Settore 4° - Centro Elaborazione Dati – Direzione N.U. e Discarica – Ecologia ed Ambiente
ADEGUAMENTO IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA CON L’UTILIZZO DI
REGOLATORI DI FLUSSO E LAMPADE LED.
ATTIVAZIONE SISTEMA DI TELEGESTIONE DEI PUNTI LUMINOSI
PROGETTO
PRELIMINARE
PROGETTO
DEFINITIVO
PROGETTO
ESECUTIVO
I progettisti:
Ing. Antonio Grieco
Ing. Salvatore Giannace
Il Coordinatore del progetto:
Ing. Antonio Grieco
PROGRAMMA OPERATIVO FESR 2007-2013.
INTERVENTO DI CONTENIMENTO DEI CONSUMI
ENERGETICI DEGLI IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE
PUBBLICA.
ASSE VII “Energia e sviluppo sostenibile”
TIPOLOGIA DI INTERVENTO A.5
Revisione e/o rifacimento degli impianti di
pubblica illuminazione che comportino una
riduzione dei consumi energetici rispetto allo stato
di fatto.
IMPORTO : € 300.000,00
Committente: Comune di Pisticci
ELABORATI
Relazione Tecnica
Dimensionamento e Verifica a Norme CEI impianto
Elaborati Grafici
Quadro Economico RIEPILOGATIVO
Tabella A (Situazione impiantistica e dei consumi prima dell’intervento – Anno 2008)
Tabella A (Situazione impiantistica edei consumi dopo l’intervento – Anno 2008)
Schema regolatore di flusso
Dimensioni e peso regolatore di flusso
Schema installazione regolatore di flusso
Sommario
1
INTRODUZIONE .......................................................................................................... 2
2
SCOPO ...................................................................................................................... 2
3
BENEFICI ATTESI ........................................................................................................ 3
4
DATI DI AL IMENTAZION E E DISTRIBUZIONE ................................................................... 4
5
RIFERIMENTI NORMATIV I ............................................................................................ 4
6
DESCRIZIONE DEG L I INTERVENTI ................................................................................. 5
7
SPECIFICHE TECNICHE ................................................................................................ 8
7.1
REGOLATORI DI FLUSSO .................................................................................................................................... 8
7.1.1
CARATTERISTICHE GENERALI .................................................................................................................... 8
7.1.2
CARATTERISTICHE FUNZIONALI ................................................................................................................ 8
7.2
IL SISTEMA DI TELEGESTIONE .......................................................................................................................... 10
8
SOSTITUZIONE LAMPADE .......................................................................................... 11
9
RELAZIONE DI CALCOL O DEL RISPARMIO ENERGE TICO E DEL FL USSO LU MINOSO CON
L’ADOZIONE DEI REGOL ATORI DI FLUS SO .......................................................................... 12
9.1
CALCOLO DEL RISPARMIO ENERGETICO PER RIDUZIONE FLUSSO ...................................................................................... 13
9.2
CALCOLO DEL RISPARMIO SUI COSTI DI MANUTENZIONE IMPIANTI ................................................................................... 13
9.3
CALCOLO DEL RISPARMIO PER SOSTITUZIONE LAMPADE ................................................................................................ 14
10
CRITERI D I PROGETTAZ IONE ...................................................................................... 14
10.1
CRITERI PER LA SCELTA DELLA SEZIONE DELLA CONDUTTURA E DISPOSITIVI DI PROTEZIONE ......................... 14
10.2
QUADRI ELETTRICI ................................................................................................................................................. 17
10.3
CAVI ELETTRICI E DI CABLAGGIO............................................................................................................................... 17
10.4
STRUTTURE DI SOSTEGNO DEI CORPI ILLUMINANTI ........................................................................................ 18
11
VERIFICA TECNICO -FUNZIONALE ................................................................................ 18
12
PIANO DI MA NUTENZIONE ........................................................................................ 18
12.1
CABLAGGI ........................................................................................................................................................... 18
12.2
QUADRO DI ALIMENTAZIONE ............................................................................................................................. 19
12.3
QUADRO REGOLATORE DI TENSIONE CENTRALIZZATO ................................................................................... 19
13
VARIE ..................................................................................................................... 19
14
CONCLUSIONI .......................................................................................................... 19
15
BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 20
16
QUADRO ECONOM ICO RIE PILOGATIVO ....................................................................... 20
Comune di Pisticci
Pag. 1
1
INTRODUZIONE
Gli impianti di illuminazione pubblica necessitano spesso di interventi finalizzati al contenimento
energetico, in quanto tali impianti determinano pesanti costi di gestione che incidono in maniera rilevante
sul bilancio comunale e che in parte potrebbero essere stornati per altre utilità pubbliche.
Le Amministrazioni hanno il dovere di gestire in modo razionale e senza sprechi le risorse energetiche della
comunità. La regolazione elettronica dei flussi luminosi negli impianti di illuminazione pubblica persegue
questo obiettivo.
Il regolatore di flusso luminoso è un dispositivo che consente la regolazione della potenza erogata dalle
lampade e del relativo flusso luminoso attraverso il controllo di alcuni parametri elettrici.
Esso varia tali caratteristiche elettriche in funzione di un ciclo programmabile in valore e nel tempo in
relazione ai flussi di traffico stimati.
Riducendo la potenza assorbita, si ottiene un consistente risparmio energetico che può superare il 40%.
