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LUMINOTÉCNICA I NOTAS DE AULA – 2006
ARQUITETURA E URBANISMO
PROF. CRISTINA BRÁULIO
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 1 -
INDICE
INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................ 3
CAPÍTULO I – REVISÃO DE CONCEITOS BÁSICOS DE ELETRICIDADE ...................................... 4 1) GRANDEZAS FUNDAMENTAIS............................................................................................................ 4
1.1) Campo Elétrico / Diferença de Potencial Elétrico.............................................................................. 4 1.2) Corrente Elétrica(i) / Materiais Condutores e Isolantes ................................................................ 6 1.3) Resistividade / Resistência / Lei de Ohm ........................................................................................ 8 1.4) Potência / Energia / Efeito Joule.................................................................................................... 8 1.5) Tarifas .......................................................................................................................................... 10
CAPÍTULO II - POTÊNCIAS ATIVA, REATIVA E TOTAL OU APARENTE – FATOR DE POTÊNCIA..................................................................................................................................................... 11
1) RESISTÊNCIA ÔHMICA, REATÂNCIA INDUTIVA E REATÂNCIA CAPACITIVA....................... 11 2) IMPEDÂNCIA (Z)................................................................................................................................... 12 3. POTÊNCIAS ATIVA, REATIVA E TOTAL OU APARENTE............................................................... 13
3.1) Potência Ativa (Pa) ........................................................................................................................... 13 3.2) Potência Reativa Indutiva (Pr).......................................................................................................... 13 3.3) Potência Reativa Capacitiva (Pc) ..................................................................................................... 14 3.4) Potência Total ou Aparente (Pt ou Pap) ........................................................................................... 14 3.5) TRIÂNGULOS DE RESISTÊNCIAS E POTÊNCIAS ........................................................................ 14 3.6) Fator de Potência............................................................................................................................. 15
CAPÍTULO III - LUMINOTÉCNICA......................................................................................................... 17 1) QUAIS OS OBJETIVOS DE UM PROJETO LUMINOTÉCNICO? ....................................................... 17 2) TIPOS DE PROJETOS LUMINOTÉCNICOS......................................................................................... 17
2.1) Projetos de Ambientes Internos......................................................................................................... 17 2.2) Projetos de Ambientes Externos........................................................................................................ 17 2.3) Projetos de Iluminação de Fachadas e Monumentos........................................................................ 18 2.3.1) Processos de Projeto...................................................................................................................... 19 2.3.2) Estratégia para posicionamento dos pontos de luz ........................................................................ 20
3) CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS ............................................................................... 21 3.1) Espectro da Radiação Visível (luz visível) ........................................................................................ 21 3.2) Cores Primárias e Derivadas............................................................................................................ 22 3.3 ) Temperatura de cor.......................................................................................................................... 22 3.4 ) Índice de Reprodução Cromática..................................................................................................... 24 3.5) Influência Pisicofisiológica da Cor................................................................................................... 25 3.6 ) Fluxo Radiante (P) ........................................................................................................................... 25 3.7) Intensidade luminosa (I).................................................................................................................... 25 3.8) Fluxo Luminoso (Φ) .......................................................................................................................... 26 3.9) Iluminamento ou Iluminância (E) .................................................................................................... 26 3.10) Luminância (L)................................................................................................................................ 27
4) PROJETOS LUMINOTÉCNICOS DE AMBIENTES INTERNOS ........................................................ 28 4.1) Classificação geral dos sistemas de iluminação ............................................................................... 28 4.2) Condições a serem satisfeitas na iluminação.................................................................................... 28 4.3) Medição do iluminamento de interiores............................................................................................ 29 4.4) Controle da iluminação..................................................................................................................... 29 4.5) Elaboração do Projeto de Iluminação Interna Pelo Método dos Lúmens ........................................ 30
5) TIPOS DE LÂMPADAS E SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS ................................................ 36 5.1) Lâmpadas Incandescentes................................................................................................................. 36 5.2) Lâmpadas de Descarga..................................................................................................................... 38
6) ALGUMAS “DICAS” PARA PROJETOS LUMINOTÉCNICOS RESIDENCIAIS E COMERCIAIS .. 44 TABELAS ....................................................................................................................................................... 46
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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TABELA 1 – ILUMINÂNCIAS (ILUMINAMENTOS) MÉDIAS EM LUX................................................. 47 TABELA 2 – FATOR DE DEPRECIAÇÃO (D) ............................................................................................. 48 TABELA 3 - FATORES DE REFLEXÃO DE DIFERENTES MATERIAIS DE CORES ............................. 49
CATÁLOGOS DE FABRICANTES ............................................................................................................ 51
CAPÍTULO IV – FORNECIMENTO DE ENERGIA AOS PRÉDIOS .................................................... 52 1) DIAGRAMA ELÉTRICO – USINA / CONSUMIDOR .......................................................................... 52 2) GERAÇÃO E COGERAÇÃO DE ENERGIA.......................................................................................... 55
2.1) Geração............................................................................................................................................. 55 2.3) Cogeração .................................................................................................................................... 56
