RAKENNUKSEN SÄHKÖVERKON JA LIITTYMÄN MITOITTAMINEN

Transkriptio

1 Julkaisija: Sähkötieto ry. Kustantaja: Sähköinfo Oy Harakantie 18, PL 55, Espoo Puhelin (09) Copyright: Sähkötieto ry. Kopioiminen sallittu omaan käyttöön. ST RAKENNUKSEN SÄHKÖ- VERKON JA LIITTYMÄN MITOITTAMINEN LAADITTU (Korvaa kortin ST, laadittu ) RAKENNUKSEN SÄHKÖVERKON JA LIITTYMÄN MITOITTAMINEN SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO 1.1 Yleistä 1.2 Tavoitteet ja sisältö 1.3 Määräykset, standardit ja ohjeet 1.4 Käsitteitä 2 LIITTYMINEN ERI SÄHKÖYHTIÖIDEN PIENJÄNNITEJAKELUVERKKOON 2.1 Yleiset ohjeet 2.2 Pääkaupunkiseudun verkkoyhtiöt Yleistä Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus 2.3 Muiden kaupunkien verkkoyhtiöt Yleistä Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus 2.4 Fortum-ryhmän verkkoyhtiöt Yleistä Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus 2.5 Vattenfall-ryhmän verkkoyhtiöt Yleistä Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus 2.6 Muut verkkoyhtiöt Yleistä Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus 3 MITOITETTAVIEN NELIÖ- JA HUIPPU- TEHOJEN MÄÄRITTÄMINEN ERI RAKENNUSTYYPEILLE 3.1 Eri rakennustyyppien todelliset kuormitukset kokemuksen mukaan 3.2 Asuintalot 3.3 Asuinrakennuksen huipputehon P hmax arviointi käytännössä Yleistä Mitoitushetken valinta ja samanaikaisen käytön todennäköisyyden arviointi Erityyppiset huoneiston huipputehon P hmax laskentatapaukset Asuinrakennuksen huipputehon P max arviointi Rakennuksen huipputehon P max laskenta yhden huoneiston huipputehon P hmax ja tasauskertoimen C(N h ) avulla 3.4 Tehontarpeen arviointi muissa rakennuksissa järjestelmittäin / laiteryhmittäin Ilmanvaihdon sähkötehon tarve, P ilmanvaihto Valaistuksen sähkötehon tarve, P valaistus Muiden lvi-laitteiden sähkötehon tarve, P muut lvi-laitteet Kojeiden ja laitteiden sähkötehon tarve, P koje ja laitteet Sähkölämmitysten sähkötehon tarve, P sähkölämmitykset Muiden sähkölaitteiden sähkötehon tarve, P muut 3.5 Sähkötehon mitoittaminen simuloimalla

2 4 LIITTYMISJOHDON VALINNAN PERUSTEET 4.1 Yleistä Johdon mekaanisten rasitusten kestävyys Johdon kuormitusvirran (I max ) kestävyys Johdon oikosulkuvirran (I th ja I dyn ) kestävyys Johdon jännitehäviön (u hmax ) rajoittaminen Riittävän oikosulkuvirran (I thmin ) turvaaminen Elinkaarikustannukset (K ek ) eli taloudellinen poikkipinta 4.2 Liittymisjohdon mitoitusvirran I rmax määrittäminen Liittymisjohdon mitoitustehon määritystavan valinta 4.3 Johdon lämpenemisen aikavakion ja huipputehojakson pituuden merkitys 4.4 Liittymisjohdon mitoitusvirran I max määrittäminen 4.5 Liittymisjohdon johdinpoikkipinnan valinta 5 LOISTEHON JA SÄRÖVIRRAN HUOMIOIMINEN LIITTYMÄN MITOITUKSESSA 5.1 Yleistä 5.2 Verkkoyhtiöiden asettamat vaatimukset kompensoinnille ja loistehon mittaukselle 5.3 Liittymän tuottaman särövirran rajoitus 1 JOHDANTO 1.1 Yleistä Tämä kortti on laadittu korvaamaan Suomen Sähkölaitosyhdistys ry:n (nykyinen Sähköenergialiitto ry Sener) Sähköurakointiohje n:o 5/1994. Kortissa on melko laajasti esitetty eri verkkoyhtiöiden keskeisimmät toimintaohjeet, jotta helpotettaisiin ohjeen käyttäjän työtä uusien liittymien suunnittelussa ja rakentamisessa. Kortissa käsitellään vain pienjänniteliittymiä. Käsiteltäviä asioita koskevat muuttuneet määräykset ja ohjeet on huomioitu. 1.2 Tavoitteet ja sisältö Verkkoyhtiöiden toimintaohjeet uuden liittymän suunnittelussa sekä rakentamisessa poikkeavat toisistaan eri yhtiöiden alueilla jonkin verran. Eroavaisuuksia on kortissa tuotu esiin lähinnä eri tyyppisten yhtiöryppäiden kautta luvussa 2. Verkkoyhtiöitä on jaettu viiteen ryhmään: pääkaupunkiseutu muut kaupungit Fortum-ryhmä Vattenfall-ryhmä muut verkkoyhtiöt. Rakennuksen sähköverkon ja liittymän mitoittamisessa on edelleenkin pyrittävä todellisen huipputehon selvittämiseen laskemalla se todellisten tehontarpeiden mukaan. Aina tämä ei ole mahdollista, sillä kun liittymän kokoa määritellään, ei välttämättä ole tiedossa muuta kuin rakennuksen laajuus ja käyttötarkoitus. Eri rakennustyyppien todellisten kuormituksien selvittämiseksi on tutkittu useiden satojen eri tyyppisten rakennuksien toteutuneita kulutus- ja tehotietoja ja yritetty muodostaa tällä tietomäärällä sekä aiemmalla kokemustiedolla jokaiselle rakennustyypille oma tehon- ja energiantarve rakennusneliölle. Kortin tekovaiheen aikana tehdyissä tutkimuksissa kävi kuitenkin ilmi, että aiempien rakennusten toteutunut tehontarve rakennusneliötä kohden vaihtelee käyttötarkoituksen, varustelutason yms. vuoksi niin paljon, ettei tältä pohjalta saa kuin karkeita arvioita neliötehoista. Luvussa kolme on tehomitoitusta lähestytty arvioimalla tehontarvetta järjestelmittäin ja laiteryhmittäin ja saatu näin yksilöllisempi ja taulukkolaskentaan soveliaampi menetelmä määritellä rakennuksen liittymäteho. Liittymisjohdon mitoitus- ja valintaperusteita on neljännessä luvussa tarkasteltu mekaanisen, kuormitusvirran ja oikosulkuvirran kestävyyden, jännitehäviön rajoittamisen, oikosulkutapauksissa riittävän oikosulkuvirran sekä elinkaarikustannusten mukaan. Viidennessä luvussa käsitellään pääasiassa eri verkkoyhtiöiden vaatimuksia loistehon mittaukseen ja kompensoinnin sallituista vapaaosuuksista. 1.3 Määräykset, standardit ja ohjeet Sähkömarkkina- ja sähköturvallisuuslait ovat keskeisimpiä liittymän rakentamista ja käyttöä ohjaavia lakeja, joiden määräysten tai lakien perusteella annettujen ohjeiden mukaisesti pitää toimia. Sähkömarkkinalain (386/95) tarkoituksena on varmistaa edellytykset tehokkaasti toimiville sähkömarkkinoille siten, että kohtuuhintaisen ja riittävän hyvälaatuisen sähkön saanti voidaan turvata. Sen saavuttamisen ensisijaisina keinoina ovat terveen ja toimivan taloudellisen kilpailun turvaaminen sähkön tuotannossa ja myynnissä sekä kohtuullisten ja tasapuolisten palveluperiaatteiden ylläpito sähköverkkojen toiminnassa. Verkkotoiminnan yleiset velvoitteet Sähkömarkkinalain 9 :n mukaan verkonhaltijan tulee ylläpitää, käyttää ja kehittää sähköverkkoaan sekä yhteyksiä toisiin verkkoihin asiakkaiden kohtuullisten tarpeiden mukaisesti ja turvata osaltaan riittävän hyvälaatuisen sähkön saanti asiakkaille (verkon kehittämisvelvollisuus). 2

3 Verkonhaltijan tulee pyynnöstä ja kohtuullista korvausta vastaan liittää verkkoonsa tekniset vaatimukset täyttävät sähkönkäyttöpaikat ja sähköntuotantolaitokset toiminta-alueellaan (liittämisvelvollisuus). Jakeluverkonhaltijan tulee ministeriön määräämien sähkönkäyttäjäryhmien osalta noudattaa hallintonsa vahvistamia liittymisehtoja (466/99), joissa määritellään verkonhaltijan ja asiakkaan oikeudet ja velvollisuudet (ministeriön määräämät liittymisehdot, KTMp 781/95, ovat voimassa enintään asti). KTM:n liittymisehdot korvautuvat alan (Sener) yhteisillä liittymisehdoilla LE2000, sekä KTM:n sähkönmyyntiehdot Senerin verkkopalveluehdoilla VPE99. Huomattavaa tässä on, että liittymisehtojen mukaisesti aikaansaadun liittymän tulee liittymisprosessin jälkeen toimia VPE:n mukaisesti molempia osapuolia tyydyttävällä tavalla. Sähköverkon rakentaminen Jakeluverkonhaltijalla on yksinoikeus rakentaa jakeluverkkoa vastuualueellaan. Muut saavat rakentaa vastuualueelle jakeluverkkoa, jos 1) kysymyksessä on sähkönkäyttäjän liittymisjohto, 2) kysymyksessä on kiinteistön tai sitä vastaavan kiinteistöryhmän sisäinen verkko tai 3) verkonhaltija antaa toiselle suostumuksen verkon rakentamiseen. Edellä 2 momentissa tarkoitetut verkot tulee kohtuullisilla liittämisehdoilla liittää verkonhaltijan verkkoon, mikäli ne täyttävät verkonhaltijan asettamat kohtuulliset rakenteelliset vaatimukset. Verkonhaltijalla on oikeus periä kohtuullinen korvaus verkon liittämisestä ja käytöstä aiheutuvien kustannusten kattamiseksi. Liittymän mittarointi Verkonhaltijan on järjestettävä toimitetun sähkön mittaus asianmukaisella tavalla siten kuin asetuksella säädetään. Asiakkaan tulee maksaa jakeluverkonhaltijalle aiheuttamansa kohtuulliset mittaus- ja laskutuskustannukset. Kilpailun piirissä oleva sähkönkäyttäjä voi hankkia tekniset vaatimukset täyttävät tuntitehomittauslaitteet myös itse. Kauppa- ja teollisuusministeriön päätös liittymisehdoista (781/95) on kumottu lailla 466/99. Ehtoja voidaan noudattaa asti, johon mennessä uudet liittymisehdot on saatettava voimaan. Standardit ja yleisohjeet Jakeluverkonhaltijoiden mittauskäytännön yhdenmukaistamiseksi on olemassa standardeja, joita noudatetaan erityisohjeissa selvitetyin tarkennuksin: SFS 2529 Vaihtosähköenergian mittaus. Energiamittarin alusta SFS 2532 Kerrostalojen monimittarikeskukset SFS 2537 Vaihtosähköenergian mittaus. Mittauskytkennät ja liitinten numerointi SFS 3381 Vaihtosähköenergian mittaus. Mittauslaitteistot SFS 3382 Vaihtosähköenergian mittaus. Ohjaus- ja kaukomittauslaitteistot SFS 4365 Pientalojen mittarikeskustilat ja keskusten rakenne SFS 5601 Sähköenergiamittareiden tilat Sähkölämmityskeskuksen kytkentäsuositus, Suomen sähkölaitosyhdistys 7/92 (nykyinen Sähköenergialiitto ry Sener) Vapaan sähkökaupan mittaussuositus, Sähköenergialiitto ry Sener Käsitteitä Tässä kortissa esiintyviä käsitteitä: Jakeluverkolla tarkoitetaan tässä ohjeessa pienjänniteverkkoa (400/230 V). Jakeluverkonhaltija on yhteisö tai laitos, jolla on hallinnassaan jakeluverkkoa ja joka harjoittaa luvanvaraista sähköverkkotoimintaa. Kuluttaja on luonnollinen henkilö, joka liittymänsä kautta hankkii sähköä pääasiassa muuhun tarkoitukseen kuin harjoittamaansa elinkeinotoimintaa varten. Liittymisjohdolla tarkoitetaan yhtä liittyjää varten rakennettavaa lyhyttä sähköjohtoa, jolla liittyjä liitetään jakeluverkkoon. Liittämiskohta on jakeluverkon haltijan ja liittyjän sähköasennusten välinen kohta, ellei liittymissopimuksessa ole muuta sovittu. Liittämiskohta määritellään liittymissopimuksessa. Liittymismaksu on maksu, jonka suorittamalla liittyjä saa liittymään perustuvat oikeudet. Lisäliittymismaksulla tarkoitetaan maksua, joka peritään sulakekoon tai tilaustehon suurentamisen perusteella. Liittymissopimus on jakeluverkon haltijan ja sähköverkkoon liitetyn kiinteistön tai rakennuksen omistajan tai haltijan välinen sopimus. Tilapäiseksi liittymissopimukseksi kutsutaan tilapäistä sähköntarvetta varten tehtävää määräaikaista liittymissopimusta. Tilapäinen tarve voi koskea esim. rakennustyömaata tai lyhytaikaista tapahtumaa. Liittyjä on jakeluverkonhaltijan kanssa liittymissopimuksen tekevä sähkönkäyttöpaikan, esimerkiksi kiinteistön tai rakennuksen, omistaja tai haltija. Liittymällä tarkoitetaan liittyjän oikeutta liittymissopimuksessa yksilöidyssä paikassa liittyä jakeluverkkoon sekä sopijapuolten sähkölaitteistojen välistä rajapintaa. 3

