Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építészmérnöki Kar Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
ÉPÜLETEK
VILLAMOS
ELLÁTÁSA
Komplex 1 és Diploma tervezési segédlet
Ez a tervezési segédlet a 2012-ben, Majoros András, Vetési Emil és Filetóth Levente által készített verzió frissítése.
Filetóth Levente PhD 2017. július
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
TARTALOMJEGYZÉK TERVEZÉSI, SZÁMÍTÁSI FELADAT
3
A TERVEZÉSI, SZÁMÍTÁSI FELADAT BEADANDÓ RÉSZEI
3
1. AZ ÉPÜLET VILLAMOS ELLÁTÁSA
4
1.1. A VILLAMOS KÖZMŰ HÁLÓZAT 1.1.1. A KISFESZÜLTSÉGŰ (0,4 KV) HÁLÓZAT 1.1.2. A KÖZÉPFESZÜLTSÉGŰ (10-20 KV) HÁLÓZAT 1.2. TRANSZFORMÁTORÁLLOMÁS TELEPÍTÉSÉNEK JELLEMZŐI 1.2.1. TRANSZFORMÁTOR ÉPÜLETEN KÍVÜL TÖRTÉNŐ ELHELYEZÉSE 1.2.2. TRANSZFORMÁTOR ÉPÜLETEN BELÜL TÖRTÉNŐ ELHELYEZÉSE 1.3. TARTALÉK ÉS SZÜNETMENTES ÁRAMELLÁTÁS 1.3.1. KIESÉSI IDŐTARTAM NAGYSÁGA 1.3.2. AKKUMULÁTOROK 1.3.3. AGGREGÁTOROK, ROBBANÓMOTOROS ÁRAMFEJLESZTŐK 1.4. MEGÚJULÓ ENERGIÁT HASZNOSÍTÓ RENDSZEREK 1.4.1. AUTONÓM KIALAKÍTÁSÚ NAPELEMES RENDSZEREK 1.4.2. HÁLÓZATRA TÁPLÁLÓ NAPELEMES RENDSZEREK
4 4 6 7 7 9 11 11 12 14 17 18 19
2. AZ ÉPÜLET VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYÉNEK SZÁMÍTÁSA
21
2.1. NEM LAKÓÉPÜLETEK VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYÉNEK MEGHATÁROZÁSA 2.1.1. AZ "E" EGYIDEJŰSÉGI TÉNYEZŐ MEGHATÁROZÁSA 2.1.2. PVILÁGÍTÁS : A VILÁGÍTÁS TELJESÍTMÉNYIGÉNYÉNEK MEGHATÁROZÁSA 2.1.3. PÉP.GÉPÉSZET : AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYE 2.1.4. PTECHNOLÓGIA : A TECHNOLÓGIA VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYE 2.2. LAKÓ- ÉS VEGYES FUNKCIÓJÚ ÉPÜLETEK VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYÉNEK MEGHATÁROZÁSA
21 21 22 23 23 26
3. VILLAMOS FŐELOSZTÓ, FOGYASZTÁSMÉRŐK HELYIGÉNYE ÉS ELHELYZÉSE
27
4. MINTA AZ "ÉPÜLET VILLAMOS ELLÁTÁSA" FEJEZET KIDOLGOZÁSÁHOZ
29
4.1. AZ ÉPÜLET VILLAMOS ELLÁTÁSA 4.1.1. ÉPÍTÉSI HELYSZÍN VILLAMOS KÖZMŰ HÁLÓZATA 4.1.2. TRANSZFORMÁTOR ÁLLOMÁS 4.1.3. TARTALÉK ÁRAMELLÁTÁS 4.1.4. MEGÚJULÓ FORRÁSBÓL ELŐÁLLÍTOTT VILLAMOS ENERGIA 4.2. VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNY SZÁMÍTÁSA 4.2.1. NEM LAKÓPÜLET ESETÉN 4.2.2. LAKÓPÜLET ESETÉN 4.2.3. VEGYES FUKCIÓJÚ ÉPÜLET ESETÉN 4.3. VILLAMOS FŐELOSZTÓ, KAPCSOLÓHELYISÉG/SZEKRÉNY HELYIGÉNYE, ELHELYEZÉSE
29 29 29 29 30 30 30 31 31 31
Felhasznált irodalom A segédlet az „Épületek villamos berendezései” BME, Építészmérnöki Kar jegyzet (szerzők: Kádár Aba, Lantos Tibor, Némethné Vidovszky Ágnes, Vetési Emil, szerkesztette: Majoros András, Budapest, 1998. b16008.) felhasználásával készült. © 2017, Filetóth Levente PhD
[email protected] ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
2.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
TERVEZÉSI, SZÁMÍTÁSI FELADAT Ez a tervezési segédlet a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építészmérnöki Kar hallgatóinak villamos szakági tervkonzultációit segíti. A „komplex 1” és a „diploma” tervek esetében a hallgatóknak „engedélyeztetési tervdokumentációt” kell elkészíteni. Ennek részeként igazolni és biztosítani kell az épület villamos ellátásának lehetőségét. Ez esetben a villamos szakági konzultáció célja annak meghatározása, hogy az épület villamos ellátása várhatóan milyen módon történik; mennyi az épület villamos teljesítményigénye és ehhez kapcsolódóan milyen helyiségek kialakítása szükséges (ezek a helyiségek megjelennek az engedélyezési tervlapokon, befolyásolják az épület alaprajzát, esetleg homlokzatát, stb.). A „komplex 1” és a „diploma” villamos szakági tervkonzultáció célja tehát az épület villamos ellátáshoz kapcsolódó helyigény és annak elhelyesési feltételeinek meghatározása és jelölése az 1:100 vagy 1:200 léptékű építész tervdokumentációban. A tervezett épület villamos ellátása, a lenti részletezés szerint kidolgozott tanulmány az építész tervekhez csatolt "Épületgépészeti leírás" egy fejezete, ennek ajánlott címe: "Az épület villamos ellátása".
A tervezési, számítási feladat beadandó részei
1. Az épület villamos ellátás lehetőségeinek meghatározása: a vázlatterv kidolgozásával együtt készítendő az adott helyszín, közműellátottság, funkció és a tervezési program alapján.
kW
2. Az épület villamos teljesítményigényének meghatározása: az épületben található villamos berendezések (világítás, gépészet, technológia) teljesítményigényének összesítése.
3. Az épület villamos ellátásához szükséges helyiségek meghatározása és jelölése az építész tervdokumentációban: elosztó-, kapcsoló- és mérőhelyiségek; transzformátor-, aggregátor-, akkumulátor helyigények.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
3.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.
AZ ÉPÜLET VILLAMOS ELLÁTÁSA
Ez a feladatrész a vázlatterv kidolgozásával készítendő az adott helyszín, közműellátottság, funkció és a tervezési program figyelembevételével. Az épület várható villamos ellátásának módja függ
1.1.
1.1.
az építési övezet, telek ill. helyszín villamos közmű hálózat jellemzőitől,
1.2.
transzformátor állomás telepítésének szükségességétől,
1.3.
a tartalék- és szünetmentes áramforrások szükségességétől,
1.4.
a megújuló energiát hasznosító rendszerek (szélerőmű, vízturbina, napelemek) jellemzőitől.
