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PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS
Projetar uma instalação elétrica de uma edificação consiste em: Quantificar e determinar os tipos e localizar os pontos de utilização de energia elétrica; Dimensionar, definir o tipo e o caminhamento dos condutores e condutos; Dimensionar, definir o tipo e a localização dos dispositivos de proteção, de comando, de medição de energia elétrica e demais acessórios. Projeto de instalações elétricas para fornecimento de energia elétrica em tensão secundária de distribuição a unidades consumidoras residenciais Potência instalada < 75kW Tensão padronizada 380/220V – Estado do Ceará. Arquitetos e Eng. Civis, Engenheiros Eletricistas e Eletrotécnicos. DEFINIÇÕES Unidade consumidora: qualquer residência, apartamento, escritório, loja, sala, dependência comercial, depósito, indústria, galpão, etc., individualizado pela respectiva medição; Ponto de entrega de energia: É o ponto de conexão do sistema elétrico público (ENEL, antiga COELCE) com as instalações de utilização de energia elétrica do consumidor; Entrada de serviço de energia elétrica: Conjunto de equipamentos, condutores e acessórios instalados desde o ponto de derivação da rede de energia elétrica pública (ENEL, antiga COELCE) até a medição;
Potência instalada: É a soma das potências nominais dos aparelhos, equipamentos e dispositivos a serem utilizados na instalação consumidora. Inclui tomadas (previsão de cargas de eletrodomésticos, TV, som, etc.), lâmpadas, chuveiros elétricos, aparelhos de ar-condicionado, motores, etc.; Aterramento: Ligação à terra, por intermédio de condutor elétrico, de todas as partes metálicas não energizadas, do neutro da rede de distribuição da concessionária e do neutro da instalação elétrica da unidade consumidora.
Desenho das plantas desenho dos pontos de utilização localização dos Quadros de Distribuição de Luz (QLs) localização dos Quadros de Força (QFs) divisão das cargas em circuitos terminais desenho das tubulações de circuitos terminais localização das Caixas de Passagem dos pavimentos e da prumada localização do Quadro Geral de Baixa Tensão (QGBT), Centros de Medidores, Caixa Seccionadora, Ramal Alimentador e Ponto de Entrega desenho das tubulações dos circuitos alimentadores desenho do Esquema Vertical (prumada) traçado da fiação dos circuitos alimentadores Dimensionamento de todos os componentes do projeto, com base nos dados registrados nas etapas anteriores + normas técnicas + dados dos fabricantes dimensionamento dos condutores dimensionamento das tubulações dimensionamento dos dispositivos de proteção dimensionamento dos quadros Quadros de distribuição quadros de distribuição de carga (tabelas) diagramas unifilares dos QLs diagramas de força e comando de motores (QFs) diagrama unifilar geral Memorial descritivo: descreve o projeto sucintamente, incluindo dados e documentação do projeto Memorial de cálculo, contendo os principais cálculos e dimensionamentos cálculo das previsões de cargas determinação da demanda provável dimensionamento de condutores, eletrodutos e dispositivos de proteção Especificações técnicas e lista de materiais ART junto ao CREA local Análise e aprovação da concessionária (possíveis revisões)
Tensão, Corrente e Resistência Elétrica, Potência & Energia Tensão Elétrica “volt” Símbolo = V Unidade = Volt, V Diferença de potencial entre dois condutores elétricos (fase e neutro). Em SC, condutor fase está a 220 V e condutor neutro está a 0V. Corrente Elétrica “amper” Símbolo = I Unidade = Ampère, A Passagem de energia elétrica por um condutor elétrico submetido a uma diferença de potencial. Resistência Elétrica Símbolo = R Unidade = Ohm, Resistência à passagem de corrente elétrica em um condutor elétrico Energia Símbolo = E Unidade = Watt-hora, Wh Capacidade de realizar trabalho; potência num intervalo de tempo Potência Símbolo = P Unidade = Watt, W Energia instantânea, o consumo em cada instante de um aparelho elétrico FORMULÁRIO V = R x I I = V / R R = V / I E = V x I x t (tempo, em horas) E = R x I^2 x t E = (V^2 / R) x t P = E / t P = V x I P = R x I^2 P = V^2 / R I = P / V
Dimensionamento da ENTRADA DE SERVIÇO para condutores, eletrodutos e proteção geral das unidades consumidoras dos tipos A, B e C (tabelas 01 , 02 e 03). Condições Gerais da norma ENEL:
- obedecer as normas ABNT.