2.3) TIPOS DE USINAS GERADORAS TRADICIONAIS ....................................................................................... 57 2.3.1) Termelétricas ............................................................................................................................ 57 2.3.2) Hidrelétricas............................................................................................................................. 59 2.3.3) Nucleares.................................................................................................................................. 61
2.4) TIPOS DE USINAS ALTERNATIVAS GERADORAS DE ENERGIA ELÉTRICA............................................ 63 2.4.1) Eólica........................................................................................................................................ 63 2.4.2) Fotovoltaica ou Solar ............................................................................................................... 63 2.4.3) Biomassa................................................................................................................................... 64 2.4.4) Algumas Outras Fontes Alternativas........................................................................................ 64
3) TRANSMISSÃO DE ENERGIA ............................................................................................................. 69 4) SUBESTAÇÃO ABAIXADORA ............................................................................................................ 70 5) REDE DE DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA ................................................................................................ 71 6) REDE DE DISTRIBUIÇÃO SECUNDÁRIA .................................................................................. 74 7) DESCRIÇÃO DE CONDUTORES.......................................................................................................... 74 8) SISTEMA TRIFÁSICO DE DISTRIBUIÇÃO – TENSÕES E CORRENTES ........................................ 80 9) TIPOS DE CONSUMIDORES / PADRÕES DE ENTRADA / DIAGRAMA DE ENTRADA – PONTO DE CONSUMO.............................................................................................................................. 81
9.1) Tipos de Consumidores ..................................................................................................................... 81 9.2) Tipos de Padrões de Entrada de Energia.......................................................................................... 83 9.3) Diagrama Padrão de Entrada - Ponto de Consumo ......................................................................... 87
CAPÍTULO V – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS INTERNAS ............................................... 89 1) PROTEÇÃO GERAL E MEDIÇÃO ........................................................................................................ 89 2) CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO .................................................. 93
2.1) Quadro de distribuição de circuitos (QDC)...................................................................................... 93 2.2) Dispositivos de Proteção................................................................................................................... 95
3) CIRCUITOS TERMINAIS ...................................................................................................................... 98 3.1 RECOMENDAÇÕES PRÁTICAS..................................................................................................................100 4) PONTOS DE CONSUMO.......................................................................................................................102
4.1) Pontos de Iluminação.......................................................................................................................102 4.2) Pontos de Tomadas de Energia........................................................................................................103
5) TUBULAÇÕES E FIAÇÕES INTERNAS .............................................................................................107 5.1) Tubulações .......................................................................................................................................107 5.2) Fiações .............................................................................................................................................108
6) ELABORAÇÃO DE PLANTA TÉCNICA .............................................................................................114 6.1) Conteúdo de uma Planta Técnica ....................................................................................................114
7) PREVISÃO DOS ESPAÇOS NECESSÁRIOS PARA ENTRADA DE ENERGIA, MEDIÇÃO, CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO E OUTRAS UTILIDADES....................................................................120
7.1) Residências.......................................................................................................................................120 7.2) Pequenos Edifícios Residenciais, Comerciais e Públicos ................................................................120 7.3) Grandes Edifícios Residenciais, Comerciais e Públicos..................................................................121
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 3 -
INTRODUÇÃO
Muito temos escutado sobre a explosão das telecomunicações nos últimos anos. De fato, a evolução tecnológica de uma maneira geral é incontestável e contribuiu neste último século para que gradativamente mudemos nossos hábitos e nosso modo de viver. Entretanto, a tecnologia à disposição do homem não provocou alterações exclusivas em sua vida mas também nos espaços que ocupa. Os edifícios modernos têm recebido uma enorme infraestrutura para acomodar toda essa tecnologia, de forma que se tornem adequados ao seu tempo e atendam nossas necessidades atuais. A arquitetura deve estar atenta para essas mudanças, provendo as edificações dos espaços adequados à inserção de todos esses sistemas prediais. Apenas para se ter uma idéia do que estamos falando, listamos a seguir alguns desses sistemas prediais relacionados apenas com as instalações elétricas e de telecomunicações. Cada um desses sistemas tem suas exigências específicas. É importante notar que a maioria dos sistemas relacionados está presente em qualquer tipo de edificação moderna, mesmo naquelas consideradas mais simples, como as residenciais.
• Iluminação ( normal e de emergência) • Tomadas para energia estabilizada (computadores) • Tomadas de força (motores e equipamentos de
grande consumo) • Tomadas para telefone • Tomadas lógicas p/ computadores • Antena de TV (à cabo e coletiva) • Interfone • Sonorização • Circuito fechado de TV • Segurança e Alarme • Automação predial
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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CAPÍTULO I – Revisão de Conceitos Básicos de Eletricidade
1) GRANDEZAS FUNDAMENTAIS
1.1) Campo Elétrico / Diferença de Potencial Elétrico
Campo Elétrico : Alteração no espaço físico produzida por uma
partícula carregada, que faz com que outra partícula carregada
colocada em repouso neste espaço alterado, entre em movimento.
E A B
VA q VB
VAB = VA - VB = V (tensão ou ddp) [Volt] [V]
E: Campo elétrico
VA : Potencial elétrico no ponto A
VB : Potencial elétrico no ponto B
Diferença de Potencial Elétrico (ddp) ou Tensão: É o desnível do
potencial energético entre dois pontos. Sem tensão não há movimento
de cargas. Para que se estabeleça uma corrente elétrica em um
condutor, é necessário haver tensão entre os dois pontos extremos do
mesmo. Em eletricidade a terra é considerada como a referência de
potencial nulo. Todos os circuitos elétricos monofásicos são fechados
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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com a terra, ou seja, aterrados. Desta forma, o condutor de energia
que vem da Concessionária com um determinado potencial elétrico
(condutor fase), ao fechar contato com o condutor aterrado (condutor
neutro), possibilita, através da ddp estabelecida, o movimento das
cargas elétricas livres dentro do condutor, dando origem à corrente
elétrica que alimenta os aparelhos.
