Проектирование электроснабжения в жилом здании

Введение

здание электрооборудование кабельный обогрев

Энергетику мы будем развивать в её традиционных видах. Необходимо поддержать поиски и открытия по очистке выбросов ТЭС, повсеместной экономии электроэнергии на основе новейших технологий в производстве и в быту. Недавно первая десятка крупнейших компаний Евросоюза публично выступила против энергостратегии ЕС, принятой по известной концепции зеленой экономики. За четыре года её выполнения ЕС потерял 51 гигаватт энергомощностей. Работая над программой зеленой экономики, нам надо учесть эти ошибки.

Подготовку к Всемирной выставке ЭКСПО-2017 в Астане надо использовать для создания центра изучения и внедрения лучшего мирового опыта по поиску и созданию энергии будущего и зеленой экономики.

Задачей архитектуры является разработка объемно- планировочного решения будущего объекта, создание выразительного облика здания, не забывая при этом об экономической стороне. Многоэтажные жилые дома являются основным типом жилища в городах нашей страны. Такие дома позволяют рационально использовать территорию, сокращают протяженность инженерных сетей, улиц, сооружений городского транспорта. Значительное увеличение плотности жилого фонда (количество жилой площади (м²), приходящейся на 1 га застраиваемой территории) при многоэтажной застройке дает ощутимый экономический эффект. Кроме того, их высотная композиция способствует созданию выразительного силуэта застройки. Основным элементом жилого дома является квартира.

Опережающее развитие энергетики в рамках программы индустриально-инновационного развития страны, согласно которому до 2020 года все регионы страны станут энергоизбыточными с развитыми электрическими сетями 220-500 кВ, что ставит вопрос о возможности сплошной и ускоренной электрификации жилых домов.

Квартира- элемент жилища, микросреда, в которой человек проводит от 40-100% своего времени, в зависимости от периода жизни, и местом благоприятствующим развитию и укреплению личности. [1]

1. Характеристика объекта проектирования

Проект выполнен на основании архитектурно-строительной и сантехнической частей проекта ПУЭ-РК, СН РК 4.04-23-2004 “Электрооборудование жилых и общественных зданий”, РДС РК 4.04-11-2003 “Указания по расчету электрических нагрузок городских квартир и коттеджей повышенной комфортности”. Застройщик данного объекта ТОО «КАЗСТРОЙПОДРЯД».

ТОО «КАЗСТРОЙПОДРЯД» учрежден в 2005 году 16 мая и действует по настоящее время как строительная компания. Основной деятельностью является строительство и архитектура. В будущем организация планирует развиваться и расширять область интересов. Накапливая опыт выйти на международный уровень и стать крупной корпорацией в сфере индустрии.

Многоквартирным домом признается совокупность двух и более квартир, имеющих самостоятельные выходы либо на земельный участок, прилегающий к жилому дому, либо в помещения общего пользования в таком доме. Многоквартирный дом содержит в себе элементы общего имущества собственников помещений в таком доме в соответствии с жилищным законодательством. Квартирой признается структурно обособленное помещение в многоквартирном доме, обеспечивающее возможность прямого доступа к помещениям общего пользования в таком доме и состоящее из одной или нескольких комнат, а также помещений вспомогательного использования, предназначенных для удовлетворения гражданами бытовых и иных нужд, связанных с их проживанием в таком обособленном помещении.

Многоквартирный дом состоит из жилых помещений (квартир или комнат, если это общежитие). Помещения могут принадлежать на праве собственности как физическим, так и юридическим лицам - частным или государственным организациям. Нежилых помещений (как правило, помещения, расположенные на первых этажах зданий, и принадлежащие различным юридическим лицам или гражданам). Иные помещения, не являющиеся частями квартир и обслуживающие более одного помещения, в том числе лестничные площадки, лифты, чердаки и подвалы, в которых имеется инженерное оборудование, обслуживающее более одного помещения, ограждающие и несущие конструкции, земельный участок, на котором расположен многоквартирный дом и иное общее имущество собственников помещений в многоквартирном доме.

Инженерные системы и коммуникации. Полный список общего имущества в многоквартирном доме для каждого типа здания индивидуален. Например, в одних домах есть лифт, в других нет, один дом снабжён системой дымоудаления и противопожарной автоматикой, а другой - нет по причине малоэтажности и т. д.

.2 Краткая характеристика проектируемого объекта и характеристика по электробезопасности

Объект расположен в районе пересечения улиц с проектными наименованиями № Е16, № 199, № Е17, № Е30 в районе Есиль на левом берегу реки Есиль в городе Астане.

По климатическим условиям район относится к району IВ.

Уровень грунтовых вод на глубине 0,0-0,6 м,

Степень огнестойкости - II.

Степень ответственности - II.

Нормативный скоростной напор ветра - 38 кгс/м²;

Нормативный вес снегового покрова - 100 кгс/м²;

Температура наиболее холодной пятидневки - минус 35°С

Жилое здание соответствует III классу.

Жилой дом включает в себя 12 жилых блоков.

Жилые здания комплекса - девятиэтажные с цокольным этажом и чердаком (технический этаж).

Высота жилых этажей принята 3,0 м., высота цокольного этажа составляет 2,4 м., высота технического этажа переменная составляет - 1,8 м., 2,85 м.

В цокольном этаже жилых блоков расположены технические помещения (тепловые пункты, насосные, электрощитовые). Входы в помещения цокольного этажа выполнены обособленно от входных групп жилой части здания. Технические помещения с оборудованием, являющимся источником шума и вибрации, расположены под помещениями общего пользования жилых зданий. Цокольный этаж жилого здания изолирован от надземных этажей и обеспечен самостоятельными выходами наружу.

Жилые квартиры размещены в блоках, начиная с первого этажа. Планировка жилых этажей со 2 этажа - типовая.

Проектируемый блок Б - 9-ти этажный рядовой двухсекционный прямоугольной формы размерами в осях 40,8х12,0 м.

Цокольный этаж - подвальное помещение, в котором расположена часть инженерно-технического оборудования дома.

Электрощитовая - помещение, в котором размещаются электрический ввод и распределительный щит. Представляет собой отдельную комнату как правило малой площади в здании, в которой устанавливается распределительный щит или шкаф.

Насосная - помещение где расположен комплекс насосных агрегатов:

насосы, трубопроводы и вспомогательные устройства для перекачки жидкостей из одного места в другое.

По степени надежности электроснабжения, согласно классификации ПУЭ РК, и в соответствии с СНиП РК 3.02-21-2004 электроприемники проектируемого здания относятся к следующим категориям:

электроприемники противопожарных устройств, пожарной сигнализации и лифтов - 1 категория;

комплекс остальных электроприемников - 2 категория.

2. Описание технологических процессов цокольного этажа

Насос - гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.

Циркуляционный насос для горячего водоснабжения: позволяет поддерживать постоянную температуру воды в системе, заставляет жидкость активно циркулировать в замкнутом контуре и, таким образом, значительно повышать теплоотдачу в системе отопления. Ввиду непрерывности работы насоса данного типа, к нему предъявляются такие высокие требования, как простота, надежность, бесшумность и малое потребление электроэнергии.

Таблица 1. Перечень и технические данные силового оборудования

3. Расчет электропривода насоса

Проверочный расчет электропривода подпиточного насоса

Определяем расчетную мощность насоса по формуле,кВт:

Р_н=K_з×Q×p×10^-3/_н×_П , [3]

где Q - производительность насоса, м³/ч;- расчетное давление, Па;

к_З - коэффициент запаса, к_З=1,2

 _н - К.П.Д. насоса (_н = 0,80,95)

_П - К.П.Д. передачи (при непосредственном соединении _П=1)

Р_н =1,2×9,5×10×10^-3/0,85×1 = 0,134

Номинальную мощность двигателя выбираем по условию (проверка по нагреву):

Р_Н Р_РАСЧ

0,180,134

По каталогу выбираем двигатель марки АИР56А2У3

Р_Н=0,18 кВт

n_Н=2700 об/мин

I_Н=0,55 А

К.П.Д.=65,7 %

cos=0,77

=5,3

Так как двигатель работает в номинальном продолжительном режиме S1, проверку по перегрузочной способности не выполняем.

Данный электродвигатель со степенью защиты IP55. Корпус электродвигателя со степенью защиты IP55 является высокозащищенным и такой двигатель может применяться как в обычных условиях, так и на улице, где возможно попадание воды и пыли

4. Светотехнический расчёт

.1Расчёт освещения

Обеспечение оптимальной освещённости помещений в общественных зданиях является важной народнохозяйственной задачей. От того, как освещено помещение зависит психологическое состояние людей, их работоспособность, производительность труда, отдых, экономия электроэнергия и др.

Основную информацию человек получает через органы зрения. Для полноценного восприятия зрительной информации необходимо соответствующее освещение.

Условие труда, а зачастую и отдыха заставляют людей длительное время находиться в помещениях. Поэтому рациональное освещение является одним из основных факторов продуктивной работы и эффективного отдыха. Для создания используются системы естественного и искусственного освещения.

