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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 1 1 – O PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 1.1 - Principais Normas envolvidas: NBR-5410/04 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão Baseada na IEC 60364; Fixa as condições que as instalações de BT devem atender, a fim de garantir seu funcionamento adequado, a segurança das pessoas e animais domésticos e a conservação de bens; Aplicam-se às instalações novas, reformas de instalações existentes além de substituições de equipamentos. NBR- 5413 - Iluminância de interiores Estabelece os valores de iluminâncias médias mínimas em serviço para iluminação artificial em interiores, onde se realizem atividades de comércio, indústria, ensino, esportes e outras. NBR-5419 – Proteção de Estruturas Contra Descargas Atmosféricas Atende à NBR-5410 (“as pessoas, os animais domésticos e os bens devem ser protegidos contra as consequências prejudiciais devidas a uma falta elétrica entre partes vivas de circuitos com tensões nominais diferentes e a outras causas que possam resultar em sobretensões”). 1.2 – Conceito de projeto → É um conjunto de componentes elétricos, associados e com características coordenadas entre si, constituído para uma determinada finalidade (utilização de energia elétrica). Classificação quanto à sua tensão nominal (Un), utilizada para designar a instalação como: de Baixa Tensão (BT) com Un < 1.000 V - CA, ou Un < 1.500 V - CC; de Alta Tensão (AT) com Un > 1.000 V - CA, ou Un > 1.500 V - CC; de Extra Baixa Tensão (EBT) com Un < 50 V - CA, ou Un < 120 V - CC. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 2 2 – LUMINOTÉCNICA Iluminação eficiente → busca-se o conforto luminoso, a melhor qualidade e o menor custo com relação à iluminação de um ambiente. Luminotécnica → É o estudo minucioso das técnicas das fontes de iluminação artificial através da energia elétrica. Define: • A função da iluminação (atividades laborativas ou não laborativas) • Os sistemas de iluminação: Como a luz deverá ser distribuída pelo ambiente? (geral, localizada ou de tarefa) Como a luminária irá distribuir a luz? (direto, indireto ou direto- indireto) Qual é a ambientação que queremos dar com a luz a este espaço? (destaque, efeito, decorativo, etc..) • O nível de iluminamento do ambiente; • Determinação do tipo e quantidade de lâmpadas; • Tipo de luminária. 2.1 - Conceitos 2.1.1 – Radiação → Uma fonte de radiação emite ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos. A radiação solar tem três espectros principais desta radiação: infra-vermelho - responsável pela sensação de calor; espectro visível (luz); ultra-violeta - responsável pelo efeito higiênico da radiação (mata bactérias e fungos), pelo bronzeamento da pele, etc.. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 3 2.1.2 – Luz → É, portanto, a radiação eletromagnética capaz de produzir uma sensação visual; É uma forma de energia radiante que impressiona nossos olhos e nos permite ver; Na faixa de 380 a 780 nanômetros (nm); 1 nm = 10-9 m = 10 Å (ångströns). Figura 1 - Espectro eletromagnético visível 2.1.3 – Sensibilidade visual → A curva de sensibilidade indica como varia a sensibilidade do olho humano aos diferentes comprimentos de onda. Depende do comprimento de onda e da luminosidade. Sendo assim: Quanto menor o comprimento de onda (violeta e azul), maior será a intensidade de sensação luminosa com pouca luz. Quanto maior comprimento de onda (laranja e vermelho), menor será a intensidade de sensação luminosa com pouca luz. Figura 2 – Sensibilidade visual INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 4 2.1.4 – Fluxo luminoso (Φ) → É a quantidade total de luz emitida por uma fonte, medida em lumens (lm), na tensão nominal de funcionamento. Exemplos: lâmpada incandescente standard 100 W = 1560 lm; lâmpada fluorescente TL5 HE 21 W = 2100 lm. 2.1.5 – Eficiência luminosa → É a razão entre a quantidade de luz produzida (fluxo luminoso) e a energia consumida (W), dada por lúmen/W. Exemplos: lâmpada incandescente 100 W Ef. Luminosa = 1560 = 15,6 lm / W 100 lâmpada fluorescente 21 W Ef. Luminosa = 2100 = 100 lm / W 21 Figura 3 - Eficiência luminosa das lâmpadas INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 5 Eficiência luminosa das lâmpadas Incandescentes de 10 a 15 lumens/W Halógenas de 15 a 25 lumens/W Mista de 20 a 35 lumens/W Mercúrio de 45 a 55 lumens/W Fluorescente comum de 55 a 75 lumens/W Fluorescente compacta de 50 a 85 lumens/W Multi-vapor metálico de 65 a 90 lumens/W Vapor de sódio alta pressão de 50 a 85 lumens/W 2.1.6 – Intensidade luminosa (I) → É a intensidade do fluxo Luminoso projetado numa determinada direção, expresso em candelas (cd). É mostrada na forma de um diagrama polar (CDL – Curva de Distribuição Luminosa), em termos de candelas por 1000 lumens do fluxo da lâmpada. 2.1.7 - Curva de Distribuição Luminosa (CDL) → É a representação da intensidade luminosa em todos os ângulos em que ela é direcionada num plano. 2.1.8 - Iluminância ou Iluminamento (E) → É a razão entre o fluxo luminoso incidente em uma superfície pela área dessa superfície, expressa em lux (lx). Figura 4 – Conceito de Iluminância Fórmula: E = Ф S Em que: E – Iluminância, em lux (lx) Ф – Fluxo Luminoso, em lúmen (lm) S – Área da superfície, em metro quadrado (m2) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 6 2.1.9 – Luminância (L) → É a intensidade luminosa produzida ou refletida por uma superfície existente, dada em cd / m2. Figura 5 – Conceito de Luminância Fórmula: L = _I_ S Em que: L – Luminância, em cd / m2 I – Intensidade Luminosa, em candelas (cd) S – Área da superfície, em metro quadrado (m2) 2.1.10 - Temperatura de Cor → É a grandeza que expressa a aparência de cor da luz, sendo sua unidade o Kelvin (K). Quanto mais alta a temperatura de cor, mais branca é a cor da luz. A “luz quente” é a que tem aparência amarelada e temperatura de cor baixa: 3.000 K ou menos. A “luz fria”, ao contrário, tem aparência azul-violeta, com temperatura de cor elevada: 6.000 K ou mais. A “luz branca natural” é aquela emitida pelo sol em céu aberto ao meio-dia, cuja temperatura de cor é de 5.800 K. Figura 6 – Temperatura de cor INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 7 2.1.11 - Índice de Reprodução de Cor (IRC) → É a medida de correspondência entre a cor real de um objeto ou superfície e sua aparência diante de uma fonte de luz. A luz artificial, como regra, deve permitir ao olho humano perceber as cores corretamente, ou o mais próximo possível da luz natural. Lâmpadas com IRC de 100 apresentam as cores com total fidelidade e precisão. Quanto mais baixo o índice, mais deficiente é a reprodução de cores. Os índices são indicados de acordo com o uso de cada ambiente. 2.2 - Durabilidade das lâmpadas • Vida/Durabilidade de uma lâmpada - O conceito de vida de uma lâmpada é dado em horas, considerando sempre um grande lote testado sob condições controladas e de acordo com as normas pertinentes. • Vida mediana - É o número de horas resultantes, em que 50% das lâmpadas ensaiadas ainda permanecem acesas. • Vida média - É a média aritmética do tempo de duração de cada lâmpada ensaiada. • Vida útil ou custo/benefício - É o número de horas quando se atinge 70% da quantidade de luz inicial devido à depreciação do fluxo luminoso de cada lâmpada, somado às queimas ocorridas no período, ou seja, 30% de redução na quantidade de luz inicial. 2.2.1 - Tiposde lâmpadas 2.2.1.1 - Incandescentes → Funcionam através da passagem da corrente elétrica por um filamento de tungstênio que, com o aquecimento, gera a luz. Estas lâmpadas são indicadas para iluminação em geral, predominantemente no uso residencial. Figura 7 – Lâmpada incandescente Temperatura de cor (K) 2.700 Índice de reprodução de cor (IRC) 100 Utilização Lustres, arandelas, abajures e etc. Vida útil (h) 750 a 1.000 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 8 2.2.1.2 - Halógenas → Possuem um filamento que emite luz com a passagem de corrente elétrica. Átomos de tungstênio evaporam durante o processo. Em lâmpadas incandescentes convencionais, os átomos de tungstênio depositam-se na superfície interna do bulbo, o que significa que o bulbo deverá ser suficientemente grande para evitar o seu rápido escurecimento. Já as lâmpadas de halogênio são preenchidas com gases inertes e halogênio que capturam os átomos de tungstênio e os transportam de volta para o filamento. Com isso o tamanho da lâmpada pode ser reduzido, a luz fica mais brilhante e a durabilidade é maior. Figura 8 – Lâmpadas halógenas Temperatura de cor (K) 3.000 Índice de reprodução de cor (IRC) 100 Utilização Lustres, arandelas, abajures e etc. Vida útil (h) 2.000 a 4.000 Suas principais vantagens em relação às lâmpadas incandescentes são: Luz mais branca, brilhante e uniforme durante toda vida; Alta eficiência energética, ou seja, mais luz com potência igual ou menor; Menores dimensões. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 9 2.2.1.3 - Fluorescente tubular e circular → contém em seu interior vapor de mercúrio e gases inertes. Com a passagem da corrente elétrica os elétrons chocam-se com os átomos de mercúrio. Com o choque é transferida energia para os elétrons de mercúrio que irão passar para uma órbita superior em torno do átomo. Quando estes elétrons regressam a sua órbita original, eles emitem energia na forma de radiação ultravioleta. A ultravioleta é convertida em luz visível pela camada fluorescente que reveste a superfície interna do bulbo. Figura 9 – Lâmpadas fluorescentes Alta eficiência energética, baixo consumo e longa durabilidade; Disponíveis em tonalidades de branco, desde 2.700 K até 8.000 K; Ate 3.000 K - aparência de cor semelhante a da halógena (indicada para iluminação de residências, vitrines, hotéis e halls); 4.000 K – aparência de cor mais branca, indicada para ambientes ativos onde se pretende estimular a produtividade ou o consumo, como em restaurantes do tipo fast-foods, lojas, shopping centers, escritórios, clubes, academias de ginástica, escolas, hospitais, etc.; 6.500 K – com aparência de cor ainda mais branca, tem sua aplicação para atividades especificas: para proporcionar o efeito de um ambiente mais “clean” ou para dar a sensação de um ambiente mais frio; 8.000 K – emitem uma grande quantidade de luz azul, muito parecida com a luz do dia natural. Ajuda a melhorar o desempenho mental e físico das pessoas, criando uma atmosfera agradável e produtiva. Indicada para ambientes onde se deseja estimular a produtividade, tais como: escritórios, linhas de produção, conferências, hospitais, etc.. Potências desde 11 W a 110 W; Fluxo luminoso entre 1.050 e 9.350 lumens; Índice de reprodução de cor (IRC) – entre 70 e 90; Podem ser utilizadas com reatores magnéticos do tipo convencional (com starter) ou partida rápida, ou reatores eletrônicos (de alta freqüência e alto FP); Vida útil de 6.000 a 9.000 horas. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 10 2.2.1.4 - Fluorescente compacta eletrônica → suas dimensões são bastante reduzidas. Com design moderno e compacto, oferece excelente qualidade de luz, alta eficiência energética, longa durabilidade (ate 20 vezes maior que a das lâmpadas incandescentes comuns), excelente distribuição de luz e com uma diversificação capaz de atender as mais diferentes necessidades de aplicação, sejam elas comerciais, industriais ou residenciais. Figura 10 – Lâmpadas fluorescentes compactas eletrônicas Consumo de energia ate 80% menor; Temperatura de cor variando de 2.700 K a 6.500 K; Aquecem menos o ambiente, representando forte redução na carga térmica das grandes instalações; Excelente reprodução de cores, com índice de 85%; Tonalidade de cor adequada para cada ambiente, com opções entre 2.700K (aparência de cor semelhante às incandescentes) a 4.000K (aparência de cor mais branca); Potências de 5 a 26 W, para as clássicas e circulares. Alem das de tecnologia de amalgama (indução magnética) que vai de 70 W a 150 W. Fluxo luminoso entre 250 a 1.500 lumens, para as clássicas e circulares. As de tecnologia de amalgama (indução magnética) vão de 6.500 a 12.000 lumens; IRC - entre 80 e 89, para as clássicas, circulares e 80 para as das de tecnologia de amalgama (indução magnética). Vida útil de 6.000 horas para as clássicas, 8.000 horas para as tubulares, e 60.000 horas para as de amalgama. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 11 2.2.1.5 - Descarga em alta pressão → uma descarga elétrica entre os eletrodos leva os componentes internos do tubo de descarga a produzirem luz. Funcionam através do uso de reatores, e, em alguns casos, só partem com auxílio de ignitores. Conforme o tipo, necessitam de 2 a 15 minutos entre a partida e a estabilização total do fluxo luminoso. Utilizadas em ambientes internos (fabricas, vitrines) e externos (estádios, iluminação publica) e situações especiais. Figura 11 – Lâmpadas de descarga em alta pressão Seus tipos são: 2.2.1.5.1 - Vapores Metálicos (VM) - são lâmpadas que combinam iodetos metálicos no tubo de descarga a quartzo ou cerâmico, com altíssima eficiência energética, excelente reprodução de cor e longa durabilidade. Sua luz é muito branca e brilhante. Devem ser utilizadas em luminárias fechadas; Figura 12 – Lâmpada de Vapor Metálico 2.2.1.5.2 - Vapor de Sódio de Alta Pressão (VSAP) - com eficiência energética de até 130 lm / W, de longa durabilidade, é a mais econômica fonte de luz. Com formatos tubulares e elipsoidais, emitem luz branca dourada e são utilizadas em locais onde a reprodução de cor não é um fato importante, como em estradas, portos, ferrovias e estacionamentos; Figura 13 – Lâmpada VSAP INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 12 2.2.1.5.3 - Vapor de Mercúrio em Alta Pressão - com aparência branca azulada, eficiência de até 55 lm / W e potências de 80 a 400 W, são normalmente utilizadas em vias públicas e áreas industriais; Figura 14 – Lâmpada VMAP 2.2.1.5.4 - Lâmpadas Mistas - compostas por um filamento e um tubo de descarga, funcionam na tensão de 220 V, sem uso de reator. Alternativa de maior eficiência para substituição de lâmpadas incandescentes de alta potência. Figura 15 – Lâmpada Mista (bulbo elipsoidal) Vap. Metálicos VSAP VMAP Mista Temp. de cor (K) 3.000 a 6.000 2.000 4.100 3.800 IRC 80 a 89 20 a 39 40 a 59 80 a 89 Vida útil (horas) 9.000 a 12.000 28.000 a 32.000 24.000 10.000 Fluxo lum. (lm) 1.700 a 200.000 20.000 a 38.000 3.600 a 20.000 3.000 a 12.500 Potência (W) 20 a 20.000 70 a 1.000 80 a 400 160 a 500 Ef. Lum. (lm/W) 91 a 107 80 a 102 50 a 55 19 a 28 2.3 - Cálculo de iluminação Ao se iniciar um projeto luminotécnico devem-se realizar opções preliminares, ou seja, escolher o tipo de iluminação mais adequada (incandescente, fluorescente, etc.), o tipo de luminária (direta, semi-direta), sendo que estas opções envolvem aspectos de decoração, tipo do local (sala, escritório, loja, etc.) e as atividades que serão desenvolvidas (trabalho brutode maquinaria, montagem, leitura, etc.). INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 13 Métodos de cálculo de Iluminação → basicamente existem dois métodos para cálculo luminotécnico: Método dos Lumens ou Método do Fluxo Luminoso → é o método mais utilizado para sistemas de iluminação em edificações. Consiste em determinar a quantidade de fluxo luminoso (lumens) necessário para determinado recinto baseado no tipo de atividade desenvolvida, cores das paredes e teto e do tipo de lâmpada-luminária escolhidos. Método Ponto por Ponto → também chamado de método das intensidades luminosas, é utilizado quando as dimensões da fonte luminosa são pequenas em relação ao plano a ser iluminado. Consiste em determinar a iluminância (lux) em qualquer ponto da superfície, individualmente, para cada projetor cujo facho atinja o ponto considerado. O iluminamento total será a soma dos iluminamentos proporcionados pelas unidades individuais. 2.3.1 - Método dos Lumens – sequência para cálculo de iluminação 1) Analisa-se a característica da tarefa na Tabela 1 abaixo e, escolhe-se o seu peso, ou seja, determina-se: - a idade do usuário (inferior a 40 anos, entre 40 e 55 anos e superior a 55 anos); - a velocidade e precisão com que a tarefa deve ser realizada (sem importância, importante e crítica) e - a refletância do fundo da tarefa (superior à 70 %, 30 à 70 % e inferior à 30 %) Características da tarefa e do observador Peso -1 0 +1 Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos Velocidade e precisão Sem importância Importante Crítica Refletância do fundo da tarefa Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30% Tabela 1 - Fatores determinantes da iluminância adequada 2) Somam-se os valores encontrados algebricamente, considerando o sinal. 3) Quando o valor final for -2 ou -3, usa-se a iluminância mais baixa do grupo; a iluminância superior do grupo é usada quando a soma for +2 ou +3; nos outros casos usa-se o valor médio. 4) Vai na tabela abaixo e define a iluminância para o ambiente que se quer iluminar: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 14 CLASSE ILUMINÂNCIA (lux) TIPO DE ATIVIDADE A Iluminação geral para áreas usadas interruptamente ou com tarefas visuais simples 20 – 30 - 50 Áreas Públicas com arredores escuros. 50 – 75 - 100 Orientação simples para permanência curta. 100 – 150 - 200 Recintos não utilizados para trabalho contínuo; depósitos. 200 – 300 - 500 Tarefas com requisitos visuais limitados, trabalho bruto de maquinaria, auditórios. B Iluminação geral para áreas de trabalho 500 – 750 - 1000 Requisitos visuais normais, trabalho médio em maquinaria, escritórios. 1000 – 1500 - 2000 Tarefas com requisitos especiais, gravação manual, inspeção, indústria de roupas. C Iluminação adicional para tarefas difíceis 2000 – 3000 - 5000 Tarefas visuais exatas e prolongadas, eletrônica de pequeno tamanho. 5000 – 7500 - 10000 Tarefas visuais muito exatas, montagem de microeletrônica. 10000 – 15000 - 20000 Tarefas visuais muito especiais, cirurgia. Tabela 2 – Iluminâncias (em lux) para cada grupo de tarefas visuais Exemplo: Deseja-se iluminar um escritório onde a idade média dos usuários é menor de 40 anos. Velocidade da tarefa sem importância, e fundo com refletância de 30 % à 70 %. Qual é o valor de iluminância a ser utilizado para o projeto de iluminação? 