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Autor: Prof. Walter José Godinho Meireles Colaboradores: Prof. Clovis Chiezzi Seriacopi Ferreira Prof. José Carlos Morilla Instalações Prediais Elétricas Professor conteudista: Walter José Godinho Meireles Possui graduação em Engenheira Elétrica pela Faculdade de Engenharia Industrial (FEI – 1979) e pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho pela Faculdade Armando Álvares Penteado (Faap – 1983). Possui especialização de curta duração na área de engenharia elétrica, como: Comando e Proteção Elétrica Industrial (FEI – 1982); Transformadores de Medição (FEI – 1984); SPDA com o especialista Duilio Moreira Leite, precursor das técnicas de proteção contra descargas atmosféricas e de ensaios em equipamentos elétricos de alta e baixa tensão (2002); Instalações Hidráulicas (USP – 1985). Foi professor universitário na Universidade Santa Cecília dos Bandeirantes de 1985 a 1992 nos cursos de Engenharia Eletrotécnica nas disciplinas correlatas às Instalações Elétricas Prediais e Industriais. É professor da Universidade Paulista (UNIP) desde 2004 nos cursos de graduação de Engenharia Eletrotécnica e Eletrônica nas disciplinas correlatas às Instalações Elétricas Prediais e Industriais e Instalações Prediais Elétricas e Hidráulicas para Arquitetura, desde 2018, e Instalações Prediais Elétricas para Engenharia Civil, desde 2006, e de Fundamentos de Circuitos Elétricos para Engenharia Mecânica e Mecatrônica, desde 2019. Desde 2012, atua como docente na UNIP nos cursos de pós-graduação de Engenharia Eletrotécnica, Engenharia Civil e Arquitetura nos módulos de Instalações Elétricas nos cursos de: Sistema Elétrico de Potência (SEP); MBA em Gestão de Obras e Edificações; Proteção Elétrica Contra Incêndio; e Iluminação de Emergência. Também é docente na pós-graduação de Engenharia de Incêndio e no módulo de Riscos Elétricos, no curso de pós-graduação de Engenharia de Segurança do Trabalho. Fora do âmbito acadêmico, atuou como engenheiro eletricista na coordenação de obras ou projetos de instalações elétricas em algumas empresas. © Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Universidade Paulista. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) M479i Meireles, Walter José Godinho. Instalações Prediais Elétricas / Walter José Godinho Meireles. – São Paulo: Editora Sol, 2020. 104 p., il. Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e Pesquisas da UNIP, Série Didática, ISSN 1517-9230. 1. Eletricidade. 2. Luminotécnica. 3. Condutores. I. Título. CDU 621.316.31 W508.98 – 20 Prof. Dr. João Carlos Di Genio Reitor Prof. Fábio Romeu de Carvalho Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças Profa. Melânia Dalla Torre Vice-Reitora de Unidades Universitárias Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Pós-Graduação e Pesquisa Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez Vice-Reitora de Graduação Unip Interativa – EaD Profa. Elisabete Brihy Prof. Marcello Vannini Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar Prof. Ivan Daliberto Frugoli Material Didático – EaD Comissão editorial: Dra. Angélica L. Carlini (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT) Apoio: Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD Profa. Deise Alcantara Carreiro – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos Projeto gráfico: Prof. Alexandre Ponzetto Revisão: Vitor Andrade Lucas Ricardi Aline Ricciardi Sumário Instalações Prediais Elétricas APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................7 Unidade I 1 INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE ...................................................................................................................9 1.1 Desenvolvimento de um projeto de instalações elétricas prediais .................................. 10 1.2 Relação dos itens técnicos a serem estudados ........................................................................ 10 1.3 Classes de tensões elétricas de serviço ........................................................................................ 10 1.4 Tipos de fornecimento de energia disponíveis pelas concessionárias de energia elétricas ..................................................................................................................................... 11 1.4.1 Fornecimento em baixa tensão para consumidores (até 75 kW) ........................................ 12 1.4.2 Fornecimento em média tensão (acima de 75 kW) .................................................................. 14 2 PROJETO DE DISTRIBUIÇÃO DE TOMADAS ............................................................................................ 15 2.1 Definição dos tipos de tomadas .................................................................................................... 15 2.2 Dimensionamento das TUGs ............................................................................................................ 17 2.2.1 TUGs para área úmida ......................................................................................................................... 17 2.3 TUE ............................................................................................................................................................ 20 3 DIVISÃO DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS DE TOMADAS E DE ILUMINAÇÃO .................................. 20 3.1 Montagem dos circuitos elétricos ................................................................................................. 20 3.2 Padronização dos circuitos elétricos ............................................................................................ 23 3.3 Elementos de proteção dos circuitos elétricos ......................................................................... 24 3.4 Planta de circuitação de uma residência de luxo .................................................................. 25 4 MONTAGEM DE UMA ENTRADA DE ENERGIA .................................................................................... 29 4.1 Documentos técnicos para a aprovação da entrada de energia na concessionária local ............................................................................................................................. 29 Unidade II 5 LUMINOTÉCNICA ............................................................................................................................................. 46 5.1 Conceitos ................................................................................................................................................ 46 5.1.1 Nível de iluminância ou nível de iluminamento ....................................................................... 46 5.1.2 Fluxo luminoso ....................................................................................................................................... 47 5.1.3 Intensidade luminosa ........................................................................................................................... 47 5.1.4 Curva de distribuição luminosa ........................................................................................................ 48 5.1.5 Eficiência energética para iluminação .......................................................................................... 49 5.1.6 Temperatura de cor ............................................................................................................................... 49 5.1.7 Índice de reprodução de cores ..........................................................................................................50 5.2 Dimensionamento de luminárias pelo método de lumens ................................................. 51 5.2.1 Determinar a iluminância ou nível de iluminamento ............................................................. 51 5.2.2 Calcular o fluxo luminoso total ....................................................................................................... 51 6 QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO ELÉTRICA – TIPOS E APLICAÇÃO ................................................... 56 6.1 Definição de quadros e painéis ....................................................................................................... 56 6.1.1 PGBT E QGBT ............................................................................................................................................ 56 6.1.2 QDF e CDF ................................................................................................................................................. 58 6.1.3 QGFL e QL .................................................................................................................................................. 59 6.1.4 QLs ................................................................................................................................................................. 63 6.2 Elementos de proteção especial .................................................................................................... 64 6.2.1 DR (diferencial residual) ....................................................................................................................... 