Il controllo remoto degli impianti può spingersi fino al singolo punto luce consentendo la diagnostica on line
di tutto l’impianto. Si riducono così i costi di manutenzione e migliora il servizio offerto ai cittadini.
La regolazione del flusso luminoso non è solo un problema economico ma anche di tutela ambientale. La
riduzione dei consumi energetici comporta una riduzione delle emissioni di gas serra e una riduzione
dell’inquinamento luminoso che non rappresenta solo un problema in ambito astronomico ma deve essere
inserito in un discorso più ampio di protezione ambientale. L’UNESCO, in occasione del congresso di Parigi
del Giugno 1992, ha dichiarato il cielo stellato patrimonio dell’umanità da tutelare anche per le future
generazioni.
2
SCOPO
La presente relazione ha lo scopo di illustrare la tipologia e la consistenza degli interventi di
adeguamento dell’impianto di illuminazione pubblica che si intende elevare ai nuovi standard normativi
attraverso l’utilizzo di regolatori di flusso e, a titolo sperimentale su di una sola linea, con l’utilizzo di led.
Di seguito le vie comunali i cui impianti di illuminazione pubblica sono interessati dal presente progetto:
1. Cammarelle
2. Niccolini
3. Principessa Piemonte
4. Centro Agricolo
5. Liguria
6. Morandi
7. Napoli
8. Nazionale
9. Salerno
10. Scotellaro
Comune di Pisticci
Pag. 2
11. Tinchi
12. Togliatti
13. Vespucci
14. San Giovanni Bosco
Con la presente, inoltre, si forniscono chiarimenti atti a dimostrare la corrispondenza del progetto alle
finalità dell’intervento, il rispetto del prescritto livello qualitativo e dei conseguenti costi e benefici attesi.
In particolare la relazione mira a descrivere i criteri utilizzati per le scelte progettuali, le caratteristiche
prestazionali e descrittive dei materiali prescelti, nonché i criteri di progettazione degli impianti per quanto
riguarda la Sicurezza, la Funzionalità e l’Economia di gestione.
3
BENEFICI ATTESI
La regolazione permette di ridurre la potenza assorbita dalle lampade commisurandone l'emissione
luminosa alle effettive esigenze di utilizzo, la stabilizzazione della tensione aumenta la durata delle sorgenti
rallentando
la
deriva
dell'efficienza
luminosa
e
riducendo
i
costi
di
manutenzione.
Infine il telecontrollo consente l'annullamento dei tempi di fuori servizio e una migliore programmazione
delle attività di manutenzione.
L’utilizzo di tali apparecchiature consentono di perseguire i seguenti obiettivi:
sorveglianza su una rete di illuminazione pubblica molto vasta
individuazione di situazioni anche al loro insorgere, monitoraggio degli impianti in modo da
individuare fenomeni in itinere allo scopo di programmare gli interventi che scongiurano il rischio di
guasti
risparmio energetico e messa a Norma degli impianti nella lotta all'inquinamento luminoso
miglior servizio sulle strade e nel contempo migliore efficienza gestionale
•
Risparmio energetici oltre al 40 %
•
Ottimizzazione del rendimento di tutti gli impianti esistenti
•
Pianificazione per il miglioramento delle prestazioni rese dagli impianti al fine di riqualificare lo
standard ambientale
•
Costi di intervento limitati con tempi di ritorno finanziario accettabili
•
Mantenimento della uniformità di illuminamento (vengono mantenute accese tutte le lampade)
•
Sfruttamento ottimale delle lampade, garantendo condizioni di alimentazione e funzione costanti
nel tempo
•
Razionalizzazione dell’uso dell’energia elettrica
•
Riduzione dei costi di esercizio
•
Miglioramento del servizio pubblico
•
Vantaggio ambientale
•
stabilizzazione dei valori di tensione di alimentazione dell'impianto ai valori predefiniti, anche in
presenza di variazioni del valore di tensione nella rete elettrica di alimentazione. Si evitano in tal
Comune di Pisticci
Pag. 3
modo sollecitazioni indesiderate sui componenti, con particolare vantaggio per gli apparecchi di
illuminazione per i quali è possibile raggiungere un aumento della durata media e quindi un
ulteriore risparmio nella gestione dell'impianto
4
DATI DI ALIMENTAZIONE E DISTRIBUZIONE
Le caratteristiche delle forniture di energia elettrica che alimentano le linee oggetto dell’intervento,
sono riportate nella tabella A allegata.
Le lampade al sodio sono del tipo SA-T, in generale l’ottica è di tipo stradale asimmetrico con altezza da
terra della lampada di circa 8 mt e interdistanza tra i pali di circa 25 mt.
Le strade sono tutte urbane con larghezza di circa 7 mt, con marciapiedi da entrambi i lati e pali arretrati
di circa un metro dal ciglio strada.