A villamos közmű hálózat
Az épület ellátása a környezetében lévő villamos közmű hálózatról történik. A helyszínén rendelkezésre álló villamos infrastuktúra tulajdonságairól az áramszolgáltató ügyfélszolgálata adhat pontos tájékoztatást. Ennek hiányában - a hallgatói tervek kidolgozása során - az építési terület villamos közműhálózatának jellemzőinek meghatározásában a villamos konzulens tud segítséget nyújtani az építési telek környezetét és beépítettségét figyelembe véve (belváros, külváros, vidék, esetleg településen kívüli fekvés). A hallgatói tervek kidolgozása során az épületek jellemzően kisfeszültségű ellátást igényelnek, mert a villamos berendezések kisfeszültségről (0,4 kV azaz 400/230 V feszültségű hálózatról) üzemelnek. A környezet jellegéből és beépítettségéből lehet következtetni az adott területet ellátó kisfeszültségű (0,4 kV) és középfeszültségű (10-20 kV) elosztóhálózat fajtájára. Meghatározható az, hogy az épület villamos ellátásának tápponja szabadvezeték- vagy földkábelhálózat. 1.1.1. A kisfeszültségű (0,4 kV) hálózat A szabadvezeték oszlopkon vezetett szigetelt vagy szigeteletlen vezetéket jelent. Az áramszolgáltató utcai, közcélú elosztóhálózata 0,4 kV-os kisfeszültségű hálózat, amely: •
sűrűn beépített, belvárosi környezetben mindig föld alatti kábelhálózat,
•
ritkán beépített, külvárosi és vidéki környezetben általában oszlopokon vezetett szabadvezeték-hálózat.
Helyszíni szemle segíthet annak meghatározásában, hogy adott esetben milyen a rendelkezésre álló villamos hálózat. Ha az utcán nem látható szabadvezeték, akkor a közcélú hálózat föld alatti kábelhálózat.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
4.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1. ábra: 0,4 kV-os szabadvezeték jellemzői A 0,4 kV-os szabadvezeték jellemzői (1. ábra): •
az oszlopokon rendszerint közvilágítási lámpák is vannak,
•
szigeteletlen vezetékek esetén, ha az oszlopokon van lámpa, akkor 5 vezeték, ha nincs akkor 4 vezeték van,
•
szigetelt szabadvezeték esetén, ha az oszlopokon van lámpa, akkor egy vastagabb és egy vékonyabb vezeték fut egymás mellett.
Kisfeszültségű közcélú hálózat - föld alatt vagy szabadvezetéken - minden település, minden utcájában van. A kisfeszültségű hálózatot olyan transzformátor táplálja, ami középfeszültségű hálózatról üzemel. A tervezett épület akkor látható el közvetlenül a 0,4 kV-os kisfeszültségű hálózatról, ha az épület számított villamos teljesítménye (2. fejezet) kisebb vagy összemérhető az adott kisfeszültségű hálózat szabad kapacitásával (szakági konzulenssel egyeztetendő). Ellenkező esetben az épület villamos ellátását tarnszformátor kiépítésével a közelben található középfeszültségű hálózatról kell biztosítani. ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
5.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.1.2. A középfeszültségű (10-20 kV) hálózat A közcélú kisfeszültségű elosztóhálózat kialakítási módjából következik a középfeszültségű hálózat kialakítása és feszültsége a következők szerint: •
sűrűn beépített, belvárosi környezetben a középfeszültségű hálózat is mindig föld alatti kábelhálózat és feszültsége 10 kV,
•
ritkán beépített, külvárosi és vidéki környezetben a középfeszültségű hálózat - a kisfeszültségű hálózathoz hasonlóan - oszlopokon vezetett szabadvezeték hálózat és feszültsége 20 kV. A szabadvezeték ez esetben oszlopokon vezetett, nem szigetelet vezeték.
2. ábra: 20 kV-os szabadvezetékek jellemzői A 20 kV-os szabadvezeték jellemzői (2. ábra): •
minden esetben 3 szigeteletlen vezetékből áll,
•
a vezetékeket 4 sapkás szigetelő tartja az oszlopokon,
•
az oszlopok kb. 1,5-ször magasabbak, mint a kisfeszültségű hálózat oszlopai.
Középfeszültségű hálózat nincs a település minden utcájában, de feltételezhető, hogy bármelyik utcától néhány száz méteren belül rendelkezésre áll ilyen. Ha az épület villamos teljesítményigénye (2. fejezet) meghaladja a kisfeszültségű hálózat szabad teljesítnényét, az épületet a közelben levő középfeszültségű hálózatról kell ellátni transzformátor állomás kiépítésével (szakági konzulenssel egyeztetendő). ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
6.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.2.
Transzformátorállomás telepítésének jellemzői
Az épület teljesítményigényének (2. fejezet) függvényében szükségessé válhat újonnan telepített transzformátorállomás kiépítése akkor, ha nem áll rendelkezésre elegendő szabad teljesítmény a meglevő, kiépített kisfeszülstégű hálózaton. A konzultáció keretei között előreláthatóan transzformátorállomás telepítésével kell számolni akkor, ha •
az épület sűrűn beépített vagy belvárosi környezetben található és a teljesítményigénye nagyobb, mint 100-200 kW,
•
az épület ritkán beépített, külvárosi vagy vidéki környezetben található és a teljesítményigénye nagyobb, mint 50-100 kW. A transzformátorállomás szükségességét, elhelyezését és méreteit a szakági konzultáció során kell eldönteni ill. meghatározni!
A transzformátorállomás hálózati csatlakozásainak kialakítása és elhelyezése többféle lehet: •
egyrészt függ attól, hogy milyen középfeszültségű (10 kV-os kábel- vagy 20 kV-os szabadvezeték-) hálózatra csatlakoztatható,
•
másrész függ attól, hogy épületen belüli vagy kívüli elhelyezésre van lehetőség, illetve szándék.
1.2.1. Transzformátor épületen kívül történő elhelyezése A sűrűn beépített, belvárosi környezetben a középfeszültségű és kisfeszültségű közcélú vezetékek föld alatti kábelhálózatok, itt 10/0,4 kV-os transzformátorállomást kell kialakítani a földfelszín felett vagy alatt. Építettházas transzformátorállomások (3. ábra) esetében biztosítanunk kell annak utcáról - közterületről - teherautóval történő megközelítését. Ha az építési telken belül erre nincs lehetőség, akkor az épület közelében található szabad közterületen kell a transzformátorállomás kiépítését kezdeményezni.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
7.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
3. ábra: Épületen kívül elhelyezett, előregyártott transzormátorállomások http://electro-sistem.com/hu_HU/category/anvelope-prefabricate-echipate/ , www.jet-vill.hu
Építettházas transzformátorállomás kialakítása akkor indokolt, ha az épület közelében nem kívánatos a szabadvezeték-hálózat kiépítése. Ennek telepítése esetén: •
jelölni kell a transzformátorállomás telepítési helyét,
•
jelölni kell a kisfeszültségű betápláló kábel nyomvonalát a transzformátorháztól az épület főelosztójáig,
•
helyszínrajzon jelölni kell a transzformátorállomás szállítására használható, teherautóval járható útvonalat.
