Eletricidade Aplicada - Previsão de Cargas e Demanda

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CURSO: ENGENHARIA CIVIL / ARQUITETURA E URBANISMO
COMPONENTE CURRICULAR: ELETRICIDADE E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS
PROF.: EDSON MACIEL.
Aula – Previsão de Cargas e Demanda.
Instalações Elétricas Prediais:
O PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS
1. Previsão de Cargas Conforme a NBR - 5410:
1.1. Iluminação:
a. Quantidade mínima de pontos de luz:
• Um ponto de luz fixo no teto para cada cômodo comandado por interruptor de parede;
• Admite-se a substituição de ponto no teto por ponto em parede em locais como: sob escadas, depósitos,
despensas, lavabos, e varandas – onde o ponto de luz no teto seja de difícil execução.
b. Potência mínima de iluminação:
• Para recintos com área igual ou inferior à 6m², atribuir um mínimo de 100 VA;
• Para recintos com área superior à 6m², atribuir um mínimo de 100 VA para os primeiros 6m²,
acrescentados 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros.
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1.2. Tomadas:
a. Condições para estabelecer a quantidade mínima de Tomadas de Uso Geral (TUGs):
Tomadas de uso geral são as de uso em aparelhos portáteis de iluminação e de eletrodomésticos, tais como:
televisores, equipamentos de som, enceradeiras, ventiladores, aspiradores de pó, ferro de passar roupa,
geladeiras, liquidificadores etc.
• Salas e Dormitórios: um ponto para cada 5m, ou fração, de perímetro, espaçados tão uniformemente
quanto possível;
• Cozinhas, Copas, Copas-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 60cm do Box,
independente da área;
• Subsolos varandas, garagens, ou 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 à 2,25m² (esse ponto
pode ser posicionado externamente , a até 0,80m da porta de acesso);
- Um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for superior à 2,25m² e igual ou inferior à
6m²;
- Um ponto de tomada para cada 5m, ou fração de perímetro, se a área do cômodo ou dep. for maior que
6m² .
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b. Condições para estabelecer a potência mínima de Tomadas de Uso Geral (TUGs):
• Banheiros, Cozinhas, Copas, Copas-cozinhas, Áreas de Serviço, Lavanderias e locais semelhantes:
atribuir 600VA por tomada, para as três primeiras tomadas, e 100VA para cada uma das excedentes,
considerando cada um dos ambientes separadamente;
• Demais cômodos atribuir 100VA por tomada.
c. Condições para estabelecer a quantidade de Tomadas de Uso Específico (TUEs) :
Tomadas de Uso específico são aquelas destinadas à ligação de equipamentos fixos ou estacionários,
como, por exemplo, chuveiros elétricos, torneiras elétricas, aparelhos de ar-condicionado, secadores e
lavadoras de roupa, fornos de micro-ondas etc.
• A quantidade de TUEs é estabelecida de acordo com o número de aparelhos de utilização. Os pontos
para as TUEs devem ter distância mínima de 1,5m do ponto previsto para a utilização do equipamento.
d. Condições para estabelecer a potência de Tomadas de Uso Específico (TUEs):
• Atribuir, para cada TUE, a potência nominal do equipamento a ser alimentado.
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1.3 – Potências Típicas de Aparelhos Eletrodomésticos:
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Quadro para previsão de Cargas:
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Exemplo de Cálculo de Previsão de Carga:
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Solução:
Conforme NBR 5410:
1 – sala
Comprimento = 6,00m
Largura = 4,00m
Área = 24,00m²
Perímetro = 20,00m
Potência de Pontos de Iluminação:
Primeiros 6m²: 100VA
Subseq. 4m²: 60VA
4m²: 60VA
4m²: 60VA
4m²: 60VA
2m²: (desconsiderar fração menor que 4m² inteiros)
TOTAL = 24m²: 340VA
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Solução:
Quantidade de Pontos de Iluminação:
Visando melhor uniformidade do fluxo Luminoso, podemos dividir a potência de iluminação em dois pontos
de 200VA. Cada ponto pode ser composto de duas lâmpadas incandescentes de 100W (observe que
usamos um total de 400VA, portanto atendendo ao mínimo de 340VA).