Observação: uma melhor compreensão do movimento das cargas
num campo elétrico, entre dois pontos de potenciais elétricos
diferentes, pode ser conseguida se pensarmos que este fenômeno é
análogo ao que acontece com os corpos providos de massa, se
movimentando no campo gravitacional, entre dois pontos de energia
potencial gravitacional diferente (um corpo em queda livre, por
exemplo). Lembramos que a energia potencial gravitacional, dada pela
expressão “E=mgh”, está relacionada com a altura do objeto em
relação a um determinado nível de referência. Um objeto não se
movimenta espontaneamente num campo gravitacional, de um ponto a
outro de mesma altura geométrica (movimento horizontal) assim como
uma carga elétrica não se movimenta entre dois pontos de mesmo
potencial elétrico. Para que haja movimento num campo gravitacional
é necessário desnível geométrico, assim como é necessário haver
desnível de potencial elétrico para o movimento das cargas num
campo elétrico.
A unidade de tensão no sistema internacional MKS é o Volt [V].
A tensão entre fase e neutro depende da Concessionária de energia
local. Em Minas Gerais a CEMIG fornece energia com tensão entre
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fase e neutro igual a 127V. Em várias cidades do Brasil,
especialmente no Nordeste, a tensão entre fase e neutro igual a
220V. A tensão entre duas fases depende do valor da tensão entre
fase e neutro.
Logo, em Minas Gerais a tensão entre fases é de 220V (V=127 3 ) e
na maioria das cidades do Nordeste é de 380V (V=220 3 ).
1.2) Corrente Elétrica(i) / Materiais Condutores e Isolantes
Corrente Elétrica: É o movimento de cargas num meio qualquer,
como num material condutor,por exemplo. A unidade de corrente no
sistema internacional MKS é o Ampère [A]
Em eletricidade o conhecimento da corrente elétrica que passa num
condutor, para atender a um ou vários equipamentos, é muito
importante, pois é a partir desde valor de corrente que serão
dimensionados os condutores e proteções necessárias para uma
instalação segura.
tqi =
i = Corrente elétrica [Coulomb / segundo] [ Ampère] [ A ]
q = carga elétrica total que passa numa seção transversal A [Coulomb] [ C ]
t = Intervalo de tempo para que a carga total q passe pela seção A
[segundo] [s]
V = v 3 , onde V= tensão entre fases
v= tensão entre fase e neutro
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 7 -
A corrente elétrica também pode ser expressa em função da potência
da carga inserida no circuito e da tensão de alimentação do mesmo,
conforme a expressão mostrada abaixo:
Onde:
i = Corrente elétrica [ Ampère] [ A ]
P = Potência total dos equipamentos a serem alimentados [Watt] [ W ]
V = Tensão de alimentação do circuito [Volt] [V]
Essa relação é muito utilizada nos projetos elétricos para o
dimensionamento de condutores, pois os fabricantes informam aos
usuários por intermédio de tabelas, quais são as correntes máximas
admitidas para as diversas seções comerciais. Conhecendo-se o valor
da corrente que passa pelo condutor para alimentar uma certa carga,
pode-se escolher o condutor de seção adequada para transportar
aquela corrente. Este é um dos critérios usados no dimensionamento
de condutores.
Materiais Condutores : são aqueles que permitem o “livre” fluxo de
cargas através deles. Possuem baixos valores de resistividade. São
muito usados para a fabricação de fios e cabos condutores de energia
elétrica. Ex.: metais em geral, terra.
Materiais Isolantes : são aqueles através dos quais as cargas têm
dificuldade de circular. Possuem altos valores de resistividade. São
usados como revestimento dos condutores de eletricidade e também
i = VP
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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nos elementos de suporte para esses condutores, quando se deseja
isolá-los de outras estruturas. Ex: Borracha, madeira, porcelana.
1.3) Resistividade / Resistência / Lei de Ohm
Resistividade (ρ) : Característica do material associada à
facilidade ou não de circulação de cargas livres através dele. Quanto
menor a resistividade de um material, melhor condutor ele será.
Unidade : [Ω . m]
Resistência (R) : Medida total da resistência oferecida por um
material à passagem das cargas elétricas. Representa a
proporcionalidade entre a tensão e a corrente elétrica. Unidade : [Ω]
V = R . i i = V/R
Lei de ohm
ALR .ρ
= onde, L : comprimento do condutor [ m]
A : área da seção transversal do condutor [ m² ]
A resistividade do cobre é de 1,79 x 10-8 Ω . m e a do alumínio é de
2,8 x 10-8 Ω . m.
1.4) Potência / Energia / Efeito Joule
Potência (P) : É a taxa em que um trabalho é realizado por um
agente, ou seja é o quociente do trabalho total que ele realizou pelo
correspondente intervalo de tempo t.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 9 -
tE
tWP ==
P : Potência desenvolvida pelo equipamento [ Joule / segundo ] [
Watt ] [ W ]
W : trabalho realizado [ Joule ]
E : energia consumida [ Joule ] [ W x s ] [ kW x hora ]
Em instalações elétricas costuma-se usar a expressão “carga
instalada” para se referir à potência consumida pelos equipamentos
que utilizam energia elétrica previstos naquela instalação.
Energia Elétrica (E) : é a responsável pelo funcionamento de certos
equipamentos, que a utilizam para realizar alguma forma trabalho
efetivo. Pode ser expressa em função da potência demandada pelo
equipamento para realizar o trabalho proposto e do tempo de
funcionamento.
tPE .=
A unidade de energia no sistema internacional MKS é o Joule [J] ou
Watt x segundo [W x s].
Efeito Joule : Transformação da energia elétrica em energia térmica.