В помещениях нормированная освещённость должна быть на протяжении светового дня, длительностью 8-10 часов. Естественное освещение обеспечивает только 70 % требуемой продолжительности освещения, а в осенне-зимний период и того меньше. Для обеспечения оптимальной продолжительности светового дня используют искусственное освещение.

Выбор источника света производится с учётом требования к качеству освещения относительной экономичности, архитектурно-художественных соображений, условий эксплуатации.

Светильники аварийного освещения выделяются из числа светильников рабочего освещения в количестве, обеспечивающем освещённость по линиям основных проходов не менее 0,3 лк.

Исходя из требований к качеству освещения, а так же характеристики помещений, выбираем в качестве источника света люминесцентные лампы.

Для подсобных помещений требуется равномерное освещение. Выбираем систему общего освещения, т.к. она предназначена для освещения рабочих поверхностей и всего помещения.

Нормы освещенности взяты из таблицы [4]

Таблица 4. Нормы освещенности

4.2 Расчёт освещения насосной методом коэффициента использования светового потока

Источником света в насосной являются лампы люминесцентные.

Для данного помещения следует обеспечить освещенность [8] E= 150 лк

Площадь S=15,3м²

Длина А=4,1м

Ширина В=3,73м

Высота H=1,95м

Потребный поток лампы в каждом светильнике находится по формуле, лм:

Ф=(Е×к_з×S×z)/(N×), [10]

где Е - нормированная освещённость, лк;

К_з - коэффициент запаса;

S - освещаемая площадь, м²;

Z - коэффициент неравномерности;

N - число светильников, шт;

η - коэффициент использования светового потока;

Ф - световой поток одной лампы в светильнике, лм;

Коэффициент отражения потолка - р_пот, стен - р_ст, пола - р_п определяется[4]

р_пот = 70 %, р_ст = 50 %, р_п = 30 %

Определим оптимальное расстояние между светильниками, м:

L = λ · h,

где ƛ - относительное расстояние между светильниками ƛ = 1,4 для светильников с люминесцентными лампами, [4]

h - высота подвеса, м

L = 1,4 · 1,95 = 2,73

По известному расстоянию между светильниками и размерам помещения определяем число рядов светильников и их общее количество.

h_a = ((a - 2 · l) / L) + 1_b = ((b - 2 · l) / L) + 1 = h_a·h_b,

где а и b - размеры помещения -4,1м х 3,73 м.

N - общее число светильников, шт;

l - расстояние от крайних светильников до стен. l = (0,3-0,5) ·L, м

h_a = ((4,1 - 2·0,957)/2,73) + 1 = 1,8 примерно 2

h_b = ((3,73 - 2·0,957)/2,73) + 1 = 1,66 примерно 2

N = 2*2=4

Индекс помещения определяется по формуле [4]:

i = a · b / h · (a + b) = 4,1 · 3,73 / (1,95 · (4,1 + 3,73) )=1

Принимаем i = 1

По коэффициентам отражения и индексу помещения [4] определяем значение коэффициента использования светового потока.

η = 0,31

Определяем необходимый световой поток лампы, лм:

Ф = Е_min · К_з · S / N · η, [10]

где К_з - коэффициент запаса [8] К_з = 1,3.

При эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих местах уменьшается. Уменьшение освещенности в расчетах установленной мощности источников учитывается коэффициентом запаса К₃, значения которого зависит от наличия пыли в помещении, от типа источников света, конструкции и периодичности чисток светильников.

Ф =150·1,3·15,3 / (4 · 0,31) = 2406

Выбираем светильник типа ALS.OPL 218 с люминесцентными лампами со световым потоком Ф_л=1350 лм. Светильник имеет степень защиты IP 54, климатическое исполнение УХЛ2.

Рисунок 1. Светильник типа ALS.OPL 218

Определяем количество ламп в светильнике, шт:

/1350 = 1,78 принимаем 2

Следовательно примем 4 светильника по 2 лампы в каждом светильнике мощностью 18 Вт.

.3 Расчёт освещения технического помещения методом удельной мощности

Размеры помещения a = 12 м.; b = 7,5 м.; h = 1,95 м. S = 90 м^2.

Для освещения тех.помещения примем светильники с люминесцентными лампами CD 218. Удельную мощность определяем [4], Вт/м²:

W = 0,6

Количество светильников N определяется по формуле, шт.:

N = W · S / Р = 0,6·90 / 18 = 3,

где Р - мощность ламп, Вт

Принимаем к установке светильники CD 218 со степенью защиты IP65.

Рисунок 2. Светильник типа CD 218. Количество светильников принимаем 3 шт.

4.4 Расчёт сети освещения

Расчёт осветительной сети проводится по длительно допустимому току и проверяется по потере напряжения в групповой линии.

Осветительная сеть разбивается на линии Л9, Л10, которые подпитаны к ВРУ.

Расчетная нагрузка освещения питающей сети и вводов в здания определяется по формуле:

P_p=P_у*К_с

где Р_у- установленная мощность освещения, которая складывается из мощностей всех ламп Р_у=Р_р;

К_с- коэффициент спроса расчета групповой сети освещения, К_с =1.

Расчетная нагрузка освещения линии Л9, кВт:

Р_р=0,4

Расчетный ток определяется по формуле, А:

I_p=P/U_л

Расчетный ток линии:

I_p=400/220=1,8

Расчетная нагрузка освещения линии Л10, кВт:

Р_р=0,5

Расчетный ток определяется по формуле, А:

I_p=P/U

Расчетный ток линии

I_p=500/220=2,3

Расчетная нагрузка освещения линии Л27, кВт:

Р_р=0,11

Расчетный ток определяется по формуле, А:

I_p=P/U

Расчетный ток линии:

I_p=110/220=0,5

4.5 Выбор токов расцепителей автоматов на отходящих группах осветительного щита и ПЗА

Определяем ток расцепителя автомата и выбираем стандартный ближайший больший, по формуле:

I_расц= 1,25·I_Н,

Ток расцепителя автомата линии Л9 ;

I_расц= 1,25·1,8= 2,25 А

Ток расцепителя автомата линии Л10;

I_расц= 1,25·2,3= 2,875 А

Ток расцепителя автомата линии Л27;

I_расц= 1,25·0,5= 0,625 А

На Л9, Л10, Л27 устанавливается ВА-47-29-1Р на номинальный ток 10 А

4.6 Выбор сечения, марки кабеля, способа прокладки и проверка его на потерю напряжения

Сечение питающего провода выбирается по длительно допустимому току и номинальному току группы и проверяется по потере напряжения.

I_дл.доп>I_н [4]

Определяем сечение и марку провода для линий Л9,Л10:

А> 1,8 А

А> 2,3 А

А> 0,5 А

Выбираем кабель ВВГ 3х2.5 мм² [4]

Для ремонтной осветительной сети предусматривается, установка ящика с понижающим трансформатором ЯТП-025 220/36 для питания сетей местного или ремонтного освещения, а также для подключения переносных светильников и электроинструмента, установлен в тепловом пункте цокольного этажа

5. Расчёт силовой сети

5.1 Указание типа оборудования его технических данных

На цокольном этаже установлено электрическое оборудование. Перечень оборудования и его технические данные представлены в таблице 1.

Каждое указанное электрооборудование имеет свою определённую функцию. Это позволяет улучшить производительность труда.

5.2 Определение расчетной мощности на ЩС типа ЩРН. Выбор распределительного щита и вводного устройства

Расчет установленной мощности, кВт:

Р_у=Р_H, [13]

где Р_Н - мощность каждого электроприемника.

Расчетная мощность электроприемника, кВт:

Р_Р=К_С· Р_н, [13]

где К_С = 0,7, коэффициент спроса.

Коэффициент спроса К_С- это отношение расчетной мощности электроприемников к установленной мощности электроприемников

1.      ЩС

Многонасосная установка повышения давления.

Установленная мощность,кВт:

Р_У=3·1,1= 3,3

Расчетная мощность многонасосной установки повышения давления ,кВт:

Р_р= 3,3 · 0,7 = 2,31

Расчетная мощность циркуляционного насоса ,кВт:

Р_р= 0,34 · 0,7 = 0,238

Аналогично производятся расчеты для всех электроприемников. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2

Таблица 5.1 Технические характеристики оборудования

Определение расчетной мощности на ЩРН, кВт:

Р_{р общ}= Р_{р ,} [5]

где Р_р - расчетная мощность электроприемника для ЩРн, кВт:

Р_расч = 2,31+0,238+0,634+0,118+0,385+0,49 = 4,1

Находим расчетный ток, А:

I_P=P_P/(·380·cos_CP) [5]

Средневзвешенное значение коэффициента мощности принимаем

cos_CP=(P_P1×cos₁+P_P2×cos₂+…+P_N×cos_N)/P_P

cos_CP=(2,31*0,96+0,238*0,59+0,634*0,58+0,118*0,55+0,385*0,93+0,49*0,57)/4,1= 0,83

I_P=4100/(·380·0,83) = 7,8

Проанализировав нагрузку, выбираем силовой щит. В качестве силового щита устанавливаем щиток распределительный на 24 модуля навесного исполнения ЩРН-2х12 УХЛ4 . Щит распределительный предназначен для распределения электроэнергии и защиты электроустановок при перегрузках и коротком замыкании.