4 Liittymän koko tarkoittaa liittymän suurimman sähkönkäytön määrittelyä nimellisvirran (sulakekoon) tai tilaustehon mukaan. Sähkönkäyttäjä ostaa sähköä ja sen siirron tarvitseman verkkopalvelun pääasiassa omaan käyttöönsä. Käyttäjänä voi olla myös liittyjä, joka hankkii sähköä liittymissopimuksensa mukaisen liittymiskohdan kautta muiden käytettäväksi. Sähköverkkopalvelulla tarkoitetaan jakeluverkon haltijan kaikkea sitä toimintaa, joka mahdollistaa sähkön siirtämisen jakeluverkon haltijan sähköverkossa. Verkkopalveluhinnasto on sähköverkkopalvelun hinnoittelua koskeva hinnasto, joka otetaan sähköverkkosopimuksen osaksi. 2 LIITTYMINEN ERI SÄHKÖ- YHTIÖIDEN PIENJÄNNITE- JAKELUVERKKOON 2.1 Yleiset ohjeet Tämän ohjeen tarkoituksena on selvittää urakoitsijoiden, suunnittelijoiden ja rakennuttajien toimenpiteet verkkoyhtiön kanssa, sähköistämiskohteen liittymän rakennuttamistöiden eteneminen ja vaadittavat toimenpiteet. Kauppa- ja teollisuusministeriö on vahvistanut yleiset liittymis- ja sähköntoimitusehdot KTMp 781/95, jotka ovat voimassa enintään asti. Sähköverkkoon liittymistä koskevat sopimusehdot on uusittu syksyllä 2000 (LE2000). Ehdot määrittelevät liittymisen sopimusasiat ja menettelyt, jotka pohjautuvat sähkömarkkinalain säädöksiin ja jotka antavat vähimmäissuojan kuluttajille. Sopimusosapuolet noudattavat liittymisessä sekä sen jälkeisessä sähkönkäytössään ja verkkopalvelussa alan yhteisiä liittymisehtoja LE2000 ja verkkopalveluehtoja VPE99 sekä näiden pohjalta tehtyä verkkosopimusta. Näissä ehdoissa määritellään verkonhaltijan ja liittyjän/sähkönkäyttäjän oikeudet ja velvollisuudet niiltä osin kuin muu yleinen lainsäädäntö ei muuta edellytä. Näistä liittymisehdoista jakeluverkon haltija ja liittyjä voivat sopia toisinkin, mutta liittyjän ollessa kuluttaja näiden ehtojen määräyksistä ei saa kuitenkaan sopimuksin poiketa kuluttajan vahingoksi. Sähkön myyjät ovat velvollisia toimittamaan sähköä tavanomaisia käyttötarpeita varten. Rakennuskohteen sähköistäminen edellyttää, että jakeluverkon haltijan jakeluverkko on olemassa tai rakennettavissa kyseiseen kohteeseen. Lisäksi sähköverkosta on oltava saatavissa kohteeseen riittävä teho haluttuna käyttöönottohetkenä. Voidakseen aloittaa liittymän suunnittelun ajoissa verkkoyhtiö tarvitsee tiedon kohteen rakentamisesta, sijainnista ja teknisistä seikoista riittävän ajoissa ennen liittämissopimuksen allekirjoittamista. Liittymissopimus tehdään sopijapuolten välillä toistaiseksi, ja se ja siihen mahdollisesti tehtävät muutokset tehdään kirjallisesti. Tilapäinen liittymissopimus tehdään määräaikaiseksi, korkeintaan kahdeksi vuodeksi kerrallaan tai jos tilapäisen sähkönkäytön aika on liittymissopimusta tehtäessä tiedossa, voidaan sopia enintään viiden vuoden voimassaoloaika. Tilapäinen liittymissopimus voidaan muun kuin kuluttajan kanssa tehdä myös suullisesti, jollei jompikumpi sopijapuolista vaadi kirjallista muotoa. Jakeluverkon haltija liittää liittyjän sähkölaitteistot verkkoonsa, kun liittymissopimus on voimassa, liittymän laitteet on toteutettu sovitulla tavalla ja liittyjä vakuuttaa sähkölaitteistonsa olevan sellaisessa kunnossa, että yhteen kytkemisestä ei aiheudu vaaraa tai häiriötä. Vakuutuksena liittyjä voi esittää sähkölaitteistoa koskevan asianmukaisen tarkastuspöytäkirjan. Sopijaosapuolet ovat velvollisia pitämään sähkölaitteistonsa sähköturvallisuuslain ja sen nojalla annettujen säännösten ja määräyksien edellyttämässä kunnossa. Sähköyhtiöiden ja muidenkin sähköalaa sivuavien yrityksien, yhdistyksien sekä järjestöjen toiminnasta ja ohjeista voi hakea lisätietoa Internetistä Energiamarkkinaviraston kotisivuilta osoitteesta tai Senerin kotisivuilta osoitteesta Niistä löytyy myös uusin tieto useimpien verkkoyhtiöiden liittymisehdoista ja hinnastoista sekä yhteystiedoista. Seuraavassa annetut ohjeet perustuvat verkkoyhtiöiden nykyiseen käytäntöön. 2.2 Pääkaupunkiseudun verkkoyhtiöt Yleistä Pääkaupunkiseudun verkkoyhtiöitä tässä ohjeessa edustavat Helsingin Energia (HE), Vantaan Energia Oy (VE) ja Espoon Sähkö Oyj (ES). Näiden verkkoyhtiöiden antamat yleisohjeet ovat lähes yhteneväiset. Rakennuslupa ja pääpiirustukset Helsingissä rakennuttaja toimittaa asema- ja pohjapiirrokset jo rakennuslupavaiheessa verkonhaltijalle. Espoossa ja Vantaalla tieto rakennuskohteesta kulkee rakennusvalvontaviranomaisten ja energiayhtiöiden välillä sisäisesti, jolloin rakennuttajan ei tarvitse vielä tässä vaiheessa ottaa yhteyttä verkkoyhtiöön. Verkkoyhtiö tekee rakennusten pääpiirustuksien tai muulla tavalla saatujen tietojen perusteella arvion sähköntarpeesta ja tarkistaa piirustuksista, että sähkön liittämistä varten on varattu riittävät tilat. Samalla selvitetään, halutaanko kiinteistöön mahdollisesti tilaa sähköyhtiön muuntamolle tai muille laitteistoille. 4

5 Tarvittavat asiakirjat: osoite- ja yhteystiedot rakennustiedot (pinta-ala, tilavuus ja lämmitystapa) tonttikartta, asemapiirros tai karttaote tasopiirustus, josta ilmenevät suunniteltu kaapelireitti ja pääkeskuksen sijainti. Sähköistystiedot Verkkoyhtiö tarvitsee sähköistyskohdetta koskevat tiedot, saadakseen riittävän tarkat tekniset tiedot liitynnän ja mittaroinin toteuttamiseksi. Mikäli piirustuksista, mikäli niistä halutaan kommentteja, pyydetään toimittamaan kahtena sarjana, joista toinen palautetaan merkinnöin varustettuna. Suunnitelmien toimittaminen on vapaaehtoista, jos verkkoyhtiön tarvitsemat tiedot annetaan muutoin. Kohteesta halutaan seuraavat tiedot: ES HE VS sähkötyöselitys (jos laadittu) x x x asemapiirustus tai karttaote x x x pää- ja nousujohtokaavio (myös kj-kaavio) x x x maadoituskaavio x x tasopiirustus pääkeskuksen ja liittymisjohdon sijainnista x x x mittalaitteiden sijoitus- ja lukumäärätiedot x x sähkölämmityksen ohjauskaaviot x x pääkeskuksen ja mittauskeskusten pääkaaviot ja kokoonpanopiirustukset x x x tarvittavat kaapelireittipiirustukset x x tiedot sähköä tuottavista laitteista 1) x tiedot loistehon kompensoinnista ja yli 16 A:n tasasuuntaajia sisältävistä laitteista 2) x Huomatukset: 1) generaattori, aurinkovoima-, akku- tms. tuotantolaitos 2) tasasuuntaajat, UPSit, taajuusmuuttajat jne Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Kullekin tontille tuodaan yleensä vain yksi liittymä. Liittymisjohto on maakaapeli, jos alueen runkoverkko muodostuu maakaapelista. Ilmajohtoa voidaan käyttää erikseen sovittaessa. Liittymisjohdon poikkipinta määräytyy tarvittavan huipputehon ja pääsulakkeiden sekä liittyjän toivomusten perusteella. Liittymisjohdon ja johtoreitin suunnittelu ja rakentaminen tontilla ja rakennuksessa kuuluu liittyjälle. Ylikuormitukselta suojaamattoman liittymisjohdon asentamisessa on huomioitava, mitä SFS kohdassa on sanottu, eli maakaapeleilla jakeluverkon johdoista voidaan ylikuormitussuojaus jättää pois, mikäli ne on asennettu palonkestävästi. Ilmaliittymisjohdon päättämisestä rakennuksen seinään on ohjeet Vahvavirtailmajohtomääräykset A4-93:n kohdassa Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Liittämiskohta on jakeluverkon ja liittyjän sähköasennusten välinen kohta, ellei liittyjän kanssa toisin sovita. Maakaapelilla liittämiskohta on tontin tai muun hallinnassa olevan alueen ja yleisen alueen raja liittyjän pääkeskuksen kaapelinpuoleiset liittimet (esim. liikennevalo-ohjauskaappi, kioskimittarikotelo tms.). Liittämiskohta on sovittava viimeistään liittymissopimusta tehtäessä. Ilmajohdolla liittämiskohta on jakeluverkon pylväs. Helsinki Energia ja Vantaan Energia Oy eivät hyväksy uusia liittymiä ilmajohdolla. Mittauskeskuksen sijainti Pääkeskus on pyrittävä sijoittamaan helposti luokse päästävään paikkaan, yleensä joko pääkeskushuoneeseen tai pääkeskuskomeroon. Pientalon mittaus-/pääkeskus voidaan rakennuksen sisällä sijoittaa tekniseen tilaan, johon on käynti suoraan ulkoa. Tilaan tulee järjestää sisäänpääsy verkkoyhtiön sarja-avaimella. Ulos asennettava keskus voidaan sijoittaa esimerkiksi pinta- tai upotusasennuksena pää- tai apurakennuksen seinään, tai käyttää ns. tonttikeskusta, joka sijoitetaan tavallisesti tontin sisääntuloreitin varrelle tai sen läheisyyteen. Mittareiden sijoituspaikan on oltava riittävän kuiva, pölytön ja tärinätön. Mittalaitteet sijoitetaan sellaiseen tilaan, etteivät magneettikentät tai syövyttävät kaasut häiritse mittausta Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon omistaa ja sen huollosta ja kunnossapidosta tonttialueella vastaa liittyjä Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus Liittymisjohto on mitoitettava SFS mukaisin suojausvaatimuksin. Lisäksi tulee huomioida liittymiskohdan EMC-kysymykset standardin SFS 6000 lukujen 132, 133, 33 sekä Huom. 3 mukaan. Liittymisjohdon minimipoikkipinnat ovat 4x16 mm 2 Al ja 4x10 mm 2 Cu. Kaapeleina käytetään tavallisesti yleensä alumiinisia 4-johdinkaapeleita. Liittymisjohdon suojaputkena tulee käyttää sähköasennusputkea tai vastaavat vaatimukset täyttävää putkea. 5