Acontece espontaneamente na circulação das cargas elétricas através
de um condutor (corrente elétrica), provocando dissipação de calor.
Este princípio é utilizado em muitos dos nossos aparelhos
eletrodomésticos, tais como ferros de passar e máquinas de secar
roupa, chuveiros elétricos e aquecedores de água, dentre outros.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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1.5) Tarifas
As tarifas de energia estabelecidas pelas diversas Concessionárias
que prestam este serviço em todo o país, têm como base o kW x hora
de energia consumida, ou seja, para cada kW x hora registrado no
medidor do Consumidor, a Concessionária cobra um valor fixo. A
leitura do consumo é feita por funcionários da Companhia.
E = P x t [w x s] [kw x h]
Exemplo
Um chuveiro de 5.000 W ligado durante 10 minutos, consome:
E = 5.000W x 10 min. X 1/60 hora / min.
E = 833,3 W x h
E = 0,833 kW x h
Para uma tarifa de R$0,40 / kW x h, teremos:
Custo para o consumidor = 0,833 x R$0,40 = R$0,33
Exercício : Em uma residência, um chuveiro de 6.000W atende a 4 moradores
que tomam cada um, um banho de 10 minutos por dia.
a) Qual será o consumo mensal de energia em kW.h desta residência,
só relativo ao chuveiro?
b) Sabendo-se que o preço do kW.h cobrado pela Concessionária é
de R$0,18, qual será o valor a ser pago pela energia gasta nos
banhos?
c) Haveria algum ganho em termos de consumo de energia se esta
família substituísse o chuveiro por um aquecedor central elétrico de
1.500W, que ficaria ligado durante 2 horas por dia para atender aos
banhos de toda a família?
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 11 -
CAPÍTULO II - Potências Ativa, Reativa e Total ou Aparente – Fator de Potência
1) RESISTÊNCIA ÔHMICA, REATÂNCIA INDUTIVA E
REATÂNCIA CAPACITIVA
Nos circuitos elétricos estão inseridos equipamentos com
características e necessidades diferentes. Cada equipamento possui
internamente os componentes elétricos necessários ao
desenvolvimento do trabalho a que se propõe. Um chuveiro elétrico,
por exemplo, tem a função de aquecer instantaneamente a água que
passa por ele. Para realizar esse trabalho, é equipado com uma
resistência, que transformará a energia elétrica que o alimenta em
energia térmica (efeito Joule), que por sua vez é transferida para a
água. Dessa mesma forma, outros equipamentos elétricos com outras
funções s desempenhar, são equipados com outros componentes. As
naturezas das cargas existentes em um circuito são fundamentais
para o estudo do mesmo, interferindo, ora positiva ora negativamente,
em seu desempenho.
Do estudo da eletricidade na física já sabemos que as cargas elétricas
inseridas em um circuito podem ser basicamente de três tipos:
Cargas resistivas: são aquelas que fundamentalmente transformam
energia elétrica em calor. Estão enquadrados nesta categoria os
seguintes equipamentos: chuveiros e aquecedores elétricos de água,
secadoras de roupa, torradeiras, ebulidores, secadores de cabelo,
etc... Este tipo de equipamento possui uma resistência elétrica interna
que transforma energia elétrica em calor.
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Cargas indutivas: são aquelas nas quais existem enrolamentos de
fios, também chamados de bobinas. Nessa categoria estão
equipamentos auxiliares de lâmpadas de descarga (reatores) e os
motores em geral. Dessa forma, qualquer eletrodoméstico ou outros
equipamentos de cujo projeto interno faça parte um motor, enquadra-
se nesta categoria. Normalmente esses equipamentos são ao mesmo
tempo resistivos e indutivos. São exemplos: elevadores, bombas
hidráulicas, enceradeiras, máquinas de lavar roupa, etc...
Cargas capacitivas: são aquelas que possuem capacitores internos
ou que tenham a propriedade de “armazenar” certas quantidades de
energia em campos internos. São componentes mais raros nas
instalações elétricas prediais. Um exemplo é o motor síncrono
superexcitado.
Obrigatoriamente, o projeto elétrico de uma instalação predial deverá
contemplar uma avaliação da natureza das cargas inseridas nos
circuitos. Do resultado dessa análise dependem os dimensionamentos
e outras especificações de condutores e dispositivos de proteção das
instalações.
2) IMPEDÂNCIA (Z)
É a relação entre a tensão e a corrente num circuito elétrico, ou seja,
corresponde à resistência total do circuito.
Z = V/i Z = resistência ôhmica + reatância indutiva
ou
Z = resistência ôhmica + reatância capacitiva (soma vetorial)
Unidade : Ohm [Ω]
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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3. POTÊNCIAS ATIVA, REATIVA E TOTAL OU APARENTE
3.1) Potência Ativa (Pa)
É o tipo de potência consumida pelas resistências ôhmicas , ou seja,
pelas cargas puramente resistivas. Numa resistência, a variação da
forma de onda da corrente que a atravessa e da tensão aplicada,
acontecem simultaneamente, significando que tensão e corrente
estão em fase (φ=0º).
Aparelhos que consomem potência ativa, trabalham obedecendo o
princípio do Efeito Joule, transformando energia elétrica em calor. Ex.:
Lâmpadas incandescentes, chuveiros elétricos, aquecedores de água,
ferros de passar roupa, etc..
3.2) Potência Reativa Indutiva (Pr)
É a potência associada às resistências indutivas (XL - reatâncias
indutivas), ou seja, cargas que pela capacidade de induzir tensão em
si mesmas, criam uma oposição à passagem da corrente alternada
fazendo com que haja defasagem entre corrente e tensão (φ=90º).
