Politechnika Częstochowska

Wydział elektryczny

Projekt inteligentnej instalacji elektrycznej

w domu jednorodzinnym

Rok akademicki 2008/2009

SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA

1. Dane wyjściowe

2. Opis techniczny

3. Obliczenia techniczne

4. Zestawienie podstawowych materiałów

5. Rysunki

1. DANE WYJŚCIOWE

1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest wykonanie wewnętrznych i zewnętrznych instalacji elektrycznych oraz specjalistycznych w domu jednorodzinnym dwu kondygnacyjnym.

1.2. Podstawa opracowania

Projekt został opracowany na podstawie:

- projektu architektonicznego,

- obowiązujących norm i przepisów.

1.3. Zakres opracowania

Projekt obejmuje wykonanie następujących robót elektroinstalacyjnych:

- wykonanie tablic rozdzielczych dla podłączenia projektowanych instalacji elektrycznych,

- wykonanie zewnętrznej linii zasilającej,

- wykonanie wewnętrznych linii zasilających,

- wykonanie instalacji oświetleniowej,

- wykonanie instalacji gniazd ogólnego przeznaczania - 230V,

- wykonanie instalacji gniazd odbiorników siły,

- wykonanie instalacji wideofonu,

- wykonanie instalacji alarmowej SAW i sygnalizacji pożaru SAP.

2. OPIS TECHNICZNY

1. Zasilanie budynku

Zaprojektowany budynek przyłączony jest do sieci energetycznej. Moc przyłączeniowa wynosi 22 kW, natomiast zabezpieczenie przelicznikowe 35 A. Miejscem dostarczania energii elektrycznej będą zaciski prądowe w złączu kablowym ZK. Złącze kablowe ZK w formie szafki będzie zamontowane w ogrodzeniu.

2. Rozdzielnica główna RG

Projektowana rozdzielnica główna RG zlokalizowana jest na parterze przy wejściu głównym. Do rozdzielnicy tej podłączone są instalacje odbiorcze oświetlenia, gniazd wtykowych, gniazd siły, zasilania urządzeń instalacji specjalistycznych.

W rozdzielnicy zainstalowana jest niezbędna aparatura zabezpieczająca urządzenia odbiorcze przez skutkami:

- zwarć,

- przeciążeń (wyłączniki nadprądowe),

- ochrony przeciw porażeniowej (wyłączniki różnicowe),

- ochrony przeciw przepięciowej.

Wyposażenie rozdzielnicy, budowa oraz rodzaje zastosowanej aparatury przedstawiają rysunki dołączone w dalszej części projektu.

3. Instalacje elektryczne wewnętrzne

W budynku zaprojektowane zostały następujące instalacje wewnętrzne:

- instalacja oświetlenia,

- instalacja gniazd ogólnego przeznaczenia.

Instalację oświetleniową należy wykonać przewodem YDYżo 3 x 1,5 mm², w rurach instalacyjnych. Sprzęt łączeniowy (wyłączniki, przełączniki) instalować na wysokości 1,1 m nad podłogą.

Przy doborze mocy potrzebnej do oświetlenia poszczególnych pomieszczeń wykorzystano metodę mocy jednostkowej p [W/m²].

Instalację gniazd ogólnego przeznaczenia należy wykonać przewodem YDYżo 3 x 2,5 mm², w rurach instalacyjnych. Sprzęt łączeniowy (wyłączniki, przełączniki) instalować na wysokości 1,1 m nad podłogą.

Gniazda ogólnego przeznaczenia ze stykiem ochronnym należy montować w następujący sposób:

- w pokojach - na wys. 0,3 m nad podłogą,

- w łazience - na wys. 1,3 m nad podłogą,

- w kuchni - na wys. 1,2 m nad podłogą.

Instalację odbiorów 3-faz (kuchenka elektryczna, gniazdo 3-faz w garażu) należy wykonać przewodem YDYżo 5 x 4 mm², w rurach instalacyjnych.

Przewody i rury pod tynkiem należy układać w następujący sposób:

- poziome odcinki instalacji na ścianach układać w odległości 0,3 m od sufitu,

- pionowe odcinki instalacji prowadzić 0,15 m od krawędzi ościeżnicy lub prostopadle od puszki do gniazda,

- przewód biegnący od gniazda do gniazda powinien się znajdować 0,3 m nad podłogą.

