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1 26 DE NOVEMBRO DE 2019 RELATÓRIO DE PROJETO ELÉTRICO RESIDENCIAL UNIFAMILIAR 1. APRESENTAÇÃO Nome do Interessado: Prof. Mestrando Felipe Oliveira Lima Tipo de Edificação: Residencial Unifamiliar. Responsáveis Técnicos: Augusto Luis Silva, 270893 Emílio Agenor de Souza Lopes, 270881 Gustavo Dell Anhol Oliveira, 270909 Jaqueline Jenifer Looze da Silva, 270903 Lucas Santos Vieira, 270930 2. NORMAS TÉCNICAS DE REFERÊNCIA O seguinte projeto de instalação elétrica foi elaborado dentro da NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de alta tensão. 3. LEVANTAMENTO DE CARGAS Para realizar o levantamento de cargas é necessário definir e atribuir medidas aos cômodos que compõem a residência, conforme mostra a Tabela 01: 2 Tabela 01. Definição dos ambientes e de suas medidas Área (m 2 ) Perímetro (m) Sala de Jantar 12,00 16,76 Sala de Estar 12,00 14,01 Quarto 9,75 12,30 Quarto (Suíte) 11,27 13,43 Banheiro (Suíte) 4,50 9,70 Banheiro 4,76 9,08 Lavabo 2,25 6,10 Espaço Gourmet 32,16 27,62 Garagem 14,24 15,50 Área Construída: 117,50 m2 Cômodo Dimensões Lavanderia 6,75 11,42 Cozinha 19,64 18,85 Fonte: AUTORES, 2019 3.1. Cálculo de Iluminação O cálculo referente à iluminação para cada cômodo leva em consideração su- as respectivas áreas, sendo definido pela norma citada anteriormente os seguintes dados: Ambientes de área equivalente a até 6 m2 devem receber um potência de ilu- minação correspondente a 100 VA; Ambientes com área superior a 6 m2 devem receber para iluminação 100 VA de potência referentes aos 6 m2, e 60 VA a cada 4 m2 adicional. A partir dessas determinações ficaram definidas as informações da Tabela 02: 3 Tabela 02. Levantamento de potências de iluminação Sala de Jantar 12,00 160 Sala de Estar 12,00 160 Quarto 9,75 100 Quarto (Suíte) 11,27 160 Banheiro (Suíte) 4,50 100 Banheiro 4,76 100 Lavabo 2,25 100 Espaço Gourmet 32,16 100 Garagem 14,24 220 TOTAL - 1580 Iluminação (VA) 280 100 Cômodo Lavanderia 6,75 Cozinha 19,64 Área (m2) Fonte: AUTORES, 2019 3.2. Quantificação de Tomadas por Cômodo Diferentemente da iluminação, a quantidade de tomadas é medida pelo perí- metro, levando em consideração os seguintes dados: Salas e dormitórios devem ter 1 ponto de tomada de 100 VA a cada 5 m; Cozinhas e áreas de serviços devem ter 1 ponto de tomada a cada 3,5 m. As primeiras 3 tomadas devem ter potência de 600 VA cada. Todas as adicionais tem 100 VA de potência; Banheiros devem ter, no mínimo, 1 ponto de tomada de 600 VA; Varandas devem ter, no mínimo, 1 ponto de tomada de 100 VA. Portanto, define-se as quantidades de tomadas conforme representado na Tabela 03: 4 Tabela 03. Levantamento de quantidade de tomadas Sala de Jantar 16,76 4 Sala de Estar 14,01 3 Quarto 12,30 3 Quarto (Suíte) 13,43 3 Banheiro (Suíte) 9,70 2 Banheiro 9,08 2 Lavabo 6,10 1 Espaço Gourmet 27,62 2 Garagem 15,50 1 TOTAL - 31 Lavanderia 11,42 4 Perímetro (m)Cômodo Tomadas (Quant.) Cozinha 18,85 6 Fonte: AUTORES, 2019 3.2.1. TUGs e TUEs Dentro de uma residência são utilizadas tomadas para uso geral e uso espe- cífico. Calculado o número de tomadas por cômodo, fica a critério como devem ser distribuídas as mesmas quanto à sua utilização. Para