6 Taulukko 1. Pääkaupunkiseudulla käytettävät liittymisjohdot Pääsulake 1) 2) (A) 3x25 3x35 3x50 3x63 3x80 3 x x x x x Nimellinen siirtokyky (kva) Liittymisjohtolaji / koko mm 2 Asennustila kotelossa mm Varokekotelon ulkopuolella mm Alusta AXMK4x16S OO/tulppa AXMK4x35S OO/tulppa AXMK4x70S OO AXMK 4 x 185 S (700 1 ) 1tai2 700 mm riittää, jos kaapeli ja laippa voidaan asentaa paikalleen etukautta ilman pujottamista. Ainoastaan yksittäiskaapeloinneissa, sovittava aina etukäteen jakeluverkon haltijan kanssa. Suurinta, 185 mm 2 :n kaapelia voidaan asentaa useita rinnakkain. Tällöin 2 rinnankytkettyä kaapelia voidaan varustaa A:n, 3 kaapelia A tai 4 5 kaapelia vain 200 A:n sulakkeilla. Pääsulakkeiden nimellisarvojen summan ollessa A liittyjän on hyvissä ajoin otettava yhteys verkonhaltijaan ja varauduttava osoittamaan tontillaan tila verkkoyhtiön muuntamolle. Tätä suuremmat pienjänniteliittymät kytketään kiskosillalla suoraan pääkeskuksesta paloseinän takana olevan muuntamolaitteistoon. Verkkomaksut suurien liittymien tapauksissa puoltavat kuitenkin usein keskijänniteliittymää. 230/400 V liittymien mittaus Suoraa mittausta käytetään, kun mittarin etusulake on 63 A. Kuormituksen mahdollisesti kasvaessa voidaan sulakekokoa suurentaa mittarin vaihdon jälkeen enintään 80 A:iin. Muussa tapauksessa käytetään epäsuoraa mittausta ja mittamuuntajia. 2.3 Muiden kaupunkien verkkoyhtiöt Yleistä Kaupunkiverkkoyhtiöinä tässä ohjeessa on tarkasteltu Oulun Energian (OE), Tampereen Sähkölaitoksen (TKS), Turku Energian (TE) sekä Lahti Energian (LE) yleisohjeistusta rakennettaessa uutta pienjänniteliittymää. Rakennuslupa ja pääpiirustukset Verkkoyhtiöiden alueilla rakennusvalvontaviranomaiset yleensä edellyttävät rakennuttajalta yhteydenottoa verkkoyhtiöön ennen rakennuslupahakemuksen käsittelyä. Suurempien sekä syrjäisten kohteiden osalta yhteydenotto jo suunnittelun alkuvaiheessa on suositeltavaa liittämiskohdan ja liitynnän rakentamisen ajoituksen varmistamiseksi. Tiedot rakennushankkeista välittyvät verkonhaltijoille joissakin kunnissa myös rakennusvalvontaviranomaisten kautta. Verkkoyhtiö tekee rakennushankkeen rakennusteknisten ja muiden tietojen pohjalta arvionsa tulevasta sähköntarpeesta ja selvittää samalla, halutaanko uuteen kiinteistöön tila muuntamolle tai muille sähkölaitteille. Liittyjän tulee selvittää kiinteistön sähköntarve ja varata sähkön liittämistä, pääkeskusta sekä mittarointia varten riittävät tilat. Tarvittavat asiakirjat osoite- ja yhteystiedot rakennustiedot (pinta-ala, tilavuus ja lämmitystapa) tonttikartta tai karttaote tasopiirustus, josta ilmenevät suunniteltu kaapelireitti ja pääkeskuksen sijainti sähköistystiedot. Sähköistystiedot Verkkoyhtiö tarvitsee edellä mainitut sähköistyskohdetta koskevat asiakirjat liittymissopimuksen laatimista sekä liitynnän rakentamista ja mittaroinnin toteuttamista varten. Piirustukset, mikäli niistä halutaan kommentteja, pyydetään toimittamaan Tampereen Sähkölaitoksen ja Turku Energian alueilla kahtena sarjana, joista toinen palautetaan merkinnöin varustettuna. Suunnitelmien toimittaminen on vapaaehtoista, jos verkkoyhtiön tarvitsemat tiedot annetaan muutoin. 6

7 Kohteesta halutaan seuraavat tiedot: LE TE OE TKS sähkötyöselitys (jos laadittu) x asemapiirustus tai karttaote x x x x pää- ja nousujohtokaavio x x x x tasopiirustus pääkeskuksen ja liittymisjohdon sijainnista x x x x mittalaitteiden sijoitus- ja lukumäärätiedot x x x x pääkeskuksen ja mittauskeskusten pääkaaviot ja kokoonpanopiirustukset x x x x tarvittavat kaapelireittipiirustukset x x x x Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Kullekin tontille sallitaan yleensä vain yksi liittymä. Liittymisjohto on maakaapeli, jos alueen runkoverkko muodostuu maakaapelista. Ilmajohtoa voidaan käyttää vain erikseen sovittaessa. Liittymisjohdon poikkipinta määräytyy tarvittavan huipputehon ja pääsulakkeiden perusteella. Liittymisjohdon suojauksessa on huomioitava standardin SFS kohdassa mainitut ohjeet. Ilmaliittymisjohdon päättämisestä rakennuksen seinään on ohjeet Vahvavirtailmajohtomääräykset A4-93:n kohdassa Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Liittymän toimitusraja on tontin tai rakennuspaikan rajalla tai sen välittömässä läheisyydessä sijaitseva jakokaappi/kaapeli tai pylväs. Suuremmissa liittymissä liittämiskohta voi erikseen sovittaessa sijaita muuallakin, esim. liittyjän tontilla tai rakennuksessa olevassa muuntamossa. Liittymiskohta määritetään liittymissopimuksessa. Toimitusrajasta voidaan sopia myös perustelluissa tilanteissa normaalikäytännöstä poikkeavalla tavalla, jolloin sähköteknisistä ja muista ehdoista on aina mainittava erikseen liittymissopimuksessa. Mittauskeskuksen sijainti Pääkeskus ja mittauskeskukset tulee sijoittaa helposti luokse päästävään paikkaan, yleensä joko pääkeskushuoneeseen tai pääkeskuskomeroon. Verkkoyhtiön edustajalle tulee järjestää pääsy ao. tiloihin. Pientalon mittaus-/pääkeskus voidaan sijoittaa tekniseen tilaan, johon on käynti suoraan ulkoa. Pientalon mittaus-/pääkeskuksena voidaan käyttää myös nk. tonttikeskusta tai muuta keskusrakennetta, jossa mittaus on ulkoa luettavissa. Ulos asennettava keskus toivotaan sijoitettavan tontin sisääntuloreitin varrelle tai sen läheisyyteen. Teknisestä tilasta ei saa olla pääsyä rakennuksen muihin tiloihin. Tilan lukitus tehdään verkkoyhtiön ohjeiden mukaan. Kysymykseen tulee yleensä joko sarjoitus kiinteistön lukkosarjaan ns. reittiavaimella, jolla päästään vain teknisiin laitetiloihin, tai kaksoispesälukon käyttäminen. Reittiavain sijoitetaan verkonhaltijan lukolla varustettuun avainsäiliöön ulko-oven viereen. Lahti Energian ja Oulun Energian alueilla mittauskeskuksen saa pientaloissa sijoittaa myös tuulikaappiin. Oulun Energian alueella mittauskeskusta ei kuitenkaan saa laittaa vapaa-ajan asunnon tuulikaappiin Huolto- ja kunnossapidon rajat Turku Energian verkossa liittymissopimuksen mukainen liittymiskohta määrittää omistus-, huolto- ja kunnossapitorajan. Tampereen Sähkölaitoksen ja Oulun Energian alueilla rakennettavan uuden liittymisjohdon omistaa ja sen huollosta ja kunnossapidosta tonttialueella vastaa liittyjä, mikäli liittyjä on ostanut ja rakennuttanut liittymisjohdon muulla urakoitsijalla kuin verkkoyhtiö. Mikäli verkkoyhtiö hoitaa liittymisjohdon asentamisen, se voidaan siirtää verkkoyhtiön omistukseen ja kunnossapidettäväksi. Asiasta sovitaan liittymissopimuksessa. Oulun Energian alueella liittymisjohto jää verkkoyhtiön omaisuudeksi ja kunnossapidettäväksi siltä osin kuin verkkoyhtiö on sen rakentanut. Lahti Energian alueella liittymisjohto siirtyy sen omistukseen ja kunnossapidettäväksi, mikäli johto on rakennettu yhtiön noudattaman verkkostandardin mukaisesti ja käyttöönottotarkastus tehty Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus Liittymisjohto on mitoitettava SFS mukaisin suojausvaatimuksin. Liittymisjohdon minimipoikkipinnat ovat 4x16 mm 2 Al ja 4x10 mm 2 Cu, Tampereen Sähkölaitoksella haja-asutusalueella ensisijaisesti 4x25 mm 2 Al tai 4x16 mm 2 Cu. Kaapeleina käytetään pääasiassa alumiinisia 4-johdinmaakaapeleita. Lahti Energialla on mitoitusvaatimuksen minimi maakaapeliliittymissä AXMK 4x25 S ja 3x25-63 A:n ilmajohtoliittymissä AMKA 3x Oulun Energian alueella uusien liittymisjohtojen poikkipinnat ja niitä vastaavat pääsulakkeet ovat seuraavat: AXMK 4x25 S, 3x25 A, 3x35 A, 3x63 A; AXMK 4x95 S, 3x100 A, 3x160 A; AXMK 4x185 S, 3x200 A, 3x250 A; 2x AXMK (4x185 S), 3x315 A, 3x400 A, 3x500 A. Verkkoyhtiöiden ohjeissa on niin paljon erilaisia vaihtoehtoja liittymisjohtojen mitoituksessa, että on suositeltavaa varmistaa ko. verkkoyhtiön vaatimukset tapauskohtaisesti. 7

