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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ANDERSON JOSÉ ALVES DE OLIVEIRA WAGSON SOUZA DA SILVA PROJETO ELÉTRICO DE UM EDIFÍCIO DE CINCO PAVIMENTOS NO MUNICÍPIO DE CAETITÉ - BA Vitória da Conquista - BA 2015 ANDERSON JOSÉ ALVES DE OLIVEIRA WAGSON SOUZA DA SILVA PROJETO ELÉTRICO DE UM EDÍFICIO DE CINCO PAVIMENTOS NO MUNICÍPIO DE CAETITÉ - BA Relatório final, no formato de Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC), como parte das exigências do Programa do Curso de Engenharia Civil para obtenção do título de graduado. Orientador: Henrique Correia Santos Coorientadora: Silvana Ferreira Bicalho Vitória da Conquista - BA 2015 OLIVEIRA, AndersonJosé Alves; SILVA, Wagson Souza. Projéto elétrico de um edifício de cinco pavimentos no município de Caetité – BA / Anderson José Alves de Oliveira; Wagson Souza da Silva. - - Vitória da Conquista: FTC, 2015. 87f. II Color. Projeto de Graduação para obtenção do grau de Graduado , pela Faculdade de Tecnologia e Ciências, orientador Profª. Esp. Henrique Correia Santos. 1. Engenharia Civil – Projeto. 2. Instalações Elétricas. 3. Método dos Lúmens. 4. Orçamentação. I. Faculdade de Tecnologia e Ciências. II. SANTOS, Henrique Correia III. Projeto elétrico de um edifício de cinco pavimentos no município de Caetité – BA. FOLHA DE APROVAÇÃO ANDERSON JOSÉ ALVES DE OLIVEIRA WAGSON SOUZA DA SILVA PROJETO ELÉTRICO DE UM EDIFÍCIO DE CINCO PAVIMENTOS NO MUNICÍPIO DE CAETITÉ - BA Projeto do curso de Engenharia Civil da Faculdade de Tecnologia e Ciência campus Vitória da Conquista – BA, avaliado para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Aprovado: ___/___/___ BANCA EXAMINADORA ___________________________________________________________________ Prof. Esp. Henrique Correia Santos Docente da Faculdade de Tecnologia e Ciências Vitória da Conquista – BA Orientador ___________________________________________________________________ Prof. Nilton Meira Correia Neto Docente da Faculdade de Tecnologia e Ciências Vitória da Conquista – BA 2º Membro ___________________________________________________________________ Prof. Ms. Silvana Ferreira Bicalho Docente da Faculdade de Tecnologia e Ciências Vitória d Conquista – BA 2º Membro VITÓRIA DA CONQUISTA – BA JUNHO DE 2015 AGRADECIMENTOS Primeiramente, queremos agradecer a Deus, por todas as dádivas que foram oferecidas e aproveitadas ao longo de todo o percurso responsável por estarmos aqui hoje, sem ele nada conseguiríamos alcançar. As nossas famílias que nos prestaram todo o suporte e educação necessários para que atingíssemos esta etapa importantíssima de nossas vidas. Já ao nosso orientador Henrique Correia Santos, juntamente com nossa coorientadora Silvana Ferreira Bicalho, sem palavras meus amigos, seus conselhos e observações foram essenciais para que conseguíssemos realizar um bom trabalho. Por fim desejamos agradecer a todo corpo docente do curso de Engenharia Civil da FTC, que foram sem exceções, fundamentais em toda nossa graduação, tanto para o nosso crescimento profissional como para o nosso desenvolvimento como cidadãos responsáveis. RESUMO O projeto elétrico é constituído de um conjunto de informações que representa a instalação elétrica depois concluída. Este tem como objetivo expressar o máximo de detalhes com a finalidade de simplificar a instalação. A seguir serão apresentadas todas as etapas necessárias para a sua elaboração e serão caracterizados temas como instalações elétricas prediais, conceitos básicos e o método dos lúmens isto para um cálculo luminotécnico mais avançado. Os estudos técnicos apresentados serão importantes, pelo fato de uma instalação elétrica abranger inúmeros itens, peças e outros acessórios que deverão estar estritamente de acordo com as normas técnicas regentes. As normas utilizadas foram a NBR 5410/2004, NBR 5413/1992, NBR 5461/1991, NR-17 entre outras. Programas computacionais como, LUMINE V4 produzido pela ALTO QI e o CHIEF ARCHITECT PREMIER idealizado pela CHIEF ARCHITECT INC., foram utilizados para parte gráfica do projeto, auxiliando no lançamento e dimensionamento dos mesmos. Os estudos compreenderão todas as etapas necessárias para a realização de um projeto elétrico. Palavras Chaves: Chief Architect Premier, Instalações elétricas prediais, Lumine V4, Método dos lúmens. ABSTRACT The electrical project consists of a set of information that is wiring after completed. This aims to express as much detail in order to simplify installation. The following will be presented all the necessary steps for their preparation and will be featured topics such as gross electrical installations, basic concepts and the method of lumens it to a more advanced luminotécnico calculation. Technical studies presented will be important, because a wiring cover numerous items, parts and other accessories should be strictly in accordance with the technical standards regents. The standards used were NBR 5410/2004, 5413/1992 NBR, NBR 5461/1991, NR-17 among others. Computer programs as LUMINE V4 produced by ALTO QI and the CHIEF ARCHITECT PREMIER designed by CHIEF ARCHITECT INC., Were used for graphical part of the project, assisting in launching and scaling them. The studies comprise all the necessary steps to carry out an electrical design. Keywords: Chief Architect Premier, Electrical installation for building, Lumine V4, Method of lumens. LISTA DE FIGURAS Figura 1.1: Índice do local. ..................................................................................... 26 Figura 1.2: Índice do local. ..................................................................................... 27 Figura 2.1: Coeficientes de utilização. .................................................................. 29 Figura 2.2: Coeficientes de utilização. .................................................................. 30 Figura 2.3: Coeficientes de utilização. .................................................................. 31 Figura 2.4: Coeficientes de utilização. .................................................................. 32 Figura 3.1: Fator demanda para iluminação e pontos de tomadas de uso geral. 35 Figura 3.2: Fator demanda para eletrodomésticos em geral. .............................. 36 Figura 3.3: Fator demanda para aparelhos resistivos. ........................................ 36 Figura 4.1: Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária para edificações de uso coletivo. ................................................................................... 38 Figura 4.2: Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária de distribuição a edificações individuais. .................................................................. 39 Figura 5: Representação gráfica de um circuito de iluminação com um interruptor simples. ................................................................................................. 41 Figura 6: Representação gráfica de um circuito de iluminação com dois interruptores paralelos. ..........................................................................................42 Figura 7: Representação gráfica de um circuito de iluminação com um interruptor intermediário e dois interruptores paralelos. .................................... 43 Figura 8: Representação gráfica de um circuito de tomada monofásica. .......... 44 Figura 9: Circuito de distribuição tendo como dispositivo de segurança geral Disjuntor termomagnético. ..................................................................................... 46 Figura 10: Circuito de distribuição tendo como dispositivo de segurança geral Disjuntor diferencial residual. ................................................................................ 46 Figura 11: Diâmetros dos condutores. .................................................................. 48 Figura 12: Condutores mínimos de proteção. ...................................................... 51 Figura 13: Simbologia dos Condutores................................................................. 51 Figura 14: Vista de localização. ............................................................................. 55 Figura 15: Cálculo luminotécnico da garagem. .................................................... 59 Figura 16: Cálculo luminotécnico da Escada. ...................................................... 60 Figura 17: Cálculo luminotécnico do terraço. ....................................................... 60 Figura 18: Cálculo luminotécnico da sala. ............................................................ 61 Figura 19: Cálculo luminotécnico da cozinha. ...................................................... 