Существует несколько категорий зданий, электропроект для которых должен включать расчёт аварийного освещения. Как правило, это торговые, административные или общественные помещения, а также любой иной объект, относящийся к первой или второй категориям надёжности.
В виду того, что питание аварийных цепей должно быть независящим от перебоев в основной линии электроснабжения, их расчёт сопровождается разработкой блоков бесперебойного питания. Техническая реализация резервного электроснабжения может быть любой, но наиболее востребованы аккумуляторные системы.
Виды аварийного освещения
В зданиях, где постоянно находятся люди, не должно возникать ситуаций с полным отключением освещения. Для таких объектов в проекте электрики предусматривают возможность аварийной подсветки путей эвакуации и особо опасных помещений.
На схеме: Структура аварийного освещения
В общем случае, сети освещения для аварийного режима делятся на две базовые категории:
- эвакуационные;
- резервные.
В свою очередь, различают несколько видов эвакуационного освещения:
- освещение маршрутов эвакуации;
- специальная подсветка, предназначенная для предотвращения паники;
- освещение зон, в которых присутствуют факторы повышенной опасности или установлено оборудование критического характера.
Подсветка путей эвакуации обязательна для всех общественных и административных зданий и по схеме организации зависит от количества человек, покидающих здание в экстренном порядке:
- до 50 человек – подсвечиваются только аварийные выходы и опасные участки;
- свыше 50 человек – весь маршрут эвакуации;
- свыше 100 – полностью маршрут и помещения без естественного освещения.
Кроме этого, в двух последних случаях аварийные выходы должны быть отмечены специальными светильниками с указателями «Выход».
Уровни освещённости, создаваемые светильниками эвакуационных цепей освещения, специфицированы для каждого конкретного случая:
- для путей эвакуации – от 0.5 до 1 люкс;
- 10% от нормативного уровня в аварийных цепях технологических отсеков (но не менее 15 люкс);
- не менее 0.5 люкс вдоль всего маршрута и в помещениях большой площади (освещение для предотвращения паники).
Следует заметить, что необходимо контролировать не только минимальный, но и максимальный уровни освещённости, поскольку слишком контрастная подсветка значительно ухудшает ориентацию в пространстве. Согласно положениям СП 52.13330.2011, максимальное соотношение минимальных и максимальных уровней освещённости (E мин/Е макс) не должно превышать 1/40.
Время работы аварийных цепей освещения не должно быть менее 1 часа.
Перечисленные рекомендации по уровням освещения и длительности работы аварийных цепей определяют два основных параметра, по которым производится выбор мощности резервных источников питания.
Какие используются светильники
Чтобы точно рассчитать мощность резервной электростанции необходимо точно определиться с типом светильников, применяемых для организации аварийных цепей освещения, а также с режимами их работы.
По методу использования аварийные светильники делятся на следующие категории:
- постоянно активные (то есть, аварийная подсветка включена всегда);
- работающие только при аварийных ситуациях;
- питаемые от централизованных цепей электроснабжения (дополнительный ввод или резервный генератор).
- автономные.
Под «автономными» в данном случае подразумеваются осветительные приборы, обладающие встроенным источником энергии. Это может быть аккумулятор, заряжаемый в режиме ожидания, или батарейка. Режим работы таких источников освещения может быть как постоянный, так и импульсный.
Следующие два параметра, необходимые для расчёта аварийного освещения и резервной системы электроснабжения – суммарная мощность аварийной осветительной сети в режимах ожидания и аварийного срабатывания.
Отметим, что в виду активного внедрения светодиодных ламп и во все типы проектов освещения, базовые расчётные параметры могут существенно отличаться от стандартных методических рекомендаций, разработанных для люминесцентных ламп.
В среднем, удельная мощность, затрачиваемая на аварийное освещение равна 0.26-0.3 Вт/м2.
Таблица. Расчёт аварийных ламп и мощностей
Стоит обратить внимание, что в положениях СНиП 23 – 05 – 95 вместо монтажа специальных светильников с информационными надписями допускается использовать графические обозначения на стенах. Но в этом случае над каждым таким указателем должен быть установлен обычный аварийный светильник.
Виды резервных источников электропитания
В зависимости от типа проектируемой резервной сети могут применяться различные типы автономных источников энергоснабжения.
Тип и мощность аварийного освещения в этом случае не являются определяющими, но учитываются при расчёте максимальной мощности генератора или инвертора.
Для крупных серверных центров и телекоммуникационных узлов в качестве резервного источника выбирается, как правило, дизельный генератор (ДЭС), управляемый через АВР.
На производственных предприятиях объекты первой и второй категорий надёжности практически всегда снабжаются дополнительной независимой линией питания и двусторонним модулем автоматического ввода резерва.
Во всех остальных случаях используют аккумуляторные системы бесперебойного питания, выполненные в виде автономных модулей или как масштабируемый комплекс из инвертора, контроллера и набора аккумуляторов.
При использовании автономных установок необходимость в специальных расчётах отсутствует, поскольку в сопроводительной документации чётко определены активные и реактивные мощности резервирования.
Но при подключении наборной системы ИБП необходимо выполнить расчет емкости АКБ, исходя из которой определяется количество необходимых аккумуляторов.
Отметим, что для конкретных случаев использования аккумуляторно-инверторных систем существуют свои нюансы, изменяющие общую технологию расчёта. В этом обзоре рассматривается общий пример расчёта, приведенный с целью иллюстрации базовой методики.
Этапы расчёта резервной АКБ
Как уже было указано в предыдущих разделах статьи, исходными данными для расчёта резервного источника электропитания для аварийных систем являются следующие данные:
- ток потребления аварийной цепи в режиме ожидания (Iн1, в амперах);
- ток потребления в режиме срабатывания (Iн2, в амперах);
- длительность работы системы в режиме ожидания (в часах).
- длительность работы аварийной цепи в рабочем режиме (в часах).
Бесперебойное питание редко устанавливается только для аварийного освещения. Чаще всего, таким образом резервируется комплекс систем: пожарной, охранной и осветительной. При этом длительность рабочего периода выбирается по максимальному значению, что не всегда соответствует рекомендуемому 1 часу для аварийного освещения.
Требуемая общая ёмкость АКБ определяется по формуле:
,
где Кст – коэффициент, учитывающий старение и саморазряд аккумуляторной батареи.
Данный коэффициент определяется из графика, предоставляемого в сопроводительной документации на аккумуляторную батарею.
График разряда
Цифры 24 и 1 означают, что время работы в режиме ожидания и аварийного срабатывания соответственно.
Средний срок службы аккумуляторов, используемых в ИБП – 5 лет, из чего следует, что по истечению этого срока её ёмкость снизится до 70%. Значение коэффициента Кст в данном случае будет равно ~1.43 (100%/70%).
После подстановки исходных данных в формулу и выполнения расчёта получаем искомую ёмкость в А*ч.
Далее, по таблицам с техническими характеристиками, определяют требуемое количество аккумуляторов с округлением в большую сторону.
В заключение обзора отметим, что реальная схема подключения АКБ должна содержать устройство для автоматической подзарядки аккумуляторов, что далеко не так легко реализуемо на практике.
Схема резервного питания от аккумуляторного ИБП
Схема питания от ИБП с устройством для подзаряда
В виду чего в современных проектах аварийной подсветки всё чаще используют автономные светильники, оборудованные встроенными аккумуляторами, ёмкость которых достаточна для 3 часов работы в аварийном режиме.
