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INSTALAÇÕES PREDIAIS Fernanda Delmutte de Andrade Instalações elétricas prediais Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir os fundamentos de eletricidade, telecomunicações e automação. Identificar a lógica das instalações elétricas de comandos de eletrici- dade, telecomunicações e automação. Compatibilizar o projeto de instalações elétricas com os projetos técnicos complementares. Introdução As instalações elétricas prediais são responsáveis por levar energia às edificações; juntamente com os projetos de telecomunicações e auto- mação, elas propiciam funcionalidade, conforto e segurança. No entanto, para serem eficazes, elas devem ser executadas de forma a prover o fornecimento adequado, suficiente e seguro de eletricidade. Para que isso ocorra, o desenvolvimento do projeto deve considerar as legislações e normas vigentes, bem como as recomendações de concessionárias e outros agentes reguladores. Deve também ser compatibilizado com os demais projetos técnicos complementares. Neste capítulo, você vai estudar os fundamentos de eletricidade, telecomunicações e automação, analisando a lógica de seus comandos nas instalações elétricas. Você também vai verificar como compatibilizar o projeto de instalações elétricas com os projetos técnicos complementares. Eletricidade, telecomunicações e automação Os sistemas elétricos são responsáveis por levar energia às edifi cações e, quando aliados aos sistemas de automação e de telecomunicações, propor- cionam funcionalidade, conforto e segurança aos usuários. Iniciaremos este capítulo com os fundamentos de eletricidade, telecomunicações e automação. Vamos lá? Eletricidade A eletricidade pode ser defi nida como o fl uxo de energia elétrica através de uma trajetória contínua, segundo Bertoncel (2008). Utilizada no mundo todo, ela é facilmente transportada e apresenta baixos índices de perda energética durante conversões. Para a obtenção da eletricidade é possível utilizar fontes renováveis, como a força das águas e dos ventos, por exemplo, ou turbinas e geradores, transformando-se outras formas de energia (mecânica e química, por exemplo) em eletricidade. A geração de energia elétrica no Brasil acontece majoritariamente por meio de usinas hidrelétricas, devido à competitividade econômica desse modelo e à abundância de recursos hídricos no país. Existem outras formas de geração de eletricidade, por exemplo, por meio de usinas termelétricas, eólicas e solares fotovoltaicas. O uso da eletricidade proporciona às edificações diversas faci- lidades, como a iluminação e o uso de eletrodomésticos e eletroeletrônicos, entre outros. Com o passar dos anos, o avanço tecnológico trouxe novas formas de interação e comunicação, como as telecomunicações, que, por sua vez, demandam projetos específicos. Telecomunicações Segundo Medeiros (2007, p. 16), “as telecomunicações constituem o ramo da engenharia elétrica que trata do projeto, da implantação e da manutenção dos sistemas de comunicações e têm por objetivo principal atender à necessidade do ser inteligente de se comunicar a distância”. As telecomunicações acontecem por diversos meios, dentre eles o telefone fi xo, o telefone móvel, os satélites e a fi bra ótica. O desenvolvimento das telecomunicações possibilitou que estas pudessem se integrar a dispositivos como câmeras, por exemplo, automatizando serviços, como os de segurança. Automação Para entendermos o conceito de automação, vejamos a defi nição proposta por Barbosa (2006, p. 6): Instalações elétricas prediais2 A automação pode ser entendida como a possibilidade da substituição de atos e decisões humanas, por atos e decisões efetuadas por computadores, devidamente alimentados de informações, no comando de determinados dispositivos, geralmente em processos repetitivos, ou que exijam esforços físicos, reduzindo a possibilidade de erros nas decisões sujeitas à emoção, cansaço, dúvida, tempo e inexperiência, entre outras razões. Surgido na indústria, o conceito de automação objetivava a substituição da mão de obra humana por máquinas e sistemas de controle, cabendo às máquinas e aos sistemas a supervisão e otimização do controle dos processos, a fim de aumentar a produtividade e, também, a qualidade da produção. Na década de 1980, a automação passou a ser empregada em edificações, trazendo benefícios como segurança, conforto pessoal e uso racional de energia, conforme leciona Montebeller (2006). A automação aplicada às edificações trouxe a ideia de edifício inteligente, em que a estrutura, os sistemas, os serviços e a gestão são otimizados, a fim de proporcionar um ambiente produtivo e economicamente racional, segundo Montebeller (2006). Vejamos abaixo um exemplo de edifício brasileiro inteligente, o Eldorado Business Tower. 