Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych

Electrical installations in residential buildings
Słowa kluczowe: przewody, zabezpieczenia, osprzęt instalacyjny.

Streszczenie: W ostatnich latach obserwuje się rozwój budownictwa mieszkalnego. Budowane jest coraz więcej budynków mieszkalnych a w każdym z nich wymagana jest instalacja elektryczna. Większość opracowań projektowych, dotyczących instalacji elektrycznych, ma w opisie technicznym wpis: “całość prac wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami, normami i warunkami technicznymi”. W poniższym artykule, autor wyjaśnia co dokładnie kryje się pod tym uniwersalnym sloganem dla budynków mieszkalnych.

1. Wstęp
2. Konstrukcja instalacji elektrycznej
3. Osprzęt instalacyjny
4. Urządzenie ochronne
5. Podsumowanie

Wstęp

Od wielu lat można zaobserwować stale rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną. Liczba odbiorników ciągle wzrasta, a co za tym idzie zmieniają się wymagania techniczno użytkowe stawiane instalacjom elektrycznym. Rośnie również zapotrzebowanie na różnorodne systemy zwiększające funkcjonalność i wygodę budynków. Zgodnie z 180§ Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. “przy zachowaniu przepisów dotyczących dostarczania energii, ochrony przeciwporażeniowej, ochrony środowiska oraz bezpieczeństwa i higieny pracy, a także wymagań Polskich Norm odnoszących się do tych instalacji, powinny zapewniać:

dostarczanie energii elektrycznej o odpowiednich parametrach technicznych do odbiorników, stosownie do potrzeb użytkowych;
ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi, powstaniem pożaru, wybuchem i innymi szkodami;
ochronę przed emisją drgań i hałasu powyżej dopuszczalnego poziomu oraz przed szkodliwym oddziaływaniem pola elektromagnetycznego.”

Konstrukcja instalacji elektrycznej

Instalacja elektryczna złożona jest z obwodów. Im większa jest liczba obwodów, tym lepiej, gdyż podczas uszkodzenia jednego obwodu reszta może pracować dalej. Obwody elektryczne odbiorcze w budynku wielorodzinnym należy prowadzić w obrębie danego mieszkania lub lokalu użytkowego. Zgodnie z obowiązującymi normami i przepisami, obwody jednofazowe wykonywane są jako trzyżyłowe, a trójfazowe jako pięciożyłowe. Trzeci/piaty przewód jest przewodem ochronnym i powinien być doprowadzony do styków ochronnych, a co za tym idzie do wszystkich metalowych części, każdego elektrycznego urządzenia. W przypadku urządzeń II klasy ochronności, przewód ochronny nie jest wymagany. Istotną sprawą jest stosowanie przewodów z izolacją we właściwym kolorze. Stosowanie tych samych barw izolacji ułatwia odróżnianie przewodów neutralnych (niebieski kolor izolacji) i ochronnych (izolacja żółto-zielona) od przewodów fazowych (Strzyżewski 2014; PN-EN 60446:2004).

Najczęściej w budownictwie mieszkaniowym instalacje wykonywane są przewodami wtynkowymi o izolacji polwinitowej typu YDYp. Według 183§ Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. dopuszcza się prowadzenie przewodów wtynkowych pod warunkiem pokrycia ich warstwą tynku o grubości co najmniej 5 mm.

Przewody elektryczne o przekroju nie przekraczającym 10 mm2 powinny być miedziane, dla większych przekrojów dopuszcza się zastosowanie przewodów aluminiowych.

Rozmieszczenie urządzeń i tras instalacji elektrycznych powinno być wykonane w sposób bezkolizyjny z innymi instalacjami z zachowaniem odpowiednich odległości, usytuowania i wzajemnego oddziaływania. Należy tu szczególnie zwrócić uwagę na prądy indukowane w instalacjach przez prąd piorunowy mogący płynąć w instalacji odgromowej. Prąd ten indukuje znaczne przepięcia w wyniku sprzężeń magnetycznych zewnętrznej instalacji odgromowej i przewodów instalacji wewnętrznej tworzących pętle. Trasy przewodów powinny być poprowadzone w liniach prostych, równoległych do krawędzi ścian i stropów. Przewody na ścianach powinny być układane określonych odległościach:

około 30 cm od powierzchni sufitu;
około 50 cm od powierzchni podłogi;
około 15 cm od krawędzi drzwi i okien