este caso determina-se a dis- tribuição apresentada na Tabela 04: 5 Tabela 04. Levantamento de potências de tomadas Quant. Potêcia (VA) Quant. Discriminação Geladeira Duplex 500 Forno Micro Ondas 2000 Chur. Elétrica 3000 Sala de Jantar 4 400 - - Sala de Estar 4 300 - - Quarto 2 200 1 Condicionador de Ar Quarto (Suíte) 2 200 1 Condicionador de Ar Banheiro (Suíte) 1 600 1 Chuveiro Banheiro 1 600 1 Chuveiro Lavabo 1 600 - - Máq. Lavar roupa 1000 Sec. de Roupas 3500 Espaço Gourmet 2 200 - - Garagem 1 100 - - TOTAL 23 6200 Cozinha 3 Cômodo TUGs 1800 5500 - - 1400 Lavanderia 2 1200 4500 - - 23800 TUEs 3 2 9 5500 5500 - 1400 Potência (W) Fonte: AUTORES, 2019 3.3. Cálculo de Potência Total Determinadas as potências de iluminação e de tomadas para cada ambiente, deve-se observar que somente as tomadas de uso específico têm sua potência no valor real, que é em Watts. Para realizar a conversão das demais potências é ne- cessário multiplicar o valor já obtido (em Volt Ampere) pelo fator de potência especí- fico de cada caso, assim como está representado na Tabela 05: Tabela 05. Levantamento das potências reais de iluminação e tomadas TUGs Potência (VA) Potência Apar. (VA) 1580 6200 Fator de Pot. 1,0 0,8 Potência Ativa (W) 1580 4960 Iluminação (VA) Fonte: AUTORES, 2019 Assim, somam-se os valores totais de potência encontrados, como está apre- sentado na Tabela 06: 6 Tabela 06. Levantamento da potência total TUGs TUEs Potência (W) Potência (W) Potência Total (W) 1580 4960 23800 30340 Iluminação (VA) TOTAL (W) Fonte: AUTORES, 2019 Com uma potência total equivalente a 30340 W, é necessário determinar o ti- po de rede responsável pela transmissão de energia à residência. Essa determina- ção ocorre através do seguinte critério: Rede Monofásica: Potência total de até 12000 W; Rede Bifásica: Potência total entre 12000 W e 25000 W; Rede Trifásica: Potência total entre 25000 W e 75000 W. Portanto o tipo de rede mais adequado para esse caso é a Rede Trifásica. Dessa forma, podemos analisar todo o processo da seguinte forma: 7 Área (m2) Perímetro (m) Quant Potência (VA) Discriminação Geladeira Duplex 500 Forno Micro Ondas 2000 Chur. Elétrica 3000 Sala de Jantar 12,00 16,76 160 4 4 400 - Sala de Estar 12,00 14,01 160 3 3 300 - Quarto 9,75 12,30 100 3 2 200 Condicionador de Ar Quarto (Suíte) 11,27 13,43 160 3 2 200 Condicionador de Ar Banheiro (Suíte) 4,50 9,70 100 2 1 600 Chuveiro Banheiro 4,76 9,08 100 2 1 600 Chuveiro Lavabo 2,25 6,10 100 1 1 600 - Máq. Lavar roupa 1000 Sec. de Roupas 3500 Espaço Gourmet 32,16 27,62 100 2 2 200 - Garagem 14,24 15,50 220 1 1 100 - TOTAL - - 1580 31 22 6200 - Piluminação = 1580 × 1,0 PTUG = 6200 × 0,8 Piluminação = 1580 W PTUG = 4960 W Tabela 07. Levantamento de cargas Cômodo Dimensões Iluminação (VA) Tomadas (Quant.) TUG TUE Potência (W) 1400 Cozinha 19,64 18,85 280 6 3 1800 5500 - - 1400 5500 5500 - Lavanderia 6,75 11,42 100 4 2 1200 Fonte: AUTORES, 2019 Pinstalada = 30340 W Rede Trifásica 4500 - - 23800 Pinstalada = Piluminação + PTUG + PTUE Pinstalada = 1580 + 4960 + 23800 8 4. QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DOS CIRCUITOS Determinadas as potências de cada ambiente e da residência como um todo, inicia-se uma nova etapa: o Quadro de Distribuição. Nele a energia é transferida pa- ra todas as partes da residência através dos circuitos que são formados. Os quadros de distribuição, desde que sejam montados de forma eficiente, apresentam inúmeras vantagens, facilitando e assegurando processos de manuten- ção; evitando sobrecargas, e consequentemente quedas de energia; economizando material e, consequentemente, dinheiro, para distribuição elétrica, etc. 4.1. Separação dos Circuitos Terminais A separação dos circuitos serve para que a energia fornecida pela concessio- nária seja mais bem utilizada dentro da residência, com precaução para que não haja excedentes de potência elétrica, culminando em sobrecargas. É aconselhável sempre manter separados circuitos de iluminação e tomadas e suas subdivisões, sendo TUGs, TUEs, iluminações social e de serviço. Para isso utilizou-se quatro ti- pos de circuitos e organizou-os de forma que os cômodos a serem abrangidos ficas- sem o mais próximo possível um do outro, obtendo mais economia. Outro ponto que se levou em consideração foi a quantidade de potência de Iluminação, TUGs e TUEs em cada cômodo, dados já calculados na Tabela 07. A norma ABNT 5410:2004 sugere quea potência em cada circuito não exceda 1270 W ou 2200 W. Esses dados são obtidos através da multiplicação da tensão por uma corrente nominal de 10 A (dado fixo estabelecido pela norma). Portanto, somou-se as potências de cada cômodo dentro do circuito e obteve-se o valor total, podendo assim organizar os circuitos para que se enquadrassem o mais próximo possível na norma. Houve exceções nas TUEs, as quais foram agrupados por cômodos, inde- pendentes de quantas haviam presentes no mesmo ambiente, e qual o valor total de potência. A tensão por sua vez denominou-se através das necessidades a serem aten- didas em cada cômodo, os quais se encontram agrupadas em circuitos. As TUEs estão ligadas em seu ponto de uso com duas fases, e as TUGs e iluminação com uma fase e um neutro. Essas serão as tensões que chegarão às tomadas e às lâm- padas. 9 Com as informações e dados levantados pôde-se construir a tabela a seguir: Tabela 08. Separação dos circuitos N° Tipo 280 160 100 100 160 220 100 160 100 100 100 320 240 80 480 160 160 480 480 160 Geladeira Duplex 500 Forno Micro Ondas 2000 Chur. Elétrica 3000 Quarto Condicionador de Ar 1400 Quarto (Suíte) Condicionador de Ar 1400 Máq. Lavar Roupas 1000 Sec. de Roupas 3500 Circuito Tensão (V) Cômodo Pôtencia (W) 1 Iluminação de Serviço 127 Cozinha 640 Sala de Jantar Lavanderia Espaço Gourmet 2 Iluminação Social 127 Sala de Estar 940 Garagem Quarto Quarto (Suíte) Banheiro (Suíte) Banheiro Lavabo 3 TUG's 127 Sala de Jantar 1120 Sala de Estar Garagem Banheiro 4 TUG's 127 Quarto 1440 Quarto (Suíte) Banheiro (Suíte) Lavabo Espaço Gourmet 5500 5 TUG's 127 Cozinha 1440 6 TUG's 127 Lavanderia 960 7 TUE's 220 Banheiro (Suíte) Chuveiro 10 TUE's 220 2800 8 TUE's 220 Banheiro Chuveiro 5500 9 TUE's 220 Cozinha 5500 11 TUE's 220 Lavanderia 4500 Fonte: AUTORES, 2019 4.2. Seção dos condutores A escolha correta da seção dos condutores é de suma importância na instala- ção e este por sua vez deve ser dimensionado através da corrente e circuitos agru- pados de cada circuito. 