Quantidade de Tomadas de Uso Geral
Conforme a recomendação, aplicamos o perímetro:
20,00 / 5 = 4 TUGs
Potência das Tomadas de Uso Geral
Para salas e quartos a potência de cada tomada de uso geral será de 100VA.
Tomadas de Uso Específico
Não será prevista nenhuma TUE para esse recinto.
Fechar todos os cálculos de todos os cômodos com os mesmos procedimentos da sala. Para TUEs utilizar
as potências típicas para aparelhos eletrodomésticos das tabelas!
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QUADRO DE PREVISÃO DE CARGAS PARA OS APARTAMENTOS:
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1.4 Previsão de Cargas Especiais:
Exemplo para um prédio de apartamentos, com subsolo, pavimento térreo e
cinco pavimentos tipo, cada um com dois apartamentos por andar:
• Elevadores: dois motores trifásicos de 7,5 CV;
• Bombas de recalque d’água: dois motores trifásicos de 3CV (um reserva);
• Bombas do sistema de combate á incêndio: dois motores de 5CV (um reserva);
• Bombas de drenagem de águas pluviais: dois motores de 1CV (um reserva);
• Portão automático de garagem: um motor de 0,5 CV.
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1.5 Previsão de Cargas em Áreas Comerciais e de Escritórios:
Diferentemente do modo de cálculo para edificações residenciais, a Previsão de Cargas para
Comércio e Escritórios não é relacionada pela NBR 5410 (não há critérios para a previsão de
cargas) – portanto para isso devemos fazê-lo pela utilização do ambiente e a necessidade do
cliente.
Por exemplo, para a Iluminação podemos usar os métodos: de Lúmens, das Cavidades
Zonais e do Ponto por Ponto – para tanto pode-se utilizar também a Norma NBR 5413 (que lida
com a Iluminância de Interiores de acordo com a utilização do recinto).
Para pequenas áreas podemos utilizar a tabela de densidade de carga para Iluminação (W/m²) :
USO GERAL ILUM. INCANDESCENTE ILUM. FLUORESCENTE
Residencial 20 8
Não Residencial 30 12
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Para previsão de tomadas de uso geral em áreas comerciais e de escritórios,
podemos adotar o seguinte critério:
• Escritórios Comerciais com área menor que 40m²: 1 tomada para cada 3m, ou fração de
perímetro; ou 1 tomada para cada 4m², ou fração de área (adotar o que conduzir ao maior
número);
• Escritórios Comerciais com área maior que 40m²: 10 tomadas para os primeiros 40m² e 1
tomada para cada 10m² , ou fração, de área restante;
• Em lojas: 1 tomada para cada 30m², ou fração de área, não computadas as tomadas
destinadas a vitrines e a demonstração de aparelhos;
• A potência de tomadas de uso geral para escritórios e lojas será 200VA.
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2. Demanda de Energia de uma Instalação Elétrica:
2.1. Introdução:
A Potência Total solicitada pela instalação àrede, a cada instante, está em função da quantidade
de cargas em operação e da potência elétrica absorvida por cada ponto.
Assim, para a análise de uma instalação e a determinação da capacidade (dimensionamento) dos
condutores elétricos que alimentam os quadros de distribuição e os quadros terminais, bem como
o dimensionamento de seus respectivos dispositivos de proteção, não seria razoável do ponto de
vista técnico e econômico que se considerasse a carga utilizada como sendo a soma de todas as
potências instaladas.
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2.2 Definições:
• Cargas ou Potência Instalada
É a soma das Potências Nominais de todos os aparelhos elétricos pertencentes a uma instalação
ou sistema.
• Demanda
É a Potência Elétrica realmente absorvida em um determinado instante por um aparelho ou por
um sistema.
• Demanda Média de um Consumidor ou Sistema
É a potência elétrica média absorvida durante um intervalo de tempo determinado.