A ritkán beépített, külvárosi és vidéki környezetben az ún. 20/0,4 kV-os a transzformátorállomás 20 kV-os szabadvezeték-hálózatról kap ellátást. Ilyen környezetben tehát a középfeszültségű és - általában - a kisfeszültségű hálózat is a földfelszín felett, oszlopokon vezetve (4. ábra), látható nyomvonalakon nyer kialakítást. Itt 20/0,4 kV-os transzformátorállomást kell kialakítani, általában a közterületen.
4. ábra: Épületen kívül elhelyezett oszloptranszormátor-állomások ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
8.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.2.2. Transzformátor épületen belül történő elhelyezése Épületen belüli transzformátorállomás kialakítása akkor lehet indokolt, ha az épület közelében nem kívánatos a szabadvezeték-hálózat kiépítésre és nincs hely építettházas egység elhelyezésére sem, illetve ezt a döntést egyéb tervezési és/vagy járulékos költségek, helyi szabályzatok, előírások is befolyásolhatják. Épületen belüli transzformátorállomás tervezése esetén: •
jelölni kell a transzformátorkamra helyét - a lenti előírások betartásával,
•
jelölni kell a transzformátor betápláló 10 vagy 20 kV-os kábel nyomvonalát,
•
helyszínrajzon jelölni kell a transzformátorállomás szállítására használható, teherautóval járható útvonalat (amennyiben az nem meglevő közút).
A transzformátorkamrát az épületen belül úgy kell kialakítan, hogy természetes hűtése megoldott legyen. A transzformátorok különböző névleges teljesítménnyel készülnek, a szokásos értékek 200 kVA, 400 kVA, 630 kVA. Minél nagyobb a transzformátor teljesítménye, annál nagyobb odafigyelést igényel hűtésük biztosítása. A gyakorlatban a 630 kVA az a teljesítményhatár, amely esetben a hűtés külön méretezés nélkül, megfelelő kamra kialakításával megoldható. Ezért általános esetben a transzformátor kamrákat 630 kVA teljesítményű egységre méretezik. Egy 630 kVA-es transzformátor méretei: 140 x 95 x 160 cm, tömege: 2000 kg. A transzformátorállomás épületen belüli elhelyezésének további előírásai: •
az épület földszintjén, vagy első pinceszintjén helyezhető el,
•
egyik fala az épület külső határoló fala kell, hogy legyen,
•
a transzformátorkamra alapterülete kb. 10 m ,
•
a transzformátorkamra belmagassága legalább 2,6 m.
2
Ha a transzformátorkamra a földszintre kerül, akkor egyetlen szabadba nyiló ajtóval kell ellátni, ami a transzformátor szállításra, karbantartásra és ellenőrzésre is szolgál (5. ábra). Amennyiben, a transzformátorkamra pinceszintre kerül (6. ábra), úgy a külső fal menti oldalánál 1,4 m széles telepítő aknát kell kialakítani. Erre az aknára nyilik a transzformátor szállítására szolgáló ajtó. A pincefolyosóról kifelé nyíló ajtót is kell tervezni a karbantartó, ellenőrző személyzet bejutásának biztosítására.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
9.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
5. ábra: 630 kVA-es transzformátorállomás alaprajzi elrendezési lehetőségei (a bejelölt 1400 mm a leeresztő akna kisebb mérete!)
6. ábra: Pincében kialakított 630 kVA-es transzformátorállomás alaprajza és metszete ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
10.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.3.
Tartalék és szünetmentes áramellátás
Amennyiben az áramszolgáltatás kimaradása életveszélyt okoz (pl. kórházak, repültőterek, bányaüzemek, stb. esetében), továbbá, ha a rövidebb-hoszabb feszültségkimaradásnak jelentős vagyoni kár a következménye (pl. vegyiüzemek, állattartó-telepek, telekommunkációs központok, stb. esetében), továbbá ha közbiztonsági veszélyhelyzet adódhat (pl. tűzoltóság, robbanásveszélyes üzemek, stb. esetében), akkor helyi tartalék áramforrás kiépítéséről is gondoskodni kell. A fenti előírásokon túl tartalák áramforrás biztosítása lehet beruházói igény is (pl. irodaházak, stb. esetében). Tartalék áramellátás szükségességét és a kapcsolódó helyigényt konzultáció során kell eldönteni ill. meghatározni! A tartalék áramellátás akkor lép működésbe, amikor az üzemi áramellátás kimarad. Az alábbi két fő szempont határozza meg a tartalék áramellátás kialakításának jellemzőit. •
Azon berendezések villamos teljesítményigénye, amelyek részére tartalék áramellátást kell biztosítani (lásd 2. fejezet).
•
Az üzemi áramellátás kiesése és a tartalék áramellátás belépése közötti maximálisan megengedhető időtartam nagysága (azaz mennyi ideig lehet működésképtelen a berendezés).
1.3.1. Kiesési időtartam nagysága A megengedhető kiesési időtartam mértékét figyelembe véve, csoportonként kell megállapítani a tartalék áramellátás(ok) teljesítményigényét és módját. Egyes berendezések saját beépített tartalék áramforrással készülhetnek, mint például a menekülési útvonaljelző irányfény lámpák. Ezek esetében nem szükséges tartalék áramellátást biztosítani. Vannak olyan berendezések, amelyek működésképtelensége rövidebb-hosszabb ideig tolerálható (pl. hűtőszekrények, mozgólépcsők, akváriumok, stb.) és vannak olyan berendezések, amelyek megszakítás nélküli (azaz szünetmentes) villamos ellátást igényelnek (számítógépek, irányfények, stb.). A kiesési időtartam mértéke alapján a tartalék áramforrásokat két fő csoportra oszthatjuk: • •
akkumulátorok (szünetmentes áramellátás), aggregátorok, robbanómotoros áramfejlesztő berendezések.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
11.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.3.2. Akkumulátorok A folyamatos, azaz "szünetmentes” ellátási igényt kielégítő (tehát századmásodperc átkapcsolási időtartamú) tartalék áramforrások csak akkumulátor telepek lehetnek „inverterrel” (váltóirányítókkal) kiegészítve. Az akkumulátorok jellemzően rövid áthidalási időtartamig kisebb teljesítmények biztosítására alkalmasak. Jellemzően „pár percig” képesek „pár kilowatt” szolgáltatására, ezt viszont "szünetmentesen" képesek biztosítani. Számítógépes munkaállomások (számítógép és monitor) helyi szünetmentes áramellátására jól használhatóak az "asztali" akkumulátorok.
