Организация временного электроснабжения на строительной площадке.

Электрическая энергия является основным видом энергии на строительных площадках. При этом обеспечение строительной площадки электроэнергией является одним из определяющих факторов индустриализации и механизации строительно-монтажных работ. Поэтому для организации бесперебойного электроснабжения строительства при проектировании стройгенплана необходима разработка специального раздела проекта. Существуют следующие общие требования к проектированию:

· обеспечение электроэнергией в потребном количестве и необходимого качества (напряжения, частоты тока);

· гибкость электрической схемы – возможность питания потребителей на всех участках строительства (приведение в действие электродвигателей строительных машин, электросварка, освещение строительных площадок, электропрогрев бетона, оттаивание мерзлого грунта);

· надежность электропитания;

· минимизация затрат на временные устройства и минимальные потери в сети.

Расчет электрических нагрузок осуществляется по установленной мощности электроприемников – потребителей электроэнергии.

Наиболее точным является способ расчета по мощности, необходимой для обеспечения работы строительных машин, выполнения строительно-монтажных работ, освещения наружной стройплощадки и внутренних помещений. Электронагрузки рассчитываются в киловольт-амперах (кВА) в наиболее напряженный по этому показателю период строительства. Этот период определяется по календарному графику производства работ из учета одновременной работы основных потребителей электроэнергии (строительных машин, механизмов), выполнения электропо­требляющих технологических процессов.

Расчет нагрузок в кВА при одновременном потреблении электроэнергии всеми группами потребителей ведется по формуле:

 

 

где Р_С – установленная мощность силовых потребителей, кВт; P_T  – потребная мощность для технологических нужд, кВт; Р_{О H}   и Р _OB   – соответственно потребная мощность для внутреннего и наружного освещения, кВт; k_{C 1}, k_{C 2}, k_{C 3}  – коэффициенты спроса, зависящие от числа потребителей, принимают по справочникам, значения этих коэффициентов относятся к группе потребителей, поэтому в расчетах определяется среднее значение для каждой из групп потребителей; cos j   – коэффициент мощности, зависящий от количества и загрузки силовых потребителей, рассчитывается как средняя величина для каждой группы потребителей; α – коэффициент, учитывающий потери мощности в сети в зависимости от ее протяженности, сечения проводников и т.д. (α = 1,05-1,1).

Мощность силовых потребителей (строительных машин, механизмов, установок), одновременно работающих в наиболее напряженный период строительства, определяется по справочникам или паспортным данным и не зависит от объема выполняемых работ.

Отметим, что значения коэффициентов мощности cos j   для внутреннего и наружного освещения, а также коэффициента спроса k_C   для наружного освещения принимаются равными единице, поэтому указанные показатели не включены в расчетную формулу.

 

Потребная мощность на технологические нужды определяется продолжительностью и характером технологических процессов, объемами работ и условиями их производства. Например, при расчете потребной мощности на электропрогрев бетона необходимо учитывать среднесуточный объем укладываемой смеси, коэффициент теплопередачи через опалубку, модуль поверх­ности конструкции, температуру наружного воздуха, скорость ветра и т.д.

Удельная мощность на 1м² площади для внутреннего и наружного освещения определяется по справочникам в зависимости от требуемой нормативной освещенности в люксах для помеще­ний и зон различного производственного назначения.

 

Результаты расчета по каждому потребителю заносятся в таблицу 17. Количество площадей для технологических нужд, внутреннего и наружного освещения рассчитывается исходя из площади зданий (временных и возводимых), из площади строительства и размера строительной площадки.

 

Таблица 17

Расчёт потребности во временном электроснабжении.