8 Yksityiskohtaiset liittymisjohtojen poikkipintoja ja ylikuormitussuojia koskevat ohjeet: ks. kohta 1.3 Standardit ja yleisohjeet sekä ao. verkkoyhtiön ohjeet. 230/400 V liittymien mittaus Suoraa mittausta käytetään, kun mittarin etusulake on 63 A. Muussa tapauksessa käytetään epäsuoraa mittausta ja mittamuuntajia. 2.4 Fortum-ryhmän verkkoyhtiöt Yleistä Fortum-konsernin sähkönsiirtoliiketoiminnat Suomessa on yhdistetty yksikköön (PU), jossa emoyhtiönä on Fortum Sähkönsiirto Oy ja tytäryhtiöinä Fortum Aluesiirto Oy ja Fortum Sähkönjakelu Oy. Fortum Sähkönjakelu Oy vastaa 20 ja 0,4 kv:n verkkojen hallinnasta ja niiden kautta tapahtuvasta sähkönsiirrosta ja asiakaspalvelusta. Sähkönjakelun kenttätoiminta on organisoitu alueille, joilla on vastuu verkoston kehittämisestä, käytöstä ja kunnossapidosta, verkkopalveluiden tuottamisesta ja paikallisesta asiakaspalvelusta. Fortum Sähkönjakelu Oy jakautuu maantieteellisesti seuraaviin alueisiin: Koillismaa Keski-Uusimaa Etelä-Pohjanmaa Satakunta Varsinais-Suomi Turun seutu Salon seutu Rannikko ent. Koillis-Pohjan Sähkön alue ent. Tuusulanjärven Energian alue ent. Jyllinkosken Sähkön alue ent. Megavoiman alue ent. Luonais-Suomen Sähkön, Raision alue ent. Lounais-Suomen Sähkön, Paimion alue ent. Lounais-Suomen Sähkön Salon alue ent. Lounais-Suomen Sähkön, Saariston alue ja Hanergan alue Sähkönjakelun koko toimialueella pyritään noudattamaan yhtiön antamia liittymän perustamisen yleisohjeita, mutta toiminnan alkuvaiheissa saattaa eroavaisuuksiakin eri alueiden kesken vielä ilmetä, etenkin viimeiseksi sulautuneiden Koillis-Pohjan Sähkön ja Tuusulanjärven Energian alueilla. Rakennuslupa ja piirustukset Fortum Sähkönjakelu Oy:n toimialue on varsin laaja; se kattaa kymmeniä eri kuntia. Tämän vuoksi käytännöt eri kunnissa saattavat poiketa toisistaan, mutta pääsääntöisesti kuntien rakennusvalvonnassa laitetaan rakennuslupahakemuksen liitteeksi Sähkönjakelun sähköliittymän rakentamisen ohjeistus ja yhteystiedot. Näin ohjataan uuden liittymän tekijää mahdollisimman aikaisessa vaiheessa ottamaan yhteyttä verkkoyhtiöön. Fortum Sähkönjakelu Oy:n alueella ei tarvita sähköistyskohteen sähkösuunnitelmien toimittamista; ainoastaan liittymissopimuksen tekemisessä tarvittavat yhteystiedot riittävät. Suositeltavaa kuitenkin olisi ainakin suurempien liittymien osalta toimittaa asemapiirustus ja pää- ja nousujohtokaaviot Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Kullekin tontille sallitaan yleensä vain yksi liittymä. Liittymisjohto on maakaapeli, jos alueen runkoverkko muodostuu maakaapelista. Ilmajohtoa voidaan käyttää vain erikseen sovittaessa. Liittymisjohdon poikkipinta määräytyy tarvittavan huipputehon ja sen mukaisten pääsulakkeiden perusteella. Ylikuormitukselta suojaamattoman liittymisjohdon asentamisessa on huomioitava, mitä SFS kohdassa on sanottu: Maakaapeleilla jakeluverkon johdoista voidaan ylikuormitussuojaus jättää pois, mikäli ne on asennettu palonkestävästi. Ilmaliittymisjohdon päättämisestä rakennuksen seinään on ohjeet Vahvavirtailmajohtomääräykset A4-93:n kohdassa Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Liittymän toimitusraja on tontin tai rakennuspaikan rajalla tai sen välittömässä läheisyydessä sijaitseva jakokaappi/kaapeli (kaapelin jatkaminen ei sisälly verkkoyhtiön toimitukseen) tai pylväs (Amka-liittimet, mitkä sisältyvät verkkoyhtiön toimitukseen). Toimitusrajasta voidaan sopia myös perustelluissa tilanteissa normaalikäytännöstä poikkeavalla tavalla, jolloin sähköteknisistä ja muista ehdoista on aina mainittava erikseen liittymissopimuksessa. Mittauskeskuksen sijainti Tontin rajalla sijaitseva pihakeskus soveltuu sellaisenaan pysyväänkin käyttöön. Muita sijoituspaikkoja ovat tekninen tila tai myös auringolta ja sateelta mahdollisimman hyvin suojattu ulkoseinä. Tekninen tila on toivottavaa varustaa sähköyhtiön sarjalukolla (kaksoispesä- tai putkilukko), eikä tilasta saisi olla pääsyä asuintiloihin. Jos tämä ei käy, sähköyhtiön edustajalle on muutoin järjestettävä pääsy tilaan. Mittauskeskusta ei saa sijoittaa autotalliin, tuulikaappiin eikä yhtiön pylvääseen Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohto jää, ellei erikseen muuta sovita, verkkoyhtiön omistukseen ja hoitoon. Mikäli asiakas hankkii ja asennuttaa liittymiskaapelin, voidaan vastuu kaapelin ylläpidosta siirtää liittymissopimuksessa asiakkaalle. 8

9 2.4.5 Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus Liittymisjohto on mitoitettava SFS mukaisin suojausvaatimuksin. Liittymisjohdon minimipoikkipinta on 4x25 mm 2 Al. Maakaapeleina käytetään alumiinisia 4-johdinkaapeleita. Fortum Sähkönjakelu Oy:n alueella uusien liittymien rakentamisessa pyritään noudattamaan SFS suositusta siten, että pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta liittymispisteessä 3x25 A:n päävarokkeilla on vähintään 250 A. Olemassa olevien liittymien pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta pyritään nostamaan vähintään 180 A:ksi. 230/400 V liittymien mittaus Suoraa mittausta käytetään, kun mittarin etusulake on 63 A. Muussa tapauksessa käytetään epäsuoraa mittausta ja mittamuuntajia. 2.5 Vattenfall-ryhmän verkkoyhtiöt Yleistä Vattenfallilla on Suomessa noin siirtoasiakasta. Alueellisia verkkoyhtiöitä ovat Heinola Energia Oy, Hämeenlinnan Energia Oy, Keski-Suomen Valo Oy, Revon Sähkö Oy ja Vattenfall Siirto Oy Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittymisjohtona käytetään pääasiassa maakaapelia, mutta ilmajohtoakin voidaan käyttää erikseen sovittaessa. Ylikuormitukselta suojaamattoman liittymisjohdon asentamisessa on huomioitava, mitä SFS kohdassa on sanottu. Ilmaliittymisjohdon päättämisestä rakennuksen seinään on ohjeet Vahvavirtailmajohtomääräykset A4-93:n kohdassa Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Ilmajohtoverkossa liittämiskohta on ilmajohdon liittimet pylväällä (AMKA-liittimet sisältyvät verkkoyhtiön toimitukseen). Maakaapeliverkossa liittämiskohta on tontin raja tai kaapelijakokaappi (kaapelin jatkaminen ei sisälly verkkoyhtiön toimitukseen). Liittämiskohta mainitaan aina liittymissopimuksessa. Mittauskeskuksen sijainti Pääkeskus on sijoitettava helposti luokse päästävään paikkaan. Keskusta ei saa asentaa jakeluverkon pylvääseen. Pientaloissa mittauskeskuksen sijoittamiselle ei ole erityistoivomuksia. Kahden tai useamman asunnon rakennuksissa pääkeskus ja mittaukset tulee keskittää asuntoihin kuulumattomiin tiloihin, esimerkiksi tekniseen tilaan, johon on käynti ulkoa. Tekninen tila on varustettava sähköyhtiön sarjalukolla (kaksoispesä- tai putkilukko) tai muutoin järjestettävä sähköyhtiön edustajalle pääsy tilaan. Vapaa-ajan asunnoissa mittauskeskus tulee sijoittaa siten, että mittalaitteen luo pääsee vapaasti (pääsääntöisesti ulos) Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittämiskohdasta pääkeskukselle tuleva liittymisjohto on liittyjän omistuksessa. Liittämiskohta määrää huollon ja kunnossapidon rajan Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus Liittymisjohto on mitoitettava SFS mukaisin suojausvaatimuksin. 3x25 A:n pääsulakkeilla pienin liittymiskaapeli on 16 mm 2 Cu tai 25 mm 2 Al. Muilla pääsulakkeilla liittymiskaapeli määritellään tapauskohtaisesti. Suositeltavat liittymisjohdon tyypit ja koot ovat seuraavat: AXMK 4 x 25 S AXMK 4 x 50 S AXMK 4 x 95 S AXMK 4 x 150 S Johdonsuoja-automaatteja ei hyväksytä pääsulakkeiksi paitsi 25 A:n pienkohteissa, joissa käyttö on muuta kuin asumis- tai teollisuuskäyttöä. Voimassa olevat mitoitus- ja suojausperiaatteet tulee tarkistaa sähkösuunnittelun yhteydessä paikalliselta verkkoyhtiöltä. Heinola Energia Oy:n, Hämeenlinnan Energia Oy:n, Revon Sähkö Oy:n ja Vattenfall Siirto Oy:n alueilla pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta-arvo 3x25A:nliittymällä on uusilla alueilla 250 A ja vanhoissa verkoissa 160 A. Muiden sulakekokojen pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta-arvo määritellään standardien SFS 6000 ja SFS-EN mukaisesti siten, ettei suojauksen poiskytkentäaika ylitä 5:tä sekuntia. 25 A:n pienkohteissa, joissa käyttö on muuta kuin asumis- tai teollisuuskäyttöä (puhelinkopit, tietoliikennemastot, yhteisantennivahvistinkaapit, sääasemat, mainostaulut jne.), pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta on 125 A. Mahdollisista erityisvaatimuksista sovitaan tapauskohtaisesti. 230/400 V liittymien mittaus Suoraa mittausta käytetään, kun mittarin etusulake on 63 A. Muussa tapauksessa käytetään epäsuoraa mittausta ja mittamuuntajia. 9

