Ustalenia obciążeń instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych

Obciążenia instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych można ustalić na podstawie zasad opracowanych przez COBR „Elektromontaż” lub na podstawie zasad przedstawionych w N SEP-E002.

Zgodnie z metodą COOBR „Elektromontaż” moc zapotrzebowaną przez jedno mieszkanie można określić z wzoru

PM = P1 + MP2

przy czym: P1 — moc odbiornika o największym poborze zainstalowanego w mieszkaniu,

P2 — moc zapotrzebowana przypadająca na jedną osobę,

M — liczba osób, dla których zaprojektowano mieszkanie.

Jako moc odbiornika o największym poborze P1, należy przyjmować:

— w przypadku mieszkań w budynkach wyposażonych w instalację gazową — moc pralki automatycznej

P1 = 2 – 3,5 kW

— w przypadku mieszkań w budynkach bez instalacji gazowej — moc kuchenki elektrycznej z piekarnikiem

P1 = 7 – 10 kW

Moc przypadająca na jedną osobę w mieszkaniu

P2 = 1 kW

Przy obliczaniu obciążeń wewnętrznych linii zasilających (wlz) w budynkach mieszkalnych należy zsumować wyznaczone w podany sposób moce wszystkich mieszkań zasilanych z danej wewnętrznej linii zasilającej, a otrzymaną wartość pomnożyć przez współczynnik jednoczesności odpowiedni dla liczby mieszkań zasilanych z tej wlz.

Współczynnik jednoczesności uwzględnia zarówno częściowe wykorzystanie mocy odbiorników, jak i korzystanie z odbiorników w lokalach mieszkalnych w różnym czasie. Wartości współczynnika jednoczesności, w zależności od liczby mieszkań przyłączonych do wewnętrznej linii zasilającej, oddzielnie dla przypadku zasilania mieszkań jednofazowego i trójfazowego zestawiono w tablicy.

Moc zapotrzebowaną przez jedno mieszkanie wg N SEP-E002 należy przyjmować jako równą:

— dla mieszkań bez centralnego zaopatrzenia w ciepłą wodę

Sm1 = 30 kV · A

— dla mieszkań z centralnym zaopatrzeniem w ciepłą wodę

Sm2 = 12,5 kV · A

W przypadku instalacji modernizowanych w budynkach wyposażonych w instalację gazową jako moc zapotrzebowaną przez jedno mieszkanie można przyjąć:

Sm3 = 7 kV · A

Wartości współczynnika jednoczesności do wyznaczania szczytowych obciążeń wewnętrznych linii zasilających w budynkach wielorodzinnych.

Ze względu na dominujący udział w mocy obliczeniowej odbiorników grzejnych, współczynnik mocy w instalacjach w budynkach mieszkalnych jest bliski jedności. Dlatego zapotrzebowana moc pozorna jest praktycznie równa mocy czynnej.

Przy projektowaniu linii zasilających pomieszczenia niemieszkalne, należy każdorazowo przeprowadzić szczegółową analizę przewidywanego obciążenia. Moc zapotrzebowaną do celów oświetleniowych określa się z obliczeń oświetlenia, natomiast moc zapotrzebowaną do innych celów — ustala zleceniodawca.

Tablica. Współczynnik jednoczesności do wyznaczania mocy obliczeniowej budynków mieszkalnych.