Наименование потребителей	Ед. изм.	Кол-во	Удельная мощность на единицу измерения, кВт	Коэффициент спроса Кс	Коэффициент мощности cosϕ	Трансформаторная мощность Рр, кВА
Силовая электроэнергия
Башенный кран	шт.	1	50	0.5	0.7	35.71
Кран самоходный	шт.	1	30	0.4	0.7	17.14
Электросварочные аппараты	шт.	2	20	0.5	0.4	50.00
Электровибраторы	шт.	1	1	0.1	0.4	0.25
Растворо-бетоносмесители	шт.	1	10	0.5	0.6	8.33
Итог:						111.44
Внутреннее освещение
Административно-бытоые помещения	м2	105.2	0.015	0.8	1	1.26
Душевые и уборные	м2	24.4	0.003	0.8	1	0.06
Итого:						1.32
Наружное освещение
Территория строительства	100м2	189	0.015	1	1	2.84
Открытые складские площадки	100м2	14.75	0.05	1	1	0.74
Основные дороги и проезды	км	0.54	5	1	1	2.70
Второстепенные дороги и проезды	км		2.5	1	1	0.00
Фронт производства	100м2	49.02	0.3	1	1	14.71
Итого:						20.98
Всего:						133.74

 

Итогом таблицы 17 является величина Р_р. В зависимости от расчетного значения Р_р по справочникам выбирается с учетом конкретных условий тип комплексной или передвижной трансформаторной подстанции, или передвижной электростанции для установки на строительной площадке. Трансформаторная подстанция должна иметь мощность не менее расчетной величины Р_р.

Для питания небольших и средних строительных площадок используют трансформаторные подстанции. В строительстве обычно принимают трансформаторные подстанции, понижающие напряжение с 35, 10 или 6 кВт до 0,4 кВт (400В). Типовые трансформаторные подстанции имеют мощность до 1000 кВА и оборудуются одним или двумя трансформаторами. В настоящее время применяют силовые трансформаторы мощностью 10...1800 кВА.

На объектах, не обеспеченных электропитанием от существующих источников по низковольтной сети, обычно монтируют инвентарные комплектные трансформаторные подстанции (КТП), которые посредством кабеля или воздушной линии электропередач подключаются к источнику высокого напряжения энергосистемы. Расход электроэнергии фиксируют приборами.

Промышленность выпускает несколько типов комплектных трансформаторных подстанций в готовом к установке виде со смонтированным оборудованием, ошиновкой и проводкой.

Временные электростанции применяют при отсутствии или недостаточности источников и сетей снабжающих энергосистем, чаще всего в подготовительный период строительства и начале периода развертывания работ.

 

Суммарная потребная мощность составляет:

 

Определив потребную мощность, можно выбирать источник питания.

Для временного электроснабжения строительных площадок наиболее целесообразным является применение инвентарных передвижных комплексных трансформаторных подстанций.

Для питания строительства с потребной мощностью 147,11 кВА принимаем одну передвижную сборную трансформаторную подстанцию СКТП-180-0/6/0,4/0,23, мощностью 180кВА.

 

За последние годы улучшению световой среды на строительных площадках придается все большее значение. Создаются светильники большой мощности и необходимые устройства. Это способствует повышению труда и качества строительства, а также снижение травматизма. Различают освещение рабочих площадок общее и местное. При общем локализованном освещении в отличие от общего равномерного освещения на отдельных участках создается более высокая освещенность, при местном – освещаются только рабочие поверхности. В практике обычно применяется комбинированное освещение, сочетающее элементы обоих способов.

Проектирование освещения строительных площадок состоит в определении необходимой освещенности, подборе и расста­новке источников света, расчете потребной для их питания мощ­ности.

Проектирование временного электроснабжения выполняют в два этапа. Прежде всего, надо найти оптимальную точку размещения источника, которая совпадает с центром нагрузок. После этого намечается трассировка сети. Расстояние от источника питания до потребителя не должно превышать 200-250 м. При больших расстояниях происходят потери напряжения или возникает необходимость в значительном увеличении сечения кабеля, что экономически нецелесообразно. Воздушные магистральные линии устраивают преимущественно вдоль проездов, что дает возможность использовать столбы светильников наружного освещения и облегчает условия эксплуатации. На участках стройки, где работают краны, запрещается применять голые провода.

