Bezpieczne instalacje elektryczne na placu budowy

Jakie przepisy prawne i techniczne powinny spełniać instalacje elektryczne na plac budowy?

Proces budowlany wykorzystuje wiele różnych technik wykonawczych w przestrzeni terenu budowy. W celu zapewnienia bezpiecznej i wydajnej pracy konieczne jest opracowanie planu działań, organizacji robót, wymagań BHP oraz wykazu niezbędnych maszyn i urządzeń. Zagadnienia te zostały określone w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas wykonywania robót budowlanych (Dz.U. nr 47, poz. 401). Reguluje ono tworzenie m.in. następujących dokumentów:

• Plan Zagospodarowania Placu Budowy (PZPB) – nieobowiązkowy schemat organizacji placu budowy, wspomagający organizację pracy oraz dobór sprzętu;
• Plan Bezpieczeństwa i Ochrony Zdrowia (BIOZ) – wymagany dla większości budów, definiujący procedury BHP i środki zapobiegawcze;
• Instrukcja Bezpiecznego Wykonywania Robót (IBWR) – szczegółowe wytyczne dla konkretnych prac, minimalizujące ryzyko wypadków.

Żaden z powyższych dokumentów nie koncentruje się jednak wprost na instalacji elektrycznej na placu budowy. Jest ona traktowana jako niezbędny element infrastruktury budowlanej, który jednocześnie generuje bardzo poważne zagrożenia, w tym: porażenie prądem elektrycznym, poparzenie, rażenie łukiem elektrycznym, a wreszcie pożar lub wybuch. Ryzyko ich wystąpienia dodatkowo zwiększają czynniki naturalne, takie jak opady atmosferyczne, kałuże, błoto i wilgoć, zanieczyszczenia materiałami budowlanymi, a także konstrukcje znajdujące się na terenie budowy, np. metalowe rusztowania, elementy dźwigów, zbrojenia stalowego i itp. Z tego względu tymczasowe instalacje elektryczne na terenie budowy należy projektować i eksploatować zgodnie z przepisami oraz zasadami BHP, a także stosować odpowiednie urządzenia zasilająco-rozdzielcze: rozdzielnice i sterownice wyspecjalizowane do pracy na placu budowy, zaprojektowane i zbudowane zgodnie z odpowiednimi normami technicznymi.

Instalacje elektryczne na placu budowy a dyrektywy i normy

Kraje UE, w tym Polska, są zobowiązane do dostosowania krajowego prawa do unijnych dyrektyw definiujących kluczowe wymagania prawne, pozostawiając szczegóły techniczne normom zharmonizowanym. Instalacja elektryczna na plac budowy powinna zapewnić wysoki poziom ochrony zdrowia i bezpieczeństwa ludzi, zwierząt domowych i mienia. Obowiązek ten wynika bezpośrednio z prawa UE.

Kluczowe dyrektywy

• Dyrektywa LVD 2014/35/UE – Dyrektywa niskonapięciowa (LVD) ma na celu zapewnienie bezpieczeństwa urządzeń elektrycznych, które pracują w zakresie napięcia od 50 do 1000 V prądu przemiennego oraz od 75 do 1500 V prądu stałego.
• Dyrektywa EMC 2014/30/UE – Dyrektywa dotycząca kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń.
• Dyrektywa RoHS 2011/65/UE – Dyrektywa dotycząca ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym, wdrożona w Polsce przez odpowiednie rozporządzenia.

Normy techniczne EN-PN są harmonizowane z odpowiednimi dyrektywami, a dla wyróżnienia w nazwie pojawia się HD. Dla instalacji na placu budowy kluczowa jest wieloczęściowa norma PN-HD 60364, a ściśle Część 7-704 tej normy, czyli PN-HD 60364-7-704: Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji oraz Instalacje na terenie budowy i rozbiórki. Część 7-704 należy stosować łącznie z wymaganiami części ogólnych PN-HD 60364 (Część 1: Wymagania podstawowe, Część 4: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa, Część 5: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego i Część 6: Sprawdzanie), w tym szczególnie istotne dla bezpieczeństwa są:

• PN-HD 60364-4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona przed porażeniem elektrycznym;
• PN-HD 60364-5-53: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego – Aparatura rozdzielcza i sterownicza.

Regulacje Części 7-704 dotyczą instalacji bezpośrednio służących budowie. Wymagań Części 7-704 nie stosuje się do instalacji znajdujących się w pomieszczeniach administracyjnych czy socjalnych na terenie budowy – do takich instalacji należy stosować odpowiednie inne Części 7-7xx.