10 A corrente é calculada através da fórmula de potência ( ), sendo P = Potência, V = Tensão e I = Corrente. A corrente pode ser calculada por cômodo usando a tensão e a potência, e ao fim somar todos do mesmo circuito obtendo o valor final; já calcular a corrente total do circuito utilizando a potência total do mes- mo. É recomendado que cada eletroduto contenha, no máximo, até quatro circui- tos agrupados. Essa quantidade ajuda a não sobrecarregar o mesmo, permitindo um melhor manuseio dos fios na instalação e na manutenção. Levantando os dados anteriores (corrente e circuitos agrupados) consegue-se determinar a seção dos condutores através da Tabela 09. Para isso deve-se verificar o número de circuitos agrupados por eletroduto e a corrente mais próxima da encon- trada para aquele circuito (dados da Tabela 10), sempre adotando um valor maior. Segue-se então para coluna de seção dos condutores, determinando qual bitola é mais apropriada para cada caso. Tabela 09. Corrente Nominal de disjuntor 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 50 150 100 100 90 70 150 150 125 125 95 225 150 150 150 120 250 200 150 150 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 Fonte: ABNT NBR 5410:2004 A norma ABNT NBR 5410 determina ainda que a bitola mínima pra ilumina- ção deve ter 1,5 mm2, e no caso das tomadas, o mínimo permitido é 2,5 mm2. Por- tanto obteve-se a Tabela 10: 11 Tabela 10. Seção de condutores 1 127 640 5,04 4 1,5 2 127 940 7,40 4 1,5 3 127 1120 8,82 1 2,5 4 127 1440 11,34 1 2,5 5 127 1440 11,34 1 2,5 6 127 960 7,56 1 2,5 7 220 5500 25,00 1 4 8 220 5500 25,00 1 4 9 220 5500 25,00 1 4 10 220 2800 12,73 1 2,5 11 220 4500 20,45 1 4 Seção de Condutores (mm2) Circuito Tensão (V) Pôtencia (W) Corrente (A) Circuitos Agrupados Fonte: AUTORES, 2019 4.3. Proteção dos circuitos A proteção tem grande importância na instalação elétrica, pois é ela quem irá proteger as pessoas de eventuais choques ou um curto-circuito. Para isso deve ser determinado quais proteções utilizar. Para este projeto, optou-se pelo uso dos Disjuntores Termodinâmicos (DTM), que servem pra proteger os fios das possíveis sobrecargas e curtos-circuitos, além de Interruptores Diferencial-Residual (IDR), utilizados para evitar possíveis choques elétricos. Os DTM desligam automaticamente quando os circuitos apresentam alguma anormalidade, evitando surgimento danos na fiação. No entanto, é necessário religá- lo pra retornar ao uso. Para isso o disjuntor possui uma trava que permite que este seja ligado e desligado manualmente, facilitando possíveis manutenções que neces- sitam desligar um único circuito. Os IDR são dispositivos compostos por um interruptor acoplado a outro dis- positivo e podem ser desligados e ligados quando necessário. A sua alta sensibili- dade, máxima 30 mA (mili Amper), proporciona maior segurança dentro da residên- cia, evitando choques diretamente ou indiretamente. A corrente nominal que passa pelos dispositivos DTM e IDR pode ser calcula- da através de uma tabela própria (Tabela 11). Para determinar a corrente nominal do DTM é preciso voltar a Tabela 10 e verificar qual a seção de condutores e quantos 12 agrupados são por circuito, e então conferir na