61 Figura 20: Cálculo luminotécnico da área de serviço. ......................................... 62 Figura 21: Cálculo luminotécnico do quarto 1. ..................................................... 62 Figura 22: Cálculo luminotécnico do quarto 2. ..................................................... 63 Figura 23: Cálculo luminotécnico do hall.............................................................. 63 Figura 24: Cálculo luminotécnico do banheiro. .................................................... 64 Figura 25: Cálculo do circuito 1 (Iluminação) apto. tipo. ..................................... 64 Figura 26: Cálculo do circuito 2 (Tomadas A.Seca) apto. tipo. ........................... 65 Figura 27: Cálculo circuito 3 (Tomadas Cozinha) apto. tipo. .............................. 65 Figura 28: Cálculo circuito 4 (Tomadas A.Serviço) apto. tipo. ............................ 66 Figura 29: Cálculo circuito 5 (Microondas) apto. tipo. ......................................... 66 Figura 30: Cálculo circuito 6 (Chuveiro) apto. tipo. ............................................. 67 Figura 31: Cálculo circuito 1 (Iluminação) garagem. ........................................... 67 Figura 32: Cálculo circuito 2 (Tomadas 1) garagem. ........................................... 68 Figura 33: Cálculo circuito 3 (Tomadas 2) garagem. ........................................... 68 Figura 34: Cálculo circuito QD5 (Dis. Terraço). .................................................... 69 Figura 35: Cálculo circuito 1 (Iluminação) terraço. .............................................. 69 Figura 36: Cálculo circuito 2 (Tomadas 1) terraço. .............................................. 70 Figura 37: Cálculo circuito 3 (Tomadas 2) terraço. .............................................. 70 Figura 38: Cálculo circuito QD2 (Dis. Apto 1). ...................................................... 71 Figura 39: Cálculo circuito QD1 (Dis. Garagem e Terraço).................................. 71 Figura 40: Cálculo circuito QM1 (Distribuição Geral). ......................................... 72 Figura 41: Fatores correção de agrupamento. ..................................................... 73 Figura 42: Dimensionamento dos eletrodutos. .................................................... 76 Figura 43: Lista de materiais e orçamento. ........................................................... 79 Figura 44: Fachada do edifício. .............................................................................. 80 Figura 45: Cozinha dos apartamentos tipo. .......................................................... 80 Figura 46: Sala de estar dos apartamentos tipo. .................................................. 81 Figura 47: Quarto dos apartamentos tipo. ............................................................ 81 Figura 48: Garagem do edifício. ............................................................................. 82 Figura 49: Área de serviço dos apartamentos tipo. ............................................. 82 Figura 50: Terraço do edifício. ............................................................................... 83 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Tabela de fluxos de iluminância. ........................................................... 24 Tabela 2: Tabela das refletâncias. ......................................................................... 28 Tabela 3: Tabela do período de manutenção. ....................................................... 33 Tabela 4: Tabela para cálculo da bitola dos condutores. .................................... 49 Tabela 5: Tabela da corrente média dos condutores elétricos para as respectivas seções. ..................................................................................................................... 50 Tabela 6: Tabela para cálculo do diâmetro mínimo dos eletrodutos. ................. 52 Tabela 7: Área útil de cabos e eletrodutos utilizados no projeto em pauta. ...... 53 LISTAS DE SIGLAS E ABREVIATURAS ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas; Ac: área do compartimento; COELBA: Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia; Corrente corrigida (In): É a corrente utilizada para o dimensionamento dos condutores, sendo obtida pela situação mais crítica nos condutores do circuito; Corrente nominal (Ib): É a corrente que os condutores do circuito deverão suportar; Dapto: demanda do apartamento em questão; Df: demanda total da edificação; DPS: dispositivo de proteção contra surtos; Dr: demanda total dos apartamentos; DR: disjuntor diferencial residual; Ds: demanda total das áreas em comuns; DTM: disjuntores termomagnéticos; Fc: fator coincidência; FCA: O fator correção de agrupamento; FCT: O fator correção de temperatura; Fd: fator depreciação; Fi: fator iluminância; Fl: fluxo luminoso; FP: fator potência; Fr: fator de segurança; Fu: coeficiente de utilização; Iz ou Ic: Capacidade de condução de corrente do condutor adotado; Método de instalação B1: consiste em condutores isolados em eletrodutos de seção circular embutidos em alvenaria; NBR 5382/1985: Norma Brasileira de verificação de iluminância de interiores; NBR 5410/2004: Norma Brasileira de instalações elétricas de baixa tensão; NBR 5413/1992: Norma Brasileira de iluminância de interiores; NBR 5461/1991: Norma Brasileira de iluminação; QD: quadro de distribuição; QM: quadro de medição; Queda de tensão (dV) parcial admissível: É a maior queda de tensão tolerada pela norma da NBR 5410/2004; Queda de tensão (dV) parcial e total: a parcial é a queda calculada entre o ponto inicial do circuito e o seu ponto extremo mais critico. A queda de tensão total é a queda calculada desde o ponto de tomada de energia ou do alimentador predial e o seu ponto extremo mais crítico. SM04.14-01.001: Norma de Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária de Distribuiçãoa Edificações Individuais; SM04.14-01.003: Norma de Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária e Edificações de Uso Coletivo; TUE: tomada de uso específico; TUG: tomada de uso geral; SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 16 2. OBJETIVOS ....................................................................................................... 17 2.1. Objetivo geral ............................................................................................. 17 2.2. Objetivos específicos ................................................................................ 17 3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 18 4. REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 19 4.1. Instalações elétricas .................................................................................. 19 4.2. Levantamento e previsão de cargas dos pontos de utilização elétrica 21 4.3. Fator potência ............................................................................................ 21 4.4. Levantamento quantitativo e previsão de cargas dos pontos de iluminação ............................................................................................................ 22 4.5. Levantamento quantitativo e previsão de cargas dos pontos de tomadas gerais (tug´s) e específicas (tue´s) ..................................................................... 33 4.6. Levantamento da potência ativa total, e escolha do tipo de fornecimento da tensão .............................................................................................................. 35 4.7. Definição de circuitos terminais ............................................................... 40 4.8. Dispositivos de segurança ........................................................................ 45 4.9. Quadro de distribuição .............................................................................. 47 4.10. Quadro de medição .................................................................................... 47 4.11. Condutores elétrico ................................................................................... 47 4.12. Condutor de proteção ou fio terra ............................................................ 50 4.13. Simbologia dos condutores ...................................................................... 51 4.14. Eletrodutos ................................................................................................. 51 5. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................... 54 6. MEMORIAL DESCRITIVO ................................................................................. 54 6.1. Apresentação ............................................................................................. 