Rys. 1. Przykład podłączenia zespołu prądotwórczego [3]
Podstawowe wymagania względem instalacji nowych i remontowanych są oparte na przepisach rozporządzenia, przepisach odrębnych dotyczących dostarczania energii, ochrony przeciwpożarowej, ochrony środowiska, bezpieczeństwa i higieny pracy oraz wymaganiach Polskich Norm. Instalacje powinny zapewniać:
W instalacjach elektrycznych należy stosować:
Budynek, w którym zanik napięcia może spowodować zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi, lub środowiska, czy też znaczne straty materialne należy zasilić z dwóch niezależnych źródeł przełączanych samoczynnie. W budynkach wysokościowych powinien być zainstalowany zespół prądotwórczy.Trzeba także wyposażyć pomieszczenia w samoczynnie załączające się oświetlenie awaryjne, ewakuacyjne i bezpieczeństwa działające przez czas nie mniejszy niż 1 godzina po wyłączeniu oświetlenia podstawowego.
Jeśli w budynku jest zainstalowany zespół prądotwórczy lub zasilacz UPS pracujący w systemie zasilania gwarantowanego³), to konieczne jest wprowadzenie automatyki SZR, choć w skrajnym przypadku może zostać zainstalowany przełącznik ręczny. Odcięcie dopływu prądu powinno zatem nastąpić na wyjściu układu przełączającego.
Zespół prądotwórczy, który stanowi źródło zasilania awaryjnego, nie może dostarczać energii do sieci elektroenergetycznej!
Oświetlenie ewakuacyjne nie jest wymagane w pomieszczeniach, w których oświetlenie bezpieczeństwa spełnia warunki wymagane dla oświetlenia ewakuacyjnego (czas działania 2 godziny). W pomieszczeniach użytkowanych także przy zgaszonym oświetleniu podstawowym należy zainstalować oświetlenie przeszkodowe zasilane napięciem bezpiecznym. Służy ono lepszemu uwidocznieniu przeszkód, wskazaniu drogi komunikacyjnej lub podświetleniu znaków wskazujących kierunek ewakuacji.
Oświetlenie ewakuacyjne należy stosować:
Lokalizacja stacji transformatorowych może być sytuowana w budynkach o innym przeznaczeniu (np. mieszkalnym), jeśli są spełnione określone warunki, w tym:
Instalacja odbiorcza w budynku i w samodzielnym lokalu powinna być wyposażona w urządzenia do pomiaru zużycia energii elektrycznej umieszczone w miejscu łatwo dostępnym i zabezpieczonym przed uszkodzeniem. W budynkach wielorodzinnych liczniki energii elektrycznej należy umieszczać poza lokalami mieszkalnymi w zamkniętych szafkach.
Prowadzenie przewodów instalacji elektrycznej powinno zapewniać bezkolizyjność z innymi instalacjami. Główne ciągi instalacji (wlz) w wielorodzinnych budynkach należy prowadzić poza mieszkaniami i pomieszczeniami użytkowymi w wydzielonych kanałach lub szybach.
Przewody i kable instalacji powinny być układane tak, aby była możliwa ich szybka wymiana bez naruszania konstrukcji budynku. Dopuszcza się prowadzenie przewodów elektrycznych wtynkowych pod warunkiem, że warstwa tynku będzie grubości co najmniej 5 mm.
Obwody odbiorcze w budynku wielorodzinnym należy prowadzić osobno dla każdego mieszkania lub lokalu użytkowego. Należy przy tym wyodrębnić obwody oświetlenia, gniazd wtyczkowych ogólnego przeznaczenia, gniazd wtyczkowych w łazience, gniazd wtyczkowych dużych odbiorników w kuchni i obwody zasilania urządzeń wymagających indywidualnego zabezpieczenia.
Każde urządzenie o mocy powyżej 2 kW należy zasilić z osobnego obwodu.
Tab. 1. Zalecane minimalne liczby obwodów gniazd i oświetlenia
| Powierzchnia mieszkania M w m² | Liczba obwodów |
|---|---|
| M < 50 | 2 |
| 50 ≤ M < 75 | 3 |
| 75 ≤ M < 100 | 4 |
| 100 ≤ M < 125 | 5 |
| 125 ≤ M | 6 |
Instalacja oświetleniowa w pokojach powinna umożliwiać załączanie i wyłączanie źródeł światła za pomocą łączników wieloobwodowych.
Jako uziomy w instalacjach elektrycznych można wykorzystywać metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów, a także metalowe elementy umieszczane w fundamentach niezbrojonych.
Dopuszczalne jest wykorzystanie jako uziom przewodów instalacji wodociągowej pod warunkiem zachowania wymagań Polskiej Normy i uzyskania zgody osób korzystających z tej sieci.