Liczba

mieszkań

Wartości współczynników jednoczesności w budynkach
bez centralnego zaopatrzenia w ciepłą wodę z centralnym zaopatrzeniem w ciepłą wodę z instalacją gazową, w których wykonywana jest modernizacja instalacji elektrycznych
1 1,0 1,0 1,0
2 0,733 0,880 0,929
3 0,61 1 0,747 0,810
4 0,533 0,660 0,714
5 0,480 0,592 0,657
6 0,444 0,547 0,595
7 0,409 0,503 0,571
8 0,379 0,470 0,536
9 0,359 0,436 0,508
10 0,337 0,408 0,486
12 0,306 0,367 0,452
14 0,276 0,337 0,418
16 0,256 0,310 0,393
18 0,237 0,293 0,373
20 0,222 0,276 0,357
25 0,192 0,237 0,314
30 0,170 0,213 0,290
35 0,152 0,192 0,265
40 0,138 0,174 0,250
45 0,126 0,162 0,235
50 0,1 17 0,150 0,220
60 0,102 0,132 0,195
70 0,090 0,1 17 0,176
80 0,081 0,104 0,161
90 0,074 0,094 0,148
100 0,068 0,086 0,137

Wypadkowe obciążenie odbiorów administracyjnych w budynkach mieszkalnych w praktyce określa się następująco:

—    obciążenie odbiorów oświetleniowych klatek schodowych przyjmuje się równe sumie mocy zainstalowanych źródeł światła,

—    obciążenie odbiorów oświetleniowych piwnic przyjmuje się równe 0,6 sumy mocy zainstalowanych źródeł światła,

—    obciążenie dźwigów w przypadku większej liczby niż jeden przyjmuje się równe 0,8 sumy mocy zainstalowanych silników,

—    obciążenie innych odbiorów siłowych ustala się w sposób szczegółowy, biorąc pod uwagę charakter tych odbiorów.

Przy ustalaniu obciążenia złącza budynku mieszkalnego należy zsumować obciążenie wszystkich mieszkań zasilanych z danego złącza, a otrzymaną wartość pomnożyć przez współczynnik jednoczesności odpowiadający liczbie mieszkań zasilanych z tego złącza. Do tak otrzymanego obciążenia należy dodać obciążenie przewidziane dla odbiorników w pomieszczeniach administracyjnych, handlowych i usługowych i innych zasilanych z tego samego złącza.

Ustalenie zapotrzebowania mocy i energii

Dobowy wykres obciążenia grupy odbiorów z przewagą odbiorów oświetleniowych.

Przy projektowaniu instalacji elektrycznych podstawowym zadaniem jest ustalenie zapotrzebowania mocy i energii. Ma to duże znaczenie techniczne i gospodarcze, gdyż wielkości te stanowią podstawę doboru zasadniczych parametrów poszczególnych urządzeń, np. przekrojów przewodów. Mimo istnienia szczegółowych metod określenia spodziewanego zapotrzebowania mocy i energii elektrycznej, wyznaczone w stadium projektowania wartości obciążeń często odbiegają od obciążeń rzeczywistych, które występują po uruchomieniu obiektów. W wielu przypadkach nie można dokładnie ustalić mocy przyłączonych odbiorników oraz przebiegu ich pracy. Obciążenia poszczególnych elementów sieci zmieniają się zarówno w zależności od charakteru odbiorów (budynek mieszkalny, zakład przemysłowy, oświetlenie, grzejnictwo itp.), jak i od pory roku i dnia. Na rysunku powyżej przedstawiono dobowe wykresy obciążenia grupy odbiorów o przewadze odbiorników oświetleniowych w zimie, w lecie oraz na wiosnę i jesienią. Natomiast na rysunku poniżej pokazano dobowy wykres obciążenia sieci elektrycznej zakładu przemysłowego.

Dobowy wykres obciążenia sieci elektrycznej trzyzmianowego zakładu przemysłowego.