64 6.2.2 Funcionamento de um DR .................................................................................................................. 64 6.2.3 DPS (dispositivo de proteção de surto) .......................................................................................... 66 7 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ................................................................................................. 68 7.1 Os métodos de dimensionamento segundo a NBR 5410 ................................................... 68 7.2 Capacidade de condução de corrente ......................................................................................... 68 7.2.1 Fator de correção de temperatura ambiente .............................................................................. 73 7.2.2 Fator de correção para agrupamento de circuitos .................................................................... 73 7.3 Limites de máxima queda de tensão .......................................................................................... 75 7.3.1 Coeficiente de queda de tensão por trecho denominado β ( beta) ................................... 75 7.4 Proteção contra sobrecarga ............................................................................................................. 76 7.5 Método da proteção contra curto-circuito ............................................................................... 79 7.6 Método da seção mínima ................................................................................................................. 79 7.7 Método da certificação ...................................................................................................................... 79 7.8 Dimensionamento de condutos: eletrodutos e eletrocalhas.............................................. 80 8 SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS (SPDA) ................................... 82 8.1 Comparativo entres a NBR 5419 (2005) e a NBR 5419 (2015) ......................................... 82 8.2 As quatro partes da NBR 5419 ....................................................................................................... 83 8.2.1 NBR 5419-1 – Princípios gerais ........................................................................................................ 83 8.2.2 NBR 5419-2 – Gerenciamento de risco ......................................................................................... 83 8.2.3 NBR 5419-3 – Danos físicos à estrutura e perigos à vida ..................................................... 84 8.2.4 NBR 5419-4 – Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura ............................ 91 8.3 Sistemas de aterramento geral ....................................................................................................... 91 8.3.1 Equipotencialização do aterramento – uso da BEP .................................................................. 92 7 APRESENTAÇÃO As instalações elétricas prediais são modalidades da elétrica que projetam e executam serviços de eletricidade desde a entrada de energia até a alimentação elétrica dos pontos terminais de utilização, como iluminação e tomadas de força para os equipamentos de uso residencial: chuveiros, exaustores, aparelhos de ar-condicionado etc. O objetivo desta disciplina é trazer para o aluno uma visão clara da aplicação das instalações elétricas num projeto ou numa obra predial residencial. Sabe-se que o aluno de outras modalidades de engenharia, que não seja a elétrica, precisa ter um conhecimento básico da aplicação de técnicas e conhecimentos das instalações elétricas. Assim, poderá contratar um especialista ou um instalador de instalações e terá condições de fiscalizar, saber transmitir as necessidades técnicas corretas e conferir os conceitos básicos das grandezas elétricas para discuti-las com segurança e confiabilidade. Não se espera que o aluno torne-se um expert na matéria após estudar este livro-texto, mas que pelo menos saiba das grandezas elétricas, da linguagem correta com os princípios básicos das normas vigentes, principalmente no tocante às instalações elétricas. Caso elas não sejam bem executadas, podem ser um elemento de risco à edificação, aos equipamentos e aos usuários. O plano de ensino desta disciplina estabelece como principais tópicos a serem estudados, a saber: conhecimentos básicos de distribuição de tomadas, suas diferenças e suas aplicações; mínimo conhecimento de luminotécnica para uma boa escolha de luminárias para instalá-las em locais adequados. Também serão estudados os critérios técnicos para uma montagem correta e segura de um quadro de distribuição elétrica, evitando aquecimento, curto-circuito e princípios de incêndio. Finalmente, serão acentuados os princípios de SPDA (sistema de proteção contra descargas atmosféricas), importantes para proteger uma edificação contra os efeitos dos raios atmosféricos. INTRODUÇÃO O estudo desta disciplina segue a mesma ordem de elaboração de um projeto de instalação elétrica predial. Obviamente, além da qualidade de sua execução, é obrigatório seguir rigidamente o projeto e sua respectiva norma, a NBR 5410 (ABNT, 2004), que é a última versão aprovada para aplicação. A má qualidade da execução pode prejudicar a instalação elétrica ao ponto de colocar em risco a vida do usuário e do instalador e a vida útil da própria instalação. Por exemplo, uma emenda de cabos malfeita ou instalada em local indevido pode provocar um curto-circuito e até mesmo princípios de incêndio, mesmo que estes condutores estejam bem dimensionados e o material seja de boa qualidade. Serão acentuadas diversas observações para o instalador e para a elaboração de um laudo técnico. 8 A eletricidade participou da evolução da indústria e da humanidade no geral, contribuindo desde o início de sua utilização. Como sua execução é complexa, podendo causar acidentes terríveis e até fatais, serão estudados itens como: aplicação das normas; cuidados na execução; proteção e obediência rígida ao dimensionamento dos dispositivos de proteção, principalmente dos condutores e dos cabos alimentadores. 9 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Unidade I 1 INTRODUÇÃO À ELETRICIDADE Os registros mais antigos sobre a eletricidade são da Grécia Antiga, quando o filósofo Tales de Mileto (624 a.C.-558 a.C), ao esfregar uma pedra de âmbar em uma pele de carneiro, observouque pedaços de palha e fragmentos de madeira eram atraídos pelo âmbar, e foi dessa pedra que surgiu o nome eletricidade, palavra originada do grego elektron. Contudo, muito tempo se passou até que os estudos relativos às suas aplicações fossem iniciados, a partir do século XVI, intensificando-se e aprimorando-se desde então, tanto quanto ao uso quanto à geração e distribuição. Naquela época, a evolução dos conceitos sobre os sistemas de potência foi marcante em um período de 15 anos, praticamente definindo as características dos sistemas como hoje são apresentadas, sobretudo conceitos envolvendo corrente elétrica e fornecimento de energia. Após vários estudos da evolução da eletricidade, descobriu-se o sistema de potência elétrica em corrente alternada, que seria uma alternativa para a transmissão de energia elétrica em grande escala, com maior eficiência em relação aos sistemas de corrente contínua. Os sistemas de potência elétrica em corrente alternada permitiram o uso da energia como nós a conhecemos atualmente. Figura 1 – Tales de Mileto, descobridor da eletricidade Figura 2 – Âmbar 10 Unidade I Figura 3 – Corrente alternada 1.1 Desenvolvimento de um projeto de instalações elétricas prediais A seguir, são destacados os principais itens de um projeto: • Potência total a ser instalada na edificação, contando com a potência da iluminação e a relação total das TUGs (tomadas de uso geral) e TUEs (tomadas de uso específico). • Classe de tensão de cada equipamento e o número de fases. É preciso verificar se a distribuição é monofásica, bifásica ou se tem algum equipamento que necessita de tensão trifásica definida pelo próprio fabricante. 1.2 Relação dos itens técnicos a serem estudados Após a escolha do tipo de fornecimento de energia, conforme a disponibilidade da concessionária e a característica das cargas do local do projeto, bem como a definição dos equipamentos – que serão bifásicos –, é necessário confirmar se os demais equipamentos de menor potência serão mesmo monofásicos e escolher o local para se instalar o quadro de distribuição. Em apartamento ou casa, é importante que o quadro fique perto da entrada de energia, para evitar queda de tensão do cabo alimentador. Em um prédio, por exemplo, o quadro deverá ficar próximo da prumada da tubulação, que vem do centro de medição, e é importante que ele seja fixado na região dos equipamentos de maior potência. Normalmente, em um prédio residencial, o quadro fica na área de serviço, onde passa o shaft das instalações com a prumada de elétrica. Antes da elaboração do projeto e do dimensionamento dos circuitos, é essencial definir o número de tomadas e seu o melhor local, classificando-as quanto ao seu uso, como TUG ou TUE. 1.3 Classes de tensões elétricas de serviço No Brasil, as classes de tensões elétricas utilizadas nas instalações são oriundas da divisão internacional das classes de tensão padronizadas pelos grandes fabricantes multinacionais e das classes de tensão de serviços fornecidos pelas nossas usinas geradoras administradas pelas concessionárias locais. 