5
RIFERIMENTI NORMATIVI
Il presente progetto è stato redatto in conformità alle norme applicabili, tenendo presenti tutte le
prescrizioni relative alla Sicurezza degli impianti dettate dalla legislazione vigente in materia. Le opere e le
installazioni sono state eseguite a regola d’arte in conformità alle Norme CEI, IEC, UNI, ISO vigenti e di
seguito elencate:
-
CEI 0-2: “Guida per la definizione della documentazione di progetto per impianti elettrici”;
-
CEI 0-3: “Guida per la compilazione della documentazione per la legge n. 46/1990 e successive
modifiche”;
-
CEI 17-13/1 “Apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (quadri BT )
- Parte 1: prescrizioni per apparecchiature di serie (AS) e non di serie (ANS)”;
-
CEI 20-21 “Calcolo delle portate dei cavi elettrici”;
-
CEI 20-20 “Cavi isolati in polivinincloruro con tensione nominale non superiore a 450/750 V”;
-
CEI 23-3 “Interruttori automatici per la protezione dalle sovracorrenti per impianti domestici e
similari”;
-
CEI 23-18 “Interruttori differenziali per usi domestici e similari e interruttori differenziali con
sganciatori di sovracorrenti incorporati per usi domestici e similari”;
-
CEI 23-51 “Prescrizioni per la realizzazione, le verifiche e le prove dei quadri di distribuzione per
installazioni fisse per uso domestico e similare”;
-
CEI 64-8 “Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente
alternata e 1500 V in corrente continua”;
-
CEI 64-13 “Guida alla norma CEI 64-4”;
-
CEI 70-1 “Gradi di protezione degli involucri. Classificazione”;
-
CEI 110-1/6/7/8 “Compatibilità elettromagnetica delle apparecchiature”;
-
CEI 110-28 “Contenuto delle armoniche e/o disturbi indotti dalla rete”;
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-
CEI EN 60445: “Individuazione dei morsetti e degli apparecchi e delle estremità dei conduttori
designati e regole generali per un sistema alfanumerico”;
-
CEI EN 60529: “Gradi di protezione degli involucri (codice IP)”;
-
D.P.R. 27 aprile 1955 n. 547 “Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro”;
-
D.lgs. 9 aprile 2008, n. 81 “Attuazione dell'articolo 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in
materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro”;
-
D.M. 22-01-2008 n. 37 “ riordino delle disposizioni in materia delle attività di installazione degli
impianti all’interno degli edifici”
-
D. Lgs 10 settembre 1955 n. 626;
-
Norma UNI 11248 “Illuminazione stradale – Selezione delle categorie illuminotecniche”
-
Norma UNI EN 11248-2 “Illuminazione stradale – Parte 2: requisiti prestazionali”
-
Norma UNI 10819:1999 “Requisiti per la limitazione del flusso luminoso disperso verso l’alto – ediz.
1999”
-
Norma UNI EN 13201-2 “Illuminazione stradale – Parte 2: Prestazioni illuminotecniche”
-
Norma UNI EN 13201-3 “Illuminazione stradale – Parte 3: Calcolo delle prestazioni”
-
Norma UNI EN 13201-4 “Illuminazione stradale – Parte 4: Metodo di misura delle prestazioni
fotometriche”
-
Norma UNI 10819 “Impianti per l’illuminazione esterna – Requisiti per la limitazione della
dispersione verso l’alto del flusso luminoso”
I componenti dell’impianto saranno dotati di marchio di qualità e conformi alle relative norme.
I riferimenti di cui sopra possono non essere esaustivi. Ulteriori disposizioni di legge, norme e deliberazioni
in materia, anche se non espressamente richiamati, si considerano applicabili.
6
DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI
In generale l’intervento consisterà nella:
Sostituzione delle lampade attuali con altre ad alta efficienza dove necessario
Sostituzione dei corpi illuminanti (eventuali) con altri adatti a ricevere le nuove lampade e gli
accessori dotati di gruppi ottici ad elevato rendimento
Installazione di controlli elettronici di flusso e gruppi di potenza integrati che consentano di
adeguare la potenza elettrica impegnata alle esigenze dell'area interessata, in accordo a quanto
disposto dalle più recenti modifiche della norma UNI 10439
Telecontrollo e telegestione
Sostituzione di corpi e lampade con lampade a LED per una sola linea
Si riportano comunque aspetti progettuali che riguardano le parti di impianto esistente. Quest’ultimo
dovrà necessariamente rispettare, anche attraverso adeguamento, le norme prescrittive in vigore.
Comune di Pisticci
Pag. 5
L’alimentazione fornita dal distributore è a tensione < 20.000 V in corrente alternata, pertanto il sistema
elettrico considerato è di 1a categoria. La tensione massima di contatto non sarà > 50 V e sarà garantito
l’intervento dei dispositivi di interruzione automatica dell’alimentazione con un valore di resistenza di terra
Rt < 50 / Ia
dove Rt è la resistenza totale di terra e Ia è la corrente di funzionamento del dispositivo di protezione
automatico.
Tutti i materiali e gli apparecchi impiegati negli impianti elettrici saranno adatti all’ambiente cui sono
destinati ed avranno caratteristiche tali da resistere alle azioni meccaniche, corrosive, termiche o dovute
all’umidità alle quali potranno essere esposti durante l’esercizio, così come previsto dal DM n. 37 del
22/01/2008. In particolare sono da ritenere a regola d’arte tutti gli impianti realizzati con i materiali e gli
apparecchi aventi marchio IMQ o comunque realizzati secondo le Norme tecniche CEI ed UNI.
