Exibir código-fonte para Projeto de Instalação Elétrica Predial

=Projeto de Instalação Elétrica Predial=
<!--
<ref name="CAVALIN">CAVALIN, G; CERVELIN,  S. Instalações Elétricas Prediais, Curitiba: Base Editorial, 2010.</ref>
<ref name="CREDER">CREDER, E. Instalações Elétricas, Rio de Janeiro, LTC, 2013.</ref>
-->

O '''projeto de uma instalação elétrica predial''' especifica a localização dos pontos de energia elétrica, trajeto dos condutores, divisão dos circuitos, seção dos condutores e eletrodutos, dispositivos de comando e proteção, carga total, etc <ref name="CREDER">CREDER, E. Instalações Elétricas, Rio de Janeiro, LTC, 2013.</ref>. 

O projeto de uma instalação elétrica compreende as seguintes partes <ref name="CREDER"/>:
*'''Memorial descritivo''': Onde o projetista descreve sua solução;
*'''Plantas, esquemas e detalhes''': Descreve os elementos para a execução do projeto;
*'''Especificações''': Descreve os materiais e componentes a serem utilizados;
*'''Orçamento''': Descreve o levantamento de custos e quantidades dos materiais.

==Símbolos utilizados==
A '''simbologia''' para instalações elétricas no Brasil era baseada na norma da [[Mídia:NBR5444.pdf|ABNT NBR 5444/1989]]. Entretanto, esta norma foi '''cancelada''' em novembro de 2014 <ref>ABNT NBR 544/1989 https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=4116</ref>, passando-se a utilizar a normatização internacional '''IEC 60417''' e '''[http://rvccelectricistas.com.sapo.pt/IEC_60617_SIMBOLOS.pdf IEC 60617]'''.

Como os '''livros texto''' sobre '''instalações elétricas prediais''' ainda utilizam a normatização da ABNT NBR 5444, em nosso projeto elétrico esta simbologia poderá ser utilizada.

====Exercício 1====

Escolher '''planta baixa residencial''' de dois pavimentos para elaboração do projeto elétrico:
*Editar com '''AutoCAD''' e "limpar" a planta de detalhes que possam atrapalhar a visualização do projeto elétrico;
*Imprimir cópia em papel no '''formato A3''' (no mínimo) para realizar o esboço do projeto.

==Previsão de Cargas==
===Iluminação===
Pelo menos uma '''lâmpada no teto''' em cada cômodo.

Aconselha-se pelo menos uma '''arandela''' (lâmpada na parede) em cada banheiro.

'''Potência''' prevista para a iluminação:
*Área < 6 m<sup>2</sup> → 100 W;
*Área > 6 m<sup>2</sup> → 100 W nos primeiros 6 m<sup>2</sup>  + 60 W cada 4 m<sup>2</sup> inteiros.

===Tomadas===
O número de tomadas depende do tamanho e da utilização do local.

;Banheiro
*Uma tomada próximo ao lavatório (1,20 m de altura);
*Uma tomada para o chuveiro (2,20 m de altura).

;Cozinha
*Pelo menos duas tomadas sobre a bancada (1,20 m de altura);
*Pelo menos um ponto para cada 3,50 m de perímetro ou fração;
*Prever pontos de tomada próximo a equipamentos especiais (forno elétrico, lavadora de louça, exaustor, torneira elétrica, etc).

;Varanda
*Pelo menos uma tomada (0.30 m de altura), se não for possível a instalação do ponto deve ser próxima ao seu acesso.

;Sala e dormitórios
*Pelo menos uma tomada para cada 5 m de perímetro ou fração (0.30 m de altura); 
*Prever pontos de tomada em número suficiente para equipamentos especiais na sala (TV, DVD, TV a cabo, aparelho de som, etc).

;Demais cômodos
*Pelo menos uma tomada por cômodo e pelo menos uma tomada para cada 5 m de perímetro ou fração (0.30 m de altura).

