Uproszczony projekt zasilania oświetlenia głównej drogi pożarowej zakładu przemysłowego
Przekrój poprzeczny posadowienia fundamentów słupów oświetleniowych
Oświetlenie terenu zakładu przemysłowego lub innego obiektu o podobnym charakterze stanowi bardzo ważny element bezpieczeństwa. W grudniu 2008 r. została opublikowana norma PN-EN 12464-2:2008 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 2: Miejsca pracy na zewnątrz. Norma ta jest przeznaczona przede wszystkim dla projektantów obiektów budowlanych, zakładów pracy, obiektów publicznych. Zakres normy obejmuje wymagania oświetlenia dla miejsc pracy na zewnątrz, które powinny zaspakajać potrzebę komfortu widzenia i wydolności wzrokowej.
Zobacz także
SKLEP RTV EURO AGD Domek letniskowy - wszystko, co powinno się w nim znaleźć, aby dobrze wypoczywać
Lubisz spędzać wakacje w otoczeniu natury, najchętniej bez towarzystwa innych ludzi? Najlepiej zdecydować się więc na domek letniskowy położony w jakimś ustronnym miejscu. Jednak jak wyposażyć taki domek,...
Lubisz spędzać wakacje w otoczeniu natury, najchętniej bez towarzystwa innych ludzi? Najlepiej zdecydować się więc na domek letniskowy położony w jakimś ustronnym miejscu. Jednak jak wyposażyć taki domek, by móc korzystać również ze wszystkich zdobyczy techniki? Co powinno się w nim znaleźć, aby cieszyć się zarówno ciszą, jak i rozrywką?
archon.pl Dom tani w budowie - jaki powinien być idealny projekt?
Przed inwestorem, który podjął już decyzję o budowie domu i rozpoczyna przygotowania, otwiera się wiele możliwości w zakresie wyboru idealnego projektu domu. Najważniejsze, aby ten dopasowany był do potrzeb...
Przed inwestorem, który podjął już decyzję o budowie domu i rozpoczyna przygotowania, otwiera się wiele możliwości w zakresie wyboru idealnego projektu domu. Najważniejsze, aby ten dopasowany był do potrzeb domowników, do uwarunkowań działki oraz przepisów lokalnego prawa, a także mieścił się w przeznaczonym na inwestycję budżecie. Pracownia ARCHON+ proponuje różnorodne gotowe projekty domów parterowych, projekty domów z poddaszem użytkowym, piętrowe, wśród których dostępne są interesujące projekty...
mgr inż. Julian Wiatr Uproszczony projekt zestawu tymczasowej instalacji elektrycznej rozwijanej przez jednostki ochrony przeciwpożarowej w czasie akcji ratowniczo-gaśniczej
W czasie akcji ratowniczo-gaśniczej jednostki ochrony przeciwpożarowej rozwijają tymczasowe sieci elektroenergetyczne. Zgodnie z przyjętą zasadą, rozwijanie sieci rozpoczyna się od rozwinięcia zespołu...
W czasie akcji ratowniczo-gaśniczej jednostki ochrony przeciwpożarowej rozwijają tymczasowe sieci elektroenergetyczne. Zgodnie z przyjętą zasadą, rozwijanie sieci rozpoczyna się od rozwinięcia zespołu prądotwórczego oraz jego uziemienia. W artykule proponujemy rozwiązanie bez potrzeby stosowania uziemienia, z wykorzystaniem układu zasilania IU.
Na wstępie podano najważniejsze definicje związane z problematyką oświetlenia w miejscu pracy, m.in. dotyczące minimalnej równomierności oświetlenia na powierzchni odniesienia, olśnienia, wskaźników oddawania barw itp. W normie zostało wyeksponowane natężenie oświetlenia oznaczone symbolem Em, które jest minimalną wymaganą wartością oświetlenia na określonej powierzchni.
Określono również kryteria projektowania oświetlenia, które powinny uwzględniać m.in. takie czynniki jak: otoczenie świetlne, rozkład iluminacji, natężenie oświetlenia w miejscu pracy oraz w polu otoczenia, równomierność, olśnienie itp.