• Demanda Máxima de um Consumidor ou Sistema
É a maior de todas as Demandas ocorridas em um período de tempo determinado. A demanda
máxima representa , portanto , a maior média de todas as demandas verificadas em um dado
período.
• Potência de Alimentação, Potência de Demanda ou Provável Demanda
É a demanda máxima da instalação. Este é o valor que será utilizado para o dimensionamento
dos condutores alimentadores e dos respectivos dispositivos de proteção.
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• IMPORTANTE:
O valor da Provável Demanda, conforme veremos adiante, é utilizado para a classificação do tipo
de consumidor e para a definição do seu padrão de atendimento, conforme a norma da
concessionária local.
• Fator de Demanda:
É a Razão entre a Demanda Máxima e a Potência Instalada:
𝐹𝐷 =
𝐷(𝑚á𝑥)
𝑃(𝑖𝑛𝑠𝑡)
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2.3 Fator de Demanda:
2.3.1. O Cálculo do Fator de Demanda:
Suponhamos um apartamento típico cujas cargas sejam:
10 lâmpadas incandescentes de 100w 1000w
5 lâmpadas incandescentes de 60w 300w
1 Televisor de 100w 100w
1 sistema de som de 60w 60w
1 geladeira de 300w 300w
1 ferro elétrico de 1000w 1000w
1 máq. de lavar roupa de 600w 600w
1 chuveiro elétrico de 3700w 3700w
POTÊNCIA INSTALADA 7060W
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A maior Demanda Possível desse consumidor seria a própria potência instalada (7060w), caso todas as
cargas funcionassem simultaneamente, o que é bastante improvável em realidade. Mas, poderíamos admitir,
por exemplo, que as solicitações maiores fossem:
Nos exemplos teríamos os seguintes fatores de demanda:
DIURNO: FD = 4860 / 7060 = 0,69 OU 69%
NOTURNO: FD = 2200 / 7060 = 0,31 OU 31%
Demanda diurna
Lâmpadas 200w
Sistema de som 60w
geladeira 300w
Chuveiro elétrico 3700w
Máquina de lavar 600w
TOTAL 4860W
Demanda noturna
Lâmpadas 800w
Televisor 100w
geladeira 300w
Ferro Elétrico 1000w
TOTAL 2200W
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2.3.2. Curva Diária de Demanda:
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2.4. Cálculo da Demanda para Residências Individuais (Casas e Apartamentos):
Para Residências Individuais (Casas e Apartamentos) aplicam-se os valores da tabela que segue para o
Fator de Demanda de cargas de iluminação e tomadas de uso geral. Assim a provável demanda para estes
tipos de consumidores será calculada através da fórmula:
PD = (g . P1) + P2
Sendo:
PD = Provável Demanda, Potência de Alimentação ou Potência de Demanda;
g = Fator de Demanda (conforme tabela);
P1 = Soma das Potências Nominais atribuídas à iluminação e Tomadas de Uso Geral;
P2 = Soma das potências Nominais atribuídas a Tomadas de Uso Específico;
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Fatores de Demanda para Potências de Alimentação
de Residências Individuais (Casas e Apartamentos):
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Exemplo:
Consideremos um apartamento que tenha as seguintes cargas instaladas:
• Iluminação: 2.800VA;
• Tomadas de Uso Geral: 3.700VA;
• Tomadas de Uso Específico: !6.200W.
A Provável Demanda dessa Instalação será:
P1 = ILUM + TUG;
P1 = 2.800 + 3.700
P1 = 6.500VA ou 6,5 KV
Com P1 = 6,5 KV – na Tabela de Fator de Demanda, temos g = 0,40
TUE = 16.200w = P2 = 16,2 KW
PD = (g . P1) + P2 -----→ PD = 0,40 . 6,5 + 16,2
PD = 18,8 KW -----→ PD = 18,8 KVA
OBS.: A Potência Instalada é igual à 22.700 VA, PORÉM A PROVÁVEL DEMANDA SERIA = 18,8KVA.