11 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Essas classes de tensões são usadas nos serviços da distribuição, instalação e aplicação da eletricidade. São divididas em: baixa tensão; média tensão; alta tensão; e extratensão. A tabela a seguir resume as tensões padronizadas pelas concessionárias de distribuição da energia e das tensões de serviços mais usuais, devido à facilidade de geração na usina e à distribuição nas redes. Tabela 1 – Tensões nominais padronizadas Norma Ansi Norma IEC Norma ABNT Normas usuais nas concessionárias de energia Baixa tensão 240 / 120 240 / 120 240 / 120220λ / 127 240 / 120 220λ / 127 480λ / 277 480λ / 277440 / 254 – 480λ / 277 440 / 254 4160 4160 – 4160 – 6600 – 6600 6900 – – 6900 Média tensão 13200λ / 7620 13200λ / 7620 – 13200 13800 13800 13800 13800 34500λ / 19920 34500λ / 19920 – – – 35000 – – 69000 69000 69000 69000 – – – 88000 Lembrete Normalmente, em um prédio residencial, o quadro fica na área de serviço, onde passa o shaft das instalações com a prumada de elétrica. 1.4 Tipos de fornecimento de energia disponíveis pelas concessionárias de energia elétricas Os tipos de fornecimento de energia podem ser distribuidos em baixa tensão (BT), envolvendo os seguintes sistemas: monofásico, bifásico ou trifásico – no sistema de alimentação com ligação em estrela ou delta (triângulo). Nas tensões da tabela anterior, a concessionária fornece a energia em tensões específicas dos aparelhos a serem alimentados, facilitando o uso direto da tensão fornecida. Também é possível fornecer a energia em média tensão. Conforme a tabela anterior, são valores muito acima da tensão usual dos aparelhos. Assim, é preciso transformar a tensão para valores dos aparelhos utilizados, o que é feito por meio de cabine primária e/ou subestação transformadora abaixadora de tensão. 12 Unidade I 1.4.1 Fornecimento em baixa tensão para consumidores (até 75 kW) A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), por meio de inúmeras concessionárias de energia espalhadas pelos estados, possui cinco tipos de fornecimento de energia. O projetista ou instalador deverá conhecê-los; assim, conforme as cargas e as características da instalação, poderá fazer a melhor escolha. Observação Cada concessionaria utiliza uma identificação comercial para cada tipo de fornecimento. Neste estudo, usaremos a identificação A, B, C, D. Tipo A: sistema a dois fios: F – N (monofásico) Quando a alimentação é em estrela, tem-se F – N = 127V. Quando a alimentação é em delta, tem-se F – N = 120V. Esse sistema é oferecido pela concessionária em casas populares e é limitado, pois as cargas só poderão ser monofásicas. Normalmente são casas com potência instalada entre 4 e 6 kW. Tipo B: sistema a três fios: F – N – F (bifásico) Esse sistema é fornecido em duas tensões de alimentação: delta ou estrela. Quando o sistema for em delta, as tensões serão: Fase – Fase = 240V e Fase – Neutro = 120V. Em geral, é oferecido no município de São Paulo e em algumas cidades da Grande São Paulo. Quando o sistema for em estrela, as tensões serão: Fase – Fase = 220V e Fase – Neutro = 127V. Esse sistema só alimenta cargas monofásicas e cargas bifásicas. Observação Como se vê, não existe tensão 110V, as tensões monofásicas serão 120V ou 127V dependendo do sistema de alimentação elétrica da concessionária. Tipo C: sistema a quatro fios: F – F – F – N (trifásico – 220V ou 240V) Esse sistema também é fornecido em duas tensões de alimentação: delta e estrela. Tipo C1: tensão de alimentação em delta (triângulo) Quando o sistema for em delta com alimentação trifásica – 3Ø, com as fases R, S, T e o neutro (N), teremos as seguintes tensões: 13 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS RST – 3Ø = 240V RT–- 2Ø = 240V ST e RS - 2Ø = 250V (variável) RN e TN – 1Ø = 120V SN – 1 Ø = 175V (perigo de queimar os equipamentos monofásicos) Observação Cuidado: quando o sistema for 3∅, delta, não usar a fase S para alimentação monofásica. Nesse sistema, a fase S é conhecida como fase de força, a qual só poderá ser usada junto com as outras fases, no sistema trifásico. Tipo C2 Quando o sistema for alimentado em estrela (trifásica – 3Ø), com as fases R, S, T e o neutro (N), teremos as seguintes tensões: RST – 3Ø = 220V RS, RT, ST – 2Ø = 220V RN, SN, TN – 1Ø = 127V Destaca-se que o sistema estrela trifásico permite alimentar cargas trifásicas, bifásicas e monofásicas. Tipo D: sistema a quatro fios: F – F – F – N (trifásico – 380V) Esse sistema é fornecido com a alimentação em 380V (trifásico), possuindo as seguintes tensões: RST – 3Ø = 380V RN – 1Ø = 220V SN – 1Ø = 220V TN – 1Ø = 220V Pode-se afirmar que nesse sistema a tensão 220V é monofásica, pois obtém-se com 380/1,73 = 220V. Como não é usual, no Brasil, equipamentos elétricos fornecidos na tensão bifásica 380V, não se usa a tensão bifásica nesse sistema. Todavia, como a ligação é emestrela, é possível obter-se a tensão bifásica 14 Unidade I em 380V, basta alimentar RS ou RT ou ST, assim, haverá a tensão 2 Ø 380V. A figura a seguir destaca o resultado das tensões em ligações trifásicas em delta ou estrela. Delta com neutro Fase força (4o fio) Fase Fase Neutro VL VL VL VF 120/240V (1) Estrela com neutro Fase Fase Fase Neutro VL VF VF VFVVLL VVLL 120/208V (2) 127/220V 220/380V (3) Figura 4 – Sistema e tensões nominais de fornecimento Observação Quanto aos tipos de fornecimento de energia em baixa tensão (BT), é importante destacar o cuidado mencionado no tipo C1, pois nessa alimentação, por característica técnica do transformador da usina geradora ou da concessionária de distribuição de energia, uma das fases, geralmente a S, é conhecida como fase de força e originalmente só poderá ser utilizada junto com as demais fases (R e T) para constituir a alimentação trifásica. Essa fase não poderá ser usada sozinha com o neutro, porque provoca um desequilíbrio na geração; assim, sua tensão atinge 175V a 190V, o que provoca queimas em aparelhos que originalmente são monofásicos, ou seja, foram feitos para trabalhar com tensões entre 120V ou 127V. Portanto, quem projeta, fiscaliza ou executa a entrada de energia em delta deve medir as tensões de chegada na caixa padrão ou no centro de medição para localizar qual é a tensão de força, isolá-la das demais tensões e identificá-la para que ela não seja utilizada equivocadamente, o que provocaria problemas sérios de curto-circuito, aquecimento ou até mesmo incêndio. 1.4.2 Fornecimento em média tensão (acima de 75 kW) Quando a potência total instalada do consumidor ultrapassar 75 kW, o fornecimento será em média tensão – em 13,2 kV ou 13,8 kV, conforme disponibilidade da linha de distribuição da concessionária. 15 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS De 75 kW até 225 kW, é possível montar uma cabine simplificada com transformadores em poste, cabine metálica blindada ou de alvenaria. Diz-se simplificada porque não é necessário ter disjuntor em média tensão antes do transformador, pois a proteção é feita através de chaves/fusíveis tipo Matheus instaladas pela concessionária no poste de alimentação. Nesse tipo de fornecimento, a transformação de energia é de responsabilidade do consumidor. Quando há cargas com tensões variadas, monofásicas, bifásicas e trifásicas, é usual projetar o transformador com o secundário em estrela para permitir o acesso ao neutro, e uma das tensões mais usadas é em 380V – 3Ø com 1Ø – 220V, assim, a distribuição torna-se econômica. Lembrete A Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), por meio de inúmeras concessionárias de energia espalhadas pelos estados, possui cinco tipos de fornecimento de energia. O projetista ou instalador deverá conhecê-los; assim, conforme as cargas e as características da instalação, poderá fazer a melhor escolha. 2 PROJETO DE DISTRIBUIÇÃO DE TOMADAS 2.1 Definição dos tipos de tomadas Em um projeto de instalações elétricas prediais, existem dois tipos de tomadas de força: TUG e TUE. As TUGs são adotadas para aparelhos que consomem até 10 amperes de corrente, por exemplo, rádio, televisor, carregador de celular. A figura a seguir destaca o layout de um apartamento com móveis locados para que o projetista seja prático e eficiente. As TUGs devem ser fixadas em locais mais lógicos, como na bancada da cozinha, uma de cada lado da cama do casal. Segundo a norma NBR-5410 (ABNT, 2004), o número mínimo de TUGs dimensionadas deve considerar o perímetro do local. São usadas para diversos equipamentos de pequenas potências, para momentos eventuais, e não de uso contínuo, como batedeira, liquidificador, bateria de celular, carregador de notebook ou de Ipad. Obviamente, devem ser instaladas em locais práticos e seguro, e o layout dos móveis é fundamental nessa escolha. Por sua vez, as TUEs, como o próprio nome sugere, são utilizadas para alimentar um equipamento específico e dimensionadas para a potência deste equipamento, são de uso fixo e exclusivo. São usadas em aparelhos que consomem corrente elétrica nominal entre 10 e 20 amperes. 