====Exercício 2====
Definir sobre a planta baixa a '''previsão de cargas''' de iluminação e força para todos os cômodos da casa, utilizando a simbologia apropriada.

===Potência elétrica das tomadas===
*'''Banheiro, cozinha, copa e área de serviço''': atribuir 600 W por ponto de tomada até três pontos e 100 W para cada ponto restante do ambiente;
*'''Demais cômodos''' atribuir 100 W por ponto de tomada;
*'''Equipamentos de uso específico''', com corrente nominal maior que 10 A, deve ser atribuido a potência nominal do aparelho.

;Tomadas de uso geral (TUG): São tomadas para uso geral, incluindo eletrodomésticos móveis, como aparelhos de som, abajures, secadores de cabelo, furadeiras, etc.
;Tomadas de uso específico (TUE): São tomadas para uso específico, dimensionadas em função da potência do aparelho, como chuveiros, fornos elétricos, secadoras de roupa, torneiras elétricas, etc.

;Potência de alguns equipamentos:
{| border="4" cellpadding="2"
! Equipamento
! Potência elétrica (W)
|-
| Aquecedor de água (100 a 500 litros) || 3000 W a 12000 W
|-
| Chuveiro elétrico || 4000 W a 7000 W
|-
| Ar-condicionado 9000 BTU || 1200 W
|-
| Ar-condicionado 12000 BTU || 1500 W
|-
|}

===Cálculo da potência instalada===
Uma [[Mídia:CalculoCargas.ods|tabela para cálculo da potência instalada]] deve acompanhar o projeto elétrico predial.

[[Arquivo:CalculoCargas.png]]

====Exrcício 3====
Construir a tabela para cálculo da potência instalada.

==Demanda de energia da instalação elétrica==

A potência consumida na instalação elétrica é variável no decorrer do dia e raramente se utilizam todos os pontos de luz e tomadas ao mesmo tempo. Em pequenas residências é mais provável que isto aconteça do em grandes moradias <ref name="CREDER"/>.

O '''fator de demanda''' é um percentual que deve ser multiplicado a potência instalada para se obter a potência provável que realmente será utilizada na instalação.

;Conceitos:
*'''Potência instalada (P<sub>instalada</sub>)''': É a soma das '''potências nominais''' prevista para ser atendida pelos circuitos da instalação.
*'''Potência utilizada (P<sub>utilizada</sub>)''': É a somas das potências elétricas nominais dos equipamentos utilizados simultaneamente. 
*'''Fator de Demanda''': É a relação entre a '''potência utilizada''' e a '''potência instalada''':
 fd = P<sub>utilizada</sub> / P<sub>instalada</sub> 

===Cálculo da demanda em instalações residenciais===

A demanda em instalações residenciais pode ser calculada pela expressão:
 D<sub>instalação</sub> = (P<sub>iluminação</sub> + P<sub>TUG</sub>) . fd<sub>1</sub> + P<sub>TUE</sub> . fd<sub>2</sub> <ref name="CAVALIN">CAVALIN, G; CERVELIN,  S. Instalações Elétricas Prediais, Curitiba: Base Editorial, 2010.</ref>
:Onde:
*D<sub>instalação</sub> (W): Demanda da instalação;
*P<sub>iluminação</sub> (W): Potência instalada dos circuitos de iluminação;
*P<sub>TUG</sub> (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso geral;
*P<sub>TUE</sub> (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso específico;
*fd<sub>1</sub> e fd<sub>2</sub>: Fatores de demanda, obtidos a partir de tabelas.

