方法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。完成了光伏防火測(cè)試和建筑材料燃燒性能分級(jí)測(cè)試。2020年4月23日，由于疫情影響經(jīng)請(qǐng)示協(xié)會(huì)秘書處，工作組召開了標(biāo)準(zhǔn)草案遠(yuǎn)程討論會(huì)。會(huì)上，牽頭單位匯報(bào)了啟動(dòng)會(huì)后的試驗(yàn)工作及結(jié)果。工作組專家對(duì)草案試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的討論。形成了《屋面晶體硅光伏與壓型鋼板一體化部件防火試驗(yàn)方法》征求意見稿，現(xiàn)向協(xié)會(huì)秘書處提交。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容（1）標(biāo)準(zhǔn)編制原則：嚴(yán)格按照《中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》中強(qiáng)調(diào)的編制原則開展本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。標(biāo)準(zhǔn)編制將按照《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)與編寫》(GB/T1.1-2009)和《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南第二部分：采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T20000.2-2009)的規(guī)定進(jìn)行編寫和編制；編制內(nèi)容上將突出科學(xué)、先進(jìn)和產(chǎn)品特點(diǎn)；試驗(yàn)方法將優(yōu)先采用目前比較成熟、通用的試驗(yàn)方法，便于生產(chǎn)施工企業(yè)和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)開展質(zhì)量控制。（2）編制重點(diǎn)：1、適用范圍；2、試驗(yàn)方法；3、防火等級(jí)的判定；（3）標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容：防火試驗(yàn)的方法采用燃燒性能等級(jí)測(cè)試和耐火性能等級(jí)測(cè)試兩種試驗(yàn)方法。1.燃燒性能等級(jí)測(cè)試主要驗(yàn)證一體化部件的作為建筑材料的燃燒性能。采用GB8624的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法進(jìn)行，分別按照GB/T5464-2010建筑材料不燃性試驗(yàn)方法、GB/T20284-2006建筑材料及制品的單體燃燒試驗(yàn)、GBT14402-2007建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的測(cè)定的方法進(jìn)行測(cè)試。屋面一體化部件應(yīng)滿足GB8624中要求的不燃性能指標(biāo)。即燃燒性能達(dá)到A級(jí)要求。燃燒性能等級(jí)名稱A不燃材料(制品)B1難燃材料(制品)B2可燃材料(制品)B3易燃材料(制品)<試驗(yàn)方法：按照A級(jí)材料的試驗(yàn)方法驗(yàn)證燃燒性能等級(jí)試驗(yàn)方法分級(jí)判據(jù)AA1GB/T5464a且爐內(nèi)溫升△T≤30℃；

質(zhì)量損失率△m≤50％；

持續(xù)燃燒時(shí)間tf＝0GB/T14402總熱值PCS≤2．0MJ/kga,b,c,e；

總熱值PCS≤1．4MJ/m2dA2GB/T5464a或且爐內(nèi)溫升△T≤50℃；

質(zhì)量損失率△m≤50％；

持續(xù)燃燒時(shí)間tf≤20sGB/T14402總熱值PCS≤3．0MJ/kga,e；

總熱值PCS≤4．0MJ/m2b,dGB/T20284燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)FIGRA0．2MJ≤120W/s；

火焰橫向蔓延未到達(dá)試樣長(zhǎng)翼邊緣；

600s內(nèi)總放熱量THR600s≤7．5MJ

a

勻質(zhì)制品或非勻質(zhì)制品的主要組分。

b

非勻質(zhì)制品的外部次要組分。

c

當(dāng)外部次要組分的PCS≤2．0MJ/m2時(shí)，若整體制品的FIGRA0．2MJ≤20W/s、LFS＜試樣邊緣、THR600s≤4．0MJ并達(dá)到s1和d0級(jí)，則達(dá)到A1級(jí)。

d

非勻質(zhì)制品的任一內(nèi)部次要組分。

e

整體制品。材料燃燒等級(jí)不低于A2級(jí)。部件包含的線纜應(yīng)符合GB18380.32-2008阻燃要求，接線盒應(yīng)符合GB/T37410-20195.3.12燃燒等級(jí)要求。2.耐火試驗(yàn)主要驗(yàn)證一體化部件作為光伏發(fā)電部件對(duì)外部火源的防火性能，采用IEC61730-2的防火安全標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)方法采用UL790火焰蔓延試驗(yàn)方法和燃木試驗(yàn)進(jìn)行方法測(cè)試。并根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的試驗(yàn)角度。根據(jù)工業(yè)廠房的建設(shè)角度將火焰蔓延試驗(yàn)的傾斜角定為≤53/300，即小于10度角。耐火試驗(yàn)判定分為三級(jí)。三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果；依據(jù)GB8624-2012建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)的試驗(yàn)要求，我們對(duì)此類產(chǎn)品進(jìn)行了抽樣送檢，結(jié)果見附件二。依據(jù)IEC61730-22016IEC61730-2:Photovoltaic(PV)modulesafetyqualification-Part2:Requirementsfortesting、UL790UL790StandardTestMethodsforFireTestsofRoofCoverings火焰蔓延試驗(yàn)樣品傾斜角≤53/300。試驗(yàn)結(jié)果見下圖光伏與建筑的結(jié)合將為光伏的應(yīng)用打開新的局面，也為建筑增添了新的功能。光伏建筑一體化是新能源的延伸，將極大限度的利用光能造福人類，并且節(jié)省寶貴的土地資源。由于缺少光伏建筑一體化的標(biāo)準(zhǔn)，建筑行業(yè)對(duì)于此類產(chǎn)品抱著審慎的態(tài)度，企業(yè)的產(chǎn)品也不能盡快上市，建筑師無法選擇產(chǎn)品及設(shè)計(jì)。《晶硅光伏與壓型鋼板一體化構(gòu)件燃燒試驗(yàn)》，填補(bǔ)了光伏與建筑的結(jié)合的真空地帶，為光伏建筑一體化的應(yīng)用提供了有益的探索。有了試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)有更多的企業(yè)參與此類產(chǎn)品的開發(fā)，為光伏建筑一體化的應(yīng)用提供更多的產(chǎn)品。隨著光伏建筑一體化的大范圍應(yīng)用，光伏與屋面壓型鋼板結(jié)合的應(yīng)用將會(huì)越來越多。為了保證建筑的安全性能，為建筑師提供可靠的建筑材料，一體化的產(chǎn)品試驗(yàn)需要科學(xué)的驗(yàn)證方法，這樣既有利于一體化企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)、市場(chǎng)推廣，也有利于產(chǎn)品的檢測(cè)認(rèn)證。該方法將為一體化產(chǎn)品打開新的局面據(jù)初步測(cè)算，彩鋼金屬屋面的存量市場(chǎng)有100億平米以上，每年的增量市場(chǎng)約5億平米。光伏建筑一體化的應(yīng)用市場(chǎng)每年約50GWp，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)總量1000億以上。四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程序，以及與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣品樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況；耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):與IEC61730-2防火性能檢測(cè)方法一致。同UL790屋面材料防火試驗(yàn)方法平板型建材燃燒性能分級(jí)與歐盟EN13501-1：2007燃燒等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)一致。分級(jí)按照A、B1、B2、B3四級(jí)分級(jí)。GB/T20284與EN13823:2002《建筑制品對(duì)火反應(yīng)——不含鋪地材料的建筑制品單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)燃燒方法》一致。GB/T5464與I