«Σχεδιασμός έξυπνης Ηλεκτρικής Εγκατάστασης με χρήση AutoCAD»

Τ.Ε.Ι. ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ «Σχεδιασμός έξυπνης Ηλεκτρικής Εγκατάστασης με χρήση AutoCAD» Study of Smart internal electrical installation via AutoCAD design program ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ: (SUPERVISOR) Dr VORDOS NIKOLAOS ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: (EXECUTORS) ΓΛΕΡΙΔΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΧΑΡΙΛΑΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΑΒΑΛΑ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2014

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 3 Η εφαρμογή του AUTOCAD... 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Σύσταση του χώρου μελέτης... 7 Η σχεδίαση με το AUTOCAD... 11 Τοποθέτηση ηλεκτρικών φορτίων-επεξηγήσεις συμβόλων... 13 Εισαγωγή γραμμών εγκατάστασης... 21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Αυτοματισμοί και Έξυπνες εγκαταστάσεις... 33 Ταυτοποίηση των λειτουργιών... 38 Προγραμματισμός λέβητα... 41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ηλεκτρολογική μελέτη... 45 3.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ε.Η.Ε. 3.1.1 Υπολογισμός διατομής αγωγών της Ε.Η.Ε.... 46 Μέθοδος ασφαλούς λειτουργίας... 47 Μέθοδος επιτρεπόμενης πτώσης τάσης... 53 3.1.2 Υπολογισμός διαμέτρων πλαστικών σωλήνων... 61 3.1.3 Υπολογισμός ασφαλειών και διακοπτών του πίνακα διανομής... 63 3.2 ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ... 65 Μονογραμμικό σχέδιο ισογείου... 65 Μονογραμμικό σχέδιο Ηλεκτρικού πίνακα διανομής ισογείου... 66 Πολυγραμμικό σχέδιο Ηλεκτρικού πίνακα διανομής... 66 Υπόμνημα συμβόλων... 69 3.3 ΥΠΕΥΘΥΝΗ ΔΗΛΩΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΤΗ (Υ.Δ.Ε.)... 70 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Προϋπολογισμός Ε.Η.Ε. 4.1. Καταμέτρηση υλικών... 77 4.2. Υπολογισμός κόστους Ε.Η.Ε.... 79 4.3. Προσφορά... 83 ΕΠΙΛΟΓΟΣ... 84 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 85 2

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αυτή η εργασία έχει ως αντικείμενο την ηλεκτρολογική μελέτη και τον προϋπολογισμό της Εσωτερικής Ηλεκτρικής Εγκατάστασης μονοκατοικίας τριών συνολικά ορόφων (υπόγειο-ισόγειο-1 ος όροφος), με πρόγραμμα σχεδίασης AUTOCAD. Η ηλεκτρολογική μελέτη της Ε.Η.Ε. περιλαμβάνει: i) Τον υπολογισμό στοιχείων της εγκατάστασης ii) Τα απαραίτητα, για την πραγματοποίηση της, ηλεκτρολογικά σχέδια iii) Την τεχνική περιγραφή της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης iv) Υπεύθυνη δήλωση εγκαταστάτη (Υ.Δ.Ε.). Ο υπολογισμός στοιχείων της Ε.Η.Ε. περιλαμβάνει τους υπολογισμούς: της διατομής αγωγών, των διαμέτρων σωλήνων, των ασφαλειών και διακοπτών του πίνακα διανομής και την κατανομή φορτίων. Ο προϋπολογισμός περιλαμβάνει την προσμέτρηση όλων των υλικών της εγκατάστασης, τον πλήρη αναλυτικό προϋπολογισμό και την προσφορά για την συγκεκριμένη εγκατάσταση. Κατά τη διάρκεια της μελέτης θα προσπαθήσουμε κατά το δυνατόν να αναλύσουμε εκτενώς τους περισσότερους τεχνικούς όρους και τις διαδικασίες που προκύπτουν από αυτή τη μελέτη, έτσι ώστε να μπορούν να γίνονται αντιληπτά τα στοιχεία αυτά ακόμη και σε άτομα που δεν έχουν μεγάλη επαφή με το αντικείμενο. 3

PROLOGUE This thesis has the objective to present the electrical design and the estimate of the Internal Electrical Installation of a three (3) floored detached house (consisting of the basement, the ground floor and the 1st floor) with the assistance of the drawing program AUTOCAD. The electrical design of the I.E.I. includes: i) The calculation of the elements of the installation ii) The appropriate electrical designs for its realization iii) The technical description of the electrical installation iv) Affirmation of the installer (A.I.). The components calculation of this I.E.I. includes the calculations of: the cross section, the pipe s diameters, the fuses and switches on the switchboard and the dispatch. The estimate includes the counting of all the elements of the installation, the full and detailed estimate and the offer for the particular installation. During the study we will try, as far as possible, to analyze more extensively the technical terms and procedures resulting from this study, so that these elements can be perceived even by people without much contact with the subject. 4

Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ AUTOCAD Το AutoCAD είναι μια εμπορική εφαρμογή λογισμικού για δημιουργία σχεδίων 2D και 3D (CAD). Διατίθεται από το 1982 ως desktop εφαρμογή και από το 2010 ως mobile web και cloud-based πρόγραμμα που διατίθεται στο εμπόριο ως AutoCAD 360. Αναπτύχθηκε και διατίθενται στο εμπόριο από την Autodesk, Inc, και κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το Δεκέμβριο του 1982 για να εκτελείται σε μικροϋπολογιστές με εσωτερικούς ελεγκτές γραφικών. Πριν από την εισαγωγή του AutoCAD, τα περισσότερα εμπορικά προγράμματα CAD έτρεχαν σε υπολογιστές mainframe ή μεσαίους, με κάθε χρήστη του CAD να εργάζεται σε ένα ξεχωριστό τερματικό υπολογιστή γραφικών. Το AutoCAD χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών, από τους αρχιτέκτονες, τους διαχειριστές μεγάλων έργων, μηχανικούς, σχεδιαστές και άλλους επαγγελματίες. Υποστηρίζεται από 750 κέντρα κατάρτισης σε όλο τον κόσμο από το 1994. Η ναυαρχίδα των προϊόντων της Autodesk, από το Μάρτιο του 1986, το AutoCAD, έχει γίνει το απανταχού πρόγραμμα CAD σε παγκόσμιο επίπεδο. Το 2014, δημοσιεύθηκε η εικοστή-ένατη έκδοσή του και από κοινού με όλες τις παραλλαγές του, συνεχίζει να είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρόγραμμα CAD κατά το μεγαλύτερο μέρος του κόσμου. Το AutoCAD προήλθε από ένα πρόγραμμα που ξεκίνησε το 1977 και κυκλοφόρησε το 1979 που ονομάζεται Interact CAD. Αναφέρεται επίσης στις αρχές έγγραφων της Autodesk ως Microcad, το οποίο γράφτηκε πριν από τον σχηματισμό της Autodesk (τότε Marinchip Software Partners) από τον τότε συνιδρυτή της Autodesk Mike Riddle. Η έκδοση του 2015, σηματοδότησε την κυκλοφορία της 29ης μεγάλης έκδοσης για το AutoCAD για Windows. Η έκδοση του 2014, σηματοδότησε την κυκλοφορία για τέταρτη συνεχή χρονιά για το AutoCAD για Mac. Η εγγενής μορφή αρχείων του AutoCAD είναι τα DWG. Αυτό και, σε μικρότερο βαθμό, η μορφή της ανταλλαγής αρχείων DXF, έχουν γίνει de facto, τα πρότυπα για τη διαλειτουργικότητα των δεδομένων CAD. Η AutoCAD έχει συμπεριλάβει υποστήριξη για τον τύπο αρχείου DWG που αναπτύσσεται και προωθείται από την Autodesk, για την δημοσίευση CAD δεδομένων. 5