Podano również przypadki, kiedy zaleca się zwiększenie lub zmniejszenie natężenia oświetlenia oraz określono związane z projektowaniem cechy jakościowe źródeł światła związane z aspektami barwy świecenia, ich migotaniem oraz efektami stroboskopowymi. Norma PN-EN 12464-2:2008 podaje wymagania dla różnych stref, zadań i czynności. Określono w niej ogólne wymagania w zakresie oświetlenia strefy ruchu w miejscach pracy na zewnątrz. Wymagania te można przedstawić pokrótce następująco:
- strefy ruchu dla wolno poruszających się pojazdów (ν ≤ 10 km/h), np. rowerów, maszyn budowlanych itp. – 10 lx,
- strefy ruchu dla normalnego ruchu pojazdów (ν ≤ 10 km/h), np. samochody osobowe – 20 lx,
- przejścia dla pieszych, punkty załadunku – 50 lx,
- porty lotnicze: przedpole hangarowe 20 lx, strefy ładowania – 50 lx, stanowiska konserwacji samolotów – 200 lx,
- place budów: wykopy i ładownie urobku – 20 lx, strefy konstrukcji, montażu rur drenażowych itp. – 50 lx,
- kanały, śluzy i porty: nadbrzeża oczekiwań przy kanałach i śluzach – 10 lx, zejścia wyłącznie dla pieszych – 20 lx, ładowanie i rozładowywanie – 30 lx, strefy dla pasażerów w portach pasażerskich – 50 lx,
- gospodarstwa rolne, np. plac w gospodarstwie – 20 lx,
- stacje paliw: parkingi i strefy magazynowe – 5 lx, drogi wjazdowe i wyjazdowe: środowisko wiejskie i podmiejskie – 20 lx, środowisko miejskie – 50 lx,
- struktury gazowe i naftowe oddalone od brzegu, np. drabiny, schody, chodniki – 100 lx, strefy pomp – 200 lx,
- parkingi: o małym natężeniu ruchu – 5 lx, o średnim – 10 lx, o dużym – 20 lx,
- przemysł petrochemiczny i inne niebezpieczne przemysły, np. napełnianie pojemników niebezpiecznymi substancjami na ciężarówkach i wagonikach, sprawdzanie nieszczelności – 100 lx,
- elektrownie, gazownie i ciepłownie, np. ruch pieszy – 5 lx, różne prace usługowe – 100 lx, naprawy – 200 lx,
- place kolejowe ze strefami załadunku – 3 lx, perony zadaszone – 50 lx, schody, duże stacje – 100 lx,
- tartaki: czynności z drewnem, taśmociągi z trocinami i wiórami – 20 lx, punkty rozładunkowe drewna – 50 lx, miejsca odkorowania i do rąbania – 300 lx,
- stocznie i doki: ogólne oświetlenie stoczni – 20 lx, czyszczenie kadłuba – 50 lx, malowanie i spawanie – 100 lx,
- instalacje wodne i oczyszczalnie: obsługa ręczna zaworów – 50 lx, zmiana pomp – 100 lx, naprawa silników elektrycznych – 200 lx.
W normie podano wartości dla minimalnej równomierności oświetlenia na powierzchni odniesienia, granice olśnienia oraz minimalne wskaźniki oddawania barw. W załączniku A do wymienionej normy zostały podane wartości natężenia eksploatacyjnego dla miejsc pracy w zależności od ryzyka związanego z wykonywaną pracą:
- bardzo niskie ryzyko, np. strefy magazynowe – 5 lx,
- niskie ryzyko, np. oświetlenie ogólne w portach – 10 lx,
- średnie ryzyko, np. terminale kontenerowe z częstym ruchem w portach – 20 lx,
- wysokie ryzyko, np. wykopy fundamentowe, strefy zagrożone ogniem, eksplozją, trucizną w portach – 50 lx.
Norma ta zgodnie z Ustawą o normalizacji jest przeznaczona do dobrowolnego stosowania, gdyż nie została przywołana w żadnym aktualnie obowiązującym akcie prawnym. Niemniej jednak wypełnia ona lukę w zakresie oświetlenia miejsc pracy na zewnątrz budynków i jest jedynym dokumentem, którym powinni posługiwać się projektanci opracowujący projekt oświetlenia miejsc pracy poza budynkami.