54 6.2. Observações ............................................................................................... 55 6.3. Ramal de entrada ....................................................................................... 56 6.4. Especificações ........................................................................................... 56 6.4.1. Condutores ............................................................................................ 56 6.4.2. Eletrodutos e caixas .............................................................................. 57 6.4.3. Tomadas ................................................................................................ 57 6.4.4. Iluminação ............................................................................................. 58 6.4.5. Quadro de distribuição ........................................................................... 58 6.4.6. Quadro de medição ............................................................................... 58 6.4.7. Disjuntores ............................................................................................. 58 6.4.8. Aterramento ........................................................................................... 59 7. MEMORIAL DE CALCULO ................................................................................ 59 7.1. Cálculo luminotécnico ............................................................................... 59 7.2. Cálculo disjuntores e cabos ...................................................................... 64 7.3. Cálculo da demanda .................................................................................. 74 7.4. Eletrodutos ................................................................................................. 75 7.5. Lista de materiais e orçamento final ........................................................ 76 7.6. Imagens finais de projeto .......................................................................... 80 8. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 84 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 85 10. ANEXOS ............................................................................................................. 86 16 1. INTRODUÇÃO Os sistemas elétricos estão presentes em toda a parte; são encontrados nos lares, nas escolas, nos escritórios e nos veículos de transporte (NILSSON; RIEDEL, 2003). Existem sistemas elétricos presentes em todos os ramos da engenharia. Na construção civil, esses sistemas estão presentes na alimentação das edificações e outras estruturas, tanto na fase de construção, como na fase final de projeto. Eles são os responsáveis pela alimentação das tomadas, lâmpadas e outros pontos de utilização que houver. A geração industrial de energia elétrica, pode ser realizada por meio do uso da energia potencial da água (geração hidrelétrica), ou utilizando a energia potencial de combustíveis (geração termoelétrica) (CREDER, 2002). Ainda em concordância com CREDER (2002), no Brasil, cerca de 90% da energia gerada são através de hidrelétricas, porque o nosso país possui um rico potencial hidráulico estimado em 150 milhões de kilo-watts (KW). O projeto elétrico é constituído de um conjunto de informações que representam a instalação elétrica depois de concluída. Tem como objetivo expressar o máximo de detalhes com a finalidade de simplificar a instalação. Um projeto elétrico de baixa tensão deve-se adequar as prescrições da NBR 5410/2004 idealizada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que define os requisitos mínimos necessários da instalação e como esses deverão ser executados. Para a elaboração de um novo projeto elétrico deve-se atentar para os padrões de energia local, pois estes podem variar de região para região. Isto porque cada concessionária tem seus padrões técnicos de entrada de serviço e fornecimento de tensão. Portanto se faz necessário o conhecimento dos padrões técnicos da concessionária responsável pela área do projeto em questão. 17 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo geral O objetivo deste trabalho, é apresentar de forma clara e eficiente os passos necessários para o dimensionamento dos componentes elétricos, seguindo as orientações da NBR 5410/2004, para que um projeto elétrico predial esteja dentro dos padrões técnicos necessários para sua validação. 2.2. Objetivos específicos Apresentação dos conceitosbásicos de eletricidade; Caracterização do projeto e suas fases; Determinação dos tipos e as devidas localizações dos pontos de utilização de energia elétrica; Disposição, cálculo e definição dos condutores e eletrodutos; Dimensionamento, designação dos tipos e alocação dos dispositivos de segurança e quadros do projeto; Detalhamento do ramal de ligação e determinação da tensão de fornecimento. 18 3. JUSTIFICATIVA Uma instalação elétrica é complexa, pois esta engloba inúmeros componentes e acessórios que deverão ser escolhidos e instalados de acordo com a NBR 5410/2004, que rege os princípios fundamentais de uma instalação elétrica de baixa tensão. Por este motivo, se faz necessário a realização de um projeto elétrico para que este esteja bem dimensionado e possa ser executado de forma a assegurar os bens patrimoniais e seus usuários. Além disso um projeto também tem como função fornecer todas as informações e detalhes construtivos possíveis a fim de melhor orientar na fase de execução do projeto, resultando assim em uma instalação sem transtornos. A falta de um projeto elétrico, pode acarretar uma série de complicações como descargas elétricas, curtos circuitos, sobrecargas na instalação e danos aos equipamentos elétricos. Sua elaboração também permite ter o conhecimento da listagem de materiais e dos detalhes construtivos necessários para correta execução do mesmo. Possibilitando uma redução do tempo de execução de projeto e uma economia significativa no orçamento final. 19 4. REFERENCIAL TEÓRICO 4.1. Instalações elétricas Um projeto de instalações elétricas residenciais e prediais se resume em: Na alocação, caracterização e quantificação dos pontos de utilização de energia elétrica; Dimensionamento e traçado do percurso dos condutores e eletrodutos; Determinação e disposição dos quadros do projeto, dispositivos de segurança e demais acessórios; Detalhamento do ramal de ligação. O projeto elétrico é a representação escrita da instalação elétrica concluída. Deve ser composto por: Plantas elétricas; Esquemas de diagramas unifilares, multifilares e outros que se façam necessários para a perfeita instalação do projeto; Detalhes de montagem e instalação quando for adequado; Memorial descritivo; Memorial de cálculo da fiação dos condutos e suas respectivas proteções; ART (Anotação de Responsabilidade Técnica). Para uma correta elaboração de um projeto elétrico deve-se atender as seguintes normas técnicas: ABNT NBR 5410/2004 Instalações elétricas de baixa tensão; Normas da concessionária local; Normas específicas quanto ao projeto. Para compreensão do levantamento de cargas total da instalação, é preciso assimilar os conceitos dos três componentes básico da eletricidade, que em concordância com ELEKTRO (2003) podemos defini-los em: 20 Tensão (U): É a força que alimenta um sistema elétrico. Esta força é responsável por fazer com que os elétrons presentes nos cabos, percorram o circuito em um movimento ordenado. Sua unidade de medida é apresentada em Volts (V). Em um projeto elétrico essa tensão é disponibilizada e padronizada de acordo a concessionária local. No município de Vitoria da Conquista a atuante responsável pelo serviço é a COELBA. Para zonas urbanas residenciais e comerciais a tensão padrão é 380/220V; Corrente elétrica (I): O movimento ordenado provocado pela tensão é conhecido como corrente elétrica. Sua unidade é apresentada em Ampère (A). Em um projeto elétrico essa corrente é calculada para cada circuito. Ela é importante para o cálculo dos dispositivos de segurança (disjuntores termomagnéticos, disjuntores diferencial residual) e condutores; Potência elétrica (P): É a intensidade com que a energia é fornecida, essa potência é resultado da multiplicação da Tensão versus Corrente. Sua unidade é apresentada em Volt Ampère (VA). Em um projeto elétrico a potência se aplica aos pontos de utilização de energia. Cada ponto de utilização terá uma potência demandada de acordo ao projeto, sendo através desta demanda que os circuitos serão calculados. Pontos de utilização com grandes potências, resultarão em altas correntes elétricas solicitando condutores e disjuntores com maior capacidade de condução de corrente. Essa potência é denominada aparente quando está em sua parcela total, porém podemos dividi-la em duas partes, potência ativa e potência reativa, que serão caracterizadas juntamente com fator. Com os conceitos básicos da eletricidade assimilados, é possível avançar para a fase de quantificação e previsão de cargas dos pontos de utilização de energia elétrica. 