Wprowadzenie
Stacje transformatorowe wolnostojące są częstym rozwiązaniem stosowanym przede wszystkim na obiektach przemysłowych posiadających wystarczająco miejsca terenie zewnętrznym. Ich zaletą jest ograniczenie dostępu przez osoby postronne poprzez wyniesienie stacji poza zasięg przebywania większości ludzi, oddalenie stacji od miejsc stałego przebywania ludzi oraz uzyskanie dodatkowego miejsca wewnątrz budynków głównych.
Jednocześnie, jak każdy element systemu elektroenergetycznego, kontenerowym stacją transformatorowym stawiany jest szereg wymagań w zakresie. W niniejszym artykule skupimy się na kwestii lokalizacji stacji na terenie zewnętrznym.
1. Wykonanie stacji transformatorowej wolnostojącej.
Wolnostojąca stacja transformatorowa jest gotowym prefabrykowanym kontenerem typowo wykonywanym z betonu lub płyt stalowych warstwowych. Dodatkowym elementem stacji jest fundament, który wykonywany jest typowo jako osobna konstrukcja betonowa lub bloczki fundamentowe. Dach stacji, w zależności od technologii i typu stacji może być zdejmowalny lub niezdejmowalnym z ewentualnymi dodatkowymi nakładkami.
2. Klasy odporności ogniowej.
Głównym wymogiem na którym się skupia podczas doboru lokalizacji stacji transformatorowej kontenerowej jest usytuowanie względem innych obiektów pod kątem pożarowym. Dlatego, na początek, należałoby zrobić małe wprowadzenie techniczne z informacją na temat klas pożarowych.
Podstawą do klasyfikacji pożarowej elementów stacji jest norma PN-EN 13501-2: Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Część 2: klasyfikacja na podstawie badań odporności ogniowej, z wyłączeniem instalacji wentylacyjnej. W niej znajduje się definicja trzech symboli używanych określenia klasy odporności ogniowej:
– R (nośność ogniowa) – jest to zdolność elementu konstrukcji do wytrzymania oddziaływania ognia przy określonych oddziaływaniach mechanicznych na jedna lub więcej powierzchni przez określony czas, bez utraty nośności;
– E (szczelność ogniowa) – sjest to zdolność elementu konstrukcji, który pełni funkcję oddzielającą, do wstrzymywania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia na stronę nienagrzewaną w wyniku przeniknięcia płomieni i gorących gazów; mogą one powodować zapalenie albo powierzchni nagrzewanej albo jakiegokolwiek materiału będącego w sąsiedztwie tej powierzchni;
– I (izolacyjność ogniowa) – jest to zdolność elementu konstrukcji do wytrzymywania oddziaływania ognia tylko z jednej strony, bez przeniesienia ognia w wyniku znaczącego przepływu ciepła ze strony nagrzewanej na stronę nienagrzewaną; przenoszenie powinno być ograniczone tak, żeby powierzchnia nienagrzewana ani jakikolwiek materiał będący w jej otoczeniu, nie zapalił się; element powinien również stanowić również barierę dla ciepła, wystarczającą do ochrony ludzi w jego pobliżu.
Przy doborze konstrukcji stacji oraz określeniu wymogów do niej stosowanych należy pamiętać o powyższej klasyfikacji oraz funkcjach pełnionych przez poszczególne elementy stacji (na przykład typowo w stacjach betonowych cała ściana jest elementem nośnym).
3. Wymagania w zakresie lokalizacji stacji transformatorowej wolnostojącej pod kątem wymogów pożarowych.
Podstawa prawną do wyznaczenia odpowiedniego miejsca rozmieszczenia abonenckiej stacji transformatorowej na działce jest Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Z § 209 wynika, że stacje transformatorowe wolnostojące zaliczamy do kategorii budynków PM. Z kolei § 271 wyznacza minimalne dopuszczalne odległości pomiędzy budynkami, w tym dla budynków kategorii PM w zależności od wartości gęstości obciążenia ogniowego. W wyżej wspominanym paragrafie możemy tabelkę z tymi odległościami przedstawioną niżej.
Tabelka 1 – Dopuszczalne minimalne odległości między zewnętrznymi ścianami budynków niebędącymi ścianami oddzielenia przeciwpożarowego, a mającymi na powierzchni większej niż 65% klasę odporności ogniowej.
Informacje na temat pojawiającego się tutaj parametru gęstości obciążenia ogniowego można znaleźć w normie PN-B-02852.
Parametr ten, w przypadku stacji transformatorowych, przede wszystkim uzależniony jest od typu stasowanego transformatora. Transformatory suche żywiczne, w tym transformatory dostępne w ofercie EG System, typowo wykonywane są z materiałów nie podtrzymujących ogień (samogasnących). Dlatego ogólnoprzyjętą praktyką jest przyjmowanie dla stacji z transformatorami suchymi żywicznymi parametru Qd <500 MJ/m2. Równocześnie stacje z transformatorami olejowymi wypełnionymi olejem mineralnym lub estrami już wymagają obliczenia gęstości obciążenia ogniowego. Poniżej znajduje się przykład obliczenia Qd dla typowej stacji transformatorowej o wymiarach zewnętrznych 4,2m x 2,6m (powierzchnia rzutu poziomego 9,35m2)z transformatorem olejowym 630kVA z estrem naturalnym.