Oprócz wymagań w zakresie natężenia oświetlenia, muszą zostać spełnione wymagania w zakresie niezawodności jego działania. Dobre i niezawodne oświetlenie terenu oprócz codziennej funkcji jest bardzo pomocne podczas działań gaśniczych straży pożarnej. W projekcie oświetlenia zewnętrznego linię magistralną zasilającą przelotowo słupy oświetleniowe należy traktować jako elektroenergetyczną linię rozdzielczą. Natomiast odgałęzienie wyprowadzone ze słupowego złącza kablowego, zasilające oprawę oświetleniową – jako obwód odbiorczy. Zastosowane aparaty elektryczne powinny również posiadać wysoką niezawodność działania. Najlepsze w tym przypadku są bezpieczniki topikowe lub rozłączniki bezpiecznikowe.
W zakresie ochrony przeciwporażeniowej wchodzą w rachubę następującerozwiązania:
- samoczynne wyłączenie podczas zwarć doziemnych w czasie nie dłuższym od określonego w normie PN-HD 60364-4-41:2009,
- słupy kompozytowe wykonane z żywicy poliestrowej wzmocnionej włóknem szklanym (w tym przypadku znika problem ochrony przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu),
- zastosowanie wyposażenia słupów metalowych spełniających wymagania stawiane ochronie przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu (złącze oraz oprawa muszą być wykonane w II klasie ochronności, a przewody wciągane do słupa prowadzone w giętkiej rurze izolacyjnej – takie rozwiązanie, zgodnie z PN-IEC 60364-7-714:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Instalacje oświetlenia zewnętrznego, jest równorzędne zastosowaniu urządzeń w II klasie ochronności; w takim przypadku kategorycznie zabrania się przyłączania przewodu ochronnego do słupa lub innych przewodzących elementów).
W tym miejscu należy zwrócić uwagę na błąd, jaki popełniają niektórzy wykonawcy oraz projektanci, instalując na początku obwodu wyłączniki różnicowoprądowe. Należy zwrócić uwagę, że przed takim postępowaniem przestrzega norma PN-IEC 60364-7-714. Prądy upływu, jakie towarzyszą kablowi ułożonemu w ziemi, mogą powodować niekontrolowane działanie wyłącznika, powodując pozbawienie zasilania cały obwód oświetlenia. Należy również pamiętać, że pojedyncza lampa oświetlenia zewnętrznego pobiera znacznie więcej prądu, niż wynika to z jej mocy nominalnej. Podana na oprawie wartość mocy dotyczy mocy czynnej pobieranej przez samo źródło światła, na którym odkłada się napięcie rzędu 120 V. Sama lampa pobiera prąd znacznie większy.
Dla przykładu, lampa metolohalogenowa o mocy 400 W pobiera prąd o wartości:
Oprócz mocy traconej w samej lampie dochodzi moc tracona w stateczniku o wartości (0,04-0,1) Pn. Zatem oprawa pobiera moc około 440 W, co należy uwzględnić w obliczeniach. Pomocny w tym przypadku może być rysunek 1., na którym przedstawiono sposób wyznaczania prądu IB w obwodach oświetlenia.
Należy zwrócić uwagę, że co trzecia oprawa jest przyłączana do tej samej fazy. Po załączeniu napięcia, prąd rozświecenia, jaki płynie przez około 2 do 4 minut, posiada znacznie większą wartość niż prąd znamionowy. Instalowane na początku obwodu oraz w poszczególnych słupach bezpieczniki muszą przetrzymać prąd o zwiększonej wartości przy załączeniu lub powrocie napięcia po jego zaniku. Pomocne w tym celu mogą być następujące wzory:
- dla pojedynczej oprawy:
Wzór 1
- dla grupy opraw:
Wzór 2
gdzie:
In – prąd znamionowy zabezpieczenia, w [A],
IB – spodziewany prąd obciążenia, w [A].
W celu przybliżenia problemu zostanie zaprezentowany przykład uproszczonego projektu oświetlenia głównej drogi pożarowej zakładu przemysłowego.
Podstawa opracowania
- Zlecenie inwestora.
- Projekt oświetlenia głównej drogi pożarowej.
- PN-EN 12464-2:2008 Światło i oświetlenie. Oświetlenie miejsc pracy. Część 2: Miejsca pracy na zewnątrz.
- PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Instalacje dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
- N SEP-E-004:2003 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa.