Tabela 09 a que corrente (A) corres- ponde. Com o dados da corrente nominal dos DTM de todos os circuitos se torna possível verificar a corrente nominal dos IDR através da Tabela a seguir: Tabela 11. Corrente nominal 10, 15, 20, 25 25 30, 40 40 50, 60 63 70 80 90, 100 100 Corrente Nominal do Disjuntor (A) Corrente Nominal Mínima do IDR (A) Fonte: ABNT NBR 5410:2004 Os dispositivos precisam ainda ter especificações de quantos pólos são utili- zados em cada circuito. Para isso é necessário que se leve em consideração a ten- são de cada circuito e as fases que podem ser ligadas aos disjuntores. Os DTM só devem ser ligados aos condutores fases do circuito, definindo as- sim sua polaridade. Se a tensão for 127 V (apenas uma fase) o disjuntor será mono- polar; se for 220 V (tem-se duas fases) o disjuntor será bipolar. Já os IDR devem ser ligados a uma fase e um neutro dos circuitos, sendo que o neutro não pode ser aterrado após o DR, portanto usaremos o bipolar. Com as informações de tipos de dispositivos, suas quantidades de pólos e suas respectivas correntes pode-se montar a tabela a seguir. 13 Tabela 12. Proteção dos circuitos Tipo N° de pólos Cor. Nominal (A) 1 10 2 25 1 10 2 25 1 20 2 25 1 20 2 25 1 20 2 25 1 20 2 25 2 30 2 40 2 30 2 40 2 30 2 40 2 20 2 25 2 30 2 40 Circuito Proteção 1 DTM + IDR 2 DTM + IDR 3 DTM + IDR 4 DTM + IDR 5 DTM + IDR 6 DTM + IDR 7 DTM + IDR 8 DTM + IDR 9 DTM + IDR 10 DTM + IDR 11 DTM + IDR Fonte: Autores, 2019 5. CIRCUITOS DE DISTRIBUIÇÃO O circuito de distribuição tem uma importância imensa quando se fala em ins- talação elétrica, pois é por ali que passa toda a corrente que será distribuída na resi- dência. Portanto, é necessário calcular a potência desse circuito, mas pra isso se torna necessário primeiramente o cálculo da corrente. Primeiramente somam-se os valores das potências ativas de iluminação e tomadas de uso geral calculadas na Tabela 05. Depois de calculado, multiplica-se o valor pelo fator de demanda correspondente a essa demanda, os quais são especifi- cados na Tabela 13: 14 Tabela 13. Fator de demanda para Iluminação e TUG’s Potência (W) Fator de Demanda 0 a 1000 0,86 1001 a 2000 0,75 2001 a 3000 0,66 3001 a 40000,59 4001 a 5000 0,52 5001 a 6000 0,45 6001 a 7000 0,4 7001 a 8000 0,35 8001 a 9000 0,31 9001 a 10000 0,27 Acima de 10000 0,24 Fator de Demanda para Iluminação e Tomadas de Uso Geral (TUG) Fonte: ABNT NBR 5410:2004 O valor encontrado é uma representação da quantidade de cargas que serão utilizadas simultaneamente no momento de maior solicitação da residência, portanto esse fator permite que não haja um superdimensionamento na instalação. Para as TUEs é utilizada a Tabela 14, que apresenta valores ideais para esse tipo de toma- das. Tabela 14. Fator de demanda para n° de circuitos TUE’s 1 1,00 14 0,45 2 1,00 15 0,44 3 0,84 16 0,43 4 0,76 17 0,40 5 0,70 18 0,40 6 0,65 19 0,40 7 0,60 20 0,40 8 0,57 21 0,39 9 0,54 22 0,39 10 0,52 23 0,39 11 0,49 24 0,38 12 0,48 25 0,38 13 0,46 N° de Circuitos (TUES) Fator de Demanda N° de Circuitos (TUES) Fator de Demanda Fonte: ABNT NBR 5410:2004 15 É necessário voltar a Tabela 07 e verificar quantas TUEs o projeto comporta e qual o valor total da potência. A partir disso