Neste caso, o equipamento usa da energia elétrica consumida para
criar campo um magnético, necessário ao seu funcionamento. Está
presente em todas as bobinas. Ex.: Motores de indução (bombas de
água, elevadores, portões eletrônicos, enceradeiras, liquidificadores,
etc...), reatores de lâmpadas de descarga.
Este tipo de potência, apesar de inevitável no uso de inúmeros
aparelhos, não é bem vista nas instalações elétricas pois representa o
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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consumo de uma energia que não é convertida em trabalho direto, ou
seja é apenas usada como parte do processo de produção.
3.3) Potência Reativa Capacitiva (Pc)
É a potência associada às reatâncias capacitivas (XC). Ex.:
capacitores, motores síncronos superexcitados.
Ao contrário dos equipamentos com consumo de potência indutiva, os
capacitores são capazes de acumular eletricidade, armazenando
energia no sistema.
3.4) Potência Total ou Aparente (Pt ou Pap)
É a potência efetivamente demandada por uma determinada
instalação. Representa a soma das potências ativas e reativas
(indutivas e capacitivas).
Pa → unidade : w ou Kw
Pr → unidade : VAr ou KVAr
Pc → unidade : VAc ou KVAc
Pt ou Pap → unidade : VA ou KVA
3.5) TRIÂNGULOS DE RESISTÊNCIAS E POTÊNCIAS
3.5.1) Impedância num Circuito R-L (circuitos com resistência ôhmica e indutor)
A impedância (Z) em ohms [Ω] é a soma total das resistências em um circuito elétrico. Z XL 22 RXZ +=
R
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3.5.2) Impedância num Circuito R-C (circuitos com resistência ôhmica e capacitor)
R
Z XC 22 XcRZ +=
Potência Total num Potência Total
Circuito R-L num Circuito R-C
Pa
Pt ou Pap Pr Pc
Pt ou Pap
Pa
32 PrPaPt += 22 PcPaPt +=
3.6) Fator de Potência
Pap (VA) Pr (Var)
Pa (w)
Cos ϕ : fator de potência
Para cargas puramente resistivas Pr = 0
ϕ = 00
cos ϕ = 1
Cosϕ = PapPa
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 16 -
Para cargas puramente reativas ϕ = 900
cos ϕ = 0
Quanto maior o valor de cosϕ numa instalação, melhor é. O ideal
seria ter cosϕ =1. Para se corrigir o fator de potência nas instalações
onde ele está baixo, instala-se banco de capacitores logo após a
entrada de energia.
As Concessionárias de Energia estabelecem limites mínimos
aceitáveis, abaixo dos quais há sobretarifação (para a Cemig, cosϕ
mínimo=0,92). Por esta razão é importante escolher equipamentos
com altos fatores de potência, obtendo-se assim uma instalação
econômica.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 17 -
CAPÍTULO III - LUMINOTÉCNICA
1) QUAIS OS OBJETIVOS DE UM PROJETO LUMINOTÉCNICO?
• Utilização da energia de forma racional, evitando-se desperdícios
no consumo ou na adoção de número excessivo de equipamentos
de iluminação.
• Proporcionar conforto visual, prevendo-se as cores e o nível de
iluminamento adequados a cada tarefa a ser desempenhada nos
espaços projetados.
• Garantir conforto ambiental, evitando-se o superaquecimento dos
ambientes provocados por certos tipos de lâmpadas.
• Garantir a correta reprodução de cores nos locais onde este quesito
se faça importante.
• Valorizar objetos ou ambientes específicos, constituindo-se assim
em ferramenta adicional no sentido de torná-los esteticamente
agradáveis.
2) TIPOS DE PROJETOS LUMINOTÉCNICOS
2.1) Projetos de Ambientes Internos
Envolvem uma grande variedade de parâmetros e de soluções, face a
multiplicidade de usos e de funções dos ambientes a serem
iluminados. Por se tratar do principal enfoque da nossa abordagem,
será melhor detalhado nos itens a seguir.
2.2) Projetos de Ambientes Externos
Abrangem iluminação de vias públicas, praças, parques, jardins,
quadras esportivas, campos de futebol, etc... Também nesse caso as
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 18 -
exigências quanto ao tipo e nível de iluminação são bastante variadas,
podendo ir da necessidade apenas de definição de silhuetas (como
em passeios públicos por exemplo) até a importância de se exibir
detalhes de formas e cores, como nos casos de iluminação de
estádios de futebol visando o televisionamento.
Os métodos de cálculo e tipos dos equipamentos de iluminação
utilizados nos projetos de iluminação de exteriores são diferentes
daqueles utilizados para a iluminação de interiores e não serão
detalhados no presente trabalho.
2.3) Projetos de Iluminação de Fachadas e Monumentos
Esse tipo de iluminação é utilizada principalmente, com objetivos
estéticos. Através da iluminação artificial em fachadas de edifícios ou
em monumentos, podem ser criadas referências urbanas, além das
referências históricas, de volume e de cor. Edifícios inexpressivos ou
sem maior importância durante o dia, podem se tornar uma referência
marcante durante a noite. Da mesma forma, áreas significantes de dia
não serão necessariamente significantes ao anoitecer.
São inúmeras as vantagens do uso da iluminação como ferramenta de
destaque:
• Baixo custo de implantação, se comparado com outros recursos
arquitetônicos para a mesma finalidade.
• Versatilidade.
• Imagem ligada à Comunidade.