Norma PN-HD 60364-7-704 odwołuje się do norm określających wymagania dla elementów z których składa się niskonapięciowa instalacja elektryczna na plac budowy. W takiej instalacji zasadniczo wyróżniamy dwie grupy urządzeń elektrycznych:

1. rozdzielnice i sterownice w normie określone jako zestawy ACS (Assembly for Construction Sides);
2. przewody do wykonania połączeń pomiędzy zestawami ACS.

Rozdzielnice i sterownice – zestawy ACS

W kwestii rozdzielnic i sterownic na plac budowy norma PN-HD 60364-7-704 nie pozostawia swobody, dopuszczając do stosowania jedynie zestawy ACS zaprojektowane i wykonane zgodnie z normą PN-EN 61439-4. Dla pełnej oceny zestawu ACS należy zastosować łącznie dwie części normy wieloczęściowej PN-EN 61439:

• PN-EN 61439-1: Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe – Postanowienia ogólne;
• PN-EN 61439-4: Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe – Wymagania dotyczące zestawów przeznaczonych do instalowania na placu budowy (ACS).

Uwaga: zestawy zainstalowane w pomieszczeniach administracyjnych i higieniczno-sanitarnych znajdujących się na terenie budowy, np. w szatniach, stołówkach czy biurach, nie podlegają wymaganiom Części 4 normy. W takich przypadkach stosuje się odpowiednie normy właściwe spośród Części 2-7 omawianej normy.

Przewody do wykonania połączeń pomiędzy zestawami ACS

Urządzeniami współtworzącymi instalacje elektryczne na placu budowy są również przewody do połączeń pomiędzy zestawami ACS. Połączenia mogą być wykonane przewodami z odpowiednio przygotowanymi końcówkami pod zaciski aparatury zasilającej lub odpływowej zestawu ACS albo zestawem przewodowym, czyli przewodem z zamontowanym osprzętem gniazdowym i wtykowym, potocznie zwanym przedłużaczem. Norma PN-HD 60364-7-704 daje dokładne instrukcje co do typu przewodu oraz osprzętu, jaki może być użyty do wykonania instalacji elektrycznej na plac budowy, i w tej kwestii odsyła do odpowiednich norm. Osprzęt gniazdowy i wtykowy IEC ma być zgodny z normą wieloczęściową PN-EN 60309, z jej Częściami 1 i 2 stosowanymi łącznie:

• PN-EN 60309-1: Wtyczki, gniazda wtyczkowe stałe lub przenośne i wtyki do instalacji przemysłowych – Wymagania ogólne;
• PN-EN 60309-2: Wtyczki, gniazda wtyczkowe stałe lub przenośne i wtyki do instalacji przemysłowych – Wymagania dotyczące kompatybilności wymiarowej wyrobów z zestykami tulejkowo-kołkowymi.

Przewody dopuszczone na plac budowy normą PN-HD 60364-7-704 muszą być zgodne z IEC 60245-4 typ 66. Krajowym odpowiednikiem tej normy jest PN-EN 50525-2-21 Przewody elektryczne – Niskonapięciowe przewody elektroenergetyczne na napięcie znamionowe nieprzekraczające 450/750 V (Uo/U); Przewody ogólnego zastosowania; Przewody giętkie o izolacji z elastomeru usieciowanego.

Przewodem odpowiednim do stosowania na placu budowy, produkowanym w oparciu o normę PN-EN 50525-2-21 oraz zgodnym ze specyfikacją typu 66 normy IEC 60245-4, jest przewód H07RN-F. Inny przewód, np. H05RR-F, choć jest zgodny z PN-EN 50525-2-21, nie odpowiada specyfikacji typu 66 i nie powinien być stosowany do instalacji na terenie budowy. Jest to co prawda przewód giętki w izolacji gumowej, ale o lżejszej konstrukcji i nieodporny na trudne warunki panujące na terenie budowy.

Czym się kierować przy doborze elementów instalacji elektrycznych na plac budowy?

