Wielka płyta – dostosowanie instalacji elektrycznych do współczesnych potrzeb i przepisów

W budynkach wielkopłytowych z lat 60. i 70. jest około 4 mln lokali mieszkalnych. Przez wiele lat w czasach PRL była to podstawowa technologia budowania. Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju szacuje, że mieszka w nich 12 mln Polaków. Budynki te w większości przypadków wymagają pilnej modernizacji. Powinna ona dotyczyć wszystkich branż, nie tylko budowlanej. Prowadzone na dość szeroką skalę docieplenia elewacji i wymiana stolarki okiennej oraz instalacji centralnego ogrzewania są działaniami w dobrym kierunku, ale nie rozwiązują całości problemu. Paradoksalnie montowanie szczelnych okien powoduje zakłócenie efektywności wentylacji grawitacyjnej, dotychczas wspomaganej przez nieszczelność okien. Jednym z ważniejszych, ale trudnych problemów jest modernizacja instalacji elektrycznych. Tym niemniej rozwiązanie tego problemu jest konieczne. W większości budynków z wielkiej płyty instalacje elektryczne nie odpowiadają współczes­nemu poziomowi techniki, a ich stan wymaga pilnych działań zaradczych. Ponadto instalacje te z punktu widzenia mocy zapotrzebowanej nie są dostosowane do obecnych potrzeb przeciętnego gospodarstwa domowego. Należy pamiętać, że od stanu instalacji elektrycznych w budynku zależy nie tylko bezpieczeństwo mieszkańców, ale również bezpieczeństwo pożarowe obiektu. W Polsce w dalszym ciągu zdarza się kilkakrotnie więcej przypadków porażenia prądem elektrycznym niż w krajach starej Unii. Wiele z  nich ma miejsce w pomieszczeniach mieszkalnych. Także wiele pożarów wywoływanych jest przez niesprawne instalacje i urządzenia elektryczne.

Przebudowa instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych wymaga nie tylko działań technicznych, ale i organizacyjnych. Optymalnym rozwiązaniem jest jednoczesne zmodernizowanie instalacji w całym budynku. Prace powinny objąć pomieszczenia użytkowane wspólnie, lokale mieszkalne i lokale niemieszkalne, jeżeli takie występują w budynku. Tymczasem sprawa napotyka opory ze strony części mieszkańców, dla których perspektywa rujnacji mieszkania jest przerażająca. O ile nikt nie ma wątpliwości, że w przypadku modernizacji instalacji centralnego ogrzewania, czy też instalacji wodno-kanalizacyjnej prace muszą być wykonane jednocześnie w całym budynku, o tyle w odniesieniu do instalacji elektrycznych nie dla wszystkich jest to takie oczywiste. Drogą do rozwiązania problemu jest umiejętnie prowadzona akcja informacyjna. Jednoczesne wykonanie prac we wszystkich lokalach i w części wspólnej jest ze wszech miar wskazane ze względów technicznych, pozwalając również zoptymalizować ich koszty.

Rys. 1 Przykład zasilania lokali mieszkalnych typowy dla budynków z wielkiej płyty – u góry lokal z dwoma obwodami, poniżej lokal z wydzielonym obwodem dla pralki R, S, T – przewody fazowe (obecnie L1, L2, L3): 0 – przewód zerowy (obecnie PEN), B1 zabezpieczenia odpływów do lokali mieszkalnych, L – liczniki energii elektrycznej, B2 – zabezpieczenia obwodów zasilających wypusty oświetleniowe oraz gniazda wtyczkowe ogólnego przeznaczenia, B3 – zabezpieczenie dedykowanego obwodu zasilającego gniazdo wtyczkowe w łazience do przyłączenia pralki