In particolare si riportano gli interventi per ogni linea di pubblica illuminazione:
1. Cammarelle
Sostituzione di circa n° 55 lampade a vapori di mercurio con lampade ad alogenuri
metallici di potenza ridotta da 250w a 150 w
Installazione di un regolatore di flusso di circa 10 kW
Installazione di circa n° 55 dispositivi punto punto ad onde convogliate
2. Niccolini
Installazione di un regolatore di flusso di circa 10 kW
Installazione di n° 30 dispositivi punto punto ad onde convogliate
3. Principessa Piemonte
Sostituzione di circa n° 600 lampade a vapori di mercurio con lampade ad alogenuri
metallici di potenza ridotta da 80w a 50 w
Installazione di un regolatore di flusso di circa 36 kW
4. Centro Agricolo
Installazione di un regolatore di flusso di circa 4 kW
Sostituzione di circa n° 31 punti illuminanti corredate di lampade da 160w con lampioni
a led di potenza pari a 30w
Installazione di circa n° 31 dispositivi punto punto ad onde convogliate
5. Liguria
Comune di Pisticci
Installazione di un regolatore di flusso di circa 10 kW
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Installazione di circa n° 20 dispositivi punto punto ad onde convogliate
6. Morandi
Installazione di un regolatore di flusso di circa 12 kW
Installazione di circa n° 44 dispositivi punto punto ad onde convogliate
7. Napoli
Installazione di un regolatore di flusso di circa 40 kW
8. Nazionale
Installazione di un regolatore di flusso di circa 32 kW
9. Salerno
Installazione di un regolatore di flusso di circa 40 kW
10. Scotellaro
Installazione di un regolatore di flusso di circa 10 kW
Installazione di circa n° 38 dispositivi punto punto ad onde convogliate
11. Tinchi
Installazione di un regolatore di flusso di circa 20 kW
Installazione di circa n° 120 dispositivi punto punto ad onde convogliate
12. Togliatti
Installazione di un regolatore di flusso di circa 6 kW
Installazione di circa n° 50 dispositivi punto punto ad onde convogliate
13. Vespucci
Sostituzione di circa n° 350 lampade a vapori di mercurio con lampade ad alogenuri
metallici di potenza ridotta da 250w a 150 w
Installazione di un regolatore di flusso di circa 57 kW
14. San Giovanni Bosco
Comune di Pisticci
Installazione di un regolatore di flusso di circa 3 kW
Installazione di circa n° 17 dispositivi punto punto ad onde convogliate
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7
7.1
SPECIFICHE TECNICHE
REGOLATORI DI FLUSSO
I regolatori di flusso che verranno utilizzati hanno le seguenti caratteristiche:
7.1.1
CARATTERISTICHE GENERALI
Telaio portante in acciaio zinco passivato
Circuiti di controllo tensione
Porta seriale RS232 per dialogo con PC, aggiornamento software apparecchiature e telecontrollo
Logica di gestione e future espansioni per la realizzazione del telecontrollo costituiti da moduli in
contenitore RAIL per montaggio su guida DIN facenti parte della stessa linea di produzione
Elettronica a microprocessore per gestione cicli di lavoro con componenti professionali, adatta a funzionare
nel range -20°+60° C, circuiti stampati con piste isolate galvanicamente
Regolazione e stabilizzazione della tensione di alimentazione del carico con sistema statico non a
parzializzazione d'onda (la forma d'onda della tensione in uscita è perfettamente sinusoidale)
Pannello di programmazione con tastiera e display LCD con regolazione di contrasto
Interruttore magnetotermico quadripolare per protezione apparecchiatura di potenza adeguata alla taglia
del regolatore e con potere di interruzione di 10KA
Segnalazioni luminose di: presenza rete, regolatore in funzione, intervento By-pass
7.1.2
CARATTERISTICHE FUNZIONALI
By-pass statico fase per fase in esecuzione NO BREAK (in condizione di By-pass il regolatore garantisce
comunque una tensione ridotta al carico consentendo ugualmente un margine di risparmio)
By-Pass automatico in caso di allarme con sistema di autoreset
Funzionamento su impianti con qualsiasi modello di lampade anche misti
Risparmio di potenza nell'ordine del 40 - 50% in relazione ai modelli di lampade
Rendimento del 98,5%
Stabilizzazione della tensione in uscita alle lampade +/- 1% con tensione a monte variabile da 200 a 245
Volt
Stabilizzazione in tempi rapidissimi delle variazioni di tensione di rete
Impostazione dei seguenti parametri, differenziati fase per fase: tensione di accensione, tensione a regime
normale, tensione a regime ridotto, tempo di accensione, velocità rampa di salita, velocità rampa di discesa
Impostazione dei seguenti parametri, comuni per le tre fasi: tempo di campionamento misure, allarmi
standard o personalizzati
Menù di programmazione allarmi per valori superiori e/o inferiori ai dati previsti della tensione a monte,
tensione a valle, corrente assorbita, potenza attiva e cos
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Pag. 8
Selezione della percentuale di riduzione e delle corrispondenti fasce orarie di funzionamento nell'arco della
notte fino a un massimo di 10 fasce orarie
Disponibilità di tre cicli annuali preimpostati da fabbrica con cicli di accensione e lavoro in relazione ai
fattori stagionali ed alle aree di ubicazione
Disponibilità di un ciclo annuale personalizzabile con impostazioni differenziate per ogni stagione e
possibilità di impostare fino a dieci fasce orarie nell'arco della notte
Disponibilità di cinque cicli periodici personalizzabili con possibilità di impostare: periodo di durata, giorni
della settimana e fino a dieci fasce orarie di funzionamento nell'arco della notte
Disponibilità di un ciclo controllato da ingresso analogico (4 - 20 mA) per regolazione proporzionale a
segnale proveniente da sonda di luminosità
Lettura su display delle grandezze elettriche seguenti:
- Tensione a monte, di ogni fase
- Tensione a valle, di ogni fase
- Corrente assorbita di ogni fase (+ neutro opz.)