7. ábra: akkumulátor telep ill. "asztali" akkumulátor A kis teljesítményű akkumulátorok 600 – 3000 VA teljesítményt képesek biztosítani. Méretük: kb. 43 x 63 x 16 cm, tömegük kb. 49 - 63 kg. Teljesítmény [VA] 600 1000 1600 2200 3000
A 430 430 430 550 550
Méretek [mm] H 630 630 630 630 630
B 160 160 160 160 160
Tömeg [kg] m 49 49 49 63 63
8. ábra: Kis teljesítményű szünetmentes egységek teljesítménye, mérete és tömege. ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
12.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
A nagyteljesítményű akkumulátorok 50 – 170 kVA teljesítményt képesek biztosítani 10-20 percig. Méretük: kb. 120 x 220 x 80 cm, tömegük kb. 1000-1500 kg. Az akkumulátortelepek teljesítménye és működési időtartama az akkumulátoregységek számától és teljesítményétől függ. A szokásos időtartam kb. 10 perctől néhány óra nagyságrendig terjedhet. Az akkumulátorok tárolására jól szellőztethető, száraz és hűvös helyiséget kell kialakítani, amelynek hőmérsékletét +5 és +30 °C között kell tartani. Az akkumulátorok töltéséről külön helyiségben elhelyezendő töltőegység szolgál. Nem szabadtérbe nyíló ajtajú akkumulátorhelyiség előtt min. 1,5 m2-es előteret kell kialakítani. Teljesítmény [kVA] 50 80 120 170
A 1200 1200 1200 1200
Méretek [mm] H 2200 2200 2200 2200
B 800 800 800 800
Tömeg [kg] m 1000 1100 1300 1500
9. ábra: Nagy teljesítményű szünetmentes egységek teljesítménye, mérete és tömege A szünetmentes áramforrások mérete és súlya széles határok között változhat, ezért nem minden esetben szükséges külön helyiséget kialakítani elhelyezésükre. A nagyteljesítményű szünetmentes egységek elhelyezésére indokolt külön helyiséget kialakítani. A helyiségben min. 0,8 m-es szabad, ellenőrző sávot kell biztosítani. Gyártók, termékek: • Legrand https://legrand.hu/szakemberek/termekek/ups • APC https://www.apc.com/hu/hu/ • UPS Power http://www.upspower.co.uk/ • EATON http://powerquality.eaton.com/EMEA/Products-services/Backup-Power-UPS/
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
13.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.3.3. Aggregátorok, robbanómotoros áramfejlesztők A robbanómotoros áramfejlesztők, aggregátorok (6. ábra) hoszabb áthidalási időtartamú, nagyobb teljesítmények biztosítására alkalmasak. Ezek automatizált indítás esetén a „közepes szünetidő” igényét (15 másodperc, vagy annál rövidebb), vagy a „hosszú szünetidőt” is megengedő igényt (15 másodpercnél hosszabb) is ki tudnak elégíteni, de kézi indítás esetén 15-20 perc is lehet az indítási (átkapcsolási) időtartam. Az áthidalási időtartamuk hosszú, akár napokon keresztül is működőképesek üzemanyag-utánpótlás nélkül. A robbanómotoros áramfejlesztő berendezések mellé akkor szükséges akkumulátortelepet is építeni ha nagy villamos teljesítményt szünetmentes ellátását kell biztosítani (pl. irodaépületek, kórházak, stadionok, egyes középületek, stb.).
10. ábra: Robbanómotoros áramfejlesztő berendezések www.bitronix.hu , www.ganzair-kompresszor.hu
Az aggregátor meghajtó motorja dízel- vagy gázmotor, áramfejlesztője 1 vagy 3 fázisú generátor. Készülhet nyitott vagy zárt kivitelben, ez utóbbiak kisebb zajforrást jelentenek. Automatikus indítással kb. 15 másodperc alatt állnak rendelkezésre, kézi indítás esetén ez az idő kb. 10 perc nagyságrendű. Az aggregátorok különböző névleges teljesítményre készülnek. Üzemidejük nem korlátozott.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
14.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Az épületbe telepített dízelaggregátor teljesítménye 20 és 1600 kVA között várható. Méreteiket és tömegeiket „nyitott/zárt” formában közöljük a teljesítmény függvényében: • • • •
20 kVA méret: 130/140 x 70/90 x 70/90 cm, tömeg: 300/400 kg, 100 kVA méret: 210/280 x 70/100 x 140/150 cm, tömeg: 1200/1600 kg, 700 kVA méret: 400/580 x 160/180 x 230/250 cm, tömeg: 6000/7000 kg, 1600 kVA méret: 500/ 800 x 180/210 x 230/350 cm, tömeg: 9000/15 000 kg.
Az aggregátorhelyiség alapterületi igénye 20 kVA teljesítmény esetén: 4 m x 6 m, 1600 kVA teljesítmény esetén: 5 m x 12 m. Az aggregátor-gépegység épületen belül mindig külön helyiségben kell, hogy legyen. A helyiség kialakítása során: • rezgéscsillapító, simított betonlapot kell statikailag méretezni, • az ajtókat, falakat célszerű zajszigetelő burkolattal ellátni, • felszedhető tetejű padlócsatornát kell kialakítani a villamos kábelek, a dízelés kenőolaj-, valamint a hűtővízvezetékek számára, • gondoskodni kell a kipufogógáz elvezetéséről. A helyiség méreteit alapvetően az aggregátor-gépegység névleges teljesítménye és az abból következő méretei határozzák meg. Az aggregátor-helyiségbe kell hogy kerüljön: • maga a robbanómotoros gépegység, • az automatikus üzemi- és tartalékhálózati átkapcsoló egység, • a napi üzemanyagtartály, • az automatikus indításhoz szükséges akkumulátor. Ezeken túlmenően szükséges külső üzemanyagtároló-tartályok elhelyezésére is. A aggregátor tartalékáramforrást lehetőleg az épület főelosztó helyisége mellé kell telepíteni. Az aggregátor-helyiség kialakításával kapcsolatos igények az alábbiak: •
a helyiséget az épület külső fala mentén célszerű elhelyezni, mert ez nyújt lehetőséget a gépegység szállítására, továbbá a hűtő szellőzés egyszerű biztosítására, valamint a kipufogógázok kivezetésére,
•
számításba kell vennia várható zajhatást,
•
számításba kell venni a gépegység nagy súlyát.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
15.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Az aggregátorhelyiség alapterület igénye: •
20 kVA-es egység: 4 m x 6 m, beszívó és kifúfónyílások mérete kb. 1,8 m2,
•
1600 kVA-es egység: 5 m x 12 m, beszívó- és kifúfó-nyílások mérete kb. m2 .
11. ábra: Épületben kialakított dízelmotoros aggregátorberendezés alaprajza és metszete Gyártók, termékek: • CAT http://www.cat.com/en_GB/products/new/power-systems/electric-power-generation.html • Honny Power http://www.honnypower.com/Canopy/ • Champion Power Equipment http://www.championpowerequipment.com/ ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
16.
10
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
1.4.
Megújuló energiát hasznosító rendszerek
A napenergiát hasznosító fotovillamos (PV azaz "Photo Voltaic") panelek, "napelemek" telepítése ajánlható és használható legkönyebben az épület saját villamos táppontjaként. E mellett "háztartási méretű kiserőművek" (HMKE, http://www.eon.hu/hmke/) pl. szélerőművek és vízturbániák használata is ajánlható.