AutoCAD is a commercial software application for 2D and 3D computer-aided design (CAD) and drafting available since 1982 as a desktop application and since 2010 as a mobile web- and cloud-based app marketed as AutoCAD 360. Developed and marketed by Autodesk, Inc. AutoCAD was first released in December 1982, running on microcomputers with internal graphics controllers Prior to the introduction of AutoCAD, most commercial CAD programs ran on mainframe computers or minicomputers, with each CAD operator (user) working at a separate graphics terminal. AutoCAD is used across a wide range of industries, by architects, project managers, engineers, designers, and other professionals. It is supported by 750 training centers worldwide as of 1994. As Autodesk's flagship product, by March 1986 AutoCAD had become the most ubiquitous CAD program worldwide. As of 2014, AutoCAD is in its twenty-ninth generation, and collectively with all its variants, continues to be the most widely used CAD program throughout most of the world. 6

ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ ΜΕΛΕΤΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η πρώτη επαφή με τον χώρο όπου θα εργαστούμε και θα εκδώσουμε το σχέδιο μελέτης γίνεται ως συνήθως πρώτα με την γνωριμία με τον πελάτη-ιδιοκτήτη της κατοικίας, είτε με την επαφή με τον μηχανικό που έχει αναλάβει την κατασκευή της προηγούμενης. Σε κάθε περίπτωση, σκοπός είναι να έχουμε μια ιδέα και μια άποψη του χώρου που θα γίνει η εγκατάσταση, αλλά και τις απαιτήσεις που θα παρουσιάσει ο ιδιοκτήτης. Αναφερόμαστε λοιπόν στο αρχικό σχέδιο της οικοδομής όπου θα το παραλάβουμε κατόπιν σχετικής συνεννόησης από τον πολιτικό μηχανικό που συνεργάζεται με τον ιδιοκτήτη. Αυτό δηλαδή που θα έχουμε αρχικά στη διάθεσή μας θα είναι ένα δομικό σχέδιο όπως το παρακάτω Κάτοψη ισογείου Απαραίτητη ενέργεια από μέρους μας είναι να επισκεφθούμε τον χώρο αυτό έτσι ώστε να έχουμε ιδία άποψη για το τι έχουμε να αντιμετωπίσουμε και ποια σημεία να προσέξουμε κατά τη διάρκεια της μελέτης. 7

Απαιτήσεις του πελάτη-ιδιοκτήτη Η επαφή με τον πελάτη-ιδιοκτήτη του κτιρίου θα καθορίσει κατά ένα μεγάλο μέρος τον όγκο εργασίας που χρειαστεί η εγκατάσταση, όπως και το τι αλλαγές, μετατροπές και βελτιώσεις θα χρειαστεί η τελευταία. Οπωσδήποτε, οι απαιτήσεις του πελάτη στην εγκατάσταση θα πρέπει να είναι στα πλαίσια του λογικού, έτσι ώστε να μην υπάρξουν περιπτώσεις υπερβολής, ή ελλείψεων, οι οποίες ούτως ή άλλως θέτουν ζητήματα δυσλειτουργίας στην εγκατάσταση. Πάντα λοιπόν με την συνεργασία του ηλεκτρολόγου μηχανικού αλλά και του πολιτικού μηχανικού ο πελάτης θα θέσει τις απαιτήσεις του για το κτίριο. Με άλλα λόγια θα δείξει τι ηλεκτρικά θα χρειαστεί για τον κάθε χώρο και οι δυο μηχανικοί από κοινού θα διορθώσουν, ή θα συμπληρώσουν τις ατέλειες και τις ελλείψεις που θα εμφανίσουν οι χώροι αυτοί. Καθορισμός φορτίων-καταναλώσεων Έτσι, στο σχέδιο που θα έχουμε θα γίνει μια πρώτη σημείωση των καταναλώσεωνηλεκτρικών φορτίων και του διακοπτικού υλικού στον έκαστο χώρο. Να σημειωθεί ότι αυτές οι σημειώσεις θα είναι χειρόγραφες και απλών παρατηρήσεων, αφού στο πλείστον των περιπτώσεων οι πελάτες-ιδιοκτήτες έχουν ελάχιστη ή και καθόλου γνώση με το αντικείμενο και δεν θα μπορούν να ορίσουν απευθείας συμβολογραφία των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν. Αυτοματισμοί εγκατάστασης προγραμματιζόμενες λειτουργίες Οι αυτοματισμοί οικιακής ηλεκτρικής εγκατάστασης, αποτελούν μια σχετικά νέα εξέλιξη στον Ελληνικό χώρο. Ο ηλεκτρολόγος και ο πολιτικός μηχανικός, καλούνται να καλύψουν ένα αρκετά μεγάλο φάσμα λειτουργιών και εφαρμογών, ενώ ο πελάτης δεν μπορεί παρά να έχει μια μικρή ιδέα για το τι μπορεί να εγκατασταθεί στο σπίτι του, ή να έχει πολύ περιορισμένες επιθυμίες να παρουσιάσει στους μηχανικούς. Οι γνώσεις των περισσότερων περιορίζονται τις πιο πολλές φορές σε αυτόματους ροοστάτες ρύθμισης έντασης φωτισμού, ή σε υποτυπώδη συστήματα πυρόσβεσης. Αγνοούν μια πολύ μεγάλη γκάμα εφαρμογών, όπως λόγου χάρη μια πλήρως αυτοματοποιημένη γκαραζόπορτα η οποία θα λειτουργεί με την προσέγγιση και την απομάκρυνση του οχήματος και μόνον (συνεργασία των ηλεκτροκινητήρων με αισθητήρες 8

κίνησης και RFID). Ή ένα εντελώς αυτόνομο σύστημα ποτίσματος σε περιόδους μεγάλης ξηρασίας και συνθηκών καύσωνα (συνεργασία των υδραυλικών συστημάτων με μετρητή μετεωρολογικού κλωβού). Οι εφαρμογές με βάση την παρούσα τεχνολογία και το πλήθος των υλικών εγκατάστασης είναι πραγματικά πολυάριθμες και η αναφορά τους ξεφεύγει πλέον από τους σκοπούς αυτού του συγγράμματος. Στην δικιά μας περίπτωση και για λόγους απλότητας επιλέχθηκε ο αυτοματισμός τριών σημείων: 1) των ρολλών παραθύρων-μπαλκονιών (στόρια). 2) του εξωτερικού φωτισμού ασφαλείας (σπότ βεράντας-φώτα εισόδου). 3) προγραμματισμός του λέβητα. Εφόσον καθοριστεί και αυτό το τμήμα της εγκατάστασης, θα έχουμε το τελικό πλάνο σημειώσεων με τις απαιτήσεις που θα έχει θέσει ο πελάτης. Οι σημειώσεις που θα έχουμε δηλαδή στο σχέδιο θα είναι όπως το επόμενο παράδειγμα απεικόνισης του ισογείου: Σχήμα 1.1: Σχεδιάγραμμα απαιτήσεων πελάτη ( μέρος ισογείου ) 9

Και πιο εκτενώς στην κουζίνα του ισογείου: Σχήμα 1.2: Απαιτήσεις πελάτη (κουζίνα ) 10