3Instalações elétricas prediais Edifício Inteligente — Eldorado Business Tower — São Paulo/ SP — Brasil Projetado pelo escritório paulistano Aflalo e Gasperini e concluído em 2007, o Eldorado Business Tower possui características que o tornam eficiente do ponto de vista do consumo energético e, também, sob a ótica do usuário. Fachada: permite o aproveitamento de 70% da luz natural e retém apenas 28% do calor, o que gera economia em iluminação e ar-condicionado. Elevadores: possuem um dínamo que, a cada chegada e partida, regenera e rea- proveita a energia, o que gera uma economia de 50% em relação ao que é consumido por um elevador comum. Certificado Platinum: o Eldorado Business Tower foi o primeiro edifício brasileiro a receber o certificado Platinum de eficiência energética, o mais alto da categoria na América Latina. Fonte: Estúdio ABC (2017, documento on-line). Fonte da imagem: Aflalo e Gasperini ([2018], documento online). A automação em edifícios proporciona seu melhor funcionamento. Em uma escala maior — as cidades —, utilizando-se das telecomunicações e aliada ao processo de gestão urbana, a automação também pode trazer benefícios à vida dos cidadãos. Temos, então, outro conceito, o de cidades inteligentes, ou smart cities. Instalações elétricas prediais4 Segundo Pupo (2017, p. 31), as smart cities são “um aglomerado urbano que maximiza os benefícios proporcionados aos habitantes e aos frequentadores e minimiza os impactos econômicos, sociais e ambientais por meio da adoção de soluções tecnológicas que propiciam eficiência no uso de recursos e na entrega de serviços”. Agora que já conhecemos os fundamentos de eletricidade, telecomunicações e automação, vamos aprender a lógica desses sistemas. Comandos de eletricidade, telecomunicações e automação Começaremos com as instalações elétricas, em que o fornecimento de ener- gia elétrica é realizado por empresas concessionárias por meio de pontos de entrega, até os quais a concessionária é responsável pela execução, operação e manutenção dos serviços necessários, conforme leciona Carvalho Júnior (2010). O fornecimento pode ocorrer por ligação monofásica, bifásica, trifásica ou, ainda, por ligações de cargas especiais. Veja o Quadro 1 para conhecer essas ligações. 5Instalações elétricas prediais Fonte: Adaptado de Carvalho Júnior (2010). Tipo de ligação Definição Monofásica Constituída por dois fios: fase e neutro. Deve ser realizada para carga total instalada de até 12 kW, para tensão de fornecimento 127/220 V, e até 15 kW, para 220/380 V. Bifásica Constituída por três fios: duas fases e um neutro. Deve ser realizada para carga total instalada acima de 12 kW até 25 kW, para tensão de fornecimento 127/220 V, e acima de 15 kW até 25 kW, para tensão de fornecimento 220/380 V. Trifásica Constituída por quatro fios: três fases e um neutro. Deve ser realizada para carga total instalada acima de 25 kW até 75 kW, para tensão de fornecimento 127/220 V, e também acima de 25 kW até 75 kW, para tensão de fornecimento 220/380 V. Ligação de carga especial Voltada para a ligação de aparelhoscom carga de flutuação brusca, como solda elétrica, motor com partidas frequentes, aparelho de raio-X, entre outros. Quadro 1. Ligações Para que a energia chegue às edificações, há um padrão de entrada, cons- tituído por ramal de ligação, poste particular ou pontalete, caixas, proteção, aterramento, ferragens e quadro de medição. Esses itens são de responsabilidade do consumidor e não mais da concessionária (CPFL, 2018). Na Figura 1 podemos observar um esquema do padrão de ligação para fornecimento de energia elétrica. Instalações elétricas prediais6 cleber Line cleber Line cleber Line Figura 1. Padrão de entrada com medição em poste particular e padrão de entrada com medição em muro. Fonte: CPFL (2018, p. 80). Trecho AB–Ramal de ligação até 30,00 m BC–Ramal de entrada embutido CD–Circuito alimentador embutido DE–Circuito alimentador aéreo B–Ponto de entrega Trecho AB–Ramal de