W budynkach wielorodzinnych oświetlenie i inne odbiorniki w pomieszczeniach komunikacji ogólnej, technicznych i gospodarczych powinny być zasilane z tablic administracyjnych. Natomiast wszystkie mieszkania należy wyposażyć w instalację wejściowej sygnalizacji dzwonkowej, a pomieszczenia przeznaczone dla osób niepełnosprawnych - dodatkowo w instalację alarmowo-przyzywową.
Instalacja telekomunikacyjna (np. internetowa, radiowo-telewizyjna) powinna być: prowadzona poza lokalami mieszkaniowymi i użytkowymi, łatwo dostępna dla upoważnionej obsługi technicznej i zabezpieczona przed ingerencą osób nieuprawnionych.
Wyłącznik przeciwpożarowy należy stosować w pomieszczeniach o kubaturze przekraczającej 1000 m³. Wyłącznik ten powinien być zainstalowany przy wejściu głównym do obiektu i odpowiednio oznaczony. Zadziałanie wyłącznika nie może spowodować samoczynnego załączenia drugiego źródła zasilania (np. zespołu prądotwórczego) z wyjątkiem zasilania oświetlenia awaryjnego.
Wyłącznik przeciwpożarowy odcina zasilanie wszystkich obwodów i urządzeń z wyjątkiem tych, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru
Zaleca się przyłączenie obwodu wyłącznika awaryjnego zasilacza UPS do układu sterowania przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu
Zasadnym wydaje się wydzielenie instalacji zasilającej urządzenia przeciwpożarowe i zainstalowanie osobnej rozdzielnicy z zabezpieczeniami tej instalacji.
Przewody i kable do zasilania urządzeń ochrony przeciwpożarowej powinny zapewnić ciągłość zasilania w warunkach pożaru przez czas nie mniejszy niż 90 min. Dopuszcza się ograniczenie tego czasu do 30 min w pomieszczeniach wyposażonych w stałe urządzenie gaśnicze (np. tryskacze wodne) i przewodów sterowania klapami dymowymi.
Niewłaściwe jest projektowania zasilania obwodów pożarowych przez zespół prądotwórczy, ponieważ jest on źródłem, którego impedancja obwodu zwarciowego ulega silnym zmianom podczas zwarcia w przeciwieństwie do systemu elektroenergetycznego.
Należy unikać prowadzenia rur instalacji gazowej przez pomieszczenia mieszkalne, z wyjątkiem koniecznych doprowadzeń odpowiednimi rurami przewodowymi z miedzi lub stali i łączonych zgodnie z wymaganiami Polskich Norm. Natomiast przewody instalacji gazowej powinny być umieszczone co najmniej 0,1 m powyżej przewodów innych instalacji, jeśli gęstość gazu jest mniejsza od powietrza, albo poniżej, jeśli gęstość gazu jest większa od powietrza.
Gazomierzy nie można instalować:
Inne warunki instalowania gazomierzy względem liczników energii elektrycznej pokazuje rysunek 3.
Na rysunku 3 przypadek a) - gdy gaz lżejszy od powietrza, b) - gdy gaz cięższy od powietrza, c) - bez przegrody, d) - z przegrodą.
Ustalanie mocy zapotrzebowanej jest różne dla:
Dla budynków mieszkalnych należy rozróżnić zapotrzebowanie dla zabudowy jednorodzinnej i wielorodzinnej.
Dla mieszkań i budynków jednorodzinnych o wyposażeniu podstawowym należy przyjąć wartości (minimalne):
Moc zapotrzebowaną można określić z danych tablicy 2 lub przez interpolację tych wartości.
Tab. 2. Moc zapotrzebowana WLZ w kVA¹ i współczynniki jednoczesności kj
dla budynków mieszkalnych
| Liczba mieszkań | Z podgrzewaniem wody | Bez podgrzewania wody | W instalacjach modernizowanych | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Moc | kj | Moc | kj | Moc | kj | |
| 1 | 30 | 1,000 | 12,5 | 1,000 | 7 | 1,000 |
| 2 | 44 | 0,733 | 22 | 0,880 | 13 | 0,929 |
| 3 | 55 | 0,611 | 28 | 0,747 | 17 | 0,810 |
| 4 | 64 | 0,533 | 33 | 0,660 | 20 | 0,714 |
| 5 | 72 | 0,480 | 37 | 0,592 | 23 | 0,657 |
| 6 | 80 | 0,444 | 41 | 0,547 | 25 | 0,595 |
| 7 | 86 | 0,409 | 44 | 0,503 | 28 | 0,571 |
| 8 | 91 | 0,379 | 47 | 0,470 | 30 | 0,536 |
| 9 | 97 | 0,359 | 49 | 0,436 | 32 | 0,508 |
| 10 | 101 | 0,337 | 51 | 0,408 | 34 | 0,486 |
| 20 | 133 | 0,222 | 69 | 0,276 | 50 | 0,357 |
| 30 | 153 | 0,170 | 80 | 0,213 | 51 | 0,290 |
| 40 | 165 | 0,138 | 87 | 0,174 | 70 | 0,250 |
| 50 | 175 | 0,117 | 94 | 0,150 | 77 | 0,220 |
| 100 | 205 | 0,068 | 108 | 0,086 | 96 | 0,137 |
| ¹ w budynkach mieszkalnych współczynnik mocy cosφ≈1, dlatego wartości liczbowe w kVA są równe kW | ||||||
W budynkach wielorodzinnych do mocy zapotrzebowanej należy doliczyć odbiorniki administracyjne i przeciwpożarowe:
Pz = kj·n·Pz1 + PA
gdzie: kj-współczynnik jednoczesności z tablicy 2; Pz1- moc zapotrzebowana przez jedno mieszkanie; PA- moc zapotrzebowana na odbiorniki administracyjne; n - liczba mieszkań podłączonych do WLZ.