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2.5. Demanda Total de um Edifício de Uso Coletivo
2.5.4. Cálculo da Demanda Total de Edifícios Residenciais de Uso Coletivo:
Demanda Total do Edifício:
É determinada pela aplicação de um fator de segurança (1,20) à soma da demanda correspondente aos
apartamentos com a demanda correspondente ao condomínio, conforme a equação a seguir:
D edif = 1,20 (D aptos + D condom)
Sendo:
D edif: Demanda Total do Edifício;
D aptos: Demanda correspondentes aos apartamentos;
D condom: Demanda correspondente ao condomínio.
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Demanda dos Apartamentos
É feita pelo produto do fator para diversificação de carga em função do número de apartamentos, (Vide
Tabela 4.3), pelo valor da demanda do apartamento em função da área (vide tabela 4.2), segundo a equação
que segue:
D aptos = F1 . F2
Sendo:
F1: Fator de Diversidade, obtido da Tabela 4.3;
F2: Demanda, em função da área, obtida da Tabela 4.2.
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Fator de Diversidade:
Conceito: F1 – representa a razão entre a soma das demandas máximas de cada carga (ou consumidor) de 
um conjunto de cargas semelhantes e a demanda máxima do conjunto. Este representa o fator real de que 
as máximas de cada unidade individualmente ocorrem em instantes diferentes, o que faz com que a 
demanda máxima de um conjunto de consumidores seja menor que a soma das demandas máximas de 
cada consumidor. Isso implica em que o fator de diversidade seja sempre maior do que a unidade, conforme 
podemos comprovar pela equação a seguir:
𝐹1 = 𝑖=1
𝑛 𝑃𝐷𝑖 / PD
Sendo: 
F1: fator de Diversidade de um conjunto de “n” cargas ou consumidores;
Pdi: Provável Demanda Máxima da carga ou consumidor índice “i”;
PD: Provável Demanda Máxima do conjunto de caras ou consumidores;
n: Número de cargas ou consumidores do conjunto.
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Área Útil do Consumidor:
Os valores de área constantes da Tabela 4.2 são referentes à área útil do apartamento, não devendo ser
consideradas áreas de garagem e outras áreas comuns dos edifícios, algumas vezes incluídas
(comercialmente) como pertencentes aos apartamentos.
Para edifícios que tenham apartamentos com áreas diferentes, deve ser adotado um valor de área calculado
pela média ponderada das áreas dos apartamentos do edifício.
A tabela 4.2 é aplicável na determinação da demanda de apartamentos com área útil de até 400m². para
apartamentos com área útil superior, a demanda do apartamento deve ser calculada pela fórmula seguinte:
Y= 0,034939 . 𝑋0,895075
Sendo:
Y: Demanda do apartamento em KVA;
X: Área útil do apartamento em m².
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Demanda do Condomínio:
Corresponde a soma das demandas das cargas de iluminação, de tomadas e de motores instaladosnas
áreas do respectivo condomínio. Aplicam-se a elas os seguintes critérios:
• Cargas de iluminação: 100% para os primeiros 10kw e 25% aos excedentes;
• Cargas de tomadas: 20% da carga total;
• Motores: aplicam-se as tabelas 4.4 e 4.5 para cada tipo e quantidade de motor existente na instalação.
Devem ser considerados os respectivos fatores de potência de cada carga.
A demanda correspondente ao condomínio pode ser calculada conforme a seguinte equação:
D condomínio = I1 + 0,25 . I2 + 0,20 . T + M
Sendo:
D condomínio : Demanda correspondente ao condomínio;
I1: parcela da carga de iluminação do condomínio até 10 KW;
I2: Parcela da Carga de iluminação do condomínio acima de 10 KW;
T: Carga total de tomadas do condomínio;
M: Demanda total de motores do condomínio, conforme tabelas 4.4 e 4.5.