Największe obciążenie, jakie wystąpi w określonym elemencie sieci lub instalacji elektrycznej, nazywamy mocą szczytową.
Ponieważ w stadium projektowania nie można dokładnie ustalić przebiegu obciążenia przewidywanych odbiorów, w praktyce ograniczamy się do wyznawania największej średniej wartości obciążenia trwającego w odpowiednio krótkim czasie. Wybór właściwej wartości czasu trwania tego obciążenia jest związany ze stałą czasową przewodów. Przewody o niewielkim przekroju mają stałą czasową rzędu kilku minut, natomiast stała czasowa przewodów o przekrojach od 50 do 185 mm2 wynosi około 0,2 do 1,2 godziny. Ze względu na konieczność posługiwania się prostym w stosowaniu rachunkiem przyjmuje się zastępczą wartość czasu trwania największego średniego obciążenia równą 15 lub 30 min. Rozbieżność wyników obliczeń dla obu wartości czasu największego obciążenia średniego jest praktycznie niewielka.

Ponadto należy liczyć się ze stałym wzrostem w czasie zużycia energii i największego obciążenia wskutek postępu mechanizacji wszelkich robót oraz stałego rozszerzania zakresu zastosowań energii elektrycznej.

Ustalenie zapotrzebowania mocy i energii elektrycznej polega na obliczeniu spodziewanego obciążenia zastępczego z uwzględnieniem stopnia obciążenia i przebiegu zmienności obciążenia poszczególnych odbiorników w czasie.

Montaż przemysłowych opraw oświetleniowych

Montaż przemysłowych opraw oświetleniowych w instalacjach umieszczonych w rurach stalowych wykonuje się, wkręcając rurę w gwintowany otwór wlotowy oprawy. W instalacjach szczelnych końce rury stalowej pokrywa się uszczelniającą substancją (np. minią), owija pakułami i wkręca w otwór oprawy. W celu ułatwienia montażu i demontażu opraw mocowanych na ścianach lub sufitach oraz w celu uniknięcia demontażu rur przy demontażu opraw, można stosować króciec zaopatrzony na obydwu końcach w gwint. Jeden koniec króćca wkręcamy w otwór wlotowy, a drugi w mufkę nakręconą na koniec rury lub w nagwintowany otwór puszki żeliwnej.

Do zasilania opraw wiszących, które mogą wahać się pod wpływem wiatru, należy stosować przewody o żyłach z linek (np. LY itp.), gdyż żyły jednodrutowe łamałyby się pod wpływem kołysania. Przewody te powinny być wygięte w łagodną pętle, zwisającą poniżej otworów wlotowych oprawy, aby zapobiec wciekaniu wody deszczowej po przewodach do oprawy. Oprawy wodoszczelne, zasilane przewodami kabelkowymi, w pomieszczeniach wilgotnych lub narażonych na działanie chemiczne wody muszą mieć szczelne wprowadzenie przewodów. Uszczelnienie wykonuje się za pomocą dławików i uszczelek gumowych. Przy montażu szczelnych opraw fluorescencyjnych należy dokładnie uszczelnić świetlówki za pomocą pierścieni gumowych i wkrętek dławikowych, w które te oprawy są wyposażone. Przewody zasilające oprawy należy obciąć z rezerwą długości (na wypadek ułamania się). Przewody wychodzące z sufitu oraz z oprawy powinny mieć długość około 10 cm. Należy je ułożyć w pętle o kształcie umożliwiającym zakrycie ich rozetą.

Zawieszanie opraw oświetleniowych

Zawieszenie oprawy na haku przymocowanym do sufitu.

Zawieszanie opraw może odbywać się w różny sposób, zależnie od miejsca instalowania oprawy i jej typu. Najprostszy sposób zawieszania oprawy na haku osadzonym w suficie pokazany jest na rysunku. Sposób ten jest powszechnie stosowany w budownictwie mieszkalnym oraz w różnych obiektach komunalno-bytowych. Oprawy zawiesza się także za pośrednictwem wysięgników wykonanych ze stalowych rur lub piaskowników, za pośrednictwem łańcuchów, stalowych linek. Na łańcuchach i linkach zawiesza się zwykle oprawy do źródeł fluorescencyjnych i rtęciowych w halach fabrycznych. Średnica linek lub wymiary łańcuszków zależą od ciężaru i liczby opraw.