W przypadku instalacji w kuchni należy wykorzystać przestrzeń pomiędzy dolnymi a górnymi szafkami, co daje trasę na wysokości 120-130 cm od powierzchni podłogi. Przewody elektryczne powinny być prowadzone w sposób umożliwiający ich wymianę bez konieczności naruszania konstrukcji budynku. Jeżeli zachodzi konieczność zamontowania gniazd wtyczkowych w podłodze, zasilające je przewody należy układać w specjalnie do tego przygotowanych kanałach instalacyjnych podłogowych. Jeżeli nie wymagane jest umieszczenie gniazd w podłodze, przewody należy układać w rurach instalacyjnych.

W budynkach mieszkalnych instalacja elektryczna powinna składać się z wyodrębnionych obwodów oświetlenia górnego, gniazd wtyczkowych ogólnego użytku, gniazd do pralki, zmywarki i innych urządzeń zainstalowanych na stałe (Markiewicz 2012). Zaleca się wydzielenie oddzielnego obwodu dla urządzeń o mocy powyżej 2 kW. Obecnie w budownictwie wielorodzinnym każde z mieszkań najczęściej wyposażone jest w obwody takie jak:

jeden obwód jednofazowy oświetleniowy;
w zależności od powierzchni, jeden lub obwody jednofazowe gniazd wtyczkowych ogólnych;
jeden obwód jednofazowy zmywarki;
jeden obwód jednofazowy gniazd wtyczkowych kuchennych;
jeden obwód trójfazowy kuchenki elektrycznej;
jeden obwód jednofazowy łazienkowy.

Dla każdego z wydzielonych obwodów należy dobrać odpowiedni przekrój przewodu. Przewody powinny być ze względu na długotrwałą obciążalność prądową (PN-IEC 60364-5-523) i spadek napięcia na tym przewodzie. W budownictwie mieszkaniowym najczęściej przyjmuje się iż obwody oświetleniowe należy układać przewodem o przekroju 1,5 mm2, a obwody gniazdowe przewodem o przekroju 2,5 mm2. Jeżeli przewidywana jest kuchenka elektryczna dużej mocy, przekrój przewodu należy zwiększyć do 4 mm2.

Każde mieszkanie w budynku wielorodzinnym powinno być wyposażone w instalację wejściowej sygnalizacji dzwonkowej, a w razie przeznaczenia dla osób niepełnosprawnych również w instalacje alarmowo-przyzywową. Oświetlenie i odbiorniki w pomieszczeniach komunikacji ogólnej, technicznych oraz gospodarczych powinny być zasilane z rozdzielnic administracyjnych. Każda instalacja odbiorcza powinna być wyposażona w urządzenie do pomiaru zużycia energii elektrycznej, umieszczone w łatwo dostępnym miejscu i zabezpieczone przez ingerencją osób niepowołanych i uszkodzeniami. W budynkach wielorodzinnych liczniki elektryczne należy umieszczać poza lokalami mieszkalnymi, w zamykanych szafkach na zerowej kondygnacji budynku (Rys.1). W budynkach wielorodzinnych główne, pionowe ciągi instalacji elektrycznej, tzw. WLZ-ty (wewnętrzne linie zasilające), należy prowadzić poza obrębem mieszkań i pomieszczeń użytkowych w wydzielonych szybach lub kanałach instalacyjnych.

szafka_licznikowa

Rys.1 Widok na szafę licznikową w budynku wielorodzinnym.

W instalacjach użytkowych wszelkiego rodzaju należy stosować połączenia wyrównawcze (główne i miejscowe), łączące przewody ochronne z uziomami, metalowymi elementami konstrukcji budynku i innymi metalowymi instalacjami. Do uziemiania, głównie w celu poprawy skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej, należy wykorzystać uziomy naturalne, zwłaszcza fundamentowe (Markiewicz 2012).

W pomieszczeniach w których, nawet krótkotrwałe wyłączenie oświetlenia podstawowego może powodować zagrożenie życia lub zdrowie ludzi, należy stosować oświetlenie awaryjne. W wypadku budynków wielorodzinnych stosuje się je głównie w ciągach komunikacyjnych, z zastrzeżeniem iż czas działania powinien być dostosowany do warunków panujących w pomieszczeniu i wynosić co najmniej godzinę. Oświetlenie ewakuacyjne powinno działać przez co najmniej 2 godziny od zaniku napięcia.

