Projeto de Instalação Elétrica Predial
Projeto de Instalação Elétrica Predial
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 [1].
O projeto de uma instalação elétrica compreende as seguintes partes [1]:
- 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.
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.
Símbolos utilizados
A simbologia para instalações elétricas no Brasil era baseada na norma da ABNT NBR 5444/1989. Entretanto, esta norma foi cancelada em novembro de 2014 [2], passando-se a utilizar a normatização internacional IEC 60417 e 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.
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 m2 → 100 W;
- Área > 6 m2 → 100 W nos primeiros 6 m2 + 60 W cada 4 m2 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
| 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 tabela para cálculo da potência instalada deve acompanhar o projeto elétrico predial.
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 [1].
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 (Pinstalada): É a soma das potências nominais prevista para ser atendida pelos circuitos da instalação.
- Potência utilizada (Putilizada): 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 = Putilizada / Pinstalada
Cálculo da demanda em instalações residenciais
A demanda em instalações residenciais pode ser calculada pela expressão:
Dinstalação = (Piluminação + PTUG) fd1 + PTUE fd2 [3]
- Onde:
- Dinstalação (W): Demanda da instalação;
- Piluminação (W): Potência instalada dos circuitos de iluminação;
- PTUG (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso geral;
- PTUE (W): Potência instalada dos circuitos de tomadas de uso específico;
- fd1 e fd2: Fatores de demanda, obtidos a partir de tabelas.
- Fator de Demanda para iluminação e TUG
- Tabela fd1: [1]:
| Potência instalada (kW) | 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 fd2: [1]:
| Número de circuitos TUE | 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 [1] [3] |
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 o fator de demanda;
- 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[4] para fornecimento em tensão secundária de distribuição:
- Tipo de fornecimento em tensão secundária de distribuição
- 127V/220V Copel [4]:
- Dinstalação < 8 kW → Monofásico;
- 8 kW < Dinstalação < 14 kW → Bifásico;
- 14 kW < Dinstalação < 76 kW → Trifásico.
- Fornecimento em tensão primária
- 13,8 kV:
- Dinstalação > 76 kW → Consumidor primário.
- Neste caso o consumidor deverá ter transformador próprio.
Dispositivo de proteção e entrada de energia
Verificar a Tabela de Dimensionamento da concessionária de energia local para definir:
- Disjuntor de proteção geral (A);
- Área da seção transversal do fio (mm2) do ramal de ligação (do poste ao medidor);
- Área da seção transversal do fio (mm2) 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 (mm2) 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
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 permitira;
- 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.
| 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.
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 m2, 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.
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:
| Disjuntores | Correntes nominais (A) |
|---|---|
| Unipolares | 10 15 20 25 30 35 40 50 ... |
| Bipolares/Tripolares | 10 15 20 25 30 35 40 50 ... |
Exercício 8
Determine o valor nominal do disjuntor de proteção de cada circuito.
Quadro de cargas
O quadro de cargas Fornece um resumo da instalação elétrica, indicando a quantidade de pontos de iluminação, tomadas, seção dos condutores e dispositivos de proteção.
Exercício 9
Construir o quadro de carga da instalação.
Referências
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 CREDER, E. Instalações Elétricas, Rio de Janeiro, LTC, 2013.
- ↑ ABNT NBR 544/1989 https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=4116
- ↑ 3,0 3,1 CAVALIN, G; CERVELIN, S. Instalações Elétricas Prediais, Curitiba: Base Editorial, 2010.
- ↑ 4,0 4,1 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
- ↑ http://paginapessoal.utfpr.edu.br/trojan/desenho-aux.-comput/Projetos-1.jpg/view
--Evandro.cantu (discussão) 11h03min de 25 de setembro de 2015 (BRT)