16 Unidade I COZINHA ÁREA DE SERVIÇO DORMITÓRIO EMPREGADA SUÍTE DORMITÓRIO 2DORMITÓRIO 1 WC WC SALA DE JANTAR SALA DE ESTAR PLANTA APARTAMENTO ESCALA 1:50 4,00 3 ,0 0 3 ,0 0 2,80 2 ,0 0 4,00 3 ,0 0 3 ,0 0 4,003,507 ,6 0 6,00 3 ,6 0 1,50 3 ,0 0 1 ,8 5 3,002,50 1 ,8 5 2 ,7 0 1,50 3 ,4 0 4,60 1 ,1 5 8,85 PLANTA DO APARTAMENTO – LAYOUT Figura 5 – Planta do apartamento com layout dos móveis Saiba mais Conheça mais sobre a NBR 5410: ABNT. NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 17 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS 2.2 Dimensionamento das TUGs São dimensionadas em função do perímetro do ambiente onde serão instaladas, portanto, o cálculo é feito por tipo de ambiente para definir o mínimo de tomadas. Como vimos, o que determina o número de TUGs e sua localização é a necessidade do usuário para o local em questão. 2.2.1 TUGs para área úmida Em uma área úmida, utiliza-se o número inteiro imediatamente superior ao calculado. Exemplo de aplicação Numa cozinha medindo 4,0 m x 3,5 m, dimensionar o número de TUGs. Resolução: Número de TUGs = (4 + 3,5 + 4 + 3,5) / 3,5 = 15 / 3,5 = 4,28 Assim, é preciso arredondar para cinco TUGs. COZINHA ÁREA DE SERVIÇO DORMITÓRIO EMPREGADA SUÍTE DORMITÓRIO 2DORMITÓRIO 1 WC WC SALA DE JANTAR SALA DE ESTAR PLANTA APARTAMENTO ESCALA 1:50 4,00 3, 00 3, 00 2,80 2, 00 4,00 3, 00 3, 00 4,003,507 ,6 0 6,00 3, 60 1,50 3, 00 1, 85 3,002,50 1, 85 2, 70 1,50 3, 40 4,60 1, 15 8,85 TUG TUG TUG TUG TUG QGLF TUG TUG TUG TUE TUE TUG TUG TUG TUG TUE TUG TUGTUG TUG TUG TUG TUG TUG TUG TUG TUG TUG TUG PLANTA DO APARTAMENTO – TOMADAS Figura 6 – Planta do apartamento com a locação das TUGs 18 Unidade I 2.2.1.1 As potências das TUGs para a cozinha As três primeiras TUGs da cozinha ou da área de serviços terão uma potência individual de 600 W e as demais 100 W/cada. Na distribuição de circuitos dessas TUGs, a NBR-5410 (ABNT, 2004) determina que as tomadas de 600 W não podem estar num mesmo circuito das tomadas de 100 W por questão de segurança e risco de aquecimento. 2.2.1.2 TUGs para os demais ambientes Considerar como demais ambientes numa instalação residencial: sala de jantar, sala de estar, dormitórios, suítes, dependência de empregada, sala de home theater, escritório de home office. Para tal, aplica-se a seguinte fórmula de dimensionamento: Número de TUGs = Perímetro / 5,0 Utiliza-se o número inteiro imediatamente superior ao calculado. Exemplo de aplicação Determinar o número de tomadas de TUGs de uma sala de estar medindo 6,0 m x 5,0 m. Resolução: Número de TUGs = (6,0 + 5,0 + 6,0 + 5,0) / 5,0 = 22,0 / 5,0 = 4,4 Assim, é preciso arredondar para cinco TUGs. A potência desse item é considerada como 100 W para cada tomada. As TUGs de microcomputadores e impressoras possuem as potências de 100 W cada. Conforme a relação apresentada a seguir, podem ser somadas para a montagem dos circuitos junto com as outras, desde que não ultrapassem o limite de potência de cada circuito. De acordo com a definição do dimensionamento de circuitos, tem-se em média as seguintes potências: • Microcomputadores = 300 W (usar DPS no quadro de distribuição). • Impressoras = 500 W (usar DPS no quadro de distribuição desta carga). • Secador de cabelo = 1500 W (usar DDR no quadro de distribuição). • Barbeador elétrico = 300 W (usar DDR no quadro de distribuição desta carga). 19 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Observação DPS significa dispositivo de proteção contra surtos. DDR significa disjuntor diferencial residual. COZINHA ÁREA DE SERVIÇO DORMITÓRIO EMPREGADA SUÍTE DORMITÓRIO 2DORMITÓRIO 1 WC WC 01 02 SALA DE JANTAR SALA DE ESTAR PLANTA APARTAMENTO ESCALA 1:50 4,00 3, 00 3, 00 2,80 2, 004,00 3, 00 3, 00 4,003,507 ,6 0 6,00 3, 60 1,50 3, 00 1, 85 3,002,50 1, 85 2, 70 1,50 3, 40 4,60 1, 15 8,85 T4 T4 T2 QGLF T2 T2 T3 T5 T1 T1 T4 T4 T6 T4T4 T4 T1 T4 T4 T4 T4 T4 T4 T4 T4 T4 T4T4T4 T1 T2,T3 T1-T3 T1-T4T4 T4 T6 T4,T5,T6 T4 Legenda Tomada baixa 0,30 m Tomada baixa 0,80 m Tomada baixa 1,50 m QGF – Quadro geral de força T1 - TUGs da cozinha – 1 X 127V T2 - TUGs da área de serviço – 1 X 127V T3 - TUE da área de serviço – 1 X 127V T4 - TUGs dos equipamentos – 1 X 127V T5 - TUE do WC 01 – 1 X 127V T6 - TUE do WC 02 – 1 X 127V PLANTA DO APARTAMENTO – CIRCUITO DAS TOMADAS Figura 7 – Planta com a circuitação das TUGs 20 Unidade I 2.3 TUE Quando existe um equipamento elétrico para ser alimentado numa residência, quer seja casa ou apartamento, necessita-se de uma tomada exclusiva para esse equipamento. Essa tomada é identificada como tomada de uso específico (TUE) e é de uso exclusivo para esse equipamento. A potência dessa tomada é exatamente a potência do equipamento. Quando o equipamento tem uma potência ≥ 2000 W, essa tomada deverá ser ligada num circuito independente só para ela e sua tensão de serviço deverá ser 2 ∅ (bifásico). 3 DIVISÃO DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS DE TOMADAS E DE ILUMINAÇÃO Em um projeto de instalações elétricas prediais ou comerciais, a divisão de circuitos é um critério adotado pela maioria dos projetistas, técnicos e engenheiros. A norma também orienta dividir as categorias de cargas, como cargas de iluminação e de força, no caso de tomadas para equipamentos. Essa divisão de circuitos permite facilitar a montagem da tabela de cargas, vide tabela a seguir, que relaciona não só a potência do circuito como a tensão de serviços. Assim, em função dessas grandezas elétricas, dimensiona-se a corrente elétrica para estipular a proteção individual do circuitos e do respectivo condutor para cada circuito, e estes são identificados como circuitos terminais, pois sempre terminam no ponto de alimentação de uma tomada com seu respectivo equipamento ou algum sistema de iluminação, de aquecimento e/ou aparelhos de ar-condicionado. 3.1 Montagem dos circuitos elétricos Ocorre em função das características das cargas. No caso das tomadas, é usual separar os circuitos das TUGs por potência, pois a norma sugere que não se misture num mesmo circuito tomadas de potência diferentes, mesmo que todas sejam TUGs. A TUE, por ser usada para determinado equipamento, o circuito dimensionado é individual, independente e estipulado pela potência do respectivo aparelho. Os circuitos de iluminação são dimensionados em função da potência das luminárias, de sua tensão de serviços, como especifica a norma de segurança NR 10 (BRASIL, 1978). A legislação fixa que sejam dimensionados no mínimo dois circuitos de iluminação para cada apartamento ou casa por questão de segurança e determinação do Corpo de Bombeiros da região. A montagem dos circuitos também estipula que as cargas de iluminação e as cargas de tomadas de força podem estar num mesmo quadro de distribuição, porém em circuitos separados. 21 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Tabela 2 – Relação de equipamentos do apartamento modelo n. 82 Quantidade Tipo/Modelo Potência individual Tensão 2 peças Ar-condicionado 24000 BTU 2200 W Bifásico – 220V 4 peças Ar-condicionado 30000 BTU 2600W Bifásico – 220V 1 peça Chuveiro blindado 6200 W Bifásico – 220V 1 peça Chuveiro semiblindado 5200 W Bifásico – 220V 1 peça Torneira elétrica 2800 W Bifásico – 220V 1 peça Lava-louça 3200 W Bifásico – 220V 1 peça Secadora 5400 W Bifásico – 220V 1 peça Exaustor 2200 W Bifásico – 220V 1 peça Triturador de lixo 400 W Monofásico – 127V 1 peça Ferro elétrico 950 W Monofásico – 127V Conforme a tabela anterior, acrescentando as TUGs, tem-se: 6 TUGs de 600 W, sendo três na cozinha e três na área de serviço. 26 TUGs de 100 W. Além disso, acrescentam-se 3 TUEs de 300 W, para os microcomputadores, e uma impressora de 500 W, todos alimentados em 1∅ – 127V. Exemplo de aplicação Com a relação de cargas da tabela anterior e o acréscimo das TUGs, montar a tabela dos circuitos com as devidas identificações. Resolução: Inicia-se a montagem dos circuitos pelas TUGs de 600 W. Como temos um total de seis unidades e o limite é de 2000 W por circuito, divide-se essas tomadas em dois circutos de 1800 W, identificando-os com a letra T, sendo: T1 – Circuito com 3 TUGs de 600 W da cozinha, num total de 1800 W. T2 – Circuito com 3 TUGs de 600 W da área de serviço, num total de 1800 W. As demais TUGs de 100 W, num total de 2600 W, serão divididas em mais dois circuitos. T3 – 13 TUGs de 100 W, num total de 1300 W, escolhidas na planta pela proximidade. T4 – 13 TUGs de 100 W, num total de 1300 W restantes, que devem estar próximas. T5 – 3 TUEs de 300 W dos micros e 1 TUE de 500 W da impressora, num total de 1400 W. 22 Unidade I Com base na relação das cargas específicas das TUEs da tabela dos equipamentos do apartamento modelo, monta-se a continuidade da circuitação do exemplo: T6 – Ar-condicionado de 24000 BTU de 2200 W – 2∅ – 220V. T7 – Ar-condicionado de 24000 BTU de 2200 W – 2∅ – 220V. T8 – Ar-condicionado de 30000 BTU de 2600 W – 2∅ – 220V. T9 – Ar-condicionado de 30000 BTU de 2600 W – 2∅ – 220V. T10 – Ar-condicionado de 30000 BTU de 2600 W – 2∅ – 220V. T11 – Ar-condicionado de 30000 BTU de 2600 W – 2∅ – 