Osprzęt instalacyjny

Niezbędnymi elementami każdej instalacji elektrycznej są gniazda wtyczkowe i łączniki. W zależności od miejsca zainstalowania i sposobu montażu, dobiera się odpowiedni typ osprzętu instalacyjnego. W budownictwie mieszkaniowym instalacja najczęściej wykonana jest pod tynkiem, więc również instalowany osprzęt jest w wersji podtynkowej. Osprzęt ten jest mocowany za pomocą wbudowanych “łapek” lub wkrętów do puszek instalacyjnych podtynkowych. Należy stosować puszki z PVC lub innych tworzyw niepodtrzymujących i nierozprzestrzeniających płomienia.

Łączniki do sterowania oświetleniem umieszcza się zazwyczaj wewnątrz pomieszczenia, przy drzwiach od strony klamki na wysokości około 140 cm od poziomu podłogi i około 15 cm od otworu drzwiowego. Inaczej to wygląda w pomieszczeniach taki jak łazienka, gdzie wygodniej jest umieścić łącznik na zewnątrz, gdyż nie musi mieć wtedy szczelnej obudowy. Również w małych pomieszczeniach gospodarczych wygodniej jest załączyć światło z zewnątrz. Pośród łączników wyróżnia się wyłączniki jednobiegunowe stabilne oraz działające impulsowo (np. przycisk dzwonkowy). Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. mówi: “instalacja oświetleniowa w pokojach powinna umożliwiać załączenie źródeł światła za pomocą łączników wieloobwodowych”. Wymaganie te spełnia łącznik dwu-grupowy, zwane również świecznikowym. Aparat ten, wyposażony jest w dwa odrębne klawisze przełączające odpowiadające im styki robocze, sterujące poszczególnymi grupami źródeł światła. Do wyłączania odbiorników z dwóch miejsc (np. oświetlenie korytarza), służą łączniki schodowe, które mogą współpracować z łącznikami krzyżowymi (Strzyżewski 2014).

Zazwyczaj, gniazda wtyczkowe instaluje się na wysokości 30 cm. Montaż na tej wysokości powoduje iż zainstalowane gniazda są mało widoczne dla oka. Najczęściej gniazdami w pokojach są gniazda podwójne, koniecznie ze stykiem ochronnym. W kuchni natomiast, gniazda montuje się ponad blatem, 90-120 cm ponad poziomem podłogi. Często gniazda kuchenne są gniazdami hermetycznymi.

Elektryczne urządzenia I klasy ochronności należy stosować pod warunkiem przyłączenia części przewodzących dostępnych do przewodu ochronnego PE, przy stosowaniu samoczynnego wyłączenia jako środka ochrony przy uszkodzeniu. Stwarza to konieczność powszechnego zastosowania gniazd ze stykiem ochronnym i doprowadzania przewodu PE do wypustów oświetleniowych (Strzyżewski 2014).

Montując gniazda instalacyjne należy pamiętać aby przewód fazowy był podłączony do lewego styku, neutralny do prawego styku a przewód ochronny do bolca ochronnego.

Urządzenia ochronne

Jednym z najważniejszych elementów, ze względu na bezpieczeństwo eksploatacji instalacji elektrycznej, są urządzenia ochronne. Jako element zabezpieczający, obwody odbiorcze przed przeciążeniem i zwarciem stosowane są wkładki topikowe i wyłączniki instalacyjne. W starszych instalacjach powszechnie stosowane były wkładki topikowe i w wielu przypadkach z powodzeniem stosowane są do dziś. W chwili zadziałania bezpiecznika topikowego, przepala się kalibrowany drut umieszczany wewnątrz wkładki. Zabezpieczenia topikowe charakteryzują się przede wszystkim niezawodnością działania ze względu na brak ruchomych części i zdolnością wyłączania prądów zwarciowych do 100 kA. Szczególnie ta druga cecha powoduje iż bezpieczniki topikowe do tej pory przewyższają, w niektórych zastosowaniach, wyłączniki instalacyjne.