10 2.6 Muut verkkoyhtiöt Yleistä Muita verkkoyhtiöitä edustamaan on valittu Koillis-Lapin Sähkö Oy, Pohjois-Karjalan Sähkö Oy, Suur-Savon Sähkö Oy sekä Kymenlaakson Sähköosakeyhtiö. Näistä Pohjois-Karjalan Sähköllä ja Kymenlaakson Sähköosakeyhtiöllä on myynti- ja siirtoliiketoimintaa edelleenkin erotettuna eri toimialoiksi. Suur-Savon Sähkö toimii myyntiliiketoiminnan piirissä, ja sen alueella verkkoliiketoimintaa hoitaa Järvi-Suomen Energia Oy, joka on Suur-Savon Sähkön tytäryhtiö. Koillis-Lapin Sähkö on verkkoyhtiö ja sen alueella myynnistä vastaa Isommus Energia Oy. Rakennuslupa ja pääpiirustukset Verkkoyhtiö tekee rakennusten pääpiirustuksien tai muulla tavalla saatujen tietojen perusteella arvion sähköntarpeesta ja tarkistaa piirustuksista, että sähkön liittämistä varten on varattu riittävät tilat. Tarvittavat asiakirjat osoite- ja yhteystiedot rakennustiedot (pinta-ala, tilavuus ja lämmitystapa) asemapiirustus tai tonttikartta. Sähköistystiedot Verkkoyhtiö tarvitsee sähköistyskohdetta koskevat suunnitelmapiirustukset (vain isommista kohteista), saadakseen riittävän tarkat tekniset tiedot liitynnän ja mittaroinnin toteuttamiseksi. Suunnitelmien toimittaminen on vapaaehtoista, jos verkkoyhtiön tarvitsemat tiedot annetaan muutoin. Kohteesta halutaan seuraavat tiedot: KS PKS JSE KLS sähkötyöselitys (jos laadittu) x x asemapiirustus tai karttaote x x x x pää- ja nousujohtokaavio x x x x tasopiirustus pääkeskuksen ja liittymisjohdon sijainnista x x x x mittalaitteiden sijoitus- ja lukumäärätiedot x x x x pääkeskuksen ja mittauskeskusten pääkaaviot x x x x Liittymisjohdon rakentamisvaihtoehdot Liittymisjohtona käytetään pääasiassa maakaapelia, mutta ilmajohtoakin voidaan käyttää erikseen sovittaessa. Liittymisjohdon poikkipinta määräytyy tarvittavan huipputehon ja pääsulakkeiden perusteella. Ylikuormitukselta suojaamattoman liittymisjohdon asentamisessa on huomioitava, mitä SFS kohdassa on sanottu: Maakaapeleilla jakeluverkon johdoista voidaan ylikuormitussuojaus jättää pois, mikäli ne on asennettu palonkestävästi. Ilmaliittymisjohdon päättämisestä rakennuksen seinään on ohjeet Vahvavirtailmajohtomääräykset A4-93:n kohdassa Liittämiskohta ja sähkön mittauslaitteiden sijoitus Kymenlaakson Sähköosakeyhtiön ja Koillis-Lapin Sähkön alueilla liittämiskohta uusilla liittymillä on ilmajohdon liittimet pylväällä tai seinällä ja maakaapelilla rakennettaessa tonttikeskus tai kaapelijakokaappi, mutta se voi olla myös pääkeskus tai muu yksiselitteinen liitoskohta. Pohjois-Karjalan Sähkön alueella liittämiskohta uusilla liittymillä on ilmajohdon liittimet pylväällä tai maakaapelilla rakennettaessa myös kaapelijakokaappi. Järvi-Suomen Energian alueella liittymiskohta on maakaapelialueella tontin raja ja ilmajohtoverkossa sähkönkäyttöpaikan läheisyydessä oleva pylväs. Toimitusraja on pylvään latvassa olevat liittimet. Liittämiskohta sovitaan viimeistään liittymissopimusta tehtäessä. Mittauskeskuksen sijainti Pääkeskus on toivottavaa sijoittaa helposti luokse päästävään paikkaan, yleensä joko pääkeskushuoneeseen tai pääkeskuskomeroon. Pientalon mittaus-/pääkeskus suositellaan sijoitettavaksi tekniseen tilaan, johon on käynti suoraan ulkoa. Pientalon mittaus-/pääkeskuksena voidaan käyttää myös nk. tonttikeskusta. Ulos asennettava keskus sijoitetaan tontin sisääntuloreitin varrelle tai sen läheisyyteen. Kymenlaakson Sähköosakeyhtiön alueella mittaus-/pääkeskuksen voi sijoittaa myös tuulikaappiin ja Koillis-Lapin Sähkön alueella vapaasti muuallekin sisätiloihin. Vapaa-ajan asunnoissa mittauskeskus on suotavaa sijoittaa rakennuksen ulkoseinälle tai pylväälle. Keskus tulee sijoittaa siten, että se ei teknisenä laitteena tarpeettomasti häiritse rakennuksen julkisivuja tieliittyjän suunnalta nähtynä. Koillis-Lapin Sähkön alueella mittauskeskusta ei saa asentaa pylväälle. Pohjois-Karjalan Sähkön alueella vapaa-ajan asunnoissa mittauskeskus tulee sijoittaa siten, että mittalaitteen luo pääsee vapaasti (sijoitus pääsääntöisesti ulos). Teknillinen tila on suotavaa varustaa sähköyhtiön sarjalukolla (kaksoispesä- tai putkilukko) tai muutoin järjestää pääsy tilaan sähköyhtiön edustajalle. Tilasta ei saisi olla pääsyä asuintiloihin Huolto- ja kunnossapidon rajat Liittymisjohdon omistaa ja sen huollosta ja kunnossapidosta liittymiskohdasta eteenpäin vastaa liittyjä. 10

11 2.6.5 Liittymisjohdon mitoitus ja poikkipinnat sekä liittymän ylivirtasuojaus Liittymisjohto on mitoitettava SFS mukaisin suojausvaatimuksin. Liittymisjohdon minimipoikkipinnat ovat 4x25 mm 2 tai 3x25+10 Al ja 4x16 mm 2 Cu. Pohjois-Karjalan Sähkön alueella liittymisjohdon minimipoikkipinnat ovat 4x25 mm 2 ja 3x35+10 Al. 230/400 V liittymien mittaus Suoraa mittausta käytetään, kun mittarin etusulake on 63 A. Muussa tapauksessa käytetään epäsuoraa mittausta ja mittamuuntajia. Koillis-Lapin Sähkön ja Järvi-Suomen Energian laajoilla haja-asutus- ja vapaa-ajan asuntojen alueilla on toistaiseksi vähin kustannuksin vaikea toteuttaa SFS standardin suosituksen mukaista pienintä yksivaiheista oikosulkuvirtaa (250 A) jokaisessa liittymiskohdassa. Koillis-Lapin Sähkön, Pohjois-Karjalan Sähkön ja Järvi-Suomen Energian alueilla pienin yksivaiheinen oikosulkuvirta liittymiskohdassa voi olla 125 A. Tarkempi oikosulkuvirta-arvo pitää varmistaa tapauskohtaisesti ja ottaa huomioon, jotta rakennuksen sähköverkon suojauksesta tulee riittävän kattava. 3 MITOITETTAVIEN NELIÖ- JA HUIPPUTEHOJEN MÄÄRITTÄMINEN ERI RAKENNUSTYYPEILLE 3.1 Eri rakennustyyppien todelliset kuormitukset kokemuksen mukaan Sähköliittymän mitoitus on teknis-taloudellinen optimointitehtävä. Toisaalta on huomioitava sähkön saannin varmuus, tulevaisuuden sähkötehon tarpeet ja muutostarpeet, mutta toisaalta liittymän tarpeeton ylimitoittaminen ei taloudellisesti ole järkevää. Liittymän mitoitukseen vaikuttavat rakennuksen käyttötarkoituksen ja käytön lisäksi järjestelmä- ja laitevalinnat. Niillä on suuri merkitys myös elinkaarikustannuksiin ja ympäristövaikutuksiin. 3.2 Asuintalot Asuintalojen neliötehon määrittely karkeilla tunnusluvuilla pystytään yleensä tekemään varsin luotettavasti, sillä asuintalojen sähkölaitteet ja niiden aiheuttamat tehontarpeet tiedetään yleensä ennakoltakin varsin tarkkaan. Varustelutaso tosin vaikuttaa jonkin verran toteutuvaan neliötehoon. Kuva 1 esittää vuoden 1980 jälkeen rakennettujen tai saneerattujen kaukolämmitettyjen asuintalojen toteutuneet neliötehot, jotka ovat W /m 2 luokkaa. (Tosin otos oli pieni sisältäen vain muutaman taloyhtiön. Tämä johtui yksilöllisistä kerros- ja rivitalojen sähkön mittauksista, Asuintalojen neliötehojakautuma Otos 5 rakennusta 5 4 Määrä kpl Neliöteho W/m2 Kuva 1. Vuoden 1980 jälkeen rakennettujen tai saneerattujen kaukolämmitettyjen asuintalojen toteutuneet neliötehot 11

12 joissa jokainen asunto sekä yhteistilat mitataan erikseen. Siten ei kulutus- ja huipputehotietoja ole helposti saatavissa.) Vastaaviin neliötehoihin päästään kuitenkin myös laskennallisesti. 3.3 Asuinrakennuksen huipputehon P hmax arviointi käytännössä Yleistä Suomen sähkölaitosyhdistys ry:n (nykyinen Sähköenergialiitto ry Sener) julkaisussa SA 4:92 Pienjänniteverkon ja jakelumuuntajan sähköinen mitoittaminen esitetyt asuinrakennuksen huipputehon laskentamallit perustuvat erilaisten rakennusten sähkönkäytön vuodesta 1983 alkaneiden kuormitusmittausten tuloksiin. Niiden perusteella tehtyjen tilastollisten tarkastelujen avulla on laadittu laskentamallit kerros-, rivi- ja omakotitalojen huipputehon laskemiseksi. Mallit on laadittu siten, että tuloksena saatava huipputeho ylitetään korkeintaan 1 %:ssa tapauksista. Huipputehon P hmax arviointitavat eli huipputehon laskentamallit pohjautuvat peruskuormaan ja pinta-alasta riippuvaan kuormitukseen eli pinta-alatehoon sekä sähkölaitteiden samanaikaisen käytön todennäköisyyden arviointiin. Asuinrakennuksessa on suhteellisen vakiona pysyvä peruskuorma, johon sisällytetään seuraavien kulutuskojeryhmien sähkötehon tarve siinä määrin, kuin niitä huoneistossa tulee käyttöön tai niihin varaudutaan: 11 Keittiön lämpökojeet kojekuorma kw / asunto 12 Kodin kylmälaitteet kojekuorma kw / asunto 13 Vaatehuollon sähkölaitteet kojekuorma kw / asunto 14 Kodin elektroniikkalaitteet kojekuorma kw / asunto 15 Sähkökiuas sähkölämpökuorma kw / asunto 16 Sähköinen lämminvesivaraaja sähkölämpökuorma kw / asunto 17 Auton sähkölämmityslaitteet sähkölämpökuorma kw / asunto 18 Muut kodin sähkölaitteet kojekuorma kw / asunto Peruskuorman suuruus riippuu jossain määrin huoneiston koosta, mutta ei niin jyrkästi kuin pinta-alapohjaiset kulutusryhmät. Pinta-alan vaikutus peruskuorman muuttumiseen perustuu ajatukseen, että suurissa huoneistoissa asuu useampia ihmisiä kuin pienissä. Myös sähkönku- Taulukko 2. Suomen sähkölaitosyhdistys ry:n (nykyinen Sähköenergialiitto ry Sener) julkaisemat laskentamallit asuinrakennuksen huipputehon määrittämistä varten Asuinrakennukset Huomautuksia Kerros- ja rivitalot: Huipputeho [kw] A krs = kerrosala [m 2 ] 1 Ilman kiukaita P max =P va +17*A krs /1000 P va =65kW 2 Huoneistokohtaiset kiukaat P max =P va +24*A krs /1000 P va =90kW Soveltuu, jos A krs on vähintään 2500 m 2. Pienemmissä P va korvataan arvolla: P v =A krs /2500*P va; P v vähintään 30 kw Pienet rivitalot: Huipputeho [kw] Rivitalot, joissa 5-15 huoneistoa; A läm = lämmitetty pinta-ala [m 2 ] 1 Ei sähkölämmitystä, kiuas on P max =30+26*A läm / Suora sähkölämmitys,kiuas P max =30+64*A läm /1000 Käyttöveden lämmitys jatkuvana tai yöllä 3 Suora sähkölämmitys, kiuas P max =30+49*A läm /1000 Käyttöveden lämmitys yöllä tai kiuasvaraus Omakotitalot ja erittäin pienet rivitalot: Huipputeho [kw] 1 Ei sähkölämmitystä, kiuas on P max =7,5+26*A läm /1000 Maksimi 4 rivitalohuoneistoa tai omakotitalot; A läm = lämmitetty pinta-ala [m 2 ] 2 Suorasähkölämmitys,kiuas P max = 7,5+ 64 *A läm /1000 Käyttöveden lämmitys jatkuvana tai yöllä 3 Suora sähkölämmitys, kiuas P max =7,5+49*A läm /1000 Käyttöveden lämmitys yöllä tai kiuasvaraus Paikoitusalueet: 1 Pysäköintialue P pys = ,5 *N auto N auto = lämmitettyjen autopaikkojen lukumäärä P pys = pysäköintialueen huipputeho [kw] Huomautukset: Liittymisjohdon virtaa määritettäessä tulee huomioida kuormituksen tehokerroin cos ϕ. Jos loistehon osuus on vähäinen, voidaan arvioida cos ϕ = 0,96. 12

