Principes de conception des installations électriques pour les bâtiments

Concepts de conception d’installation électrique pour bâtiments

Afin de concevoir des systèmes électriques pour les bâtiments, il est nécessaire de prendre en compte de nombreux éléments. In the initial phase, it is important to choose the design or style of energy distribution in the building. Malgré la présence de diverses formes de construction, la conception des installations électriques est une procédure essentielle qui a des conséquences pratiques. Le design architectural de la distribution d’énergie an un impact significatif sur l’efficacité et la durabilité des infrastructures électriques.

These décisions ont un impact à partir de la construction de l’infrastructure électrique. Aspects essentiels lors de l’exécution comprennent le temps d’installation, le taux d’exécution des tâches ou l’efficacité, ainsi que les compétences requises pour la équipe, entre autres. La distribution d’énergie utilisée influence les performances des installations pendant leur fonctionnement. Importants aspects de l’opération incluent la qualité et la continuité de la fourniture de chargements sensibles, de pertes, et ainsi de suite. On doit étudier le type et l’exécution des électriques systèmes lorsqu’on les recycle après leur durée de vie. Following are the steps to choose an architectural style in energy distribution:

1. Établir ou déterminer la configuration et la position des équipements.
2. Identifier et décrire différents niveaux de distribution.
3. Un schéma à une seule ligne.
4. Choix d’équipements

On doit effectuer une évaluation adéquate des normes d’installation électrique dans les bâtiments. Dans cette partie, on expose 12 éléments clés de design pour les systèmes électriques dans les bâtiments. These caractéristiques jouent un rôle essentiel dans la détermination des fondamentaux et des particularités de l’architecture de distribution d’électricité. Tous les aspects seront expliqués, classés et attribués des values potentielles.

Ce que vous allez lire dans cet article: Principes de la conception électrique des installations pour les bâtiments

1. Domaine d’Activité
2. Site/Structure complexe
3. Plan d’extension
4. « Fiabilité du Service »
5. Capacité de maintenance
6. Flexibilité de l’installation électrique
7. Demande requise
8. Répartition du volume
9. Réactivité des installations face aux interruptions de voltage
10. Sensitivity à des perturbations dans la source de courant
11. Possibilité ou capacité à perturber les circuits
12. Autres éléments importants et contraintes

1. Objectifs des activités:

Structures sont conçues et construites afin de répondre à leurs utilisations ou activités prévus. La nature de l’activité an un impact significatif sur les principes de design électrique des installations. Cette partie expose les définitions présentes dans la section 3.4 de la Standard Section IEC 60364-8-1.

• Un bâtiment résidentiel : Une structure conçue et construite pour des habitations privées.
• construction commerciale: Espaces conçus et érigés pour des raisons commerciales. Offices, magasins, centres de distribution, bâtiments publics, banques et hôtels sont tous des exemples de bâtiments commerciaux.
• Construction industrielle: Ésections conçues et réalisées pour la production ou des procédés spécifiques. Industrial structures comprennent des usines, des ateliers, des centres de distribution et des usines d’assemblage.
• Établissements d’organisation et d’infrastructure : Établissements industriels et de transport. Airports, ports, stations de train et autres infrastructures de transport.

2. Site/Structure complexe:

Dans cette partie, on aborde les aspects architecturaux de la construction ou des structures. Le nombre de bâtiments, le nombre de niveaux et la taille de chaque étage sont des caractéristiques essentielles. L’augmentation du nombre de niveaux pose des défis à la planification de l’infrastructure électrique. Par exemple, les caractéristiques essentielles des systèmes électriques dans a structure de un seul étage diffèrent considérablement de celles présentes dans des édifices haut de gamme ou des skyscrapers. Certaines catégories incluent :

• Un immeuble d’une seule étage
• Un édifice de plusieurs étages Site avec de nombreux bâtiments.
• Établissements haut de gamme et toits

3. Plan d’extension:

Il est impossible de disposer et d’utiliser l’électricité dans toutes les parties du bâtiment. Il est crucial de prendre en compte these limites tout au long du processus de design. Importants éléments à prendre en compte lors de la décision de l’emplacement des équipements électriques dans la structure sont :

• Esthétique
• Accessibilité.
• La présence de certains endroits.
• Utilisez la création de corridors sur chaque étage.
• L’utilisation de canaux verticaux ou de ducts.

Différentes catégories comprennent :

• Low: The emplacement des équipements électriques est clairement indiqué.
• Medium: La position des équipements électriques est très limitée afin d’éviter tout dommage.
• High: Il n’y a pas de limites, et il est possible de décider où placer l’électroménager afin de garantir le respect des règles.