Przepisy

Zgodnie z ustawą – Prawo budowlane [1] do obowiązków zarządcy (lub właściciela) budynku należy m.in. utrzymywanie w należytym stanie technicznym całego obiektu, a do użytkowników (właścicieli) lokali – dbanie o należyty stan instalacji w zajmowanych pomieszczeniach i udostępnianie ich do okresowych przeglądów kontrolnych. Utrzymanie w należytym stanie instalacji elektrycznych wiąże się, oprócz przeprowadzanych kontroli, także w wielu przypadkach z koniecznością remontu lub przebudowy. Jak wspomniano, w budynkach z wielkiej płyty konieczność wprowadzenia zmian spowodowana jest w wielu przypadkach złym stanem technicznym instalacji, a także koniecznością dostosowania starszych rozwiązań do nowych obecnie obowiązujących przepisów oraz potrzeb. Rozporządzenie z 2002 r. [2] określa warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Uregulowania w nim zawarte stosuje się przy projektowaniu i budowie (rozbudowie, przebudowie itp.) budynków oraz budowli, a także związanych z nimi urządzeń budowlanych. Dotyczy ono również obiektów istniejących i już użytkowanych w zakresie bezpieczeństwa pod względem pożarowym oraz oświetlenia awaryjnego, jeżeli niespełnienie tych przepisów zagrażałoby życiu ludzi.

Podobne zalecenia zawiera rozporządzenie z 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych [3].

Z punktu widzenia formalnego (§ 2 rozporządzenia [2]) istniejąca instalacja w budynku musi być dostosowana do obecnych przepisów w przypadku jego przebudowy lub zmiany użytkowania. Natomiast przesłanki techniczne oraz względy bezpieczeństwa skłaniają do pilnego dostosowania starych instalacji elektrycznych do aktualnych potrzeb oraz przepisów.

W  zakresie instalacji telekomunikacyjnych w wymienionym rozporządzeniu istnieje zapis o charakterze ogólnym (§ 56) nakazujący wyposażanie m.in. wielorodzinnych budynków mieszkalnych w instalację telekomunikacyjną oraz w miarę potrzeby również w instalację sygnalizacji dzwonkowej lub domofonowej zapewniającą ochronę budynku przed dostępem osób nieuprawnionych. Ponadto jak wspomniano, budynki powinny być wyposażane w instalacje telekomunikacyjne zgodnie z postanowieniami zawartymi w rozdziale 8a rozporządzenia [2].

Rys. 2 Jednofazowe zasilanie lokalu mieszkalnego po modernizacji – instalacja podzielona na trzy obwody: B – wyłącznik nadmiarowy (zabezpieczenie odgałęzienia od pionu),  L – licznik energii elektrycznej  usytuowany poza lokalem mieszkalnym, WR – wyłącznik różnicowo-prądowy, WN – wyłącznik nadmiarowy (zabezpieczenie obwodów)

Współczesne potrzeby

W porównaniu z latami, w których budowano domy z wielkiej płyty, ze względu na poziom wyposażenia w sprzęty elektryczne mieszkań jest to skok ilościowy. Ze zwiększoną liczbą odbiorników wiąże się zarówno wzrost zapotrzebowania na energię, jak i potrzeba większej liczby obwodów dla zasilania gniazd wtyczkowych przede wszystkim w kuchni, a także w pokojach. Dane dotyczące zużycia energii elektrycznej przez domowe urządzenia zestawiono w tabl. 1.

Tabl. 1 Średnie roczne zużycie energii elektrycznej w kWh przez domowy sprzęt AGD i RTV w zależności od liczby zamieszkujących osób (wg danych opublikowanych przez RWE Polska)

Stan istniejący

Obecny stan instalacji elektrycznych w budynkach z wielkiej płyty jest zróżnicowany i zależy od roku budowy, a także od dokumentacji projektowej i przedsiębiorstwa wykonawczego. Ogólnie rzecz biorąc, większość pionów posiada zbyt małe przekroje przewodów, a ponadto wykonane są z przewodów aluminiowych. Występują przypadki, w których pion wykonany jest z  trzech przewodów fazowych ADY 10 mm² i jednego przewodu zerowego ADY 6 mm² i zasila 24 lokale. Obciążalność takiej linii wynosi zaledwie 39A (ułożenie B1 w rurze pod tynkiem wg PN-IEC 60364-5-523:2001). W przeliczeniu na moc stanowi to około 22 kW, czyli mniej niż 1 kW na lokal. Przy obecnym wyposażeniu w sprzęty elektryczne jest to zbyt mało i pion taki wymaga pilnej wymiany. Podobnie wymiany wymagają odgałęzienia od pionów do lokali wykonane np. przewodami typu YADyp 2 x 4 mm² ułożonymi w spoi­nach styku ścian i stropu. Zwraca uwagę brak w pionie i w jego odgałęzieniach wydzielonej żyły ochronnej (rys. 1). Budynki z fabryk domów były wznoszone i wyposażane w instalacje elektryczne w latach, w których miedź była zaliczana do materiałów o znaczeniu strategicznym. Dlatego w wielu budynkach instalacje są wykonane przewodami z żyłami aluminiowymi nawet w przypadku małych przekrojów żył, np. 1,5 mm². Instalacja taka sprawia sporo kłopotów eksploatacyjnych. Dotyczą one łamiących się końcówek przewodów, luzowania się połączeń skręcanych w gniazdach wtyczkowych i łącznikach, a także w puszkach rozgałęźnych i w zacis­kach tablic rozdzielczych. Dzieje się tak, ponieważ aluminium jest metalem kruchym. Luzujące się styki trzeba często dokręcać, aby zapobiec ich iskrzeniu i wypalaniu, które mogą powodować przerwy w dopływie prądu, a także być przyczyną pożaru. Związanym z instalacjami elektrycznymi problemem jest sprawa wyposażenia budynku w instalacje telekomunikacyjne. Powinny one odpowiadać postanowieniom zawartym w rozdziale 8a rozporządzenia [2] i zapewniać swobodne świadczenie usług przez wszystkich operatorów. W przeszłości w niektórych obiektach wraz z instalacjami elektrycznymi układane były instalacje telefoniczne złożone z łączówki umieszczonej na parterze na klatce schodowej oraz instalacji doprowadzonej do poszczególnych lokali. Instalacja taka była ułożona w rurkach z przewodami teletechnicznymi z żyłami miedzianymi. W budynkach wielorodzinnych instalowano instalacje antenowe połączone z centralną anteną radiowo-telewizyjną usytuowaną na dachu. Dotyczy to także omawianych budynków z prefabrykatów. Przy wymianie starych instalacji ważną sprawą jest ustalenie stanu istniejącego. Dlatego przed przystąpieniem do jakichkolwiek działań niezbędne jest dokonanie fachowej oceny instalacji elektrycznych w budynku.Opracowania ekspertyzy mogą podjąć się niezależni eksperci lub też specjaliści zrzeszeni w Izbie Rzeczoznawców Stowarzyszenia Elektryków Polskich. O pomoc w znalezieniu eksperta można się także zwrócić do okręgowej izby inżynierów budownictwa. Przedmiotem oceny połączonej z wykonywaniem pomiarów powinno być określenie stanu technicznego istniejących instalacji ze wskazaniem niezbędnych działań dla doprowadzenia ich do stanu zgodnego z potrzebami i przepisami.

Rys. 3 Trójfazowe zasilanie lokalu mieszkalnego po modernizacji – instalacja podzielona na cztery obwody w tym jeden trójfazowy: B – wyłącznik nadmiarowy (zabezpieczenie odgałęzienia od pionu),  L – licznik energii elektrycznej  usytuowany poza lokalem mieszkalnym, WR – wyłącznik różnicowo-prądowy, WN – wyłącznik nadmiarowy (zabezpieczenie obwodów)

Działania naprawcze

Przebudowana instalacja elektryczna musi być zgodna z  przepisami określonymi w rozporządzeniu z 2002 r. [2] oraz przywołanymi w nim Polskimi Normami. Większość budynków z wielkiej płyty jest zasilana z sieci w układzie TN-C. Jest to sieć czteroprzewodowa, w której występuje wspólny przewód ochronno-neutralny PEN. Zgodnie z postanowieniami przepisów [2] wspólny przewód ochronno-neutralny w instalacji ułożonej na stałe powinien mieć przekrój żyły miedzianej (Cu) nie mniejszy niż 10 mm² lub aluminiowej (Al) 16 mm², czyli w większości obwodów dużo większy niż przekroje żył fazowych. Aby tego uniknąć, należy stosować układy TN-S lub TN-C-S (pięcioprzewodowe). W obu tych przypadkach przewód ochronno-neutralny PEN rozdziela się na dwa niezależne przewody: ochronny PE i neutralny N.

Ponadto rozdzielenie przewodu PEN pozwala zlikwidować wiele niepożądanych zjawisk, takich jak:

– możliwość pojawienia się napięcia fazowego (230 V) na metalowych obudowach odbiorników w przypadku przerwania przewodu PEN;

– przepływ w przewodzie PEN prądów wyrównawczych wywołanych niesymetrią obciążeń skutkujących pojawieniem się napięć w przewodzie PEN¹ niekorzystnych dla odbiorników.

Rozdział przewodu ochronno-neutralnego PEN na dwa odrębne przewody spełniające różne funkcje (przewód ochronny PE i neutralny N) w przypadku układu TN-C-S powinien mieć miejsce w złączu lub w głównej rozdzielnicy budynku. Punkt tego rozdziału musi być uziemiony dla utrzymywania potencjału ziemi na przewodzie ochronnym PE. Przewód ochronny PE powinien być ponadto uziemiony także w innych możliwych punktach. Wielokrotne uziemianie przewodu PE zapewnia lepszą ochronę od porażeń oraz ogranicza asymetrię napięć podczas zwarć.

W szczególnych przypadkach mogą występować inne systemy TT lub IT – sprawa leży w gestii miejscowego zakładu energetycznego.

W systemie TN-S wszystkie wewnętrzne linie zasilające trójfazowe (400 V) muszą mieć pięć przewodów: trzy przewody fazowe (L1, L2, L3), przewód neutralny (N) oraz przewód ochronny (PE).

W przewodzie ochronnym PE nie wolno umieszczać żadnych urządzeń zabezpieczających ani innych. Ciągłość przewodu PE decyduje m.in. o skuteczności ochrony od porażeń.

Przekroje przewodów w obwodach odbiorczych oraz w liniach zasilających rozdzielnice dobiera się do aktualnego obciążenia. Wszystkie bezpieczniki topikowe w obwodach odbiorczych należy zastąpić wyłącznikami nadprądowymi. W głównej rozdzielnicy należy zainstalować ochronniki przepięciowe I oraz II stopnia. Za zgodą dostawcy energii ochronniki I stopnia można zainstalować w złączu.

Rys. 4 Zasada łączenia lokali z pionem w przypadku modernizacji instalacji elektrycznych tylko w części w mieszkań; wlz – wewnętrzna linia zasilająca (pion)

Dostosowanie instalacji do nowych przepisów wymaga wykonania głównych oraz dodatkowych połączeń wyrównawczych ochronnych, tzn. połączenia ze sobą wszystkich metalowych rurociągów instalacyjnych, przewodu ochronnego instalacji elektrycznej oraz uziomów i zbrojeń budynku. Główne połączenie wyrównawcze ochronne wykonuje się w pobliżu miejsca wprowadzenia rurociągów do budynków, zwykle w części podziemnej. Dodatkowe połączenia wyrównawcze ochronne wykonuje się natomiast w miejscach zwiększonego zagrożenia przede wszystkim w łazienkach. Jak wspomniano, przebudowa instalacji powinna objąć zarówno linie zasilające i rozdzielnice, jak też instalacje odbiorcze. W większości przypadków istniejąca instalacja wymaga całkowitej wymiany.Najłatwiej jest zastąpić ją nową instalacją ułożoną pod tynkiem lub w tynku. Jednak w przypadku wielkiej płyty jest to bardzo skompliko­wane zadanie. Betonowe prefabrykaty nie są pokryte odpowiednio grubą warstwą tynku, a więc wymagają frezowania bruzd, co nie zawsze jest możliwe, ponieważ może prowadzić do osłabienia konstrukcji ścian. Najprościej jest nową instalację ułożyć w listwach na tynku bez wyrywania starej instalacji ze ścian. Zgodnie z przepisami instalację elektryczną po remoncie lub przebudowie powinny charakteryzować następujące rozwiązania:

1. Odrębne przewody ochronne (PE) w izolacji żółto-zielonej i neutralne (N) w izolacji niebieskiej.

2. Przewody fazowe w izolacji dowolnego koloru (zwykle brązowa, czarna i szara) poza kolorami niebieskim i żółto-zielonym.

3. Wszystkie przewody z żyłami miedzianymi.

4. Obwody jednofazowe 230 V wykonane jako trzyprzewodowe, a obwody trójfazowe jako pięcioprzewodowe.

5. W obwodach odbiorczych zabezpieczenia nadprądowe dostosowane do przekroju przewodów i obciążenia obwodu oraz zabezpieczenia ochronne różnicowoprądowe na znamionowy prąd różnicowy 30 mA. Zabezpieczenia powinny spełniać zasadę selektywności.

6. Centralny wyłącznik ochronny różnicowoprądowy na znamionowy prąd różnicowy 300 lub 500 mA umieszczony w głównej rozdziel­nicy budynku.

7. Główne i dodatkowe połączenia wyrównawcze ochronne.

8. Wszystkie gniazda wtyczkowe ze stykiem ochronnym.

9. Ochronniki przeciwprzepięciowe I oraz II klasy.

Przy doborze pionów i bilansowaniu mocy zapotrzebowanej można posłużyć się wskazówkami zawartymi w prenormie SEP [8] (tabl. 2).

Tabl. 2 Zapotrzebowanie mocy w wielorodzinnych budynkach mieszkalnych dla wewnętrznych linii zasilających (wg [8])

W zależności od potrzeb poszczególne lokale mieszkalne należy zasilać jednofazowo (trzy przewody) – rys. 2, lub trójfazowo (pięć przewodów) – rys. 3. Należy przy tym pamiętać, że zgodnie z rozporządzeniem [2] liczniki pomiaru energii elektrycznej należy przenieść poza lokale mieszkalne i umieścić je np. na klatkach schodowych w zamykanych szafkach dostępnych dla pracowników zakładu energetycznego, a niedostępnych dla osób postronnych. Dotyczy to przede wszystkim budynków wzniesionych w systemie WK70. Natomiast w większości pozostałych obiektów z wielkiej płyty warunek ten jest już spełniony.

Przeprowadzenie prac w poszczególnych lokalach wymaga uczestnictwa wszystkich mieszkańców – najemców lub właścicieli lokali. Sprawa warta jest podjęcia starań, gdyż jednoczesne przeprowadzenie wszystkich prac pozwala obniżyć ich koszty oraz uniknąć sytuacji nieprawidłowej technicznie, jaką jest pozostawienie starej instalacji w mieszkaniach przy zmodernizowanych pionach lub wewnętrznych liniach zasilających (WLZ). W takiej sytuacji należy połączyć przewody neutralny N i ochronny PE pionu ze sobą i z uziomem, a do przewodu PE przyłączyć przewody ochronne i neutralne PEN w niezmodernizowanych instalacjach (rys. 4).

Gorszą sytuację stwarza zmodernizowana instalacja w mieszkaniach przy niezmienionych pionach.W takim przypadku przewód ochronny nie ma bezpośredniego połączenia z pionem i uziomem. Dzieje się tak w wielu przypadkach przy remontach przeprowadzanych tylko w niektórych lokalach.

Przy wymianie instalacji w mieszkaniach wskazane jest zwiększenie liczby gniazd wtyczkowych. Wytyczne w tym zakresie zawiera tabl. 3.

Tabl. 3 Minimalna zalecana liczba gniazd i wypustów zakończonych puszką (wg wytycznych Stowarzyszenia Elektryków Polskich)

Janusz Strzyżewski

Bibliografia

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane (t.j. Dz.U. z 2013 r. poz. 1409 – aktualizowany na bieżąco tekst ustawy jest dostępny na stronie GUNB www.gunb.gov.pl).

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z późn. zm. – aktualizowany na bieżąco tekst rozporządzenia jest dostępny na stronie GUNB www.gunb.gov.pl).

3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (Dz.U. z 1999 r. Nr 74, poz. 836) uaktualnione rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 27 listopada 2009 r. zmieniającym rozporządzenie w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (Dz.U. z 2009 r. Nr 205, poz. 1584).

4. PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym.

5. PN-HD 60364-5-54:2010 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-54: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Uziemienia, przewody ochronne i przewody połączeń ochronnych.

6. PN-IEC 60364-4-443:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych – Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed przepięciami – Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniowymi.

7. PN-HD 60364-6:2008 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie.

8. Prenorma SEP P SEP-E-0002 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych – Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych – Podstawy planowania,

Warszawa 2002. 

¹ Dotyczy to przede wszystkim urządzeń elektronicznych.