21 4.2. Levantamento e previsão de cargas dos pontos de utilização elétrica De acordo com CREDER (2002), a compatibilização dos projetos arquitetônico, estrutural, hidráulico e elétrico tem que ser consultada no instante do lançamento dos pontos, para evitar que ocorram pontos em vigas, pilares ou em outras instalações existentes em projeto. A previsão de cargas deve ser processada individualmente para cada tipo de ponto de utilização e deverá ser baseada na norma técnica NBR 5410/2004. Segundo (ELEKTRO, 2003), para uma eficiente e organizada previsão de cargas, deve-se individualizar os tipos de pontos de utilização de energia elétrica ou seja, a previsão dos pontos de iluminação, pontos de tomadas de uso geral (TUG´s) e específico (TUE´s) deverão ser realizados separadamente. 4.3. Fator potência O fator potência é de suma importância na elaboração de um projeto elétrico. Para a sua compreensão, torna-se necessário o conhecimento da definição de potência ativa e potência reativa. Segundo (ELEKTRO, 2003), a potência ativa é a parcela da potência aparente que é transformada em outros três tipos de potência: Potência Luminosa: Potência encontrada em aparelhos que geram lúmens de iluminância a partir da energia elétrica. O exemplo mais conhecido são as lâmpadas; Potência mecânica: Potência encontrada em eletrodomésticos comuns que geram força mecânica. Como exemplo temos o liquidificador; Potência Térmica: Potência encontrada nos aparelhos chamados resistivos. O chuveiro é o exemplo mais comum. Potência reativa é a parcela resultante da transformação da energia elétrica em campo magnético (SCHNEÍDER, 2009), necessário para o acionamento e funcionamento de motores elétricos, transformadores e reatores. 22 “Em projetos de instalações elétricas residencial os cálculos efetuados são baseados na potência aparente e potência ativa” (ELEKTRO, 2003). Uma das duas parcelas derivadas da potência aparente, refere-se à potência ativa sendo uma porcentagem da potência aparente, que foi convertida em potência luminosa, mecânica ou térmica. Já o fator potência é essa porcentagem de potência aparente que se converteu em potência ativa. Em um projeto elétrico residencial, utiliza-se três fatores de potência e são eles: Fator potência igual a 1, para os pontos de utilização elétrico designados para a iluminação; Fator potência igual a 0,8, para os pontos de utilização elétrica designados para tomadas; Fator potência de aparelhos específicos tabelados em normas. A análise do fator de potência da iluminação é suficiente para concluir que toda potência aparente fornecida é transformada em potência ativa, sendo comum ocorrer em aparelhos resistivos, como lâmpadas incandescentes,chuveiros elétricos, forno elétrico entre outros que contenham somente resistência elétrica. 4.4. Levantamento quantitativo e previsão de cargas dos pontos de iluminação As condições mínimas para estabelecimento da quantidade de pontos de iluminação, de acordo NBR 5410:2004, são: Previsão mínima de um ponto de iluminação no teto, comandado por um interruptor de parede; Arandelas no banheiro devem estar distantes no mínimo, 60 cm do limite do boxe. As prescrições para definição da potência mínima dos pontos elétricos de iluminação conforme a NBR 5410/2004, são: 23 Para área igual ou inferior a 6 m² a potência mínima a ser atribuída deverá ser de 100VA; Para área superior a 6 m² a potência mínima a ser atribuída deverá ser 100VA, somando 60VA para cada 4 m² inteiros. Para a iluminação de áreas externas a NBR 5410/2004, não contempla sobre critérios mínimos, sendo concebido ao projetista ou cliente a definição dos parâmetros do projeto. É importante frisar que a NBR 5410/2004 determina as prescrições mínimas, o que não restringe o projeto ter uma potência maior devido as especificações do projetista. Existem cálculos luminotécnicos mais completos e avançados que podem ser adotados em projetos, uma vez que a NBR 5413/1992 - Iluminância de interiores e a NBR 5461/1991 - Iluminação, regem as diretrizes para o cálculo luminotécnico, definindo os padrões essenciais de iluminamento. O método dos lúmens é o mais comum dentre os projetistas, para a definição dos parâmetros de iluminância de interiores, atingindo um nível de iluminância final muito agradável. No método dos lúmens, é utilizado o fluxo de iluminância (lúmens) para o cálculo da iluminação. Este método é regido pela seguinte fórmula: FI = (Fi x Ac) / (Fu x Fd) (01) Sendo: Fl: fluxo luminoso (lúmens); Fi: fator iluminância (lux); Ac: área do compartimento (m²); Fu: coeficiente de utilização; Fd: fator depreciação. O fator iluminância é fornecido com a unidade lux pela tabela disposta no item 5.3 e seus subitens encontrado na NBR 5413/1992. A unidade lux é caracterizada como a quantidade de lúmens dispostos em uma superfície, ou seja a quantidade de lúmens por metro quadrado. Para residências o fluxo de iluminância costuma variar entre 100 a 200 lux, como podemos observar na tabela 1 responsável pelos fatores iluminância de uma residência: 24 Comodo ou compartimento Fator iluminância (Lux) Salas de estar Geral 100 – 150 - 200 Local (leitura, escrita, bordado e etc.) 300 – 500 - 750 Cozinhas Geral 100 – 150 - 200 Local (fogão, pia, mesa) 200 – 300 - 500 Quartos de dormir Geral 100 – 150 - 200 Local (espelho, penteadeira, cama) 200 – 300 - 500 Hall, escadas, despensas, garagens Geral 75 – 100 - 150 Local 200 – 300 - 500 Banheiros Geral 100 – 150 - 200 Local (espelhos) 200 – 300 - 500 Tabela 1: Tabela de fluxos de iluminância. Fonte: NBR 5413/1992 A NBR 5413/1992 deixa claro que o valor usual a ser adotado é de 150lux, pela razão que a maioria das atividades são ocasionais e não necessitam de critérios especiais de cálculo. A norma ainda enfoca que: O índice de iluminância mais baixo da tabela só deverá ser utilizado em situações especiais caso o local não tenha um acesso frequente, tenha altos níveis de contraste e refletâncias no ambiente ou quando velocidade e precisão de tarefa não são importantes; O índice mais alto da tabela é recomendado quando; for realizado atividade de precisão e velocidade, apresentar baixos índices de refletância e contraste, erros forem de difícil correção ou caso a capacidade de visão do usuário esteja abaixo do comum. A norma exemplifica ambientes de velocidade e precisão como sendo respectivamente zonas de produção em massa e de leitura. Área do compartimento é a área do cômodo ou área a ser iluminada no cálculo. Esta é importante pois quanto maior o ambiente maior será o fluxo luminoso necessário e maior será a quantidade de luminárias geradas. No método dos lúmens, a distribuição das luminárias é tão importante quanto o fluxo luminoso total, isto pela 25 razão de que um ponto de luz singelo com uma alta emissão de fluxo luminoso, não será eficiente para uma área muito ampla. Isto ocorre porquê a intensidade maior se localizará nos arredores do ponto de luz. Consequentemente resulta numa perda alta de fluxo luminoso no centro prejudicando a emissão luminosa nas extremidades do ambiente. A NR-17 impõem que as luminárias devem ser uniformemente distribuídas e difusas. O coeficiente de utilização é a razão entre o fluxo luminoso utilizado e o fluxo luminoso fornecido pela lâmpada. Por este motivo sempre será menor que um. Este coeficiente dependerá da absorção e distribuição de luz, das dimensões do local (índice local) e refletância (FERREIRA, 2010). É correto dizer que o coeficiente de utilização é o coeficiente responsável por todas as características de iluminação do ambiente em questão. Ele analisa desde o tipo de lâmpada usada até as refletâncias das superfícies do local e os interpreta. Tem como finalidade trazer uma quantidade extra de fluxo luminoso, aprimorando assim a iluminação nos pontos fracos do ambiente. Para encontrar o coeficiente de utilização deve-se seguir os seguintes passos: 1. Definição do índice do local de acordo as dimensões do compartimento a ser dimensionado a partir das figuras 1.1 e 1.2: 26 ILUMINAÇÃO INDIRETA E SEMI-INDIRETA Distância do piso ao teto (m) 2,75 a 2,90 3,00 a 3,50 3,70 a 4,10 4,30 a 5,00 5,20 a 6,00 6,40 a 7,30 7,60 a 9,00 9,50 a 11,00 11,30 a 15,00 ILUMINAÇÃO DIRETA E SEMIDIRETA Distância do piso ao foco (m) 2,10 a 2,30 2,40 a 2,60 2,70 a 2,90 3,00 a 3,50 3,60 a 4,00 4,20 a 5,00 5,20 a 6,00 6,20 a 7,40 7,69 a 9,00 9,50 a 11,00 11,20 a 15,00 Largura (m) Comprimento (m) INDICE DO LOCAL (K) 2,70 a 2,80 2,5 – 3,0 H I J J - - - - - - - 3,0 – 4,3 H I J J - - - - - - - 4,3 – 6,0 G H I J J - - - - - - 6,0 – 9,0 G G H I J J - - - - - 9,0 – 13,0 F G H I J J J - - - - + de 13,0 E F G H I J J - - - - 2,90 a 3,30 3,0 – 4,3 G H I J J - - - - - - 4,3 – 6,0 G H I J J J - - - - - 6,0 – 9,0 F G H I J J - - - - - 9,0 – 13,0 F G G H I J J - - - - 13 – 18,0 E F G H I J J - - - - + de 18,0 E F F G H I J - - - - 3,40 a 3,90 3,0 – 4,3 G H I I J J - - - - - 4,3 – 6,0 F G H I J J - - - - - 6,0 – 9,0 F G G H I J J - - - - 9,0 – 13,0 E F G H I J J - - - - 13 – 18,0 E F F G H I J - - - - + de 18,0 E E F G H I J - - - - 4,00 a 4,70 4,3 – 6,0 F G H H I J J - - - - 6,0 – 9,0 E F G H I J J - - - - 9,0 – 13,0 E F F G H I J J - - - 13 – 18,0 E E F F H I J J J - - + de 18,0 D E E F F G I J J - - 4,90 a 5,70 4,3 – 6,0 E F G H I J J - - - - 6,0 – 9,0 E F F G H I J - - - - 9,0 – 13,0 D E F G H H J J J - - 13 – 18,0 D E E F G I J J J J - 18,0 – 35,0 D E E F G G H J J J - + de 35,0 C D E E F G H I J J - 5,80 a 6,60 6,0 – 9,0 D E F G H I J J - - - 9,0 – 13,0 D E E F G H I J - - - 13 – 18,0 D D E E F G I J J J - 18,0 – 28,0 C D E E F G H J J J - 28,0 – 43,0 C D D E F F H I I J J + de 43,0 C D D E F F H H I J J 6,70 a 8,00 6,0 – 9,0 D E E F G H I J J - - 9,0 – 13,0 C D E F G G H I J - - 13 – 18,0C D D E F G H I J J - 18,0 – 28,0 C D D E F F G H I J J 28,0 – 43,0 C C D E E F G H I J J + de 43,0 C C D E E F G H I I J 8,30 a 10,00 9,0 – 13,0 C D D E F G H I J J - 13 – 18,0 C C D D F F H H I J - 18,0 – 28,0 B C C D E F G H I J J 28,0 – 43,0 B C C D E E F G H I J 43,0 – 55,0 B C C D E E F G H I J + de 55,0 B C C D D E F G H I J Figura 1.1: Índice do local. Fonte: (FERREIRA, 2010). 27 ILUMINAÇÃO INDIRETA E SEMI-INDIRETA Distância do piso ao teto (m) 2,75 a 2,90 3,00 a 3,50 3,70 a 4,10 4,30 a 5,00 5,20 a 6,00 6,40 a 7,30 7,60 a 9,00 9,50 a 11,00 11,30 a 15,00 ILUMINAÇÃO DIRETA E SEMIDIRETA Distância do piso ao foco (m) 2,10 a 2,30 2,40 a 2,60 2,70 a 2,90 3,00 a 3,50 3,60 a 4,00 4,20 a 5,00 5,20 a 6,00 6,20 a 7,40 7,69 a 9,00 9,50 a 11,00 11,20 a 15,00 Largura (m) Comprimento (m) INDICE DO LOCAL (K) 10,40 a 12,00 9,0 – 13,0 B B D E F F H I I J - 13,0 – 18,0 B C C D E F G H I J J 18,0 – 28,0 A B C C D E F H H J J 28,0 – 43,0 A B C C D E F G H I J 43,0 – 60,0 A B C C D E F F G H I + de 60,0 A B C C D E F F G H I 12,20 a 13,60 13,0 – 18,0 A B C C E F G H I I J 18,0 – 28,0 A B B C D E F G H I J 28,0 – 43,0 A B B C D D E F G H J 43,0 – 60,0 A A B C D D E F G H I + de 60,0 A A B C D D E F F G I 14,00 a 17,00 13,0 – 18,0 A A B C D E F G H I J 18,0 – 28,0 A A B C C D F F G H J 28,0 – 43,0 A A A C C D E F F G I 43,0 – 60,0 A A A C C D E E F G I + de 60,0 A A A C C D E E F G H 18,00 a 22,00 18,0 – 28,0 A A A B C D E F G H I 28,0 – 43,0 A A A B C C D E F G H 43,0 – 60,0 A A A B C C D E E F H + de 60,0 A A A B C C D E E F H 23,00 a 28,00 18,0 – 28,0 A A A A B C D E F G I 28,0 – 43,0 A A A A B C D E F F H 43,0 – 60,0 A A A A B B C D E F G + de 60,0 A A A A B B C D E F G 29,00 a 35,00 18,0 – 28,0 A A A A A A B B C C D 28,0 – 45,0 A A A A A A B B B C C + de 45,0 A A A A A A A A A B B Figura 1.2: Índice do local. Fonte: (FERREIRA, 2010). 28 2. Localização da porcentagem de refletância das cores ou materiais das paredes e do teto, na tabela 2: Cor Grau de reflexão Tipo de material Grau de reflexão Branco 70 até 80% Madeira 70 até 80% Preto 3 até 7% Concreto 3 até 7% Cinza 20 até 50% Tijolo 20 até 50% Amarelo 50 até 70% Rocha 50 até 70% Tabela 2: Tabela das refletâncias. Fonte: Manual de cálculo luminotécnico. 3. Definição do tipo de lâmpada e determinação do coeficiente de utilização. Para conseguir alcançar um coeficiente correto, primeira deverá ser determinada o tipo de lâmpada. As duas classes de lâmpadas mais comuns são: Lâmpadas incandescente: São lâmpadas que iluminam e produzem calor através do transporte de energia pelo filamento de tungstênio. A energia aquece esse filamento fazendo com que este atinja uma alta temperatura e como consequência desse processo o filamento emite um alto brilho contendo um determinado nível de iluminamento. Dentre seus tipos, as mais usuais são as incandescentes comuns, halogêneos normais, halogêneos com reflector incorporada e as reflectoras; Lâmpadas de descarga: São lâmpadas onde a descarga de energia elétrica é conduzida por um gás, podendo este ser em alta ou baixa pressão. Algumas de suas variedades são as fluorescentes compactas e fluorescente tubulares. Cada tipo de lâmpada originará em um coeficiente de utilização diferente podendo este variar com a posição da lâmpada em relação ao teto, ou seja, se a lâmpada será sobreposta ou embutida no teto. Os coeficientes de utilização encontram-se nas figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4: 29 Figura 2.1: Coeficientes de utilização. Fonte: (FERREIRA, 2010). 30 Figura 2.2: Coeficientes de utilização. Fonte: (FERREIRA, 2010). 31 Figura 2.3: Coeficientes de utilização. Fonte: (FERREIRA, 2010). 32 Figura 2.4: Coeficientes de utilização. Fonte: (FERREIRA, 2010). 33 Fator depreciação ocorre porque o fluxo luminoso emitido por uma lâmpada decresce com o tempo (FERREIRA, 2010). O grau de limpeza do ambiente determina o fator depreciação dispostos na tabela 3: Tipo do ambiente Periodo de manutenção em (h) 2500 5000 7500 Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 Tabela 3: Tabela do período de manutenção. Fonte: (FERREIRA, 2010). Softwares de cálculo de instalações elétricas como Lumine v4 desenvolvido pela AltoQi, o método dos lúmens é utilizado para o lançamento e dimensionamento da iluminação, por ser mais preciso e resultar em uma iluminação mais agradável para os ambientes. 4.5. Levantamento quantitativo e previsão de cargas dos pontos de tomadas gerais (tug´s) e específicas (tue´s) De acordo a NBR 5410/2004 as prescrições mínimas para o lançamento dos pontos de tomadas são: Previsão de no mínimo um ponto de tomada em cômodos com área inferior a 6 m²; No banheiro deve-se prever no mínimo um ponto de tomada média junto ao lavatório, estando este a 60 cm do limite do boxe; Cômodos ou dependências com área superior a 6 m², deve-se prever no mínimo um ponto de tomada para cada 5 m ou fração de perímetro; Cozinhas, copas, copas-cozinhas e área de serviço, independentemente da área deve-se prever no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m ou fração de perímetro, sendo os dois primeiros pontos tomadas médias; Subsolos, varandas, garagens deve conter no mínimo um ponto de tomada. 34 Existem dois tipos de pontos de utilização de tomadas, os pontos de utilização de tomadas de uso geral (TUG´s), e os pontos de utilização de tomada de uso específico (TUE´s). Tomadas de uso geral (TUG´s), de acordo (ELEKTRO, 2003), são os pontos que não receberão aparelhos específicos, nestes pontos serão alimentados aparelhos portáteis e outros eletrodomésticos simples. Como exemplo podemos citar celulares, computadores, furadeira e outros semelhantes. Para o levantamento de cargas dos pontos de utilização de tomadas de uso geral (TUG´s), a NBR 5410/2004 recomenda no mínimo: Para cozinhas, copa, copas-cozinhas, área de serviço, lavanderias, banheiros e áreas semelhantes, deve ser adotado 600VA para os três primeiros pontos de TUG´s, e 100VA para os excedentes; Demais cômodos ou dependência, deve ser adotado 100VA por ponto de TUG´s. Pontos de tomadas de uso especifico (TUE´s), são os pontos no qual se destinarão os equipamentos e aparelhos específicos com potência elevada e que se deduzem que estarão fixos naquele local. Aparelhos como micro-ondas, torneiras elétricas, geladeiras, chuveiros, lavadora e secadora de roupas e ar-condicionado são comumente dados como aparelhos fixos alimentados por ponto de TUE´s. Deve-se ressaltar que para aparelhos fixos com potência demasiadamente elevada tal qual o chuveiro, deve-se adotar um circuito isolado para o mesmo. De acordo a NBR 5410/2004, para o levantamento de cargas dos pontos de utilização de tomadas de uso específico (TUE´s), a previsão mínima é: Deve-se atribuir a potência nominal do aparelho específico a ser alimentado. 35 4.6. Levantamento da potência ativa total, e escolha do tipo de fornecimento da tensão Nesta etapa do dimensionamento é obtido o produto dofator de potência versus potência aparente para se obter a potência ativa dos pontos de utilização. Após encontrada a potência ativa dos pontos de iluminação, TUG´s e TUE´s, ocorre o somatório das potências, encontrando assim a potência ativa total do sistema. A potência ativa total da instalação corresponde a potência total instalada no sistema. No dia-a-dia essa potência só seria alcançada caso todos os pontos de utilização de energia, estivessem sendo utilizados em sua potência máxima para o qual foram dimensionados, se tornando assim uma situação extremamente difícil de acontecer. Por esta razão usa-se o fator demanda para encontrar qual a média de potência que será usada instantaneamente. As figuras 3.1, 3.2 e 3.3 são responsáveis por expressar o fator demanda dos circuitos: Figura 3.1: Fator demanda para iluminação e pontos de tomadas de uso geral. Fonte: (COELBA, 2014). 