;Fator de Demanda para iluminação e TUG: Tabela '''fd<sub>1</sub>''': <ref name="CREDER"/>:
{| border="1" cellpadding="2"
! style="width: 255px;" |Potência instalada (kW)
! style="width: 25<ref name="CREDER"/>5px;" |Fator de demanda (%)
|-
| Até 1 ||80
|-
| De 1 a 2||75
|-
| De 2 a 3||65
|-
| De 3 a 4||60
|-
| De 4 a 5||50
|-
| De 5 a 6||45
|-
| De 6 a 7||40
|-
| De 7 a 8||35
|-
| De 8 a 9||30
|-
| De 9 a 10||27
|-
| Acima de 10||24
|}

;Fator de Demanda para TUE: Tabela '''fd<sub>2</sub>''': <ref name="CREDER"/>:
{| border="1" cellpadding="2"
! style="width: 255px;" |Número de circuitos TUE
! style="width: 25<ref name="CREDER"/>5px;" |Fator de demanda (%)
|-
| 1 ||100
|-
| 2||100
|-
| 3||84
|-
| 4||76
|-
| 5||70
|-
| 6||65
|-
| 7||60
|-
| 8||57
|-
| 9||54
|-
| 10||52
|-
| > 10||Ver tabelas <ref name="CREDER"/> <ref name="CAVALIN"/>
|}

====Exercício 4====
Determinar a '''demanda da instalação''' (kW) a partir da '''potência instalada''' de '''iluminação''', '''TUG''' e '''TUE'''.

==Definição do tipo de fornecimento de energia==

O tipo de fornecimento de energia é determinado em função da '''demanda da instalação'''. 

Para determinar o tipo de fornecimento deve-se seguir o seguinte roteiro:
#Determinar a '''potência instalada''' do consumidor e a '''demanda da instalação''';
#Verificar se há cargas que utilizem mais de uma fase (por exemplo: ar-condicionado 220V, motor trifásico, etc);
#Enquadrar segundo as normas da concessionária local.
#*A '''Copel''' utiliza a Norma NTC 901100<ref name="COPEL"> COPEL, NTC 901100, Norma para fornecimento em tensão secundária de distribuição, 2012. http://www.copel.com/hpcopel/normas/ntcarquivos.nsf/A8DE24D3D6A5BA0703257AA90059B7C3/$FILE/NTC901100Vversao%20170511.pdf</ref> para fornecimento em tensão secundária de distribuição:
#**Veja [[Mídia:COPEL-TabelaDimensionamento.pdf | Tabela de Dimensionamento]]

;Tipo de fornecimento em tensão secundária de distribuição: 127V/220V Copel <ref name="COPEL"/>:
*D<sub>instalação</sub> < 8 kW → Monofásico;
*8 kW < D<sub>instalação</sub> < 14 kW → Bifásico;
*14 kW < D<sub>instalação</sub> <  76 kW → Trifásico.

;Fornecimento em tensão primária: 13,8 kV:
*D<sub>instalação</sub> > 76 kW → Consumidor primário.
:Neste caso o consumidor deverá ter transformador próprio.

===Dispositivo de proteção e entrada de energia===
Verificar a  [[Mídia:COPEL-TabelaDimensionamento.pdf | Tabela de Dimensionamento]] da concessionária de energia local para definir:
*Disjuntor de proteção geral (A);
*Área da seção transversal do fio (mm<sup>2</sup>) do ramal de ligação (do poste ao medidor);
*Área da seção transversal do fio (mm<sup>2</sup>) do ramal de entrada (do medidor ao quadro de distribuição);
*Diâmetro do eletroduto (mm ou pol) do ramal de entrada;
*Área da seção transversal do fio (mm<sup>2</sup>) de aterramento.

====Exercício 5====
Determinar o tipo de fornecimento (monofásico, bifásico ou trifásico) para a instalação, bem como a bitola dos condutores para a entrada de energia, dispositivo de proteção geral e bitola dos eletrodutos.

==Divisão da instalação em circuitos==

Depois de definir todos os pontos de utilização da energia elétrica da instalação, calcular a potência instalada e definir o tipo de fornecimento, procede-se a '''divisão da instalação em circuitos''' independentes.