12. ábra: Háztartási méretű szélerőmű és vízturbina A fotovillamos elemek a Nap sugárzási energiáját közvetlenül alakítják át villamos energiává. A napelemek alapanyaga félvezető, az energiaátalakítás ebben a félvezető alapanyagban játszódik le. Az egyedi napelem-modulokat (125x125 mm) a felhasználás igényeinek megfelelően nagyobb egységekbe, panelekbe szerelik. Szokásos névleges feszültségük 12 V vagy 24 V. A napelem egyenfeszültséget állít elő, ezért az épület kisfeszülségű 400/230V, 50Hz váltakozó feszültségű hálózatához történő csatlakozásához feszültségátalakító un. "inverter" alkalmazása szükséges (kb. 20 x 15 x 35 cm). A fotovillamos áramforrást tehát "napelem"- panelek és feszültségátalakító egységek "inverterek" alkotják.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
17.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Egy fotovillamos panel jellemző mérete kb. 80 cm x 150 cm, vastagsága kb. 4-6 cm, súlya kb. 15-30 kg, csúcsteljesítménye 280 W (polikristályos szilícium napelem esetén). A napelem optimális dőlésszögét a felhasználási időszak figyelembe vételével lehet meghatározni. Hazánkban, déli tájolás esetén, elsősorban nyári használatot feltételezve az optimális dőlésszög 25-30°; elősorban téli felhasználás esetén az optimális dőlésszög 55-60°; egész éves használatot feltétlezve kb 45°.
13. ábra: Napelemek elhelyezése nyeregtetőn és lapostetőn A napelem-rendszerek két fő csoportba sorolhatóak: • •
autonóm (avagy ún. szigetüzemű) napelemes rendszerek és hálózatra tápláló napelemes rendszerek.
1.4.1. Autonóm kialakítású napelemes rendszerek Az autonóm (azaz a szigetüzemű) napelemes rendszerek esetében a megtermelt energiát helyben kell tárolni, amit elsősorban akkumulátorok segítségével lehet megvalósítani, amelyek részére az épületen vagy az építési telken belül helyiséget kell biztosítani. A fotovillamos áramforrásban rejlő lehetőségeket mutatja, hogy egyetlen 1,5 kW–os hajszárító teljesítményigényét több mint 10 m2 felületű fotovillamos panel tudja fedezni a nappalok azon tört részében, amikor a panel csúcsteljesítményt szolgáltat. Olyan helyeken azonban, ahol a • közműhálózat nagyon messze van (több km nagyságrend) és • egyetlen épület igényel ellátást - például egy turistaház vagy kisteljeítményű mérőállomás-, akkor indokolt lehet fotovillamos áramforrás (panel + inverter + akkumulátortelep) használata. Ilyen esetben arra kell törekedni, hogy az épület villamos teljesítményigénye a lehető legkisebb legyen.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
18.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Az autonóm rendszerek egyik előnye az, hogy a megtermelt energia az akkumulátorokban raktározva rendelkezésre áll bármikor, e mellett pedig villanyszámlát sem kell fizetnünk. A rendszer egyik hátránya a tárolt energia kimeríthetősége: télen kevesebb a napsütés, így a megtermelt villamos energia is kevesebb. Mindez olyan használatot, illetve épületfunkciót is feltételez, ahol lehetőség van a beérkező energia mennyiségének és a felhasználás időbeliségének összehangolására (pl. csak akkor használhatjuk a villamosüzemű finn-szaunát, ha süt a Nap). 1.4.2. Hálózatra tápláló napelemes rendszerek Ha az épület vilamos ellátása közműhálózatról megoldható, akkor a fotovillamos áramforrás telepítése olyan hosszútávú plusz befektetés, amit nem gazdaságossági meggondolás indokol. Ebben az esetben a fotovillamos áramforrás a közmű- hálózattal kapcsolatban áll, azaz •
ha nagyobb a fotovillamos panel teljesítménye, mint az épület pillanatnyi igénye, akkor a fölösleges teljesítményt visszatáplálja a közműhálózatra,
•
ha az épület pillanatnyi igényénél kisebb a panel teljesítménye, akkor a különbséget a közműhálózat biztosítja.
Ilyen esetekben, a szokásostól eltérően kell kialakítania a fogyastásmérést is. A hálózatra tápláló rendszerben lévő fogyasztásmérő mindkét irányban mér, azaz a nyári félévben a termelési irányú mérés (visszaforgás) jellemzőbb, amelyet a téli félévben “fogyaszthatunk” el. Jelen rendszer hátránya az, hogy ha az áramszolgáltatás szünetel, akkor sem vételezni, sem termelni nem tudunk. A rendszer előnye az, hogy nincs szükség akkumulátorok telepítésére ill. karbantartására.
14. ábra: Fotovillamos elemek beépítési lehetőségei
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
19.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Gyártók, termékek: •
Canadian Solar o Canadian Solar CS6K-M-280 (280W mono) napelem (adatlap, PDF) o Canadian Solar CS6P-P-260 (260W poly) napelem (adatlap, PDF) o Canadian Solar CS6P-P-265 (265W poly) napelem (adatlap, PDF) o Canadian Solar CS6P-P-270 (270W poly) napelem (adatlap, PDF)
•
LG o LG MonoX-2 S1C-L4 285 (mono, 285Wp) napelem (adatlap, PDF) o LG NeoN-2 320-N1C-G4 (mono, 320Wp) napelem (adatlap, PDF)
•
Sharp o Sharp ND-RC255 (255Wp poly) napelem (adatlap, PDF) o Sharp ND-RC260 (260Wp poly) napelem (adatlap, PDF) o Sharp ND-RJ265 (265Wp poly) napelem (adatlap, PDF)
•
Trina Solar o Trina Solar Honey 260Wp (TSM-PC05A) napelem (adatlap, PDF) o Trina Solar Honey 265Wp (TSM-PD05) napelem (adatlap, PDF) o Trina Solar Honey 270Wp (TSM-PD05) napelem (adatlap, PDF) o Trina Solar Honey 275 Wp (TSM-DD05A.08 (II), mono) napelem (adatlap, PDF) o Trina Solar Smart 265Wp TSM-DC05A.082 (mono) (adatlap, PDF)
•
Energo o http://energo-investment.hu/Termekek/Napelemes-rendszerek
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
20.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
2.
AZ ÉPÜLET VILLAMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNYÉNEK SZÁMÍTÁSA
Az épületek villamos teljesítményigényének meghatározását az alábbi csoportokra osztva kezelhetjük: •
Nem lakóépületek: ezekben nincs lakás vagy lakóegység (pl. áruház, múzeum, sportcsarnok, gyárak, stb.).
•
Lakó- és vegyes funkciójú épületek: ezekben egy vagy több lakóegység van (pl. lakóház, társasházak, bérházak, szállodák, kollégiumok, földszinten középület, emeleten lakás kialakítású egységek stb.). Azok az épületek, amelyekben a lakások és az egyéb funkciójú egységek (iroda, üzlet, műhely stb.) is helyet kapnak, értelemszerűen vegyes rendeltetésűek lesznek.
2.1.
Nem lakóépületek villamos teljesítményigényének meghatározása
A „nem lakóépületek" egyidejű villamos teljesítményigényét az alábbi összefüggés segítségével határozzuk meg:
Pnem lakó = e * (Pvilágítás + Pép.gépészet + Ptechnológia) [kW] 2.1.1. Az "e" egyidejűségi tényező meghatározása
e
Az "e" egyidejűségi tényező értéke az épület funkciója, a villamos berendezések mennyisége (darabszáma) és teljesítményigénye függvényében, 0,6 ... 1,0 tartományban változik. Az egyidejűségi tényező értékét minden esetben ajánlott szakági konzulenssel is egyeztetni. Hozzávetőleges "e" értékek: • Családi házak ill. < 500 m2 alapterületű (kevés darabszámú villamos fogyasztóval rendelkező épületek) esetében e = 1,0 • 500 ... 2000 m2 alapterületű épületek esetében e = 0,9 • 2000 ... 5000 m2 alapterületű épületek esetében e = 0,8 • 5000 ... 10.000 m2 alapterületű épületek esetében e = 0,7 • > 10.000 m2 alapterületű épületek esetében e = 0,6
Nagy mennyiségű ill. magas villamos teljesítmény igényű fogyasztók esetében (pl. villamos kemencék kerámiaműhelyben, stb.) a fentiekhez képest eltérő "e" érték használata is indokolt lehet.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
21.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
2.1.2.