Σχεδίαση με το AUTOCAD Αυτό που θα χρειαστούμε πλέον, είναι να προμηθευτούμε το δομικό σχέδιο της κατοικίας ( μαζί με τα σχετικά δικαιώματα εννοείται ) σε ηλεκτρονική μορφή αρχείου.dwg - το format αρχείων δηλαδή που αναγνωρίζει το AutoCAD. ( ) Στην δικιά μας περίπτωση και για λόγους εύκολης πλοήγησης interface και χαμηλών υπολογιστικών απαιτήσεων, χρησιμοποιήθηκαν οι εκδόσεις AutoCAD 2006-2007 ( ) Αφού φορτώσουμε το αρχείο στον υπολογιστή μας και εκκινήσουμε την εφαρμογή θα έχουμε μια εικόνα του interface, όπως το παρακάτω σχήμα: Σχήμα 1.3: Κατόψεις δομικού σχεδίου σε ισόγειο & υπόγειο 11

Ξεκινώντας λοιπόν με κάποιες από τις εντολές του προγράμματος, πηγαίνουμε στην οριζόντια μπάρα εντολών κι αφού επιλέξουμε τη στήλη View, κάνουμε κλίκ στο: Zoom real time και με το σύρσιμο του ποντικιού μεγεθύνουμε το σχέδιο στο χώρο που θέλουμε Σχήμα 1.4: Μεγέθυνση σχεδίου με την εντολή Zoom Εναλλακτικά αυτό μπορεί να γίνει απευθείας με το roller κύλισης του ποντικιού και για τις παρούσες εκδόσεις του AutoCAD που χρησιμοποιούμε ωστόσο με αυτήν τη μέθοδο δεν προσφέρεται ικανοποιητική κλιμάκωση της μεγέθυνσης. 12

Τοποθέτηση ηλεκτρικών φορτίων-επεξηγήσεις συμβόλων Με το πλάνο του ιδιοκτήτη στα χέρια μας, διορθωμένο από τους δύο μηχανικούς του έργου, μπορούμε να ξεκινήσουμε να τοποθετούμε τις εκάστοτε καταναλώσεις επάνω στο σχέδιο της κατοικίας. Η βάση δεδομένων του AutoCAD, παρέχει μια πληθώρα και μια ποικιλία βιβλιοθηκών συμβόλων πάνω σε οποιοδήποτε αντικείμενο του εκάστοτε μηχανικού. Ακόμη και όταν λείπουν από την εφαρμογή που χειρίζεται ο μηχανικός, μπορούμε να τις αναζητήσουμε στο διεθνές αρχείο της Autodesk και να τις κατεβάσουμε από εκεί. Εναλλακτικά, μπορούμε σχετικά εύκολα να σχεδιάσουμε τα σύμβολα που μας χρειάζονται πάνω στο επίπεδο σχεδίασης και από εκεί, μέσω της εντολής copy selection, να τοποθετήσουμε το διακοπτικό υλικό και τις καταναλώσεις στα υποδειχθέντα σημεία. Στο επίπεδο εργασίας ( interface ) του AutoCAD και με την βιβλιοθήκη συμβόλων δίπλα μας, θα έχουμε την εξής εικόνα: Σχήμα 1.5: Εισαγωγή συμβόλων 13

Επιλέγουμε λοιπόν το κάθε στοιχείο που μας ενδιαφέρει και με δεξί κλίκ στο ποντίκι κάνουμε copy selection δηλαδή: Σχήμα 1.6: Αντιγραφή συμβόλων με Copy Selection. 14

Κι αφού επιλέξουμε το προτιμώμενο σύμβολό μας το τοποθετούμε στην ανάλογη θέση Σχήμα 1.7: Τοποθέτηση συμβόλου 15

Σε κάποια σημεία θα χρειαστεί να περιστρέψουμε τους συμβολισμούς μας για την σωστή τοποθέτησή τους στον εκάστοτε χώρο. Αφού τους επιλέξουμε, με δεξί κλίκ πάλι στον χώρο πηγαίνουμε στην εντολή Rotate. Εκεί, είτε από κάτω από την γραμμή εντολών όπου μπορούμε να δώσουμε αριθμητικά την γωνία περιστροφής, είτε με ελεύθερη κύλιση του ποντικιού, περιστρέφουμε τον συμβολισμό μας: Σχήμα 1.8: Επιλογή περιστροφής συμβολισμού 16

Σχήμα 1.9: Περιστροφή συμβολισμού κατά 270 ( 90 δεξιά ) 17

Εφόσον τοποθετήσουμε τα σύμβολά μας θα έχουμε την εξής εικόνα για τον χώρο: Σχήμα 1.10: Τοποθέτηση συμβόλων στην κρεβατοκάμαρα. 18

Με παρόμοιο τρόπο θα συνεχίσουμε και για τους υπόλοιπους χώρους της κατοικίας Σχήμα 1.11: Τοποθέτηση συμβόλων στην κουζίνα. 19

Όπως είπαμε πιο πριν, οι δύο μηχανικοί καθορίζουν από κοινού, με βάση τις απαιτήσεις του πελάτη-ιδιοκτήτη την τοποθέτηση των καταναλώσεων μέσα στην κατοικία. Η τοποθέτηση του πίνακα διανομής και των υποπινάκων εφόσον υπάρχουν αυτοί, αποτελεί την πιο σημαντική ενέργεια σε αυτό το στάδιο, αφού η θέση τους καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την εργονομία της διάταξης, την ευκολία και την σωστή εξυπηρέτηση στην καλωδίωση της κατοικίας αλλά και τη σωστή λειτουργία της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης. Αφού επιλεχθεί η θέση του πίνακα, τοποθετούμε το ανάλογο σύμβολο στο καθορισμένο σημείο: Σχήμα 1.15: Τοποθέτηση κεντρικού πίνακα. Με τους συμβολισμούς τοποθετημένους στη θέση τους στον εκάστοτε χώρο και το σημείο του κεντρικού πίνακα-υποπινάκων πάνω στο σχέδιο, ξεκινάει το ουσιώδες έργο του ηλεκτρολόγου. 20

Εισαγωγή γραμμών εγκατάστασης Η σχεδίαση των γραμμών καλωδίωσης-διαχωρισμού της κατοικίας, αποτελεί ίσως το πιο σημαντικό κομμάτι της μελέτης μετά τον υπολογισμό των στοιχείων της, αφού με βάση αυτό το τμήμα : α) θα κριθεί η εργονομία της εγκατάστασης. β) θα κινηθεί το συνεργείο των ηλεκτρολόγων, μέσα στον χώρο της οικοδομής κατά τη διάρκεια της κατασκευής. γ) θα κριθεί σε μεγάλο βαθμό ο υπολογισμός της εγκατάστασης στο δεύτερο κεφάλαιο παρακάτω. Σε γενικά πλαίσια, μέσα σε μια κατοικία, έχουμε τις εξής γραμμές: i) μια ή περισσότερες γραμμές φωτισμού ii) μια ή περισσότερες γραμμές πρίζας iii) μια ή περισσότερες γραμμές κλιματισμού iv) μια γραμμή πλυντηρίου v) μια γραμμή εστίας (φούρνος) vi) μια γραμμή θέρμανσης (λέβητας-boiler) vii) μια ή περισσότερες γραμμές ασθενών ρευμάτων (TV-RD-SAT-δίκτυοσυναγερμός κ.λ.π.) 21