Cada circuito terá um '''disjuntor de proteção''' separado, um conjunto de condutores e pontos de consumo ligados ao mesmo. 

Importância da divisão em circuitos:
*A queda de tensão e a corrente nominal serão menores;
*Permite utilizar condutores de menor seção e dispositivos de proteção menores;
*Facilita a instalação;
*Permite desligar um circuito sem afetar a energia dos demais.

Antes de dividir em circuitos, verificar a localização do '''quadro de distribuição''' na planta. Numa residência de dois pavimentos, alocar um quadro de distribuição em cada pavimento.

;Localização do Quadro de Distribuição:
*Local de fácil acesso (não deve ser escondido por quadros ou atrás de portas);
*Proximidade geométrica das cargas;
*Proximidade do ponto de entrada da alimentação elétrica.

;Critérios para divisão em circuitos:
*Devem ser previstos circuitos independentes para equipamentos com corrente nominal superior a 10 A, como chuveiros, aquecedores de água, aparelhos de ar-condicionado, etc;
*Prever circuito individuais para as tomadas da cozinha e da área de serviço;
*Prever circuito individuais para as tomadas dos demais cômodos;
*A potência máxima de cada circuito de iluminação deve-se limitar-se 1270 W (127 V) e 2200 W (220V);
*A potência máxima de cada circuito de tomadas deve-se limitar-se 2100 W (127 V) e 4000 W (220V);

===Exemplo de projeto===

[[Arquivo:ProjetoEletrico-DiagramaUnifilar.jpg]] <ref>http://paginapessoal.utfpr.edu.br/trojan/desenho-aux.-comput/Projetos-1.jpg/view</ref>

====Exercício 6====
#Posicionar o '''Quadro de Distribuição''' na planta baixa, um em cada pavimento;
#Definir a passagem do '''eletroduto''' para a entrada de energia;
#Verificar a passagem do '''eletroduto que sobe''' interligando os Quadro de Distribuição do piso inferior e superior;
#Definir os '''eletrodutos''' para levar a energia aos diferentes circuitos e os pontos de consumo;
#Construir o '''diagrama unifilar''' indicando os condutores que passarão pelos eletrodutos, incluindo '''fases, neutro, terra e retornos'''.

==Seção dos condutores de cada circuito==

Três critérios devem ser aplicados:
#Seção mínima permitida; 
#Capacidade de condução de corrente;
#Queda de tensão.

===Seção mínima dos condutores por circuito===

Considera-se para a instalação elétrica condutores de cobre isolados. 

Para circuitos monofásicos ou bifásicos a seção dos condutores fase e neutro deve ser a mesma.

{| border=1 cellpadding=2 
 !Utilização do circuito
 !Seção mínima do condutor
|- 
| Circuito de Iluminação ||  1,5 mm2
|- 
| Circuito de força || 2,5 mm2
|- 
| Equipamento específico || Conforme especificação do equipamento
|- 
| Circuito de sinalização ou controle || 0,5 mm2
|}

===Capacidade de condução de corrente dos condutores===

Leva em consideração os efeitos térmicos da corrente circulando nos condutores.

A capacidade de condução de corrente é determinada por tabelas indicadas pela Norma NBR 5410/2004 e leva em consideração o tipo de instalação a ser realizada:
*Para condutores isolados em eletroduto embutido na parede → Método de Referência A1.
*Para condutores isolados em eletroduto aparente na parede → Método de Referência B1.
**[[Mídia:Dimensionamento-Condutores&Eletrodutos.pdf|Norma para Dimensionamento de Condutores e Eletrodutos]].
Para instalações monofásicas ou bifásicas considera-se 2 condutores carregados (fase e neutro).

===Queda de tensão===

Quanto mais longe do quadro de distribuição estiver uma carga, maior será a queda de tensão ao longo do condutor. Portanto, a Norma NBR 5410/2004 prevê fórmulas e tabelas para determinar a seção mínima dos condutores.