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Tab. 4.4. Demanda de Motores Trifásicos (KVA) em função da Quantidade de Motores 
existentes na Edificação de Apartamentos Residenciais:
Tab. 4.5. Demanda de Motores Monofásicos (KVA) em função da Quantidade de Motores 
existentes na Edificação de Apartamentos Residenciais:
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Exemplos de cálculo de demanda :
Exemplo 01:
Edifício residencial tipo Flat
Dados:
Áreas e consumidores:
Cargas:
a) apartamento tipo:
Área útil do edifício 13725m²
Área útil da administração 6925m²
Área útil do apartamento tipo 50m²
Quantidade de apartamentos tipo 136
Administração 1
iluminação 740 w
Tomadas de uso geral 2800VA
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Exemplos de cálculo de demanda :
Aparelhos:
b. condomínio:
Aparelhos:
1 chuveiro 3500w
1 Apar. Ar-
condicionado
1650VA
iluminação 45800 w
Tomadas de uso geral 26600VA
2 torneiras 3700w (cada)
2 Chuveiros 5400W (cada)
Motores
1 Portão automático de 1CV (monofásico)
1 Bomba da piscina de 3cv (trifásica)
4 Elevadores de 15 cv cada (trifásico)
2 Bombas de recalque d’água de 7 ½ cv (cada) 
- trifásica, sendo uma de reserva
1 Bomba de combate a incêndio de 5cv 
(trifásica)
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Desenvolvimento dos cálculos de demanda -
Cálculo de demanda correspondente aos apartamentos:
D aptos = F1 . F2
Sendo:
F1 = 71,79 (Fator de Diversidade obtido da Tabela 4.3);
F2 = 1,16 (Valor de demanda obtido da Tabela 4.2).
D aptos = 71,79 . 1,16 = 83,27 kVA
Cálculo de demanda correspondente ao condomínio:
D condom = I1 + 0,25 . I2 + 0,20 . T + M
Iluminação: 45800W – então I1 = 10 / 0,95 = 10,52 KVA e I2 = 35,8 / 0,95 = 37,68 KVA
Tomadas: T = 26,6 + 2 . 5,4 + 2 . 3,7 = 44,80 KVA
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Motores:
Conforme as Tabelas 4.4 e 4.5, teremos as seguintes demandas individuais:
D condom = 10,52 + 0,25 . 37,68 + 0,20 . 44,80 + 58,56
D condom = 87,46 KVA
Cálculo da demanda total do Edifício:
D edif = 1,20 . (D aptos + D condom)
D edif = 1,20 . (83,27 + 87,46)
D edif = 204,88 KVA
1 Portão automático de 1 CV (monofásico) 1,56 KVA
1 Bomba de piscina de 3 CV (trifásica) 4,04 KVA
4 Elevadores de 15 CV cada (trifásicos) 38,29 KVA
1 Bomba de recalque de 7 ½ CV (trifásica) 8,65 KVA
1 Bomba de incêndio de 5 CV (trifásica) 6,02 KVA
total 58,56 KVA
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2.5.6. Demanda Individual de Unidades Consumidoras não Residenciais:
(Lojas, Escritórios, Escolas etc...)
• Para a Demanda Individual usar as
Tabelas 4.6, 4.7 e 4.8.
• Para o cálculo da demanda de motores
dessas instalações utilizar as Tabelas 4.4 e 4.5.
Tabela 4.6
Fatores de demanda para iluminação e
tomadas de uso geral de unidades
consumidoras não residenciais
→
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Tabela 4.7
Fatores de demanda para condicionadores de ar do Tipo Janela em unidades consumidoras não residenciais:
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Tabela 4.8
Fatores de demanda para aparelhos eletrodomésticos e de aquecimento em unidades consumidoras não
residenciais:
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2.5.7. Demanda de um Edifício com Unidades Consumidoras Residenciais e Comerciais:
Neste caso devemos proceder o cálculo de maneira semelhante ao item 4.5.4, porém acrescentando a parcela
referente à demanda das unidades comerciais:
D edif = 1,20 . D aptos + D aptos + D un. comerc
Sendo:
D edif – Demanda Total do Edifício;
D aptos – Demanda correspondente aos apartamentos;
D condom – Demanda correspondente ao condomínio;
D un. Comerc – Demanda correspondente às unidades comerciais