Przestrzeganie wyżej przytoczonych, rygorystycznych aktów prawnych i norm technicznych to nie tylko formalność, lecz także realne zwiększenie bezpieczeństwa użytkownika oraz otoczenia dzięki wykluczeniu zagrożeń wynikających z przesyłania i użytkowania energii elektrycznej na placu budowy. Ilość wiedzy zawartej na setkach stron dokumentów, niezbędnej do zaprojektowania, zbudowania, a następnie zbadania rozdzielnicy, aby mogła pełnić funkcję zestawu ACS do pracy na placu budowy bez wątpienia czyni sam proces skomplikowanym. Wydaje się, że optymalnym rozwiązaniem jest zakup lub wynajem profesjonalnie przygotowanych zestawów ACS oraz użycie do połączeń przewodów w izolacji gumowej typu H07RN-F. W takim przypadku pozostanie jedynie wybór odpowiednich do potrzeb zestawów ACS i przewodów.

W procesie planowania kluczową rolę odgrywa Plan Zagospodarowania Placu Budowy (PZPB). Jego analiza pozwala z pewnym przybliżeniem wyznaczyć rozmieszczenie węzłów zasilania, w których powinny znaleźć się zestawy ACS odpowiedniego typu – czyli o odpowiedniej mocy nominalnej oraz ilości i rodzaju gniazd dopasowanych do charakteru odbiorników.

Współczynnik jednoczesności (k_j) jako narzędzie optymalizacji

Cechą charakterystyczną dla każdego typu zestawu ACS jest współczynnik jednoczesności k_j, zdefiniowany jako iloraz:

k_j = (moc znamionowa ACS) ÷ (suma mocy znamionowych zainstalowanych gniazd)

Współczynnik k_j pozwala dobrać dla każdego węzła typ zestawu ACS o cechach odpowiadających charakterze odbiorników z niego zasilanych. Może przyjmować wartości w przedziale 0-1, co oznacza, że suma mocy znamionowych gniazd jest nieraz wielokrotnie większa od mocy znamionowej ACS. Właściwy dobór współczynnika k_j pozwala na uniknięcie przewymiarowania instalacji, jednocześnie zachowując pełną jej wydajność. Temat jego doboru jest bardzo obszerny i należałoby mu poświęcić odrębne opracowanie, dlatego tutaj zostaną zasygnalizowane tylko ogólne zasady:

• dla drobnych odbiorników warsztatowych i elektronarzędzi zasilanych z jednofazowych gniazd 16A przyjmuje się k_j na poziomie 0,1-0,2. Urządzenia te rzadko pracują jednocześnie oraz z pełną mocą;
• dla gniazd trójfazowych 16A, ze względu na przyłączane odbiorniki, zaleca się współczynnik jednoczesności w zakresie 0,2-0,4;
• dla gniazd trójfazowych powyżej 16A warto rozważyć współczynnik k_j na poziomie 0,3-0,5;
• dla urządzeń dużych mocy – pomp, grzejników czy dźwigów zasilanych z gniazd 63A-125A, należy rozważyć współczynnik k_j = 1, co zagwarantuje stabilną pracę przy maksymalnym obciążeniu urządzenia.

Jak zaprojektować i użytkować instalacje elektryczne na placu budowy? Podsumowanie

Bez wątpienia planowanie instalacji na plac budowy i jej zmian w funkcji postępu prac i angażowania sprzętu jest wyzwaniem, tak samo jak jej eksploatacja. Dla uzyskania maksymalnej elastyczności i bezpieczeństwa powinniśmy zadbać, aby instalacja budowlana była wykonana w 100% z gniazdowo-wtykowych zestawów ACS, a połączenia przy pomocy przedłużaczy wykonanych z giętkich przewodów H07RN-F o odpowiednich przekrojach z fabrycznie zamontowanymi gniazdami i wtyczkami IEC (PN-EN 60309-2).

Sprawdzenie odbiorcze tak przygotowanej instalacji powinno być formalnością. Podobnie sprawdzenie okresowe, po upływie ustalonego, zależnego od wielkości ryzyka, czasu (min. co 6 miesięcy) i po każdej zmianie lub awarii, nie powinno być pracochłonne. Jest to możliwe ponieważ zestawy ACS wyposażone w gniazda odpływowe i wtyk zasilający można swobodnie przemieszczać, usuwać lub dostawiać, przebudowując instalacje zgodnie z warunkami zamienności w obrębie typoszeregu gniazd i wtyków IEC – pasujące do siebie gniazdo i wtyk posiadają te same cechy elektryczne, pomyłka jest wykluczona, taka instalacja po przebudowie zachowuje atrybuty wcześniejszej, nie ulegają zmianie schematy elektryczne zestawów ACS, a co za tym idzie – bez zmian pozostają: zabezpieczenia przeciwporażeniowe, obciążalność gniazd, kolejność faz itd.