Vademecum Metodyka projektowania oraz odbiorów przeciwpożarowego wyłącznika prądu w.2

Vademecum. Metodyka projektowania oraz odbiorów przeciwpożarowego wyłącznika prądu

Publikacja pod patronatem miesięcznika elektro.info

ilość stron: 174

Od autorów

Obowiązek instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu odcinającego dopływ energii elektrycznej do odbiorników powszechnego użytku w strefach pożarowych o kubaturze większej od 1000 m³ oraz strefach zagrożonych wybuchem nie wprowadził żadnych wytycznych w zakresie metodyki projektowania tego urządzenia. Wraz z upływem czasu urządzenie to zostało nazwane urządzeniem przeciwpożarowym, co spowodowało dużo zamieszania i brak zrozumienia w środowi­sku elektryków oraz pożarników. Próba wprowadzania zmiany nazwy tego urządzenia na Wyłącznik Bezpieczeństwa Elektrycznego nie spotkała się z akceptacją twórców kolejnych modyfikacji Roz­porządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Mimo to Przeciwpożarowy Wyłącznik Prądu pozostaje, bez względu na różną interpretację, urządzeniem elektrycznym i tak powinien być traktowany. Jedyna jego funkcja ogranicza się do umożliwienia łatwego, a zarazem bezpiecznego wyłączenia zasilania w energię elek­tryczną budynku objętego pożarem na polecenie dowódcy akcji ratowniczo-gaśniczej po dokonanym rozpoznaniu i podjęciu decyzji o rozmieszczeniu dysponowanych sił w celu rozpoczęcia ewakuacji ludzi oraz gaszenia pożaru. Nazwanie tego urządzenia elektrycznego urządzeniem przeciwpożaro­wym spowodowało zakwalifikowanie zestawu tworzącego Przeciwpożarowy Wyłącznik Prądu przez Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 16 listopada 2016 roku, w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym (Dz.U. z 2016 roku poz. 1966) do grupy 10 (stałe urządzenia prze­ciwpożarowe) oraz objęcie krajowym systemem „1” oceny i weryfikacji oceny stałości właściwości użytkowych. Przez następne cztery lata termin obowiązywania tego rozporządzenia był zmieniany i ostatecznie wyznaczony na dzień 1 stycznia 2021 roku. Mimo to pierwsza firma uzyskała certyfikat stałości właściwości użytkowych dopiero 23 marca 2022 roku, wydany przez CNBOP-PIB w Józe­fowie k. Otwocka.

Należy podkreślić, że zgodnie z ustawą o wyrobach budowalnych wyroby budowlane mogą być stosowane w budownictwie, jeżeli spełniają wymogi formalne określone w art. 5 (w tym ujęte są wy­roby w systemie krajowym objęte krajowym certyfikatem stałości właściwości użytkowych). Jednak w przypadku wyrobu budowlanego, jakim jest PWP, nie jest to jedyna i wyłączna forma dopuszcze­nia. Z uwagi na to, że elementy PWP są projektowane każdorazowo pod konkretny obiekt, wówczas doskonałą alternatywą jest tryb dopuszczenia do jednostkowego zastosowania opisany w art. 10 ustawy o wyrobach budowlanych (Dz.U. z 2021 roku, poz. 1213).

Niezależnie od tego, którą drogą pójdzie projektant, to w obu przypadkach musi opracować doku­mentację projektową, w której zawrze wszystkie istotne parametry projektowanych urządzeń (tzn.: prądy znamionowe, odporność zwarciową projektowanych urządzeń, nastawy zabezpieczeń, wyma­gania w zakresie ochrony przeciwporażeniowej, sposób sterowania PWP itp.). Informacje zawarte w tej dokumentacji są niezwykle istotne, gdyż nierzadko stanowią one specyfikację techniczną do przetargu. Na podstawie tej dokumentacji będzie można:

1) wystawić dokument w trybie dopuszczenia do jednostkowego, co po spełnieniu wymogów określonych w art. 10, w związku z art. 5 ust. 1 Ustawy o wyrobach budowlanych (Dz.U. z 2021 roku poz. 1213) sprowadza się do wypełnienia podstawowymi danymi dokumentu, którego wzór prezentujemy w pkt 19 niniejszych wytycznych i jego zatwierdzenia przez projektanta instalacji elektrycznych obiektu budowlanego oraz dołączenia opracowanego projektu wraz z oświadczeniem prefabrykatora o zgodności wyrobu z dokumentacją techniczną i przepisami. Taka dokumentacja może posłużyć do wykonania PWP przez dowolną firmę zajmującą się prefabrykacją rozdzielnic elektrycznych;

2) wysłać do firmy (posiadającej certyfikat na zestaw) całą dokumentację na PWP, na podstawie której zostanie wykonany indywidualny zestaw PWP i przesłany Krajowy Certyfikat Stałości Wła­ściwości Użytkowych wraz z Krajową Deklaracją Właściwości Użytkowych – to rozwiązanie może dostarczyć tylko i wyłącznie firma posiadająca Krajowy Certyfikat Stałości Właściwości Użytkowych na zestaw tworzący PWP. Należy przy tym pamiętać, że na tym nie kończy się proces projektowania oraz odpowiedzialności projektanta w przeciwieństwie do odpowiedzialności producenta certyfiko­wanego wyrobu. Należy podkreślić, że w każdym momencie tworzenia dokumentacji projektowej lub etapu inwestycji, na którym dokonywany jest wybór rozwiązania, jest możliwe przejście z jednego rozwiązania na drugie i odwrotnie. Uzyskanie przez producenta Krajowej Oceny Technicznej oraz Krajowej Deklaracji Właściwości Użytkowych nie zwalnia projektanta z odpowiedzialności z uwagi na to, że PWP nie jest urządzeniem powtarzalnym, a zamówienie prefabrykowanego wyrobu nie kończy procesu projektowania.

Biorąc pod uwagę brak wiedzy oraz wytycznych dotyczących metodyki projektowania PWP, przy­gotowaliśmy publikację w formie miniporadnika, przeznaczoną dla projektantów, rzeczoznawców funkcjonariuszy pionu prewencji PSP oraz inspektorów nadzoru, a także inwestorów. Mamy nadzieję, że dzięki materiałowi zawartemu w publikacji projektowanie oraz dopuszczanie PWP do eksploatacji stanie się proste i znikną piętrzące się problemy.

W imieniu zespołu autorskiego

Julian Wiatr

Spis treści

1. Podstawa prawna stosowania PWP w obiektach budowlanych / 9

2. Dopuszczanie wyrobów budowlanych w ochronie przeciwpożarowej / 11

3. Dopuszczanie PWP do instalowania w obiektach budowlanych / 20

4. Opis środowiska pożarowego / 22

4.1. Pomieszczenie oraz strefa zagrożona wybuchem / 24

4.2. Wpływ temperatury pożaru na rezystancję przewodów / 24

5. Schemat zasilania budynku w energię elektryczną / 26

6. Układy sieci zasilających niskiego napięcia / 28

7. Parametry jakościowe energii elektrycznej mające wpływ na funkcjonowanie PWP / 29

8. Elementy teorii niezawodności układów elektrycznych w zakresie PWP / 31

9. Metodyka obliczania prądów zwarciowych z uwzględnieniem różnych źródeł zasilania / 33

10. Wymagania stawiane ochronie przeciwporażeniowej PWP / 37

10.1. Samoczynne wyłączenie w układzie zasilania TN (TN-C; TN-C-S; TN-S) / 38

10.1.1. Projektowanie ochrony przeciwporażeniowej PWP przy zasilaniu budynku w układzie TT w przypadku nieskutecznej ochrony przeciwporażeniowej / 42