Gęstość obciążenia ogniowego Qd w przypadku zamontowania w stacji transformatora olejowego hermetycznego z estrem naturalnym będzie wynosiła:
gdzie:
Qd – gęstość obciążenia ogniowego stacji transformatorowej, w [MJ/m2],
n – liczba materiałów palnych zgromadzonych w budynku stacji, w [-],
F – powierzchnia rzutu poziomego budynku stacji, w [m2],
Gi – masa poszczególnych materiałów palnych zgromadzonych w stacji, w [kg],
Qci – ciepło spalania poszczególnych materiałów palnych zgromadzonych w budynku stacji, w [MJ/kg] – dla estru naturalnego można przyjmować wartość Qc = 39 MJ/kg
Z obliczonymi wartościami gęstości obciążenia ogniowego możemy wrócić do wytycznych Rozporządzenia oraz doboru usytuowania stacji transformatorowej względem innych budynków:
– w przypadku stacji z transformatorem suchym żywicznym (Qd < 500 MJ/m2) możemy postawić stację w odległości min 8m od innych budynków (pod warunkiem, że one nie posiadają większej wartości Qd),
– w przypadku stacji z transformatorem olejowym przyjętym do naszych obliczeń możemy postawić stację w odległości min 15m od innych budynków.
Gdy musimy/chcemy postawić stacji transformatorowej w odległości mniejszej niż wymienione wyżej – koniecznym jest stosowanie ścian oddzielenia pożarowego. W takiej sytuacji przyda się informacja z punktu 2 danego artykułu oraz § 212 i § 216 Rozporządzenia. § 212 wprowadza klasyfikację budynków pod kątem gęstości obciążenia pożarowego – klasyfikacja ta przedstawiona w talii niżej.
Tabelka 2 – Wymaganą klasę odporności pożarowej dla budynku PM oraz IN.
§ 216 z kolei wyznacza wymogi do klas elementów budynku (definicja liter w tych klasach opisana w punkcie 2 artykułu).
Tabelka 3 – Wymaganą do elementów budynku, odpowiednio do jego klasy odporności pożarowej.
Z tabelki 2 wynika to, że przykładowa stację z transformatorem olejowym musimy zaliczyć do klasy „B”. Tabelka 3 dla tej klasy ma wymóg stosowania konstrukcji głównej nośnej R120. Równocześnie, na przykład w przypadku stacji betonowych, uzyskanie klasy R120 również wiązy się z posiadaniem także klasy EI120, więc typowo w takim układzie stosowane są ściany o klasie REI120.
4. Wolnostojąca stacja transformatorowa a nieprzekraczalna linia zabudowy.
Z samej nazwy pojęcia „nieprzekraczalnej linii zabudowy” wynika jego definicja – jest to wyznaczona przepisami prawa linia wyznaczająca i zapewniająca minimalna odległość do innych obiektów oraz przekroczenie której przez obiekt budowlany jest niedozwolone.
Przy rozmieszczeniu stacji transformatorowej na terenie działki należy pamiętać o tym, że abonencka stacja transformatorowa również jest obiektem budowlanym oraz nie zmowę ona zostać zlokalizowana za nieprzekraczalną linią zabudowy [1].
5. Wolnostojąca stacja transformatorowa a granica działki niezabudowanej.
W temacie odległości wolnostojącej stacji transformatorowej do granicy działki niezbudowanej decyduje wspominane już nie raz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Mianowicie § 272 tego artykułu mówi nam, że jeśli nie stosujemy ścian oddzielenia przeciwpożarowego (REI), to za minimalną odległość przyjmujemy połowę odległości dla budynku PM o Qd większą od 1000 MJ/m2, lecz nie większą niż 4000 MJ/m2. Z tabelki 2 wnioskujemy, że odległość ta ma wynosić conajmiej 7,5m.
Równocześnie ust. 3 tego samego paragrafu mówi, że „Budynek usytuowany bezpośrednio przy granicy działki powinien mieć od strony sąsiedniej działki ścianę oddzielenia przeciwpożarowego o klasie odporności ogniowej określonej w § 232 ust. 4 i 5.”
Podsumowanie – Jak Prawidłowo Rozmieszczać Stacje Transformatorowe?
Stacje transformatorowe wolnostojące to popularne rozwiązanie, które wymaga spełnienia konkretnych wymogów prawnych i pożarowych.
Najważniejsze kwestie to:
- Prawidłowe określenie odległości od innych budynków,
- Obliczenie gęstości obciążenia ogniowego (Qd),
- Uwzględnienie wymaganej klasy odporności ogniowej,
- Zachowanie odpowiednich odległości od granicy działki i linii zabudowy.
Planujesz realizację stacji transformatorowej? Eksperci EG System służą pomocą w doborze optymalnych rozwiązań i spełnieniu wszystkich wymogów formalnych.