Para pequenas distâncias entre o quadro de distribuição e o ponto de carga, como em residências de até 70 m<sup>2</sup>, normalmente o cálculo da queda de tensão não influenciará na seção mínima dos condutores. Entretanto, caso haja dúvidas, um engenheiro eletricista ou técnico em eletrotécnica deve ser consultado.

====Exercício 7====
Determine a a seção dos condutores para cada circuito.

==Dimensionamento dos eletrodutos==

Os eletrodutos devem ser dimensionados em função da seção dos condutores e do número de condutores no eletroduto.

O dimensionamento leva em consideração a área de ocupação da seção transversal do eletroduto pelos condutores, a qual não pode ultrapassar a 40% de ocupação.

*Em uma instalação elétrica o eletroduto deve ter um diâmetro mínimo de 20 mm.

Equivalência dos padrões de medida dos eletrodutos:
*20 mm -> 1/2'
*25 mm -> 3/4'
*32 mm -> 1' 

Tabelas auxiliam no dimensionamento dos eletrodutos:
*[[Mídia:Dimensionamento-Condutores&Eletrodutos.pdf|Norma para Dimensionamento de Condutores e Eletrodutos]]

====Exercício 8====
Dimensionar os eletrodutos para todos os circuitos da instalação.

==Proteção dos Circuitos==

Cada circuito elétrico deve ser protegido com um dispositivo de proteção. O mais utilizado em instalações residenciais é a proteção de sobrecorrente através de um '''disjuntor'''.

;Conceitos:
*'''Corrente nominal''': É a maior corrente conduzida pelo disjuntor em operação normal;
*'''Sobrecorrente''': Valores que excedem a corrente nominal. Tem origem quando é solicitada uma corrente que ultrapassa os valores de projeto em em caso de curto-circuito.

;Disjuntor termomagnético: Pode ser utilizado em manobra manual para desligar um circuito. 
Desarma em caso de sobrecorrente.

A Norma NBR 5361/1998 fornece a capacidade de atuação dos disjuntores termomagnéticos:

{| border=1 cellpadding=2 
 !Disjuntores
 !Correntes nominais (A)
|- 
| Unipolares ||  10 15 20 25 30 35 40 50 ...
|- 
| Bipolares/Tripolares || 10 15 20 25 30 35 40 50 ...
|}
 
====Exercício 9====
Determine o valor nominal do disjuntor de proteção de cada circuito.

==Diagrama Unifilar dos Circuitos==

Além do projeto elétrico detalhado na planta baixa, é importante detalhar o projeto com um '''diagrama unifilar''' dos diversos circuitos da residência. Este diagrama é importante para facilitar a montagem da instalação elétrica no '''quadro de distribuição'''.

Neste diagrama unifilar é importante indicar a entrada de energia, o disjuntor geral, os diversos circuitos que compõe a instalação, o número de condutores de cada circuito, a bitola dos fios e o dispositivo de proteção.

;Exemplo de diagrama unifilar de uma instalação elétrica:

[[Arquivo:DiagramaUnifilar.png]]

====Exercício 10====
Construir um diagrama unifilar com o resumo dos circuitos da instalação.

==Quadro de cargas==
O [[Mídia:CalculoCargas.ods|'''quadro de cargas''']] Fornece um resumo da instalação elétrica, indicando a quantidade de pontos de iluminação, tomadas, seção dos condutores e dispositivos de proteção.

[[Arquivo:QuadroCargas.png]]

====Exercício 11====
Construir o quadro de carga da instalação.

==Referências==
<references />

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--[[Usuário:Evandro.cantu|Evandro.cantu]] ([[Usuário Discussão:Evandro.cantu|discussão]]) 11h03min de 25 de setembro de 2015 (BRT)
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[[Categoria: Eletrotécnica]]