ЩРН:

Р_Уобщ = 5,97 кВт

Р_Робщ = 4,1 кВт

I_P = 7,8 A

cos_cp=0,83

Щиток рассчитан на номинальный ток до 100 А и номинальное напряжение до 380 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Рисунок 3. Щит ЩРН-2х12 УХЛ4

толщина листовой стали:

корпуса - 1,0мм

дверки - 1,4мм

уплотнение дверки верхней и нижней крышки - из пенополиуретана

Корпуса распределительные UCD изготавливаются со съемной рамой, на которой установлены DIN-рейки для удобства сборки, а возможность откинуть раму при монтаже упрощает заведение проводников в электрощит.

Iввод > Iр

А > 7,8

5.3 Выбор токов расцепителей автоматических выключателей на отходящих линиях

Выбираем автоматические выключатели-автоматы BA-47-29. Определяем ток расцепителя автомата каждой группы по номинальному току группы:

I_РАСЦ=1,25×I_H [13]

1. ЩРН

Технологическое оборудование

группы

I_РАСЦ=1,25*5,2=6,5 А

Ближайший стандартный ток 10 А. Расчеты для остальных групп производятся аналогично. Результаты сводятся в таблицу 2.1

Таблица 5.2 Автоматические выключатели

.4 Расчёт и выбор пускозащитной аппаратуры

Электродвигатели механизмов обычно поставляются комплектно с технологическим оборудованием. Расчёт внутренних электросиловых сетей сводится к выбору: сечения проводников силовой сети, пускозащитной аппаратуры, силового шкафа.

Выпускаемое электрооборудования поставляется, как правило, комплектно с электроприводом и пускозащитной аппаратурой.

Если производственные механизмы поставляются без пусковой и защитной аппаратуры электродвигателей, то такой выбор следует провести.

Пускозащитная аппаратура должна быть охарактеризована по ряду электрических параметров: току, исполнению по назначению и наличию теплового реле, исполнению по степени защиты и наличию кнопок, числу контактов и роду тока.

Пускозащитная аппаратура должна соответствовать мощности и характеристике двигателей. Не допускается использовать завышенную по мощности пускозащитную аппаратуру во избежание увеличения коммутационных перенапряжений. Электромагнитные пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по номинальному напряжению; номинальному току; по току нагревательного элемента теплового реле и по напряжению втягивающей катушки.

Циркуляционный насос 2 Р_н= 0,34 кВт, I_н=1,5 А.

Выбираем магнитный пускатель

ПМЛ122002В Iн = 10 А

Iт.р. = 1,6 А Iт.р. < Iн

,5А < 1,6 А

Условие выполняется.

Все остальные расчеты выполняются аналогично и сводятся в таблицу 2.3

Таблица 5.3 Пускозащитная аппаратура оборудования

5.5 Выбор марки, количества, сечения проводов и кабелей

Сечение питающего провода выбирается по длительно допустимому току и номинальному току группы и проверяется по потере напряжения.

I_дл.доп>I_н [4]

Определяем сечение и марку провода для 1 пруппы:

A> 5,2 А

Выбираем для питания 1 группы кабель ВВГ 5х2.5 мм²

Проверяем кабель по потере напряжения через момент нагрузки, кВт·м:

М=Р_р·L, [4]

где L=5м, приведенная длина участка;

М=3,3·5= 16,5

По таблице [4] потеря напряжения составляет 0.1%.

В соответствии с ПУЭ потери напряжения для внутренних электропроводок не должны быть больше 2,5%.

Отсюда:

,5% > 0.1%

Следовательно, условие соблюдается.

Выбор сечения и марки проводов для 2÷8 групп осуществляется аналогично.

Ввиду небольших значений мощностей электроприемников и длины линий, расчет потерь напряжения для остальных токоприемников не требуется.

6. Однолинейная расчетная схема ВРУ (ВЩ, РЩ, ЩСП, АВР)

Электроснабжение жилья блока Б выполняется от вводно-распределительных устройств типа ВРУ-11-10 УХЛ4 и ВРУ-48-03 УХЛ4, установленных в электрощитовой (блок Б), питание к которым подводится от внешней питающей сети двумя взаиморезервируемыми кабельными линиями на напряжение 380/220 В.

Корпус устройства ВРУ1-11-10 изготовлен из листового металла толщиной до 2мм, каркасного исполнения. Степень защиты оболочки корпуса IP31(возможно изготовление степенью защиты IP54). В стандартную комплектацию не входят боковые панели (заказываются дополнительно). Устройство ВРУ 1-11-10 представляет собой электрощит с установленными элементами защиты и управления внутри корпуса. Панель ВРУ1 служит для приема, учета и распределения электроэнергии трехфазных и однофазных сетей 380/220. Устанавливается в помещениях с умеренной влажностью. Каждое устройство имеет паспорт изделия, сертификат соответствия, схему подключения.

На вводе установлены рубильники (переключатели) серии ВР-32 на номинальный ток 250А. На отходящих линиях установлены предохранители серии ППН, ПН-2 или аналогичные. Внутри корпуса устройства предусмотрено освещение с двух сторон. Предусмотрены трансформаторы тока, испытательные коробки. Габаритные размеры 1800х600х450 мм ориентировочные;

Вес: 100кг ориентировочно.

Питание потребителей 1 категории надежности электроснабжения жилья блока Б предусматривается от вводного устройства 2ВРУ-17-70 УХЛ4 и распределительного щита ПР11-3053-21У3.

Рисунок 3. ВРУ-1-17-70УХЛ4

Первая панель ВРУ1-48-03 УХЛ4 состоит из пяти линий общей расчетной мощностью и общим расчетным током:

Ру=120 кВтРр= 96,22 кВт

Iр= 149,4 А

Кс= 0,8

Таблица 6.1

Вторая панель ВРУ1-11-10 УХЛ4 состоит из пяти линий общей расчетной мощностью и общим расчетным током:

Рр= 109,5 кВт

Iр= 170 А

Таблица 6.2

Третья панель питается от 2ВРУ-17-70 УХЛ4 и распределительного щита ПР11-3053-21 У3, состоит из четырех линий общей расчетной мощностью и общим расчетным током:

Рр= 15,65 кВт

Iр= 12,85 А

Потребители 1 категории надёжности электроснабжения - это электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Для потребителей с 1 категорией надежности электроснабжения необходимо осуществить энергоснабжение от двух источников питания. При этом источники питания должны быть независимые. Такая схема энергоснабжения применяется для снижения рисков аварийного отключения электроэнергии для электроприемников 1 категории надежности электроснабжения. При аварии на одном источнике питание, электроснабжение потребителя будет осуществляться по второму источнику (второму вводу). При этом для электроприемников 1 категории надежности допускается прекращение подачи электроэнергии при отключении одного источника питания только на время, не превышающее автоматический переход на энергоснабжение потребителя по второму источнику питания.

Также среди потребителей 1 категории надежности электроснабжения выделяют отдельно особую группу. Электроприемники особой группы первой категории характеризуются тем, что их бесперебойная работа необходима для безаварийной остановки производства, предотвращения пожаров и других ЧС. При этом, энергоснабжение особой группы должно осуществляться от третьего независимого источника питания, который может быть дизельным генератором, подключением к аккумуляторным батареям. В случае отсутствия резервного питания электроприемников особой группы, допускается использование технологического резервирования и плавной остановки производственного процесса.

Таблица 6.3

Однолинейная расчетная схема состоит из трех панелей общей расчетной мощностью и общим расчетным током:

Рр= 149,56 кВт

Iр= 232,2 А

.1 Электроснабжение объекта

Аварийный режим:

Рр= 149,56кВтIдл.=270 А [16]

Iр= 232,2 АААБлУ-4х120мм² [16]

Подключение всего объекта осуществляется 2-мя кабелями марки ААБлУ4х120 т.к. объект относится к 1 и 2 категориям по надежности по электроснабжению. Кабели прокладывается в земле в траншее Т-2 на 2 кабеля. Электроснабжение осуществляется от трансформаторной подстанции c 2-мя трансформаторами на 1000 кВА находящейся на расстоянии 70м от объекта.

Кабель марки ААБлУ4х120 выбираем по длительно допустимому току и проверяем по потере напряжения, которая должна удовлетворять условию U<5%

I_ДЛ.ДОП>I_Р 260 A>232,2 A

Проверка кабеля осуществляется по формуле, % :

U=k×I×L, [13]

где к=0,212 %/А×км - удельные потери напряжения.- расчетный ток нагрузки на вводе, А;

L - расстояние от ТП до ввода в здание, м;

U=0,212×232,2×0,07=3,4 %

что является допустимым и удовлетворяет условию

U<5%

,4%<5%

7. Эксплуатация электрооборудования

.1 Расчет трудозатрат на эксплуатацию электрооборудования

Годовая производственная программа характеризуется не только составом, но и объемом, трудоемкостью и стоимостью работ. Объем работ рассчитывается в условных единицах электрооборудования (УЕЭ), трудоемкость в человеко-часах, а стоимость в тыс.тенге.