Pvilágítás : a világítás teljesítményigényének meghatározása
Az épület egyes helyiségei az eltérő funkciók miatt különböző megvilágítást igényelnek. A kívánt üzemi világítás különböző fajlagos teljesítménnyel p (W/m2) biztosítható. A világítás 2 teljesítményigényének meghatározása során minden A (m ) helyiség alapterületét szorozzuk a funkciójából 2 következtethető p (W/m ) fajlagos teljesítményigénnyel a következő összefüggés szerint:
Pvilágítás = (Sp * A) / 1000 [kW] A [m2]:
a közel azonos látási igényű helyiségek alapterülete,
p [W/m2]: a belsőtéri üzemi világítás fajlagos villamos teljesítményigénye: •
kis látási igény: 5 W/m2 (pl.: közlekedőterület, tartózkodó, pihenőhely, öltöző, mosdó, WC, raktár, szellőzőgépház, kazánház, gépészeti tér stb.)
•
mérsékelt látási igény: 10 W/m2 (pl.: recepció, társalgó, oktató-tárgyaló, konyhai előkészítés, étterem, büfé, mosoda stb., jegypénztár, szivattyúház, hőközpont, kisfeszültségű elosztóhelyiség, gázmérőhelyiség, vezérlőhelyiség, várócsarnok stb.)
•
közepes látási igény: 15 W/m2 (pl.: iroda, ellenőrzésre szolgáló helyiség, egészségügyi helyiség, konyha, pénztár, fodrászat stb.)
•
kiemelt látási igény: 20 W/m2 (pl.: rajzterem, kozmetika, kiállítás, TV-stúdió stb.)
•
szabadtéri világítás: 3 W/m2 (pl.: a személy- és járműközlekedési utak, járdák, parkolók, kapuk, keritések világítása). A villamos konzulenssel egyeztetendő érték.
•
dísz- és reklámcélú világítás: berendezésenként a villamos konzulenssel egyeztetett p * A [W] értékkel szükséges számításba venni.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
22.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
2.1.3.
Pép.gépészet : az épületgépészet villamos teljesítményigénye
Az épületgépészeti rendszerek összes egyidejű teljesítményigényét az egyes épületgépész szakágak (víz-csatorna, gázellátás, fűtés, szellőzés, hűtés stb.) teljesítményigényei alapján lehet meghatározni. A névleges teljesítményigény meghatá-rozható az épületgépész segédlet kapcsolódó (A.1.9. A használati melegvíz-készítés villamos teljesítményigénye, A.3.3. A légtechnikai berendezés villamos teljesítményigénye, A.6.2. A hűtőberendezés villamos teljesítményigénye) fejezetei alapján. A gépészeti rendszerek fűtési és hűtési teljesítményét is kW-ban határozzák meg, ami értelemszerűen nem azonos ezen rendszerek villamos teljesítményigényével. A meghatározott teljesítmény értéket ajánlott egyeztetni a konzulenssel is.
2.1.4.
Ptechnológia : a technológia villamos teljesítményigénye Az épület rendeltetéséből következik a villamos energiával működő eszközök, berendezések telepítésének igénye, amelynek listáját a hallgatónak kell összeállítani. Ennek egyik módszere lehet az, ha helyiségről-helyiségre haladva válaszolunk az alábbi kérdésre: „A helyiség rendeltetésszerű használatához milyen villamos eszközökre, berendezésekre van szükség?”
A hallgató által készített összesítő lista alapján számolható az épület technológiai berendezéseinek villamos teljesítményigénye. A segédletben található táblázat a leggyakrabban előforduló berendezések villamos teljesítményigényét ismerteti. A listában nem található berendezések teljesítményigényét a hallgatónak kell a beépítendő technológia ismeretében meghatározni. Ebben a villamos konzulens is segítséget nyújthat. A technológiai berendezések villamos teljesítményigényét Pn [kW] névleges teljesítményükkel kell számításba venni! A leggyakrabban előforduló technológiai berendezések névleges teljesítményigényét a következő táblázatok ismertetik.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
23.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Büfé- és teakonyha készülékei Villamos készülékek megnevezése Kávé-, teafőző Mikrohullámú sütő Vízforraló Hűtőszekrény Hűtőpult
Pn [kW] 0,7 – 1,2 0,5 – 2,0 2,0 – 2,5 0,2 0,5
Villamos készülékek megnevezése Kontakt grill Kenyérpirító Turmixgép Szagelszívó
Pn [kW] 0,7 – 1,0 0,8 – 1,6 0,4 0,2 – 0,3
Pn [kW] 3,5 – 5,0 0,2 – 0,6 1,0
Villamos készülékek megnevezése Fagyasztó Grillsütő Konyhagépek
Pn [kW]
Pn [kW] 5,0 – 12,0 12,0 0,5 0,8 – 1,2
Villamos készülékek megnevezése Üzemi sütő Főzőzsámoly Üzemi mosogatógép Hűtőkamra
Főzőkonyha készülékei Villamos készülékek megnevezése Mosogatógép Robotgép Húsdaráló
0,2 0,8 – 3,3 2,0 – 3,0
Nagykonyha készülékei Villamos készülékek megnevezése Központi tűzhely Főzőüst Üzemi hűtőszekrény Fagyasztószekrény, -láda
Pn [kW] 5,0 5,0 3,0 – 8,0 3,0 – 6,0
Felvonók, mozgólépcsők Villamos készülékek megnevezése Alsó gépházas, hidraulikus felvonó (max. 30 m) lakóépületben Alsó gépházas, hidraulikus felvonó (max. 30 m) középületben Alsó- vagy felsőgépházas, kötélhajtású felvonó lakóépületben Alsó- vagy felsőgépházas, kötélhajtású felvonó középületben Gépház nélküli kötélhajtású felvonó (max. 30 m) lakóépületben Gépház nélküli kötélhajtású felvonó (max. 30 m) középületben Gépház nélküli csavarorsós felvonó (max. 9 m) Gépház nélküli korlátfelvonó (max. 9 m) Kis teherfelvonó (250 kg) Panorámalift (1250 kg) Teherszállító felvonó (2000 kg) Mozgólépcső (max. 40 m) Mozgójárda (max. 150 m) Körforgó (max. 30 m) Betegszállító felvonó (2500 kg)
Pn [kW] 7,0 – 28,0 10,0 – 75,0 2,0 – 13,0 5,0 – 40,0 2,0 – 8,0 3,0 – 25,0 2,2 1,1 1,2 – 1,5 25 – 31,0 5,0 – 7,0 7,0 – 90,0 5,0 – 20,0 5,0 6,0 – 8,0
A felvonók és mozgólépcsők gépészeti és villamos berendezéseinek a legtöbb esetben külön helyiséget, gépházat és villamos szekrényt kell betervezni! Az épületgépész segédlet kapcsolódó fejezete (B.5. Felvonók helyigénye) alapján határozható meg a felvonók és mozgólépcsők gépházának helyigénye. A felvonók és mozgólépcsők kapcsolódó villamos berendezéseinek helyigényét és méretét a szakági konzulenssel kell egyeztetni!