- partir do poste (ou ponto) da rede ENEL por ela determinado e ser efetuada pela ENEL.
- não cortar terrenos de terceiros nem passar sobre área construída
- entrar preferencialmente pela frente da unidade consumidora, ser perfeitamente visível e livre de obstáculos (ver poste particular)
- não cruzar com condutores de ligações de edificações vizinhas
- respeitar distâncias horizontais (1.20m) e verticais (2.50m) mínimas da norma.
- apresentar vão livre máximo de 30m; se medição no corpo da edificação, então esta deverá estar no máximo a 15 m da via pública
- manter separação mínima de 20cm entre os condutores
- obedecer distâncias mínimas na vertical entre o condutor inferior e o solo, dadas pelas normas respectivas para instalações urbanas (NBR 5434 ) e rurais (NBR 5433)
- para o condutor neutro, utilizar a cor azul-clara
- em caso de uso de caixas de passagem subterrâneas, estas serão exclusivas para os condutores de energia elétrica e aterramento, não podendo ser utilizadas para os condutores de telefonia, TV a cabo, etc.
PREVISÃO DE CARGAS DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA
Cada aparelho ou dispositivo elétrico (lâmpadas, aparelhos de aquecimento d’água , eletrodomésticos, motores para máquinas diversas, etc.) solicita da rede uma determinada potência. O objetivo da previsão de cargas é a determinação de todos os pontos de utilização de energia elétrica (pontos de consumo ou cargas) que farão parte da instalação. Nesta etapa são definidas a potência, a quantidade e a localização de todos os pontos de consumo de energia elétrica da instalação. PREVISÃO DE CARGAS (NBR-5410) i. Os equipamentos de utilização de uma instalação podem ser alimentados diretamente (elevadores, motores), através de tomadas de corrente de uso especifico (TUEs) ou através de tomadas de corrente de uso não específico (tomadas de uso geral, TUGs); ii. A carga a considerar para um equipamento de utilização é a sua potência nominal absorvida, dada pelo fabricante ou calculada a partir de V x I x fator de potência (quando for o caso – motores) – nos casos em que for dada a potência nominal fornecida pelo equipamento (potência de saída), e não a absorvida, devem ser considerados o rendimento e o fator de potência. Iluminação: Critérios para a determinação da quantidade mínima de pontos de luz:
1 ponto de luz no teto para cada recinto, comandado por interruptor de parede; arandelas no banheiro devem ter distância mínima de 60cm do boxe Critérios para a determinação da potência mínima de iluminação: Para recintos com área < 6m^2 , atribuir um mínimo de 100W; Para recintos com área > 6m^2 , atribuir um mínimo de 100 W para os primeiros 6m^2 , acrescidos de 60 W para cada aumento de 4m^2 inteiros; Para iluminação externa em residências a norma não estabelece critérios – cabe ao projetista e ao cliente a definição.
PREVISÃO DE CARGAS ESPECIAIS
Em edifícios será muitas vezes necessário fazer a previsão de diversas cargas especiais que atendem aos seus sistemas de utilidades, como motores de elevadores, bombas de recalque d’água , bombas para drenagem de águas pluviais e esgotos, bombas para combate a incêndios, sistemas de aquecimento central, etc. Estas cargas são normalmente de uso comum, sendo denominadas cargas de condomínio. A determinação da potência destas cargas depende de cada caso específico, sendo normalmente definida pelos fornecedores dos sistemas. Como exemplos típicos podemos citar: Elevadores: 2 motores trifásicos de 7.5CV Bombas de recalque d’água : 2 motores trifásicos de 3CV (um é reserva) Bombas de drenagem de águas pluviais: 2 motores de 1CV (um é reserva) Bombas para sistema de combate a incêndio: 2 motores de 5CV (um é reserva) Portão de garagem: 1 motor de 0.5CV PREVISÃO DE CARGAS EM ÁREAS COMERCIAIS E DE ESCRITÓRIOS Pavimento térreo de edifícios residenciais ou pavimentos específicos (sobrelojas) muitas vezes são utilizados para atividades comerciais. NBR 5410 não especifica critérios para previsão de cargas em instalações comerciais e industriais. LEVAR EM CONTA A UTILIZAÇÃO DO AMBIENTE E AS NECESSIDADES DO CLIENTE. Iluminação O cálculo da iluminação para estas áreas é feito de forma distinta do processo utilizado para a determinação da iluminação em áreas residenciais. Dependendo do uso, para áreas de lojas e escritórios, vários métodos podem ser empregados para determinar o tipo e a potência da iluminação adequada – Método dos Lúmens, Método das Cavidades Zonais, Método Ponto por Ponto, etc. A norma NBR- 5413 – Iluminação de Interiores, define critérios de nível de iluminamento de acordo com a utilização do recinto.