Plan rozmieszczenia oświetlenia oraz gniazd wtykowych pokazany został na rysunkach instalacji dołączonych w dalszej części projektu.

4. Instalacje specjalistyczne

W zakres instalacji specjalistycznych zaliczamy wykonanie następujących systemów:

- wideofonu,

- instalacji alarmowej SAW,

- instalacji pożaru SAP.

Zaprojektowano instalację wideofoniczną z kamerą zainstalowaną przed wejściem na teren posesji oraz zastosowano rygiel w furtce wejściowej. Stanowisko wideodomofonu zainstalowano w ganku.

Instalacja wideofoniczna wykonana jest z wykorzystaniem urządzeń firmy COMMAX. Instalację należy wykonać przewodami typu YTKSY 6x2x0,5 poprowadzonymi w uprzednio zainstalowanych kanałach kablowych lub rurkach instalacyjnych.

W instalacji alarmowej SAW oraz sygnalizacji pożaru SAP zastosowano centralę typu INTEGRA-128 firmy SATEL o pojemności 16 linii dozorowych z możliwością rozbudowy o ekspander CA-64 EPS. Do kontroli systemu przewidziano manipulatory sterujące LCD przystosowane do niezależnej obsługi systemu oraz do sterowania poszczególnymi strefami. Jako elementy aktywne zastosowano czujki przestrzenne PIR, zapewniające wykrywanie ruchu w pomieszczeniach chronionych.

Instalację linii dozorowych oraz sygnalizatorów należy wykonać przewodem YTKSY 3x2x0,5mm w korytach instalacyjnych z zachowaniem wymaganych odległości od instalacji elektrycznych. Magistralę systemu należy wykonać kablem SFTP 4x2x0,5mm.

Jako elementy wchodzące w skład ochrony przeciwpożarowej zastosować czujniki optyczne dymu oraz czujki termiczne, nadmiarowo-różniczkowe. Wszystko podłączone jest do centrali INTEGRA-128.

Dla zapewnienia niezawodnej pracy systemu zapewniające potrzymanie pracy systemu przez 36h, w zasilaczu centrali zastosować akumulatory 12V17Ah.

5. Ochrona przeciwprzepięciowa

Zaprojektowane instalacje wraz z zainstalowanymi urządzeniami będą chronione przed skutkami przepięć za pomocą tzw. ograniczników. Przepięcia mogą być spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi jak również łączeniowymi.

W tym celu w rozdzielnicy głównej należy zainstalować ogranicznik przepięć klasy B + C zapewniający I i II stopień ochrony. Takim ogranicznikiem może być ogranicznik typu SPB-12/280/4.

6. Ochrona przeciwporażeniowa

Jako ochronę przed dotykiem pośrednim w instalacjach odbiorczych zastosowane zostało samoczynne wyłączenie zasilania w systemie TN-S. Jest to realizowane poprzez zastosowanie w instalacjach wewnętrznych wyłączników instalacyjnych oraz wyłączników różnicowo prądowych o prądzie różnicowym równym ΔI=0,03A. Obudowy szafek rozdzielczych zaprojektowano w II-giej klasie ochronności.

Wszystkie dostępne części przewodzące należy połączyć do punktu neutralnego zasilania za pomocą przewodów ochronnych. Przewód ochronny w całym obiekcie nie może być rozłączalny a kolor jego izolacji jednolity, żółto-zielony.

Po wykonaniu wewnętrznych instalacji elektrycznych należy dokonać pomiarów skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Wynik pozytywny jest warunkiem dopuszczenia instalacji elektrycznej do eksploatacji.

