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Atividade 1: Previsão de cargas e Divisão da instalação e Quadro de Cargas Nome: Luise Barreto Röpke Matrícula: 201820551 PREVISÃO DAS CARGAS DE ILUMINAÇÃO E TOMADAS 1- Realizar a previsão das Cargas de Iluminação e Tomadas do projeto elétrico residencial, de acordo com a norma NBR 5410, para a iluminação e tomadas, especificando o número de pontos por ambiente (compartimento) e a sua potência instalada. Apresentar uma tabela-resumo e o memorial de cálculos. DIVISÃO DA INSTALAÇÃO EM CIRCUITOS TERMINAIS e QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS De acordo com a NBR 5410 cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m², deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA. Ainda regulamenta que em cômodo ou dependências com área superior a 6 m², deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m², acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros. Utilizando estas diretrizes foram calculados m² e posteriormente distribuídas as potências como demonstrado na terceira e quarta coluna da tabela a seguir: Tabela 1 – Cargas de Iluminação. Cargas de Iluminação Pontos de iluminação Ambiente Área (m²) Conta Potência Atribuída (VA) Potência de iluminação 100 W 60 W 40 W Quantidade de pontos de iluminação Banho 4.03 <6,00 100 100 1 - - 1 Circulação 1.7 <6,00 100 100 1 - - 1 Cozinha 13.34 6,00+4,00+3,34 100+60+0 160 1 1 - 2 Dormitório 1 17.6 6,00+4,00+4,00+3,6 100+60+60+0 220 1 2 - 3 Dormitório 2 11.14 6,00+4,00+1,14 100+60+0 160 1 1 - 2 Lavanderia 5.35 <6,00 100 100 1 - - 1 Sala de Estar 16.83 6,00+4,00+4,00+2,83 100+60+60+0 220 1 2 - 1 Varanda 7.2 6,00+1,2 100+0 100 1 - - 3 Total 1160 800 360 - Fonte: Autor. Na potência de iluminação foram somadas as potências atribuídas, nos pontos de iluminação foi indicado o número de pontos para cada potência e posteriormente somados o número de pontos em cada potência para encontrar o total de pontos. O total da potência de iluminação foi encontrado pela soma dos mesmos, enquanto o total em cada ponto de iluminação (100 e 60 W) foram encontrados multiplicando-se o número total de pontos pela potência, como mostram os cálculos a seguir: Para montagem da quarta coluna da Tabela 2 (potência atribuída), utilizou-se a NBR 5410 a qual informa que em cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, cozinha-área de serviço, lavanderias e locais análogos, deve ser previsto no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração, de perímetro. Também consta nesta norma que em banheiros e varandas devem ser colocados pelo menos um ponto de tomada. Ainda regulamenta que salas e dormitórios devem conter menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro. E, por fim, para demais cômodos e dependências de habitação devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, se a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m. Tabela 2 – Cargas de Tomadas. Cargas de Tomadas Tomadas Ambiente Área (m²) Perímetro Potência Atribuída (VA) 100 W 600 W Quantidade de pontos de tomada Potência Total (VA) Banho 4.03 8.3 - 1 1 600 Circulação 1.7 5.4 1 - 1 100 Cozinha 13.3 15.2 3,5+3,5+3,5+3,5+ fração (0,343) 2 3 5 2000 Dormitório 1 17.6 16.88 5+5+5+fração (0,376) 4 - 4 400 Dormitório 2 11.1 13.44 5+5+fração (0,688) 3 - 3 300 Lavanderia 5.35 9.25 3,5+3,5+ fração (0,643) - 3 3 1800 Sala de Estar 16.8 16.64 5+5+5+fração (0,328) 4 - 4 400 Varanda 7.2 12.67 2 - 2 200 Total 1600 4200 - Fonte: Autor. No caso das potencias atribuíveis aos pontos de tomada (coluna oito da Tabela 2) a norma informa que em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos, no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até três pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses ambientes separadamente. O total em cada tomada (100 e 600 W) foram encontrados multiplicando-se o número total de pontos pela potência, como mostram os cálculos a seguir: 2 - Realizar a divisão da instalação elétrica do projeto elétrico residencial, de acordo com a norma NBR 5410, especificando o número de pontos por circuito e a potência total instalada. Apresentar o quadro de cargas, conforme exemplo e o memorial de cálculos. Irá ser considerada uma voltagem elétrica de 220V, cada iluminação e tomada possui uma voltagem então deve-se dividir em circuitos. Na parte de divisão de instalação a NBR 5410 diz que todo ponto de utilização previsto para alimentar, de modo exclusivo ou virtualmente dedicado, equipamento com corrente nominal superior a 10A deve constituir um circuito independente. Para encontrar a corrente em cada circuito temos que dividira sua potência total pela tensão da rede (220V). No primeiro circuito tem-se somente o ar condicionado do Dormitório 1 pois este possui uma grande potência, tendo sido fornecido no exercício (1500W). Obtendo a corrente do circuito: O segundo circuito contempla somente o ar condicionado do Dormitório 2, sendo os mesmos cálculos executados acima. Para o terceiro circuito tem-se somente o Chuveiro devido à grande potência do mesmo, tendo sido esta fornecido no exercício (5500W). Para encontrar a corrente do circuito basta aplicar a fórmula abaixo: O quarto circuito será composto pela Iluminação, neste tem-se 8 lâmpadas de 100 W e 6 de 60 W, multiplicando os valores encontra-se uma potência de 1160 W. Agora encontrando a corrente do circuito: O quinto circuito será composto pelas tomadas do Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda: Aplicando a fórmula para encontrar a corrente do circuito: No sexto circuito estão contidas todas as tomadas da cozinha: Enquanto a corrente do circuito pode ser obtida como mostra abaixo: Para o sétimo circuito tem-se as tomadas da lavanderia: A corrente deste circuito é encontrada pela equação a seguir: A Tabela a seguir mostra os resultados obtidos por meio dos cálculos: Tabela 3 – Distribuição de Cargas. Distribuição de Cargas Circuito Caracterização Iluminação Tomadas TUE Carga total Corrente 100 W 60 W 40 W 100 W 600 W (W) (W) (A) 1 Ar Condicionado Dormitório 1 - - - - - 1500 1500 6.82 2 Ar Condicionado Dormitório 2 - - - - - 1500 1500 6.82 3 Chuveiro - - - - - 5500 5500 25.00 4 Iluminação 8 6 - - - - 1160 5.27 5 Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda - - - 14 1 - 2000 9.09 6 Tomadas Cozinha - - - 2 3 - 2300 9.09 7 Tomadas Lavanderia - - - - 3 - - 8.18 Total 800 360 - 1600 4200 8500 13960 70.27 Fonte: Autor. Realizando o dimensionamento dos condutores pela máxima corrente, vamos considerar condutores embutidos em um eletroduto que está dentro de uma parede numa situação bem ruim (termicamente isolante), para que o cálculo para escolha de condutor garanta sua funcionabilidade em qualquer situação. Sabendo que a linha é do tipo A1, vamos escolher os condutores. Pelas tabelas de condução de corrente, segundo a norma, opta-se pelo condutor mais comum, de PVC que suporta até 70 ºC, usaremos um cabo de cobre pois este é utilizado na maior parte das instalações elétricas internas de prédios, devido a ter menor resistência que o alumínio, mesmo sendo mais caro ainda compensa muito usar este condutor. Então o sistema é formado pelo fio de cobre isolado com PVC instalado em uma tubulação embutida em piso, teto e parede e termicamente isolante (pior situação). Pelo método de instalação A1 tem-se dois condutores carregados pois nossa rede é monofásica devido a fase com neutro. A partir disso irá se escolher os fios para cada circuito conforme a capacidade de corrente dos fios indicada pela norma. Em instalações elétricas, de acordo com a norma, não se deve utilizar fiosmuito pequenos, sendo o menor fio a ser utilizado o de 1,5 mm². Para os circuitos de tomada a norma exige que se adote um fio de no mínimo 2,5 mm², para todos os outros circuitos, exceto o terceiro circuito (chuveiro), adotou-se um condutor de 1,5 mm² que suporta uma corrente de até 14,5 A, sendo este o condutor mínimo exigido pela norma. Para o circuito do chuveiro adotou-se um condutor de 4 mm² que suporta uma corrente de 26 A, pois este circuito possui uma corrente de 25 A, estando, portanto, de acordo com a norma. Tabela 4 – Distribuição de Cargas Completa. Distribuição de Cargas Circuito Caracterização Iluminação Tomadas TUE Carga total Corrente do Circuito Condutor Capacidades de condução de corrente do condutor 100 W 60 W 40 W 100 W 600 W (W) (W) (A) (mm²) (A) 1 Ar Condicionado Dormitório 1 1500 1500 6.82 1.5 14.5 2 Ar Condicionado Dormitório 2 1500 1500 6.82 1.5 14.5 3 Chuveiro 5500 5500 25.00 4 26 4 Iluminação 8 6 1160 5.27 1.5 14.5 5 Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda 14 1 2000 9.09 2.5 19.5 6 Tomadas Cozinha 2 3 2300 9.09 2.5 19.5 7 Tomadas Lavanderia 3 8.18 2.5 19.5 Total 800 360 - 1600 4200 8500 13960 70.27 Fonte: Autor. Para alocar as lâmpadas na planta baixa considerou-se que estas ficassem centralizadas nos cômodos e as tomadas foram colocadas em pontos estratégicos, assim como a altura adotada para as mesmas. Os interruptores foram colocados no início de cada cômodo visando facilitar o alcance. Para fazer a ligação da tubulação, primeiramente ligou-se todos os pontos de iluminação partindo do CD de forma estratégica. Após ligou-se aos pontos de iluminação aos interruptores e por seguinte às tomadas, atentando-se sempre para não realizar mais de cinco distribuições a partir de um ponto de iluminação. Imagem 1 – Alocação dos condutores dos circuitos terminais em planta baixa. Fonte: Autor. Imagem 2 – Alocação dos condutores e dos circuitos terminais em planta baixa. Fonte: Autor. Para realizar o dimensionamento dos condutores pela queda de tensão vamos considerar a situação A indicada pela norma (pior situação), onde as instalações são alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão onde considera-se uma queda de 5% para todas as situações. A seção dos condutores em mm² de cada circuito pode ser encontrada pela equação abaixo: Onde: = Seção do condutor em mm²; = Potência consumida em watts; = Resistividade do cobre = ; = queda de tensão percentual/100; = 127 ou 220 volts. Para calcular a distância (l) dos circuitos até o CD considerou-se um pé direito de 2,3 metros, a altura das tomadas altas sendo de 2 metros do piso, enquanto o CD permanece a 1,2 metros de altura, fazendo com que a altura da tomada alta seja de 0,8 metros (2 m – 1,2 m = 0,8 m), encontrando seguinte: L do Circuito 1 (ar condicionado Dormitório 1) = (0,6 m + 4,67 m + 0,8 m) (distância da tomada até o CD) + 0,8 m (altura da tomada) = 6,87 m L do Circuito 2 (ar condicionado Dormitório 2) = (0,6 m + 4,67 m) (distância da tomada até o CD) + 0,8 m (altura da tomada) = 6,07 m L do Circuito 3 (chuveiro) = (0,6 m + 1 m + 2,4 m) (distância da tomada até o CD) + 0,8 m (altura da tomada) = 4,8 m Ainda foi adotada uma queda de tensão de 3% nos circuitos. Aplicando os dados encontrados na equação tem-se o seguinte: Circuito 1 – Ar Condicionado Dormitório 1: Circuito 2 – Ar Condicionado Dormitório 2: Circuito 3 – Chuveiro: Pelo cálculo da queda de tensão o valor da seção dos condutores em mm² foi menor que o mínimo exigido pela norma, portanto o condutor escolhido é o de 2,5 mm², sendo este o mínimo exigido pela norma para tomadas. Abaixo tem-se a tabela da norma sobre a seção mínima de condutores e o quadro com a distribuição de cargas e condutores final. Tabela 5 – Seção mínima dos condutores. Fonte: NBR 5410. Tabela 6 – Quadro da Distribuição de Cargas. Distribuição de Cargas Circuito Caracterização Iluminação Tomadas TUE Carga total Corrente do Circuito Condutor Capacidades de condução de corrente do condutor 100 W 60 W 40 W 100 W 600 W (W) (W) (A) (mm²) (A) 1 Ar Condicionado Dormitório 1 1500 1500 6.82 2.5 19.5 2 Ar Condicionado Dormitório 2 1500 1500 6.82 2.5 19.5 3 Chuveiro 5500 5500 25.00 4 26 4 Iluminação 8 6 1160 5.27 1.5 14.5 5 Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda 14 1 2000 9.09 2.5 19.5 6 Tomadas Cozinha 2 3 2300 9.09 2.5 19.5 7 Tomadas Lavanderia 3 8.18 2.5 19.5 Total 800 360 - 1600 4200 8500 13960 70.27 Fonte: Autor. Após definir a seção final dos condutores identificou-se na planta os circuitos que possuem condutor 2,5 mm² e 4 mm². Imagem 3 – Alocação dos condutores e dos circuitos terminais em planta baixa. Fonte: Autor. Dando prosseguimento ao projeto elétrico deve-se realizar o dimensionamento dos eletrodutos, devido a existência de mais de um circuito no interior de cada eletroduto adota-se, conforme a norma, uma área máxima a ser utilizada -elos condutores de 40% (caso que deve ser adotada na existência de três ou mais condutores). Utiliza-se a equação a seguir para encontrar o diâmetro interno dos eletrodutos: Onde: = Soma das áreas externas dos condutores (valor tabelado pela norma) Adota-se f = 0,40 devido a existência de mais de três condutores. Para eletrodutos com menos de 7 condutores (exceto chuveiro e cozinha) adotou-se um eletroduto de 15 mm. Inicialmente deve-se calcular a soma das áreas externas dos condutores, sabendo-se que, para condutores de 2,5 mm² adota-se 10,2 mm², enquanto para condutores de 1,5 mm² adota-se 6,6 mm². Já para condutores de 4 mm² o correspondente pela norma é 13,2 mm². Trecho do CD até a lâmpada da Sala de Estar: - 9 condutores de 2,5 mm² - 9 * 10,2 = 91,8 mm² - 2 condutores de 1,5 mm² - 2 * 6,6 = 13,2 mm² - Soma = 91,8 + 13,2 = 105 mm² - Eletroduto adotado = 20 mm Trecho da lâmpada da Sala de Estar até a lâmpada Cozinha: - 6 condutores de 2,5 mm² - 6 * 10,2 = 61,2 mm² - 2 condutores de 1,5 mm² - 13,2 mm² - Soma = 61,2 + 13,2 = 74,4 mm² - Eletroduto adotado = 20 mm Trecho entre as lâmpadas da Cozinha: - 6 condutores de 2,5 mm² - 61,2 mm² - 2 condutores de 1,5 mm² - 13,2 mm² - Soma = 61,2 + 13,2 = 74,4 mm² - Eletroduto adotado = 20 mm Trecho do CD até o Dormitório 1 e 2: - 6 condutores de 2,5 mm² - Quando há apenas um diâmetro de condutor pode-se encontrar o eletroduto direto pela tabela, na qual está indica que eletrodutos de 15 mm suportam até 8 condutores de 2,5 mm², sendo, portanto, este o valor adotado. - Eletroduto adotado = 15 mm Trecho do CD até o Chuveiro: - 3 condutores de 4 mm² - Quando há apenas um diâmetro de condutor pode-se encontrar o eletroduto direto pela tabela, na qual está indica que eletrodutos de 15 mm suportam até 6 condutores de 4 mm², sendo, portanto, este o valor adotado. - Eletroduto adotado = 15 mm O próximo passo consiste em dimensionar os condutores do CD até o Quadro de Medições (QM). De acordo com a Tabela 6 (Quadro final da Distribuição de Cargas Completa) o projeto final possui uma potência total de 13.960W = 13,96 kW, caracterizando a rede como monofásica devido a ter uma potência menor que 15 kW. Para realizar encontrar a seção dos condutores do CD até o QM pelo critério da queda de tensão considerou-se a situação A indicada pela norma (pior situação), onde as instalações são alimentadas diretamente por um ramal de baixa tensão, a partir de uma rede de distribuição pública de baixa tensão onde considera-se uma queda de 5% para todas as situações. É adota uma queda de tensão de 2% já que para os circuitos havia sido adotado 3%. Foi considerada uma distância de 3,70 metros do CD até o QM. Aplicando os dadosna equação tem-se o seguinte: Como S = 1,84 mm², pelo método da queda tensão deve-se adotar um condutor de 2,5 mm². A seguir tem-se a imagem do local onde foi colocado o QM. Imagem 4 – Planta Baixa Completa. Fonte: Autor. Para dimensionar os condutores pelo método da máxima corrente, considerou-se, assim como anteriormente, a pior situação, sendo, portanto, a linha é do tipo A1. Pelo método de instalação A1 tem-se dois condutores carregados devido a rede ser monofásica. A partir disso irá se escolher os fios para cada circuito conforme a capacidade de corrente dos fios indicada pela norma. Abaixo tem-se o cálculo pela máxima corrente dividindo a potência pela voltagem da rede: Verifica-se pela tabela da norma que se deve adotar um condutor de 25 mm², pois este suporta uma corrente de até 80 A, sendo a nossa máxima corrente de 31,72 A, como mostra o cálculo. Ainda devem ser dimensionados e instalados disjuntores conforme a necessidade do projeto, para isto, inicialmente, deve-se adicionar um aumento de 20% na corrente final nas cargas de circuitos de tomadas, para que evitar que tenham que ser trocadas a fiação ou o disjuntor em caso de ampliações futuras. Circuito 5 – Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda Corrente do circuito = 9,09 + 20% = 9,09 + 1,818 = 10,908 A Circuito 6 – Tomadas Cozinha Corrente do circuito = 9,09 + 20% = 9,09 + 1,818 = 10,908 A Circuito 7 - Tomadas Lavanderia Corrente do circuito = 8,18 + 20% = 9,09 + 1,636 = 10,726 A Os condutores planejados anteriormente permanecem os mesmos, pois suportam a corrente mesmo com a ampliação de 20% a mais. Como o circuito é monofásico adota-se um disjuntor monopolar. Para escolha do disjuntor de cada circuito deve-se utilizar a seguinte regra: Onde: : Corrente do projeto; : Corrente do disjuntor; : Corrente do cabo. Circuito 1 - Ar Condicionado Dormitório 1 Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 10 * 220 = 2.200 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (10 A). Circuito 2 - Ar Condicionado Dormitório 2 Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 10 * 220 = 2.200 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (10 A). Circuito 3 - Chuveiro Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 25 * 220 = 5.500 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (25 A). Circuito 4 - Iluminação Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 6 * 220 = 1.320 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (6 A). Circuito 5 - Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 16 * 220 = 3.520 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (16 A). Circuito 6 – Tomadas Cozinha Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 16 * 220 = 3.520 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (16 A). Circuito 7 - Tomadas Lavanderia Agora deve-se multiplicar a corrente do disjuntor pela voltagem da rede: 16 * 220 = 3.520 VA, sendo este o limite máximo do disjuntor adotado (16 A). Para os circuitos de áreas molhadas adotou-se um IDR conforme indica a norma, tendo sido adotado no Circuito 3 (Chuveiro) e no Circuito 7 (Tomadas Lavanderia) um IDR de 25 A, sendo este o de menor corrente possível e atendendo a corrente dos circuitos mencionados, sendo estas 25 A e 10,73 A respectivamente. Por último completa-se o Quadro de Distribuição de cargas com o aumento de 20% na corrente de circuitos de tomada, com os disjuntores e IDR. Tabela 7 – Quadro final da Distribuição de Cargas Completa. Circuito Caracterização Iluminação Tomadas TUE Carga total Corrente do Circuito Aumento de 20% Cond. Capacidades de condução de corrente do condutor Disj. IDR 100 W 60 W 40 W 100 W 600 W (W) (W) (A) (A) (mm²) (A) (A) (A) 1 Ar Condicionado Dormitório 1 - - - - - 1500 1500 6.82 - 2.5 19.5 10 - 2 Ar Condicionado Dormitório 2 - - - - - 1500 1500 6.82 - 2.5 19.5 10 - 3 Chuveiro - - - - - 5500 5500 25.00 - 4 26 25 25 4 Iluminação 8 6 - - - - 1160 5.27 - 1.5 14.5 6 - 5 Tomadas Banho, Circulação, Dormitório 1, Dormitório 2, Sala de Estar e Varanda - - - 14 1 - 2000 9.09 10.91 2.5 19.5 16 - 6 Tomadas Cozinha - - - 2 3 - 2300 9.09 10.91 2.5 19.5 16 - 7 Tomadas Lavanderia - - - - 3 - - 8.18 10.73 2.5 19.5 16 25 Total 800 360 - 1600 4200 8500 13960 70.27 Fonte: Autor.
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