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
24.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
Orvosi szoba technológiája Villamos készülékek megnevezése Fogorvosi szék Szenzoros kézfertőtlenítő Terápiás készülékek (fény, termo) Vízdesztilláló
Pn [kW] 0,2 – 0,5 0,02 0,1 – 0,2
Villamos készülékek megnevezése Fogorvosi röntgen Hordozható röntgen Röntgenfilm-néző
Pn [kW] 2,0 13 - 15 0,05
0,05
Kórháztechnológia Villamos készülékek megnevezése Laboratóriumi eszközök Diagnosztikai röntgen Sebészeti eszközök
0,1 – 1,2 55,0 0,7 – 0,8
Villamos készülékek megnevezése Laboratóriumi szárítószekrény Lélegeztető-, altató készülék Műveseállomás Műtő
Pn [kW] 2,5 - 6,0
Villamos készülékek megnevezése Villamos fűtésű szauna (3-5 fő)
Pn [kW] 4,5
6,5 - 8,5
Villamos fűtésű szauna (8-12 fő)
22,0
+3,0 - 5,0
Hőtárolós szauna
6,0
9,0 - 11,0
Infraszauna Finn-szauna (2-3 fő)
1,5 - 2,5 3,0
Pn [kW] 2,2 – 3,3 3,3
Villamos készülékek megnevezése “Kézi” kisgépek Takarítógép
Pn [kW] 0,1 – 2,0 2,0
2,1 – 3,3 0,2 – 1,6 2,5 – 5,0
Elektromos fűnyíró Hajszárító Varrógép
0,3 – 1,0 0,4 – 2,0 0,1
Pn [kW]
Pn [kW] 0,5 – 1,0 0,1 – 0,2 8 – 10,0 5,0 – 6,0
Uszodatechnológia Villamos készülékek megnevezése Hidromasszázs medence (3-5 fő) Hidromasszázs medence (6-8 fő) Hidromasszázs ... vízmelegítővel Szolárium (fekvő vagy álló)
Egyéb technológia Villamos készülékek megnevezése Automata mosógép Automata mosógép szárítóval Szárítógép Porszívó Háztartási sütő
Informatikai, számítástechnikai berendezések Villamos készülékek megnevezése Személy- és vagyonvédelmi berendezés (füst-, tűz-, betörés elleni védelem érzékelő-, jelző-, beavatkozó eszközei) Szórakoztató elektronika (tv, video, CD/DVD-lejátszó, hangfal, egyéb audiovizuális eszköz) Beléptető-, ellenőrző-rendszerek Projektor és vetítővászonmozgató-motor Számítógép-rendszerek (számítógép, szkenner, nyomtató, fax, iratmegsemmisítő)
Pn [kW] 0,5-5,0 0,1-10,0 0,5-2,5 0,2-0,6 0,6 – 1,2
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
25.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
2.2.
Lakó- és vegyes funkciójú épületek villamos teljesítményigényének meghatározása
A lakóépületek, a lakással vagy lakóegységgel is rendelkező épületek egyidejű villamos teljesítményigényét két részre osztva határozhatjuk meg:
Pvegyes = Pnem lakó + Plakó [kW] A Pnem lakó komponens meghatározását az előző fejezet ismerteti. A lakóépüketek (Plakó) egyidejű villamos teljesítményigényét az alábbi összefüggéssel határozható meg.
Plakó = e lakóegység * n lakóegység * P lakóegység + + S ( Pvill. fűtés-hűtés + Pvill. melegvíz ) [kW] nlakóegység:
a lakóegységek száma.
elakóegység:
a lakások számától függő egyidejűségi tényezőe== 0, 2 +
Plakóegység [kW]:
az épületben lévő lakások, lakóegységek teljesítményigénye. Egy lakást vagy szállodai szobát (előszobával és fürdőszobával együtt), egy olyan egységnek tekintünk, aminek teljesítményigénye statisztikai adatokból ismert. A lakóegység Plakóegység [kW] teljesítményigénye felszereltségétől függően a következő értékek valamelyikével vehető számításba:
0,8 . n
•
villamos tűzhellyel felszerelt lakás esetén: 11,04 kW,
•
vezetékes gáztűzhellyel ellátott lakás esetén: 6,90 kW,
•
szállodai egység esetén: 2,30 kW,
•
hétvégi ház esetén: 3,3 ... 7,36 kW.
Pvill. fűtés-hűtés [kW]: lakásonként a villamos fűtési (ha van) vagy légkondícionálási (ha van) villamos teljesítményigény közül a nagyobb. Pvill. melegvíz [kW]:
lakásonként az épületbe beépített összes 80 liternél nagyobb űrtartalmú villamos forróvíztároló (ha van) teljesítménye.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
26.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
3.
VILLAMOS FŐELOSZTÓ, FOGYASZTÁSMÉRŐK HELYIGÉNYE ÉS ELHELYZÉSE
Az épület főelosztója fogadja a közműhálózatot, valamint elosztó- és kapcsolási-, esetleg mérőpontja az épület hálózatának. Innen a fogyasztók felé haladva az elágazási pontok berendezései (alelosztók) várhatóan egyre kisebb méretűek. A fogyasztásmérők célszerű helye szintén elágazási pontban van, így bizonyos elosztóberendezések fogyasztásmérőt, -mérőket is tartalmaznak. •
Nem lakóépület esetén, ha az épületet egy jogi személy üzemelteti, egyetlen villanyszámlát fizet, akkor egyetlen fogyasztásmérés szükséges. Ilyenek épületek általában a középületek (iskola, múzeum, kórház) és az ipari létesítmények. Ezekben az épületekben a villamos energia fogyasztásmérése a létesítmény főelosztójában nyer megoldást.
•
Lakó és vegyes funkciójú épületeknél több elszámolási egység van, ennek megfelelően több fogyasztásmérés szükséges. A fogyasztásmérők elhelyezése az épület helyiségeinek szervezésétől függ. A fogyasztásmérők hozzáférhetősége az érintetteknek akkor megoldott, ha azok közös közlekedési területeken (bejárati előtér, lépcsőházi pihenő stb.) vannak. Célszerű a fogyasztásmérők csoportos elhelyezése.
Az elosztóberendezések mérete meghatározóan attól függ, hogy milyen nagy villamos teljesítmény elosztására szolgálnak. A fogyasztásmérő-csoport mérete a fogyasztásmérők számától és a rajtuk keresztül táplált villamos hálózat bonyolultságától függ. A töblakásos lakóépületek lakásainak fogyasztásmérését a földszinten, csoportosan kell kialakítani. Az egy csoportba rendezett fogyasztásmérők helyigénye a fogyasztásmérők számától függ. Egyes esetekben megfelelő hely lehet egy külön helyiség vagy egy közlekedési terület oldalfala, amin vagy amibe beépítve nyer elhelyezést az elosztó vagy fogyasztásmérő-berendezés. 2
2
Az elosztószekrény, illetve az elosztóhelyiség alapterülete 0,1 m és 20 m között változhat. A hallgatói tervek kidolgozása során a főelosztó méretét az épület egyidejű teljesítményigényének függvényében, az alábbiak szerint lehet meghatározni: 30 kW teljesítményigényig: •
elosztószekrény: legalább 1,2 m széles, 0,30 m mély, 2,0 m magas,
•
elhelyezés: belső- (kivételes esetben külső-) téri közlekedőterületen.