- PN-IEC 60364-7-714:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Instalacje oświetlenia zewnętrznego.
- Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (DzU nr 43/1999, poz. 430).
- Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów i terenów (DzU nr 109/2010 poz. 719).
- Wizja lokalna w terenie i uzgodnienia z użytkownikiem oraz uzgodnienia międzybranżowe.
Opis stanu istniejącego
Główna droga zakładu ma długość 600 m i jest pozbawiona oświetlenia zewnętrznego. Oprócz normalnego traktu komunikacyjnego pełni ona funkcję głównej drogi pożarowej. W połowie długości drogi na pobliskim budynku biurowym jest zainstalowane złącze kablowe, w którym pozostawiono jedno wolne pole.
Opis stanu projektowanego
Zasilanie oświetlenia głównej drogi pożarowej zakładu zostanie przyłączone do zakładowej sieci elektroenergetycznej i podzielone na dwa obwody. Z uwagi na funkcję, jaką będzie pełniło projektowane oświetlenie, zasilanie należy wykonać w układzie automatyki SZR sieć/zespół prądotwórczy, uruchamianym automatycznie w przypadku zaniku napięcia w sieci elektroenergetycznej. W miejscach wskazanych na rysunku 2. należy zainstalować słupy kompozytowe o wysokości 6 m, zainstalowane na fundamentach betonowych F-100 osadzanych w gruncie.
Zasilanie opraw oświetleniowych instalowanych na projektowanych słupach oświetleniowych należy realizować dwoma obwodami wyprowadzonymi z projektowanej szafki sterowania oświetleniem, którą należy zainstalować w miejscu wskazanym na rysunku 2. Zasilanie projektowanej szafki sterowania oświetleniem należy wykonać kablem YAKY 4×25, który należy wyprowadzić z istniejącego złącza kablowego budynku biurowego. W złączu kablowym budynku biurowego należy zainstalować rozłącznik bezpiecznikowy NH00 wyposażony w bezpieczniki topikowe WTN00gG50.
Z projektowanej szafki sterowania oświetleniem należy wyprowadzić dwa obwody zasilające projektowane oświetlenie drogowe, wykonane kablem YAKY 4×35:
- obwód 1: brama wjazdowa,
- obwód 2: brama wyjazdowa.
Schemat zasilania poszczególnych obwodów oświetlenia ulicznego przedstawia rysunek 3. Przekrój podłużny fragmentu linii oświetleniowej przedstawia rysunek 4. Na rysunku 5. został przedstawiony przekrój poprzeczny drogi, na którym uwidoczniono miejsce posadowienia fundamentu słupa oświetleniowego. Schemat ideowy oraz montażowy szafki sterowania oświetleniem – RSO przedstawiają rysunku 6.i rysunku 7. Projektowane linie kablowe należy układać w wykopie o głębokości 80 cm na podsypce z piasku o grubości 10 cm (pod chodnikiem na głębokości 50 cm, a pod jezdniami na głębokości 100 cm poniżej powierzchni jezdni w rurach osłonowych SRS φ 75).
Kable po ułożeniu w wykopie należy przysypać warstwą piasku grubości 10 cm, następnie warstwą rodzimego gruntu o grubości 15 cm, ułożyć taśmę koloru niebieskiego i zasypać wykop (nie dotyczy to odcinków prowadzonychw rurach osłonowych). W miejscach wskazanych na rysunku 2. na projektowanych kablach należy założyć rury osłonowe. Rury po wprowadzeniu kabla należy uszczelnić na obydwu końcach przed przedostawaniem się wody. Na kablach nieosłoniętych rurami należy w odstępach co 10 m oraz przed i za każdą rurą osłonową założyć opaskę kablową zawierającą następujące informacje: typ kabla*rok ułożenia*długość*trasa*symbol użytkownika. Projektowane słupy oświetleniowe należy uzbroić w słupowe złącza kablowe.
Na projektowanych słupach nr 1.2; 2.1; 2.6; 2.8, należy instalować oprawy oświetleniowe KYRO2–150 W. Wszystkie pozostałe oprawy to KYRO1–100 W. Oprawy te należy instalować na wysięgniku o długości l=1,2 m i kącie wzniesienia 11° (oprawy wykonane są w II klasie ochronności). Obok RSO należy zainstalować na fundamencie (osobne opracowanie branży konstrukcyjnej) kontenerowy zespół prądotwórczy (ZP) o mocy 8 kVA wraz z układem automatyki SZR sieć/ZP. Zespół prądotwórczy należy wyposażyć w układ automatyki samostartu i samozatrzymania.