Tomadas Para a previsão de TUGs em áreas comerciais e de escritórios, pode-se adotar o seguinte critério: Escritórios comerciais ou análogos com área < 40m^2 – 1 tomada para cada 3 m ou fração de perímetro; ou 1 tomada para cada 4m^2 ou fração de área (adotar o que resultar no maior número) Escritórios comerciais ou análogos com área > 40m^2 – 10 tomadas para os primeiros 40m^2 e 1 tomada para cada 10m^2 , ou fração, da área restante Em lojas – 1 tomada para cada 30m^2 ou fração de área, não computadas as tomadas destinadas a vitrines e à demonstração de aparelhos A potência das TUGs em escritórios deverá ser de 200W
DIVISÃO DA INSTALAÇÃO EM CIRCUITOS TERMINAIS
A instalação elétrica de uma residência deverá ser dividida em circuitos terminais. Facilidade de operação e manutenção; redução da interferência entre pontos de utilização e limitação das conseqüências de uma falha Redução nas quedas de tensão e da corrente nominal - > dimensionamento de condutores e dispositivos de proteção de menor seção e capacidade nominal Facilidade de enfiação em obra e ligação dos fios aos terminais de equipamentos, interruptores, tomadas, etc.) Cada circuito terminal será ligado a um dispositivo de proteção (disjuntor termomagnético) Prever circuitos independentes para as tomadas de cozinhas, copas, áreas de serviço Concluída a divisão de cargas em circuitos terminais, identificar na planta, ao lado de cada ponto de luz ou tomada, o no.^ do circuito respectivo Tensão dos circuitos De acordo com o número de FASES e a tensão secundária de fornecimento, valem as seguintes recomendações para os circuitos terminais: Instalação monofásica: todos os circuitos terminais terão ligação FASE- NEUTRO, na tensão de fornecimento padronizada da concessionária local Instalação bi ou trifásica: circuitos de iluminação e TUGs no menor valor de tensão (ou seja, estes circuitos serão monofásicos: ligação FASE-NEUTRO) TUEs podem ser ligadas em FASE-FASE (circuitos bifásicos, normalmente utilizados para chuveiros, ar-condicionado, etc.) ou em FASE-NEUTRO (circuitos monofásicos) Componentes do quadro de distribuição de cargas Disjuntor geral, barramento de interligação de fases, disjuntores de circuitos terminais, barramento de neutro, barramento de proteção Tabela QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS, contendo toda a informação sobre a divisão dos circuitos terminais de uma instalação.