Linki stalowe do zawieszania lamp w pomieszczeniach wilgotnych, bardzo wilgotnych i o wyziewach żrących muszą być ocynkowane. Linki na jednym końcu powinny być zamocowane za pomocą ściągacza umożliwiającego regulację zwisu linki. Liczba punktów podparcia lub podwieszania linek zależy od długości linek, liczby i ciężaru opraw na niej zawieszonych. Dane te powinny być zawarte w projekcie technicznym instalacji oświetleniowej.

Oprawy przeznaczone do instalowania w przedpokojach, łazienkach, korytarzach oraz w niektórych pomieszczeniach wilgotnych są przystosowane do mocowania ich wkrętami do ścian lub sufitów. Dokręcanie wkrętów należy wykonywać bardzo ostrożnie, gdyż porcelanowe części oprawy łatwo pękają przy zbyt silnym lub nierównym docisku. Nie wolno przybijać gwoździami porcelanowych lub bakelitowych części opraw, gdyż powoduje to zwykle uszkodzenie oprawy i uniemożliwia jej demontaż.

Mocowanie opraw w pomieszczeniach wilgotnych za pomocą wkrętów: a) na suficie, b) na ścianie.

Instalowanie opraw oświetleniowych

Instalowanie opraw oświetleniowych:
1.    Umocowanie oprawy powinno być trwale. Oprawa zwieszakowa powinna być zawieszona na przeznaczonym do tego haczyku. Jeżeli do przymocowania oprawy użyto rury, to rurę należy jednocześnie wykorzystać do ułożenia w niej przewodów.
2.    Przewody nie powinny być łączone wewnątrz rur lub wsporników rurowych. Odgałęzienia i połączenia przewodów powinny być dostępne do kontroli.
3.    Przewody w miejscach ich wprowadzenia do oprawy nie powinny być narażone na rozciąganie lub tarcie.
4.    Oprawy do oświetlenia bezpieczeństwa i ewakuacyjnego powinny być oznakowane żółtym pasem szerokości 2 cm. Oprawy te muszą być przyłączone na stałe do obwodu zasilającego (zabrania się stosowania gniazd wtyczkowych w obwodach zasilających te oprawy).
5.    Oprawy oświetleniowe, umieszczone na zewnątrz, należy mocować w sposób utrudniający ich kołysanie się pod wpływem wiatru.
6.    Przy wprowadzaniu wielofazowych obwodów do opraw jednofazowych przewody faz nie wykorzystywanych powinny być prowadzone przelotowe, bez przecinania ich w oprawie.
7.    W sieciach z przewodem neutralnym, przewód neutralny należy przyłączyć do gwintu oprawki, a fazowy przez wyłącznik do środkowego styku.

Oprawy oświetleniowe – wymagania

Oprawy oświetleniowe – wymagania:

1.    Oprawy oświetleniowe oświetlenia podstawowego w pomieszczeniach innych niż suche lub na zewnątrz pomieszczeń, umieszczone na wysokości mniejszej od 250 cm od powierzchni, po której chodzą ludzie i zasilane napięciem znamionowym wyższym od 42 V prądu przemiennego lub 80 V prądu stałego, powinny mieć konstrukcję lub osłony uniemożliwiające bezpośrednie dotknięcie ręką źródeł światła.

2.    W suchych pomieszczeniach budynków nieprzemysłowych z podłogami przewodzącymi; (klatki schodowe, piwnice, strychy itp.) dopuszcza się umieszczanie żarówek w oprawach porcelanowych typu ciężkiego wyposażonych w klosz, pod warunkiem, że najniższy punkt oprawy nie będzie niżej niż 1,8 m nad podłogą.

3.    W łazienkach dopuszcza się umieszczanie opraw wysięgnikowych, wykonanych z materiałów izolacyjnych, z kloszem wkręcanym pod warunkiem, że oprawa znajduje się w strefie 2 lub 3. Oprawa w strefie 2 musi być wykonana w II klasie ochronności.