- Potenza attiva assorbita, di ogni fase
- Potenza reattiva assorbita, di ogni fase
- Cosfi, di ogni fase
- Frequenza, di ogni fase
- Valore ingresso analogico (in mA)
- Valore uscita analogica (in mA)
Memorizzazione dati statistici:
- Ore di funzionamento in linea
- Ore di funzionamento in by-pass
- Numero di gradini delle schede relè
- Stabilità della tensione di rete (in gradini/minuto)
- Energia consumata
- Numero di black-out
- Numero di reset
Possibilità di scarico dati storici memorizzati dal regolatore con PC portatile o modem
Predisposizione per il collegamento ad una rete di telecontrollo per la diagnostica ed il controllo
dell'apparecchiatura
I risultati attesi riguardano principalmente:
La regolazione e stabilizzazione della tensione di alimentazione del carico con sistema statico senza
parti striscianti in movimento e con precisione dell’1%
Il rendimento minimo garantito pari al 98%
La commutazione in assenza di transitori sulla tensione di alimentazione al carico
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In presenza di guasto monofase, il By pass statico interviene per escludere solo la fase interessata
dal guasto
La riduzione di potenza fino al 40-50% a seconda del tipo di lampade
La lettura su display delle principali grandezze elettriche
La programmazione allarmi per valori superiori e/o inferiori alle soglie impostate sui parametri
elettrici
7.2
La possibilità di interrogazione da remoto per mezzo di SMS
IL SISTEMA DI TELEGESTIONE
La regolazione e la tele gestione dell’impianto avviene attraverso una piattaforma integrata. Il software è
unico e sottende al controllo dei regolatori di tensione, dei singoli punti luce, alla mappatura degli impianti
nel territorio e alla gestione dei piani di manutenzione.
Il sistema si basa sulla tecnologia ad onde convogliate che permette la comunicazione bidirezionale di
informazioni digitali tra il modulo installato sul punto luce e il modulo di gestione ubicato all’interno del
quadro del regolatore. Non sono necessari bus o conduttori aggiuntivi in quanto i dati digitali sono modulati
sulla tensione di rete.
La comunicazione tra il centro di controllo ed il campo, avviene tramite software e il modulo gestore. I
messaggi inviati ai moduli punto-punto passano sempre attraverso il modulo gestore che gestisce la
comunicazione ad onde convogliate.
Si elencano i tipi di monitoraggio e di comando fruibili nel sistema punto-punto:
Monitoraggio funzionamento e guasti lampade
Monitoraggio lampade spente
Monitoraggio manuale delle singola lampada
Comandi manuali a più gruppi di lampade
Cicli di riduzione anche per singola lampada
Monitoraggio dei parametri lampada e generazione anomalie
Rilievo dello stato della lampada (accesa/spenta)
utilizzo di sistemi di autodiagnosi che consentano di autoescludere gli eventuali controllori di
potenza in caso di anomalie, mantenendo in funzione gli impianti di illuminazione
dotazione di strumenti di lettura (tensione/corrente/potenza) per un controllo immediato dei
parametri di funzionamento e possibilità di registrare campionamenti su appositi supporti
magnetici
gestione degli impianti con sistemi di telecontrollo che consentano il controllo costante di tutti i
quadri, la rilevazione delle grandezze essenziali (tensione, corrente, ecc…), il ricevimento di allarmi,
segnalazioni di anomalie e quindi l'elaborazione dei dati acquisiti (stampe, grafici, statistiche, ecc...)
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possibilità di programmare, vari cicli di riduzione di potenza mediante una logica a
microprocessore, tenendo, quindi in considerazione effettive necessità, esigenze stagionali,
periodiche, settimanali dell'area interessata
8
SOSTITUZIONE LAMPADE
Alcune linee, come riportato nella descrizione degli interventi, necessitano della sostituzione delle lampade
in quanto quelle a vapori di mercurio e a ioduri metallici, mal si sposano con la regolazione di tensione
poiché tendono a spegnersi con valori di tensione di poco al di sotto del valore nominale.
D’altro canto tali tipi di lampade risultano installate principalmente nei centri storici dove la sostituzione
con lampade al sodio ad alta pressione, pregiudicherebbe la resa cromatica rendendo inapprezzabile il
patrimonio storico-culturale agli occhi dei cittadini e dei turisti che osservano il contesto alla luce artificiale.
Per ovviare a tale problema, saranno utilizzate nuove lampade ad alogenuri metallici che non cambiano la
resa cromatica e, nello stesso tempo, sopportano bene la regolazione della tensione alla pari di quelle al
sodio ad alta pressione.
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Si ottiene inoltre una riduzione della potenza installata di circa 31 kW in quanto, a parità di lumen, le nuove
lampade, comprese quelle a LED, assorbono molto meno rispetto a quelle installate attualmente.