Расчет годовой производственной программы осуществляется следующим образом. Так как железнодорожная станция работает круглый год, то принимаем коэффициент сезонности равным единице Кс=1.

Занятость в сутки электрооборудования в течение года записывают в числителе и знаменателе графы 5 таблицы трудозатрат.

Цокольный этаж работает 12 месяцев и 24 часа в сутки.

Объем работ первого раздела определяют путем перевода физических единиц электроустановок в УЕЭ. Для этого всё электрооборудование разделяют на номенклатурные группы (линии электропередачи, подстанции, электроприводы, электротермические установки и т.д.), подсчитывают число физических единиц электроустановок в каждой группе с одинаковыми параметрами и умножают его на соответствующий данной группе коэффициент перевода, т.е.

, [5]

где  - число физических единиц электроустановок в i-ой группе; [5]

 - коэффициент перевода, соответствующий i-ой группе. [5]

Число физических единиц электроустановок исчисляют по паспортным данным, журналу или картам учёта электрооборудования, перечень отражен в таблице 7.1.

Коэффициент перевода учитывает условия окружающей среды, в которой эксплуатируется электрооборудование, число часов работы токоприемников в течение суток и сезонность их использования.

Например, расчет для кабеля ввода объем работ будет равен:

B одном и том же помещении разные виды электрооборудования имеют несовпадающие и некратные периодичности профилактических мероприятий. Система ППРЭ допускает отступление периодичности TO и TP от нормируемой, но при условии сохранения технического состояния электрооборудования на прежнем или более высоком уровне. Поэтому отступления от рекомендуемой периодичности должны быть в пределах ± 35%;

Число плановых ТО и ТР определяют по данным исходя из принятой периодичности их исполнения. Для электрооборудования, не работающего круглосуточно, предусматривают сезонные ТО и ТР, необходимые для его

где П_TOi - число периодичности ТО оборудования i типа, мес.

Годовые трудовые затраты на плановые работы определяют по формуле:

 [5]

, [5]

где ,  - разовая трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта i-го типа электрооборудования, чел-ч[5], и приложение В;

,  - число технических обслуживаний и текущих ремонтов I-го типа электрооборудования в год;

 - количество i-го типа оборудования, шт.

Например, для ЩС:

Среднегодовое количество ТО и ТР определяют по следующим выражениям:

Число ТО определяется по формуле:

n_ТОi=12/П_TОi, [5]

где П_тoi - число периодичности ТО оборудования i типа, мес.

К_сi - коэффициент сезонности.

Данные заносятся в знаминатель столбцов 6,7 таблицы 8.1.

Трудозатраты по ТО и ТР на одну единицу электрооборудования находят по таблицам.

Определение годовых затрат по ТР электрооборудования производилось по формуле:

З_то = ∑ n_i (n_тоi · q_тоi), [5]

где n_тоi - число ТР электрооборудования данного вида, шт.;_тоi - трудоемкость ТР электрооборудования данного типа [5], чел.-час

Число ТР в год определяется

n_ТРi=12/П_TPi, [5]

где П_трi - периодичность ТР электрооборудования данного типа.

Определение годовых затрат по ТР электрооборудования производилось по формуле:

З_тp = ∑ n_i (n_тpi · q_тpi), [5]

где n_тpi - число ТР электрооборудования данного вида, шт.;_тpi - трудоемкость ТР электрооборудования данного типа, чел.-час

Пто= 3мес.

Птр=24мес.

n_ТОi=12/3=4_TPi=12/24=0.5

Годовые трудозатраты на замену смазки отсутствуют.

Трудозатраты для другого оборудования определяют аналогично и сводятся в таблицу

Годовые трудозатраты на TO и TP для всего хозяйства (объекта) определяются суммированием полученных трудоемкостей TO и TP отдельных видов электрооборудования,чел.-ч.:

=81,78

=63,9

Годовые затраты на оперативное обслуживание принимают в размере (15…30)% от плановых работ.

 [5]

где К_д - коэффициент долевого участия, принимаем равным 0.2.

Таким образом, суммарные годовые трудовые затраты составляют, чел.-ч:

 [5]

Годовые трудозатраты на замену смазки отсутствуют.

.2 Построение годового графика технического обслуживания

Годовой график TO и TP является основным документом, по которому организуют техническую эксплуатацию.

Цель составления графика заключается в определении календарных сроков проведения и числа TO и TP для всех видов электрооборудования, а также расчета затрат труда и других ресурсов необходимых для технической эксплуатации.

Исходным материалом для составления графика служат: карта учета электрооборудования, нормативы системы ППРЭ и график занятости электрифицированных объектов.

B качестве интервала времени, на который планируют работы в течение года принимают одну неделю. Это дает возможность легко определить объем работ на квартал и на месяц и отказаться от разработки квартальных и месячных графиков.

Для обеспечения непрерывности технологических процессов TO и TP электрооборудования проводят в технологических перерывах. Выполнение TP электрооборудования одновременно планируют с TP технологического оборудования. Сезонные TO и TP, а также капитальный ремонт электропроводок животноводческих помещений и зернотоков планируют на период их простоя. Эти работы должны завершиться до сезона использования производственного объекта.

При построении графика необходимо добиться полной занятости электромонтеров в течение дня, равномерной загруженности ЭТС в течение года, максимально сократить потери времени на переходы и переезды электромонтеров между объектами, предусмотреть требуемое обеспечение исполнителей инструментами, материалами и запасными частями. При этом рекомендуется на каждую неделю резервировать примерно 20% общего недельного фонда рабочего времени на выполнение оперативных и мелкомонтажных работ.

Электрооборудование разного типа, но с одинаковой периодичностью выполнения профилактических мероприятий на небольших объектах целесообразно объединять в одну группу и рассчитывать трудоемкость работ на группу в целом.

Для равномерной загрузки электромонтеров в течение года и сокращения числа переходов и переездов допускаются отступления от нормируемой периодичности профилактических мероприятий, но не более чем на ± 35%.

8. Охрана труда

.1 Общие вопросы охраны труда

В технологическом процессе используют электрооборудование, поэтому есть опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала во время работы. Опасность поражения электрическим током среди прочих опасностей отличается тем, что человек не в состояние без специальных приборов обнаружить наличие тока дистанционно, как, например, движущиеся части, раскаленные объекты и многое другое. Оно обнаруживается слишком поздно, когда человек уже поражен. Поэтому следует уделить особое внимание защите от поражения электрическим током.

Причинами несчастных случаев от поражения электрическим током является следующее:

случайное прикосновение или опасное приближение к частям электрооборудования, находящегося под напряжением,

прикосновение к конструктивным металлическим частям электроустановок, которые в нормальных условиях находятся не под напряжением, но могут оказаться под ним вследствие повреждения изоляции,

отсутствие или недоброкачественное выполнение защитных средств и заземляющих устройств.

При обслуживании электрических установок строго соблюдаются действующие “Правила технической эксплуатации электроустановок и потребителей “, а также “Правила техники безопасности“.

Согласно ПУЭ [2], все помещения в зависимости от степени опасности поражения электрическим током делятся на три категории: без повышенной опасности, с повышенной опасностью, особо опасные. Степень опасности определяется количеством разных факторов. Многоквартирный жилой комплекс относится к 1,2 категориям. Проектом предусмотрено применение следующих мер электробезопасности:

зануление корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников и т.д.

изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная).

Особое внимание уделяется проведению и регистрации вводного и периодического инструктажей на рабочем месте. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала от поражения электрическим током предусматривается выполнение зануления, повторного заземления.

Если оборудование надежно заземлено, но не занулено, то такое оборудование является источником повышенной опасности поражением электрическим током, поэтому электрооборудование необходимо необходимо обязательно занулять. Благодаря занулению любое замыкание на корпус превращается в к.з., и поэтому аварийный участок сразу же отключается автоматом.

Зануление выполняют, соединяя корпуса электрооборудования с нулевым проводом сети, причем каждый корпус должен быть, присоединен к нулевому проводу сети отдельным проводником.

Электромонтажные работы выполняются в соответствии с ПУЭ, ПТЭ и ПТБ. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала от поражения электрическим током, все металлические токоведущие части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением, вследствие повреждения изоляции, принято занулять путем присоединения к нулевому проводу электрической сети. Электромонтажная работа выполняется в соответствии с действующим ПУЭ.

Выключатели и предохранители следует размещать, в соседних с сырыми, помещениях, а кнопки управления пусковой аппаратурой нужно устанавливать у рабочих мест. Эти кнопки, а также светильники следует выбирать пригодными для сухих, сырых и с химически активной средой. Электродвигатели также должны быть специальные, например типа 4А или АИР. Соответствие исполнения электрооборудования условиям среды важно с точки зрения безопасности.