36 Figura 3.2: Fator demanda para eletrodomésticos em geral. Fonte: (COELBA, 2014). Figura 3.3: Fator demanda para aparelhos resistivos. Fonte: (COELBA, 2014). A escolha do tipo de fornecimento, tensão de alimentação e padrão de entrada é baseada no levantamento da potência ativa total do sistema. Se determinado um 37 valor incorreto da potência ativa, ou ocorrer algum erro ou equívoco na fase de lançamento e previsão de cargas, todo projeto elétrico estará tendendo ao erro. Cada concessionária tem uma tabela com os requisitos para o fornecimento de tensão e ramal de entrada, consequentemente as tabelas oscilarão de concessionária para concessionária. Existem três tipos de fornecimento de tensão secundária: Fornecimento de tensão por sistema monofásico, sendo o mais simples, que consiste na chegada de dois fios, uma fase de alimentação e um neutro. Residências unifamiliares comuns, geralmente são alimentadas por sistema de alimentação monofásico; Fornecimento de tensão por sistema bifásico, é o intermediário consistindo assim na chegada de três fios, duas fases de alimentação e um neutro. Esse tipo de fornecimento quando usado é aplicado no caso de residências de padrão mais elevado e até mesmo em edifícios pequenos com dois a três apartamentos, dependendo das normas locais e da potência ativa total do sistema. Esse tipo de fornecimento não é muito usual pelo fato de muitos dispositivos de segurança e outras peças serem padronizadas nas versões monofásicas e trifásica, já que as peças e itens trifásicos atenderiam também o sistema bifásico; Fornecimento de tensão por sistema trifásico, é o mais alto dos três consistindo na chegada de quatro fios, três fases de alimentação e um neutro. Este sistema é encontrado em obras de um porte mais elevado que as do sistema bifásico. Esse sistema atinge potências ativas na casa dos 75KVA ou 75000VA. Ramal de entrada refere-se ao local por onde a energia entrará no sistema de instalações elétricas de uma residência ou edifício. De acordo com (ELEKTRO, 2003), este será composto basicamente de um poste com isolador de roldana, bengala, caixa de medição e haste de terra, que deverão estar instalados de acordo com a norma técnica da concessionária local, para o tipo de fornecimento escolhido. A concessionária é responsável pela inspeção da instalação do ramal de entrada, instalação e ligação do medidor e de toda a entrada de serviço. As normas técnicas referentes a estas instalações deverão ser disponibilizadas pela concessionária local, 38 onde cada uma possui sua própria tabela com os requisitos para o fornecimento de tensão. Os padrões da concessionária COELBA defini que, o fornecimento de tensão secundária será realizado em 380/220V no sistema trifásico e 220/127V nos sistemas bifásicos e monofásicos. Para atender aos requisitos técnicos da COELBA, os ramais de entradas e os dispositivos de proteção de baixa tensão, deverão ser dimensionados de acordo com as figuras 4.1 e 4.2: Figura 4.1: Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária para edificações de uso coletivo. Fonte: (COELBA, 2014). 39 Figura 4.2: Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária de distribuição a edificações individuais. Fonte: (COELBA, 2014). 40 4.7. Definição de circuitos terminais Circuito terminal é definido como o conjunto de fios e acessórios necessários ligados a um mesmo dispositivo de segurança (ELEKTRO, 2003). Sendo o último caminho percorrido pela energia elétrica até os pontos de utilização de energia podendo ser lâmpadas, tomadas e os aparelhos elétricos. É de conhecimento que as tomadas de uso específico com uma demanda de potência elétrica elevada deverão fazer parte de um circuito isolado. Como exemplo pode-se citar o micro-ondas e o chuveiro que são aparelhos elétrico de alta potência sendo recomendado a utilização de um circuito isolado para esses aparelhos. Pelas recomendações da NBR 5410/2004 para o dimensionamento dos circuitos terminais deve-se prevê: Circuitos de iluminação separados de circuitos de tomadas de uso geral (TUG´s); Equipamentos que contenham corrente nominal superior a 10A deverão ter um circuito independente. Sabendo-se que corrente é a razão da potência sobre tensão de alimentação, em um munícipio como Vitória da Conquista com tensão de alimentação de 220V para residências, qualquer aparelho com mais de 2200W deverão pertencer a um circuito independente; A superlotação de condutores nos eletrodutos deverá ser evitada, delimitando a corrente nominal máxima para iluminação e TUG´s de 10A. Os circuitos de um projeto são exemplificados pelas figuras 5, 6, 7 e 8: 41 Figura 5: Representação gráfica de um circuito de iluminação com um interruptor simples. Fonte: (MOREIRA, 2015). 42 Figura 6: Representação gráfica de um circuito de iluminação com dois interruptores paralelos. Fonte: (MOREIRA, 2015). 43 Figura 7: Representação gráfica de um circuito de iluminação com um interruptor intermediário e dois interruptores paralelos. Fonte: (MOREIRA, 2015). 44 Figura 8: Representação gráfica de um circuito de tomada monofásica. Fonte: (ELEKTRO, 2003). 45 4.8. Dispositivos de segurança Os dispositivos de segurança protegem a instalação contra possíveis acidentes decorrente de falhas no circuito desligando-os assim que a falha for detectada. (SCHNEÍDER, 2009). Existem três tipos de dispositivos de proteção: Disjuntores termomagnéticos (DTM): São dispositivos de segurança usados para proteger o circuito os fios e a instalação elétrica em si ELEKTRO (2003). Responsáveis por bloqueia automaticamente o fornecimento de energia ao sistema elétrico caso haja uma sobrecarga no sistema podendo ser causada por algum curto circuito. Podem ser desativados manualmente caso haja necessidade de alteração e ou manutenção no sistema. Deve-se fazer a ligação dos DTM´s ao circuito conectando-o somente aos condutores fases do sistema. No mercado encontra-se os DTM´s monopolares para sistemas de fornecimento monofásico, bipolares para sistemas bifásico e o tripolar para sistemas trifásico; Disjuntores diferencial residual (DR): São dispositivos de segurança constituídos de um disjuntor termomagnético acoplado a um dispositivo chamado de diferencial residual (ELEKTRO, 2003). Este dispositivo tem como finalidade principal proteger pessoas e animais, ressaltando também que este cobretodas as funções descritas para os Disjuntores termomagnéticos protegendo assim os condutores e os circuitos do sistema elétrico. A diferença é que os DR´s são capazes de detectarem baixas correntes, porém perigosas ao ser vivo. A ligação do DR ao circuito deve ser feita com a conexão dos condutores fase e neutro do circuito. No mercado encontra-se DR´s bipolares para fornecimento monofásico e tetrapolares para o fornecimento bifásico ou trifásico; Dispositivos de proteção contra surtos (DPS): Segundo (SCHNEÍDER, 2009), o DPS protege o sistema contra sobretensão, que varia de acordo o tempo e pode ser originada por ações externas (raios) ou internas (curto- circuito). 46 Figura 9: Circuito de distribuição tendo como dispositivo de segurança geral Disjuntor termomagnético. Figura 10: Circuito de distribuição tendo como dispositivo de segurança geral Disjuntor diferencial residual. 47 4.9. Quadro de distribuição Responsável pelo controle dos circuitos, onde recebe a energia da fonte de alimentação e repassa aos circuitos, contendo os disjuntores com a chave de ativação e desativação da passagem de energia para cada circuito em particular. 4.10. Quadro de medição Responsável pela entrada da eletricidade do sistema, contendo também um disjuntor geral de todo sistema elétrico, podendo ser acionado manualmente para manutenção e outras manobras necessárias. Toda energia utilizada pelo sistema passa pelo quadro de medição e é quantificada, sendo a partir do quadro de medição que as concessionárias fazem a leitura da quantidade em KW (kilo-watt) consumida pela propriedade. Após a passagem da energia pelo quadro de medição ela é direcionada para os demais quadros de distribuição do sistema, através do circuito de distribuição. 