RECOMENDAÇÕES PARA A REPRESENTAÇÃO DA TUBULAÇÃO E DA FIAÇÃO
Uma vez concluída a locação dos pontos na planta baixa e identificados os circuitos terminais, o próximo passo consiste em interligar os mesmos, representando o sistema de tubulação e a fiação correspondente. 1 ) Locar o Quadro de Distribuição (próximo ao centro de cargas, etc.) 2 ) A partir do Quadro de Distribuição iniciar o traçado dos eletrodutos, procurando os caminhos mais curtos e evitando o cruzamento de tubulações (levar em conta detalhes do projeto estrutural, hidro-sanitário, etc.) 3 ) Interligar inicialmente os pontos de luz (tubulações embutidas no teto), percorrendo e interligando todos os recintos 4 ) Interligar os interruptores e tomadas aos pontos de luz de cada recinto (tubulações embutidas nas paredes) 5 ) Evitar que caixas embutidas no teto (octogonais 4”x4”x4”d e fundo móvel, octogonais 3”x3”x2” fundo fixo) estejam interligadas a mais de 6 eletrodutos, e que as caixas retangulares 4”x4”x2” e 4”x2”x2” embutidas nas paredes se conectem com mais de 4 eletrodutos (ocupação, emendas) 6 ) Evitar que em cada trecho de eletroduto passe quantidade elevada de circuitos (limitar em max. 5), visando minimizar bitola de eletrodutos (comentar conseqüências estruturais) e de fios e cabos (comentar Fator de Correção de Agrupamento) - > principalmente na saída dos quadros, prever quantidade apropriada de saídas de eletrodutos em função do número de circuitos existentes no projeto 7 ) Avaliar a possibilidade de utilizar tubulação embutida no piso para o atendimento de circuitos de tomadas baixas e médias 8 ) Os diâmetros nominais das tubulações deverão ser indicados 9 ) Concluído o traçado de tubulações, passar à representação da fiação, indicando o circuito ao qual pertence cada condutor e as seções nominais dos condutores, em mm^2
10 lâmpadas incandescentes de 100W 1000W 5 lâmpadas incandescentes de 60W 300W 1 TV de 100W 100W 1 aparelho de som de 60W 60W 1 refrigerador de 300W 300W 1 ferro elétrico de 1000W 1000W 1 lava-roupa de 600W 600W Demanda Máxima de um Consumidor ou Sistema É a maior de todas as demandas ocorridas em um período de tempo determinado; representa a maior média de todas as demandas verificadas em um dado período ( 1 dia, 1 semana, 1 mês, 1 ano) 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; será utilizado também para classificar o tipo de consumidor e seu padrão de atendimento pela concessionária local Fator de Demanda É a razão entre a Demanda Máxima e a Potência Instalada FD = Dmáx / Pinst Exemplo do cálculo de demanda de um apartamento típico com as seguintes cargas: 1 chuveiro elétrico de 3700W 3700W TOTAL 7060W Maior demanda possível = 7060W Admitindo que as maiores solicitações sejam: Demanda diurna Lâmpadas 200W Aparelho de som 60W Refrigerador 300W Chuveiro elétrico 3700W Lava-roupa 600W TOTAL 4860W
Demanda noturna Lâmpadas 800W TV 100W Refrigerador 300W Chuveiro elétrico 3700W Ferro elétrico 1000W TOTAL 5900W Fatores de demanda Diurno - > Fd = 4860 / 7060 = 0,6 9 ou 69% Noturno - > Fd = 5900 / 7060 = 0,8 4 ou 84% Curva diária de demanda As diversas demandas de uma instalação variam conforme a utilização instantânea de energia elétrica, de onde se pode traçar uma curva diária de demanda Pinst = valor fixo Demanda = varia a cada instante Dmax = valor máximo de demanda - > potência de alimentação, demanda total da instalação - > será utilizado como base de cálculo para o dimensionamento da entrada de serviço da instalação
DEMANDA TOTAL DE UM EDIFÍCIO DE USO COLETIVO
Em edifícios coletivos o cálculo de demanda, que resulta no dimensionamento da Entrada de Serviço, transformador e proteção geral, deve obedecer critérios mais rigorosos do que em instalações residenciais unifamiliares, visto que as imprecisões entre demanda estimada e real se multiplicam no caso de edifícios de uso coletivo. O cálculo da demanda de um edifício de uso coletivo é um processo de aproximação e é, portanto, limitado visto que se baseia em probabilidades e estatísticas locais. É fundamental que os componentes da entrada de serviço estejam corretamente dimensionados para poder acomodar a Provável Demanda Máxima. Cálculo da Demanda Total de um Edifício Residencial de Uso Coletivo (CODI – Comitê de Distribuição de Energia Elétrica) critérios definidos pelas concessionárias locais e que muitas vezes diferem de uma para outra, conduzindo a resultados diferentes para uma mesma instalação. VERIFICAR NT 003 DA ENEL.
DESENHO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA DE UM EDIFÍCIO
DIAGRAMAS E DETALHES
PRUMADA ELÉTRICA
DIAGRAMAS UNIFILARES DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA
