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Projeto de Instalações Elétricas: Memorial de Cálculo Sumário 1. Introdução ............................................................................................................................ 1 2. Modelo de Instalação Elétrica ............................................................................................ 1 3. Dimensionamento da seção dos condutores e dispositivos de segurança ....................... 1 4. Interruptores DR ................................................................................................................. 2 5. Determinação da perda de carga ....................................................................................... 3 6. Dimensionamento dos eletrodutos ..................................................................................... 4 7. Tabela síntese ....................................................................................................................... 5 8. Referências bibliográficas ................................................................................................... 7 1 1. Introdução O projeto de Instalações Elétrica é um dos diversos projetos necessários a execução de uma obra civil, é nele que estão presentes todas as informações necessárias para a correta instalação e funcionamento do circuito elétrico da edificação. Neste trabalho executamos todas as etapas que compõem um projeto de instalações elétricas, nele aplicamos todos os conteúdos aprendidos durante o semestre em sala de aula, é no fim a prova de que o conhecimento foi assimilado, é na aplicação da teoria que as dúvidas surgem e são sanadas e o conhecimento se edifica. Neste memorial constam as informações das normas e dos cálculos realizados para a determinação das características técnicas de funcionamento e segurança das instalações elétricas da residência. 2. Modelo de Instalação Elétrica A instalação elétrica da residência é em condutores isolados com elemento de seção circular embutido em alvenaria, o que seguindo os critérios de normas fornece como classificação o método 7 com método de referência B1. 3. Dimensionamento da seção dos condutores e dispositivos de segurança A NBR 5410 normatiza os critérios para a instalação e determinação da área de seção dos fios, sendo que a seção mínima para o circuito de iluminação é de 1,5mm² e para tomadas de 2,5mm², a tabela 36 da NBR 5410. Como também é determinado pela NBR 5410 foi avaliado todos os circuitos observando-se o eletroduto mais ocupado por ele percorrido, determinado o número de circuitos que utilizam esse eletroduto foi possível determinar Cálculo Circuito terminal 1: Bitola mínima determinada pela norma: 1,5mm²; Corrente calculada para o circuito: 10,87 A (IB); Fator de agrupamento: 0,7 (3 circuitos passando junto); Corrente admitida para o fio: 17,5 2 Maior comprimento do circuito: 18,02 m Cálculo da corrente fatorada (Iz): 𝐼𝑧 = 𝐼 (𝑓𝑖𝑜) × 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑟𝑢𝑝𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 17,5 × 0,7 = 12,25𝐴 Se IB é menor ou igual a Iz o fio é seguro a instalação caso contrário deve se aumentar a bitola do fio. Cálculo do Disjuntor: Seja In a corrente do disjuntor, definimos In da seguinte forma: 𝐼 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧 Para o caso em estudo: 10,87 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 12,25 Como não existe um disjuntor com corrente 11A se instalou um de 10 uma vez que a possibilidade de toda a potência instalada nesse circuito ser utilizada ao mesmo tempo é quase que nula. Estes procedimentos de cálculo foram aplicados a todos os circuitos do projeto. 4. Interruptores DR O dispositivo DR é um interruptor que desliga automaticamente o circuito na presença de corrente de fuga ou contato direto, é um dispositivo importante para a proteção contra acidentes domésticos como choques elétricos. A NBR 5410 obriga o uso de interruptores DR para áreas molhadas e externas desde 1997, e a utilização de DR de alta sensibilidade (DR≤ 30mA) para tomadas onde a correntes seja igual ou superior a 32A. Porém levando em consideração que uma corrente de 30mA já suficiente para causar danos irreparáveis a vida humana ou a instalações optou-se por utilizar em todos as áreas molhadas deste projeto disjuntores DR de 30mA. 3 5. Determinação da perda de carga A perda de carga é um efeito natural das instalações elétricas, está relacionado a resistência de um determinado condutor, é evidente que perdas significativas significam um não atendimento da demanda seja de um eletrodoméstico ou da residência como um todo. Perdas excessivas são evitadas com o correto dimensionamento dos fios e a melhor distribuição dos eletrodutos. A resistividade um material é definida pela seguinte equação: 𝑅 = 𝜌 × 𝑙 𝑆 Onde R é a resistência em ohms, 𝜌 é uma constante relativa ao material, 𝑙 é o comprimento do fio e S a área da seção do fio. A queda de tensão por sua vez pode ser calculada por: 𝑄 = 𝑙 1000 × 𝐼 × 𝑓𝑝 𝑄(%) = 𝑄 (𝑈 − 𝑄 ) × 100 Onde Q é a queda de tensão para um determinado fio e comprimento 𝑙(𝑘𝑚) , I é a corrente atuante e fp é o fator de potência. 𝑄 é a queda no circuito de entrada da residência e Q(%) é a queda percentual, a queda na entrada e a maior queda dos circuitos terminais somada não pode passar de 5%. Para o projeto em questão: Circuito de entrada: 148,61 A; 220 V; 16,0 m. 𝑄 = 16,00 1000 × 148,61 × 0,85 = 2,02 𝑉 𝑄 (%) = 2,02 (220 − 2,02) × 100 = 0,92% Queda nos circuitos terminais: 4 Circuito com maior queda: 2 10,87 A; 127 V; 14,38 m. 𝑄 = 14,38 1000 × 10,86 × 24,33 = 3,65 𝑉 𝑄(%) = 3,65 (220 − 2,02) 2 × 100 = 3,34 % Queda total de Tensão: 𝑄 = 𝑄 + 𝑄 = 0,92% + 3,34% = 4,26% Dentro do estabelecido pelas normas. Esse procedimento de cálculo foi adotado para todos os circuitos da casa e não se verificou perdas maiores que 1% no circuito de alimentação ou perdas maiores que 4% nos circuitos terminais. 6. Dimensionamento dos eletrodutos Neste projeto os eletrodutos mais solicitados contam com três circuitos, ou seja, trabalhando em função da segurança consideraremos 9 fios como o número de condutores em toda a residência, esses fios têm bitola que variam de 1,5 a 2,5mm² mais uma vez utilizaremos o maior (2,5mm²) para efeito de cálculo, trabalhando novamente em favor da segurança da instalação. A determinação do diâmetro do eletroduto é obtida da seguinte relação: 𝑁 = 𝑇 𝐴 𝐴 Onde 𝑁 é o número de condutores que passam por um eletroduto, 𝑇 é um coeficiente de majoração referente a ocupação do eletroduto, 𝐴 é a área do eletroduto e 𝐴 é a área do condutor elétrico. Com as imposições de segurança que foi colocado para este projeto temos: 9 = 0,4 × 𝐴 9,08𝑚𝑚² ⇒ 𝐴 = 204,3𝑚𝑚² 5 Sabendo a área temos como determinar o diâmetro interno deste eletroduto: 𝐴 = 𝜋 4 × (𝐷 ) ⇒ = 204,3 × 4 𝜋 ⇒ 𝐷 = 16,13𝑚𝑚 Este eletroduto atende todos os requisitos para todos os circuitos terminais instalados, uma ponderação para circuitos com menos fios não é recomendada uma vez que implica na compra de diferentes bitolas de eletrodutos o que encarece os custos e dificulta a instalação. Eletroduto de entrada: 3 fios de 50mm com uma seção de 104mm² no eletroduto, o que resulta em um diâmetro interno de: 3 = 0,4 × 𝐴 104𝑚𝑚² ⇒ 𝐴 = 780𝑚𝑚² 𝐴 = 𝜋 4 × (𝐷 ) ⇒ = 780 × 4 𝜋 ⇒ 𝐷 = 31,51𝑚𝑚 7. Tabela síntese 6 Tensão IB Iz ᴓ L DisjuntorDR (BIPOLAR) (V) (VA ou W) (A) (A) (mm²) (m) (A) (A) (V) (%) 220 32695 148,61 1 151 50 16 150 - 2,0211 0,9187 Tensão IB Iz ᴓ L DisjuntorDR (BIPOLAR) (V) (VA ou W) (A) (A) (mm²) (m) (A) (A) (V) (%) 1 13 - - Lavanderia/Garagem/Cozinha/ Sala de Jantar/Hall/Lavabo/Escada/Sala de Estar/Terraço 1 127 1380 10,866 0,7 16,8 2,5 18,02 16 0,03 2,8001 2,56912 12 - - Dormitórios 1 e 2/Suíte/Circulação/Terraço 2/Mezanino/Escada/ Banheiros/ Closet 127 1380 10,866 0,7 12,25 1,5 14,38 16 0,03 3,6454 3,3448 3 - 4 - Lavanderia/Garagem 127 1400 11,024 0,7 16,8 2,5 19,67 16 0,03 3,1007 2,845 4 - 3 - Cozinha 127 1800 14,173 0,7 16,8 2,5 9,68 16 0,03 1,9619 1,8001 5 - 14 - Sala de Jantar/Hall/Lavabo/Sala de Estar/ Terraço 1/ Mezanino 127 2000 15,748 0,8 19,2 2,5 14,07 16 0,03 3,1685 2,9072 6 - 14 - Dormitórios 1 e 2/Circulação/Suíte/Circulação/Terraço 2 127 1500 11,811 0,7 16,8 2,5 14,38 16 0,03 2,4287 2,2284 7 - 2 - Banheiro e Banheiro da Suíte 127 1200 9,4488 0,7 16,8 2,5 9,34 16 0,03 1,262 1,1579 8 - - 1 Cozinha (Forno - TUE) 220 3125 14,205 1 24 2,5 5,79 16 - 1,1761 0,5395 9 - - 1 Sala de Estar (A.C. - TUE) 220 822 3,7364 1 24 2,5 11,41 10 - 0,6096 0,2797 10 - - 1 Mezanino (A.C. - TUE) 220 822 3,7364 1 24 2,5 7,92 10 - 0,4232 0,1941 11 - - 1 Banheiro Suíte (Chuveiro) 220 6000 27,273 1 32 4 5,82 32 0,03 1,4222 0,6524 12 - - 1 Ar-Condicionado Suíte 220 822 3,7364 1 24 2,5 8,48 10 - 0,4531 0,2079 13 - - 1 Banheiro Quarto (Chuveiro) 220 6000 27,273 1 32 4 4,8 32 0,03 1,1729 0,5381 14 - - 1 Ar-Condicionado Quarto 1 220 822 3,7364 1 24 2,5 3,6 10 - 0,1923 0,0882 15 - - 1 Ar-Condicionado Quarto 2 220 822 3,7364 1 24 2,5 6,19 10 - 0,3307 0,1517 16 Reserva 1 - Pavimento térreo 110 600 5,4545 17 Reserva 2 - Pavimento térreo 220 1000 4,5455 18 Reserva 3 - Pavimento inferior 110 600 5,4545 19 Reserva 4 - Pavimento inferior 220 600 2,7273 Fator de Queda de tensão Circuito Entrada Circuito Terminal Ilum TUG TUE Ambientes Queda de tensão Fator de Ambientes 7 Referências bibliográficas NBR 5410: Instalações Elétricas de Baixa Tensão. Rio de Janeiro, 2004. Barreto, Douglas. Material de Aula. São Carlos 2014.
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