Εφόσον καθορίσουμε τον διαχωρισμό και τα είδη των γραμμών στην κατοικία πηγαίνουμε στο σχέδιό μας και ξεκινάμε την υλοποίησή επάνω σ αυτό. Με απλές εντολές πάλι από το οριζόντιο μενού του interface, επιλέγουμε: Draw line Σχήμα 1.16: Εισαγωγή εντολής line. Μια πολύ καλή φιλοσοφία χάραξης γραμμών είναι αυτή που ακολουθούν οι πιο πολλοί εμπειροτέχνες ηλεκτρολόγοι στην οικοδομή: από το τέλος προς την αρχή. Και εξηγούμε τον όρο αυτό: Ξεκινάμε από τις τελευταίες καταναλώσεις της κατοικίας και προχωράμε προς τον πίνακα. Κατ αυτόν τον τρόπο οι διακλαδώσεις της γραμμής γίνονται σαφέστατες αφού ακολουθείται τακτική διακλάδωσης τύπου δέντρου (παρακλάδια της γραμμής ενώνονται στην κύρια κατανομή ) και επιπλέον μπορούμε να ελέγξουμε άμεσα το φορτίο της κάθε γραμμής, μοιράζοντας τις καταναλώσεις, δίνοντας έτσι μια συμμετρικότητα στην κάθε μία ώστε να μην έχουμε προβλήματα υπερφόρτισης ή περίσσειας παροχής στις γραμμές. 22

H χάραξη των γραμμών θα είναι με τρόπο όπως το παρακάτω παράδειγμα: Σχήμα 1.17: χάραξη γραμμής με μέθοδο από το τέλος προς την αρχή Να σημειωθεί ότι στο AutoCAD υπάρχουν δύο παράμετροι εντολών στην κάτω μπάρα εργαλείων, που διευκολύνουν αρκετά το έργο μας. Οι παράμετροι Object Snap και Ortho. Όταν ενεργοποιήσουμε την Object Snap, στις εντολές σχεδίασης ανιχνεύονται αυτόματα τα άκρα και οι μέσες αποστάσεις των αντικειμένων σχεδίασης, καταδεικνύοντας τα με ένα συγκεκριμένο σημάδι ( object target ). Μπορούμε δηλαδή να ξεκινήσουμε την γραμμή σχεδίασης απευθείας από τα σημεία αυτά, χωρίς να χρειαστεί να ψάχνουμε τις άκρες των αντικειμένων σχεδίασης ( οι αναλύσεις του AutoCAD είναι πολύ υψηλές ). Η εργασία μας εκτελείται πιο γρήγορα μ αυτόν τον τρόπο. 23

Σχήμα 1.18: χρήση παραμέτρου Osnap 24

Η παράμετρος Ortho από την άλλη, ενεργοποιεί την αποκλειστικά οριζόντια και κάθετη σχεδίαση και μετακίνηση γραμμών και αντικειμένων πάνω στο επίπεδο του AutoCAD, απλοποιώντας κατά πολύ την διαδικασία, τουλάχιστον πάνω στο ηλεκτρολογικό σχέδιο, αφού το τελευταίο στην συντριπτική του πλειοψηφία διέπεται από οριζόντιες και κάθετες γραμμές. Σχήμα 1.18: χρήση παραμέτρου Ortho. 25

Συνεχίζοντας με αυτές τις μεθόδους, σχεδιάζουμε και την υπόλοιπη γραμμή, προχωρώντας μέχρι τον πίνακα Σχήματα 1.19-1.20: Συμπλήρωση της γραμμής 1 μέχρι τον πίνακα 26

Πολλές φορές, για τον διαχωρισμό των γραμμών -και εφόσον μας δίνεται αυτή η δυνατότητα στο AutoCAD- χρησιμοποιούμε εναλλαγή χρωμάτων στη σχεδίαση ( ). Όπως θα δούμε παρακάτω, για τις γραμμές 2 και 3 χρησιμοποιούμε κίτρινο και μωβ χρώμα ενώ για τη γραμμή του σαλονιού και του καθιστικού, το κόκκινο. Για να αλλάξουμε το χρώμα της γραμμής σχεδίασης, πάμε στην βασική οριζόντια γραμμή εντολών και από εκεί επιλέγουμε Format Color, όπως το παρακάτω σχήμα: Σχήμα 1.21: Επιλογή αλλαγής χρώματος 27

Το μενού της εντολής Color, μας δίνει ένα πλήρες χρωματολόγιο, όπου μπορούμε να δώσουμε στη γραμμή σχεδίασης το χρώμα της αρεσκείας μας. Σχήμα 1.22: Μενού αλλαγής χρώματος γραμμής Στη δικιά μας περίπτωση και πάλι για λόγους απλότητας, επιλέχθηκαν οι βασικοί τύποι χρωμάτων για την κάθε περίπτωση, από την μπάρα βασικών αποχρώσεων, κάτω από το χρωματολόγιο. 28

Αφού επιλέξουμε τον κατάλληλο χρωματισμό για την κάθε γραμμή, μπορούμε να συνεχίσουμε με την τοποθέτηση των γραμμών στο σχέδιο Σχήμα 1.23: Αλλαγή χρώματος Σχήμα 1.24: Αλλαγή χρώματος γραμμής σε κόκκινο για τη γραμμή σαλονιού 29

Ακολούθως, από το μενού της γραμμής εργαλείων Format, μπορούμε να κάνουμε περαιτέρω αλλαγές στη γραμμή σχεδίασης. Σχήμα 1.25: Επιλογές μορφοποίησης Αναφορικά μπορούμε να πούμε ότι οι παρακάτω επιλογές μας δίνουν τις αντίστοιχες δυνατότητες παραμετροποίησης: Linetype: αλλαγή τύπου γραμμής. Μπορούμε να ορίσουμε την κλασσική συνεχή γραμμή σχεδίασης, η να δώσουμε τον διακεκομμένο τύπο, η ακόμη και το στυλ της γραμμής με τις τελείες. Lineweight: Ορισμός πάχους γραμμής. Μπορούμε να ορίσουμε το πάχος της γραμμής από μηδενική διάσταση, μέχρι και αρκετά χιλιοστά πλάτος. Scale List: Ορισμός αυτόματης κλιμακομέτρησης των διαστάσεων επάνω στο σχέδιο. Οι διαστάσεις και οι αποστάσεις που δημιουργούμε να έχουν αυτόματη κλίμακα π.χ. εάν δίνουμε 5cm διάσταση και έχουμε ορίσει Scale List 1:2 η πραγματική κλίμακα να είναι 10cm. 30

Με αυτόν τον τρόπο θα συνεχίσουμε τη σχεδίαση και τον καθορισμό των γραμμών επάνω στο σχέδιο Σχήμα 1.26: σχεδίαση γραμμών στο χώρο του υπογείου. 31

Μια γενική εικόνα του σχεδίου όταν τελειώσουμε, θα είναι η παρακάτω: Σχήμα 1.26: Μέρος του ισογείου και του ορόφου. 32

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΞΥΠΝΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Στο κεφάλαιο 1 αναφερθήκαμε στην σχετικά νέα φιλοσοφία των έξυπνων οικιακών εγκαταστάσεων. Μιλήσαμε επίσης για τις δυνατότητες και το πλήθος των εφαρμογών που μπορούν να έχουν χρήση σε μια οικιακή εγκατάσταση. Τέλος, είπαμε για τις εφαρμογές που έχουν προκύψει στο δικό μας σχέδιο. Σε αυτό το κεφάλαιο, θα δούμε λίγο πιο αναλυτικά τα συστήματα που εφαρμόσαμε στους αυτοματισμούς μας. Οι δικές μας επιλογές, είναι δύο ξεχωριστά συστήματα, τα οποία καλούνται να αυτοματοποιήσουν μέρος της οικιακής μας εγκατάστασης. Το ένα είναι το BUS Zigbee της Legrand, το οποίο θα αναλάβει τον αυτοματισμό των ρολών και του φωτισμού ασφαλείας και το άλλο είναι το Wi-DAC SMS 2117 της Olympia Electronics, το οποίο αναλαμβάνει τον αυτοματισμό του λέβητα. Τo σύστημα BUS προορίζεται για νέες εγκαταστάσεις και χρησιμοποιεί ένα καλώδιο 2 συνεστραμμένων ζευγών, το οποίο συνδέει τους μηχανισμούς ελέγχου στα ρελέ ενεργοποίησης. Οι μηχανισμοί ελέγχου τοποθετούνται στα κατάλληλα κουτιά εντοιχισμού. Τα ρελέ ελέγχου τοποθετούνται στον ηλεκτρικό πίνακα, σε κουτιά διακλάδωσης ή κοντά στο φορτίο που ελέγχουν. Τα ρελέ ελέγχου πρέπει να συνδέονται και στο καλώδιο BUS/SCS και στο καλώδιο ρεύματος για τον έλεγχο του φορτίου. ΕΥΕΛΙΞΙΑ Το σύστημα BUS/SCS είναι ευέλικτο: με λίγες απλές κινήσεις είναι δυνατή η τροποποίηση των διαφόρων σεναρίων ώστε να ανταποκρίνεται στις επιθυμίες των πελατών, ακόμα και στην περίπτωση που η εγκατάσταση είναι ήδη σε χρήση, αφού η μόνη μετατροπή στην τελευταία, είναι να περαστεί μέσα από τα κουτιά ένα ζεύγος συνεστραμμένων καλωδίων. 33