.2 Пожарная безопасность

Комплекс мероприятий по противопожарной защите включает мероприятия профилактического характера и устройства систем пожаротушения.

Пожарная безопасность обеспечивается комплексом проектных решений, направленных на предупреждение пожара, а также создания условий, обеспечивающих успешное тушение и эвакуацию людей и материальных ценностей.

Для пожарной сигнализации используются тепловые, дымовые и ручные пожарные извещатели. Извещатели устанавливаются на потолке и соединяются между собой проводом ТРП-1×2×0.5.

Для тушения пожаров в тех этаже используются огнетушители ОУ-5, инертные газообразные разбавители, как двуокись углерода, азот, аргон, имеется пожарный щит. Для подключения пожарных рукавов предусмотрены специальные пожарные краны от центрального водопровода.

Для тушения пожара, до прибытия пожарной дружины необходимо иметь пожарный щит со следующим инвентарем:

1.      Огнетушитель ОУ-5 - 6шт.

.        Топор -1 шт.

.        Багор -1 шт.

.        Кирка -1шт.

.        Лом - 1 шт.

8.3 Молниезащита

Согласно СН РК 2.04-29-2005 “Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений” Блок Б подлежит молниезащите по требованиям 3 категории.

В качестве молниеприемника используется молниеприемная сетка с шагом ячеек 6×6 м. из стальной проволоки диаметром 6 мм.

Токоотводы выполняются из электролитической меди диаметром 8 мм. и прокладываются от молниеприемной сетки к заземлителю по наружным стенам здания.

Заземляющее устройство выполняется из вертикальных электродов диаметром 15 мм, длиной 2м, и горизонтальной медной полосы размером 2×30 мм.

.4 Расчет повторного заземления

Для защиты от поражения электрическим током все металлические нетоковедущие части электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции, присоединить к защитному проводнику PE электропроводки. Защитный провод прокладывается таким образом, чтобы при монтаже не происходило разрыва цепи заземления.

Для защиты от заноса высокого потенциала по внешним коммутациям их необходимо, на вводе в здание заземлить, путем присоединения к металлической арматуре фундаментов или к наружному контуру заземления. В целях безопасности при прямом и косвенном прикосновении человека к токоведущим частям электроустановок и контуров изоляции электропроводок, проектом предусмотрена установка «УЗО» устройство защитного отключения, для розеточных групп.

Максимально допустимая величина сопротивления заземляющего устройства в установках с глухозаземленной нейтралью R_доп= 4 Ом[2].

Определяется сопротивление единичного заземлителя растеканию тока.

Расчет заземляющего устройства выполняется в следующей последовательности.

Определяется сопротивление растеканию тока от вертикального заземлителя по выражению, Ом:

R_B=0.366 · (r_расч(lg (k·l/d) + 0.5lg (4·h_cp+l)/(4·h_cp-l)) / l =

,[7]

где r_rасч- расчетное значение удельного сопротивления грунта, определяемое по формуле, Ом×м: [7]

r_pасч=r×K_c(в)=100×1.6=160,

где K_c(в) = 1.6- коэффициент сезонности для вертикального заземлителя принимается для первой климатической зоны[6,7];

r = 100-удельное сопротивление грунта, Ом×м;

d = 0.016- диаметр вертикального стержня, м;

k = 2 - числовой коэффициент вертикального заземлителя;

l= 6 - длина вертикального заземлителя в метрах, м;

d = 0.02 - внешний диаметр стержня, м;

h_ср = 2.75 - расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя заглубленного в канаве по формуле, м:

(H+l-l)/2=2.75

где Н =0,7 - глубина траншеи, м;

l =0,2 - незаглубленная часть электрода, м.

Допустимое сопротивление вертикального заземлителя не должно превышать 4 Ом.

Находим количество вертикальных заземлителей; шт:

=R_B/R_З=29/4=7,258

Составляется предварительная схема заземляющего устройства, т.е. размещение вертикальных заземлителей относительно места расположения объекта. Заземлители размещаем по контуру.

Определяется длина прута L_Г, необходимого для соединения вертикальных заземлителей. Принимаем расположение заземлителей по контуру:

L_Г=a×n=3×8=24 м,

где а - расстояние между заземлителями (а=L).

Определяется сопротивление растеканию тока от прута, соединяющих вертикальные заземлители; Ом:

R_Г=0,366×r_r/L_Г×lg(2L_Г²/Bh)=0,366×160/24×lg(2×24²/(0,04×0,65))=11,4,

где r_r - расчетное значение удельного сопротивления грунта, определяемое по вышеприведенной формуле. Коэффициент сезонности принимается как и для вертикального заземлителя K_с (г) [6,7].

В=0,04м - ширина полосы или диаметр стального прута, м;

h=0,65м - глубина заложения в землю полосы или прута, м.

Определяется сопротивление заземляющего устройства; Ом:

_З=R_B×R_Г/(R_B×_В +R_Г×_Г×n)=29×11,4/(29×0,66+11,4×0,43×8)=5,6,

где_В =0,66, _Г =0,43 - коэффициенты использования вертикальных и горизонтальных заземлителей [6].Т.к. R_З <R_ДОП=10 Ом, то оставляем количество стержней неизменным, равным 8 штук.

Рисунок 4. Расположение стержня в траншеи и размещение заземляющих электродов

.5 Проверка эффективности зануления многонасосной установки повышения давления

Для проверки надежности срабатывания защитной аппаратуры определяем ток однофазного - короткого замыкания на корпус многонасосной установки повышения давления. Так как этот приемник самый удаленный и мощный

Рисунок 5. Схема для расчета эффективности действия зануления сети 0,38кВ.

Эффективность зануления для магнитных расцепителей автоматов :

_к.о/I_м.р. =К_расч..К_доп ,

где I_к.⁽³⁾- ток однофазного короткого замыкания, А;_м.р. - ток магнитногорасцепителя, А;

Ток однофазного короткого замыкания, А:

,[7]

где Z_тр - полное сопротивление обмоток трансформатора, Z_тр = 0,081 Ом _ф - активное сопротивление фазного провода петли фаза-ноль, Ом;_н - активное сопротивление нулевого провода петли фаза-ноль, Ом.

Активные сопротивления, Ом:

 , [7]

где- удельное сопротивление провода для меди = 0,018 Ом*мм²/м , для алюминия  = 0,028 Ом*мм² /м

l- длина провода петли фаза-ноль, м;- сечение провода, мм²;

Х_ф - индуктивное сопротивление фазного провода, Ом.;

Х_н - индуктивное сопротивление нулевого провода, Ом.;

Для проводов из цветных металлов эти сопротивления Х_ф и Х_н сравнительно небольшие, примерно 0,015 Ом/м, поэтому этим сопротивлением можно пренебречь.

Х_п - внешнее сопротивление петли фаза - ноль Ом. Оно равно произведению удельного внешнего индуктивного сопротивления на длину участка линии 0,38 кВ. Для упращенных расчетов Х_п = 0,6Ом/км.

Рассчитаем эффективность действия зануления:

Расчет зануления производим для многонасосной установки повышения давления. Для этого найдем активные сопротивления фазных и нулевых проводников на всех участках. Ввиду того, что сопротивление фазного провода равно нулевому, то найдем сопротивления только для фазного провода (R_ф=R_н).

R_ф=×(L₁/S₁) + ×(L₂/S₂+L₃/S₃)=0,028×(70/120)+0,018×(22/4+5/2,5)= 0,151 Ом.

Ток однофазного короткого замыкания, А: [14]

Защита электродвигателя сработает при выполнении условия:

I_к.о³ 1,4×I_с.р

где I_с.р - ток срабатывания автоматического выключателя, 10 А

К_доп = 1.4

Тогда К_{доп.расч} =669/10·10= 6,69 А

,69 А > 1.4

Следовательно действие защитного зануления при замыкании на корпус электродвигателя эффективно. Автоматический выключатель сработает и отключит данный электроприемник.

9. Охрана окружающей среды

.1 Экологические проблемы жилого дома

Человек проводит значительную часть своей жизни в жилище (квартире), поэтому для сохранения здоровья, работоспособности, хорошего настроения огромную роль играет санитарное состояние жилища и уровень его благоустройства. Большинство современных домов построено из железобетонных панелей или блоков, оснащены коммуникациями из синтетических материалов, обставлены мебелью из смеси древесных стружек и синтетических смол, с полами из пластика и ковров из химических волокон. Они защищают людей от внешних воздействий, но сами часто обладают свойствами, отрицательно влияющими на здоровье людей. Городской житель на работе и дома постоянно подвергается воздействию большого числа разнообразных факторов - микроклимата, химического состава воздуха и находящихся в нем взвешенных веществ, недостатка или избытка солнечного света, электоромагнитных полей, шума, вибрации, ионизирующей радиации, биологических агентов.