13 lutuksen yleinen taso saattaa isoissa huoneistoissa olla pieniä korkeampi. Asumisväljyys on nykyään noin 40 m 2 /henkilö. Kuvassa 2 on tarkasteltu huoneiston peruskuorman vaihtelua perussähköistetyssä ja kiukaalla varustetussa huoneistossa pinta-alan mukaan. Kuvan ja asumisväljyyden perusteella voidaan arvioida, että yksi henkilö aiheuttaa huipputehoon noin 0,3 0,8 1,3 kw/henkilö lisäyksen. Keskimmäinen 0,8 kw/henkilö tarkoittaa kaavan mukaista arvoa (yhtenäinen viiva); 0,3 kw/henkilö vastaa suoran minimijyrkkyyttä (ohut katkoviiva); 1,3 kw/henkilö maksimijyrkkyyttä (ohut katkoviiva). Huoneistossa on kuormituksia, jotka riippuvat lähes yksinomaan huoneiston koosta. Tällaisia pinta-alatehon kulutusryhmiä ovat erityisesti: 21 Valaistus valaistuskuorma W/m 2 22 Sähkölämmitys sähkölämpökuorma W/m 2 23 LVI-laitteet kojekuorma W/m Mitoitushetken valinta ja samanaikaisen käytön todennäköisyyden arviointi Huipputehoa määritettäessä joudutaan sähkönostotariffin, sähkölaitteiden varustelutason, käyttö- ja ohjaustapojen perusteella päättämään mitoitushetki eli se hetki vuodenaika, viikonpäivä ja vuorokauden hetki - jolloin maksimikuormitus todennäköisesti tulee tapahtumaan. Mitoitushetkeä varten arvioidaan, kuinka suurella todennäköisyydellä eri sähkölaiteryhmät ovat kytkettynä päälle samanaikaisesti. Samanaikaisuutta arvioitaessa pitää ottaa huomioon mm. sähkölaitteen käyttöaikasuhde eli kuinka suuren suhteellisen ajan vuorokaudesta, viikosta, kuukaudesta tai vuodesta laite on käytössä. Jos laitetta käytetään vähän ja liittymisjohdon lämpenemisen aikavakioon nähden lyhyitä jaksoja, sen merkitys huipputehoon (ts. liittymisjohdon lämpökuormitukseen) on vähäinen. Seuraavissa huoneiston huipputehon mitoituskaavoissa on huomioitu asunnon perussähköistys ja erilaisten sähkölämpölaitteiden sähkölämmitys, auton sähkölämmitys, sähköinen lämminvesivaraaja ja sähkökiuas aiheuttama tehontarve. Lisäksi kaavoihin on sisällytetty tieto eri kuormitusten vuorottelusta ja muusta samanaikaisuuteen vaikuttavista tekijöistä Erityyppiset huoneiston huipputehon P hmax laskentatapaukset Huoneiston perussähköistys + sähkökiuas Asuinhuoneiston huippukuormitus lasketaan seuraavasti: P = p A P + P, (1) hmax val h / kk kev p val = valaistuskuorma, 10 W/m 2 A h = huoneiston pinta-ala, m 2 P kk = kojekuorma, kw = kiukaan ei vuoroteltu osa, kw P kev Kojekuorman P kk arvo määritetään seuraavasti: P kk = 6,0 kw, kun A h 75 m 2 P kk = 7,5 kw, kun A h > 75 m 2 Huoneiston kojekuorman riippuvuus huoneiston pinta-alasta [Käyrään on merkitty +/- 15 % vaihtelualue] Huoneiston kojekuorma P kk / kw Huoneiston kojekuormassa on: 1 Keittiön lämpökojeet 2 Kodin kylmälaitteet 3 Vaatehuollon sähkölaitteet 4 Kodin elektroniikkalaitteet 5 Muut kodin piensähkölaitteet Huoneiston kojekuormassa ei ole: 1 Sähkölämmityslaitteita 2 Sähkökiuasta 3 Sähköistä lämminvesivaraajaa 4 Auton sähkölämmityslaitteita Kojekuorman laskentakaava: P kk = 6 kw + [20 (W/m 2 ) / 1000] * A h, jossa huoneiston pinta-ala A h [m 2 ] Huoneiston pinta-ala A h / m2 Nykyinen laskentatapa Uusi laskentatapa Teho -15% Teho +15% Kuva 2. Kojekuorman riippuvuus pinta-alasta, kuormituksena perussähköistys + kiuas. Yhtenäinen suora kaavan mukaan, 15 % vaihtelualue. Nykyinen tapa: alle 75 m 2 :n asunnoissa kojekuorma on 6 kw ja yli 75 m 2 :n asunnoissa 7,5 kw. 13

14 Tasauskertoimen riippuvuus huoneistojen määrästä 1,0 Tasauskerroin 0, Huoneistojen määrä (kpl) Tasauskerroin, kun Ah = 150 m2 Tasauskerroin, kun Ah = 100 m2 Tasauskerroin, kun Ah = 50 m2 Kuva 3. Huoneistojen määrästä (N h ) riippuvan tasauskertoimen C(N h ) arvot laskettuna kaavan 6 avulla erilaisille keskimääräisille huoneistopinta-aloille (A h ). Huomaa logaritmiset asteikot molemmilla akseleilla. tai vaihtoehtoisesti seuraavalla kaavalla P kk = 6, A / 1000 (2) Esimerkki 1: p val A h P kev P hmax h = 10 W/m 2, valaistuskuorma = 120 m 2, huoneiston pinta-ala = 3,0 kw, kiukaan ei vuor. osa = [(10 x 120/1000) + ( x 120/1000) + 3] kw = 12,6 kw Huoneiston perussähköistys + sähkökiuas + suora sähkölämmitys + LVV Täyssähköistetyn suoralla sähkölämmityksellä varustetun asuinhuoneiston huippukuormitus lasketaan seuraavasti: ( ) P = P + P + P + P + P + p A 1000 (3) hmax hläm aläm LVV kev kk val h / P hläm = sähkölämmityksen teho, kw P aläm = autolämmityksen teho, kw P LVV = lämminvesivaraajan teho, kw A h = huoneiston pinta-ala, m 2 P kev = kiukaan ei vuoroteltu osa, kw P kk = kojekuorma, 3 kw p val = valaistuskuorma, 10 W/m 2 Tässä tapauksessa edellytetään, että kiukaan termostaatin ohjaama vastusteho kytketään vuorottelemaan jonkin toisen kuormituksen kanssa. Esim. kiukaan osatehoa vastaava teho-osuus lämmityksestä kytketään pois päältä, kun kiuas kytkeytyy täydelle teholle. Huoneiston perussähköistys + sähkökiuas + varaava sähkölämmitys + LVV Täyssähköistetyn varaavalla tai osittain varaavalla sähkölämmityksellä varustetun asuinhuoneiston huippukuormitus lasketaan seuraavasti: ( ) P = P + P + P + P + P + p A 1000 (4) hmax hläm aläm LVV kev kk val h / P hläm = sähkölämmityksen teho, kw P aläm = autolämmityksen teho, kw P LVV = lämminvesivaraajan teho, kw A h = huoneiston pinta-ala, m 2 P kev = kiukaan ei vuoroteltu osa, kw P kk = kojekuorma, 5 kw p val = valaistuskuorma, 10 W/m 2 Myös tässä tapauksessa edellytetään kiukaan osatehon vuorottelua jonkin muun kuormitusryhmän kanssa Asuinrakennuksen huipputehon P max arviointi Huipputehon P max arviointitavat eli huipputehon laskentamallit pohjautuvat peruskuormaan ja pinta-alasta riippuvaan kuormitukseen eli pinta-alatehoon sekä sähkölaitteiden samanaikaisen käytön todennäköisyyden arviointiin. Vastaavasti kuin yksittäisten huoneistojen tapauksessa myös asuinrakennuksen huipputehon mitoituskaavoissa on huomioitu asunnon perussähköistys ja erilaisten sähkölämpölaitteiden sähkölämmitys, auton sähkölämmitys, sähköinen lämminvesivaraaja ja sähkökiuas - aiheuttama tehontarve. Lisäksi kaavoihin on sisällytetty tieto eri kuormitusten vuorottelusta ja muista samanaikaisuuteen vaikuttavista tekijöistä. 14

15 3.3.5 Rakennuksen huipputehon P max laskenta yhden huoneiston huipputehon P hmax ja tasauskertoimen C(N h ) avulla Huipputehon P max arviointi voi perustua siihen, että ensin määritetään yhden keskimääräisen huoneiston huipputeho P hmax. Tämän jälkeen saatu huoneiston huipputeho kerrotaan rakennuksen huoneistojen lukumäärällä N h ja suoritetaan lopuksi eriaikaisesta käytöstä johtuva tasauskerroin C(N h ) eli kerrotaan arvioidulla samanaikaisuuskertoimella. ( ) P = C N N P (5) max P max C(N h ) N h P hmax h h max = rakennuksen huipputeho, kw = tasauskerroin huoneistojen välillä = huoneistojen määrä = yhden huoneiston huipputeho, kw Tasauskerroin voidaan arvioida kokemuksen perusteella tai laskea seuraavasti: { } ( ) = + ( 1 ) 1/ [ 1+ log ( )/ log( )] C N C C N A h min min h h, 35 (6) C(N h ) = tasauskerroin, kun huoneistomäärä on N h ja huoneiston keskimääräinen pinta-ala A h (ks. kuva 3). C min = minimi tasauskerroin, jota pienemmäksi tasaus ei laske, vaikka huoneistojen määrä nousisi kuinka suureksi (tässä valittu 0,20) = huoneiston huipputeho (kw) P hmax Huoneistojen pinta-ala A h lasketaan seuraavasti: Ah = Akrs / Nh (7) A krs = rakennuksen kerrospinta-ala, m 2 Yhden huoneistojen huipputeho P hmax lasketaan kaavojen 4, 5, 6 ja 7 avulla tai se arvioidaan muuten tiedossa olevien rakennuksen sähkönkulutustietojen perusteella. 3.4 Tehontarpeen arviointi muissa rakennuksissa järjestelmittäin / laiteryhmittäin Tarkasteltaessa käytössä olevien kohteiden toteutuneita huipputehoja selvisi, että tehovaihtelut (W/m²) ovat varsin suuria koulu- ja toimistorakennuksissa (kuvat 4 ja 5). Voidaan olettaa, että kokoontumis- ja teollisuusrakennuksissa huipputehot poikkeavat toisistaan vieläkin enemmän. Näin ollen asuinrakennuksia lukuun ottamatta PJ-liittymän tehomitoitus tulisi aina tehdä mahdollisimman pitkälle tapauskohtaisesti huomioiden rakennuksen käyttötarkoitus sekä mahdollisuuksien mukaan myös rakennuksiin tuleva sähkölaitekanta sekä sähkölaitteiden ohjaukset ja käyttö. Koulu- ja toimistorakennuksissa ovat merkittävimmät sähköenergian kulutuskohteet valaistus ja LVI-laitteet. Toimistorakennuksissa myös ATK- ja muiden toimistolaitteiden kulutusosuus on merkittävä. Tehomitoituksenkin kannalta ao. laiteryhmät ovat yleensä merkittävässä asemassa, josta syystä alla on kuvattu tarkasti erityisesti näiden laiteryhmien sähkötehon mitoitusta. Lisäksi tulee aina tarkastella kohdekohtaisesti muut suuritehoiset laiteryhmät. PJ-liittymän mitoittava sähköteho voidaan laskea yhtälöllä Pmitoittava = 13, ( Pilmanvaihto + Pvalaistus + Pmuutlvi laitteet + Pkojeet + laitteet + Psähkölämmitykset + Pmuut ) (8) jossa 1,3 on kerroin, jolla on varauduttu tulevaisuuden järjestelmälisäyksiin ja muuhun sähkötehon tarpeen nousuun. Esimerkit koulu- ja toimistorakennusten sähkötehon mitoituksesta esitetään liitteissä 1 ja 2. Yksittäisten laiteryhmien mitoittavissa tehoissa on huomioitava erilaisin tasauskertoimin: a) laiteryhmän sisäinen tasauskerroin k1 kertoo, kuinka paljon laiteryhmän laitteista on enimmillään käytössä samanaikaisesti; esimerkiksi kaikki valaistus on harvoin käytössä täydellä tehollaan. b) samanaikaisuuskerroin k2 kertoo, kuinka paljon k1:llä tasatusta tehosta on käytössä huipputehoaikana; esimerkiksi sähkölämmitysten ja koneellisen jäähdytyksen huipputehon tarve on yleensä eriaikainen. Tässä tapauksessa mitoitusta tekevällä on oltava näkemys, syntyykö kohteen huipputeho talvella vai kesällä. Tässä luvussa on tarkasteltu kahta eri kulutusryhmien mitoitustapaa: 1 Tehontarpeen määrittäminen laiteluetteloiden, tasopiirustusten jne. perusteella. 2 Tehontarpeen määrittäminen ominais- tai sähkötehokkuuden perusteella. Monille toimistojen ja kotitalouksien laitteille on laadittu energiatehokkuusluokat (esimerkiksi kopiokoneet, tietokoneet, jääkaapit ja pesukoneet). Vastaavasti on laadittu sähkötehokkuusluokkia järjestelmille, kuten ilmanvaihdolle, valaistukselle ja pumppauksille. EU:n maissa on kokonaisille rakennuksillekin kehitelty ja laadittu energiatehokkuusluokitteluita (esimerkiksi Tanskassa). Energiatehokkuusluokittelu on yleistymässä voimakkaasti EU-maissa monella tasolla, joten ko. luokittelut on mielekästä huomioida myös PJ-liittymän sähkötehon mitoituksessa. Eräs menetelmä rakennuksen sähkötehon mitoittamiseksi on laskea merkittävimpien järjestelmien sähkötehon tarve suhteessa hankesuunnitteluvaiheessa määriteltyihin energiatehokkuuden tavoitearvoihin. Energiatehokkuuden tavoitearvoja on määritelty laajasti esimerkiksi VTT:n tiedotteessa Rakennuksen sähköenergiankulutuksen tavoitearvot (VTT 1756, Espoo, 1996). 15