4.    Wprowadzenie do oprawy oświetleniowej więcej niż jednej fazy jest dozwolone tylko dla opraw oświetleniowych wielofazowych zainstalowanych w pomieszczeniach niemieszkalnych, przy czym oprawy oświetleniowe z wprowadzonymi przewodami o napięciu międzyprzewodowym o wartości większej od 250 V powinny być zaopatrzone w trwałe napisy ostrzegawcze: lak umieszczone, aby były widoczne dla osób manipulujących przy tych oprawach.

5.    Typ oprawy powinien być dostosowany do warunków panujących w miejscu jej zainstalowania (w pomieszczeniach z pyłem oprawy pyłoszczelne, w pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem wybuchowym lub pożarowym oprawy przeciwwybuchowe itp.).

Instalacje wykonywane przewodami szynowymi

Instalacje wykonywane przewodami szynowymi.

Stosuje się je w halach fabrycznych w razie zmian zakresu i rodzaju produkcji, powodujących konieczność przegrupowania, wymiany bądź zainstalowania nowych maszyn. Stale połączenie maszyn z siecią zasilającą za pomocą kabli lub przewodów ułożonych w rurach utrudnia przestawienie maszyny. Przewody szynowe wykonane z łączonych ze sobą gotowych elementów, umożliwiają wykonanie od nich odgałęzień co 1 m bez potrzeby wyłączania napięcia.

Odległość między punktami podparcia (zawieszenia) przewodów szynowych nie powinna przekraczać 6 ni. Ciąg szynowy można ułożyć na podporach, wysięgnikach lub podwiesić na linkach lub prętach. Skrzynki bezpiecznikowe należy mocować do dodatkowych podpór, aby zapobiec kołysaniu się przewodu szynowego podczas wymiany wkładki bezpiecznikowej. Montaż przewodów szynowych należy prowadzić według instrukcji producenta.

Do zasilania urządzeń i odbiorników ruchomych takich jak suwnice lub elektrowciągi oraz w pomieszczeniach z dużą ilością często przestawianych maszyn i narzędzi, wykorzystuje się przewody szynowe ślizgowe.

INSTALACJE ELEKTRYCZNE W OBIEKTACH ZAGROŻONYCH WYBUCHEM LUB POŻAREM.
Instalacje w obiektach zagrożonych wybuchem lub pożarem powinny być wykonywane zgodnie z jednoczesnym uwzględnieniem zasad podanych w przepisach budowy, a dotyczących tych instalacji.

Instalacje kanałowe w podłogach

Instalacje kanałowe w podłogach.
Przewody rozprowadzane są w dzielonych kanałach (rurkach) podłogowych z blach lub PVC. Stanowiska pracy są wyposażone w puszki podłogowe (kasetony, rewizje), w których montuje się dowolny zestaw gniazd. Puszki podłogowe wkomponowane są w sieć kanałów (rurek) podłogowych. Całość umieszczona jest w szlichcie i pokryta dowolną wykładziną.

Kanały mogą być w podłogach:
—    betonowych (warstwa konstrukcyjna lub szlichta),
—    podwójnych (puszki z osprzętem montowane w płycie górnej),
—    pustakowych (puszki montowane w warstwie wierzchniej podłogi).

Puszki podłogowe różnią się rodzajami pokryw (uchylne, ślepe), funkcją (rewizyjne i na osprzęt), liczbą instalowanych gniazd (4—14).

Uzupełnieniem kanałów podłogowych są kanały napodłogowe układane wzdłuż ścian.