Один из важнейших элементов, обеспечивающих комфорт в жилище, - благоприятный микроклимат, который оценивается по температуре, влажности и движению воздуха. Обязательное условие комфортного микроклимата- близкие температуры воздуха по всему помещению как по вертикали, так и по горизонтали. Разница температур внутри помещения не должна превышать 2^оС. В домах должен происходить постоянный воздухообмен между всеми помещениями и наружным воздухом.

Соотношение положительно и отрицательно заряженных ионов в воздухе вызывает изменения в состоянии организма. В процессе ионизации воздуха, кроме положительно и отрицательно заряженных аэроионов, возникают также озон и окислы азота. Биологический эффект ионизации воздуха определяется совместным действием аэроионов, озона, окислов азота и электрического поля. Если соответствующим образом подобрать соотношение биологически активных элементов воздуха и его полярности, то вдыхание ионизированного воздуха увеличивает устойчивость организма к недостатку кислорода, холоду, физической нагрузке. При уменьшении количества легких ионов воздух теряет освежающие свойства.

Жилище обязательно должно облучаться прямыми солнечными лучами, которые способствуют оздоровлению организма человека и оказывают сильное бактерицидное действие на микрофлору в помещении. Нормирование инсоляции в жилых домах, медицинских, детских учреждениях определяют ориентацию фасадов жилых домов по странам света и расположение кварталов, удаленность домов друг от друга, их этажность. Дома в квартале размещаются таким образом, чтобы не создавать тень для соседних зданий и не загораживать их. Наряду с обязательным соблюдением норм естественной освещенности помещений, большое внимание уделяется разработке физиологически обоснованных норм искусственного освещения.

Важная сторона экологии жилища его загрязнение. Загрязнение жилища происходит от проникновения в него извне нежелательных физических, химических или биологических агентов. Источником загрязнения может быть загрязненная атмосфера, пыль с улицы или с производства, приготовление и хранение пищи, сгорающий бытовой газ и подгорающая пища, курение. Организм человека выделяет в окружающую среду около 400 веществ, часть которых токсична для него самого и окружающих.

Особую опасность для здоровья людей могут представлять химические вещества, выделяющиеся из строительных и отделочных материалов (особенно минеральных и искусственных). Специфическую группу искусственных строительных материалов, широко используемых в современном строительстве, составляют синтетические полимерные материалы (пластмассы), которые часто служат источниками поступления в воздух жилищ летучих токсичных веществ. Иногда в воздухе жилых помещений фенол и формальдегид накапливаются в концентрациях, опасных для здоровья и жизни людей.

На поверхности синтетических покрытий для полов под влиянием трения при хождении и уборке могут возникать высокие заряды статического электричества. Они вызывают у людей неприятные и даже болевые ощущения.

Ряд полимерных материалов способен вызвать усиленный рост водорослей или бактерий. В жилых помещениях могут существовать и развиваться некоторые болезнетворные микроорганизмы. Например, иногда по системе вентиляции распространяются возбудители воздушно-капельных инфекций. Существует реальная опасность грибкового загрязнения жилища. В домашней пыли содержатся микроклещи, вызывающие аллергические реакции у людей. Развитию аллергий способствуют “пассивное” курение, использование средств борьбы с домашними насекомыми, летучие вещества, содержащиеся в хлорированной водопроводной воде и др.

Неблагоприятное воздействие на здоровье людей в помещении оказывает газ радон, который при попадании в легкие вызывает рак. Главными источниками радона служат геологические породы, почва, строительные материалы и вода из подземных источников. Концентрации радона внутри помещения обычно намного превышают его уровни на открытом воздухе.

.2 Объекты и принципы охраны окружающей природной среды

Под охраной окружающей среды понимают совокупность международных, государственных и региональных правовых актов, инструкций и стандартов, доводящих общие юридические требования до каждого конкретного загрязнителя и обеспечивающих его заинтересованность в выполнении этих требований, конкретных природоохранных мероприятий по претворению в жизнь этих требований.

Только если все эти составные части соответствуют друг другу по содержанию и темпам развития, т. е. складываются в единую систему охраны окружающей природной среды, можно рассчитывать на успех.

Поскольку не была решена вовремя задача охраны природы от отрицательного воздействия человека, теперь все чаще встает задача защиты человека от влияния изменившейся природной среды. Оба эти понятия интегрируются в термине «охрана окружающей (человека) природной среды».

Охрана окружающей природной среды складывается из:

правовой охраны, формулирующей научные экологические принципы в виде юридических законов, обязательных для исполнения;

материального стимулирования природоохранной деятельности, стремящегося сделать ее экономически выгодной для предприятий;

инженерной охраны, разрабатывающей природоохранную и ресурсосберегающую технологию и технику.

В соответствии с законом Республики Казахстан «Об охране окружающей природной среды» охране подлежат следующие объекты:

естественные экологические системы, озоновый слой атмосферы;

земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, леса и иная растительность, животный мир, микроорганизмы, генетический фонд, природные ландшафты.

Особо охраняются государственные природные заповедники, природные заказники, национальные природные парки, памятники природы, редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и животных и места их обитания.[14]

Основными принципами охраны окружающей природной среды должны являться:

приоритет обеспечения благоприятных экологических условий для жизни, труда и отдыха населения;

научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества;

учет законов природы и возможностей самовосстановления и

самоочищения ее ресурсов;

недопущение необратимых последствий для охраны природной среды и здоровья человека;

право населения и общественных организаций на своевременную и достоверную информацию о состоянии окружающей среды и отрицательном воздействии на нее и на здоровье людей различных производственных объектов;

неотвратимость ответственности за нарушение требований природоохранительного законодательства.

10.Специальный вопрос: Электрический обогрев воронок

Осадки в виде снега, находясь на кровле, не представляют собой особой опасности. Однако, если создаются условия для плавления снега под действием какого-либо источника тепла, он превращается в воду. Если у образовавшейся талой воды отсутствуют пути для быстрого ухода с кровли, то при наступлении отрицательной температуры она замерзает, превращаясь в лед. Поскольку необходимые условия для плавления (и скорость плавления) у льда и снега весьма различны, при следующем кратковременном и не повсеместном действии источника теплоты возможно не плавление, а, напротив, увеличение ледовой пробки. Такой механизм образования наледи может приводить к образованию ледяных заторов, пробок и сосулек длиной в десятки метров и весом в сотни килограмм.

.1 Монтаж антиобледенительных систем

Системы кабельного обогрева лучше монтировать в теплое время года. Это проще, дешевле и, в итоге, получается качественней. Установку системы нужно предусмотреть заранее и провести необходимые подводящие провода. В противном случае, не избежать неоправданных затрат, связанных с прокладкой подводящего кабеля по существующей отделке здания и смонтированной кровле. Монтаж системы кабельного обогрева должны осуществлять специалисты, имеющие навыки высотных работ и устройства электрических сетей. На специализированных фирмах этим занимаются промышленные альпинисты. Подготовительные операции крышу очищают от листвы и другого мусора. На каждую секцию кабеля с интервалом 25-40 см устанавливают металлические зажимы. Кабель в этих местах обматывают в 2-3 слоя изоляционной лентой. Для крепления кабеля к стенке желобов используют специальные кронштейны. Укладка кабеля в зоне обогрева Особое внимание при монтаже следует обратить на концы кабеля, которые изолируют с помощью герметичных термоусадочных муфт. Как правило, кабель устанавливается в водосточные трубы, желоба, лотки, воронки и окружающие их зоны, а также на края кровли (капельники), карнизы, ендовы, участки, примыкающие к мансардным окнам, фонарям, аттикам, а также водометным окнам в парапетах. При монтаже антиобледенительных систем очень важно не повредить кровельное покрытие и, зачастую, сделать систему максимально незаметной. Поэтому для надежной и незаметной фиксации используют самые разнообразные типы креплений: клеи, зажимы, металлоскотчи, тросы, специальные растяжки и т.д.. Применяют также и пайку. С помощью таких ухищрений можно установить систему кабельного обогрева практически на любой поверхности. Обогрев внутренних кровельных воронок в ассортименте многих крупных компаний, производящих кровельные воронки, имеются изделия с электроподогревом.

Источниками теплоты являются:

Атмосферное тепло. Суточные температуры воздуха колеблются с амплитудой, достигающей 15°С, и при колебаниях в диапазоне от +3-+5°С днем до -6-10°С ночью создаются наиболее благоприятные условия для образования наледи. Весной к ним добавляется излучение солнца. Хотя поверхности снега и льда отражают большую часть падающего на них излучения, даже небольшой налет грязи резко увеличивает коэффициент поглощения. Кроме того, быстро нагреваются оголившиеся участки кровли, и плавление идет с внутренней стороны слоя. Поэтому образование наледи весной идет более интенсивно.