10.2. Zasilanie z generatora zespołu prądotwórczego / 47

10.3. Połączenia wyrównawcze jako środek ochrony uzupełniającej / 48

11. Metodyka doboru przewodów stanowiących wyposażenie PWP / 49

12. Zabezpieczenia stosowane w układach PWP / 52

12. 1. Wymagania stawiane wkładkom bezpieczników topikowych / 52

12.2. Wymagania stawiane wyłącznikom nadprądowym / 52

12.3. Wymagania stawiane rozłącznikom / 53

13. Lokalizacja PWP / 54

13.1. Możliwe – zalecane miejsca instalacji aparatu wykonawczego PWP / 55

14. Metodyka konstruowania PWP / 57

14.1. Wymagania przepisów oraz teorii i techniki niezawodności zasilania i bezpieczeństwa elektrycznego / 57

14.2. Przykładowe rozwiązania układów PWP / 60

15. Zakres dokumentacji projektowej PWP / 66

16. Uzgadnianie dokumentacji projektowej PWP z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż. / 69

17. Badania odbiorcze i próby funkcjonalne działania PWP / 71

17.1. Przegląd techniczny przeciwpożarowego wyłącznika prądu / 71

17.2. Badanie ochrony przeciwporażeniowej / 75

17.3. Badanie akumulatorów zasilaczy UZS / 79

18. Dokumentacja powykonawcza / 82

19. Odbiory PWP realizowane przez PSP / 84

19.1. Na co zwracać szczególną uwagę podczas czynności odbiorczych PWP w obiektach budowlanych / 84

19.2. Czynności odbiorowe PWP / 85

19.3. Dokumenty dopuszczające na poszczególne elementy PWP. Informacje dla funkcjonariuszy PSP i osób prowadzących czynności kontrolno-rozpoznawcze / 86

20. Przykładowe projekty PWP / 87

20.1. Projekt przeciwpożarowego wyłącznika prądu hali produkcyjnej zgodny z wymaganiami normy PN-HD 60364-5-56:2019-01 / 87

20.2. Projekt zasilania przemysłowej stacji transformatorowej z funkcją PWP na SN / 96

Załączniki / 108
Załącznik 1. Ochrona sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy. Kodowanie barwami elementów manipulacyjnych / 108

Załącznik 2. Tabele pomocnicze do oceny skuteczności samoczynnego wyłączenia / 114

Załącznik 3. Tabele rezystancji i reaktancji transformatorów linii napowietrznych i kabli (wybranych) / 126

Literatura / 132

Dodatek 1.  Wymagania dla kabli i przewodów wynikające z Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej Nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 (CPR) / 135

WYTYCZNE PROJEKTOWANIA ORAZ ODBIORÓW PRZECIWPOŻAROWEGO WYŁĄCZNIKA PRĄDU

Przeciwpożarowy Wyłącznik Prądu (PWP) jest urządzeniem elektrycznym, które umożliwia wyłączenie dopływu energii elektrycznej do płonącego budynku podczas akcji ratowniczo-gaśniczej. Wyłączane są wszystkie odbiorniki energii elektrycznej za wyjątkiem urządzeń wspomagających ewakuację oraz gaszenie pożaru. Dzięki temu minimalizuje się możliwość porażenia prądem elektrycznym ratowników oraz osób ewakuowanych. Przeciwpożarowy Wyłącznik Prądu instalowany jest w każdym budynku posiadającym strefy pożarowe o kubaturze przekraczającej 1000 m³ lub zawierającym strefy zagrożone wybuchem. Jego sposób działania oraz lokalizacja budzi wiele wątpliwości, nieporozumień i stanowi często nie lada wyzwanie dla projektanta i osób opiniujących projekt. Na dzień dzisiejszy, stan przepisów prawnych dotyczących tego zagadnienia, nie pozwala na jednoznaczną interpretację wymagań istotnych dla sposobu realizacji systemu wyłączenia zasilania obiektu budowlanego energią elektryczną w przypadku pożaru czy innych zdarzeń lub awarii. Niekiedy, interpretacja wymagań formalnoprawnych stoi w wyraźnej sprzeczności z zasadami stosowania a technicznej czy praw fizyki.