• Facilidade e rapidez de execução.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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2.3.1) Processos de Projeto
2.3.1.1) Análise da Eficiência Visual
• Superfície aparente ou percebida – é aquela resultante da relação
entre a posição do edifício a ser iluminado e a posição de um
observador. Tem que se levar em consideração onde os
observadores estarão em sua maioria.
• Reflexão, cor e texturas – a mesma fonte de luz, iluminando
superfícies diferentes, cria visualizações diferenciadas (é
importante como os materiais das fachadas são vistos pela luz
incidente). O mesmo elemento, iluminado por fontes de luz
diferenciadas, aparenta diferente. Assim, dois prédios, com
características de texturas idênticas, podem ser visualizados
diferentemente pela iluminação.
2.3.1.2) Posicionamento, intensidades e focos
A curva fotométrica mostra como uma determinada luminária ou
lâmpada direciona a luz no espaço, dando assim subsídios para a
escolha certa, caso a caso.
Em fachadas tem que se tentar usar a mínima potência possível
(máxima eficiência).
O foco talvez seja a ferramenta mais importante para a iluminação de
uma fachada. Já o posicionamento das luminárias, deve levar em
conta as possibilidades físicas do local e uma análise do trânsito de
veículos e pedestres, evitando-se ofuscamentos indesejados.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 20 -
2.3.1.3) Análise das sombras
O efeito das sombras deve sempre ser considerado nos projetos. Em
alguns casos as sombras são desejáveis, contribuindo para se
alcançar um determinado efeito visual. Em outros, podem ser
prejudiciais e deverão ser evitadas ou eliminadas através de recursos
de compensação (em museus por exemplo, as obras de arte têm
normalmente 2 ou 3 focos de luz para evitar as sombras que
descaracterizam o elemento).
Sob o ponto de vista da compensação das sombras, três situações
são possíveis:
• Elemento com sombra não compensada.
• Elemento com sombra compensada da mesma cor.
• Elemento com sombra compensada de cor diferente.
2.3.2) Estratégia para posicionamento dos pontos de luz
Nos projetos de iluminação em geral o posicionamento e a quantidade
dos pontos de luz depende do tipo de iluminação que se pretende,
dentro de um dos três tipos abaixo relacionados:
• Iluminação primária ou de base - Define contornos. Corresponde à
iluminação geral da fachada ou do ambiente.
• Iluminação secundária ou localizada – Define detalhes de uma
determinada área. Corresponde à iluminação localizada de uma
parte da fachada ou do ambiente.
• Iluminação local ou de destaque – Define detalhes de um
determinado elemento ou objeto.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 21 -
3) CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS
3.1) Espectro da Radiação Visível (luz visível)
A luz é uma radiação eletromagnética que causa uma sensação de
claridade, uma sensação visual. É como uma onda de rádio ou de
celular, só que sempre na cor branca, desde o infravermelho até o
ultravioleta, região do espectro visível. A cor é apenas um
comprimento de onda que, processado pelo nosso cérebro, nos faz ter
a sensação de cor, ou seja, a cor pode ser entendida tão somente
como a conseqüência ou capacidade do ser humano em distinguir
duas radiações de comprimento de onda. Nós não enxergamos a luz,
mas sim o retorno desta quando refletida por uma superfície. Ou seja,
enxergamos superfícies iluminadas, que são então as fontes
secundárias. Quando uma radiação atinge e se reflete em uma
superfície colorida, apenas o respectivo comprimento de onda retorna,
nos fazendo ter a sensação da cor.
ultrav.⏐violeta azul verde amarelo laranja vermelho⏐infravermelho
< Intervalo da radiação visível > Radiação ultravioleta ⇒ comprimento de onda λ< 38 Angstrons
Radiação infravermelho ⇒ comprimento de onda λ > 78 A°
V = f. λ , onde:
V = velocidade da luz = constante = 3 x 108 m/s
f = freqüência
λ = comprimento de onda
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 22 -
A luz branca ou solar, está composta de ondas eletromagnéticas com
diferentes comprimentos de onda dentro do intervalo visível de 400nm
a 700nm (1 nanômetro = 10-9 m), que contém todas as cores do arco-
íris. Quando um objeto é iluminado pela luz do sol, temos a certeza
que o estamos percebendo tal qual ele é na realidade pois o sol irradia
todos os comprimentos de onda visíveis. A iluminação artificial, por
mais que tente imitar a luz do sol, produz distorções nas cores, pois
cada tipo de lâmpada emite ondas de diferentes comprimentos.
3.2) Cores Primárias e Derivadas
As cores chamadas primárias são aditivas porque são radiadas pelo
sol ou lâmpadas. Se conjugarmos três radiações monocromáticas
vermelho, verde e azul, obteremos a cor branca.
Cores primárias ⇒ vermelho, verde e azul
Já as cores ditas secundárias, são subtrativas. São as cores refletidas
e geradas pela mistura de pigmentos cyan, magenta, amarelo e preto.
Todas as outras cores são derivadas de combinações entre as cores
primárias.
3.3 ) Temperatura de cor
Ao aquecermos um metal, esse radia inicialmente calor infravermelho.
A partir de um determinado momento, passa a radiar dentro do
espectro visível, inicialmente o vermelho e posteriormente o laranja, o
amarelo, o amarelo esverdeado, o branco e finalmente o azul. Se
fosse possível aquece-lo indefinidamente, esse passaria a radiar o
ultravioleta.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 23 -
O mesmo efeito se observa com a radiação solar que, em função do
ângulo de incidência na atmosfera, passa a radiar com diferentes
temperaturas de cor.
