Rakennusten sähköliittymien mitoitus
Eckert, Tommi (2019)
Diplomityö
2019
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019120545825
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2019120545825
Tiivistelmä
Tämän diplomityön päätavoitteena oli sähköenergian mittaustietojen hyödynnettävyyden tutkiminen rakennuksen sähköliittymän mitoituksessa. Toisena tavoitteena oli mitoittavan huipputehon arvioinnissa aiemmin kehitettyjen laskentamenetelmien tutkiminen. Työ rajattiin mittausaineiston osalta varhaiskasvatuksen sekä yleissivistävän koulutuksen rakennuksiin eli päiväkoteihin ja kouluihin.
Laadullisina tutkimusmenetelminä olivat kirjallisuustutkimus ja kyselytutkimus. Kirjallisuustutkimuksen ja kyselytutkimuksen avulla selvitettiin mitä laskentamenetelmiä sähkösuunnittelijat käyttävät huipputehon arvioimiseksi. Kirjallisuustutkimuksessa selvitettiin myös sähköliittymien mitoituksessa ja mittaustietoja hyödynnettäessä huomioitavat lait ja asetukset sekä standardit ja suositukset. Mittaustietojen hyödynnyttävyyttä tutkittiin määrällisin menetelmin. Määrällistä tutkimusta varten koottiin tuntimittausaineisto. Tuntimittausaineistoon haettiin kohteiden AMR-mittaustiedot, liittymän pääsulakekoko, paikkatieto, paikkakunnan ulkolämpötilat, rakennustyyppi, keittiötyyppi, pinta-ala, tilavuus, oppilasmäärä, rakennusvuosi ja muiden rakennusluvanvaraisten toimenpiteiden valmistumisvuosi. Mittaustietojen hyödynnettävyyttä tutkittiin analysoimalla tilastollisin menetelmin tuntimittausaineistoa ja eri muuttujien vaikutusta rakennuksen huipputehoon.
Tilastollisen analyysin tuloksina muodostettiin kerrosalaan pohjautuvia lineaarisia laskentamalleja erityyppisille rakennuksille. Tuntimittaustietoja ja muodostettuja laskentamalleja vertailtiin kolmivaihetehon tiedonkeruulaitteella tehtyjen mittausten tulosten sekä eri laskentamenetelmillä saatujen tulosten kanssa. Tuntimittausaineiston perusteella arvioitiin myös, onko sähköliittymiä yli- tai alimitoitettu. Mittaustietoja hyödynnettäessä ja huipputehon arviointilaskelmia tehdessä huomioitavat asiat on esitetty työn tuloksissa ja johtopäätöksissä. The main aim of this thesis was to investigate the usability of electrical energy measurement data in the dimensioning of the building's electricity connection. Another objective was to investigate the previously developed computation methods for estimating peak power demand. The work was limited to early childhood education and education buildings, i.e. kindergartens and schools.
Qualitative research methods were a literature study and a questionnaire survey. A literature study and a questionnaire survey revealed the calculation methods used by electrical designers to estimate peak power demand. The literature study also clarified the laws, regulations, standards and recommendations to be taken into consideration when dimensioning electrical connections and utilizing measurement data. The usability of the measurement data was investigated by quantitative methods. Hourly data was collected for quantitative research. The hourly survey data included the AMR measurement data for the sites, main fuse size, location data, site outdoor temperatures, building type, kitchen type, area, volume, number of students, year of construction, and year of completion of other measures subject to building permits. The usability of the measurement data was investigated by analyzing the hourly measurement data and the influence of various variables on the peak power demand of the building by statistical methods.
As a result of the statistical analysis, linear computation models based on the floor area were constructed for different types of buildings. The hourly measurement data and the computational models generated were compared with the results of measurements on a three-phase power logger and with different computation methods. On the basis of the hourly measurement data, it was also assessed whether the electricity connections were oversized or undersized. Issues to consider when utilizing metering data and when performing peak power estimation calculations are presented in the results and conclusions of the thesis.
Laadullisina tutkimusmenetelminä olivat kirjallisuustutkimus ja kyselytutkimus. Kirjallisuustutkimuksen ja kyselytutkimuksen avulla selvitettiin mitä laskentamenetelmiä sähkösuunnittelijat käyttävät huipputehon arvioimiseksi. Kirjallisuustutkimuksessa selvitettiin myös sähköliittymien mitoituksessa ja mittaustietoja hyödynnettäessä huomioitavat lait ja asetukset sekä standardit ja suositukset. Mittaustietojen hyödynnyttävyyttä tutkittiin määrällisin menetelmin. Määrällistä tutkimusta varten koottiin tuntimittausaineisto. Tuntimittausaineistoon haettiin kohteiden AMR-mittaustiedot, liittymän pääsulakekoko, paikkatieto, paikkakunnan ulkolämpötilat, rakennustyyppi, keittiötyyppi, pinta-ala, tilavuus, oppilasmäärä, rakennusvuosi ja muiden rakennusluvanvaraisten toimenpiteiden valmistumisvuosi. Mittaustietojen hyödynnettävyyttä tutkittiin analysoimalla tilastollisin menetelmin tuntimittausaineistoa ja eri muuttujien vaikutusta rakennuksen huipputehoon.
Tilastollisen analyysin tuloksina muodostettiin kerrosalaan pohjautuvia lineaarisia laskentamalleja erityyppisille rakennuksille. Tuntimittaustietoja ja muodostettuja laskentamalleja vertailtiin kolmivaihetehon tiedonkeruulaitteella tehtyjen mittausten tulosten sekä eri laskentamenetelmillä saatujen tulosten kanssa. Tuntimittausaineiston perusteella arvioitiin myös, onko sähköliittymiä yli- tai alimitoitettu. Mittaustietoja hyödynnettäessä ja huipputehon arviointilaskelmia tehdessä huomioitavat asiat on esitetty työn tuloksissa ja johtopäätöksissä.
Qualitative research methods were a literature study and a questionnaire survey. A literature study and a questionnaire survey revealed the calculation methods used by electrical designers to estimate peak power demand. The literature study also clarified the laws, regulations, standards and recommendations to be taken into consideration when dimensioning electrical connections and utilizing measurement data. The usability of the measurement data was investigated by quantitative methods. Hourly data was collected for quantitative research. The hourly survey data included the AMR measurement data for the sites, main fuse size, location data, site outdoor temperatures, building type, kitchen type, area, volume, number of students, year of construction, and year of completion of other measures subject to building permits. The usability of the measurement data was investigated by analyzing the hourly measurement data and the influence of various variables on the peak power demand of the building by statistical methods.
As a result of the statistical analysis, linear computation models based on the floor area were constructed for different types of buildings. The hourly measurement data and the computational models generated were compared with the results of measurements on a three-phase power logger and with different computation methods. On the basis of the hourly measurement data, it was also assessed whether the electricity connections were oversized or undersized. Issues to consider when utilizing metering data and when performing peak power estimation calculations are presented in the results and conclusions of the thesis.