220V. T12 – Chuveiro blindado de 6200 W – 2∅ – 220V. T13 – Chuveiro semi-blindado de 5200 W – 2∅ – 220V. T14 – Toneira elétrica de 2800 W – 2∅ – 220V. T15 – Lava Louças de 3200 W – 2∅ – 220V. T16 – Secadora de 5400 W – 2∅ – 220V. T17 – Exaustor de 2200 W – 2∅ – 220V. T18 – Triturador de lixo e ferro elétrico, com total de 1350 W – 1∅ – 127V. Com o fechamento da circuitação do apartamento usado como exemplo e com base no modelo da tabela de cargas padronizada para montar o diagrama unifilar do quadro de distribuição que será montado nesse apartamento padrão, monta-se a seguinte tabela de carga: Tabela 3 Des. circuito Potência (W) Tensão (V) N. fases In circuito (A) Disjuntor (A) Condutor (mm2) Com DR Sem DR T1-TUGs 1800 127 1∅ 14,17 16 2,5 X T2-TUGs 1800 127 1∅ 14,17 16 2,5 X T3-TUGs 1300 127 1∅ 10,23 12 2,5 X T4-TUGs 1300 127 1∅ 10,23 12 2,5 X T5-TUEs 1400 127 1∅ 11,02 12 2,5 X T6-Ar cond. 2200 220 2∅ 10,0 12 2,5 X T7-Ar cond. 2200 220 2∅ 10,0 12 2,5 X T8-Ar cond. 2600 220 2∅ 11,8 15 2,5 X T9-Ar cond. 2600 220 2∅ 11,8 15 2,5 X T10-Ar cond. 2600 220 2∅ 11,8 15 2,5 X 23 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Des. circuito Potência (W) Tensão (V) N. fases In circuito (A) Disjuntor (A) Condutor (mm2) Com DR Sem DR T11-Ar cond. 2600 220 2∅ 11,8 15 2,5 X X T12-Chuveiro 6200 220 2∅ 28,18 36 6,0 X T13-Chuveiro 5200 220 2∅ 23,63 30 6,0 X T14-Torneira 2800 220 2∅ 12,72 16 2,5 X T15-Lava louça 3200 220 2∅ 14,54 16 2,5 X T16-Secadora 5400 220 2∅ 24,54 30 6,0 X T17-Exaustor 2200 220 2∅ 10,0 12 2,5 X T18-Trit. + ferro 1350 127 1∅ 10,62 12 2,5 X Observação A tabela anterior mostra alguns circuitos que têm equipamentos com DR (diferencial residual). Equipamentos que trabalham dentro com água ou em áreas úmidas necessitam de DR. 3.2 Padronização dos circuitos elétricos A NBR 5410 (ABNT, 2004), no tocante à distribuição de circuitos, não fixa um valor limite de potência para os circuitos. Contudo, a prática dos instaladores com os procedimentos usuais dos projetistas promoveu o consenso de que a padronização do limite de potência por circuito é fundamental. Assim, deve-se padronizar os disjuntores de proteção com os respectivos condutores de circuitos terminais, o que facilita muito a manutenção, o estoque e, obviamente, a reposição de quaisquer componentes da instalação e o modelo de quadro de distribuição elétrico de luz e força. A seguir, destaca-se a padronização mais usual no meio de projetistas: • Para circuitos de TUGs monofásicas (127V ou 120V), usa-se o limite do circuito até 2000 W. • Para circuitosde TUGs bifásicos (220V ou 240V), usa-se o limite do circuito até 2500 W. • No mesmo circuito de TUGs, não se pode usar tomadas de 100 W junto com tomadas de 600 W. • As TUEs cujos equipamentos específicos tiverem potência individual acima de 2000 W deverão ser ligadas num circuito independente, mas quando houver uma TUE com potência menor que este valor, ela poderá pertencer ao mesmo circuito de TUG, desde que não ultrapasse o limite de potência por circuito padronizado. 24 Unidade I • A somatória das TUGs de uma mesma residência não deve ultrapassar o valor limite do circuito, no caso de 1∅ de 2000 W, para manter o senso de padronização. Divide-se o valor total da potência dessas tomadas para que os circuitos sejam menores, porém com potências mais próximas. Exemplo: se a somatória das TUGs monofásicas de um apartamento for de 2400 W, como ultrapassou o limite de 2000 W, o senso de padronização sugere que essas tomadas sejam divididas em dois circuitos de 1200 W cada, e não um circuito de 2000 W e outro de 400 W. 3.3 Elementos de proteção dos circuitos elétricos Para dimensionar os disjuntores para os circuitos terminais monofásicos e bifásicos de um quadro de distribuição de luz e força residencial, adota-se o roteiro a seguir. Primeiro, dimensiona-se a corrente nominal do circuito. Incirc = P (w) / V do circuito Onde: P (w) = Potência total do circuitos em watts V = Tensão onde está ligado o circuito Com o valor da In do circuito terminal calculado, dimensiona-se a corrente do disjuntor de proteção desses circuitos pela fórmula a seguir: Indisj.< 1,25 x Incirc. Então, é preciso escolher na lista de equipamentos ofertados o disjuntor imediatamente inferior a esse valor calculado. Sempre use esse critério em negrito, com apenas uma exceção: quando houver na lista dos disjuntores ofertados um disjuntor superior, mas próximo do valor, só utilizá-lo se seu valor não ultrapassar a 3% do valor calculado. Para tal, complementa-se a fórmula anterior com esse critério de até 3%, a saber: Indisj. < 1,25 x Incirc x 1,03 Os disjuntores ofertados são padronizados em amperes (A): 06, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 36, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 150, 163, 200, 225, 250, 325, 400, 500 e 630. 25 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS COZINHA ÁREA DE SERVIÇO DORMITÓRIO EMPREGADA SUÍTE DORMITÓRIO 2DORMITÓRIO 1 WC WC SALA DE JANTAR SALA DE ESTAR PLANTA APARTAMENTO ESCALA 1:50 4,00 3 ,0 0 3 ,0 0 2,80 2 ,0 0 4,00 3 ,0 0 3 ,0 0 4,003,507 ,6 0 6,00 3 ,6 0 1,50 3 ,0 0 1 ,8 5 3,002,50 1 ,8 5 2 ,7 0 1,50 3 ,4 0 4,60 1 ,1 5 8,85 QGLF L1 L1 L1 L1 L1 L2 L2 L1L1 L2 L2 L2 PLANTA DO APARTAMENTO – ILUMINAÇÃO Figura 8 – Planta de iluminação do apartamento dividida em circuitos 3.4 Planta de circuitação de uma residência de luxo Para finalizar o projeto de distribuição das tomadas com as divisões de circuitos, serão apresentadas três plantas de uma residência de luxo. Serão ilustrados o diagrama da planta de distribuição das TUGs e das TUEs a partir do quadro geral de distribuição, bem como uma legenda específica. Existem nas instalações várias legendas que são usadas para um mesmo tipo de planta. A norma não padroniza, mas orienta que qualquer legenda utilizada deverá ser demonstrada e repetida em todas as plantas do projeto. 26 Unidade I A seguir, destaca-se um exemplo de distribuição de iluminação e tomada. S S SS SS S S TV S S A A A SOBE SOBE R AM PA i= 25 % C =4 .2 0m 1 2 3 4 67891011 12 PROJEÇÃO PERGOLA PROJ. PAV. TÉRREO M U R O H =4 .7 0m M U R O H =3 .0 0m GRELHA 97.25 FUNDO 13 5 DEPÓSITO W.C.1 DORM. EMP. ÁREA DE SERVIÇO GARAGEM HALL PISCINA MURO DE ARRIMO M U R O D E AR R IM O M U R O D E AR R IM O MURO DE ARRIMO DG- TELEFONE QDLF- EMBASAMENTO 12 b 2 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 b 1 a 2 2 2 2 2 2 a b 11 a b 1 1 2 2 2 2 3 4 5 6 7 12 7 71221b 1b 71b 2 71b 2 21b 71b 27 1b 2 612 #4 6 #4 1a 1b 1a 1b 21b 21b 21b 1b 12c d c d c d 12d 6 #4 12 2 12 1 2 53 12 35 4 712 6 #4 2 2 2919 20 2821 272625242322 #4 #4 4xØ3/4" 1889 1710 14 4xØ3/4" 11 12 13 #4 15 16 #4 ESC:1:50 PLANTA EMBASAMENTO Figura 9 – Planta de distribuição elétrica: residência de luxo (parte 1) 27 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS R3 0.0 0 S PR O JE Ç ÃO D O MURETA H=50cm M U R O h= 2. 00 m C AN AL ET A AB R IG O D E P O RT A M U R ET A H =1 .6 0m PR O J. D O B EI R AL PROJ. DO BEIRAL 97.25 FUNDO CHURRASQ. GUARITA PISCINA VER DET. AMPLIAÇÃO PISCINA DECK EM MADEIRA COZINHA JARDIM QDF-PISCINA COIFA FOGÃO 10 10MLL 13 GELEDEIRA FREEZER 12 12 12 8a 14 10 11 MICROONDAS 111110 1110 13 8a 121110 b 8 121110 14 #4 13 8 121110 b 15 15 15 15 8b 15 9f 9g 9g 9g 1 9g 9g 9g 9g 9f g 1 #6 1 #6 S S S S S S C S SS SS SS DESCE SOBE DESCE SOBE 97.05 R AM PA i= 25 % C =4 .2 0m 1 2 3 4 5 6 710 8 projeção do pavim. superior PERGOLADO mureta h=1.00m M U R O H =2 .0 0m M U R O h =2 .0 0m MURO H=4.20m PR O J. D O B EI R AL MURO H=4.20m PERGOLADO 97.45 PROJ. DO BEIRAL 9 JANTAR LAVABO LAREIRA ESTAR ÁREA DESCOBERTA e e 8 AR COND. 24000 BTU PERSIANA ELÉTRICA 1/4CV PERSIANA ELÉTRICA 1/4CV 8a c 8 c 8 c ca 8a 8d 8d 8d 8d8d 8d e 15 15 16 PERSIANA ELÉTRICA 1/4CV 16 AR COND. 24000 BTU 18 8 15 16 17#4 15 17 #4 16158 18 #4 17 #4 16 d 15 8 15 15 c d 158 c d158 8c 15 8 d 8d 8d 8d 8d 8d 181716 #4 15 15 15 15 CENTRAL DE SOM 9f 9 f g 9f 9f g 8h 8h 8h8h 8h i 8i 8d 8h 8h8h 2919 20 2821 272625242322 #4 #4 4xØ3/4" #4 #4 8 8 15 15 8 15 8 15 h h 9h ESC:1:50 PLANTA PAV. TÉRREO Figura 10 – Planta de distribuição elétrica: residência de luxo (parte 2) 28 Unidade I S SS S S S TV S S S S S S SS TV DESCE FL O R EI R A C O BE R TU R A EM T EL H A C ER ÃM IC A PROJ. DO BEIRAL i= 50 % COBERTURA EM TELHA CERÃMICA i=50% COBERTURA EM TELHA CERÃMICA i=50% C O BE R TU R A E M T EL H A C ER ÃM IC A i= 50 % FLOREIRA SUÍTE 1 SUÍTE CLOSETBANHO 1 CLOSET VAZIO BANHO 3 CASAL HALL 19 19 c 19 19 19 e 19c 19 a 20 aa a a a bb b a a 20 20 20 20 20 2020 202020 21 21 21 21 21 21 21 21 22 CHUVEIRO 5400W 23 24 25 AR COND. 2600W PERSIANA 1/4CV PERSIANA 1/4CV 25 26 a b 20 ba 20 b 20 b 20 a20 a 20 a 20 a 20 a20 a 20 ba 2322 #4 22 #4 23 #4 2322 #4 19 19 2322 #4 19 23 19 2119 19 21 21 19c c 21 2322 #4 19 19 19 21 21 19 21 19 21 24 #4 24 #4 25 2919 21 28 #4 2119 2928 #4 19 21 19e 19 21 26 #4 19 19 21 19 21 21 25 e 19 CAIXA DE PASSAGEM H=0,30 2919 20 2821 272625242322 #4 #4 4xØ3/4" S S TV S S S PR O J. D O B EI R AL PR O J. D O B EI R AL SUÍTE 2 BANHO2 19 19 d 19 b b b b a b 20 20 2020 20 20 21 21 21 21 21 21 27 AR COND. 2600W 28 AR COND. 2600W 29 20 ba 20 b 20 b 20 b 20 b 20 b 20 b PERSIANA 1/4CV 25 29 #4 19 21 21 2919 21 #4 28 #4 2821 #4 19d d d 2119d 19d 2725 #4 2725 #4 19 21 21 e 19 