5) Definida a iluminância, escolhemos a luminária a ser adotada, a qual depende de vários fatores, tais como: objetivo da instalação (comercial, industrial, domiciliar, etc.), fatores econômicos, razões da decoração, facilidade de manutenção, etc.. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 15 Figura 16 – Luminária TBS027 (Philips) – 2 x 32 W Fator de área K 80 70 50 30 0 50 50 50 50 50 30 30 10 30 10 0 30 10 30 20 10 10 10 10 10 10 0 0,6 0,31 0,32 0,34 0,33 0,32 0,28 0,27 0,25 0,27 0,25 0,23 0,8 0,41 0,39 0,41 0,40 0,38 0,34 0,34 0,31 0,33 0,31 0,30 1,00 0,47 0,44 0,46 0,45 0,43 0,39 0,39 0,36 0,38 0,36 0,35 1,25 0,53 0,48 0,52 0,50 0,48 0,44 0,44 0,41 0,43 0,41 0,39 1,50 0,57 0,51 0,55 0,53 0,51 0,47 0,47 0,44 0,46 0,44 0,43 2,0 0,62 0,56 0,61 0,58 0,55 0,52 0,52 0,50 0,51 0,49 0,48 2,5 0,66 0,58 0,64 0,61 0,58 0,55 0,55 0,53 0,54 0,52 0,51 3,0 0,69 0,60 0,67 0,63 0,59 0,57 0,56 0,55 0,56 0,54 0,53 4,0 0,72 0,62 0,70 0,65 0,61 0,60 0,59 0,57 0,58 0,57 0,55 5,0 0,74 0,63 0,71 0,67 0,62 0,61 0,60 0,59 0,59 0,58 0,56 Tabelas 3 - Fator de Utilização (luminária TBS027) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 16 Figura 17 – Luminária TCK041 (Philips) – 2 x 110 W Fator de área K 80 70 50 30 50 50 30 50 50 30 30 10 30 10 30 10 10 30 10 30 10 10 10 10 0,6 0,38 0,36 0,30 0,37 0,36 0,31 0,29 0,25 0,29 0,25 0,8 0,47 0,44 0,37 0,46 0,43 0,38 0,37 0,32 0,36 0,32 1,00 0,54 0,50 0,44 0,53 0,49 0,45 0,43 0,38 0,42 0,38 1,25 0,61 0,56 0,50 0,59 0,55 0,52 0,48 0,44 0,48 0,44 1,50 0,66 0,60 0,54 0,65 0,59 0,58 0,53 0,49 0,52 0,49 2,0 0,74 0,66 0,62 0,72 0,65 0,66 0,60 0,56 0,59 0,56 2,5 0,80 0,70 0,66 0,78 0,70 0,72 0,64 0,61 0,63 0,60 3,0 0,84 0,73 0,70 0,81 0,72 0,76 0,68 0,65 0,66 0,64 4,0 0,89 0,77 0,74 0,86 0,76 0,82 0,72 0,69 0,70 0,68 5,0 0,74 0,79 0,76 0,89 0,78 0,85 0,74 0,72 0,73 0,71 Tabelas 4 - Fator de Utilização (luminária TCK041) Escolhida a luminária, devemos calcular o índice do local (k): k = __c x l____ h x (c+l) onde: c = comprimento do local l = largura do local h = altura de montagem da luminária (distância da fonte de luz ao plano de trabalho). INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 17 De posse do índice do local, estamos em condições de achar o coeficiente de utilização (u). Este coeficiente relaciona o fluxo luminoso inicial emitido pela luminária (fluxo total) e o fluxo recebido no plano de trabalho (fluxo útil): por isso, depende das dimensões do local, da cor do teto, das paredes e do acabamento das luminárias. Para encontrar o coeficiente de utilização, precisamos entrar na tabela com a refletância dos tetos, paredes e pisos. A refletância é dada pela tabela a seguir: Branco Claro Médio Escuro Teto 80 % 70 % 50 % 30 % Parede - 50 % 30 % 10 % Piso - - 30 % 10 % Tabela 5 – Refletâncias dos tetos, paredes e pisos Exemplo de aplicação da tabela: A refletância 751 significa que: O teto tem superfície clara; A parede é clara; O piso é escuro. Observação: A tabela para determinação do coeficiente de utilização depende do fabricante, do tipo e das características inerentes a cada luminária. Feito isto, devemos ainda determinar o fator de depreciação (d), também chamado de fator de manutenção, que relaciona o fluxo emitido no fim do período de manutenção da luminária e o fluxo inicial da mesma. É evidente que, quanto melhor for a manutenção das luminárias (limpeza e substituições mais freqüentes), mais alto será esse fator, porém mais dispendioso. È determinado pela tabela a seguir: Tipo de ambiente Período de manutenção (h) 2.500 5.000 7.500 Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 Tabela 6 – Fatores de depreciação em função do período de manutenção INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 18 6) Estamos em condições de chegar ao número de luminárias necessárias para determinado nível de iluminamento. Para isso usaremos as seguintes fórmulas: Φ = S x E e n = Φ u x d φ onde: Φ = fluxo luminoso total em lumens; S = área do recinto, em metros quadrados; E = nível de iluminamento, em luxes (tabela1) ou iluminância (Tabela 2 (a)); u = fator de utilização ou coeficiente de utilização (Tabela 3); d = fator de depreciação ou de manutenção (Tabela 6); n = número de luminárias; φ = fluxo por luminárias, em lumens. Tipo Potência (W) Fluxo Luminoso (lm) IRC Incandescente 60 864 100 Incandescente 100 1.620 100 Fluorescente TLT 20 1.100 70 Fluorescente TLTRS 20 1.300 85 Fluorescente TLD 32 2.350 66 Fluorescente TLD/840 36 3.350 85 Fluorescente TLT 40 2.600 70 Fluorescente TLTRS 40 3.150 85 Fluorescente TLD/840 58 5.200 85 Fluorescente TLT 65 4.400 70 Fluorescente TLT 110 7.600 70 Fluorescente TLTRS 110 9.500 85 Vapor de mercúrio 80 3.700 48 Vapor de mercúrio 125 6.200 46 Vapor de mercúrio 250 12.700 40 Vapor de mercúrio 400 22.000 40 Vapor metálico 256 19.000 69 Vapor metálico 390 35.000 69 Vapor metálico 400 35.000 69 Vapor metálico 985 85.000 65 Mista 165 3.150 61 Mista 260 5.500 63 Vapor de sódio 70 6.600 25 Vapor de sódio 150 17.500 25 Vapor de sódio 250 33.200 25 Vapor de sódio 400 56.500 25 Vapor de sódio 600 90.000 25 Tabela 7 – Fluxo Luminoso INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 19 Exercício para cálculo de iluminação pelo Método dos Lumens Deseja-se iluminar um escritório, onde a idade média dos usuários é menor de 40 anos, velocidade e precisão da tarefa sem importância e fundo de refletância de 30% a 70%. O ambiente mede 20 m de comprimento por 10 m de largura e tem pé direito de 3,2 m. Sabe-se que o teto é claro e as paredes de superfície clara, com piso de superfície escura. A altura do plano de trabalho é de 0,80 m. Devem- se utilizar lâmpadas fluorescentes, luminárias Philips TCK 041 – 2 lâmpadas TLT 110 W por luminária. O período de manutenção estimado é de 5.000 h em ambiente normal. 1) Analisando as características da tarefa na Tabela 1 encontramos: - a idade do usuário inferior a 40 anos → ___; - a velocidade e precisão sem importância → ___; - a refletância do fundo da tarefa de 30 a 70 % → ___. Portanto, a soma algébrica dá __, então escolhemos a iluminância mais baixa da Tabela 2 que é _____ lux. 2) A luminária escolhida é TCK 041, calculamos o índice do local k e o coeficiente de utilização para entrarmos com esses valores na Tabela 4 para determinarmos o fator de utilização. k = __c x l____ h x (c+l) Encontramos k igual a 2,78. 3) Pela Tabela 5, encontramos: O teto tem superfície _____ → ___ A parede é _____ → ___ O piso é _____ → ____ 4) Utilizando o índice local e o coeficiente de utilização na Tabela 4, encontramos ___ (fator de utilização → u). 5) Pela Tabela 6, e, conforme enunciado do problema, encontramos um fator de depreciação (d) de ___. 6) Agora é chegado o momento de calcularmos o fluxo luminoso total: Φ = S x E u x d Encontramos um total de ________ lumens. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 20 7) O fluxo luminoso de uma lâmpada é de _____ lumens. Portanto, para cada luminária o fluxo será o dobro (_____ lumens). n = Φ φ Dividindo o fluxo total pelo fluxo de cada luminária, encontramos o total de luminárias, que é _____. 8) Distribuição das luminárias no ambiente: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 21 3 - CRITÉRIOS DE UM PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS O projetista deve observar no mínimo três critérios com relação à utilização: Acessibilidade → os pontos de utilização e de proteção e manobra devem estar acessíveis para permitir manobras e manutenções; Flexibilidade e reserva de carga → a instalação deve ser projetada de forma a permitir certa reserva para acréscimos de cargas futuras; Confiabilidade → as instalações devem ser projetadas atendendo as normas técnicas, visando garantir o perfeito funcionamento dos componentes do sistema, a integridade física dos seus usuários e a preservação das condições locais e ambientais. 3.1 - Etapas de elaboração de um projeto de instalações elétricas a) Informações preliminares → Onde o projetista procura obter das diversas fontes para a formação da concepção geral do projeto, como: Planta de situação - localização dos acessos ao edifício e da rede de energia elétrica da concessionária; Projeto arquitetônico - plantas, cortes, detalhes, fachadas, etc. Daí obtém-se todas as dimensões (inclusive pé-direito) dos ambientes; Figura 16 – Planta baixa de um apartamento tipo Projetos complementares - projeto estrutural, de instalações sanitárias, de águas pluviais, de combate a incêndio, e outros. Observar possíveis restrições e interferências; Informações obtidas com o proprietário e arquiteto - localização preferencial dos pontos de utilização; previsão de cargas ou aparelhos especiais como ar condicionado, aquecedor, etc.; previsão de futuros acréscimos de cargas; previsão para sistema de segurança e outros. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 22 b) Quantificação do sistema → com os dados obtidos nas informações preliminares e de posse das normas técnicas (no caso a NBR-5410), o projetista estará em condições de fazer um levantamento de previsão de cargas para o projeto, tanto em termos de quantidade dos pontos de utilização, bem quanto de sua potência nominal. 