ligação até 30,00 m BC–Ramal de entrada embutido B–Ponto de entrega C E Cavidade para inspeção do aterramento Cavidade para inspeção do aterramento Poste particular Medição e proteção Medição e proteção Eletrodo do ramal de entrada Eletrodo do ramal de entrada Condutor do ramal de entrada Condutor do ramal de entrada D B B Ponto de entrega Ponto de entrega Condutor do circuito alimentador aéreo isolado Circuito alimentador embutido C A A Ver item 4.17 Ver item 11.3 Ver item 7.2 Ver item 7.1 Condutor do ramal de ligação Condutor do ramal de ligação Rede secundária de distribuição Rede secundária de distribuição Vimos como a energia chega às edificações e, agora, veremos como ela se distribui em seu interior. Para tanto, é fundamental conhecermos os conceitos de tensão, corrente elétrica e potência, com base em Carvalho Júnior (2010): Tensão: é a força que impulsiona os elétrons livres nos fios (os elétrons são partículas invisíveis em constante movimento, de forma desorde- nada). Sua unidade de medida é o volt (V). 7Instalações elétricas prediais Corrente elétrica: é o movimento ordenado dos elétrons livres nos fios. Sua unidade de medida é o ampère (A). Potência: voltagem (V) multiplicada pela amperagem (A). Os equipamentos que dependem de energia elétrica, como lâmpadas, aquecedores e eletroeletrônicos, transformam a energia elétrica que recebem em outras formas, como a energia mecânica. A maior parte das cidades do Brasil utiliza as tensões fase-neutro (127 V) e fase-fase (220 V), e os apare- lhos costumam ser de 127 V, 220 V, ou, ainda, bivolt, ou seja, funcionam em ambas as voltagens. O cálculo de consumo é realizado com base na potência dos equipamentos utilizados e o tempo de uso de cada um deles. A distribuição da instalação elétrica fica concentrada no quadro de distri- buição; nele também ficam os dispositivos de controle e proteção dos circuitos. Do quadro de distribuição, a corrente passa pelas prumadas elétricas e pelas caixas de passagem. As prumadas elétricas consistem em um conjunto de eletrodutos que ficam em um único local de subida para as edificações verticais. As caixas de passagem são, normalmente, embutidas na parede, podem ser confeccionadas em diversos materiais e formatos e seu tamanho varia de acordo com a quantidade de eletrodutos que nela chegam; nessas caixas acontece a distribuição dos cabos e fios, conforme leciona Carvalho Júnior (2010). A transmissão de energia elétrica dentro da edificação é realizada por meio de circuitos, que podem ser de distribuição ou terminais. Os circuitos de distribuição subdividem-se em principal (alimentador) e divisionários (subalimentador), originam-se no quadro de medição e alimentam os quadros terminais ou quadros de distribuição. Em relação aos circuitos terminais, estes partem dos quadros terminais, onde ficam os disjuntores, fusíveis, chaves, barramentos e relés, e distribuem-se para a alimentação dos pontos de iluminação e de tomadas, ainda conforme Carvalho Júnior (2010). Além da energia elétrica, a conexão à internet e as demais telecomunica- ções também necessitam de um projeto específico. A NBR 14565, que dispõe sobre o procedimento básico para a elaboração de projetos de cabeamento de telecomunicações para rede interna estruturada, estabelece que, dentro desse sistema, estão projetos que consideram voz (telefonia), dados (comunicação entre microcomputadores), imagens (videoconferência), sonorização, controle de iluminação, sensores de fumaça, controle de acesso, sistema de segurança, controles ambientais (ar-condicionado e ventilação), entre outros. Instalações elétricas prediais8 cleber Line cleber Line cleber Line cleber Line cleber Line cleber Line O sistema de telefonia precisa de um projeto específico que, além de compatibilizado com os demais projetos, deve ser submetido à aprovação na concessionária de telefonia, dependendo do tamanho da edificação. Se- melhante ao projeto de instalações elétricas, o projeto de telefonia também prevê um sistema de entrada, para o qual é utilizado o mesmo poste de entrada de energia, que pode ser de concreto armado ou ferro tubular. A tubulação de entrada de telefonia deve passar por um eletroduto de PVC rígido, ferro esmaltado ou galvanizado, que é fixado no poste. Da caixa externa para a edificação, as tubulações de telefonia devem ser embutidas na parede ou no piso e passar por aterramento, a