AUTOMATION AND SMART INSTALLATIONS In Chapter 1 we referred to the relatively new concept of smart home installations. We also talked about the possibilities and the number of applications that can be used in a residential installation. Finally, we referred to the applications that have emerged in our project. In this chapter, we will see a little more detailed the systems that we have implemented in our automation. Our choices are two separate systems, which are required to automate part of our household installation. One of them is the BUS Zigbee of Legrand, who will assume the automation of the blinds and the safety lights and the other is the Wi-DAC SMS 2117 of Olympia Electronics, which assumes the automation of the boiler. The system BUS is destined for new installations and uses a cable of 2 twisted pairs, which connects the control mechanisms to the relay activation. The control mechanisms are placed in the appropriate embedded boxes. The control relays are installed in the switchboard in junction boxes or near the controlling load. The control relays should also be connected to the cable BUS / SCS as well as the power cord in order to control the load. FLEXIBILITY The system BUS/SCS is flexible: with a few simple moves the modification of various options is possible, in order to respond to our clients wishes, even in cases where the installation is already in use, since the only alternation on it, is to pass a pair of twisted cables through the boxes. 34

Σχήμα 2.1: Τροφοδοτικό Το σύστημα BUS/SCS περιλαμβάνει 2 κατηγορίες μηχανισμών: ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ Πρόκειται για μηχανισμούς ελέγχου και διαχείρισης που συνδέονται στο καλώδιο BUS για την τροφοδοσία τους και για την ανταλλαγή πληροφοριών. Εκτός από τη σύνδεση στο καλώδιο BUS, αυτοί οι μηχανισμοί συνδέονται επίσης και στο καλώδιο των 230V (φάση), για τον έλεγχο του φορτίου. 35

Ηλεκτρονόμους (Ρελέ) ελέγχου που συνδέονται στο φορτίο που ελέγχουν. Εκτός από τη σύνδεση στο καλώδιο BUS, αυτοί οι μηχανισμοί συνδέονται επίσης και στο καλώδιο των 230V (φάση), για τον έλεγχο του φορτίου. Σχήμα 2.3: Ρελέ ελέγχου Σχήμα 2.4: Καλωδίωση ρελέ 36

Η φιλοσοφία δηλαδή και ο τρόπος σκέψης των καινούριων διατάξεων, σε σχέση με τις συμβατικές είναι ο εξής: Σχήμα 2.5: Συμβατική διάταξη εγκατάστασης Σχήμα 2.6: διάταξη προγραμματιζόμενης εγκατάστασης Σχήμα 2.7: Παράδειγμα προγραμματιζόμενου φωτισμού 37

ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ Ο συνδυασμός των μηχανισμών ελέγχου με τα ρελέ ελέγχου εξασφαλίζεται με την ταυτοποίηση: η ταυτοποίηση αποδίδει μία μοναδιαία διεύθυνση στο μηχανισμό και στο ρελέ ελέγχου που επικοινωνούν μεταξύ τους. Έτσι, με μία απλή αλλαγή στην ταυτοποίηση είναι δυνατή η διαφοροποίηση του συνδυασμού ανάμεσα στο μηχανισμό ελέγχου και το ρελέ ελέγχου. Επιπλέον το σύστημα BUS είναι πολύ ασφαλές καθώς οι μηχανισμοί ελέγχου τροφοδοτούνται με χαμηλή τάση 27V. Σχήμα 2.8: Απλοποιημένη ταυτοποίηση (physical configuration) με αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό προκαθορισμένων λειτουργιών και ενεργειών σε κάθε προϊόν. 38

Η επόμενη πιο εξειδικευμένη μέθοδος είναι η απευθείας ταυτοποίηση λειτουργιών (direct control ) στη μονάδα ελέγχου μέσω του λογισμικού που παρέχει η εκάστοτε εταιρεία. Σε αυτήν την περίπτωση μπορούμε να πετύχουμε μέχρι και εντελώς αυτόνομη λειτουργία σε συγκεκριμένα συστήματα. Σχήμα 2.9: Ταυτοποίηση με ειδικό λογισμικό (virtual configuration) που επιτρέπει την εκτός λειτουργίας (off-line) ταυτοποίηση του συστήματος (φώτα και ρολά). Το εν λόγω σύστημα λοιπόν με τον Web Server τύπου ράγας που φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, κουμπώνει στον πίνακα διανομής και από εκεί και μετά, συνδέεται με τα ρελέ ισχύος ( ελέγχου ) στα οποία στέλνει και τις ανάλογες εντολές. Στα ρελέ, έχουμε συνδέσει τις καταναλώσεις ή τις γραμμές φορτίου τις οποίες θέλουμε να προγραμματίσουμε. Ύστερα συνδέονται οι ανάλογοι ταυτοποιημένοι διακόπτες σε παράλληλη διάταξη μέσω του ζεύγους συνεστραμμένων καλωδίων ( επικοινωνία Bus στον Web Server ). 39

Στο παρακάτω σχήμα δίνεται ένα ενδεικτικό παράδειγμα προγραμματισμού Σχήμα 2.9: Δυνατότητες αυτοματισμού Στην εγκατάσταση που μελετάμε το εν λόγω σύστημα χρησιμοποιείται μόνο για τις δύο περιπτώσεις, τον έλεγχο των ρολών βεράντας και του φωτισμού ασφαλείας στις γραμμές: 1) Κρεβατοκάμαρα WC 2) Κρεβατοκάμαρα μπάνιο 6α) Γραφείο 6β) Σαλόνι Για τον προγραμματισμό του λέβητα θα χρησιμοποιήσουμε το σύστημα Wi-DAC SMS το οποίο θα δούμε αμέσως παρακάτω πιο αναλυτικά. 40

Προγραμματισμός λέβητα Το Wi-DAC είναι μία μικρή σε μέγεθος συσκευή, υψηλής απόδοσης με αμφίδρομη επικοινωνία. Το Wi-DAC μπορεί να ελέγξει από απόσταση (με SMS) συσκευές και συστήματα, καθώς επίσης να δεχθεί από αυτά επιβεβαίωση εκτέλεσης της λειτουργίας που αποστάληκε. Η συσκευή είναι αυτόνομη επειδή διαθέτει modem και μικροελεγκτή καθώς και τα αντίστοιχα ρελέ. Έτσι, μπορεί να χειρίζεται αυτόνομα (να εκτελεί) τις εντολές που αποστέλλονται με SMS, καθώς και να απαντά (επιβεβαιώνει την εκτέλεση της εντολής) σε προεπιλεγμένους (από τον χρήστη) αριθμούς κινητών τηλεφώνων, μέχρι να δώσουμε νέες εντολές από το κινητό μας Σχήμα 2.10: η συσκευή και τα βασικά της εξαρτήματα Όπως καταλαβαίνουμε, η συσκευή λειτουργεί σαν τυπικό κινητό διασυνδεδεμένο πάνω σε έναν προγραμματιζόμενο ελεγκτή. Αυτό που κάνουμε είναι να ενεργοποιούμε τις εκάστοτε εισόδους κι εξόδους αυτού του ελεγκτή μέσω μηνυμάτων SMS. 41