1 - Previsão de tomadas; 2 - Previsão de iluminação; 3 - Previsão de cargas especiais: elevadores, bombas de recalque d’água, bombas de drenagem, bombas de combate a incêndio, etc.. Dependência Dimensões Iluminação T.U.G. T.U.E. Área (m 2 ) Perím. (m) N o de Pontos Pot. Unit. (VA) Pot. Total (VA) N o de Pontos Pot. Unit. (VA) Pot. Total (VA) Aparelho Pot. (W) Figura 17 – Previsão de cargas da instalação elétrica c) Determinação do padrão de atendimento → concluída a etapa anterior e tendo em mãos a norma técnica da concessionária local, o projetista determinará a demanda de cada consumidor do edifício e a sua respectiva categoria de atendimento conforme os padrões da concessionária. Determinará então a provável demanda do edifício e o padrão de sua entrada de serviço: 1 – Determinação da demanda e da categoria de atendimento de cada consumidor: 2 – Determinação da provável demanda do edifício e classificação da entrada de serviço. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 23 d) Desenho de plantas → esta etapa compreende: 1 - Desenho dos pontos de utilização; Figura 18 – Locação dos pontos elétricos 2 – Localizações dos quadros de distribuição de luz (QLs) e quadros de força (QFs); Figura 19 – Circuitos de distribuição e terminais 3 – Divisão das cargas em circuitos terminais; 4 – Desenho das tubulações dos circuitos terminais; INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 24 Figura 20 – Desenho da tubulação num apartamento 5 – Traçado da fiação dos circuitos terminais; 6 – Localizações das caixas de passagem dos pavimentos e da prumada; 7 – Localização do quadro geral de baixa tensão (QGBT), centro de medidores (CM), da caixa seccionadora (CS), do ramal alimentador e do ponto de entrega; 8 – Desenho das tubulações dos circuitos alimentadores; 9 – Desenho do esquema vertical (prumada); Figura 21 – Prumada da instalação elétrica de um edifício de apartamentos 10 – Traçado da fiação dos circuitos alimentadores. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 25 e) Dimensionamentos → nesta etapa serão dimensionados todos os componentes do projeto, com base nos dados das etapas anteriores, nas normas técnicasaplicáveis e nas tabelas de fabricantes: 1 – Dimensionamento dos condutores Limite de temperatura (capacidade de corrente) Tipo de isolação Maneira de instalar Corrente nominal ou corrente de projeto (Ip) Número de condutores carregados do circuito → seção (tabela) Fator de correção de temperatura (FCT) → tabela Fator de correção de agrupamento (FCA) → tabela Fator de correção devido à resistividade térmica do solo (FCR) Corrente corrigida (I’p) Limite de queda de tensão Dados necessários: Maneira de instalar o circuito Material do eletroduto Tipo do circuito Corrente de projeto (Ip) Fator de potência do circuito Comprimento do circuito (km) Tipo de isolação do condutor Tensão do circuito Queda de tensão e (%) admissível Vunit = _e (%) x V_ Ip x l Capacidade dos dispositivos de proteção contra sobrecargas Capacidade de condução de corrente de curto circuito por tempo limitado INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 26 2 – Dimensionamento das tubulações Instalação de condutores em eletrodutos Taxa máxima de ocupação Dimensionamento Caixas de derivação 3 – Dimensionamento dos dispositivos de proteção Curva de atuação tempo x corrente de um dispositivo de proteção Dimensionamento Determinação da corrente de curto circuito presumida Disjuntores Aterramento e proteção contra choques elétricos (DR) Proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) 4 – Dimensionamento dos quadros f) Quadros de distribuição e diagramas → nesta etapa serão elaborados os quadros de distribuição de cargas (tabelas), que tem a função de representar a distribuição e o dimensionamento dos circuitos: 1 – Quadros de distribuição de carga; 2 – Diagramas unifilares (ou multifilares) dos QLs; 3 – Diagramas de força e comando dos motores - QFs; 4 – Diagrama unifilar geral. g) Elaboração dos detalhes construtivos → o objetivo é facilitar a interpretação do projeto, permitindo desta maneira, que ele seja fielmente executado. h) Memorial Descritivo → tem por objetivo fazer uma descrição sucinta do projeto, justificando quando necessário, as soluções adotadas. Compõem-se basicamente dos itens a seguir: 1 – Dados básicos de identificação do projeto; 2 – Dados quantitativos do projeto; 3 – Descrição geral do projeto; 4 – Documentação do projeto. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 27 i) Memorial de cálculo → apresenta o resumo dos principais cálculos e dimensionamentos: 1 – Cálculos das previsões de cargas; 2 – Determinação da provável demanda; 3 – Dimensionamento de condutores; 4 – Dimensionamento de eletrodutos; 5 – Dimensionamento dos dispositivos de proteção. j) Elaboração das especificações técnicas → detalham os tipos de materiais que serão empregados, chegando na especificação do fabricante, porém, o uso de similares com a mesma qualificação técnica. Em alguns projetos, relacionam-se os serviços a executar, bem como os procedimentos de sua execução, com a citação das referidas normas técnicas. k) Elaboração da lista de material → listagem de todos os materiais (equipamentos, componentes, consumíveis, etc.) que serão empregados na execução do projeto, com as suas respectivas especificações e quantidades. l) A.R.T. → Anotação de Responsabilidade Técnica pelo projeto na jurisdição do CREA local. m) Primeira análise da concessionária → Análise, pelo órgão técnico da concessionária local, da adequação do projeto às normas técnicas e padrões de fornecimento. Em geral, essa análise fica limitada ao cálculo de demanda, ao padrão de fornecimento, à entrada de serviço e à rede de alimentadores até a chegada nos quadros terminais (prumada). É importante observar que, em hipótese alguma, a análise e posterior aprovação por parte da concessionária exime o projetista de sua responsabilidade técnica. n) Revisão do projeto (caso necessário) → possíveis adequações ou modificações para atender a padronização e normas técnicas da concessionária. o) Aprovação da concessionária → termo técnico que atesta que o projeto das instalações está de acordo com os padrões e normas técnicas da concessionária, e com o qual o consumidor pode efetivar o pedido de ligação das instalações à rede de distribuição de energia. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 28 3.2 - Fluxograma de elaboração de um projeto A figura abaixo representa o fluxograma de elaboração de um projeto. Observa- se que o anteprojeto contém apenas as diretrizes gerais que serão seguidas no projeto. É o resultado do estudo preliminar feito pelo projetista com base nas solicitações gerais do cliente e das condições locais. A partir daí, caso haja concordância do cliente, inicia-se a fase de projeto propriamente dita. Figura 22 - Fluxograma da elaboração de um projeto INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 29 4 - PREVISÃO DE CARGAS DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA Objetivo → é a determinação de todos os pontos de utilização de energia elétrica (pontos de consumo ou cargas) que farão parte da instalação. Ao final da previsão de cargas, estarão definidas a potência, a quantidade e localização de todos os pontos de consumo de energia elétrica da instalação. Previsão de cargas → a Norma Brasileira NBR-5410 (item 4.2.1.2) estabelece as condições mínimas que devem ser adotadas para a quantificação, localização e determinação das potências dos pontos de iluminação e tomadas em habitações (casas, apartamentos, acomodações de hotéis e motéis, flats, apart-hotéis, casas de repouso, alojamentos e similares). 4.1 - Iluminação a) Condições para estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz: Prever pelo menos um ponto de luz fixo no teto para cada cômodo ou dependência, comandado por interruptor de parede; Em hotéis, motéis ou similares pode-se substituir o ponto de luz fixo no teto por tomada de corrente com potência mínima de 100 VA, comandada por interruptor de parede. Admite-se que o ponto fixo de luz no teto seja substituído por ponto na parede em espaços sob escadas, depósitos, despensas, lavabos e varandas, desde que de pequenas dimensões e onde a colocação do ponto no teto seja de difícil execução ou não conveniente. b) Condições para estabelecer a potência mínima de iluminação: Para recintos com área igual ou inferior a 6 m2, atribuir 100 VA. Para recintos com área superior a 6 m2, acrescidos de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros. Notas: 1 – A NBR-5410 não estabelece critérios para iluminação de áreas externas em residências. A definição cabe ao projetista e ao cliente. 2 – Os critérios mínimos citados podem ser utilizados em alternativa aos requisitos estabelecidos na Norma ABNT NBR-5413 (Iluminância de Interiores: Procedimento), somente para locais utilizados como habitação. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 30 4.2 – Tomadas a) Condições para estabelecer a quantidade mínima de tomadas de uso geral (TUG’s): Destinadas à ligação de aparelhos portáteis (de iluminação e eletrodomésticos), como televisores, equipamentos de som, enceradeiras, ventiladores, aspiradores de pó, ferro de passar roupa, geladeiras, liquidificadores, etc.. Em salas e dormitórios: um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração de perímetro, espaçados tão uniformemente quanto possível; Cozinhas, copas, copa-cozinhas, áreas de serviço, cozinha-área de serviço, lavanderias e locais análogos: uma tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, independente da área, sendo que acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo duas tomadas de corrente; Banheiros: no mínimo uma tomada perto do lavatório, com uma distância mínima de 60 cm do Box, independente da área; Subsolos, varandas, garagensou sótãos: no mínimo uma tomada, independente da área; Em cada um dos demais cômodos e dependências prever no mínimo: Um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for inferior ou igual a 2,25 m2 (esse ponto pode ser posicionado externamente, a até 0,80 m da porta de acesso). Um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for superior a 2,25 m2 e igual ou inferior a 6m2. Um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração de perímetro, se a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m2. b) Condições para estabelecer a potência mínima de tomadas de uso geral (TUG’s): Banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais semelhantes: atribuir 600 VA por tomada, para as três primeiras tomadas, e 100 VA para cada uma das excedentes, considerando cada um dos ambientes separadamente. Demais cômodos ou dependências: atribuir 100 VA por tomada. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 31 c) Condições para estabelecer a quantidade de Tomadas de Uso Específico (TUE’s): São aquelas destinadas à ligação de equipamentos fixos ou estacionários, exemplo: chuveiro elétrico, torneira elétrica, aparelho de ar condicionado, secadora e lavadora de roupa, forno de microondas, etc. A quantidade de TUE’s é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização. Os pontos devem ser locados no máximo a 1,5 m do ponto previsto para a localização do equipamento. d) Condições para estabelecer a potência de Tomadas de Uso Específico (TUE’s): Atribuir, para cada TUE, a potência nominal do equipamento a ser alimentado. Aparelho Potência (W) Aparelho Potência (W) Aquecedor de água até 100 l 1500 Congelador (freezer) 300 a 500 Aquec. de água até 100 – 150 l 2500 Exaustor doméstico 300 Aquec. de água até 200 - 400 l 4000 Ferro de passar roupa 500 a 1000 Aquec. de água de passagem 6000 Fogão residencial 4000 a 12000 Aspirador de pó 250 a 800 Forno de microondas 700 a 1500 Batedeira de bolo 70 a 300 Geladeira doméstica 150 a 400 Cafeteira 600 a 1200 Lavadora de pratos 1200 a 2000 Chuveiro 3000 a 6000 Lavadora de roupas 500 a 1000 Condic. de ar 2500 kcal/h 1400 Liquidificador 100 a 250 Condic. de ar 3000 kcal/h 1600 Microcomp/Impressora 500 a 800 Condic. de ar 4500 kcal/h 2600 Secadora de roupa 3500 a 6000 Condic. de ar 5250 kcal/h 2800 Televisor 70 a 300 Condic. de ar 7500 kcal/h 3600 Torneira elétrica 2500 a 3700 Tabela 8 - Potências típicas de aparelhos eletrodomésticos A previsão de cargas de uma determinada instalação pode ser resumida pelo preenchimento do Quadro de Previsão de Cargas (Figura 17, página 22). INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 32 Exercício: A figura abaixo representa a planta baixa de um apartamento. Aplicando os conceitos de previsão de cargas definidos na NBR-5410, preencha a planilha com os pontos de utilização: Dependência Dimensões Iluminação T.U.G. T.U.E. Área (m2) Perím. (m) N o de Pontos Pot. Unit. (VA) Pot. Total (VA) N o de Pontos Pot. Unit. (VA) Pot. Total (VA) Aparelho Pot. (W) TOTAL INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 33 4.3 - Previsão de cargas especiais Podemos citar como cargas especiais: motores para elevadores, bombas para recalque d’água, bombas para drenagem de águas pluviais e esgotos, bombas para combate a incêndio, sistemas de aquecimento central, etc.. Essas cargas são de uso comum e, portanto, chamadas cargas do condomínio. A potência dessas cargas é definida pelos fornecedores especializados dos diversos sistemas, cabendo ao projetista prever a potência solicitada por eles. Como exemplo, podemos citar as cargas especiais que seriam empregadas em um prédio típico de apartamentos, com subsolo, pavimento térreo e cinco pavimentos tipo, com dois apartamentos por andar: Elevadores: dois motores trifásicos de 7,5 cv; Bombas para recalque d’água: dois motores trifásicos de 3 cv (um reserva); Bombas para sistema de combate a incêndio: dois motores trifásicos de 5 cv (um reserva); Bombas de drenagem de águas pluviais: dois motores de 1 cv (um reserva); Portão de garagem: um motor de 0,5 cv. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 34 5 - DEMANDA DE ENERGIA DE UMA INSTALAÇÃO ELÉTRICA 5.1 - Introdução A potência elétrica consumida em qualquer instalação elétrica (residencial, comercial ou industrial) é variável a cada instante, pois todas as cargas não estão em funcionamento ao mesmo tempo. Com isso, não seria razoável do ponto de vista técnico e econômico dimensionar a capacidade dos condutores e dispositivos de proteção para a carga total da instalação. 5.2 - Definições fundamentais Carga ou potência instalada → é a soma das potências nominais de todos os aparelhos elétricos pertencentes a uma instalação. Demanda → é a potência elétrica consumida num instante por um aparelho ou pelo sistema. Demanda média de um consumidor ou sistema → é a potência média consumida num intervalo de tempo determinado. Demanda máxima de um consumidor ou sistema → é a maior de todas as demandas ocorridas num período de tempo determinado. Potência de alimentação, potência de demanda ou provável demanda → é a demanda máxima da instalação. È o valor que será utilizado para o dimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção, classificação do tipo de consumidor e definição do padrão de atendimento da concessionária de energia elétrica. Fator de demanda → é a relação entre a demanda máxima e a potência instalada. FD = Dmáx Pinst Curva Diária de Demanda → a demanda varia conforme a utilização instantânea de energia elétrica, o que vem a constituir uma curva diária demanda x tempo, conforme abaixo: Figura 23 – Curva diária de demanda INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 35 Os valores da curva são influenciados por diversos fatores dentre os quais: natureza da instalação (residencial, comercial, industrial), número de consumidores, região, estação do ano e hora do dia. 5.3 - Cálculo da demanda para residências individuais (casas e apartamentos) A demanda referente às cargas de iluminação e tomadas de uso geral, de cada uma das unidades consumidoras da edificação de uso residencial ou flat deve ser calculada com base na carga declarada e nos fatores de demanda indicados na Tabela 9, excluindo a unidade correspondente à administração que deve ser calculada em função da área. POTÊNCIA DE ILUMINAÇÃO E TOMADAS DE USO GERAL P1 (kW) FATOR DE DEMANDA (g) 0 < P1 ≤ 1 0,86 1 < P1 ≤ 2 0,75 2 < P1 ≤ 3 0,66 3 < P1 ≤ 4 0,59 4 < P1 ≤ 5 0,52 5 < P1 ≤ 6 0,45 6 < P1 ≤ 7 0,40 7 < P1 ≤ 8 0,35 8 < P1 ≤ 9 0,31 9 < P1 ≤ 10 0,27 10 < P1 0,24 Tabela 9 – Fator de demanda para potência de alimentação de residências individuais (casas e apartamentos) – Fonte CT-64 COBEI A provável demanda para esses tipos de consumidores pode ser calculado por: PD = (g x P1) + P2 Onde: PD → Provável Demanda, potência de alimentação ou potência de demanda; g → Fator de demanda (conforme Tabela 9); P1 → Soma das potências atribuídas à iluminação e TUGs; P2 → Soma das potências atribuídas às TUEs; INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 36 Exemplo: Um apartamento tendo as seguintes cargas instaladas, qual deverá ser sua Provável Demanda? Iluminação: 2800 VA; Tomadas de uso geral: 3700 VA; Tomadas de uso específico: 16200 W. Qual é a potência total instalada? 5.4 - Demanda total de um edifício de uso coletivo Considerações preliminares Cada concessionáriade energia apresenta procedimento específico para o cálculo das demandas das instalações elétricas prediais situadas em suas áreas de abrangência; É importante que a adoção de um método para cálculo esteja em consonância com a realidade da região e com os regulamentos e normas da concessionária local; O fundamental é que os componentes de entrada de serviço estejam adequadamente dimensionados para suportar a Provável Demanda Máxima. 