Собственное тепловыделение кровли. Тепловыделение имеет место на любой кровле. В минимальной степени оно наблюдается на кровлях с проветриваемым чердаком (холодные кровли). Однако распространившееся в последнее время использование чердачного пространства для проживания (мансарды), или для оборудования технического этажа (где устанавливается большое количество мощного оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования) резко меняет требования к традиционной конструкции кровли, что далеко не всегда учитывается проектировщиками и архитекторами. Недостаточно эффективная теплоизоляция и отсутствие продухов приводят к тому, что под поверхностью лежащего на кровле снега (представляющего собой неплохой теплоизолятор) идет постоянное медленное его плавление, причем этот процесс имеет место на всей поверхности кровли кроме самых ее краев. Такие кровли можно назвать теплыми. Для них характерно образование наледи в более широком диапазоне температур воздуха, что фактически может означать опасность сосулькообразования почти весь холодный сезон.

Работа антиобледенительных систем при температурах ниже -15-20°С, как правило, не нужна.

Во-первых, при таких температурах не идет образование наледи по первому механизму и резко уменьшается количество влаги по второму. Во-вторых, при этих условиях количество выпадающих осадков в виде снега также уменьшается. В-третьих, на плавление снега и увод влаги по достаточно длинному пути нужны более значительные электрические мощности.

При разработке и монтаже антиобледенительной системы надо иметь в виду, что проектировщик должен обеспечить воде, появившейся в результате работы системы, свободный путь вплоть до полного увода с кровли и из водостоков.

Существуют также границы установленных мощностей греющей части систем, определенные на основании практики, несоблюдение которых приводит к неработоспособности системы в указанном диапазоне температур, а значительное превышение приводит лишь к перерасходу электрической мощности без какого-либо улучшения работы системы.

На горизонтальных частях кровли суммарная удельная мощность на единицу площади поверхности обогреваемой части (лоток, желоб и т.п.) должна составлять не менее 180-250 Вт/кв.м.

Линейная мощность нагревательных кабелей в водостоках должна составлять не менее 20-30 Вт на 1 метр длины водостока и увеличивается по мере увеличения длины водостока до 60-70 Вт/м.

Все вышесказанное позволяет сделать несколько общих выводов:

Антиобледенительные системы в основном работают в весенне-осенний периоды, а также во время оттепелей. Работа системы в холодный период (-15-20°С) не только не нужна, но может быть вредна.

Система должна быть оснащена датчиками температуры, осадков и воды и соответствующим специализированным терморегулятором, который скорее можно назвать миниметеостанцией. Он должен управлять работой системы и допускать возможность подстройки параметров температуры с учетом конкретных особенностей климатической зоны, расположения и этажности здания.

Нагревательные кабели должны быть установлены на всем пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков, и заканчивая выходами из водостоков, а при наличии входов в ливневую канализацию - вплоть до входа в коллектор ниже глубины промерзания.

Должны быть выполнены нормативы установленной мощности нагревательных кабелей для различных частей системы - горизонтальных лотков и желобов, и вертикальных водостоков.

10.2 Составные части системы

Антиобледенительная система включает в себя:

Греющую часть, состоящую из нагревательных кабелей и аксессуаров для их крепления на кровле, и непосредственно выполняющую задачу перевода осадков в виде снега или инея в воду вплоть до полного их удаления. В состав греющей части могут входить также воронки со встроенным подогревом, элементы снегозадержания, взаимодействующие с нагревательными элементами.

Распределительную и информационную сеть, обеспечивающую питание для всех элементов греющей части и проведение информационных сигналов от датчиков до щита системы управления. В состав системы входят силовые и информационные кабели, соответствующие условиям работы на кровле, распределительные коробки и крепежные элементы.

Систему управления, содержащую шкаф управления, мини-метеостанцию РТ200Е, датчики температуры, осадков и воды, пускорегулирующую и защитную аппаратуру, соответствующую мощности системы и классу исполнения шкафа управления.

.3 Типовые обогреваемые зоны

К типовым обогреваемым зонам системы относятся:

Водосточные трубы на всю длину.

Водосточные желоба и лотки.

Водосточные воронки и зоны вокруг них площадью около 1 м2.

Узлы входа желобов в водосточные трубы.

Ендовы (линии стыка плоскостей крыши), другие примыкания к плоскости кровли - мансардные окна, фонари, аттики.

Водометы и водометные окна в парапетах.

Карнизы крыш.

Капельники.

Поверхности плоских крыш и бетонных водосточных лотков.

Дренажные и водосборные лотки в грунте под водосточными трубами.

Требования безопасности

Основные требования предъявляются с точки зрения пожаро- и электробезопасности. Для их удовлетворения выполняются несколько требований:

В состав системы входят только нагревательные кабели, имеющие соответствующие сертификаты, в т.ч. сертификат пожаробезопасности.

Греющая часть системы оснащается УЗО или дифференциальным автоматом с током утечки не более 30 мА (для требований полной электробезопасности - 10 мА).

Сложные антиобледенительные системы разбиваются на отдельные части с токами утечки в каждой части, не превышающими определенное значения.

Испытания системы и оценка эффективности

Испытания антиобледенительных систем можно разделить на две группы: приемо-сдаточные и периодические.

Приемо-сдаточные испытания, начинаются с испытаний сопротивления изоляции нагревательных и распределительных кабелей. Проводится тестирование УЗО (или дифференциальных автоматов). Составляются соответствующие протоколы с указанием конкретных значений. Наиболее информативными являются испытания на функционирование, в ходе которых проверяется эффективность работы системы. Следует отметить, что антиобледенительные системы не являются системами мгновенного действия. Они предназначены для работы в ждущем режиме, и включаются сразу при появлении осадков. Если система была включена не в начале сезона и на кровле накопился слой снега, то ей понадобится время от 6 часов до суток для его удаления.

Затруднения имеются при сдаче системы в теплое время года. В это время проверяется надлежащее функционирование управляющей аппаратуры, имитируются сигналы с датчиков, проверяется переход систеды в режим включения нагрузки, отключения лотков, а затем и отключения водостоков.

Периодические испытания проводятся, как правило, в начале осени для проверки технического состояния системы и подготовки ее к работе. Прежде всего проверяется сопротивление изоляции для выявления поврежденных участков, затем проверяется состояние аппаратуры, проводится ее пробное включение. После проверки настроек терморегуляторов производится рабочее включение системы, и она остается работать в «ждущем» режиме.

Обогрев водосточных воронок

Обогрев водосточных воронок предотвращает намерзание снега, заледенение воды внутри воронок. Забитая или заледенелая водосточная воронка не даст возможности воде стекать внутрь водостока.

Рисунок 6. Обогрев водосточных воронок

Кабельный обогрев водостоков

Кабельный обогрев водостоков, осуществляемый с использованием нагревательного кабеля, дает возможность воде беспрепятственно проходить воде внутрь водостоков. Это бывает необходимо при суровых зимах, когда нерабочий водосток может привести к плохим последствиям.

Рисунок 7 Кабельный обогрев водостоков

Обогрев водопроводных труб бывает необходим в частных домах, в которых отсутствует центральное водоснабжение, а вода подается после специальной очистки из родниковой скважины. Как правило, водопроводные трубы в таком случае находятся над поверхностью земли и могут деформироваться из-за перепадов температур.

Осуществляя обогрев водосточных желобов, хозяин дома предотвращает забивание льдом сливной системы, ее выход из строя. Обогрев желобов бывает необходим при снежных холодных зимах.

Рисунок 8 Обогрев водосточных желобов

Кабельный обогрев кровли будет препятствовать образованию льда на поверхности крыши. С помощью греющего кабеля создается система, при помощи которой лед быстро превращается в талую воду и стекает с поверхности кровли не задерживаясь. Данная система обогрева не только предотвращает от появления настила льда и снега, сколько препятствует их первоначальному появлению на поверхности. В итоге, крыша вашего дома, не зависимо от погоды всегда застрахована от обледенелости.

В отличие от ручной очистки крыши, автоматическая система нагрева незаметна, работает на минимальном потреблении энергии и не требует дополнительных трудовых затрат. Она позволит Вам сэкономить на ремонте кровли, водостоков, системы трубопровода и фасадной части здания. Стоимость обогрева кровли рассчитывается индивидуально и зависит от различных факторов: общей площади кровли, ее уклона, конструкции воронок и желобов, условий климата и других факторов. Верное проектирование системы обогрева кровли, произведенное с учетом всех факторов, позволит в дальнейшем полностью исключить появление снега на крыше вашего дома. Образование плотной наледи в трубах водостоках, желобах, воронках, на крыше и краю кровли очень часто приводит к существенным повреждениям, как следствие к материальному и моральному ущербу. Кабельный обогрев труб избавит вас от постоянного образования наледи и сэкономит ваши нервы и деньги.

Кабельная система обогрева кровли - это обогрев водосточных труб, желобов, воронок и других мест скопления ледяных масс нагревательным кабелем. Чтобы качественно защитить здание от возникновения наледи и сосулек, самым правильным и выгодным решением будет использование термокабеля для электрообогрева водостоков и крыш.

ОБОГРЕВ ВОДОСТОКОВ КРОВЛИ: САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ КАБЕЛЬ

Самый эффективный обогрев желобов и водостоков обеспечивает саморегулирующийся кабель.

Кабель 31 FSR2-CT (Freezstop Regular) - промышленный саморегулирующийся электронагревательный кабель ленточного типа c удельной мощностью 31 Вт/м, c максимальной температурой среды до +85°С, с медной оплеткой и внешним покрытием из термопластика, предназначенный для использования в системах антиобледенения кровли, и для обогрева и защиты трубопроводов и ёмкостей от замерзания и т.п. Рассчитан на применение в нормальных и опасных условиях с температурой среды до +85°С.

·              Автоматически поддерживает температуру нагрева в зависимости от изменения температуры объекта;

·              Максимальная температура среды до +85°С;

·              Может быть отрезан любой длины без отходов;

·              Не перегревается и не выгорает, даже при перехлестывании кабеля;

·              Широкий диапазон регулирования температуры;

·              Поставляется в катушках;

·              Рассчитан на использование в нормальных (безопасных) или опасных условиях;

·              Саморегулирующийся кабель с медной оплеткой и покрытием из термопластика для дополнительной защиты;

·              Напряжение питания ~220...277 В.

Производитель :Trace Ltd. (Великобритания)

Ед. измерения :метр

Область применения :Антиобледенение водостоков и кровли. Обогрев трубопроводов и резервуаров.

Назначение :Обогрев трубопроводов, водопроводов и резервуаров.
Антиобледенение водостоков и кровли

Монтаж кабеля :Снаружи трубы/резервуара

Тип нагревательного кабеля :Саморегулирующийся

Серия :FSR (Freezstop Regular)

Удельная мощность (Вт/м) :31 Вт/м

Нагревательный элемент :полупроводниковая полимерная матрица

Макс. рабочая температура среды под нагрузкой :+85°С

Макс. допустимая температура без нагрузки :+85°С

Температурная классификация :Т6 (85°С)

Внешняя изоляция :Термопластик (T)

Защитный экран :оплетка из луженой медной проволоки

Проводник :1,1 кв.мм медный

Минимальный радиус изгиба :35 мм

Размер сальника :М20

Напряжение питания :~220...240 В

Саморегулирующийся кабель FSR...CT (Freezstop Regular) применяется в основном для систем подогрева и защиты от промерзания труб малого диаметра и емкостей , в системах антиобледенения кровли в бытовых и промышленных условиях. Рассчитан на применение в нормальных и опасных условиях с температурой среды до +85°С.

Обогрев кровли - технология, которую в совершенстве освоили далеко не все производители специального оборудования. Большинство других саморегулирующихся кабелей не предназначены для защиты крыш от образования сосулек. Они имеют только линейную характеристику и изменяют свою мощность незначительно, на 2-3 Вт в рабочем диапазоне температур (обычно такие кабели изначально предназначались для обогрева труб). Саморегулирующиеся кабели с линейной характеристикой не реализуют своих достоинств в антиобледнительных системах кровли. Электрообогрев водостока и желобов такими кабелями не отличается от обогрева резистивными кабелями (мощность, которых постоянна). При этом такая система для обогрева водосточных труб отличается высокой стоимостью при эксплуатации.

Наиболее эффективные системы обогрева водостоков и кровли построены с использованием только специализированного саморегулирующегося кабеля. Однако возможны и комбинированные варианты, когда обогрев водосточных труб выполняется саморегулирующимся кабелем. Его, как правило, достаточно установить в одну жилу, а не петлей, как резистивный. Это решение снижает потребляемую мощность системы, и, к тому же, проложенный в одну жилу в водосточных трубах кабель не способствует засорению их листвой. Подогрев желобов, ендов, мест примыкания и других горизонтальных поверхностей осуществляется в этом случае резистивным кабелем. Помимо нагревательного кабеля и аппаратуры управления система обогрева включает в себя также монтажные приспособления и подводящий электрический кабель. Задача фирмы-установщика состоит в том, чтобы сделать электрообогрев максимально безопасным и не повредить при этом герметичность кровли.

11. Технико-экономическое обоснование проекта

Технико-экономический расчет производится для того чтобы определить затраты для производства готовой продукции. В расчетах определяются: суммы капитальных затрат, издержки в процессе производства, а так же подсчет прибыли и срок окупаемости (для законченных циклов производства)[22].

Согласно сметной стоимости материалов и оборудования найдем капиталовложения по следующей формуле,[22]тг:

К = К_о + К_м + К_т ,

где К_о - оптовая цена оборудования, тг.;

К_м - затраты на монтаж и наладку оборудования, тг.;

К_т-транспортно-складские расходы и наценки снабженческих организаций, тг.

К_о=10000000 тг. в общем потрачено на оборудования.

Затраты на монтаж и наладку технологического оборудования определяем по следующей формуле, тг: [22]

К_м = (0,2  0,25) × К_о,

К_м = 0,2×10000000=2000000

Транспортно-складские затраты определяем по формуле, тг:[22]

К_т = (0,1  0,12) × К_о,

К_т = 0,1×10000000=1000000

Общие капиталовложения подсчитываются по формуле, тг:[22]

К = 10000000+2000000+1000000 = 13000000

Определяем годовые эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием гаража, тг/год: [22]

И = И_зп + И_ам + И_тр + И_ээ + И_пр,

где И_зп- затраты на заработную плату обслуживающего персонала, тг/г;

И_ам - амортизационные отчисления, тг/год;

И_тр - затраты на текущий ремонт и обслуживание, тг/год;

И_ээ - затраты на электроэнергию, тг/год;

И_пр - прочие затраты, тг/год.

Затраты на заработную плату определяются по формуле, тг/год[22]:

И_зп=N×n×С_{СР ЗП},

где n- количество обслуживаемого персонала;

С_{СР ЗП}- сумма средней заработной платы, тг/мес;

N- число месяцев в году.

И_зп=5×60000×12=3600000

Определим затраты на электроэнергию по формуле, тг[22]:

И_ээ = W ∙ t ,

где W - объем потребляемой электроэнергии, кВт∙ч;- тариф на электроэнергию, t = 7,2 тен/кВт∙ч.

И_ээ = 100000×8,6 = 860000

Величина годовой суммы амортизации определяется в зависимости от балансовой стоимости оборудования и норм амортизации тг/год [22];

И_ам =  ,

где К_б - балансовая стоимость оборудования, тг;

- норма амортизации по видам основных фондов,= 14,2 %[22].

И_ам =10000000×14,2/100=1420000

Затраты на текущий ремонт и обслуживание оборудования определяем по формуле, тг/год:

И_тр =  ,

где - норма на текущий ремонт и обслуживание оборудования,=7,1 %[22] .

И_тр =10000000×7,1/100=710000

Прочие расходы соответствуют 3 % от всей суммы затрат:

И_пр = ,

И_пр =3×(3600000+1420000+710000+860000)/100=197700

Сумма годовых эксплуатационных затрат составит, тг:

И =3600000+1420000+710000+860000+197700=6787700

Ввиду того, что цокольный этаж является частью жилого дома и не имеет никаких производственных процессов приносящих прибыль, статья доходов отсутствует.

Рисунок 9 - Диаграмма по капитальным расходам и эксплуатационным затратам

Список использованных источников

здание электрооборудование кабельный обогрев

1 Н. А. Назарбаев «Казахстанский путь - 2050: Единая цель, единые интересы, единое будущее»// Казахстанская правда от 18 января 2014 г.

2 Правила устройства электроустановок РК.- Алматы: Бастау, Казэнергоналадка, 2008. - 588с.

Комар М.А. Основы электропривода и аппараты управления. М. «Энергия», 1968 г.

4 Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М.Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976. - 384 с.

Дремяцкий Н.Г. Справочник проектировщика-электрика жилых и гражданских зданий. М.: Энергия, 1978г.-247с.

Луковников А. В., Шкрабак В. С. Охрана труда. Учебник для вузов. 6-е изд. перераб. и доп. М.: Агропромиздат. 1991. - 319с.

Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. Учеб. Пособие для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат. 1984.-448с.

8 Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М.Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976. - 384 с.

10 Кравченко А.А. Современные расчеты электрического освещения.- Астана.: КАТУ, 2003.-96с.

СНиП РК 2.04-05-2002 Естественное и искусственное освещение.- Астана: Казгор, 2002. - 97с.

12 СНиП РК 2.02-05-2009«Пожарная безопасность зданий и сооружений» Астана: Казгор, 2009. - 38с.

Дремяцкий Н.Г. Справочник проектировщика-электрика жилых и гражданских зданий. М.: Энергия, 1978г.-247с.

Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. - М.: Издательство МЭИ, 2003. - 224 с.

Комар М.А. Основы электропривода и аппараты управления. М. «Энергия», 1968 г.

Будзко И.А., Левин М.С. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов.- М.: 1985 г. - 320с.

Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. - М.: Аспект Пресс, 1998. - 143с.

Компания “Теплолюкс” [интернет ресурс]. - Режим доступа: http://nst-teplolux.kz/

19 [интернет ресурс]. - Режим доступа: http://cleanroof.ru/blog/obogrev-voronok

[интернет ресурс]. - Режим доступа: http://stopled.com.ua/ru/items/14-obogrev-voronok