Obliczenia
Bilans mocy:
Obwód 1:
Obwód 2:
Wartość oszacowanej mocy nie spowoduje przekroczenia dopuszczalnego obciążenia linii zasilającej budynek biurowy, do którego zostanie przyłączony układ zasilania oświetlenia.
Dobór zabezpieczeń i przewodów oraz kabli na długotrwałą obciążalność prądową i przeciążalność:
– zabezpieczenie instalowane w słupie oświetleniowym (indywidualnezabezpieczenie oprawy):
- oprawa o mocy 150 W:
- oprawa o mocy 100 W:
Z uwagi na to, że projektowane obwody należy zaliczyć do obwodów bezpieczeństwa, zostaną przyjęte bezpieczniki o prądzie znamionowym 6 A.
Warunki, zgodnie z normą PN-IEC 60364-5-523, spełnia przewód YDY 2×1,5, dla którego długotrwała obciążalność prądowa przy sposobie ułożenia „B2” wynosi:
– zabezpieczenia obwodowe (obliczenia dotyczą najbardziej obciążonej fazy):
- obwód nr 1:
Warunki ze względu na selektywność spełnia bezpiecznik topikowy o prądzie znamionowym 20 A.
- obwód nr 2 (obliczenia dotyczą najbardziej obciążonej fazy):
Warunki, ze względu na selektywność spełnia bezpiecznik topikowy o prądzie znamionowym 20 A.
- kabel zasilający szafkę sterowania oświetleniem:
Na podstawie obliczeń, ze względu na selektywność warunki spełnia bezpiecznik topikowy o prądzie znamionowym 20 A. Ze względów eksploatacyjnych zostanie przyjęty bezpiecznik o prądzie znamionowym 50 A:
Zgodnie z normą PN-IEC 60364-5-523, kabel YAKY 4×25 spełnia warunki długotrwałej obciążalności prądowej. Jego długotrwała obciążalność prądowa przy sposobie ułożenia „D” wynosi:
Sprawdzenie dobranych kabli i przewodów z warunku na spadek napięcia:
- obwód 1 (obliczenia wykonano dla obwodu zasilanego z fazy L3):
Warunek spełniony.
- obwód 2 (obliczenia wykonano dla obwodu zasilanego z fazy L2):
Warunek spełniony.
Dobór mocy zespołu prądotwórczego do awaryjnego zasilania oświetlenia:
Warunki spełnia zespół prądotwórczy o mocy S=8 kVA.
Uwagi końcowe
- W przypadku zaniku napięcia w sieci elektroenergetycznej, zespół prądotwórczy do awaryjnego zasilania oświetlenia drogowego należy pobierać ze składu jednostki.
- W RSO należy uziemić przewód neutralny. Rezystancja uziemienia musi spełniać warunek RB≤ 5 Ω.
- Ochrona przeciwporażeniowa – podstawowa (słupy i oprawy oświetleniowe wykonane w II klasie ochronności – podstawa norma PN-IEC 60364 -714:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Instalacje oświetlenia zewnętrznego).
- Posadowienie słupów oraz trasę linii kablowych należy wytyczyć geodezyjnie.
- Po ułożeniu kabli, a przed ich zasypaniem, oraz zainstalowaniu fundamentów słupów oświetleniowych należy przeprowadzić inwentaryzację geodezyjną.
- Po wybudowaniu oświetlenia drogowego należy przeprowadzić badania odbiorcze zgodnie z normą PN-HD 60364-6:2008 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie. Przed oddaniem do eksploatacji należy opracować instrukcję przyłączania oraz eksploatacji zespołu prądotwórczego przeznaczonego do awaryjnego zasilania oświetlenia głównej drogi pożarowej. Układ współpracy zespołu prądotwórczego uniemożliwia wsteczne podanie napięcia z generatora zespołu prądotwórczego do sieci elektroenergetycznej oraz równoległe zasilanie odbiorników z obydwu źródeł zasilania.