9
RELAZIONE DI CALCOLO DEL RISPARMIO ENERGETICO E DEL FLUSSO LUMINOSO CON L’ADOZIONE
DEI REGOLATORI DI FLUSSO
Il calcolo del risparmio annuo di energia, è stato eseguito applicando le seguenti formule semplificate:
RaT Re Rm Rs
risparmio annuale totale
Dove
Re Pa * tr * Re % * € / kWh
Rm NL *{[(
risparmio in energia elettrica
Cl Cm
Cl Cm
)(
)] * (tr tn) risparmio sulla manutenzione
T2
T1
Rs Pa * Rs % * t f * € / kWh
risparmio di stabilizzazione
Legenda:
tr = numero ore annuo di funzionamento a regime ridotto
€/kWh = costo di un kWh di energia elettrica
Cm = costo sostituzione lampade per manodopera
t1 = durata media lampade con SEC STP
Rs% = percentuale risparmio per effetto stabilizzazione
NL = numero di lampade
Pa = potenza totale assorbita dall'impianto
Re% = percentuale di risparmio di energia
Cl = costo acquisto delle lampade
t2 = durata media lampade senza SEC STP
tn = numero ore annue di funzionamento a regime normale
Per tutte le linee, si è ipotizzata una tensione di alimentazione di 230V e un fattore di potenza di 0,9.
Le perdite complessive sono state ipotizzate pari al 15% come somma delle perdite nei reattori e cablaggio
lampade e per temperatura.
Le linee sono tutte urbane con alimentazione trifase a 400 V.
Si riportano le ore di funzionamento corrispondenti ai gradini di regolazione del flusso luminoso calcolate
per un contesto urbano:
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Pag. 12
L’incremento della durata media delle lampade risulta di circa il 30% e di seguito si riportano le percentuali
dei risparmi che la regolazione consente in funzione dei gradini previsti:
9.1
CALCOLO DEL RISPARMIO ENERGETICO PER RIDUZIONE FLUSSO
Si è deciso di impostare una tensione a primo regime ridotto di 205 V ed a secondo regime ridotto di 195 V.
Di conseguenza il flusso luminoso sarà ridotto del 37.25% durante il primo regime ridotto e del 48.9%
durante il secondo regime ridotto.
Ore di accensione totali: 4200 ore/anno.
Si ipotizza di impostare i cicli di programmazione del regolatore in modo da garantire un numero di ore di
funzionamento ad un primo regime ridotto pari a 873 ore/anno e ad un secondo regime ridotto pari a 742
ore/anno.
9.2
CALCOLO DEL RISPARMIO SUI COSTI DI MANUTENZIONE IMPIANTI
E’ facile intuire come, con l’adozione dei regolatori di flusso, ed in particolare con la tele gestione, si ottiene
un ulteriore risparmio dovuto alla riduzione dei costi di manutenzione degli impianti.
Ciò è dovuto alla possibilità di programmare gli interventi di manutenzione riducendo l’intervento su guasto
e prevenendo in anticipo le anomalie.
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Pag. 13
Durante le ore notturne la tensione di rete subisce notevoli oscillazioni e, in modo particolare, vicino alle
cabine di distribuzione, aumenta notevolmente.
L'adozione del regolatore, che stabilizza la tensione al valore preimpostato, comporta un ulteriore
risparmio valutato nel 13.8% della potenza assorbita senza regolatore.
9.3
CALCOLO DEL RISPARMIO PER SOSTITUZIONE LAMPADE
La sostituzione delle lampade, su alcune linee, con altre a maggior resa e lampade a LED, comporta una
riduzione di circa 31 kW della potenza installata. Con le ipotesi fatte sulle ore di funzionamento che
risultano pari a circa 4200 e con un costo medio del kW/h di circa 0,12€, si ottiene un ulteriore risparmio di
circa 18.228 €.
Riassumendo, il totale del risparmio annuo da attendersi, considerando anche la riduzione di potenza
installata grazie all’utilizzo su alcune linee di lampade ad alogenuri metallici e lampade a led, è pari a:
Risparmio energetico annuo
Risparmio sui costi di esercizio
Risparmio per stabilizzazione tensione
Risparmio per sostituzione lampade
TOTALE RISPARMIO ANNUO
10
10.1
€
€
€
€
€
28.510,00
4.529,03
11.287,00
18.228,00
62.554,03
CRITERI DI PROGETTAZIONE
CRITERI PER LA SCELTA DELLA SEZIONE DELLA CONDUTTURA E DISPOSITIVI DI PROTEZIONE
Per la scelta della sezione di una conduttura e relativo apparecchio di protezione che alimenta uno o più
utilizzatori si sono seguite, in fase di progettazione delle linee di illuminazione, le seguenti procedure:
a)
Si sono stabilite le specifiche dell’impianto che deve alimentare la conduttura ( caratteristiche
carico, livello di illuminamento, cos , lunghezza della conduttura, U max , etc )
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b)
Si è determina la potenza che deve trasportare la conduttura e quindi la corrente di impiego (Ib)
c)
Si è scelta la corrente nominale (In) dell’apparecchio di protezione in modo che In Ib
d)
Si è scelta la sezione della conduttura sulla base della corrente di impiego e delle condizioni di
posa, in modo tale che la Iz del cavo sia Iz In
e)
Si è calcolata la caduta di tensione U nel punto più sfavorito della conduttura , verificando che
sia inferiore al valore massimo ammesso;
f)
Si è verificata la congruenza della sezione scelta del cavo con le caratteristiche dell’interruttore di
protezione, in funzione della temperatura massima del cortocircuito (verifica termica della
conduttanza). Tale verifica ha il compito di accertare che l’energia specifica del cavo K2*S2 sia
maggiore della energia specifica che lascia passare l’interruttore nel caso di cortocircuito I2*t. Ciò
equivale a verificare la disequazione K2*S2 I2*t con I = corrente cortocircuito massima presunta
e t tempo di intervento dell’interruttore di protezione, K coefficiente dipendente dal tipo e
sezione del cavo.