verifica-se qual o fator de demanda cor- respondente à quantidade de TUEs, e com o fator indicado multiplicar pela potência total, resultando no valor já corrigido. Somam-se os valores das potências de iluminação, TUGs e TUEs já corrigi- dos pelo fator de demanda, obtendo, então, um dado de potência total. No entanto, o mesmo ainda deve ser dividido pelo fator de potência médio, 0,95. Esse valor, forne- cido pela norma, corresponde à média dos fatores de correção de iluminação (1,0) e de TUG’s (0,8), obtendo a Tabela 15: Tabela 15. Potência do circuito de distribuição Circuito Tensão (V) Cômodo Potência (W) Quadro de distribuição Quadro de medidor Distribuição 220 20290,53 Fonte: Autores, 2019 Com o valor deste dado pode-se obter qual a corrente do circuito através da fórmula da potência ( ). A tensão fornecida pela concessionária é de 220V. A seção de condutores do circuito de distribuição deve obedecer aos mesmos critérios dos demais circuitos. Portanto deve ser observada, na Tabela 09, qual a seção ideal a partir dos circuitos agrupados e correntes. Neste mesmo momento consegue-se verificar a corrente nominal dos disjuntores DTM e acompanhando com a Tabela 11 descobre-se a corrente nominal do IDR. A partir dos dados coletados acima se tem a Tabela 16: Tabela 16. Seção de condutores e proteção Circuitos Seção de Agrupados condutores Tipo N° de polos Cor. Nominal (A) DTM + 2 100 IDR 2 100 Corrente (A) Proteção 92,23 1 25 Fonte: Autores, 2019 Assim, determinadas todas as informações, construiu-se a Tabela 17, apre- sentando a distribuição dos circuitos de forma geral: 16 Tabela 17. Quadro de Distribuição N° Tipo Tipo N° de polos Cor. Nominal (A) 280 2,20 160 1,26 1 100 0,79 2 100 0,79 160 1,26 220 1,73 100 0,79 1 160 1,26 2 100 0,79 100 0,79 100 0,79 320 2,52 240 1,89 1 80 0,63 2 480 3,78 160 1,26 160 1,26 1 480 3,78 2 25 480 3,78 160 1,26 1 20 2 25 1 20 2 25 2 30 2 40 2 30 2 40 Geladeira Duplex 500 2,27 2 30 Forno Micro Ondas 2000 9,09 2 Chur. Elétrica 3000 13,64 Quarto Condicionador de Ar 1400 6,36 2 20 Quarto (Suíte) Condicionador de Ar 1400 6,36 2 25 Máq. Lavar Roupas 1000 4,55 2 30 Sec. de Roupas 3500 15,91 2 40 2 100 2 100 Seção de Condutores (mm 2 ) Proteção 1 Iluminação de Serviço 127 Cozinha 640 5,04 4 1,5 Circuito Tensão (V) Cômodo Pôtencia (W) Corrente (A) Circuitos Agrupados 2 Iluminação Social 127 Sala de Estar 940 7,40 Lavabo DTM + IDR 10Sala de Jantar Lavanderia 25 Espaço Gourmet 4 1,5 DTM + IDR Garagem Quarto Quarto (Suíte) Banheiro (Suíte) Banheiro 10 1 2,5 DTM + IDR 20Sala de Estar Garagem 25 Banheiro 3 TUG's 127 Sala de Jantar 1120 8,82 1 2,5 DTM + IDR 20Quarto (Suíte) Banheiro (Suíte) Lavabo Espaço Gourmet 4 TUG's 127 Quarto 1440 11,34 1 2,5 DTM + IDR 6 TUG's 127 Lavanderia 960 7,56 1 5 TUG's 127 Cozinha 1440 11,34 2,5 DTM + IDR DTM + IDR 8 TUE's 220 Banheiro Chuveiro 5500 25,00 1 4 DTM + IDR 7 TUE's 220 Banheiro (Suíte) Chuveiro 5500 25,00 1 4 12,73 1 2,5 DTM + IDR 9 TUE's 220 Cozinha 5500 25,00 1 4 DTM + IDR 25 DTM + IDR Quadro Medidor 1 4 DTM + IDR Distribuição 220 Quadro de Distribuição 20290,53 92,23 1 25 11 TUE's 220 Lavanderia 4500 20,45 40 10 TUE's 220 2800 Fonte: Autores, 2019
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