5.4.1 - Cálculo da demanda pelo método da concessionária Introdução A determinação da demanda prevista é de responsabilidade do projetista. Para efeito de liberação de e ligação, a concessionária aceitará, no mínimo, o dimensionamento resultante da metodologia descrita a seguir: INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 37 5.4.1.1 - Iluminação e tomadas de uso geral 5.4.1.1.1 - Edificação de uso residencial, hotel e flat a) A demanda referente às cargas de iluminação e tomadas de uso geral para o dimensionamento da entrada consumidora em edificações residenciais, hotéis ou flats, deve ser calculada tomando-se como base somente as áreas construídas da edificação e considerando 5 W por m2. b) A demanda referente às cargas de iluminação e tomadas de uso geral, de cada uma das unidades de consumo da edificação, deve ser calculada com base na carga declarada e nos fatores de demanda indicados na Tabela 9, excluindo a unidade da administração que deve ser calculada em função da área, de acordo com o item a. Observações: Área construída do apartamento → é a medida da superfície da área privativa da unidade de consumo (quarto, sala, cozinha, banheiro, varanda, etc.); Área construída da administração → é a medida da superfície das áreas de uso coletivo (corredores, salão de festas, casa de máquinas, etc.). Conjuntos esportivos, piscinas, e jardins iluminados devem ser considerados na área construída da edificação. Área construída da edificação → é a soma das áreas construídas dos apartamentos e da administração. Notas: a) A potência das tomadas é obtida através da soma das potências atribuídas conforme segue: Para utilização em cozinhas, copas e áreas de serviço, considerar no mínimo três tomadas de 600 W e 100 W por tomada para as excedentes; Para utilização geral considerar 100 W por tomada. b) Para efeito da soma da carga instalada não serão considerados os aparelhos elétricos de pequeno porte (com potências inferiores a 600 W) excluídos: chuveiro, torneira, aquecedor de passagem, máquina de lavar louça, de secar roupa, fogão, ferro industrial, microondas, hidromassagem e aparelhos de ar condicionado, uma vez que a concessionária admite, para efeito de cálculo de demanda, que esses aparelhos e/ou equipamentos têm suas cargas consideradas na somatória das cargas de tomadas de uso geral. c) Para equipamentos elétricos com potências acima de 600 W não mencionados, o interessado deve fornecer as potências e quantidades, bem como os respectivos fatores de demanda utilizados. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 38 5.4.1.1.2 - Edificação com finalidades comerciais e industriais A demanda das cargas de iluminação e TUGs deve ser calculada baseada nas cargas declaradas e nos fatores de demanda indicados na Tabela 10 abaixo: DESCRIÇÃO FATOR DE DEMANDA Auditórios, salões para exposição e semelhantes 1,00 Bancos, lojas e semelhantes 1,00 Barbearias, salões de beleza e semelhantes 1,00 Clubes e semelhantes 1,00 Escolas e semelhantes 1,00 para os primeiros 12 kW 0,50 para o que exceder a 12 kW Escritórios 1,00 para os primeiros 20 kW 0,70 para o que exceder a 20 kW Garagens comerciais e semelhantes 1,00 Hospitais e semelhantes 0,40 para os primeiros 50 kW 0,20 para o que exceder a 50 kW Igrejas e semelhantes 1,00 Indústrias 1,00 Restaurantes e semelhantes 1,00 Tabela 10 – Fator de demanda para iluminação e tomadas em edificações de uso coletivo com finalidade comercial ou industrial INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 39 5.4.1.2 - Aparelhos → a demanda de aparelhos deve ser determinada em função da carga declarada, utilizando-se a Tabela 11, sendo que as potências individuais dos aparelhos devem ser iguais ou superiores às potências mínimas individuais indicadas na Tabela 12. NÚMERO DE APARELHOS FATOR DE DEMANDA (%) Chuveiro, torneira elét., aquec. ind. de passagem Máquina de lavar louças, aquec. central de passagem Aquecedor central de acumulação Fogão elétrico, Forno microondas Máquina de secar roupa, sauna, Xerox, Ferro elét. industrial Hidromassagem 01 100 100 100 100 100 100 02 68 72 71 60 100 56 03 56 62 64 48 100 47 04 48 57 60 40 100 39 05 43 54 57 37 80 35 06 39 52 54 35 70 25 07 36 50 53 33 62 25 08 33 49 51 32 60 25 09 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 15 101 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 11 – Fatores de demanda para aparelhos INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 40 FINALIDADE POTÊNCIAS MÍNIMAS (W) Torneira elétrica 3.000 Chuveiro elétrico 3.500 Máquina de lavar louça 1.500 Máquina de lavar roupa 1.500 Forno de microondas 1.300 Forno elétrico 1.500 Tabela 12 – Potências mínimas de aparelhos eletrodomésticos Notas: a) Somente para o cálculo da demanda de chuveiros, torneiras e aquecedores de passagem utilizados em lavatórios, pias e bidês, em qualquer dependência da unidade de consumo, devem-se somar as quantidades de aparelhos e aplicar o fator de demanda correspondente à somatória de suas potências. Para os demais equipamentos, a determinação do FD deve ser feita por tipo de equipamento. b) Para fornos elétricos industriais a demanda deve ser de 100 % para qualquer quantidade de aparelhos. c) Para equipamentos elétricos de potência acima de 600 W, não contemplados na Tabela 11, o interessado deverá fornecer as potências e quantidades dos aparelhos, bem como os respectivos FD utilizados. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 41 Tabela 13 – Motores trifásicos – conversão de CV ou HP, para kVA 5.4.1.3 - Motores elétricos → a demanda em kVA dos motores elétricos deve ser determinada conforme segue: a) Converter as potências de motores, de CV/HP para kVA, utilizando as Tabelas13 e 14. Notas: Os valores da tabela foram obtidos pela média de dados dos fabricantes; As correntes de partida citadas na tabela acima podem ser utilizadas quando não se dispuser das mesmas nas placas dos motores. POTÊNCIA NOMINAL (CV OU HP) POTÊNCIA ABSORVIDA NA REDE CORRENTE À PLENA CARGA (A) CORRENTE DE PARTIDA (A) COS Φ MÉDIO kW kVA 110 V 220 V 110 V 220 V 1/3 0,39 0,65 0,90 0,70 4,10 7,10 0,61 ½ 0,58 0,87 1,30 2,30 5,80 9,90 0,66 ¾ 0,83 1,26 1,90 3,30 9,40 16,30 0,66 1 1,05 1,52 2,30 4,00 11,90 20,70 0,69 1 ½ 1,54 2,17 3,30 5,70 19,10 33,10 0,75 2 1,95 2,70 4,10 7,10 25,00 44,30 0,72 3 2,95 4,04 6,10 10,60 38,00 65,90 0,73 4 3,72 5,03 7,60 13,20 43,00 74,40 0,74 5 4,51 6,02 9,10 15,80 57,10 98,90 0,75 7 ½ 6,57 8,65 12,70 22,70 90,70 157,10 0,76 10 8,89 11,54 17,50 30,30 116,10 201,10 0,77 12 ½ 10,85 14,09 21,30 37,00 156,00 270,50 0,7715 12,82 16,65 25,20 43,70 196,60 340,60 0,77 20 17,01 22,10 33,50 58,00 243,70 422,10 0,77 25 20,92 25,83 39,10 67,80 275,70 477,60 0,81 30 25,03 30,52 46,20 80,10 326,70 566,00 0,82 40 33,38 39,74 60,20 104,30 414,00 717,30 0,84 50 40,93 48,73 73,80 127,90 528,50 915,50 0,84 60 49,42 58,15 88,10 152,60 632,60 1.095,70 0,85 75 61,44 72,28 109,50 189,70 743,60 1.288,00 0,85 100 81,23 95,56 144,80 250,80 934,70 1.619,00 0,85 125 100,67 117,05 177,30 307,20 1.162,70 2.014,00 0,86 150 120,09 141,29 214,00 370,80 1.455,90 2.521,70 0,85 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 42 POTÊNCIA NOMINAL POTÊNCIA ABSORVIDA NA REDE CORRENTE A PLENA CARGA (A) CORRENTE DE PARTIDA (A) COS φ MÉDIO cv ou hp kW kVA 110 V 220 V 110 V 220 V 1/4 0,42 0,66 5,90 3,00 27,00 14,00 0,63 1/3 0,51 0,77 7,10 3,50 31,00 16,00 0,66 1/2 0,79 1,18 11,60 5,40 47,00 24,00 0,67 3/4 0,90 1,34 12,20 6,10 63,00 33,00 0,67 1 1,14 1,56 14,20 7,10 68,00 35,00 0,73 1 1/2 1,67 2,35 21,40 10,70 96,00 48,00 0,71 2 2,17 2,97 27,00 13,50 132,00 68,00 0,73 3 3,22 4,07 37,00 18,50 220,00 110,00 0,79 5 5,11 6,16 - 28,00 - 145,00 0,83 7 1/2 7,07 8,84 - 40,20 - 210,00 0,80 10 9,31 11,64 - 52,90 - 260,00 0,80 12 1/2 11,58 14,94 - 67,90 - 330,00 0,78 15 13,72 16,94 - 77,00 - 408,00 0,81 Tabela 14 – Motores monofásicos – conversão de cv ou HP, para kVA Nota: As correntes de partida citadas na tabela acima podem ser utilizadas quando não se dispuser das mesmas nas placas dos motores. b) Aplicar o FD de 100 % para o motor de maior potência e 50 % para os demais motores, em kVA. Notas: Nas tabelas foram considerados valores médios usuais para fator de potência e rendimento; Se os maiores motores forem iguais, para efeito da somatória de suas potências, deve-se considerar apenas um como o maior, e os outros, como segundos em potência; Existindo motores que obrigatoriamente partam ao mesmo tempo (mesmo sendo os maiores), devem-se somar suas potências e considerá-los um só motor (excluídos os motores de elevadores); Para motores especiais e/ou de grandes potências, o consumidor deve fornecer o FP e o rendimento dos mesmos. A potência aparente, em kVA, é calculada como segue: S = cv x 0,736 (kVA) cos ϕ INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 43 5.4.1.4 - Aparelhos de ar condicionado Tipo central → aplicar o FD de 100 %, quando tratar-se de um aparelho para toda a edificação, ou uma central por unidade consumidora de uso comercial ou industrial. Notas: Quando o sistema de refrigeração possuir Fan-coil, a demanda desses dispositivos deve ser de 75 %; Quando existir unidade central de ar condicionado por apartamento, utilizar Tabela 16. Tipo janela → a conversão da potência calórica (BTU/h) para potência elétrica (W), pode ser obtida através da Tabela 15, a seguir: CAP (BTU/h) 7.100 8.500 10.000 12.000 14.000 18.000 21.000 30.000 CAP (kcal/h) 1.775 2.125 2.500 3.000 3.500 4.500 5.250 7.500 Tensão(V) 110 220 110 220 110 220 110 220 220 220 220 220 Corrente (A) 10 5 14 7 15 7,5 17 8,5 9,5 13 14 18 Potência (VA) 1.100 1.100 1.550 1.550 1.650 1.650 1.900 1.900 2.100 2.860 3.080 4.000 Potência (W) 900 900 1.300 1.300 1.400 1.400 1.600 1.600 1.900 2.600 2.800 3.600 Tabela 15 – Aparelhos de ar-condicionado tipo janela A determinação do FD deve ser feita de acordo com a Tabela 19. Número de aparelhos FATOR DE DEMANDA Comercial Residencial 1 a 10 100 100 11 a 20 90 86 21 a 30 82 80 31 a 40 80 78 41 a 50 77 75 51 a 75 75 73 Acima de 75 75 70 Tabela 16 – Fatores de demanda para aparelhos de ar condicionado tipo janela INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 44 5.4.1.5 - Equipamentos especiais Consideram-se equipamentos especiais os aparelhos de raio-x, máquinas de solda, fornos elétricos a arco, fornos elétricos de indução, retificadores e equipamentos de eletrólise, máquinas injetoras e extrusoras de plástico, etc.. A demanda, em kVA, desses equipamentos deve ser determinada conforme segue: 100 % da potência, em kVA, do maior equipamento, e 60 % da potência, em kVA, dos demais equipamentos. Notas: Se os maiores equipamentos forem iguais, para efeito da somatória de suas potências, deve-se considerar apenas um como o maior, e, os outros, como segundos em potência; Quando houver aparelhos e/ou equipamentos não previstos neste Capítulo, o responsável técnico deverá apresentar memorial de cálculo da demanda com os fatores utilizados. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 45 5.4.1.6 – Coeficiente de simultaneidade Os coeficientes de simultaneidade somente devem ser aplicados na determinação da demanda de edifícios residenciais, hotéis e flats de acordo com a quantidade de unidades consumidoras da edificação, excluindo-se a administração. Estes coeficientes devem também ser aplicados às demandas já calculadas do ramal de entrada, do ramal alimentador da caixa de distribuição ou cabina de barramentos, do ramal de distribuição principal e do ramal de distribuição secundário, conforme Tabela 17. NÚMERO DE APARTAMENTOS FATORES NÚMERO DE APARTAMENTOS FATORES - - 58 a 63 0,68 02 a 03 0,98 64 a 69 0,67 04 a 06 0,97 70 a 78 0,66 07 a 09 0,96 79 a 87 0,65 10 a 12 0,95 88 a 96 0,64 13 a 15 0,91 97 a 102 0,63 16 a 18 0,89 103 a 105 0,62 19 a 21 0,87 106 a 108 0,61 22 a 24 0,84 109 a 111 0,60 25 a 27 0,81 112 a 114 0,59 28 a 30 0,79 115 a 117 0,58 31 a 33 0,77 118 a 120 0,57 34 a 36 0,76 121 a 126 0,56 37 a 39 0,75 127 a 129 0,55 40 a 42 0,74 130 a 132 0,54 43 a 45 0,73 133 a 138 0,53 46 a 48 0,72 139 a 141 0,52 49 a 51 0,71 142 a 147 0,51 52 a 54 0,70 148 a 150 0,50 55 a 57 0,69 150 acima 0,50 Tabela 17 – Coeficientes de simultaneidade INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 46 6 – DIVISÃO DA INSTALAÇÃO EM CIRCUITOS 6.1 – Locações dos pontos elétricos → Após a definição dos pontos de utilização de energia elétrica da instalação, a sua locação na planta deverá ser feita através da simbologia gráfica (NBR-5444). Para locar os pontos, deve-se observar: a) Elaborar o desenho com gabaritos ou softwares gráficos específicos; b) Evitar interferências observando o projeto arquitetônico; c) Comunicar-se com o cliente de maneira a: Distribuir uniformemente os pontos de iluminação geral. Distribuir uniformemente as tomadas de uso geral. Prever a localização de tomadas sobre eventuais bancadas existentes em cozinhas, áreas de serviço e banheiros. Locar as tomadas de uso específico a no máximo 1,50 m dos aparelhos de utilização. d) Com relação ao condomínio, definir: A localização dos motores para elevadores, bombas de recalque, bombas de combate a incêndio, bombas para piscinas e os respectivos quadros de comando. Prever minuterias/interruptores temporizados para o comando dos pontos de iluminação de escadas e circulações. Prever a utilização de porteiros eletrônicos, sinalizadores para acesso de veículos, alarmes, etc.. Figura 24 – Locação dos pontos elétricos INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 47 6.2 - Setores de uma instalação elétrica Definições: Circuito elétrico → conjunto de equipamentos e condutores elétricos, ligados a um mesmo dispositivo de proteção. Dispositivo de proteção → equipamento elétrico que atua automaticamente pela ação dos dispositivos sensíveis, quando o circuito elétrico ao qual está conectado se encontra submetido a determinadas condições anormais, com o objetivo de evitar ou limitar danos a um sistema ou equipamento elétrico. Quadro de distribuição → componente de uma instalaçãoelétrica destinado a abrigar um ou mais dispositivos de proteção e/ou de manobra e a conexão de condutores elétricos interligados a eles, com o fim de distribuir a energia elétrica aos diversos circuitos. Circuitos terminais → circuitos que alimentam diretamente os equipamentos de utilização (lâmpadas, aparelhos elétricos, motores) e ou tomadas de corrente de uso geral ou de uso específico. Quadros terminais → quadros elétricos que alimentam circuitos terminais. Devem se localizar: Próximo ao centro de carga; Em ambiente de serviço ou circulação; Em local de fácil acesso; Em local visível e seguro. Circuitos alimentadores → alimentam um ou mais quadros terminais e/ou quadros de distribuição (alimentadores). 6.3 – Divisão da instalação em circuitos terminais A instalação elétrica de uma residência (casa ou apartamento) deve ser dividida em circuitos terminais. A divisão em circuitos terminais facilita a operação e manutenção da instalação, além de reduzir a interferência entre os pontos de utilização. Como conseqüência, os circuitos terminais individualizados terão reduzidas a queda de tensão e a corrente nominal, o que possibilita o dimensionamento de condutores e dispositivos de proteção de menor seção e capacidade nominal. Cada circuito terminal será ligado a um dispositivo de proteção. No caso das instalações residenciais, podem ser utilizados disjuntores termomagnéticos ou disjuntores residuais diferenciais (DR). 6.4 - Recomendações Toda instalação deve ser dividida em circuitos, de forma que cada um possa ser seccionado, sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito; INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 48 Os circuitos devem ser individualizados pela função dos equipamentos de utilização que alimentam. Devem ser previstos circuitos terminais distintos para iluminação e tomadas de corrente; Devem ser previstos circuitos independentes para as TUGs da cozinha, copa e área de serviço; Equipamentos que absorvem correntes iguais ou superiores a 10 A devem possuir tomada de uso específico; Deve ser previsto um circuito exclusivo para cada TUE; A potência dos circuitos, com exceção de circuitos exclusivos para TUEs, deve estar limitada a 1.200 VA em 127 V, ou 2.200 VA em 220 V; Em instalações com duas ou três fases, as cargas devem ser distribuídas uniformemente entre as fases de modo a obter-se o maior equilíbrio possível. Figura 25 – Quadro de distribuição trifásico INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 49 6.5 – Tensão dos circuitos Quando a instalação for monofásica, todos os circuitos terminais terão ligação fase-neutro, na tensão de fornecimento padronizada da concessionária local; Quando a instalação tiver duas ou três fases, devemos ter os circuitos de iluminação e TUGs no menor valor de tensão, isto é, esses circuitos serão monofásicos (fase-neutro); Quando a instalação tiver duas ou três fases, e a maior das tensões (fase- fase) for até 230 V, podemos ter circuitos de TUEs ligados em duas fases (circuitos bifásicos) ou circuitos ligados entre uma fase e o neutro (circuitos monofásicos). Nestes casos, geralmente utilizam-se circuitos bifásicos (220 V, por exemplo) para os aparelhos de uso específico de maior potência, tais como chuveiros elétricos, torneiras elétricas e aparelhos de ar-condicionado. A figura abaixo mostra a divisão de uma instalação elétrica residencial em diversos circuitos terminais: Figura 26 – Circuitos terminais de uma instalação residencial. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 50 Circuito no Circuito tipo/local Tensão (V) Carga ILUM (W) Carga TUG (W) Carga TUE (W) Carga total (W) Fase F1 (W) Fase F2 (W) Fase F3 (W) Corrente de projeto (A) Corrente corrigida (A) Condutores vivos (mm2) Condutor de proteção (mm2) Proteção tipo Proteção: no de polos Proteção: corrente nominal (A) 1 Iluminação 127 900 - - 900 900 - - 2 TUG 127 - 1400 - 1400 - 1400 3 TUG-coz 127 - 1200 - 1200 1200 - 4 TUG-coz 127 - 600 - 600 - 600 5 TUE-chuv 220 - - 5400 5400 2700 2700 6 TUE-tor 220 - - 3000 3000 1500 1500 7 TUE- micro 220 - - 1500 1500 750 750 Totais: 900 3200 9900 14000 7050 6950 Tabela 18 – Quadro de distribuição de cargas – apartamento tipo. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 51 Figura 27 – Desenho da instalação elétrica do apartamento tipo. Observaremos a seguir uma sequência de desenhos da instalação elétrica de um edifício residencial que possui os seguintes pavimentos: Subsolo; Térreo; Quatro pavimentos tipo (sendo que cada contém 4 apartamentos tipo). Figura 28 – Planta do pavimento tipo. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 52 Figura 29 – Planta baixa do pavimento térreo e entrada de serviço. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 53 Figura 30 – Instalação elétrica do pavimento térreo. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 54 Figura 31 – Instalação elétrica do subsolo. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 55 Figura 32 – Diagrama unifilar do quadro de distribuição de um apartamento. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 56 Figura 33 – Diagrama unifilar do quadro de distribuição do condomínio. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 57 7 – FORNECIMENTO DE ENERGIA: PADRÃO E DIMENSIONAMENTO 7.1 – Sistemas de distribuição As concessionárias de energia elétrica estabelecem, através de normas técnicas, os padrões, limites e tipos de fornecimento para unidades consumidoras individuais e coletivas, em função de suas potências instaladas e demandas máximas previstas. A partir desses dados define-se se o atendimento será em tensão primária ou em tensão secundária e, neste caso, o número de condutores que interliga a unidade consumidora ao sistema de distribuição da concessionária, conforme sejam consumidores monofásicos, bifásicos ou trifásicos. A figura a seguir apresenta exemplos de sistema de distribuição em tensão secundária mais usuais em nosso país: Sistemas e tensões nominais de fornecimento Relação v/V Delta com neutro 115/230 Estrela com neutro 127/220 ou 220/380 Estrela sem neutro 220 ou 380 Figura 34 – Sistemas de distribuição e tensões nominais de fornecimento. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 58 Definições Consumidor → pessoa física ou jurídica que solicita à concessionária o fornecimento de energia elétrica e assume a responsabilidade de todas as obrigações regulamentares e contratuais. Unidade consumidora → instalações de um único consumidor, caracterizada pela entrega de energia elétrica em um só ponto, com medição individualizada. Edifício de uso coletivo → prédio que tem mais de uma unidade consumidora, cujas áreas comuns, com consumo de energia, sejam de responsabilidade do condomínio. Entrada de serviço → conjunto de equipamentos, condutores e acessórios instalados desde o ponto de derivação da rede de distribuição da concessionária até a proteção e/ou medição, inclusive. Ramal de ligação → conjunto de condutores e acessórios dimensionados e instalados pela concessionária desde o ponto dederivação da rede pública até o ponto de entrega. Ponto de entrega → ponto de conexão do sistema da concessionária com a instalação do consumidor. Até esse ponto a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica, com participação nos investimentos necessários, bem como se responsabiliza pela execução de serviços de operação e manutenção. Poste particular → poste instalado na propriedade do consumidor, no limite com a via pública, destinado a receber o ramal de ligação. Com 7,5 m de comprimento e resistências mecânicas no topo de 90, 200 e 300 daN. Deve ter gravado em relevo a marca comercial do fabricante (homologado pela concessionária), tensão admissível em Dan e comprimento em metros. Ramal de entrada → conjunto de condutores e acessórios instalados entre o ponto de entrega e a proteção ou medição. Caixa seccionadora → instalada dentro da propriedade do consumidor, na qual se aloja o disjuntor de proteção geral da instalação consumidora. Alimentador geral → continuação do ramal de entrada, constituído por condutores, eletrodutos e acessórios instalados a partir da proteção geral (CS) até o QGBT e/ou centro de medição.. Alimentador secundário → ramificação do alimentador geral, instalados a partir do QGBT até os centros de medição. Quadro geral de distribuição (QGBT) → quadro destinado à instalação dos equipamentos de proteção dos ramais alimentadores dos centros de medição. Centro de medição → local onde estão instalados os medidores de energia e os disjuntores termomagnéticos limitadores de fornecimento de cada unidade consumidora. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 59 Os condutores do ramal de entrada são dimensionados pelo consumidor, salvo quando a ligação for através de câmara transformadora. Devem ser de cobre (PVC, XLPE ou EPR). A seção dos condutores é determinada em função da corrente de demanda obtida conforme Capítulo 5 e utilização da Tabela 19. Seção nominal (mm2) PVC -70º C XLPE -90º C ou EPR 90º C 2 condutores carregados 3 condutores carregados 2 condutores carregados 3 condutores carregados 6 41 36 54 48 10 57 50 74 66 16 76 68 100 89 25 101 89 133 117 35 125 111 164 144 50 151 134 198 175 70 192 171 254 222 95 232 207 306 269 120 269 239 354 312 150 307 275 412 367 185 353 314 470 418 240 415 369 553 492 Tabela 19 – Capac. de condução de corrente (A) para condutores de cobre Figura 35 – Exemplo de entrada de serviço em BT de um edifício residencial. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 60 8- DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES ELÉTRICOS Objetivos → definir a seção mínima dos condutores, de forma a garantir que os mesmos suportem satisfatoriamente e simultaneamente as condições abaixo: Limite de temperatura, determinado pela capacidade de condução de corrente; Limite de queda de tensão; Capacidade dos dispositivos de proteção contra sobrecargas; Capacidade de condução da corrente de curto-circuito por tempo limitado. Inicialmente, determinam-se as seções dos condutores conforme a capacidade de corrente e o limite de queda de tensão. Posteriormente, quando do dimensionamento dos dispositivos de proteção, verifica-se a capacidade dos condutores com relação às sobrecargas e curtos-circuitos. Determinadas as seções dos condutores pelos critérios da Capacidade de Corrente e do Limite de queda de tensão, adota-se como resultado a maior seção, e escolhe-se o condutor padronizado comercialmente, cuja seção nominal seja igual ou superior à seção calculada. a) Critério da capacidade de condução de corrente → tem por objetivo garantir condições satisfatórias de operação aos condutores e às suas isolações, submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação da corrente elétrica. 8.1 - Roteiro para o dimensionamento pela capacidade de corrente 1 – Tipo de isolação → deve-se inicialmente escolher o tipo de isolação dos condutores que determina a temperatura máxima que os condutores podem se submeter em regime contínuo, em sobrecarga e em curto-circuito, conforme Tabela 20 abaixo: TIPO DE ISOLAÇÃO TEMPERATURA MÁXIMA PARA SERVIÇO CONTÍNUO ( O C) TEMPERATURA LIMITE DE SOBRECARGA ( O C) TEMPERATURA LIMITE DE CURTO- CIRCUITO ( O C) Policloreto de vinila (PVC) até 300 mm 2 70 100 160 Policloreto de vinila (PVC) acima de 300 mm 2 70 100 140 Etileno propileno (EPR) 90 130 250 Polietileno reticulado (XLPE) 90 130 250 Tabela 20 – Temperatura característica dos condutores (NBR-5410) Em geral, utilizam-se condutores com isolação de PVC em instalações prediais convencionais. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 61 2 – Maneira de instalar → a maneira como os condutores são instalados (em eletrodutos embutidos, aparentes, em canaletas, etc.) influencia na capacidade de troca térmica entre os condutores e o ambiente, e, em conseqüência, na capacidade de condução de corrente elétrica. A Tabela 21 define as diversas maneiras de instalar (tipos de linhas elétricas) definidas pela NBR-5410, codificando-as por uma letra e um número, correspondente ao método de referência. Método de instalação número Esquema ilustrativo Descrição Método de referência 1 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante A1 2 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante A2 3 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vezes o diâmetro do eletroduto B1 4 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vezes o diâmetro do eletroduto B2 5 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção não-circular sobre parede B1 6 Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção não-circular sobre parede B2 7 Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B1 8 Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria B2 Tabela 21 – Tipos de linhas elétricas (NBR-5410) INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 62 3 – Corrente nominal ou corrente de projeto (Ip) → é a corrente do circuito, levando-se em consideração as suas características nominais. Será calculada conforme segue: Circuitos monofásicos (fase e neutro): IP = ______Pn_____ V x cos φ x η Ip → corrente de projeto do circuito (A); Pn → potência nominal do projeto (W); V → tensão entre fase e neutro (V); Cos φ → fator de potência; η → rendimento (relação entre potência de saída e potência de entrada). Circuitos trifásicos (3 fases e neutro): IP = _______Pn______ 3 x V x cos φ x η Circuitos trifásicos equilibrados (3 fases): IP = ________Pn_____ √3 x V x cos φ x η V = tensão entre fases (V). Circuitos bifásicos (2 fases): IP = ______Pn_____ V x cos φ x η 4 – Número de condutores carregados → considera-se condutor carregado aquele que efetivamente é percorrido pela corrente elétrica no funcionamento normal do circuito. O condutor de proteção (PE) não é considerado condutor carregado. 5 – Bitola do condutor para uma temperatura ambiente de 30o C (condutores não enterrados no solo) ou para uma temperatura do solo de 20o C (condutores enterrados no solo) → definidos os itens anteriores, entramos em uma das Tabelas 22 ou 23 e encontramos a bitola do condutor, que deve ser aquela que por excesso, atenda ao valor da corrente nas condições de instalação definidas para o circuito. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS ETEC Presidente Vargas Prof. Abelardo 63 Seções nominais mm 2 Métodos de referência indicados
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