Boiler programming The Wi-DAC is a small compact device of high performance and a two-way communication. The Wi-DAC can control remotely (via SMS) devices and systems, as well as to accept from them the confirmation of the function that was sent. The device is self-independent because it has a built-in modem and microcontroller as well as the corresponding relays. This way it can operate (execute) self- independently the commands that are sent by SMS, while responding at the same time (verifying the execution of your command) to predefined mobile phone numbers, until we provide it with new commands from our mobile. As we understand, the device operates as a typical mobile interconnected with a programmable controller. What we do is to activate the respective inputs and outputs of this controller via SMS messages. 42

Αφού εισάγουμε την κάρτα SIM στην υποδοχή του ελεγκτή και τοποθετήσουμε το Wi DAC πάνω στη ράγα του πίνακα, θα το συνδέσουμε με την τάση τροφοδοσίας. Εμείς επιλέξαμε την τροφοδοσία AC η οποία γίνεται από τις επαφές 11 και 16 της κλέμμας για λόγους απλότητας. ( Το Wi DAC μπορεί να τροφοδοτηθεί και με τάση 12V ). Μετά από μικρό χρονικό διάστημα το Wi-DAC έχει συνδεθεί με το δίκτυο και το κίτρινο LED αναβοσβήνει κάθε δευτερόλεπτο. Σχήμα 2.11: Πρόσοψη ενδείξεων του Wi DAC ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΑΣΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΙΣΟΔΟΙ ΕΞΟΔΟΙ LED ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΥΓΡΑΣΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ Wi-DAC2 230V / 50-60Hz ή 9 μέχρι 15 V DC Μέγιστο 100mA (κατά την εκπομπή) Είσοδοι: 4 οπτικά απομονωμένες (με δυνατότητα επέκτασης σε 8) που καταλήγουν σε αποσπώμενες κλέμες. 2 ρελέ μεταγωγικής ξηρής επαφής (dry contact) 5Α / 250V AC 2 ρελέ ΝΟ ξηρής επαφής (dry contact) 5Α / 250V AC (1) κόκκινο, ενδεικτικό τροφοδοσίας (1) κίτρινο, ενδεικτικό δικτύου (1) πράσινο, ενδεικτικό δραστηριότητας Μέγιστη θερμοκρασία: -40 μέχρι +85 C Σχετική Υγρασία 95% μέγιστη 90X70X60mm (τυποποιημένο κουτί ράγας 4 θέσεων.) Οι οδηγίες για την εισαγωγή και την χρήση των κωδικών ασφαλείας και λειτουργίας του ελεγκτή, αναφέρονται αναλυτικά στο εγχειρίδιο χρήσης, στο παράρτημα. 43

Η συνδεσμολογία που ακολουθείται για να συνδεθεί το Wi DAC στον λέβητα είναι ακριβώς αυτή που δίνει το εγχειρίδιο χρήσης του ελεγκτή και δίνεται στο παρακάτω σχήμα: Σχήμα 2.11: συνδεσμολογία του ελεγκτή στην πρώτη ομάδα εισόδων εξόδων για την λειτουργία του λέβητα. 44

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ Η ηλεκτρολογική μελέτη της εσωτερικής ηλεκτρικής εγκατάστασης (Ε.Η.Ε.), που μελετάμε στην εργασία αυτή περιλαμβάνει: 1. Υπολογισμό των στοιχείων της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης που μελετάμε, π.χ. διατομές αγωγών, διάμετροι σωλήνων. Υπολογισμός ασφαλειών και διακοπτών του πίνακα διανομής και κατανομή φορτίων. 2. Τα απαραίτητα για την κατασκευή της εγκατάστασης ηλεκτρολογικά σχέδια που είναι: a. Το μονογραμμικό ηλεκτρολογικό σχέδιο εγκατάστασης b. Το μονογραμμικό σχέδιο πίνακα διανομής c. Αναλυτικό σχέδιο καλωδίωσης πίνακα d. Υπόμνημα των συμβόλων που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρολογικά σχέδια. 3. Τεχνική περιγραφή της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης. 4. Συμπληρωμένη η Υπεύθυνη Δήλωση Εγκαταστάτη (ΥΔΕ) που υποβάλλεται στη ΔΕΗ Η Ε.Η.Ε. που μελετάμε περιλαμβάνει ισχυρά και ασθενή ρεύματα: Τα ισχυρά ρεύματα της Ε.Η.Ε. που μελετάμε είναι η εγκατάσταση τριφασικού πίνακα διανομής που περιέχει τις εξής γραμμές: 1. Γραμμές κλιματισμού δωματίων. 2. Γραμμή πρίζας ηλεκτρικού πλυντηρίου. 3. Γραμμή ηλεκτρικού μαγειρείου. 4. Γραμμή ηλεκτρικού θερμοσίφωνα. 5. Γραμμές φωτισμού που περιλαμβάνει κύκλωμα εναλλαγής και ροοστάτη 6. Γραμμές φωτισμού που περιλαμβάνει πολύφωτο, αποροφητήρα, πρίζα λουτρού και τριπολική πρίζα. 7. Κύκλωμα λέβητα Τα ασθενή ρεύματα της Ε.Η.Ε. είναι: 1. Γραμμή για κεραία. 2. Γραμμή τηλεφώνου. 3. Γραμμή για κουδούνι 2 ήχων 4. Γραμμή δορυφορικού κυκλώματος 5. Γραμμή δικτύου υπολογιστών 45

Όλα τα σχέδια παρουσιάζονται σε περιβάλλον AUTOCAD και εκτυπώνονται στην τελική τους μορφή σε ρολό σχεδίου τύπου Α2, στην ανάλογη για τις ανάγκες κλίμακα. Και θα χρειαστεί να εξηγήσουμε τον τελευταίο όρο αφού η κλίμακα του εκάστοτε σχεδίου μεταβάλλεται αναλόγως του μεγέθους του κτιρίου, προκειμένου να εμφανιστεί ικανοποιητικά, να ταιριάσει όπως λένε στο μέγεθος του χαρτιού. Στην δικιά μας περίπτωση και εφόσον έχουμε μια μονοκατοικία τριών επιπέδων, χρησιμοποιούμε μια σχετικά μικρή κλίμακα, την 1:50, με μέγεθος χαρτιού το Α3. 3.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ε.Η.Ε. 3.1.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ ΑΓΩΓΩΝ ΤΗΣ Ε.Η.Ε.: Παρακάτω γίνεται υπολογισμός της διατομής αγωγών για την ηλεκτρολογική εγκατάσταση που μελετάμε. Ο υπολογισμός της διατομής αγωγών γίνεται με δύο τρόπους: 1. Μέθοδος ασφαλούς λειτουργίας και 2. Μέθοδος επιτρεπόμενης πτώσης τάσης. Με την μέθοδο ασφαλούς λειτουργίας επιλέγεται η διατομή των αγωγών σύμφωνα με το πρότυπο ELOT HD 384 και στην συνέχεια με την μέθοδο της επιτρεπόμενης πτώσης τάσης εξετάζεται αν οι αγωγοί που επιλέξαμε με την πρώτη μέθοδο ικανοποιούν τα κριτήρια της μέγιστης πτώσης τάσης που είναι 4% για ELOT HD 384 (525.1). Σε περίπτωση που η πτώση τάσης ξεπερνά το 4% επιλέγουμε την αμέσως μεγαλύτερη διατομή αγωγού και εξετάζουμε για δεύτερη φορά την πτώση τάσης στους αγωγούς της γραμμής. 46

ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΣΦΑΛΟΥΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η διατομή των αγωγών μίας Ε.Η.Ε. σύμφωνα με την μέθοδο ασφαλούς λειτουργίας υπολογίζεται από τον πίνακα 52-Κ1 του ELOT HD 384 που φαίνεται παρακάτω: Μόνωση PVC EPR ή XLPE Μέγιστα επιτρεπόμενα ρεύματα (σε Α) εντοιχισμένων (χωνευτών) και επιτοίχιων (ορατών) ηλεκτρικών γραμμών Μόνωση από PVC ή EPR ή XLPE Πλήθος Οι αριθμοί παραπέμπουν στις στήλες που ακολουθούν Φόρτιζόμενων Μονωμένοι αγωγοί σε Πολυπολικό καλώδιο αγωγών σωλήνα Γυμνό Σε σωλήνα Εντοιχισμένο Επιτοίχιο Εντοιχισμένο Επιτοίχιο Εντοιχισμένο Επιτοίχιο 2 3 5 3 6 2 4 3 2 4 2 5 1 3 2 5 9 6 9 5 8 3 5 7 5 8 4 6 Στήλες Χαλκός m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Imax (A) 1,5 13 13,5 14,5 15,5 17 19 20 22 23 2,5 17,5 18 19,5 21 23 26 28 30 31 4 23 24 26 28 31 35 37 40 42 6 29 31 34 36 40 44 48 51 54 10 39 42 46 50 54 60 66 69 75 16 52 56 61 68 73 80 88 91 100 25 68 73 80 89 95 105 117 119 133 35 83 89 99 109 117 128 144 146 164 50 99 108 118 130 141 154 175 175 198 70 125 136 149 164 179 194 222 221 253 95 150 164 179 197 216 233 269 265 306 120 172 188 206 227 249 268 312 305 354 150 196 216 240 259 285 318-371 441 185 223 245 273 295 324 362-424 506 240 261 286 321 346 380 424-500 599 300 298 328 367 396 435 486-576 693 Πίνακας 3.1: Μέγιστα επιτρεπόμενα ρεύματα * ( * οι πράσινες ενδείξεις αφορούν μεγέθη βιοτεχνικών και βιομηχανικών εγκαταστάσεων ) 47

Παρακάτω υπολογίζεται η διατομή των αγωγών για κάθε γραμμή της Ε.Η.Ε. σύμφωνα με την μέθοδο ασφαλούς λειτουργίας: ΓΡΑΜΜΗ 1 ( κρεβατοκάμαρα -WC) Στη γραμμή 1 έχουμε το εξής φορτίο: 6 πρίζες x 1000 Watt = 6KW 5 φωτιστικά x 100 Watt* = 500Watt 3 ηλεκτροκινητήρες ( ρολλά παραθύρων ) x 150 Watt = 450W Σύνολο: Pmax = 6950Watt ( 7KW ) (* Γνωρίζουμε όλοι ότι με Ευρωπαϊκή οδηγία από το 2008 πως έχουν καταργηθεί σταδιακά οι παλιές και ενεργοβόρες λάμπες πυράκτωσης. Ωστόσο με την λογική του χειρότερου σεναρίου θα υπολογίσουμε τις γραμμές μας με αυτόν τον τύπο φωτισμού. ) Ο συντελεστής ετεροχρονισμού για το κάθε φορτίο θα είναι: Για τις πρίζες: ε = 0.5 Για τον φωτισμό: ε = 0.8 Για την κίνηση: ε = 0.2 Η πραγματική καταναλισκόμενη ισχύς θα είναι: P P max Οπότε για το κάθε είδος φορτίου θα έχουμε: Ρ πριζας = 6ΚW 0.5 = 3 KW Ρ φωτ = 500Watt 0.8 = 400Watt Ρ κίνησης = 450W 0.2 = 90Watt Σύνολο φορτίου = 3490 Watt Από τον τύπο της ισχύος μπορούμε να υπολογίσουμε το ρεύμα κατανάλωσης της γραμμής, δηλαδή: P U I cos I P U cos 48

Με cosφ = 1 ( επί το πλείστον ωμικές καταναλώσεις ), ο τύπος γίνεται: 3495 I 15.2A 230 1 Η διατομή των αγωγών της γραμμής 1, από τον πίνακα 3.1, θα είναι 2.5mm 2. ΓΡΑΜΜΗ 2 ( κρεβατοκάμαρα-διάδρομος-μπάνιο ) Στη γραμμή 2 θα έχουμε το εξής φορτίο: 5 πρίζες x 1000 Watt = 5 KW 6 φωτιστικά x 100 Watt = 600Watt 3 ηλεκτροκινητήρες ( ρολά παραθύρων ) x 150 Watt = 450W Με όμοιο τρόπο θα έχουμε αντίστοιχα: P max P P πρίζας = 5KW 0.5 = 2.5KW P φωτ = 600Watt 0.8 = 480Watt P κίνησης = 450Watt 0.2 = 90Watt Σύνολο φορτίου = 3070Watt ( 3KW ) I P 3070 13. U cos 230 1 3 Πάλι από τον πίνακα 3.1 θα επιλεγεί η διατομή των 2,5mm 2. ΓΡΑΜΜΗ 3 4 (κλιματισμός δωματίων-σαλονιού) Οι γραμμές 3 και 4 αποτελούνται από δύο μεγάλες μονάδες κλιματισμού. Η ισχύς των κλιματιστικών είναι Ρ=5000 W έκαστο και η ένταση που τα διαρρέει είναι: P 5000 I max 23A V cos 230 0.95 Σύμφωνα με τον πίνακα 3.1 η διατομή των αγωγών της γραμμής κλιματιστικών είναι Q=4 mm 2 49

(Σημείωση: τα νέου τύπου κλιματιστικά, λειτουργούν με διατάξεις inverter. Έχει διαπιστωθεί ότι κλιματισμοί τέτοιας κατηγορίας ισχύος και ενεργειακής κλάσης και με βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή, να λειτουργούν με την αμέσως μικρότερη διατομή αγωγών, τα 2,5mm 2. Ωστόσο υπολογίζουμε πάλι με την λογική του χειρότερου σεναρίου.) ΓΡΑΜΜΗ 5 ( πλυντήριο ) Η μέγιστη ισχύς του ηλεκτρικού πλυντηρίου είναι Ρ=4000 W και η ένταση που το διαρρέει είναι: P 4000 I max 19. 3A V cos 230 0.90 Σύμφωνα με τον πίνακα 3.1 η διατομή των αγωγών της γραμμής ηλεκτρικού πλυντηρίου είναι Q=2,5 mm 2 ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το ηλεκτρικό πλυντήριο περιλαμβάνει αντλία που είναι ηλεκτρική μηχανή με επαγωγική συμπεριφορά άρα ο συντελεστής ισχύος του ηλεκτρικού πλυντηρίου είναι μικρότερος από την μονάδα και μπορεί να έχει την τιμή Cosφ=0.9. Παραπάνω για τον υπολογισμό της ένταση ρεύματος ηλεκτρικού πλυντηρίου χρησιμοποιήθηκε cosφ=0.9. 50