3. OBLICZENIA TECHNICZNE

3.1. Oświetlenie budynku

Metoda mocy jednostkowej P_k = F · p

Moc jednostkowa

Założenia:

η = 20 lm/W

dla E_śr = 100 lx - pomieszczenia mieszkalne

p = 4,3 · 100/20 = 21,5 W/m²

dla E_śr = 50 lx - pozostałe pomieszczenia

p = 4,3 · 50/20 = 10,75 W/m²

Tabela 1. OŚWIETLENIE BUDYNKU

Lp.	Pomieszczenie	Średnie nat. Oświetlenia Eśr	Powierzchnia	Moc obl. Pz	Moc zainstalowana
-	-	[lx]	[m^2]	[W]	[W]
1	Salon	100	34,8	748,2	800
2	Garaż	50	44,4	477,3	400
3	Jadalnia	100	11,4	245,1	240
4	Kuchnia	100	11,6	249,4	240
5	Klatka schod.	50	4,2	45,2	75
6	Hol	50	12	129,0	150
7	Łazienka	100	4,3	92,5	135
8	Schody	100	3,1	33,3	75
9	Pokój 1	100	9,5	204,3	200
10	Pokój 2	100	3,1	66,7	75
11	Ganek	50	4,6	49,5	75
12	Sypialnia	100	15,5	333,2	375
13	Pokój 3	100	9,1	195,6	200
14	Pokój 4	100	6,6	141,9	150
15	Pokój 5	100	13,8	296,6	300
16	Pokój 6	100	13,6	292,4	300
17	Hol	50	15,1	162,3	300
18	Pom. Gosp.	50	23,9	256,9	200
19	Centrala	100	1,7	36,5	75
20	Łazienka	100	1,7	36,5	135
Razem					4 500

Gniazda wtyczkowe ogólnego zastosowania

Przyjęto moc zainstalowaną 2 kW dla jednego obwodu gniazd wtyczkowych.

Parter 6 obwodów P = 6 x 2 kW = 12 kW

Poddasze 5 obwody P = 5 x 2 kW = 10 kW

Odbiorniki gospodarstwa domowego, zasilane z wydzielonych obwodów

• Kuchenka z piekarnikiem 3-faz - 9,0 kW

• Przepływowy podgrzewacz wody 1-faz - 4,5 kW

• Gniazdo 3-faz w garażu - 6,0 kW

Razem - 19,5 kW

Inne odbiory

• urządzenia sieciowe, sterowanie, alarm - 1 kW

Moc zapotrzebowana (obliczeniowa) dla budynku

Lp.	Odbiór	Moc zainstalowana Pi	Wsp. równoczesności k	Moc obliczeniowa Pobl = Pi · k
-	-	[kW]	-	[kW]
1	Oświetlenie wewnętrzne budynku	4,5	0,4	1,8
2	Oświetlenie zewnętrzne budynku	0,88	1,0	0,88
3	Gniazda ogólnego zastosowania	22,0	0,25	5,5
4	Odbiorniki zasilane z wydzielonych obwodów	19,5	0,8	15,6
5	Inne odbiory	1,0	0,09	0,09
Razem				23,87

P_obl = 23,87 kW

Prąd obliczeniowy:

3.2. Dobór przewodów i zabezpieczeń

Parametry obwodów

System

Założono moc zwarciową na szynach SN stacji zasilającej SK = 200 MVA.

Impedancja zastępcza sieci Z_a:

Transformator

Założono transformator o mocy S_n = 630 kVA u_k = 6 %

Linia kablowa L₁ od stacji transformatorowej do złącza kablowego ZK. Założono kabel typu YAKXS 4 x 240 mm² o długości l = 200 m, γ = 33 m/Ωmm².

X^l = 0,08 Ω/km

X_L1 = 0,08 · 0,2 = 0,016 Ω = 16 mΩ

Linia kablowa L₂ od złącza kablowego ZK do rozdzielnicy w budynku. Zaprojektowano kabel typu YKY 5 x 25 mm² o długości l₂ = 10 m, γ = 56 m/Ωmm², X_L2 - pominięto.

Obwód (linia L₃) 1-faz zasilający gniazda wtyczkowe (obwód OG-3). Zaprojektowano przewód typu YDYżo 3 x 2,5 mm² o długości l = 30 m, γ = 56 m/Ωmm².

Obwód (linia L₄) 3-fazowy zasilający kuchenkę elektryczną (obwód OG-5). Zaprojektowano przewód typu YDYżo 5 x 4 mm² o długości l = 5,5 m, γ = 56 m/Ωmm².