Numa lâmpada, a temperatura de cor descreve como ela aparenta
quando acesa. É medida em graus Kelvin, variando entre 1.5000 K
(cuja aparência é laranja/vermelho) e 9.0000 K (cuja aparência é
violeta). Numa escala crescente de temperatura de cor passamos do
laranja escuro (1.5000 K) para o laranja claro (2.5000 K); amarelo
escuro; amarelo claro (4.0000 K); branco (5.5000 K); azul claro; azul
escuro (7.5000 K); violeta (9.0000 K). Lâmpadas com alta temperatura
de cor (na faixa de 4.0000 K ou mais) são chamadas “lâmpadas frias” e
as com baixa temperatura de cor (na faixa de 3.0000 K ou menos), são
chamadas “lâmpadas quentes”.
Os seres humanos, sob fontes radiando baixas temperaturas de cor,
sentem sonolência, calor, calma e tranqüilidade. Sob fontes radiando
alta temperatura de cor sentem o inverso. As cores também são
influenciadas, pois sob uma radiação de baixa temperatura de cor, as
cores quentes (vermelho, laranja e amarelo) parecem mais vivas e
brilhante, e em oposto, as cores frias (verde, azul e violeta) parecem
mortas, e o inverso sob alta temperatura de cor.
Como nos últimos milhões de anos os seres humanos vivem
principalmente sob a radiação solar, criou-se uma memória genética
em seu cérebro, que espera então “ver” as cores como apresentadas
pelo sol em suas respectivas radiações, com diferentes temperaturas
de cor. Esta sensação, ou seja, emoção gerada pelas cores, tem que
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 24 -
ser levada em conta, principalmente no momento da realização de um
projeto, para com isso haver o efetivo destacamento das cores.
Também deve considerar que as fontes artificiais (lâmpadas) nem
sempre vão reproduzir as cores tal qual o sol. Mas o principal fato a se
levar em consideração é sempre que impusermos uma iluminação fora
dos padrões “esperados” de nossa memória, o cérebro tende a rejeitar
a cor, e gerar em nós sensações desagradáveis.
3.4 ) Índice de Reprodução Cromática
A reprodução de cor descreve o efeito que uma fonte de luz tem sobre
a aparência de um objeto colorido. A capacidade de reprodução de cor
de uma lâmpada é medida através do índice de reprodução cromática
– IRC. O IRC classifica a qualidade relativa de reprodução de cor de
uma fonte quando comparada com uma fonte de referência de mesma
temperatura de cor. A escala varia de 0 a 100, Um IRC de 100 indica
que não há alteração de cor, se comparada com uma fonte de
referência, e quanto mais baixo o IRC, mais pronunciadas serão as
alterações.
A reprodução de cor está relacionada com o espectro da luz.
Lâmpadas que têm no seu espectro todos os comprimentos de onda
(como as incandescentes, por exemplo), têm boa reprodução de cor.
Espectros descontínuos propiciam má reprodução de cor.
Nem toda lâmpada de baixa temperatura de cor tem boa reprodução
de cor. A lâmpada vapor de sódio, por exemplo, tem baixa
temperatura e péssima reprodução de cor. Já a lâmpada vapor
metálico, tem alta temperatura de cor e boa reprodução.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 25 -
3.5) Influência Pisicofisiológica da Cor
Paralelamente ao aspecto técnico, é preciso considerar que as cores
do meio ambiente em que nos encontramos, despertam reações
emocionais altamente subjetivas, que influenciam de forma marcante
nosso estado de ânimo.
As cores que no espectro visível vão do vermelho ao amarelo verdoso,
denominadas cores quentes, são excitantes e produzem uma
sensação de proximidade, Já as cores que vão desde o verde até o
azul, denominadas cores frias, produzem sensação de tranqüilidade e
descanso. As cores claras animam, enquanto que as escuras
deprimem. Portanto, para se conseguir o efeito cromático desejado, é
imprescindível conhecer a distribuição espectral das fontes de luz.
3.6 ) Fluxo Radiante (P)
É a quantidade de energia transportada por uma radiação. A unidade
do fluxo radiante é o Joule [ J ].
3.7) Intensidade luminosa (I)
É a potência emitida por uma fonte de luz, numa direção determinada.
É o limite da relação entre o fluxo luminoso em um ângulo sólido em
torno de uma direção dada e o valor deste ângulo sólido, quando este
ângulo tende para zero.
I = dΦ
dω
A unidade é a candela [cd] e corresponde à “intensidade luminosa na
direção perpendicular a uma superfície plana de área igual a
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 26 -
1/600.000 m², de um corpo negro, à temperatura de solidificação da
platina, sob pressão de 101.325 N/m²”.
As curvas de distribuição luminosa (curvas fotométricas ou diagramas
polares) fornecidas pelos fabricantes, fornecem as intensidades
luminosas para ângulos e alturas variadas a partir da fonte, em
candelas/1.000 lumens.
3.8) Fluxo Luminoso (Φ)
É a potência total da radiação emitida por uma fonte de luz. É a
grandeza característica de um fluxo energético exprimindo sua aptidão
de produzir uma sensação luminosa no ser humano, através do
estímulo da retina ocular, avaliada segundo os valores da eficácia
luminosa relativa admitidos pela Comissão Internacional C.I.E..
A unidade é o lúmen [lm].
A eficiência luminosa de uma lâmpada é obtida pela relação entre o
fluxo e a potência elétrica consumida.
Eficiência = Φ [lm/w]
P
3.9) Iluminamento ou Iluminância (E)
É a relação entre o fluxo luminoso e a superfície irradiada.
A unidade é o Lux.