fim de aumentar a segurança em caso de descargas atmosféricas. Em edificações verticais, assim como as tubulações de instalações elétricas, as de telefonia também necessitam passar por uma prumada para serem distribuídas às unidades por meio das caixas de distri- buição (relativas ao andar) e de saída (relativas à unidade), conforme explica Carvalho Júnior (2013). Um sistema de automação predial consiste em gerenciar e integrar to- dos os sistemas de um edifício (persianas motorizadas, ar-condicionado, ventilação, aquecimento, interruptores, elevadores, sensores, transmissão de dados e telefonia, segurança e iluminação, entre outros), além de prover segurança, conforto e flexibilidade. Sem a necessidade de intervenções físi- cas na instalação, um sistema de automação utiliza computadores para gerir as instalações e os aparelhos que serão executados de forma automatizada, segundo Carvalho Júnior (2010). No Quadro 2, a seguir, veremos como a automação atua nos itens citados anteriormente como passíveis de integração por processos de automação. 9Instalações elétricas prediais cleber Line cleber Line cleber Line cleber Line Fonte: Adaptado de Carvalho Júnior (2010). Item Impacto da automação Elevadores Elevadores automatizados podem atender a pavimentos determinados ou evitar o deslocamento a um andar no qual há outro equipamento mais próximo, por exemplo. Também é possível a instalação de um circuito fechado de televisão (CFTV) para câmeras de segurança. Tais condições impactam a melhoria do atendimento aos usuários e o aumento da eficiência energética. Ar-condicionado Com a automação, os equipamentos podem ser condicionados a manterem uma temperatura constante no ambiente ou, ainda, a obedecerem a limites pré-determinados pelo usuário, por exemplo. Transmissão de dados e telefonia Os sistemas de transmissão de dados não só dão acesso a redes, como fazem o controle dos demais sistemas que envolvem informática. Segurança Sistemas de CFTV permitem o controle de acesso e vigilância, por exemplo, e podem ser integrados a sistemas de iluminação, elevadores, entre outros. Iluminação Com a automação, é possível controlar a intensidade luminosa de acordo com o ambiente, por exemplo. Quadro 2. Impactos da automação sobre elevadores, ar-condicionado, transmissão de dados e telefonia, segurança e iluminação Há também a possibilidade de automação de ambientes inteiros, por exemplo, uma sala de TV, que pode ter uma integração dos sistemas de som, imagem e ar-condicionado, deforma a proporcionar maior conforto durante sua utilização. Instalações elétricas prediais10 Agora que já conhecemos os fundamentos e o funcionamento dos sistemas elétricos, vamos aprender a compatibilizá-los com os demais projetos técnicos complementares. Compatibilização do projeto de instalações elétricas com os projetos técnicos complementares Durante o desenvolvimento de um projeto, deve-se considerar que os projetos de instalações elétricas precisam respeitar a legislação vigente e observar as recomendações técnicas de empresas concessionárias, Corpo de Bombeiros e outros agentes reguladores, além de serem compatibilizados com outros projetos técnicos complementares. A compatibilização tem o objetivo de identifi car e, posteriormente, corrigir possíveis interferências entre os diferentes projetos, a fi m de que, quando iniciado o processo de execução, não ocorram erros que gerem retrabalho, atrasos e desperdício de materiais, conforme leciona Carvalho Júnior (2013). Ainda conforme o autor: O tempo dispendido na compatibilização do projeto arquitetônico com o projeto de instalações elétricas será recuperado quando na execução de am- bos, evitando desperdício de energia e o mau funcionamento dos aparelhos e equipamentos, permitindo fácil operação e manutenção de toda instalação (CARVALHO JÚNIOR, 2010, p. 1). A compatibilização é fundamental para o desenvolvimento de projetos que envolvam mais de uma disciplina e deve ser realizada tanto em projetos desenvolvidos em 2D, ou seja, por meio de plantas bidimensionais, quanto em modelos 3D, como os desenvolvidos em BIM, por exemplo. Em projetos bidimensionais, a compatibilização acontece por meio de sobreposição de plantas; já no caso de modelos 3D, as interferências são detectadas visualmente (SAEPRO, [2018]). 