Wszystkie urządzenia zabezpieczające powinny działać w sposób selektywny, czyli w przypadku uszkodzeń wywołujących przetężenie powinno zadziałać tylko jedno zabezpieczenie, zainstalowane najbliżej miejsca uszkodzenia. Działanie zabezpieczenia powinno powodować wyłączenie uszkodzonego obwodu, zachowując ciągłość zasilania na pozostałych obwodach. W budynkach wielorodzinnych najczęściej stosowane są zabezpieczenia jednofazowe B10 dla obwodów oświetleniowych i B16 dla obwodów gniazdowych. Dla trójfazowych obwodów takich jak kuchenka elektryczna stosuje się trójfazowe zabezpieczenia B16. Zabezpieczenia przetężeniowe działają selektywnie, jeżeli ich charakterystyki czasowo-prądowe nie mają wspólnych obszarów działania i nie przecinają się.

Ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym realizuje się za pomocą wyłączników różnicowoprądowych (tzw. różnicówek). Aparaty te uzupełniają podstawową ochronę przeciwporażeniową (IΔn = 10 i 30 mA) oraz ochronę przed powstaniem pożaru (IΔn = 500 mA), w warunkach uszkodzenia np. izolacji przewodu lub zasilanego urządzenia, odłączają obwód spod napięcia w czasie na tyle krótkim, by nie powstało zagrożenie dla ludzi lub zagrożenie pożarowe.

Ochronę przed przepięciami łączeniowymi i pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych należy zapewnić poprzez zastosowanie ograniczników przepięć (Boczkowski 2008).

Wszystkie te zabezpieczenia zainstalowane są w rozdzielnicach. Rozdzielnica mieszkaniowa powinna być zainstalowana w miejscu i na wysokości w taki sposób, aby była zapewniona łatwa obsługa zabezpieczeń znajdujących się w jej wnętrzu. W tablicy mieszkaniowej powinny znajdować się wszystkie wyłączniki różnicowoprądowe i nadprądowe zabezpieczające obwody w obrębie danego mieszkania, jak i inne urządzenia sterujące i łączące tej instalacji.

wyłącznik_przeciwpożarowy

Rys.2 Przykład montażu wyłącznika przeciwpożarowego zainstalowanego przy wejściu głównym budynku.

W wszystkich budynkach wielkoformatowych, a co za tym idzie również w budynkach mieszkalnictwa wielorodzinnego, należy stosować przeciwpożarowy wyłącznik prądu. Aparat ten odcina dopływ prądu do wszystkich odbiorów z wyjątkiem tych zasilających urządzenia i instalacje, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru. Powinien być zainstalowany w pobliżu głównego wejścia budynku (Rys.2) i odpowiednio oznakowany. Odcięcie prądu wyłącznikiem przeciwpożarowym nie powinno powodować samoczynnego załączania drugiego źródła zasilania(Boczkowski 2008).

Podsumowanie

Przeprowadzone w treści artykułu rozważania dotyczące wykonywania instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych wskazują, iż wykonawcę instalacji elektrycznej obowiązuje mnogość przepisów i wytycznych, bez znajomości których nie da się wykonać instalacji w sposób prawidłowy.

Należy pamiętać aby instalacja wykonana była w sposób bezpieczny i praktyczny, czyli nie kolidowała z innymi instalacjami, nie utrudniała dalszych prac budowlanych i wykończeniowych a także przyszłej eksploatacji.

Literatura

Boczkowski A (2008) Vademecum Elektryka, Oficyna Wydawnicza POLCEN, Warszawa.
Boczkowski A (2008) Wymagania techniczne dla instalacji elektrycznych niskiego napięcia w budynkach, Dom Wydawniczy MEDIUM, Warszawa.
Markiewicz H (2012) Instalacje Elektryczne, Wydawnictwo WNT, Warszawa.
Orlik W (2012) Monter Instalacji Elektrycznych, Wydawnictwo KaBe, Krosno
PN-EN 60446:2004 Zasady podstawowe i bezpieczeństwa przy współdziałaniu człowieka z maszyną, oznaczanie i identyfikacja – Oznaczenia identyfikacyjne przewodów barwami albo cyframi
PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych – Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Obciążalność prądowa długotrwała przewodów
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
Strzyżewski J (2014) Elektryczność w Budynkach, Oficyna Wydawnicza POLCEN, Warszawa.

mgr inż. Krzysztof Makar
30.12.2015