W budynkach ogrzewanych elektrycznie do oszacowania zapotrzebowania mocy do celów grzewczych można wykorzystać dane z tablicy 3.
Tab. 3. Przeciętne zapotrzebowanie mocy do ogrzewania mieszkania
| Pomieszczenie | Moc w W/m² |
|---|---|
| Jadalnia, salon, pokój dzienny | 100-140 |
| Pokój pracy, sypialnia | 100-150 |
| Kuchnia | 70-110 |
| Hol | 50-70 |
| Łazienka | 100-150 |
| Sauna | 120-180 |
| Pralnia w piwnicy | 30-50 |
| Garaż w przyziemiu | 30-50 |
Całkowite zapotrzebowanie mocy w budynku podgrzewanym elektrycznie oblicza się z zależności:
Pzg= Pz+kjg·ΣPgi
gdzie: kjg-współczynnik jednoczesności ogrzewania (np. tab. 4); Pgi- moc zapotrzebowana na ogrzewanie przez i-te mieszkanie.
Tab. 4. Współczynniki jednoczesności ogrzewania kjg¹
| Liczba mieszkań | Bezpośrednie | Akumulacyjne | Przepływowe wody |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,85 | 0,90-0,94 | 0,65 |
| 10 | 0,66 | 0,80-0,85 | 0,20 |
| 100 | 0,55 | 0,72-0,82 | 0,04 |
| ¹na podstawie przepisów niemieckich | |||
W przypadku, gdy w budynku nie będą instalowane kuchenki elektryczne i nie będzie instalacji siłowej należy skorzystać z zależności (COBR Elektromontaż):
Pz1= P1+ m·P2
gdzie: P1- moc największego odbiornika w mieszkaniu (np. pralka 2,5 kW); P2- moc przyjmowana na jedną osobę (zwykle 1 kW); m - liczba osób przypadająca na mieszkanie.
Całkowita moc jest wtedy wyznaczana z zależności empirycznej:
Pz= 0,95·kj·ΣPzi
W budynkach użyteczności publicznej moc zapotrzebowana PzBUP, to moc zainstalowanych urządzeń z uwzględnieniem współczynnika jednoczesności dla danej grupy odbiorników.
PzBUP= Σkji·Pi
gdzie: kji- współczynnik jednoczesności dla i tej grupy odbiorników; Pi- moc i-tej grupy odbiorników.
Inną metodą jest metoda współczynnika zapotrzebowania:
PzBUP= kz·ΣPi
gdzie: ΣPi - oznacza sumę mocy wszystkich zainstalowanych odbiorników w obiekcie.
Tab. 5. Grupy obiektów i współczynniki
zapotrzebowania kz
| Obiekty | kz |
|---|---|
| Szkoły, przedszkola | 0,6-0,9 |
| Hotele, pensjonaty | 0,4-0,7 |
| Lecznice, szpitale | 0,7-0,8 |
| Centra handlowe | 0,7-0,9 |
| Duże biura | 0,4-0,8 |
| Małe biura | 0,5-0,7 |
| Stolarnie | 0,2-0,6 |
| Rzeźnie | 0,5-0,8 |
| Piekarnie | 0,4-0,8 |
| Pralnie | 0,5-0,9 |
| Place budowy | 0,2-0,4 |
| Oświetlenie tuneli | 1,0 |
W przypadku braku danych dokładnych można przyjąć dane szacunkowe:
Moc bierną należy wyznaczyć na podstawie danych katalogowych producentów urządzeń:
Qi= tgφi·Pi
QzBUP= kz·ΣQi
gdzie: Qi- moc bierna i-tego odbiornika w kvar; tgφi - zastępczy współczynnik mocy i-tego odbiornika; Pi- moc czynna i-tego odbiornika.
Na podstawie zapotrzebowanych mocy czynnej PzBUP i biernej QzBUP należy wyznaczyć zastępczy współczynnik mocy:
tgφ = QzBUP/PzBUP
Jeśli obliczony współczynnik tgφ jest większy od wartości dopuszczalnej tgφdop, określonej w umowie (zwykle tgφdop= 0,4, cosφ≈0,9285), to należy wprowadzić układy kompensacji mocy biernej.