16 Koulurakennusten neliötehojakautuma Otos 171 koulua Määrä kpl Neliöteho W/m2 Kuva 4. Vuoden 1980 jälkeen rakennettujen tai saneerattujen kaukolämmitettyjen koulurakennuksien toteutuneet neliötehot Toimistorakennusten neliötehojakautuma Otos 101 kohdetta Määrä kpl Neliöteho W/m2 Kuva 5. Vuoden 1980 jälkeen rakennettujen tai saneerattujen kaukolämmitettyjen toimistorakennuksien toteutuneet neliötehot 16

17 3.4.1 Ilmanvaihdon sähkötehon tarve, P ilmanvaihto P ilmanvaihto laiteluetteloiden perusteella Kuvassa 6 on esitetty ilmanvaihtosysteemi ; vasemmalta oikealle: sähköverkko, taajuusmuuttaja, sähkömoottori, välitys (= voimansiirto) sekä puhallin ja kanava. Mitoittavan sähkötehon laskennan kannalta on olennaista, että kaikissa systeemin osissa tapahtuu häviöitä, joiden suhteellinen osuus yleensä kasvaa osakuormilla. P ilmanvaihto sähkötehokkuuden / ominaistehon perusteella Ilmanvaihtojärjestelmän sähkötehokkuus on uusi käsite, joka määrittelee koko ilmankäsittelyjärjestelmän tehokkuuden sähkönkulutuksen suhteen. Sen yksikkö on kilowattia per ilmavirta, kw/(m³/s). Ominaissähköteho SFP (Specific Fan Power) tarkoittaa koko järjestelmän kaikkien puhaltimien yhteenlaskettua sähkötehokkuutta. SFP on koko laitoksen kaikkien puhaltimien yhteenlaskettu sähköteho jaettuna suuremmalla ilmavirralla (tulo tai poisto). Lukuarvo on desimaaliluku ja sen perusluokat ovat 1,0; 1,5; 2,5 ja 4,0 kw/(m³/s). SFP = Pverkko / qmax (9) Kuva 6. Ilmanvaihtoyksikön kokonaishyötysuhteen muodostumisen kaaviokuva P 1 = ilmanvaihtosysteemin sähköverkosta ottama teho kilowatteina P 2 = sähkömoottorin ottoteho kilowatteina P 3 = sähkömoottorin antoteho (= akseliteho) kilowatteina P 3N = sähkömoottorin nimellinen akseliteho kilowatteina P 4 = puhallinakselille siirrettävä teho Ilmanvaihtojärjestelmän sähkötehon tarve voidaan laskea ilmanvaihdon sähkölaiteluettelon (kojeluettelon) perusteella. Kojeluettelossa esitetään kuitenkin usein vain sähkömoottoreiden nimellistehot. Tehontarpeen mitoituksessa tulee huomioida taulukossa 3 mainittuja asioita. SFP = Rakennuksen puhaltimien ominaissähköteho P verkko = Rakennuksen kaikkien puhaltimien ottama (verkosta suoraan mitattavissa oleva) yhteenlaskettu sähköteho, kw q max = Rakennuksen ilmavirroista suurempi, tulo tai poisto Suunnittelija ja rakennuttaja määrittelevät sähkönkulutuksen tavoitetason kohteena olevan rakennuksen sähkötehokkuusluokkana. Tällä aikaansaadaan se, että jatkossa ilmanvaihdon suunnittelijat ja urakoitsijat joutuvat huomioimaan omissa valinnoissaan eri laitteiden sähkötehokkuuden. Näin voidaan välttää liian epätaloudellisia valintoja. Tilojen ilmamäärät saadaan esimerkiksi LVI-suunnittelijalta. Alkuvaiheen arvioinneissa voidaan käyttää myös esimerkiksi Suomen rakentamismääräyskokoelman D2 tiloittain määriteltyjä ilmamääriä tai Sisäilmastoluokitus 2000:n ilmamääriä. Kun ilmamäärä on määritelty ja sähkötehokkuusluokka valittu, saadaan ilmanvaihtopuhaltimien tarvitsema sähköteho suoraan ilmamäärän ja SFP:n tulona. Taulukko 3. Tehontarpeen mitoituksessa huomioitavia asioita. Huomioitava tekijä Puhaltimen säätötapa Puhaltimen ohjaustapa Voimansiirron hyötysuhde Sähkömoottorin hyötysuhde Taajuusmuuttajan hyötysuhde Vaikuttavat tekijät / vaihtoehdot Pyörimisnopeussäätö, johtosiipisäätö, siipikulmasäätö, kuristussäätö, kaksinopeuskäyttö Aikaohjaus, läsnäolo-ohjaus, hiilidioksidiohjaus, lämpötilaohjaus Suora käyttö kiilahihnakäyttö lattahihnakäyttö Tyypillisiä arvoja / reunaehtoja Puhaltimien osailmavirran käytöllä esimerkiksi alle 10 C lämpötiloissa voi olla suuri merkitys tehomitoitukseen Suorassa käytössä voidaan voimansiirron hyötysuhteena käyttää 100 % Kiilahihnavälityksen hyötysuhde on yleensä luokkaa 93 ± 2,5 %, kun siirrettävä teho on välillä 0,7 35 kw. Kiilahihnavälityksen hyötysuhde on sitä pienempi mitä pienempi on siirrettävä teho. Lattahihnavälityksen hyötysuhde on yleensä luokkaa 96,5 ± 1,3 %, kun siirrettävä teho on välillä 0,7 35 kw. Sähkömoottorin hyötysuhde vaihtelee moottorin kokoluokan ja kuormituksen perusteella. Tyypillisesti oikosulkumoottorin hyötysuhde on 0,7 0,9. 0,95 17

18 P ilmanvaihto = SFP * q max, joka on suuruusluokaltaan myös ilmanvaihdon mitoittava sähköteho edellyttäen, että loistehon kompensointi on hoidettu joko keskitetysti pääkeskuksessa tai konekohtaisesti. Esimerkit asuin-, toimisto- ja opetusrakennuksen ilmanvaihdon sähkötehon mitoituksesta esitetään liitteissä 3, 4 ja Valaistuksen sähkötehon tarve, P valaistus P valaistus valaisinluetteloiden perusteella Valaistuksen sähkötehon tarve voidaan laskea valaisinluettelon perusteella. Valaisinluettelossa voidaan kuitenkin esittää vain lampputyypin nimellistehot. Tehontarpeen mitoituksessa tulee huomioida taulukossa 4 lueteltuja asioita. P valaistus sähkötehokkuuden perusteella Valaistukselle voidaan määrittää sähkötehokkuus vastaavasti kuin ilmanvaihdollekin. Valaistuksen sähkötehokkuudelle voidaan käyttää yksikkönä wattia per neliö, W/m². Valaistuksen ominaissähköteho tarkoittaa koko järjestelmän kaikkien valaisimien yhteenlaskettua sähkötehokkuutta. Tällöin valaistuksen ominaissähköteho on koko laitoksen kaikkien valaisimien yhteenlaskettu sähköteho jaettuna rakennuksen pinta-alalla. Lukuarvo on kokonaisluku, ja sen perusluokkina voidaan käyttää esimerkiksi 4; 8; 12; 16 ja 20 W/m². Vastaavasti valaistukselle voidaan määritellä sähkötehokkuuden tavoitearvot tilaryhmittäin, valaistustavan mukaan (suora tai epäsuora valaistus) tai esimerkiksi valaisintyypeittäin. Suunnittelija ja rakennuttaja määrittelevät sähkönkulutuksen tavoitetason kohteena olevan rakennuksen valaistuksen sähkötehokkuusluokkana. Tällä aikaansaadaan se, että jatkossa suunnittelijat ja urakoitsijat joutuvat huomioimaan omissa valinnoissaan eri valaisimien sähkötehokkuuden. Näin voidaan välttää liian epätaloudellisia valintoja. Esimerkit toimisto- ja opetusrakennuksen valaistuksen sähkötehon mitoituksesta esitetään liitteissä 6 ja Muiden lvi-laitteiden sähkötehon tarve, P muut lvi-laitteet Muut puhaltimet Oviverhokojeiden ja kiertoilmapuhaltimien sähkötehon tarve määritellään aina tapauskohtaisesti. Näiden laitteiden sähkötehon tarve voi olla merkittävä erityisesti, jos lämmitysmuotona on sähkö. Jäähdytykset Kesäaikaisen koneellisen jäähdytyksen sähkötehon tarve voidaan arvioida karkeasti jakamalla jäähdytysteho kolmella ( kylmäkerroin on tällöin 3). Jäähdytyksen tehontarve tulee kuitenkin aina arvioida tapauskohtaisesti erityisesti huomioiden, arvioidaanko liittymän huipputehon esiintyvän jäähdytys- vai lämmityskaudella. Jäähdytyksen tehon tarvetta arvioitaessa tulee huomioida myös sisäisten kuormien (valaistus, laitekuormat) ja jäähdytystarpeen ristikkäisvaikutukset. Taulukko 4. Valaistuksen tehontarpeen mitoituksessa huomioitavia asioita Huomioitava tekijä Valaistuksen perusratkaisu Lampputyyppi Valaistuksen ohjaustapa Valaisimien liitäntälaite Vaikuttavat tekijät / vaihtoehdot Tyypillisiä arvoja / reunaehtoja Suora / epäsuora valaistus Epäsuora valaistustapa voi vaatia luokkaa 1,5 kertaa suuremman sähkötehon kuin suora valaistustapa. Hehkulamppu, halogeenilamppu, loistelamput sekä erityyppiset purkauslamput Paikalliset kytkimet, aikaohjaus, läsnäolo-ohjaus, päivänvalo-ohjaus Perinteinen kuristin Elektroninen liitäntälaite Hehkulamppu lm/w Halogeenilamppu lm/w Loistelamppu lm/w Elohopealamppu lm/w Monimetallilamppu lm/w SpNa-lamppu lm/w Kaikki valaisimet ovat harvoin yhtä aikaa käytössä. Tyypillinen valaistuksen tehomitoituksen tasauskerroin on 0,85. Päivänvalo-ohjauksessa voi kesäaikana huipputehon tarvetta arvioidessa käyttää tasauskertoimena 0,6 0,8 riippuen tilojen päivänvalosuhteesta. Purkauslamppuvalaisimien perinteisten kuristimien vaikutus mitoitukseen voidaan yleensä huomioida kertomalla lampun nimellisteho kertoimilla 1,1 1,3. 18