30 – 50 kW teljesítményigényig: •
elosztószekrény: legalább 1,8 m széles, 0,30 m mély, 2,0 m magas,
•
elhelyezés: belső- (kivételes esetben külső-) téri közlekedőterületen vagy min. 4 m2 alapterületű belsőtéri elosztóhelyiségben.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
27.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
50 - 100 kW teljesítményigényig: •
elosztószekrény: legalább 2,5 m széles,
•
elhelyezés: min. 6 m 2 alapterületű belsőtéri elosztóhelyiségben.
100 kW teljesítményigény felett:. •
elosztószekrény: legalább 2,5 m széles,
•
elhelyezés: a belsőtéri elosztóhelyiség alapterületét a szakági konzulenssel egyeztetni szükséges
15. ábra: Főelosztó, fogyasztásmérő helyigénye
16. ábra: Kis- (falon), közepes- (falifülkében) és nagyteljesítményű (villamos elosztóhelyiségben) villamos elosztók elrendezése www.hensel.hu
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
28.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
4.
MINTA AZ "ÉPÜLET VILLAMOS ELLÁTÁSA" FEJEZET KIDOLGOZÁSÁHOZ
Az itt olvasható mintaszöveg a komplex 1 és diploma tervek villamos szakági fejezetének kidolgozához nyújt segítséget. 4.1.
Az épület villamos ellátása
4.1.1. Építési helyszín villamos közmű hálózata Az építési telek ... település, ... kerületének sűrűn/ritkán beépített részén található. A közműhelyszínrajz szemlélteti az építési helyszín közelében található kisfeszültségű (0,4 kV) szabadvezeték/földkábel és középfeszültségű (10/20 kV) szabadvezeték/földkábel villamos hálózatot. 4.1.2. Transzformátor állomás Az épület funkciója ... előzetesen becsült alapterülete ... száz/ezer m2, a mellékelt számítással igazolt villamos teljesítmény igénye ... kW. Az épület villamos ellátásának biztosításához transzformátorállomás kiépítése szükséges/nem szükséges. Ha szükséges: A 630 kVA-es transzformátorállomás az épületen belül/kívül lesz telepítve az építész tervdokumentáció ... tervlapjain jelölt módon. • Az épületen belüli transzformátorállomás az épület földszintjén/első pinceszintjén kerül kialakításra, ... m2, mely teherautóval a helyszínrajzon jelölt módon közelíthető meg. • Az épületen kívüli transzformátorállomás / oszloptranszformátor a ... kerül kiépítésre. 4.1.3. Tartalék áramellátás A épület funkciójából adódóan/megrendelői igény/program kiírás szerint tartalék- és szünetmentes áramforrások szükszükséges/nem szükséges. Ha szükséges: a tartalék villamos ellátást igénylő berendezések számítással igazolt teljesítményigénye: ... kW, a tartalék áramellátás ... percen belül/szünetmentesen kell hogy rendelkezésre álljon. A tartalékáramellátás akkumulátorokkal / generátorral lesz biztosítva. • A ... kVA szünetmentes teljesítményt biztosító akkumulátor helyiség az épület ... részén kerül kialakításra, területe: ... m2. • A 20/100/700/1600 kVA-es dízelmotoros villamos generátor az épületen belül/kívül kerül kialakításra az épület ... részén. Építettházas generátor esetén a helyiség alapterülete: ... m2, ez az épület ... részén kerül kialakításra.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
29.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
4.1.4. Megújuló forrásból előállított villamos energia Az épületen/építési telken napelemmel / háztartási szélerőművel / vízturbinával - megújuló energia hasznosításával - történik villamos áram előállítása. • Háztartási szélerőmű/vízturbina: az épület/telek ... részén kerül beépítésre, ... kW teljesítményt szolgáltat. • Napelem: ... m2 összterületű napelem panel az épület ... részén kerül beéíptésre, ... kW teljesítmény, ... tájolás ... dőlési szög, autonóm/hálózatra tápláló rendszer. Autonóm rendszer esetén az akkumulátor helyiség az épület ... részén kerül kialakításra, területe: ... m2. 4.2.
Villamos teljesítményigény számítása
Az épület nem lakóépület / lakóépület / vegyes funkciójú épület. 4.2.1. Nem lakópület esetén Az "e" egyidejűségi tényező értéke: ... Pvilágítás : a világítás villamos teljesítményigénye: ... W, azaz .... kW. 2
Helyiség
A [m ]
Recepció Raktár Konyha Járda ... Összesen
15 20 10 100 ...
Kis látási igény 2 5 [W/m ]
Mérsékelt látási igény 2 10 [W/m ] 150 W
Közepes látási igény 2 15 [W/m ]
Kiemelt látási igény 2 20 [W/m ]
Szabadtéri világítás 2 3 [W/m ]
... ... W
300 W ... ... W
100 W 150 W ... ... W
... ... W
... ... W
Pép.gépészet : az épületgépészet villamos teljesítményigénye: ... kW Gépészeti rendszer Hőszivattyú HMV (bojler) ... Összesen
Darab
Villamos teljesítmény [kW]
Összteljesítmény [kW]
5 ... ...
8 kW ... ...
40 kW ... ... ... kW
Ptechnológia : a technológia/berendezések villamos teljesítményigénye: ... kW Villamos készülék Számítógép Vízforraló Elektromos tűzhely ... Összesen
Darab 12 2 1 ...
Villamos teljesítmény [kW] 0,5 kW 1,5 kW 12 kW ...
Összteljesítmény [kW] 6 kW 3 kW 12 kW ... ... kW
Pnem lakó = e * (Pvilágítás + Pép.gépészet + Ptechnológia) = .... kW ______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
30.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék, www.egt.bme.hu
4.2.2. Lakópület esetén Plakó = e lakóegység * n lakóegység * P lakóegység + S ( Pvill. fűtés-hűtés + Pvill. melegvíz ) = ... kW 4.2.3. Vegyes fukciójú épület esetén Pvegyes = Pnem lakó + Plakó = ... kW
4.3.
Villamos főelosztó, kapcsolóhelyiség/szekrény helyigénye, elhelyezése
Az épület funkciója ... előzetesen becsült alapterülete ... száz/ezer m2, a mellékelt számítással igazolt villamos teljesítmény igénye ... kW. Az épület villamos főelosztója az épület ... részén kerül kialakításra az építésztervalpon jelölt módon, alapterülete: ... m2. 2
A villamos elosztószekrény(ek) / a villamos elosztóhelyiség alapterülete ... m , ez az épület ... részén kerül kialakításra az építésztervalpon jelölt módon.
______________________________________________________________________________________ Épületek villamos ellátása: Komplex 1. és Diploma tervezési segédlet
31.