4.11. Condutores elétrico Segundo (ELEKTRO, 2003), um condutor elétrico é o objeto ou meio usado para conduzir uma corrente elétrica. Geralmente esses condutores são de cobre, material este que é um dos melhores condutores de energia. Os tipos mais comuns de condutores elétricos existentes são: Fio elétrico: é um condutor elétrico sólido e maciço com a devida isolação usado especificamente para conduzir ou transportar eletricidade; Cabo elétrico: é o conjunto de fios elétricos combinados para transportar a eletricidade, contendo também a devida isolação. A figura 11 apresenta as bitolas comerciais dos condutores elétricos: 48 Figura 11: Diâmetros dos condutores. Fonte: (ELEKTRO 2003). Para o cálculo das seções nominais dos condutores elétricos, recomenda-se que: De acordo a NBR 5410/2004 para o circuito de iluminação deve ser utilizado uma seção mínima de 1,5mm²; De acordo a NBR 5410/2004 para o circuito de tomadas deve ser utilizado uma seção de 2,5mm²; Condutores de circuitos específicos serão dimensionados de acordo a corrente do projeto e a capacidade de condução do condutor; Diâmetro do ramal de entrada será definido pela concessionária de acordo o tipo de entrada de serviço escolhida e a demanda total do projeto. Para circuitos diferenciados, será necessário dispor do valor da corrente nominal do circuito e da quantidade de circuitos que serão conduzidos pelo eletroduto do circuito em questão. Com a corrente nominal e a quantidade de circuito em mãos, 49 utiliza-se a tabela para cálculo da bitola dos condutores. Para melhor compreensão serão elaborados exemplos: Circuito azul (iluminação da garagem), com a corrente nominal de 2,54A e o agrupamento máximo de dois circuitos no seu percurso. O primeiro disjuntor com ampèragem (A) superior a corrente nominal foi o disjuntor de 10A que para 2 circuitos agrupados a bitola definida por tabela foi de 1,5mm² para o circuito; Circuito vermelho (chuveiro do apto tipo), com a corrente nominal de 24,55A e o agrupamento máximo de quatro circuitos no seu percurso. O primeiro disjuntor com ampèragem (A) superior a corrente nominal foi o disjuntor de 25A que para 4 ou mais circuitos agrupados a bitola definida por tabela foi de 6,0mm² para o circuito azul. Para situações em que o disjuntor trabalhe muito próximo da corrente limite, é admissível o aumento para 32A que é o próximo disjuntor comercial. A tabela 4 expressa o modelo de determinação da corrente do disjuntor e seção do condutor a ser utilizado: Seção dos condutores (mm²) Corrente nominal do disjuntor (A) 1 circuito por eletroduto 2 circuitos por eletroduto 3 circuitos por eletroduto 4 circuitos por eletroduto 1,5 15 10 10 10 2,5 20 15 15 15 4 30 25 20 20 6 40 30 25 25 10 50 40 40 35 16 70 60 50 40 25 100 70 70 60 35 125 100 70 70 50 150 150 125 125 70 150 150 125 125 95 225 150 150 150 Tabela 4: Tabela para cálculo da bitola dos condutores. Fonte: (ELEKTRO, 2003). 50 O dimensionamento dos cabos e eletrodutos deve ser realizado levando em consideração somente a corrente do circuito, onde usualmente é adotado disjuntores e cabos com corrente superior a encontrada no projeto. Em programas de dimensionamento elétrico como o Lumine V4 da Alto Qi, o dimensionamento recomenda que a corrente do cabo seja superior a corrente do disjuntor. O software já conta com o cadastro das correntes dos cabos, sendo estes dados disponibilizados pelas marcas dos cabos e fios elétricos cadastrados. Pode ocorrer uma pequena variação da corrente do cabo conforme a marca e a isolação do mesmo. A tabela 5, dispõem dos dados de correntes de cabos elétricos em suas respectivas seções: Corrente nominal dos cabos utilizados no projeto Seção do cabo (mm²) e referencia Capacidade de condução (A) Cabos utilizados em circuitos terminais 1.5 ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 17.5 2.5 ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 24.0 6.0 ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 41.0 Cabos utilizados em circuitos de distribuição 4.0 ref. pirelli afumex 0.6/1 42.0 6.0 ref. pirelli afumex 0.6/1 50.0 10.0 ref. pirelli afumex 0.6/1 66.0 16.0 ref. pirelli afumex 0.6/1 100 Tabela 5: Tabela da corrente média dos condutores elétricos para as respectivas seções. 4.12. Condutor de proteção ou fio terra Dentro dos aparelhos movidos a eletricidade, existem elétrons soltos, que geralmente ficam nas superfícies externas dos aparelhos. O corpo humano é capaz de conduzir esses elétrons que vagam pelas superfícies externas dos aparelhos, resultando em pequenos e desconfortáveis choques (ELEKTRO, 2003). O fio terra é responsável por conduzir esses elétrons de forma que eles se descarreguem no solo. O dimensionamento do condutor de proteção segue a figura 12: 51 Figura 12: Condutores mínimos de proteção. Fonte: (NBR 5410, 2004). 4.13. Simbologia dos condutores Figura 13: Simbologia dos Condutores. Fonte: (ELEKTRO, 2003). 4.14. Eletrodutos Responsáveis pelo direcionamento, isolação e proteção dos condutores elétricos da sua origem até o seu destino. Os eletrodutos podem passar por laje, parede e piso. No mercado estão disponíveis eletrodutos flexíveis, metálicos e rígidos de PVC. Para eletrodutos rígidos, deverão ser usadas conexões e acessórios para fazer curvas e desvios no traçado dos eletrodutos (ELEKTRO, 2003). Para o cálculo do dimensionamento dos eletrodutos, deve-se utilizar o número de condutores e a maior seção nominal utilização no trecho. Para estudo de caso sera utilizado um eletrodudo que conduz 5 condutores sendo que a maior bitola transportadapelo eletroduto é de 2,5mm². A partir destes dados, a tabela 6 é utilizada 52 para a consulta do diâmetro mínimo aceitável do eletroduto, que no caso foi definido uma bitola de 20mm, deve-se ressaltar que não existe impedimento de adoção de um eletroduto maior, neste caso será adotado uma bitola de 25mm pelo fato de ser o mais usual: Seção nominal (mm²) Números de condutores no eletroduto 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tamanho nominal do eletroduto 1,5 16 16 16 16 16 16 20 20 20 2,5 16 16 16 20 20 20 20 25 25 4 16 16 20 20 20 25 25 25 25 6 16 20 20 25 25 25 25 32 32 10 20 20 25 25 32 32 32 40 40 16 20 25 25 32 32 40 40 40 40 25 25 32 32 40 40 40 50 50 50 Tabela 6: Tabela para cálculo do diâmetro mínimo dos eletrodutos. Fonte: (ELEKTRO, 2003). O dimensionamento dos eletrodutos deve ser realizado pelo o método da área útil, para este meio de dimensionamento, deve-se compreender que, o eletroduto deverá ter 60% da área interna total livre, podendo assim ser ocupado pelos cabos somente 40% do mesmo. Isto ocorre para evitar superlotação nos condutos e prevendo que, em possíveis reformas, novos circuitos serão distribuídos pelos condutos. Para este método de dimensionamento, deve-se dispor da área interna dos eletrodutos e da área externa dos cabos. Assim como a corrente, as áreas externas dos cabos variam conforme a marca. Softwares de dimensionamento elétrico como o Lumine da Alto Qi, dispõem de uma vasta biblioteca de cadastros de cabos com áreas internas, externas e isolamento devidamente inseridos, podendo este ser alterados, consultados e acrescentados caso haja necessidade. As áreas externas dos cabos e internas dos eletrodutos, necessárias para o dimensionamento do projeto estão descritas na tabela 7: 53 Área útil da seção Seção e referencia Área útil para cálculo Cabos utilizados em circuitos terminais 1.5 mm² ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 7.07mm² 2.5 mm² ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 10.17mm² 6.0 mm² ref. pirelli pirastic ecoplus 0.350/0.750 17.35mm² Cabos utilizados em circuitos de distribuição 4.0 mm² ref. pirelli afumex 0.6/1 29.22mm² 6.0 mm² ref. pirelli afumex 0.6/1 35.25mm² 10.0 mm² ref. pirelli afumex 0.6/1 41.85mm² 16.0 mm² ref. pirelli afumex 0.6/1 54.11mm² Eletrodutos utilizados no projeto 3/4” pol. flexivel 283.53mm² x 0.4 = 113.4 mm² 1” pol. flexivel 452.38mm² x 0.4 = 181 mm² 1. 1/2” pol. flexivel 1452.2mm² x 0.4 = 581 mm² 2” pol. flexivel 2026.8mm² x 0.4 = 811 mm² Tabela 7: Área útil de cabos e eletrodutos utilizados no projeto em pauta. 54 5. MATERIAL E MÉTODOS Para a elaboração dos estudos em pauta, fez-se necessária pesquisas em livros técnicos, artigos científicos, projeto de pesquisa e outros acervos bibliográficos. Uma vez que para o projeto e suas diretrizes, foram fundamentais consultas em Normas Técnicas da ABNT e padrões específicos da concessionária local a Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia (COELBA). Os programas computacionais como, LUMINE V4 produzido pela ALTO QI e o CHIEF ARCHITECT PREMIER idealizado pela CHIEF ARCHITECT INC., foram utilizados para parte gráfica do projeto, para auxilio no lançamento e dimensionamento juntamente com métodos algébricos para cálculos de projeto. A metodologia usada foi pelo método dos procedimentos, onde foram usados acervos bibliográficos e normas técnicas devidamente referenciadas para o levantamento dos dados e das informações apresentadas no estudo em questão. 