Linia kablowa pomiędzy złączem kablowym ZK a rozdzielnicą w budynku

Linia wykonana kablem YKY 5 x 25 mm², l₂ = 10 m, P_obl = 23,87 kW

• Prąd szczytowy (obliczeniowy)

gdzie:

P_obl - moc zapotrzebowana (obliczeniowa)

cos φ - przyjęto 0,95

• Dobór przekroju kabla

warunek:

gdzie:

I_Z - obciążalność prądowa długotrwała przewodu

I_B - prąd obliczeniowy

Zaprojektowano kabel typu YKY 5 x 25 mm²

I_Z = 86 A (wg PN-IEC 60364-5-523)

86 ≥ 36,3 - warunek spełniony

• Warunek dopuszczalnego spadku napięcia

Przyjęto dopuszczalny spadek napięcia ∆U_%dop = 3,5 %

- warunek spełniony

Przykładowo wybrany obwód 1-faz OG-3 (gniazda ogólnego zastosowania)

Obwód wykonany przewodem YDYżo 3 x 2,5 mm², l₃ = 30m, P_obl = P_i = 2 kW

• Prąd szczytowy (obliczeniowy)

gdzie:

P_obl = P_i - moc zainstalowana (przyjęta na końcu obwodu), [W]

U_nf = 230 V

cos φ - przyjęto 0,95

• Dobór przewodu ze względu na obciążalność prądową

warunek:

Dobrano przewód typu YDYżo 3 x 2,5 mm², I_z = 18,5 A.

- warunek spełniony

• Dobór zabezpieczenia przeciążeniowego

warunek:

Dobrano wyłącznik nadprądowy typu CLS6-B16.

- warunek spełniony

• Dobór zabezpieczenia zwarciowego

warunek:

gdzie:

I_nW - prąd znamionowy wyłączalny urządzenia zabezpieczającego. Znamionowa zwarciowa zdolność łączeniowa dla wyłącznika typu CLS6 wynosi 6 kA

I_Ws = I_k - spodziewana wartość prądu zwarcia

U_nf = 230 V

Rezystancja obwodu zwarciowego:

Reaktancja obwodu zwarciowego:

- warunek spełniony

• Sprawdzenie ochrony przeciwporażeniowej

gdzie:

Z_s2 = Z_k2 = 0,612 Ω

I_a = k · I_n

I_n = 16 A, k = 5 - odczytane z charakterystyki

- warunek spełniony

• Sprawdzenie warunku dopuszczalnego spadku napięcia

Spadek napięcia na odcinku od złącza kablowego do odbiornika (gniazdo wtyczkowe).

Przyjęto dopuszczalny spadek napięcia ∆U_%dop = 3,5 %

- warunek spełniony

Przykładowo wybrany obwód 3-faz OG-5 (kuchenka elektryczna 3-faz)

Obwód wykonany przewodem YDYżo 5 x 4 mm², l₄ = 5,5 m, P_obl = P_i = 9 kW

• Prąd szczytowy (obliczeniowy)

gdzie:

P_i = 9 kW - moc kuchenki elektrycznej

• Dobór przewodu ze względu na obciążalność prądową

warunek:

Dobrano przewód typu YDYżo 5 x 4 mm², I_z = 32 A.

- warunek spełniony

• Dobór zabezpieczenia przeciążeniowego

warunek:

Dobrano wyłącznik nadprądowy typu CLS6-B16/3.

- warunek spełniony

• Dobór zabezpieczenia zwarciowego

warunek:

gdzie:

I_nW - prąd znamionowy wyłączalny urządzenia zabezpieczającego. Znamionowa zwarciowa zdolność łączeniowa dla wyłącznika typu CLS6 wynosi 6 kA

I_Ws = I_k - spodziewana wartość prądu zwarcia

U_nf = 400 V

- warunek spełniony

Przy prądzie zwarcia 3553 A czas wyłączenia obwodu nastąpi w czasie krótszym niż 0,1 s. W takim przypadku należy rozpatrzyć zależność:

gdzie:

I²t = 1600 (wartość odczytana z wykresu dla wyłącznika CLS6)

k = 115 V - współczynnik liczbowy

s = 4 mm² - przekrój przewodu

- warunek spełniony

• Sprawdzenie ochrony przeciwporażeniowej

Dla uproszczenia można przyjąć impedancję obwodu zwarcia:

gdzie:

Z_k3 = 0,065 Ω

I_a = k · I_n

I_n = 16 A, k = 5 - odczytane z charakterystyki

- warunek spełniony

• Sprawdzenie warunku dopuszczalnego spadku napięcia

Spadek napięcia na odcinku od złącza kablowego do odbiornika (kuchenka elektryczna).