Instalacje wykonywane przewodami grzejnymi

Ogrzewanie podłogowe: 1 — ściana, 2 — taśma dylatacyjna, 3 — posadzka, 4 — wylewka betonowa 3-7 cm, 5 — wylewka betonowa ok. 2 cm, 6 — przewód grzejny, 7 — taśma montażowa, 8 — styropian 2-5 cm, 9 — izolacja przeciwwilgociowa, 10 — strop (podłoże)

Instalacje wykonywane przewodami grzejnymi.
Ograniczymy się do omówienia zagadnienia układania przewodów grzejnych w celu ogrzewania lub dogrzewania pomieszczeń, czyli tzw. ogrzewania podłogowego. Na warstwie izolacyjnej (styropian, twarda wełna mineralna) o grubości 2—5 cm, wylewa się cienką (1 cm) warstwę betonu. Na niej (po zastygnięciu betonu) rozkłada się równomiernie kabel na listwie lub siatce montażowej i pokrywa się 3—7 cm warstwą betonu. W miejscach, w których jest planowane późniejsze ustawienie mebli, wanien, brodzików itp., nie należy układać kabli grzejnych. Nie należy stosować mniejszych odstępów między zwojami przewodu niż podaje producent przewodów. W przypadku przewidywania regulacji ogrzewania podłogi przy użyciu termostatu, należy między dwiema gałęziami grzejnymi  umieścić w betonie rurkę o średnicy do umieszczenia w niej czujnika podłogowego lub zamontować na ścianie pomieszczenia czujnik powietrzny. Przed zalaniem betonem należy sprawdzić, czy przewód grzejny jest sprawny, tzn. czy nie ma przerwy. Ze względu na proces wiązania betonu, ogrzewanie można włączyć dopiero po ok. 28 dniach od zalewania. W przypadku podłogi z desek, przewód układa się na warstwie izolacyjnej miedzy legarami. Można układać przewody grzejne na istniejącej podłodze nawet drewnianej. Na podłodze rozprowadza się warstwę, uplastycznionej masy betonowej (2 cm), w której układa się przewód grzejny.

 Miejsce zainstalowaniu czujnika podłogowego; 1 — przewód grzejny, 2 — koniec przewodu, 3 — mufa łączeniowa, 4 — termostat, 5 — rurka z czujnikiem.

Instalacje wykonywane przewodami w listwach lub kanałach naściennych

Mocowanie podstawy listwy za pomocą wkrętów i kołków rozporowych; 1 — pokrywa listwy, 2 — podstawa listwy, 3 — wkręt z łbem stożkowym, 4 — wkręt z łbem kulistym, 5 — kołek rozporowy.

Instalacje wykonywane przewodami w listwach lub kanałach naściennych.
Po ustaleniu przebiegu instalacji należy przyciąć podstawy listew na odpowiednie długości. Po wykonaniu trasowania należy wywiercić otwory w podstawach listew i na ścianach. Otwory powinny być wiercone w odległości nie większej niż 30 mm na obu końcach listwy i maksimum co 600 mm wzdłuż podstaw. Listwy przypodłogowe i naścienne należy mocować wkrętami z kołkami rozporowymi. Dopuszcza się klejenie podstawy listwy do podłoża. Po zamocowaniu podstaw, przycina się pokrywy listew na odpowiednie długości, uwzględniając przebieg instalacji, odgałęzienia, połączenia z osprzętem instalacyjnym (gniazda, puszki odgałęźne itp.). Po ułożeniu przewodów wewnątrz listwy zakłada się pokrywy listew.

Zatrzaskiwanie pokrywy nu podstawie listwy naściennej.

Listwy naścienne umożliwiają doprowadzenie przewodów do gniazd mocowanych za pomocą puszek natynkowych z zastosowaniem łącznika (rys. a) lub nie (rys. b). W podobny sposób wykonuje się instalację przy użyciu kanałów instalacyjnych naściennych jedno- lub wieloprzegrodowych.

Montaż puszek natynkowych do listew naściennych: a) z zastosowaniem łącznika, b) bez łącznika; 1 — puszka, 2 — listwa, 3 — łącznik prosty, 4 — pocienienie.