4. Reliance dans le Service

La reliabilité en service se réfère à la capacité d’un système électrique à fonctionner dans des conditions spécifiques pendant une période donnée. Lors de la planification des systèmes électriques pour les bâtiments, il est important de prendre en compte les différentes niveaux de dépendance. Il existe plusieurs catégories dans ce domaine, notamment :

• Minimum: Ce niveau de dépendance suggère la possibilité d’une interruption en raison de contraintes géographiques, technologiques ou économiques. Les contraintes géographiques peuvent inclure la création d’un réseau distinct et la distance à partir du centre de production. Il peut y avoir des limitations techniques telles qu’un manque d’overhead wires ou un système de ring ou de loop défaillant. Economies limitées peuvent inclure une maintenance limitée et des tailles ou des exigences minimes.
• Normal.
• Niveau avancé: Cette niveau de confiance implique des efforts supplémentaires pour réduire les risques d’interruptions. Underground lines, a solide ring or mesh network, un design unique, l’installation de générateurs d’urgence, et bien d’autres encore sont des exemples de techniques de réduction des risques.

5. Gestion de la capacité :

La capacité de maintenance se réfère à la mise en place de certaines caractéristiques lors du design d’une infrastructure électrique. These caractéristiques réduisent les conséquences des réparations et de l’entretien sur les performances d’un segment ou de l’ensemble du système. Les catégories de capacité de réparation et de maintenance comprennent :

Pour effectuer des réparations et des maintenances à ce stade, il est nécessaire de mettre fin à l’ensemble du système ou de le débrancher.

• Norme: Des réparations et des entretiens peuvent être effectués pendant que les installations sont en fonctionnement, même si leur capacité est réduite. Dans cette situation, il est recommandé de réaliser des réparations et des maintenances planifiées à des moments spécifiques, tels que les heures de faible charge ou les périodes de réduction de l’activité habituelle. Imagine un système comprenant plusieurs transformers pouvant être connectés en parallèle. Dans cette configuration, il est possible de retirer l’un des transformers du circuit et de le servicer en état de faible charge.
• Advanced: Grâce à des activités spécifiques de design, les opérations, les services et la maintenance peuvent être effectués sans crainte ou perturbation pour les autres parties. On peut envisager des configurations avec des installations électriques doubles, par exemple.

These principes sont utilisées comme fondement pour concevoir des systèmes électriques dans les bâtiments, en prenant en compte différents éléments qui impactent la performance, la fiabilité et la facilité de maintenance. Chaque concept joue un rôle crucial dans la création d’un système qui répond aux besoins spécifiques et aux activités du bâtiment tout en préservant la sécurité et l’efficacité.

6. Installations électriques flexibles

Flexibility dans le domaine de l’électricité se réfère à la capacité de relocaliser les points de distribution d’énergie ou d’augmenter la supply de courant dans certaines parties de l’installation. Par exemple, il devrait être facile de connecter a portion du système ou d’améliorer le débit actuel dans a branche. Flexibilité joue un rôle crucial lors des premières étapes d’un projet en raison des incertitudes liées à la construction et à l’infrastructure électrique. On peut classer la flexibilité des electrical systems en trois catégories :

• Pas de souplesse: Dans cette configuration, les emplacements de charge sont fixés tout au long de leur cycle. These contraintes peuvent se développer pour différentes raisons, telles que la construction du bâtiment, le chemin de la ligne électrique à haute tension ou le processus de fabrication. Prenons l’exemple de l’équipement utilisé dans les galeries de melt.
• Design flexible: Dans ce système, il n’y a pas de limites quant au nombre de points de distribution d’énergie, au niveau de puissance et au placement des charges.
• Flexible Implementation: Flexible implementation consiste à installer des loads après avoir été commissionnés.
• Flexible Operation: When the process is reorganised, the load locations in these installations change. Par exemple, dans des structures industrielles, la croissance, la division en parties et les modifications de l’utilisation peuvent nécessiter le déplacement des charges. Dans les bâtiments d’entreprise, cette procédure implique de diviser de vastes hallways ou espaces en petites sections. Pour consulter de nombreux autres articles spécialisés, rendez-vous dans la section Medium Voltage Electrical Installations Design.

7. Demande requise

Le terme “necessary demand” fait référence à la quantité maximale d’électricité active et visible nécessaire aux systèmes électriques d’un bâtiment, qui est déterminée par sa taille. Pour obtenir plus d’informations, veuillez consulter l’article [How to Estimate the Electrical Consumption of a House]. (http://en/blogs/how-to-estimate-the-electric-usage-of-a-house) ou Chapter A, Section 4. On peut classer la demande en fonction de la perception de la puissance suivante :

• Moins de 630 KVA
• Entre 630 et 1250 kilowatts.
• De 1250 à 2500 kilowatts
• Au-delà de 2500 kVA.

8. Distribution des charges

On parle ici de la uniformité de la répartition de la charge en kVA par square mètre dans un secteur ou à travers toute la structure. L’information sur la répartition des charges est essentielle pour évaluer la demande requise pour l’infrastructure électrique. On peut classer la distribution de la charge comme suit :

• Uniform Distribution: Chaque charge unit possède une puissance modérée ou faible et est réparti à travers une grande zone ou l’ensemble de la structure. These charges, telles que la luminosité ou des systèmes de travail spécifiques, sont uniformes à travers toute la facilité.
• Medium Distribution: Les charges dans ce système sont habituellement de faible puissance et réparties uniformement à travers toute la structure. Moyenne charge de distribution englobe des équipements d’assemblage, des conveyors, des workstations, des sites de logistique modulaires, et ainsi de suite.
• Local Loads: Les charges locales sont souvent élevées en énergie et se répartissent de manière inégale à travers le bâtiment. Les ventilations sont des exemples de charges localisées.

9. Sensitivity aux interruptions de tension.

Dans cette section, les circuits sont classés en fonction de la durée autorisée pour les interruptions de voltage.

• Removable or Reducible Circuit: Les charges présentes dans ce circuit peuvent être détachées à tout moment et pour une durée indéfinie.

• Circuit of Long Disconnect Capability: Loads in this group possèdent une capacité de disconnect de plus de 3 minutes.

• Circuit avec Capacité de Disconnect Rapide: These circuits peuvent être interrompus en moins de 3 minutes.

• Non-Disconnectable Circuits: Il est impératif que these circuits et leurs loads ne perdent jamais de puissance. Selon la norme [EN50160], la durée peut être inférieure à 3 minutes ou supérieure à 3 minutes. Cette norme définit les caractéristiques des sources de voltage ou de puissance provenant de réseaux de distribution publics. Voltage interruptions dans chaque circuit peuvent entraîner différents résultats. Les circuits électriques et les charges associées à eux sont également classés en fonction des dommages causés par des pannes de courant. Cette catégorie comprend :

• Il n’y a pas de dommage significatif

• Perte de production

• Équipement de production endommagé ou perte d’informations cruciales

• Consequence fatale On peut combiner les types de temps et de dommages causés par des interruptions de la source de courant. Dans le domaine de l’électricité, les interruptions de la source de courant sont souvent classées en four catégories :

• Sans priorité: Les charges ou les circuits sans priorité peuvent être interrompus à tout moment. Par exemple, supprimer l’électricité du système de chauffe-eau n’a aucun impact.

• Low Priority: Éliminer des loads ou des circuits de basse priorité peut entraîner une certaine insatisfaction parmi les occupants du bâtiment et peut entraver la productivité ou l’efficacité si les interruptions se prolongent. Les systèmes de chauffe, de climatisation et d’aération sont considérés comme de faible importance.

• Medium Priority: La rupture de circuits de niveau médiocre entraînera des conséquences financières importantes et perturbera les opérations ou les services. These circuits ont une durée maximale autorisée pour les pannes de courant. L’interruption prolongée de la supply de courant pour des loads de petite importance peut avoir des conséquences économiques, telles que la perte d’énergie ou les frais de restarting les lines. Refrigeration, freezers, and lifts sont quelques exemples de chargements de petite importance dans les édifices.

• High Priority: Des pannes de courant représentent des dangers de vie et des conséquences financières inacceptables pour des chargements de grande importance. La santé, la technologie de l’information et la sécurité sont parmi les priorités les plus élevées.

10. Sensibilité aux perturbations dans le système de courant

La sensitivity aux perturbations désigne la capacité d’un circuit à fonctionner normalement dans des situations spécifiques. Les pannes de courant peuvent entraîner différentes formes de performance incorrectes. La perturbation de la supply de courant peut entraîner un arrêt du processus, une mauvaise opération, une diminution de la durée de vie de l’équipement, une augmentation des pertes, et ainsi de suite. On peut classer les circuits en fonction de leur fonctionnement correct en cas de perturbations de la supply électrique :