Przyjęto dopuszczalny spadek napięcia ∆U_%dop = 3,5 %

- warunek spełniony

4. ZESTAWIENIE PODSTAWOWYCH MATERIAŁÓW

Lp.	Wyszczególnienie	Jedn	Ilość	Uwagi
1	2	3	4	5
1. Zasilanie
1	Przewód YKY25 mm^2	m	60
2	Rura karbowana typ KR110	m	15
3	Rura karbowana typ KR50	m	15
4	Puszka odgałęźna 5x10 mm , IP54 typ: WK160	szt	50
2. Rozdzielnica główna RG
1	Obudowa PROFI LINE typu ON 2/1150 wyposażona w: - Rozłącznik główny izolacyjny IS 100/3 - Ogranicznik przepięć SPB-12/280/4 - Rozłącznik bezpiecznikowy Z-SLS/CEK50/3 - Wyłącznik różnicowoprądowy 4-biegunowy CF16, trójfazowy - Wyłącznik różnicowoprądowy 4-biegunowy CF16, jednofazowy - Wyłącznik różnicowoprądowy 4-biegunowy PFIM-100/4/03-S/A - Wyłącznik nadprądowy 1-biegunowy CLS6-B6 - Wyłącznik nadprądowy 1-biegunowy CLS6-B10 - Wyłącznik nadprądowy 1-biegunowy CLS6-B16 - Wyłącznik nadprądowy 3-biegunowy CLS6-B16/3 - Wyłącznik nadprądowy z członem różnicowoprądowym CKN6 - Lampka kontrolna Z-L/R	szt szt szt szt szt szt szt szt szt szt szt szt szt	1 1 1 1 3 3 1 4 6 6 2 2 3
3. Instalacje elektryczne oświetlenia oraz gniazd ogólnych
1	Przewód YDYżo 3 x 1,5 mm^2	m	1000
2	Przewód YDYżo 3 x 2,5 mm^2	m	3000
3	Wypusty oświetlenia wewnętrzne	szt	40
4	Oprawa oświetleniowa zewnętrzna	szt	20
5	Oprawa halogenowa	szt	2
6	Gniazdo wtyczkowe podwójne ze stykami ochronnymi	szt	25
7	Gniazdo wtyczkowe pojedyncze ze stykiem ochronnym	szt	30
8	Wyłącznik 2-bieg podtynkowy	szt	25
9	Wyłącznik 1-bieg podtynkowy	szt	10
10	Wyłącznik schodowy	szt	8
4. Instalacja domofonowa
1	Przewód YTKSY 6 x 2 x 0,5 mm	m	50
2	Rura RL20	m	50
3	Wideodomofon CDV50	szt	1
4	Kamera DRC4CAN	szt	1
5	Rygiel elektromagnetyczny	szt	1
5. Instalacja alarmowa i sygnalizacji pożaru
1	Centrala alarmowa typu INTEGRA-128	szt	1
2	Przewód YTKSY 3 x 2 x 0,5mm	m	1500
3	Przewód SFTP 4 x 2 x 0,5mm	m	20
4	Kontaktron	szt	30
5	Czujnik ruchu AQUA PRO	szt	20
6	Panel sterujący LCD	szt	4
7	Czujnik dymu (optyczny) ADR-20R	szt	4
8	Czujnik dymu (termiczny) FCT10	szt	1
6. Instalacja odgromowa
1	Bednarka FeZn30x4 mm	m	160
2	Drut FeZn 8 mm	m	400
3	Złącze kontrolne	szt	6
4	Puszka pusta typu Abox100 140x140x79 IP65	szt	6
5	Rura typ: RL 20	m	80

5. RYSUNKI

15

Wykonali:

Janus Robert

Kawalec Marcin

Rok V, Sem IX

Spec. KiRP

Gr. I

---