21 25 25 ESC:1:50 PLANTA PAV. SUPERIOR Figura 11 – Pavimento térreo TV S A Legenda Caixa de entrada de energia tipo “E” Tubulação de luz embutida no teto ou parede Quadro de distribuição de luz (QDLF) Tubulação de luz embutida no piso Ponto de luz incandescente no teto Tubulação de telefone embutida no teto ou parede Ponto de luz incandescente na parede (Arandela) Tubulação de telefone embutida no piso Ponto de tomada - 127v - baixa - H=0,30m. Tubulação de tv embutida no teto ou parede Ponto de tomada - 127v - media - H=1,15m salvo indicado Tubulação de tv embutida no piso Interruptor simples H=1,15m Fiações: fase, neutro, retorno e terra respectivamente. Interruptor bipolar para acionamento da banheira Tubulação que sobe Ponto de telefone H=0,30m Tubulaçãoque desce Ponto de interfone H=1,60m Luminária de muro Ponto de (TV) televisão altura indicada Projetor Caixa de ligação para ponto de força chuveiro Projetor de jardim Ponto de ligação para força persiana, ar-condicionado e banheira Luminária fluorescente 2x20w - 127v Sensor de presença Luminária dicróica Luminária para jardim Luminária para piscina Ponto de luz hqi de 75w no teto S Figura 12 – Legenda das plantas anteriores 29 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS 4 MONTAGEM DE UMA ENTRADA DE ENERGIA 4.1 Documentos técnicos para a aprovação da entrada de energia na concessionária local Quando a residência, normalmente uma casa, tem necessidade de aumentar seus cômodos, são montadas instalações improvisadas para alimentar novos chuveiros, novos quartos, cozinha etc. Assim, a instalação elétrica precisa ser ampliada com novos circuitos. Como a potência instalada aumentou, é necessário solicitar para a concessionária de distribuição elétrica local o aumento de carga ou então uma nova entrada de energia. Para tal, é preciso que haja divisão física da casa com outra entrada de acesso, por exemplo. As concessionárias de distribuição e comercialização da energia no Brasil são gerenciadas pela Aneel. Para aprovar uma entrada de energia nova ou um aumento de cargas, elas solicitam documentos técnicos e verificam os seguintes aspectos: • Relação de carga instalada, que dispõe todos os aparelhos e sistemas de consumo de energia elétrica, sem nenhum critério de tempo de uso ou de demanda, de preferência separados por grupos de cargas. • Faz-se o cálculo de demanda: trata-se do estudo da simultaneidade do uso das cargas instaladas, importante para o dimensionamento do cabo alimentador da instalação. Essas cargas são separadas por tipo de cargas, conforme a orientação da concessionária de distribuição elétrica local. • Obtém-se então a potência total demandada. • Depois, dimensiona-se a entrada de energia, através da corrente nominal demandada e, conforme tabela padrão da concessionária, escolhe-se o padrão da entrada, por meio da categoria de fornecimento de energia. • Fixa-se o memorial descritivo da entrada de energia, um documento que reúne os três registros citados anteriormente como um memorial de cálculo. Depois, preenche-se uma tabela padrão a ser apresentada na concessionária local para aprovação da nova ligação ou do pedido de aumento de carga. • Após a montagem de todos os documentos e juntá-los no memorial descritivo, completa-se a documentação. Exemplo de aplicação Montar os documentos técnicos para aprovação da entrada de energia elétrica de uma escola de ensino fundamental instalada na cidade de São Paulo, a qual é atendida pela Enel, destacando a relação de cargas. 30 Unidade I Resolução: a) Relação de carga, separada em grupos Com a relação de todos os equipamentos e pontos de elétrica da referida escola, montou-se a tabela a seguir, já separada por tipo de carga: Grupo 1: lâmpadas e tomadas. Grupo 2: aparelhos elétricos. Grupo 3: motores. Então, obteve-se a potência total instalada de 67,70 kW. Como o valor é menor que 75,0 kW, a entrada de energia será fornecida pela concessionária local em baixa tensão. Tabela 4 – Relação de carga de uma escola de ensino fundamental Relação de carga 1. Grupo de lâmpadas e tomadas Carga (W) Quantidade Total (W) 1 – Tomadas de uso geral 100 50 5000 2 – Três primeiras TUGs da cozinha 600 3 1800 3 – Lâmpada incandescente 100 13 1300 4 – Lâmpada de vapor metálico 250 6 1500 5 – Lâmpada de vapor metálico 500 2 1000 6 – Lâmpada fluorescente de compensação 50 200 10000 Total do grupo 20600 2 Grupos de aparelhos elétricos Carga (W) Quant. Total (W) 1 – Chuveiro elétrico 5200 2 10400 2 – Torneira elétrica 3000 1 3000 3 – Aquecedor de passagem 5200 1 5200 4 – Forno elétrico 1500 1 1500 5 – Microcomputador 600 10 6000 6 – Lava-louça 3000 2 6000 7 – Ar-condicionado 2600 2 5200 Total do grupo 37300 3 Grupos de motores Carga (W) Quant. Total (W) 1 – Motor bifásico (bomba de rec.) 2 CV 1950 2 3900 2 – Motor bifásico (bomba de inc.) 3 CV 2950 2 5900 Total do grupo 9800 Total geral 67,70 kW 31 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS b) Cálculo de demanda (em W) A seguir, serão apresentadas duas tabelas, uma de fator de demanda de iluminação e a outra de TUGs e iluminação para locais de uso coletivo. Por ser tratar de escola, usa-se e tabela de fator de demanda, com os seguintes detalhes: o primeiro grupo de cargas da tabela anterior envolve a somatória da potência das TUGs com as lâmpadas (Grupo 1). Assim, aplica-se o fator de demanda da tabela de TUGs de uso coletivo. Essas tabelas sugestivas são fornecidas pela concessionária local e variam conforme a região do país em função do clima, dos costumes e até mesmo da cultura específica de cada um. Para obter-se a potência demandada do Grupo 1 = Pot. Tot. x F.D, onde tem-se D1 = (12000 x 1) + ((20600 – 12000) x 0,5) = 20600 W, obtido pela tabela de uso coletivo, localizando o item de escolas e semelhantes, calcula-se a demanda da iluminação e TUGs com 1,0 (100%) para os primeiros 12 Kw e 0,5 (50%) para o que exceder a 12 kW. O cálculo da demanda do grupo de aparelhos elétricos, Grupo 2, é feito usando-se a tabela fatores de demanda para aparelhos. Conforme essa tabela, tem-se o seguinte detalhamento de cálculo: Esses aparelhos pertencem ao mesmo grupo, a saber: 2 peças – chuveiro elétrico de 5200 W 1 peça – torneira elétrica de 3000 W 1 peça – aquecedor individual de passagem de 5200 W Esse grupo possui um total de carga de 18600 W. Com um número de quatro aparelhos, tem-se pela tabela um fator de demanda de 48%, isto é, um fator de multiplicação de 0,48. Ainda no mesmo item b), tem-se na lista de aparelhos da escola um forno elétrico com potência de 1500 W, e pela referida tabela de potência mínima de aparelhos domésticos, o fator de demanda desse item é de 100%, isto é, um fator de multiplicação de 1,00 e 2 peças – lava-louça de 3000 W (total de 6000 W). Assim, tem-se o fator de demanda de 72%, isto é, um fator de multiplicação de 0,72. No mesmo item, tem-se 10 peças – microcomputador de 600 W (total de 6000 W). Estes, por não constarem na tabela de aparelhos, envolvem uma demanda de 100%, isto é, um fator de multiplicação de 1,00. O último item mencionado no grupo de aparelhos são 2 peças – ar-condicionado com 2600 W (total de 5200 W), com um fator de demanda de 100%, isto é, um fator de multiplicação de 1,00. Assim, obtém-se um total de potência demandada desse grupo: D2 = (18600 x 0,48) + (1500 x 1,00) + (6000 x 0,72) + (6000 x 1,00) + (5200 x 1,00) 32 Unidade I D2 = 8928 + 1500 + 4320 + 6000 + 5200 Logo, D2 = 25948 W Considerarando todos os aparelhos resistivos, com fator de potência 1,0, com exceção do ar-condicionado (por ser indutivo, tem um fator de potência 0,85), tem-se a potência aparente desse item = (20748 x 1.0) + (5200 : 0,85) : 26865 VA O cálculo do fator de demanda desse grupo é obtido pela seguinte fórmula: Potência do maior motor + 0,5 x potência dos demais motores. No exemplo da escola, tem-se : D3 = 2950 + (1950 + 1950 + 2950) x 0.5 = 6375 W Considerando um fator de potência dos motores de 0,85, obtém-se uma potência demandada de 7.500 VA Potência total demandada da escola: DT = D1 + D2 + D3 = 52923 W (potência útil) ou DT = 56756 VA (potência aparente) c) Cálculo da corrente total demandada Como a potência total instalada da escola é maior que 35 kW, ela pode ser alimentada por sistema trifásico em delta, isto é, dm 240V. I(A) = DT / √3. 240V (delta) = 56756 VA / √3. 