CALCOLO DELLA POTENZA DELLA CONDUTTANZA
DETERMINAZIONE CORRENTE DI IMPIEGO Ib
SCELTA In DELL’INTERRUTTORE IN MODO CHE In Ib
SCELTA SEZIONE CAVO IN MODO CHE Iz In Ib
NO
VERIFICA U NEL PUNTO PIU’ SFAVORITO
SI
CALCOLO ICCMAX SUI QUADRI E NEL PUNTO PIU’ SFAVORITO ICCmin
SCELTA CARATTERISTICHE DISPOSITIVO DI PROTEZIONE
VERIFICA CONGRUENZA CAVO
INTERRUTTORE
NO
K2*S2 I2*t
OK
Iccmin Im
SI
FINE
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Per il calcolo della caduta di tensione su un circuito elettrico si è utilizzata l’espressione diretta
U = ( u * L * Ib ) / 1000
con:
Lunghezza linea in [m]
I corrente di impiego circuito [A]
Coefficiente di caduta di tensione per unità di di corrente per metro di conduttura
[mV/A*m]
Il U% = U/U*100 ammesso del 4% è ripartito in 1,5% tra contatore e quadro ( montante ) e 2.5 % nei
circuiti secondari ( a valle del quadro)
Il dispositivo di protezione ( interruttore magnetotermico) ha il compito di interrompere il circuito da
esso protetto quando la temperatura sale a valori dannosi per l’isolante del cavo a causa di sovracorrenti. In
base alla CEI 74-8 art. 433.2 per i sovraccarichi che rientrano nel campo di intervento del relè termico
vanno soddisfatte le relazioni:
Ib In I z
I f 1.45 I z
dove:
Ib
è la corrente di impiego del circuito;
In
è la corrente nominale del dispositivo di protezione;
Iz
è la portata della conduttura (CEI 64.8 sez. 523)
If
è la corrente di effettivo funzionamento del dispositivo di protezione entro il tempo
convenzionale in condizioni definite
Per gli interruttori automatici (non regolabili) si ha: If= 1.45 In. Se pertanto è soddisfatta la condizione In≤Iz
lo è anche l’altra condizione If≤1.45 Iz.
La protezione contro il corto circuito rientra nel campo di intervento del relè magnetico. Anche in questo
caso occorre che l’interruttore intervenga in un tempo sufficientemente breve da evitare sopraelevazioni di
temperatura dannose per l’isolamento del cavo. Si ha:
K2*S2 I2*t
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Pag. 16
Dove:
K=135 per cavi isolati in gomma naturale o butilica;
S
è la sezione del cavo protetto dall’interruttore di protezione;
I
è la corrente effettiva di corto circuito massima presunta;
t
è il tempo di intervento.
10.2
QUADRI ELETTRICI
I quadri elettrici impiegati sono stati realizzati in conformità alle norme CEI 17-13/1 e riportano sul
pannello frontale tutti i principali dati riguardanti la corrente nominale, la tensione e la frequenza di
funzionamento, la tensione di isolamento, il grado di protezione e i dati del suo costruttore.
Il quadro elettrico è progettato e realizzato in modo tale che alcune operazioni, oggetto di accordo
tra costruttore e utilizzatore, possano essere eseguite con l’apparecchiatura in tensione e in servizio.
10.3
CAVI ELETTRICI E DI CABLAGGIO
Il cablaggio elettrico è avvenuto per mezzo di cavi con conduttori isolati in rame con le seguenti
prescrizioni:
Sezione delle anime in rame in ragione di 1,5 mq x 1 A
Inoltre i cavi sono a norma CEI 20-13; CEI 20-22II e CEI 20-37 I, marchiatura IMQ, colorazione delle
anime secondo norme UNEL, grado di isolamento 4 kV.
Le sezioni dei conduttori sono state sovradimensionate per le correnti in gioco. Le condutture sono
dimensionate in modo tale che la massima densità di corrente sia quella indicata nelle tabelle CEI-UNEL
35024 e la caduta di tensione sulle linee, misurata con l’impianto a pieno carico, non deve essere superiore
al 4% come prescritto dalle suddette norme. Essa sarà valutata tramite la seguente formula:
Dove:
-
ΔV% è la caduta di tensione percentuale
-
ΔV è la caduta di tensione riferita a cosφ=0,9 in [mV/A·m]
-
L è la lunghezza della linea in [m]
-
Ib è la corrente di impiego in [A]
-
Vn è la tensione nominale in [V]
I cunicoli sono di diametro pari almeno a 1,3 volte il diametro del cerchio circoscritto dal fascio di cavi in
esso racchiuso, affinché sia assicurata la sfilabilità di questi ultimi.
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Le giunzioni tra i conduttori nelle cassette sono realizzate mediante morsetti a cappuccio. Ogni cassetta
è dotata di appositi setti per la separazione dei circuiti.
10.4
STRUTTURE DI SOSTEGNO DEI CORPI ILLUMINANTI
I montaggi delle opere meccaniche e delle opere elettriche sono stati eseguiti a “perfetta regola d’arte”
e verificati in conformità alle normative vigenti.
I montaggi elettrici hanno riguardato:
11
La posa ed il collegamento dei cavi ai quadri e ai singoli punti luce;
Il collegamento della rete di terra del sistema a quella esistente nelle cabine di alimentazione.