11Instalações elétricas prediais BIM é uma sigla que vem do termo em inglês building information modelling, ou, em português, “modelo de informação da construção”. BIM é um conceito de modelagem e gerenciamento de projetos e obras que prevê o desenvolvimento de projetos de forma integrada. Por meio da virtualização do projeto, é possível identificar e corrigir possíveis erros e interferências, facilitando, assim, a compatibilização entre as disciplinas de um projeto de edificação, por exemplo. No contexto da compatibilização, uma solução possível para a passagem das tubulações de instalações elétricas é o uso de shafts, que são dutos verticais destinados à passagem de tubulações (Figura 2). Sua utilização evita a quebra de alvenaria para passagem dos referidos tubos, bem como os conflitos com outras instalações, como as hidráulicas, por exemplo, além de facilitarem a realização de futuras manutenções, segundo Carvalho Júnior (2010). Figura 2. Exemplo de shaft para passagem de instalações elétricas. Fonte: Comunidade da construção ([2018], documento on-line). Instalações elétricas prediais12 Sem a realização da compatibilização entre as etapas do projeto, as in- terferências serão identificadas somente durante a execução, o que gerará retrabalho, atrasos e desperdício de materiais, entre outros inconvenientes. Neste capítulo você estudou os fundamentos de eletricidade, telecomu- nicações e automação, aprendeu a identificar a lógica dessas instalações e a compatibilizar o projeto de instalações elétricas com os demais projetos técnicos complementares. AFLALO; GASPERINI. Eldorado business tower. [2018]. Disponível em: <https://aflalo- gasperini.com.br/blog/project/eldorado-business-tower/>. Acesso em: 25 set. 2018. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14565: procedimento básico para elaboração de projetos de cabeamento de telecomunicações para rede interna estruturada. Rio de Janeiro, 2000. BARBOSA, L. A. G. Edificações inteligentes: conceitos e considerações para o projeto de arquitetura. 2006. 129 f. Dissertação (Mestre em Ciências em Arquitetura) – Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2006. BERTONCEL, A. B. Apostila de instalações elétricas prediais. 2008. Disponível em: <https:// pt.scribd.com/doc/6981486/InstalaCOes-ElEtricas-Prediais-prof-AndrEa>. Acesso em: 25 set. 2018. CÂMARA DE COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (CCEE). Fontes. [2018]. Dis- ponível em: <https://www.ccee.org.br/portal/faces/pages_publico/onde-atuamos/ fontes?_afrLoop=148694977373100&_adf.ctrl-state=hvfynx78q_1#!%40%40%3F_ afrLoop%3D148694977373100%26_adf.ctrl-state%3Dhvfynx78q_5>. Acesso em: 25 set. 2018. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações elétricas e o projeto de arquitetura. 2. ed. rev., ampl. e atual. São Paulo: Blucher, 2010. CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 7. ed. São Paulo: Blucher, 2013. 13Instalações elétricas prediais COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO. Sistemas à base de cimento. Projetos complementares: projeto de instalações. [2018]. Disponível em: <http://www.comunidadedaconstru- cao.com.br/sistemas-construtivos/1/projetos-complementares/projeto/8/projetos- -complementares.html>. Acesso em: 25 set. 2018. CPFL Energia. Norma técnica: fornecimento em tensão secundária de distribuição. 2018. Disponível em: <http://sites.cpfl.com.br/documentos-tecnicos/GED-13.pdf>. Acesso em: 25 set. 2018. EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Fontes. [2018]. Disponível em: <http:// www.epe.gov.br/pt/areas-de-atuacao/energia-eletrica/expansao-da-geracao/fontes>. Acesso em: 25 set. 2018. ESTUDIO ABC. Conheça 4 edifícios inteligentes ao redor do mundo 2017. Disponível em: <https://exame.abril.com.br/tecnologia/conheca-4-edificios-inteligentes-ao-redor- -do-mundo/>. Acesso em: 25 set. 2018. MEDEIROS, J. C. O. Princípios de telecomunicações: teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Érica, 2007. MONTEBELLER, S. J. Estudo sobre o emprego de dispositivos sem fios: wireless na automa- ção do ar condicionado e de outros sistemas prediais. 2006. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, 2006. SAEPRO. O conceito BIM (Building Information Model). [2018]. Disponível em: <https:// www.ufrgs.br/saepro/saepro-2/conheca-o-projeto/o-conceito-bim-building-informa- tion-model>. Acesso em: 25 set. 2018. Instalações elétricas prediais14 Conteúdo:
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