19 Pumput Pumpuille voidaan määrittää sähkötehokkuus vastaavasti kuin ilmanvaihdollekin. Pumppujen sähkötehokkuudelle voidaan käyttää yksikkönä wattia per litraa sekunnissa, W/(l/s). Pumppujen ominaissähköteho on esimerkiksi koko rakennuksen kaikkien vesikiertopiirien (lämmitys- ja jäähdytysvesipiirit) yhteenlaskettu sähköteho jaettuna vesikiertopiirien yhteisvirtaamalla. Lukuarvo on kokonaisluku ja sen perusluokkina voidaan käyttää esimerkiksi <100; 150; 200; 250 ja >300 W/(l/s). Vastaavasti pumpuille voidaan määritellä sähkötehokkuuden tavoitearvot esimerkiksi pumppuryhmittäin, jolloin voidaan tarkemmin huomioida esimerkiksi vesi-glykoli-lämmöntalteenottolaitteiden pumppujen tehot mitoituksissa Kojeiden ja laitteiden sähkötehon tarve, P koje ja laitteet Keittiölaitteet Keittiölaitteiden sähköteho tulee aina määritellä tapauskohtaisesti keittiölaitesuunnitelman perusteella. Jos keittiön päivittäinen annosmäärä on tiedossa, voidaan keittiölaitteiden sähköteho ensimmäisessä vaiheessa arvioida karkealla tasolla esimerkiksi 0,2 0,5 kw/annos (energiankulutus erityyppisissä keittiöissä 0,2 3,0 kwh/annos). Keittiölaitteiden yhteenlaskettu teho voi olla hyvinkin suuri, mutta käytännössä kaikki laitteet ovat harvoin samanaikaisesti käytössä, joten keittiön huipputehon arvioinnissa on käytettävä soveltuvia tasauskertoimia (yleensä alle 0,5). Toimistolaitteet Toimistolaitteille (tietokoneet, tulostimet, kopiokoneet jne.) on olemassa runsaasti sähkötehokkuusluokitteluita, ja niiden vaikutus mitoittavaan sähkötehoon voidaan arvioida vastaavasti kuin valaistuksen ja ilmanvaihdonkin. Erityisesti toimisto- ja koulurakennuksissa voi toimistolaitteiden sähkötehon tarve olla samaa luokkaa kuin valaisimien ja ilmanvaihtopuhaltimien. Muut kojeet ja laitteet Saunojen sähkökiukailla voi olla merkittävä vaikutus sähköliittymän mitoitukseen. Kyseessä olevassa laskentamenetelmässä kiukaiden sähkötehot ja tasoituskertoimet arvioidaan tapauskohtaisesti. Esimerkiksi hotelleissa ja kylpylöissä voi kiukaiden osuus huipputehosta olla merkittävä. Kouluissa teknisen työn koneilla voi olla merkittävä osuus huipputehosta Sähkölämmitysten sähkötehon tarve, P sähkölämmitykset Sähkölämmitysten vaikutus liittymän mitoitukseen tulee arvioida tapauskohtaisesti. Siihen, tarvitseeko sähkölämmitystehoa huomioida liittymisjohtoa mitoittavana tekijänä, vaikuttavat mm. seuraavat asiat: Kohteen lämmitysmuoto. Suorassa sähkölämmityksessä tulee huomioida mitoitustilanteen sähkölämmitysteho. Syntyykö kohteen huipputeho kesäaikana suuren koneellisen jäähdytystehontarpeen seurauksena vai talviaikana sähkölämmitysten seurauksena. Voidaanko sähkölämmitykset ohjata pois käytöstä huipputehoaikana vaikka huipputehon valvontaohjelmistolla (esimerkiksi osittain varaava sähkölämmitys tai monet sähkösulatukset) Voidaanko sähkölämmitysten käyttö ajoittaa huipputehoajan ulkopuolelle (varaava sähkölämmitys tai monet sulatukset). Ovatko ilmanvaihdon sähkölämmityspatterit (mukaan lukien jälkilämmitykset) käytössä huipputehoaikana ja onko ilmanvaihdon osatehon käytöllä vaikutusta sähkölämmitysten tehoon (esimerkiksi huippupakkasilla). Autolämmityspistorasioiden ohjaustapa (ulkolämpötilaohjaus, huipputehon rajoitus, esivalittava ajastin, aikaohjelma) Muiden sähkölaitteiden sähkötehon tarve, P muut Muiden sähkölaitteiden vaikutus liittymän mitoitukseen tulee arvioida tapauskohtaisesti tässä laskentamenetelmässä. Erityisesti teollisuusrakennusten sähkötehon arvioiminen vaatii tietoa rakennuksen käyttötarkoituksesta, tuotannon laadusta sekä tuotantolaitteiden ominaistehoista. Lähtötietoina tulisi olla vähintään käyttötarkoitus ja mahdollisimman laajasti myös tuleva laitekanta. Tuotantolinjojen sähkölaitteiden todelliset sähkötehot ovat yleensä merkittävästi pienemmät kuin nimellistehot; lisäksi kaikki tuotantolaitteet ovat harvoin käytössä samanaikaisesti täydellä tehollaan. Käyttötarkoitukseen perustuvia sähköenergian kulutuksen keskimääräisiä ominaiskulutuslukuja (kwh/rakennus-m³) on käytettävissä esimerkiksi Motivan energiakatselmusten tilannekatsauksissa. Jakamalla ominaiskulutusluvut käyttötarkoitukseen sopivilla huipunkäyttöajoilla päästään karkeaan arvioon tehontarpeen suuruusluokista. 3.5 Sähkötehon mitoittaminen simuloimalla Tietokantapohjainen sähkösuunnittelu yleistyi 1990-luvulla. Sen etuna on, että voidaan käyttää valmiita laitekirjastoja. Suunniteltavan rakennuksen sähkölaitekanta voidaan suhteellisen nopeasti määritellä tällöin yksittäisen laitteen tasolla. Rakennukseen tulevien todellisten tai suunniteltujen laitteiden käyttöä simuloimalla voidaan luotettavimmin ennustaa tuleva sähköteho. Kun yksittäisten sähkölaitteiden sähköverkosta ottama teho tiedetään, voidaan liittymän sähkötehon tarve simuloida antamalla laitteille kalenteriin ja kellonaikaan sidotut käyttöjaksot. Simuloinnissa tulee samanaikaisuus- ja tasauskertoimilla huomioida laitteiden käyttöaste, eriaikainen käyttö jne. Menetelmässä on myös huomioitava erot laitteen nimellistehon ja laitteen verkosta ottaman todellisen tehon välillä. Esimerkki simuloinnista esitetään liitteissä 8 ja 9. 19

20 4 LIITTYMISJOHDON VALINNAN PERUSTEET 4.1 Yleistä Tässä luvussa luodaan katsaus rakennuksen liittymisjohdon yleisiin valintaperusteisiin ja keskitytään erityisesti rakennuksen liittymisjohdon mitoituskuormitusvirran (I max ) määrittämiseen, koska se usein on ensisijainen tai ainakin ensimmäinen valintaperuste. Muiden ehtojen täyttyminen varmistetaan kuormitusmitoituksen jälkeen. Rakennuksen tai rakennusryhmän yhteisen liittymisjohdon mitoitus- ja valinta perusteet ovat samat kuin muidenkin tehoa siirtävien kaapeleiden: 1 Mekaaninen kestävyys 2 Kuormitusvirran kestävyys (I max ) Johdon oltava riittävän paksu, jotta se ei ylikuumene kuormitusvirrasta. 3 Oikosulkuvirran kestävyys (I th ja I dyn ) Johdon oltava riittävän paksu, jotta se ei ylikuumene oikosulkuvirrasta. Johdon oltava riittävän luja mekaanisen vaurioitumisen estämiseksi. 4 Jännitehäviön (u hmax ) rajoittaminen Pitkäaikainen normaalin käyttövirran aiheuttama jännitehäviö ei saa olla liian suuri. Lyhytaikainen käynnistysvirran aiheuttama jännitehäviö ei saa olla liian suuri. 5 Oikosulkutapauksissa riittävän oikosulkuvirran (I thmin ) turvaaminen Oikosulkuvirran oltava riittävä vian nopean poiskytkennän turvaamiseksi. 6 Elinkaarikustannukset (K ek,mk/elinkaari) Johdon mekaanisten rasitusten kestävyys Liittymisjohdon pitää rikkoontumatta kestää käyttöpaikan mekaaniset rasitukset. Tarvittaessa johto on suojattava Johdon kuormitusvirran (I max ) kestävyys Liittymisjohdon pitää liiaksi kuumenematta kestää käytössä esiintyvä kuormitusvirta, jolloin on myös huomioitava PEN-johtimen yliaaltovirrat. Rakennuksen syöttämiseen tarkoitetun johdon elinkaari on useita kymmeniä vuosia. Tänä päivänä käytössä tavataan jopa vuotta vanhoja paperieristeisiä liittymisjohtoja, jotka edelleenkin täyttävät alkuperäisen käyttötarkoituksensa. Todennäköisesti muovieristeisten kaapelien kestävyysominaisuudet ovat vähintäänkin samaa luokkaa. Liittymisjohtoa valittaessa otetaan huomioon myöskin tulevaisuuden kuormituksen muuttuminen. Toistaiseksi sähkönkulutus on yleensä kasvanut. Liittymisjohdon kasvuvarausta saatetaan tarvita useista syistä, kuten kuormituksen yleisen kasvun takia tai silloin, kun halutaan varautua rakennuksen erilaiseen käyttötarkoitukseen Johdon oikosulkuvirran (I th ja I dyn ) kestävyys Liittymisjohto ei saa vaurioitua oikosulun aiheuttamien mekaanisten voimien tai ylikuumenemisvaikutusten takia Johdon jännitehäviön (u hmax ) rajoittaminen Jotta kuluttajan jännitteen laadulle asetetut tavoitteet kyetään täyttämään, tulee johdinpoikkipinnan olla riittävän suuri. Jännitehäviö syöttävältä muuntajalta ei saa normaalissa kuormitustilanteessa eikä myöskään suurten laitteiden kuten moottoreiden ja muuntajien käynnistyessä nousta liian suureksi. Käynnistysten aiheuttamat jännitehäviöt tulevat suuriksi pitkillä liittymisjohdoilla ja silloin, kun jakelumuuntajan teho kuormitukseen nähden on suhteellisen pieni Riittävän oikosulkuvirran (I thmin ) turvaaminen Jotta oikosulkusuojat kykenevät takaamaan määräysten mukaisen lyhyen vian poiskytkentäajan, tulee liittymisjohto mitoittaa riittävän vahvaksi. Tarpeeksi suuri oikosulkuvirta on varmistettava erityisesti silloin, kun liittymisjohto on pitkä, ja silloin, kun jakelumuuntajan teho on suhteellisen pieni Elinkaarikustannukset (K ek ) eli taloudellinen poikkipinta Liittymisjohdon investointikustannus on sitä pienempi, mitä pienempi sen poikkipinta on, mutta johtoa pienentämällä lisätään johdon koko elinkaarelle ajoittuvia häviökustannuksia. Pienillä huipunkäyttöajoilla taloudellinen mitoitus johtaa pieniin johtopoikkipintoihin ja vastaavasti suurilla huipunkäyttöajoilla johtopoikkipinta kasvaa. 4.2 Liittymisjohdon mitoitusvirran I rmax määrittäminen Rakennuksen tai rakennusryhmän liittymisjohdon kuormitus vaihtelee yleensä jatkuvasti, joten johdon lämpötila muuttuu alituiseen. Voimakaapelin lämpötilan muutosnopeutta kuvaava aikavakio on useita kymmeniä minuutteja (τ k = min). Tämä merkitsee sitä, että lyhytaikaiset kuormitushuiput eivät ehdi ylikuumentaa johtoa, kuten kuvan 7 simulointiesimerkistä havaitaan Liittymisjohdon mitoitustehon määritystavan valinta Johdon poikkipintaa kuormituksen perusteella valittaessa on pidettävä mielessä mitä seuraavista huipputehoista tarkoitetaan: 1) 1. Hetkellinen huipputeho P imax 2. Huipputeho P h15min mitattuna 15 minuutin jaksolta 2) 3. Huipputeho P h60min mitattuna 60 minuutin jaksolta 2) 1) 2) Hetkellisellä huipulla tarkoitetaan sitä hetkellistä suurinta tehoarvoa, joka todetaan, kun osoittavaa tai rekisteröivää mittaria seurataan käytön aikana. Jollekin aikajaksolle esim. 15 min - kohdistetulla huipputeholla tarkoitetaan ko. tarkkailuaikana laskennallisesti saatavaa tehon keskiarvoa eli tarkkailuaikana kulunut energia (W i ) jaettuna tarkkailujakson pituudella (T 15min ): P h15min =W i /T 15min 20