W celu poprawy sytuacji oraz właściwej interpretacji problemu zarówno w środowisku elektryków oraz pożarników, redakcja miesięcznika „elektro.info”, wchodząca w skład Wydawnictwa Grupa Medium Sp. z o.o. Sp. K. wydała „Wytyczne projektowania oraz odbiorów przeciwpożarowego wyłącznika prądu”, które powinny znaleźć się w zasobach wszystkich KW PSP, KP PSP oraz Okręgowych Izb Inżynierów Budownictwa. Niewątpliwie z prezentowanej książki powinni korzystać rzeczoznawcy d/s zabezpieczeń ppoż., projektanci, inwestorzy, inspektorzy nadzoru inwestorskiego oraz funkcjonariusze pionu prewencji PSP. Recenzowana książka autorstwa zespołu pod kierownictwem mgr. inż. Juliana Wiatr jest próbą przybliżenia i wielowątkowej analizy problematyki projektowania i wykonania PWP oraz przypomnienia występujących zjawisk fizycznych, które należy uwzględnić przy wyborze zastosowanych rozwiązań.

Autorzy, poza przybliżeniem wymagań formalnoprawnych i normatywnych dla legalnego stosowania wyrobów budowlanych realizujących funkcję PWP, wskazują na odpowiedzialność Projektanta za skuteczność i niezawodność działania systemu, uwzględniając konieczność uzyskania pozytywnej opinii rzeczoznawcy ds. zabezpieczeń ppoż. Projektant – elektryk, odpowiada za dobór aparatów stanowiących zestaw tworzący PWP, ich parametrów, zastosowanie środków ochrony przeciwporażeniowej z uwzględnieniem warunków środowiskowych. Szczególną ostrożność należy zachować dobierając aparat wykonawczy odpowiedni dla spodziewanych prądów zwarciowych w miejscu jego zainstalowania. Spotykane wyroby posiadające wymagane dopuszczenia czy certyfikaty, nie zawsze spełniają wymagania zwarciowe (prądy zwarciowe załączalne, wyłączalne itp.). Uszkodzenie aparatu, jego styków, przez przepływ prądów zwarciowych może zagrażać bezpieczeństwu działania ekip ratowniczych oraz pozbawiać funkcji PWP wskutek zniszczenia prądami zwarciowymi. Tylko niezawodne rozłączenie izolacyjne może zapewnić bezpieczeństwo, a jednoznaczna sygnalizacja wyłączenia wszystkich źródeł zasilania, pozwala na podjęcie decyzji przez dowódcę akcji ratowniczo-gaśniczej o wysłaniu ludzi do prowadzenia akcji ratowniczej. Urządzenie uruchamiające PWP powinno niezawodnie uruchomić aparat wykonawczy. Urządzenie sygnalizujące lub ich zespół, odpowiednio oznakowany i opisany, musi jednoznacznie sygnalizować wyłączenie wszystkich źródeł zasilających płonący budynek.

Wieloletnie doświadczenie kierującego zespołem autorskim recenzowanej książki, wiedza zdobyta na kilku uczelniach oraz wiedza i doświadczenie współautorów zaowocowały wielowątkową analizą problemów, które należy uwzględnić podczas projektowania, budowy oraz podczas eksploatacji układów PWP. Cennym elementem publikacji oprócz wymagań formalnoprawnych i niezbędnej wiedzy z zakresu  doboru aparatów elektrycznych są przykładowe projekty PWP realizujące wyłączenie zasilania budynku na nn oraz SN.

Tekst: mgr inż. Edward Kaspura, dr inż. Kazimierz Herlender, prof. uczelni, Politechnika Wrocławska