Με παρόμοιο τρόπο υπολογίζονται η ισχύς και τα ρεύματα για τις υπόλοιπες γραμμές, όπως στους επόμενους πίνακες: Συντελεστής 0,5 0,5 0,8 0,2 0,8 0,5 0,4 0,6 0,6 ετεροχρονισμού WATT 1000 2500 100 150 5000 4000 3000 3000 900 cosφ 1 1 1 0,95 0,98 0,9 1 1 1 ΓΡΑΜΜΗ ΠΡΙΖΕΣ ΠΡΙΖΕΣ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΕΣ (Α) ΦΩΤΙΣΤΙΚΑ ΡΟΛΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΠΛΥΝΤΗΡΙΟ ΤΑΧΥΘΕΡΜΟ ΣΙΦΩΝΑΣ ΦΟΥΡΝΟΣ ΕΣΤΙΕΣ ΣΥΝΟΛ. ΙΣΧΥΣ ΡΕΥΜΑ (A) 1 6 5 3 3490 15,2 2 5 6 3 3070 13,3 3 1 4000 17,7 4 1 4000 17,7 5 1 2000 9,7 6Α 4 2 1 2190 9,5 6Β 4 5 2 2460 10,7 7 5 4 3 2910 12,6 8 3 1 4950 21,5 9 1 3 3420 14,9 Σχήμα 3.1: Πίνακας υπολογισμού συνολικής ισχύος απαιτήσεων ρεύματος για το ισόγειο. Συντελεστής 0,5 0,5 0,8 0,2 0,8 0,5 0,4 0,6 0,6 0,5 ετεροχρονισμού WATT 1000 2500 100 150 5000 150 3000 3000 900 1500 cosφ 1 1 1 0,95 0,98 0,9 1 1 1 1 ΓΡΑΜΜΗ ΠΡΙΖΕΣ ΠΡΙΖΕΣ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΕΣ ΦΩΤΙΣΤΙΚΑ (Α) ΡΟΛΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΤΗΡΑΣ ΤΑΧΥΘΕΡΜΟ- ΣΙΦΩΝΑΣ ΦΟΥΡΝΟΣ ΕΣΤΙΕΣ ΛΕΒΗΤΑΣ ΣΥΝΟΛ. ΙΣΧΥΣ ΡΕΥΜΑ (A) 1 3 240 1,0 2 4 2 1 2235 9,7 3 4 1 6200 27,0 4 1 3 1 4170 18,1 5 4 3 2240 9,7 6 5 2 2660 11,6 Σχήμα 3.2: Πίνακας υπολογισμού συνολικής ισχύος απαιτήσεων ρεύματος για το υπόγειο. 51

Συντελ. 0,5 0,5 0,8 0,2 0,8 0,4 0,6 0,6 Ετεροχρον. WATT 1000 2500 100 150 5000 3000 3000 900 cosφ 1 1 1 0,95 0,98 1 1 1 ΓΡΑΜΜΗ ΠΡΙΖΕΣ (Α) ΠΡΙΖΕΣ ΕΝΙΣΧΥΜΕΝΕΣ ΦΩΤΙΣΤΙΚΑ ΡΟΛΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΑΧΥΘΕΡΜΟ ΣΙΦΩΝΑΣ ΦΟΥΡΝΟΣ ΕΣΤΙΕΣ ΣΥΝΟΛ. ΙΣΧΥΣ ΡΕΥΜΑ (A) 1 2 4 2 1380 6,0 2 6 2 2 3220 14,0 3 2 8000 35,5 4 2 1 2500 16,1 5 1 4 3960 17,2 Σχήμα 3.3: Πίνακας υπολογισμού συνολικής ισχύος απαιτήσεων ρεύματος για τον όροφο. ΠΑΡΟΧΗ ΔΕΗ: Επειδή έχουμε μεγάλη ποσότητα φορτίου στην κατοικία, από τους κανονισμούς θα επιβληθεί η παροχή της ΔΕΗ να είναι τριφασική. Άρα μέσα στον σωλήνα έχουμε 5 αγωγούς για την παροχή και έναν αγωγό για το νυχτερινό τιμολόγιο που είναι ο πιλότος. Σύμφωνα με το πρότυπο ELOT HD 384 για 4-6 αγωγούς μέσα σε ένα σωλήνα έχουμε μείωση της μέγιστης έντασης ρεύματος κατά 80% για κάθε διατομή αγωγού του πίνακα κανονισμών των Ε.Λ.Ο.Τ. HD 384 που μας δίνει τις διατομές αγωγών (πίνακας 3.1). 52

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΤΑΣΗΣ: Με την μέθοδο της επιτρεπόμενης πτώσης τάσης θα υπολογίσουμε την πτώση τάσης στους αγωγούς που υπολογίσαμε με την μέθοδο της ασφαλούς λειτουργίας και θα ελέγξουμε αν η πτώση τάσης είναι μικρότερη από 1% όπως ορίζει το πρότυπο ELOT HD 384. Όπου: 4% πτώση τάσης σημαίνει: 4% (Τάση δικτύου) = 1% 230V = 9,2 V Δηλαδή η μέγιστη επιτρεπόμενη πτώση τάσης σε αγωγούς Ε.Η.Ε. είναι 9.2 V. Η πτώση τάσης στους αγωγούς Ε.Η.Ε. προκύπτει από τον τύπο: U 2 l I cos S n ρ = ειδική αντίσταση αγωγού (εδώ για τον χαλκό 0,017) l = μήκος αγωγού (m) Ι = ένταση ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό της γραμμής cosφ = συντελεστής ισχύος S = διατομή αγωγού(mm 2 ) n = αριθμός αγωγών στην ίδια φάση Δύο μεγέθη από την παραπάνω εξίσωση, την ένταση ρεύματος ( Α ) και την διατομή των αγωγών, τα υπολογίσαμε προηγουμένως με τη μέθοδο ασφαλούς λειτουργίας. Το cosφ της εκάστοτε κατανάλωσης είναι γνωστό σε γενικές γραμμές, αλλά και από τον πίνακα υπολογισμών ισχύος, οπότε καλούμαστε να βρούμε την απόσταση της κάθε γραμμής από τον πίνακα. Την λύση μπορεί να μας την δώσει πάλι το AutoCAD, εφόσον έχει τις σχετικές εντολές υπολογισμού αποστάσεων μεταξύ γραμμών και σχημάτων. Αφού ανοίξουμε πάλι την εφαρμογή μας και ανατρέξουμε στο αρχείο της εγκατάστασης, πηγαίνουμε στην οριζόντια μπάρα εντολών, στην εντολή dimension. 53

Σχήμα 3.4: Μενού εντολής dimension Όπως παρατηρούμε, το μενού της εντολής, έχει αρκετές παραμέτρους υπολογισμού διαστάσεων, από απλές διαστασιολογήσεις γραμμών, μέχρι υπολογισμό διαγώνιων, ακτίνες και μοίρες σε κύκλους και τόξα, αποστάσεις ελλειπτικών τροχιών κλπ. Ευνόητο γίνεται ότι εμείς στην δικιά μας περίπτωση δεν θα χρειαστούμε όλη αυτήν την πληθώρα δυνατοτήτων κι εντολών, παρά μόνον τα πολύ βασικά όπως την δεύτερη παράμετρο του μενού, το linear που υπολογίζει απλές διαστάσεις γραμμών. Κάνοντας επιλογή το linear και, βοηθούμενοι από την παράμετρο Osnap της κάτω μπάρας εντολών που αναφέραμε στο πρώτο κεφάλαιο, μπορούμε να κάνουμε διαστασιολόγηση του εκάστοτε τμήματος, όπως φαίνεται στο επόμενο σχήμα: 54