VERIFICA TECNICO-FUNZIONALE
Le verifiche di collaudo previste sono elencate nel seguito:
esame a vista per accertare la rispondenza dell’opera e dei componenti alle prescrizioni
tecniche e di installazione previste dal progetto definitivo;
continuità elettrica e connessioni tra i punti luce, i quadri di alimentazione e i regolatori di
tensione di nuova installazione;
messa a terra di masse e scaricatori;
isolamento dei circuiti elettrici dalle masse;
misura della resistenza di isolamento dei circuiti tra di loro e verso terra;
corretto funzionamento dell’impianto nelle diverse condizioni di potenza generata e nelle
varie modalità previste dal regolatore di tensione (accensione, spegnimento, modifica parametri
elettrici, ecc.);
Le verifiche di cui sopra saranno effettuate, a lavori ultimati, dall’installatore dell’impianto che ne
attesterà anche l’esito.
12
PIANO DI MANUTENZIONE
Il piano di manutenzione è il documento complementare al progetto esecutivo che pianifica e
programma l'attività di manutenzione al fine di mantenere nel tempo la funzionalità, le caratteristiche di
sicurezza e qualità, l'efficienza e il valore economico dell'opera, tenendo conto degli elaborati progettuali
esecutivi effettivamente realizzati. Il programma di manutenzione prevede un sistema di controlli e di
interventi da eseguire periodicamente, a cadenze prestabilite o altrimenti prefissate, al fine di una corretta
gestione dell'opera e delle sue parti nel corso degli anni.
A titolo esemplificativo si riportano di seguito alcune attività di manutenzione ordinaria a cui
sottoporre l’impianto di illuminazione.
12.1
CABLAGGI
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Pag. 18
Ispezione visiva nei quadri di alimentazione, nei regolatori di tensione e dei cablaggi in vista. Accertarsi
che non vi siano infiltrazioni di umidità/d’acqua quadri, nei corpi illuminanti e nelle scatole di connessione,
connessioni elettriche staccate, cavi danneggiati, bruciature, contatti/morsetti allentati, ecc.
12.2
QUADRO DI ALIMENTAZIONE
Verifica di presenza infiltrazioni d’acqua/umidità, di sporcizia (topi, insetti ecc.).
Verifica degli interruttori automatici.
Verifica dei fusibili.
Verifica degli scaricatori di sovratensione.
Verifica dei contatti elettrici e del serraggio dei morsetti a vite.
12.3
QUADRO REGOLATORE DI TENSIONE CENTRALIZZATO
Verifica del corretto funzionamento attraverso la lettura sul display e/o delle spie/LED di
segnalazione.
13
Ripulitura delle aperture di aerazione.
Verifica del corretto funzionamento dei dispositivi di protezione e sicurezza
VARIE
Sarà applicata la seguente cartellonistica :
14
QUADRO ELETTRICO GENERALE
PERICOLO
NON USARE ACQUA PER SPEGNERE INCENDI
PERICOLO PRESENZA TENSIONE
CONCLUSIONI
Dovranno essere emessi e rilasciati dall’installatore i seguenti documenti:
manuale di uso e manutenzione, inclusivo della pianificazione consigliata degli interventi di
manutenzione;
dichiarazione attestante le verifiche effettuate e il relativo esito;
dichiarazione di conformità ai sensi della legge 37/08,
certificati di garanzia relativi alle apparecchiature installate;
La ditta installatrice, oltre ad eseguire scrupolosamente quanto indicato nel presente progetto, dovrà
eseguire tutti i lavori nel rispetto della REGOLA DELL’ARTE
I tecnici
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Pag. 19
Allegati:
15
tabella A (situazione impiantistica e consumi prima dell’intervento) – dati 2008
tabella A (ipotesi impiantistica e consumi dopo l’intervento)
schema di principio regolatore di flusso
schema dimensioni e pesi regolatore di flusso
installazione tipica regolatore di flusso
computo metrico-estimativo definitivo e quadro economico
elenco prezzi unitari
crono programma
piano di sicurezza e di coordinamento
schema di contratto e capitolato speciale di appalto
BIBLIOGRAFIA
-
16
Cataloghi Reverberi
QUADRO ECONOMICO RIEPILOGATIVO
QUADRO ECONOMICO RIEPILOGATIVO
1) FORNITURE MATERIALE ELETTRICO,
STRADALI, VARIATORI DI FLUSSO
ARMATURE
2) MANODOPERA PER POSA IN OPERA
3) ONERI PER LA SICUREZZA
€
€
€
€
206.382,40
42.258,80
5.000,00
253.641,20
TOTALE LAVORI
2) Somme a disposizione dell'amministrazione
B1 - IVA SUI LAVORI 10%
€
25.364,12
B2 - Direzione Lavori, Collaudo, ecc.
€
14.918,47
B3 - Coordinatore per la sicurezza per l'esecuzione (Iva ed oneri
compresi)
€
B4 - Compenso progettazione (ex art. 18 legge 109/94)
€
6.000,00
B5 - Spese attività ufficio D.L. (art. 17 D.P.R. n. 554/99)
€
B6 - Imprevisti
€
76,21
TOTALE Somme a disposizione dell'amministrazione €
TOTALE GENERALE
€
46.358,80
300.000,00
I tecnici
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Pag. 20
Comune di Pisticci
Pag. 1
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Pag. 2