Временные опоры делают из столбов ж/б длиной 7-9 м, толщиной 14-18 см. Семиметровые столбы устанавливают на железобетонных пасынках. Глубину заложения принимают обычно равной 1/5 длины столба. Расстояние между столбами, зависящее от массы проводов и прочности опор, составляет не более 30 м.

Источниками света служат прожекторы с лампами накаливания мощностью до 1,5 кВт, устанавливаемыми группами по 3, 4 и более, и осветительные приборы с лампами единичной мощности 5, 10, 20 и 50 кВт. Для установки источников света используют имеющиеся строительные конструкции, стационарные и инвентарные мачты и опоры, переносные стойки, а также естественные возвышенности местности.

Расчет количества прожекторов для строительных площадок обычно выполняют по номограммам. В курсовом проекте число прожекторов п рассчитывается упрощенным методом через удельную мощность по следующей формуле:

,

где р – удельная мощность (при освещении прожекторами ПЗС-35 принимают р= 0,25 – 0,4 Вт/м² × лк и ПЗС-45 р= 0,2 – 0,3 Вт/м² × лк); Е – освещённость, лк; S  – величина площадки, подлежащей освещению, м²; Р_л – мощность лампы прожектора, Вт (при освещении прожекторами ПЗС-35 Р_л = 500 и 1000Вт, ПЗС-45 Р_л = 1000 и 1500 Вт).

 

Требуется осветить прожекторами участок по периметру строительной площадки, площадью S = 8000 м².

Принимаем для прожекторов ПЗС-45 p  = 0,25 Вт/(м² × лк); по нормам Е = 20 лк; мощность лампы прожектора ПЗС-45 принимаем Р_л = 1500 Вт.

Число ламп прожектора равно:

n = 0,25 × 20 × 8000 / 1500 = 27 шт.

 

Расстановку источников света производят с учетом особенностей планировки освещаемой территории и назначением отдельных участков производства работ. Мачты располагают, как правило, по периметру строительной площадки, но иногда ихустанавливают непосредственно на освещаемой территории.

Особое значение при проектировании освещения строительных площадок следует уделять сокращению световых приборов, опор для них, протяженности электрических сетей и, соответст­венно, сокращению сроков монтажа, облегчению условий эксплуатации и снижению стоимости осветительной системы в целом.

Для повышения эффективности системы освещения источники тока следует размещать с соблюдением определенных правил:

· Для небольших площадок при ширине до 150 м рекомендуются прожекторы ПЗС с лампами накаливания до 1,5 кВт.

· При ширине площадок более 150м - прожекторы с лампами накаливания и осветительные приборы с ксеноновыми лампами.

· При ширине площадок более 300м наиболее целесообразны осветительные приборы с галогенными или ксеноновыми лампами большой мощностью (10, 20, 50 кВт).

· Высота установки приборов принимается максимальной, по возможности на уровне крыши возводимого здания.

· Требования по ограничению слепящего действия источника света сводятся к регламентации минимально допустимой высоты установки осветительного прибора над освещаемой территорией, которая принимается по результатам расчета в зависимости от силы света ламп и требуемой освещенности; ориентировочно это расстояние составляет 7 м при лампах 0,2кВт, 25 м при лампах 1,5кВт и 37 м при лампах 20кВт.

· Расстояние между прожекторами не должно превышать четырехкратной высоты их установки (30-300м).

· При отсутствии мощных источников света обычно устанавливаются группами соответствующей суммарной силы света.

· Световой поток должен быть направлен в нескольких направлениях, предпочтительно в трех, минимально в двух.

На чертеже стройгенплана указывается место установки трансформаторной подстанции или электростанции, отображаются силовые и осветительные сети, прожекторные установки.