240V = 136,53 A Tabela 5 – Fator de demanda de iluminação e TUG residencial, hotel e flat Potência instalada de iluminação e tomadas de uso geral (kW) Fator de demanda (%) Até 1 86 Acima de 1 a 2 75 Acima de 2 a 3 66 Acima de 3 a 4 59 Acima de 4 a 5 52 Acima de 5 a 6 45 Acima de 6 a 7 40 Acima de 7 a 8 35 Acima de 8 a 9 31 Acima de 9 a 10 27 Acima de 10 24 33 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICASTabela 6 – Fator de demanda de iluminação e TUG de uso coletivo Descrição Fator de demanda Auditórios, salões para exposição e semelhantes 1,0 Bancos, lojas e semelhantes 1,0 Barbearias, salões de beleza e semelhantes 1,0 Clubes e semelhantes 1,0 Escolas e semelhantes 1,0 para os primeiros 12 kW e 0,5 para o que exceder a 12 kW Escritórios 45 Garagens comerciais e semelhantes 40 Hospitais e semelhantes 35 Igrejas e semelhantes 1,0 Indústrias 1,0 Restaurantes e semelhantes 1,0 Tabela 7 – Fatores de demanda para aparelhos Número de aparelhos Chuveiro; torneira elétrica; aquecedor individual de passagem Lava-louças; aquecedor central de passagem Aquecedor central de acumulação Fogão elétrico; forno micro-ondas Máquina de secar roupas; sauna; ferro elétrico Hidromassagem 1 100 100 100 100 100 100 2 68 72 71 60 100 56 3 56 62 64 48 100 47 4 48 57 60 40 100 39 5 43 54 57 37 80 35 6 39 52 54 35 70 25 7 36 50 53 33 62 25 8 33 49 51 32 60 25 9 31 48 50 31 54 25 10 a 11 30 46 50 30 50 25 12 a 15 29 44 50 28 46 20 16 a 20 28 42 47 26 40 20 21 a 25 27 40 46 26 36 18 26 a 35 26 38 45 25 32 18 36 a 40 26 36 45 25 26 15 41 a 45 25 35 45 24 25 15 46 a 55 25 34 45 24 25 15 56 a 65 24 33 45 24 25 15 66 a 75 24 32 45 24 25 15 76 a 80 24 31 45 23 25 15 81 a 90 23 31 45 23 25 15 91 a 100 23 30 45 23 25 15 34 Unidade I Número de aparelhos Chuveiro; torneira elétrica; aquecedor individual de passagem Lava-louças; aquecedor central de passagem Aquecedor central de acumulação Fogão elétrico; forno micro-ondas Máquina de secar roupas; sauna; ferro elétrico Hidromassagem 101 a 120 22 30 45 23 25 15 121 a 150 22 29 45 23 25 15 151 a 200 21 28 45 23 25 15 201 a 250 21 27 45 23 25 15 251 a 350 20 26 45 23 25 15 351 a 450 20 25 45 23 25 15 451 a 800 20 24 45 23 25 15 801 a 1000 20 23 45 23 25 15 Tabela 8 – Fatores de demanda de ar-condicionado Número de aparelhos Fator de demanda 1 a 10 100 11 a 20 90 21 a 30 82 31 a 40 80 41 a 50 77 Acima de 51 75 d) Dimensionamento da entrada de energia Após o dimensionamento da corrente elétrica I = 136 A, no exemplo da escola e da escolha do disjuntor ou fusível de proteção, define-se o tipo de categoria de fornecimento da energia elétrica considerando a tabela padronizada da concessionária. Depois, monta-se a tabela a seguir, com os dados técnicos e especificações dos equipamentos e materiais da entrada de energia, como: diâmetro dos condutores fase e seu tipo monofásico, bifásico ou trifásico; condutor neutro e condutor terra; tipo de medição; proteção elétricas (disjuntores ou fusíveis); tipo de caixa padrão; eletrodutos correspondentes; e o tipo de poste a ser utilizado. Saiba mais Consulte a referência a seguir para visualizar a tabela padronizada de uma concessionária de energia. A EVOLUÇÃO em aprender eletricidade. Entendendo Elétrica, [s.d.]. Disponível em: https://entendendoeletrica.com/cetecc/. Acesso em: 3 ago. 2020. 35 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Tabela 9 – Dimensionamento da entrada de energia da escola Tensão 240 / 120V Categoria B-08 Medição Indireta (caixa tipo M + T) Condutor 70 mm2 (3 fases) 70 mm2 (1 neutro) Proteção Antes da medição: chave secc. seca NH 250 A – (manobra c/ carga) Após a medição: disjuntor de 163 A – (manobra c/ carga) Eletroduto 60 mm PVC ou 50 mm aço Aterramento Bitola do condutor: 35 mm² Eletroduto: 20 mm PVC ou 25 mm aço Poste 300 N, duplo T e) Montagem do memorial descritivo da entrada de energia Para concluir o exemplo de aplicação da montagem da documentação técnica para a aprovação da entrada de energia da escola em referência, monta-se um memorial descritivo, composto das seguintes páginas: • Página 1: logotipo da empresa que montou o documento, número do documento, dados do cliente e endereço da obra (a escola) e o título do documento. • Página 2: cabeçalho padrão do documento com folha de controle das páginas utilizadas. • Página 3: índice do documento com os seguintes itens: —― objetivo; —― relação de carga; —― cálculo de demanda; —― dimensionamento; —― conclusão. • Página 4: logotipo da concessionária a aprovar o documento e detalhamento do objetivo do documento. • Página seguinte ou mais: relação de cargas. • Página seguinte ou mais: cálculo de demanda e dimensionamento da corrente geral. 36 Unidade I • Página seguinte ou mais: ficha técnica com os componentes da entrada de energia. • Página final: conclusão do documento com o número da instalação existente (se existir) e assinatura do engenheiro responsável pela entrada de energia. f) Planta de uma entrada de energia em BT Conforme o roteiro acentuado da documentação técnica para a aprovação da entrada de energia na concessionária local, após o levantamento de cargas, o dimensionamento da potência demandada e a montagem da ficha de dimensionamento pelo tipo de categoria de fornecimento, é necessário preencher a documentação ilustrada com o projeto de entrada da caixa padrão com os postes, de acordo com a entrada de energia solicitada em BT. Figura 13 – Centro de medição de energia em prédio residencial Figura 14 – Quadro de distribuição compacto (CDQ) de um centro de medição 37 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Poste de concreto duplo T (3F + N) # 95 mm2 + 4º fio) # 95 mm Eletroduto em aço zincado Ø 65 mm Braçadeira de aço zincado Chave sescionadora tipo NH CX. – M CX. – T Chave secc. sob carga s/fusíveis 3 x 250 A (N) 95 mm2 Neutro 5/8” x 2” DPS de 40kA Disj. 32 A Niple # 2 Terminal de aterramento (T) # 95 Cu nu Aterr. neutro (3F) # 95 mm² 8 x 2,5 mm MediçãoBloco de aferição TC TC TC Caixa para dispositivos de proteção e manobra (cx. tipo T) Caixa externa para entrada Proteção da bomba de incêndio Telefone – 250 x 150 x 100 mm Prever instalação de DPS Caixa externa para entrada TV a cabo – 250 x 150 x 100 mm Caixa de inspeção Ver detalhe abaixo Haste cobreada Dim. Ø 5 / 8” x 2,40 mm Acionamento com carga 3 x 250 A / Fus. NH 160 A 300 dAN / 7,50 m Eletroduto em aço zincado Ø 25 mm (TV a cabo) Eletroduto em aço zincado Ø 32 mm (telefone) Ø 32 mm (T) # 95 Cu nu Aterr. neutro Vista frontal Eletroduto em aço zincado Eletroduto em aço zincado Ø 32mm (telefone) Alimentador QF–BI (b. incêndio) Ø 32 mm – (2F + 4ºfio +T) # 6 mm (3F + N) # 95 mm + (T) # 50 mm Eletroduto em PVC rígido Ø 2 ½” Caixa de inspeção Ver detalhe abaixo Haste cobreada Dim. Ø 5/8” x 2,40 m Ø 25 mm (TV a cabo) Esc.: 1:10 Ø 32 mm Figura 15 – Projeto de uma entrada de energia em BT com as caixas M + T 38 Unidade I Armação secundária com quatro estribos Braçadeira de aço zincado Isolador p/ 4º fio Braçadeira de aço zincado Deixar 50 cm por fio Curva de 180° Braçadeira de aço zincado Braçadeira de aço zincado Poste de concreto duplo T 300 dAN / 7,50 m Vista superior Corte B–B Pingadeira Concreto Eletroduto aço zincado Prancha de madeira compensada de espessura 17 mm +- 2 mm Haste 3/4” x 3,00 m Cabo de cobre nu Caixa de inspeção Conf. detalhe abaixo Haste cobreada Dim. Ø 5 / 8” x 2,40 mm Corte A-A Esc.: 1:10 Conector de bronze cabo-haste Conector cabo-haste em latão Caixa de medição tipo M Porta externa Chapa n. 14 MSG Reboco Reboco Chapa de aço n. 14 MSG. Visor com vidro e dispositivos para selagem Ø 25 mm (TV a cabo) Eletroduto aço zincado Ø 32 mm (telefone) Caixa de inspeção de aterramento Alça tipo telefônica Alça tipo TV a cabo Curva de 180° Figura 16 – Projeto de uma entrada de energia em BT com detalhes do poste e cabos 39 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Resumo Nesta unidade, estudamos o desenvolvimento de um projeto de instalações elétricas prediais. Para tal, foram apresentadas as relações de documentos técnicos que devem ser observados e as classes de tensões elétricas de serviço. Na sequência, explicou-se como funciona o fornecimento de energia em baixa e em média tensão. Na divisão dos circuitos elétricos de tomadas e de iluminação, foram elencadosos seguintes aspectos: montagem dos circuitos elétricos; padronização; elementos de proteção; e planta de circuitação de uma residência de luxo. Por fim, foram acentuados os documentos técnicos para a aprovação da entrada de energia na concessionária local. Exercícios Questão 1. Leia o texto a seguir. Aquecimento de água: elétrico, a gás ou termossolar? Avalie três fontes de aquecimento e eleja a mais conveniente para sua residência Em época de crise hídrica e elétrica, vem à tona a discussão sobre qual maneira de esquentar a água agride menos o meio ambiente. Fazer essa escolha fica mais difícil por causa da extensão do território brasileiro, cujas necessidades em tal seara variam entre os estados. Com climas peculiares, os critérios técnicos de definição do melhor sistema são divergentes – um aquecedor eficiente no Sul será superdimensionado no Norte. Tanto que o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) recomenda, visando a melhorar a eficiência do chuveiro elétrico, a utilização de potências diferentes de acordo com a região onde será instalado. Os principais métodos disponíveis no país são três: elétrico, a gás e solar, que mantém um boiler como auxiliar. Apesar de nosso imenso potencial energético solar, o aquecimento da água nos lares brasileiros ainda é dominado pelo chuveiro elétrico, responsável pelo consumo de 8% da geração de toda a energia nacional e por 18% do pico de demanda do sistema. O aparelho aumenta a temperatura da água imediatamente, sem desperdiçá-la, mas gasta a energia gerada por recursos hídricos ou, em situações adversas, por usinas termoelétricas, que têm custo de produção bem mais alto. O segundo 40 Unidade I método mais comum, o aquecedor a gás de passagem, usa um recurso natural finito – e 50% do volume consumido atualmente vêm importado da Bolívia. A terceira alternativa, a termossolar, emprega energia limpa, mas encontra restrições por causa do alto valor do equipamento e das regiões com pouca insolação. Ainda assim, cresceu em vendas nos últimos anos. Adaptado de: http://casa.abril.com.br/materia/aquecimento-de -agua-eletrico-gas-ou-solar. Acesso em: 11 ago. 2020. Para fins de aplicação da situação exposta, considere a tabela a seguir, que destaca a simulação de gastos em uma casa com dois banheiros e quatro moradores. Tabela 10 Item Dois chuveiros de 7,5 kW Aquecedor de passagem Aquecedor termossolar Equipamento R$ 700,00 R$ 1.700,00 R$ 3.000,00 Instalação do equipamento (material e mão de obra) R$ 300,00 R$ 600,00 R$ 1.500,00 Energia elétrica (no ano) R$ 1.900,00 -X- -X- Gás (no ano) -X- R$ 1.000,00 -X- Água (no ano) R$ 1.000,00 R$ 1.100,00 R$ 1.100,00 Total no primeiro ano R$ 3.900,00 R$ 4.400,00 R$ 5.600,00 Com base na leitura e nos seus conhecimentos, analise as afirmativas a seguir. I – Considerando que a capacidade energética brasileira instalada seja aproximadamente igual a 150 GW, os chuveiros elétricos consomem 12.000 MW. II – Em termos de investimentos iniciais (equipamentos e instalação total), o valor a ser aplicado no sistema de aquecedor termossolar é cerca de 1,9 vez o valor a ser aplicado no sistema de chuveiros elétricos. III – Tomando como base o total gasto com aquecimento no tipo de residência em estudo até o terceiro ano de funcionamento, que inclui investimentos iniciais e gastos com consumo de energia elétrica, gás e água, o aquecimento pelo sistema de aquecedor de chuveiros elétricos é o mais barato. É correto o que se afirma em: A) I, apenas B) II, apenas. C) III, apenas. 41 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS D) I e III, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa A. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: vamos considerar que a capacidade energética brasileira instalada seja igual a 150 GW (ou 150.000 MW). O enunciado diz que “apesar de nosso imenso potencial energético solar, o aquecimento da água nos lares brasileiros ainda é dominado pelo chuveiro elétrico, responsável pelo consumo de 8% da geração de toda a energia nacional”. Logo, precisamos calcular o resultado de 8% de 150.000 MW: 8x150.000 8% de150.000MW 12.000MW 100 = = Verifica-se que os chuveiros elétricos consomem 12.000 MW. Observação: o prefixo k refere-se a quilo (103); o prefixo M, a mega (106); o prefixo G, a giga (109). II – Afirmativa incorreta. Justificativa: a tabela a seguir destaca os investimentos iniciais a serem feitos no sistema de chuveiros e no sistema de aquecedor termossolar. Tabela 11 Item Dois chuveiros de 7,5 kW Aquecedor termossolar Equipamento R$ 700,00 R$ 3.000,00 Instalação do equipamento (material e mão de obra) R$ 300,00 R$ 1.500,00 Total de investimento inicial R$ 1.000,00 R$ 4.500,00 Observa-se que o investimento inicial no sistema de chuveiros é de R$ 1.000,00 e que o investimento inicial no sistema de aquecedor termossolar é de R$ 4.500,00. Assim, deve-se calcular o quanto R$ 4.500,00 representam de R$ 1.000,00: R$4.500,00 R$4.500,00 "em" R$1.000,0 4,5 R$1.000,00 = = 42 Unidade I Verificamos que, em termos de investimentos iniciais (equipamentos e instalação total), o valor a ser aplicado no sistema de aquecedor termossolar é cerca de 4,5 vezes o valor a ser aplicado no sistema de chuveiro elétrico. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: a tabela a seguir mostra os gastos totais com cada um dos três sistemas de aquecimento até o terceiro ano de uso. A tabela já apresenta os gastos com consumo de energia elétrica, gás e água efetuados até o terceiro ano de funcionamento, obtidos pela multiplicação dos gastos do primeiro ano por três. Tabela 12 Item Dois chuveiros de 7,5 kW Aquecedor de passagem Aquecedor termossolar Equipamento R$ 700,00 R$ 1.700,00 R$ 3.000,00 Instalação do equipamento (material e mão de obra) R$ 300,00 R$ 600,00 R$ 1.500,00 Energia elétrica até o 3º ano R$ 5.700,00 -X- -X- Gás até o 3º ano -X- R$ 3.000,00 -X- Água até o 3º ano R$ 3.000,00 R$ 3.300,00 R$ 3.300,00 Gasto total até o 3º ano R$ 9.700,00 R$ 8.600,00 R$ 7.800,00 Verifica-se que, tomando como base o total gasto com aquecimento no tipo de residência em estudo até o terceiro ano de funcionamento, que inclui investimentos iniciais e gastos com consumo de energia elétrica, gás e água, o aquecimento pelo sistema de aquecedor termossolar é o mais barato. Observação: apenas para ilustrar com mais detalhes a evolução dos gastos acumulados para cada uma das três opções de sistemas de aquecimento, destaca-se a tabela a seguir. Assim, verifica-se que, embora o investimento inicial do sistema de chuveiros elétricos seja o menor, ao longo do tempo, essa opção torna-se a mais onerosa. Tabela 13 Item Dois chuveiros de 7,5 kW Aquecedor de passagem Aquecedor termossolar Total de investimento inicial R$ 1.000,00 R$ 2.300,00 R$ 4.500,00 Gasto total até o 1º ano R$ 3.900,00 R$ 4.400,00 R$ 5.600,00 Gasto total até o 2º ano R$ 6.800,00 R$ 6.500,00 R$ 6.700,00 Gasto total até o 3º ano R$ 9.700,00 R$ 8.600,00 R$ 7.800,00 Gasto total até o 4º ano R$ 12.600,00 R$ 10.700,00 R$ 8.900,00 Gasto total até o 5º ano R$ 15.500,00 R$ 12.800,00 R$ 10.000,00 43 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS Questão 2. (Enade 2011) Em uma situação hipotética de implantação de uma obra de construção civil, foram solicitadas a um engenheiro júnior, pelo gerente do empreendimento, várias tarefas, destacando-se as relacionadas com as instalações elétricas. Como primeira tarefa, o gerente do empreendimento solicitou que o engenheiro fizesse a distribuição elétrica da iluminação de uma das salas do escritório da obra, que se encontra com suas tubulações secas (eletrodutos e caixas sem fiação) já distribuídas e que não poderão sofrer nenhuma alteração. O circuito é único e monofásico. Considerando essas informações e a simbologia da norma ABNT NBR 5410, qual dos esquemas a seguir seria o correto para o engenheiro apresentar ao gerente como solução para a instalação solicitada? A) QD a a a a -1- -1- 100 B) QD aa aa -1- -1- 100 E) QD a a a a-1- -1- 100 C) QD a a aa -1- -1- 100 D) QD a a a -1- -1- 100 Resposta correta: alternativa E. 44 Unidade I Análise das alternativas O fornecimento de energia elétrica para instalações prediais é feito em corrente alternada. Nesse contexto, podemos destacar o seguinte: • Para ligarmos uma lâmpada em 127V, precisamos fechar um circuito. • Para comandarmos, a partir de dois pontos distintos, uma lâmpada ligada em 127V, necessitamos de dois interruptores paralelos no circuito entre uma das fases e o neutro. • Qualquer que seja a situação do circuito em dado momento, aberto ou fechado, a comutação de um dos interruptores inverte essa situação, acendendo ou apagando a lâmpada. • Para comandarmos, a partir de três pontos distintos, uma lâmpada ligada em 127V, necessitamos de dois interruptores paralelos e um interruptor intermediário no circuito entre uma das fases e o neutro. • Podemos comandar a instalação de quantos pontos se desejar adicionando mais interruptores intermediários no circuito (os condutores que interligam os interruptores são denominados retornos). • Para ligarmos uma lâmpada ou uma tomada em tensão elétrica de 220V, deve haver ligação nas duas fases. A planta da sala mostrada no enunciado apresenta somente o circuito de uma lâmpada, que deve ser comandada por três interruptores distintos, um em cada porta. As lâmpadas, de modo geral, são ligadas a uma tensão elétrica de 127V e, portanto, a uma fase e a um neutro disponíveis no quadro de distribuição (QD). Na situação em análise, temos três interruptores: • dois interruptores paralelos (three way); • um interruptor intermediário (four way). Logo, no QD para a lâmpada, precisa existir um condutor de fase. De modo geral, para a situação proposta no enunciado, precisamos de: • Uma fase do QD até o primeiro interruptor paralelo. • Dois retornos do primeiro interruptor paralelo para o interruptor intermediário. • Dois retornos do interruptor intermediário para o segundo interruptor paralelo. 45 INSTALAÇÕES PREDIAIS ELÉTRICAS • Um retorno do interruptor paralelo até a lâmpada. • Um neutro da lâmpada para o QD. A) Alternativa incorreta. Justificativa: o esquema dessa alternativa mostra condutores neutros no interior dos eletrodutos a partir de todos os interruptores até o QD. B) Alternativa incorreta. Justificativa: o esquema dessa alternativa mostra somente dois retornos entre todos os interruptores e a lâmpada. C) Alternativa incorreta. Justificativa: o esquema dessa alternativa mostra somente um retorno partindo do primeiro interruptor paralelo. D) Alternativa incorreta. Justificativa: o esquema dessa alternativa mostra três retornos partindo do primeiro interruptor paralelo. E) Alternativa correta. Justificativa: o esquema dessa alternativa mostra: • Uma fase do QD até o primeiro interruptor paralelo. • Dois retornos do primeiro interruptor paralelo para o interruptor intermediário. • Dois retornos do interruptor intermediário para o segundo interruptor paralelo. • Um retorno do interruptor paralelo até a lâmpada. • Um neutro da lâmpada para o QD.
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