6. MEMORIAL DESCRITIVO 6.1. Apresentação O presente memorial tem como objetivo descrever o projeto elétrico da edificação abaixo: Tipo da edificação: Residencial. Número de pavimentos: 05 pavimentos. O edifício será implantado no município de Caetité-BA, no bairro Ovídio Teixeira, no endereço Rua Mém de Sá. Representado pela figura 14: 55 Figura 14: Vista de localização. 6.2. Observações A convenção de cores imposta pela NBR 5410/2004, deve ser observada para identificação dos cabos e condutores, sendo que as seguintes diretrizes devem ser seguidas: Azul para condutores do neutro; Verde para os condutores de proteção (terra); Vermelho para o condutor da fase R; Branco para os condutores da fase S; Preto para os condutores da fase T; Marrom para os condutores de retorno. Caso não se encontre cabos que respeitem os padrões mencionados acima, poderão ser utilizados cabos com isolação na cor preta uma vez que este esteja marcado com fita isolante na devida cor estabelecida por norma em todos os seus pontos visíveis. Os cabos não poderão ser emendados onde não for estritamente necessário como em caixas de passagem. Os condutores deverão ser contínuos desde o 56 disjuntor até o último ponto de utilização do circuito, destacando que para os pontos de energia intermediários podem ser derivados. 6.3. Ramal de entrada De acordo com a COELBA o ramal de entrada é o conjunto de condutores e acessórios instalados pelo consumidor, entre o ponto de entrega de energia da concessionária e a medição ou proteção das instalações do sistema. O ramal de entrada deve atender aos padrões da concessionária de acordo com o tipo de ligação determinado em projeto. Para este projeto o tipo de ramal de ligação escolhido foi aéreo. De acordo com a tabela de ramal de ligações da COLBA para o sistema trifásico de fornecimento com tensão de 380/220V e ramal de ligação aéreo, deve-se dispor de cabos de alumínio com seção de 35mm² para os condutores, a corrente máxima permitida do projeto deverá ser de 89A e o disjuntor geral deverá estar entre 70-80A. 6.4. Especificações 6.4.1. Condutores Para circuito de distribuição deve ser utilizado cabo unipolar de cobre isolado HERP – enchimento PVC– 0,6/1KV (ref. Pirelli Afumex). Para circuitos terminais será utilizado condutor unipolar de cobre Isolados com PVC - 450/750V (ref. Pirelli Pirastic Ecoplus BWF Flexível). Instalação dos condutores: Isolamento das emendas dos condutores deverão ser iguais ou superior as características originais do cabo isolado; Todos os condutores do circuito deverão percorrer pelos mesmos eletrodutos até o seu ponto final de utilização; Os condutores do mesmo circuito deverão estar fixados e marcados de por indicadores de fácil identificação. 57 6.4.2. Eletrodutos e caixas Para o projeto foi utilizado eletroduto flexível soldável , as bitolas com dimensão de 3/4pol, 1.1/2pol e 2pol. Todo os eletrodutos foram dimensionados respeitando uma taxa de ocupação máxima de 40%. Instalação dos eletrodutos: Não serão permitidas curvas maiores que 90º em uma só curva de acordo a NBR 5410/2004; Emendas dos eletrodutos flexíveis deverão ser realizadas com fita adesiva, não aceitando em hipótese alguma o simples encaixe entre as pontas; Após a instalação dos eletrodutos, estes deverão ser verificados e higienizados. Caixas quando não especificadas no projeto deverão seguir as seguintes orientações: Caixas 3X3 para as caixas de luz no teto; Caixas 4X2 nas paredes para pontos de tomadas e interruptores; As caixas deverão ser firmemente fixadas em seu ponto de aplicação seja por buchas próprias e parafusos de fixação; As caixas deverão estar perfeitamente aprumadas com o revestimento não sendo admitido nenhum desnível perceptível a olho nú. 6.4.3. Tomadas Os dispositivos de tomadas foram calculados de acordoa NBR 5410/2004, estando definido que circuitos de tomadas devem ser independentes de circuitos de iluminação. Deverá seguir a seguinte prescrição: Tomada universal redonda 2P+T 10A para os pontos de utilização com demanda de 100w como as tomadas dos quartos, sala, escada e hall. Tomada hexagonal 2P+T 10A para os pontos de utilização com demanda de 600w como as tomadas do banheiro, área de serviço e lavanderia. Tomada hexagonal 2P+T 20A para o forno micro-ondas. 58 Tomada 2P+T placa cega para o chuveiro. 6.4.4. Iluminação Para iluminação foi usado os critérios luminotécnicos da NBR 5410/2004 como base principal tendo também a NBR 5413:1992, NBR5481:1991 e NBR5382:1985 para uma iluminação mais agradável aos usuários. As lâmpadas utilizadas foram: Luminária sobrepor para 4 lâmpadas tubular fluorescente de 26mm e 30W de potência, para a garagem. Luminária spot sobrepor para 1 lâmpada fluorescente com reator integrado de 20W de potência para as escadas, quartos, banheiros, sala, cozinha, área de serviço, hall e terraço. 6.4.5. Quadro de distribuição Quadros de distribuição com barramento monofásico com pente de 100A e capacidade de 12 disjuntores nos quadros 2 (dois), 3 (três), 4 (quatro) e 5 (cinco). Para o quadro de distribuição 1 (um), deve ser adotado quadro de distribuição com barramento trifásico com pente de 100A tendo este capacidade de 12 disjuntores. 6.4.6. Quadro de medição Para medição foi adotada Unidade consumidora individual embutida com capacidade para 4 medidores com barramento central conforme comtemplado pela norma SM04.14-01.003 da COELBA. 6.4.7. Disjuntores Disjuntores unipolares termomagnético – Norma DIN foram utilizados para os circuitos terminais, Disjuntores diferencial residual bipolar para os circuitos de distribuição e disjuntor tripolar termomagnético para o centro de distribuição geral. 59 6.4.8. Aterramento O esquema de aterramento definido para o projeto foi o TN-S, que consiste em condutor neutro e terra separados em todo o percurso. Foi adotada a configuração mínima de 3 hastes ( 5/8 pol x 2,4 metros ) de acordo a norma da COELBA SM04.14- 01.001. Para a malha de aterramento deve-se utilizar seção de 50mm² para os condutores. 7. MEMORIAL DE CALCULO 7.1. Cálculo luminotécnico Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Tubular comum - diam. 26mm - sobrepor 4x30 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A2 8000.00 Luminária suspensa para lâmpada fluorescente - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 818.50 1038.25 270.00 1.695 84.98 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Normal 5000 0.85 80% 50% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 200.00 0.82 24297.93 4 2 2 Figura 15: Cálculo luminotécnico da garagem. 60 Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 410.80 208.50 270.00 0.512 8.57 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 50% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 200.00 0.74 2543.86 2 2 1 Figura 16: Cálculo luminotécnico da Escada. Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 505.20 1093.75 270.00 1.280 55.26 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 50% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 150.00 0.93 9743.58 7 1 1 4 3 Figura 17: Cálculo luminotécnico do terraço. 61 12 Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 411.00 399.95 270.00 0.751 16.44 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 80% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 150.00 0.99 2644.90 2 2 1 Figura 18: Cálculo luminotécnico da sala. Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 392.50 399.95 270.00 0.734 15.70 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 80% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 150.00 0.98 2631.07 2 1 2 Figura 19: Cálculo luminotécnico da cozinha. 62 Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 392.50 208.50 270.00 0.504 8.18 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 80% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 150.00 0.93 1450.48 2 2 1 Figura 20: Cálculo luminotécnico da área de serviço. Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente Compacta reator integrado - sobrepor 20 W Fluxo luminoso (lumens) Tipo A1.1 1200.00 Luminária de embutir para lâmpada refletora - teto Dados do local (cm) Índice do local Área do recinto (m²) Tipo de iluminação Largura Comprimento Altura útil 300.00 504.00 270.00 0.697 15.12 Direta Manutenção Refletâncias Ambiente Período (h) Fator Teto Parede Piso Limpo 5000 0.91 80% 80% 30% Fluxo total Resultados Nível de iluminamento (lx) Coeficiente de utilização Fluxo total (lumens) Nº de luminárias Linhas Colunas 150.00 0.97 2573.08 2 1 2 Figura 21: Cálculo luminotécnico do quarto 1. 63 Luminária Grupo Subgrupo Peça Lâmpada fluorescente
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