• Sensitivity élevée: Les fluctuations du voltage de l’alimentation n’ont qu’un impact minime sur les performances de cette charge. Prenons l’exemple d’un chauffe-eau qui appartient à la catégorie de basse sensitivity.
• Medium Sensitivity: Des interruptions de courant peuvent causer de graves dommages ou blessures à cette charge. Motors et systèmes de lumière font partie de cette catégorie. Différences de tension dans cette charge entraînent des dommages au fil du temps, plutôt que toutes simultanément.
• Haute sensibilité: Des perturbations de tension dans cette catégorie peuvent entraîner des interruptions de processus ou des pannes complètes de l’équipement. Les ordinateurs et autres équipements de technologie de l’information, par exemple, sont vulnérables à de grandes perturbations. Il est crucial de prendre en compte la sensitivity des loads aux perturbations de puissance lors du circuit design. La sensitivity du système influence le nombre de circuits partagés ou dédiés. On conseille l’utilisation de load grouping lors de la conception d’installations électriques. En réalité, il est préférable de séparer les charges sensibles de celles qui provoquent des perturbations. On peut par exemple séparer les circuits de éclairage et de moteur. On peut également déterminer la séparation des circuits en fonction des opérations. La division des circuits permet de surveiller et d’analyser de manière indépendante la consommation de puissance ou la demande de chaque groupe.

11. Le potentiel ou la capacité de perturber les circuits.

La présence de charges sur a circuit peut perturber le bon fonctionnement des circuits et des équipements adjacents. Circuit disruptions peuvent être causées par des harmonics, des inrush currents, des imbalances, des hautes fréquences, des émissions de magnésium, et d’autres phénomènes. On classement les circuits en classes suivantes en fonction de leur capacité à perturber le fonctionnement d’autres équipements :

1. Aucun problème:

• Ces charges ne provoquent pas d’interférences et ne nécessitent pas de mesures de protection ou de prévention.

2. Faible à occasionnel trouble:

• Si des loads sont sensibles ou extrêmement sensibles, il peut être nécessaire de séparer le circuit et la source de puissance. Par exemple, il est nécessaire de séparer les éclairages générateurs d’harmonics des autres parties.

3. Disturbance sévère

• Pour assurer des charges élevées, il est nécessaire d’utiliser des circuits spécialisés et des technologies de réduction de l’interférences dans les installations. Il est recommandé d’utiliser des sources de puissance distinctes pour les motors électriques à haute entrée et les équipements de welding à différentes entrées.
• Pour réguler le courant d’entrée du moteur, on peut utiliser différents soft starters et drives. Il est essentiel de souligner que soft starts ne produisent pas d’harmonics, mais il est nécessaire de gérer les drives dans cette optique. Large drives, ou la présence de plusieurs drives dans un circuit, peut engendrer des harmonics. Si des drives génèrent des harmonics, il est recommandé d’utiliser différents chokes et reactors.

12. Autres éléments clés et contraintes

Tous les traits mentionnés précédemment sont présents dans la plupart des systèmes électriques et sont très répandus. Lorsqu’on élabore des systèmes électriques pour un bâtiment, il est essentiel de prendre en compte certaines limites et situations. Parmi ces critères, on retrouve :

• Constructions spécifiques, telles que celles pour les hôpitaux et les édifices de grande hauteur.
• Normes régissant les entreprises de distribution, telles que des restrictions sur la connexion au réseau LV et l’accès à la substation MV.
• Load connections, telles que la connexion de deux grandes charges à différents circuits afin d’améliorer la gestion de l’énergie et l’efficacité opérationnelle.
• La capacité du designer à aligner le projet de système avec des situations antérieures en utilisant des subsets standardisés, des bases d’installation ou des utilisations d’équipements.
• Limitations de l’alimentation électrique, telles que les niveaux de tension et les systèmes de distribution d’énergie. La tension peut varier entre 230, 400 ou 690 volts, et elle peut être fournie dans des structures utilisant des systèmes de phase unique, phase deux, phase trois, phase trois avec neutral, ou phase trois sans neutral.

Conclusion:

La sélection de l’architecture débute par la conception initiale de l’infrastructure électrique du bâtiment. On retrouve dans cette procédure la distribution initiale de la tension médio-basse, la distribution de l’énergie à basse tension, ainsi que la distribution finale. All loads in buildings are connectées à des circuits à basse pression. Étant donné le manque de MV clients dans le bâtiment, the medium-pressure energy distribution network est utilisé uniquement dans les sections suivantes:

• Connectez-vous au réseau de la distribution pour obtenir de l’électricité.
• Un réseau interne qui échange de l’énergie à basse pression entre les différentes parties.
• Substations fonctionnant à une pression moyenne.

Les éléments mentionnés précédemment sont destinés à recueillir des informations avant de planifier les systèmes électriques dans les bâtiments. On abordera plus en détail les bases de la planification des systèmes électriques ci-dessous.