在建築中注入綠色元素逐漸成為建築發展的趨勢，且綠色建築也是二十一世紀世界建築的主流。綠色建築有其豐富的內涵，各國評價標準各有其特色，而潔淨再生能源對於建築物節能減碳的特性將是綠色建築的重要內容；其中，太陽能光電系統更可能成為未來綠色建築的主要設備。而在“建築物產生能源”的新概念下，將使得建材一體型太陽能光電模組(Building Integrated Photovoltaic, BIPV) 成為趨勢產品(如圖1)。從建築防火安全的角度而言，這些系統除了產品安全驗證外，並未考慮建築防火法規之要求，因此會有建築防火安全上的問題產生。
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圖1.太陽光電板模組 (a)正面 (b)背面
有鑑於此，本所近來進行太陽光電板分別與矽酸鈣板、酚醛斷熱板相互結合，以及太陽光電板結合水膜系統等的設計工法，分別進行遮焰與阻熱性試驗。並進行太陽光電板的延燒試驗。目前研究結果如下：
太陽光電板分別與矽酸鈣板、酚醛斷熱板結合之遮焰與阻熱性試驗
第一種實驗試體是將太陽光電模組、框架、矽酸鈣板進行整合，此工法則是能夠提升太陽光電模組的防火時效性，遮焰與阻熱試驗以CNS 12514進行之(如圖2及圖3)。在整體試驗2小時的過程中沒有火焰竄出的現象；在防火試驗過程中，太陽光電模組表面玻璃的各點熱電偶溫度有相同變化的趨勢，量測溫度最高的點約450oC，而其餘所量測的溫度變化結果相近，溫度變化均由室溫增加至約375oC。但其中有一點所量測的溫度變化比其他各點還低，約由室溫增加至約300oC，而量測溫度較低的原因為太陽光電模組背面的高強度玻璃表面上有附著固態結渣物與結焦物，進而減低熱傳效果，所以熱電偶所量測的此點溫度會較低。
圖2.太陽光電板結合矽酸鈣板的實驗過程 圖3.太陽光電板結合矽酸鈣板實驗結果
而第二種實驗試體是太陽光電板結合酚醛斷熱板(如圖4)。在1小時的防火試驗過程，於14分鐘有發生連續超過10秒的火焰竄出並且熄滅，之後在試驗結束時，表面玻璃的平均溫度約500oC。
圖4.太陽光電板結合酚醛斷熱板（曝火面為酚醛斷熱板）的實驗過程影像
太陽光電板結合水膜系統
實驗時於光電板的曝火面處產生水膜並以CNS 12514進行遮焰與阻熱性試驗。圖5顯示太陽光電板於曝火面處產生水膜的實驗結果。本次試驗太陽光電板與水膜系統的水膜流量、厚度與覆蓋範圍均比先前的研究還要多，並在試驗結果顯示擁有2小時的防火與阻熱時效；此成果亦發現水膜技術依然能夠提升試體的防火與阻熱時效，但若應用於不同性質的試體，則必須改變水膜的流量、厚度與覆蓋範圍。
圖5.太陽光電板結合水膜系統在防火試驗後的影像
由上述三種設計工法實驗結果可知，根據CNS12514-1之標準來判斷，矽酸鈣板與水膜系統可達到兩小時的遮焰性能。但是矽酸鈣板系統無法達到阻熱性能之要求，水膜系統則是符合兩小時的阻熱性能。而光電板結合酚醛斷熱板系統是均無達到遮焰、阻熱性能之要求。
太陽光電模組延燒試驗
本次試驗使用CIGS(Copper Indium Gallium Diselenide,硒化銅銦鎵)太陽光電板做為實驗試體，延燒試驗的影像歷程如圖6，在整個延燒試驗過程亦發現外部延燒的火源並無突然增大的情況；由於太陽光電板在封裝的時候會採用黏著劑(EVA或Tedlar)，而此類的黏著劑在CNS14705-1的試驗結果發現，太陽光電模組會有火焰引燃的現象發生，但在此次的延燒試驗過程當中並無發現火焰突然變大，或是整片太陽光電模組完全燒毀的情形，此結果應是太陽光電板的黏著劑含量相當少，因此在延燒試驗的過程中，少量的黏著劑成分並無明顯助長火焰的情形發生，僅有玻璃發生裂紋與破裂的現象。
圖6.太陽光電板延燒試驗的影像歷程
結語
發展綠能為全世界當前重要的能源政策，而將太陽光電模組結合建築物構造系統係為一種可推行的方式，但仍注意需符合相關建築防火法規，以及火災時可能有爆裂、掉落、感電等影響消防救助或避難安全之問題，亦應一併考量，以保障民眾與消防人員之安全。