E = Φ [lm/m²] [lux]
Α
A Norma Brasileira (NBR-5423 – Iluminância de Interiores), estabelece
os valores de iluminamentos requeridos por diversos ambientes de
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 27 -
trabalho. Alguns exemplos estão apresentados na tabela 1 do anexo.
Para outros ambientes não listados, consultar a Norma na íntegra.
3.10) Luminância (L)
É a medida de sensação de claridade da superfície iluminada.
L = I/A [cd/m²] [Nit]
Um valor inadequado de luminância pode produzir o que chamamos
de ofuscamento, ou seja, uma condição de desconforto na visão ou
uma redução na capacidade de ver objetos.
Luminárias sem proteção de um difusor, muitas vezes expondo a
lâmpada nua, como é o caso das calhas chanfradas para lâmpadas
fluorescentes, muito utilizadas em instalações comerciais e industriais,
propiciam altos valores de luminância e conseqüentemente grande
ofuscamento.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 28 -
4) PROJETOS LUMINOTÉCNICOS DE AMBIENTES INTERNOS
4.1) Classificação geral dos sistemas de iluminação
• Iluminação direta: o fluxo luminoso proveniente das luminárias
atinge diretamente a superfície de trabalho. É o sistema de
iluminação de maior rendimento.
• Iluminação indireta: o fluxo luminoso só atinge a superfície de
trabalho depois de refletido no teto ou parede. Tem menor
rendimento, apresentando, contudo, um bom efeito decorativo.
Neste tipo de iluminação é comum a utilização de sancas e
sanefas.
• Iluminação mista: parte do fluxo luminoso atinge diretamente a
superfície de trabalho e parte será dirigido à mesma através de
reflexões sucessivas em outras superfícies.
4.2) Condições a serem satisfeitas na iluminação
• Evitar o deslumbramento, que é a sensação de mal estar que o olho humano experimenta quando recebe raios luminosos de uma fonte de alta luminância. Como consequência, o indivíduo poderá ficar impedido de exercer sua perfeita função visual.
• Obter distribuição uniforme dos iluminamentos. • Proteger as fontes de luz contra poeiras, água, choques mecânicos
ou outras agressões. • Garantir segurança e boas condições para o indivíduo nas trocas e
manutenções. • Garantir um nível de iluminamento conveniente para a utilização do
ambiente. • Explorar o efeito decorativo da iluminação.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 29 -
4.3) Medição do iluminamento de interiores
A medição do nível de iluminamento em um determinado ambiente é
feita através de um aparelho chamado luxímetro (fotômetro),
devidamente calibrado. As medições deverão ser feitas com os
aparelhos se deslocando nos planos de trabalho (aproximadamente a
70cm do piso). Em instalações novas, deve-se manter a iluminação
funcionando algumas horas antes de se iniciar as medições, para que
as fontes de luz atinjam seu ponto normal de funcionamento.
4.4) Controle da iluminação
• Interruptores comuns: simples para comando de um ou mais pontos de luz em um único local; paralelos (three way) e intermediários (four way) para comando de um ou mais pontos de luz de dois ou mais locais diferentes.
• Sensores de presença (detector de movimento + unidade de controle + relé): acionam a lâmpada quando alguém se aproxima. Seu raio de ação é limitado e depende do modelo. Após um tempo programado, desliga automaticamente.
• Sensores fotoelétricos (detector de luz natural + unidade de controle + relé) – através de dimers, controlam a quantidade de luz necessária, em função da quantidade de luz natural que entra no ambiente.
• Células fotoelétricas usadas para acender uma iluminação externa ao anoitecer e desligá-la ao amanhecer.
• Temporizadores (minuterias) - matêm um conjunto de lâmpadas acesas durante um tempo programável (da ordem de minutos), apagando-as automaticamente depois de transcorrido este tempo.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 30 -
• Dimers (variadores de luminosidade) - permitem a regulagem da intensidade de iluminação a ser emitida pela lâmpada. Já existem versões para lâmpadas fluorescentes.
4.5) Elaboração do Projeto de Iluminação Interna Pelo Método dos Lúmens
O projeto luminotécnico determinará o tipo de lâmpadas e
equipamentos de iluminação mais adequados para um determinado
local, fixando posições de instalação e potências necessárias para
uma boa iluminação.
Para a elaboração do projeto será necessário, inicialmente, definir os
seguintes parâmetros:
• Comprimento e largura do local (índice do local).
• Altura de montagem.
• Cores do teto, paredes e pisos (refletância).
• Modelo das luminárias a serem utilizadas (fator de utilização).
• Tipos de lâmpadas a serem usadas (fluxo luminoso).
• Tipo de uso do ambiente a ser projetado.
O nível de iluminamento desejado deverá ser fixado pelo projetista levando-se em consideração o tipo de ambiente. O valor estabelecido nunca poderá ser menor que o limite inferior previsto na Norma Brasileira. Em ambientes com uso exclusivamente diurno, a iluminação natural poderá ser considerada como contribuição para efeito de redução no nível de iluminação artificial. Admite-se nesses casos uma distribuição não uniforme de luminárias, reduzindo-se o número de luminárias nas regiões mais favorecidas pela iluminação natural. O número e forma
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 31 -
dos fenestrais (janelas e aberturas para o ambiente externo por onde entra a luz natural) serão de grande importância no sentido de se procurar obter a maior eficiência possível. O fluxo luminoso necessário a um ambiente será dado por:
Φ = E x A
d x u O número de lâmpadas necessárias será dado por:
n = Φ
ΦL
O número de luminárias necessárias será dado por:
Onde :
E = iluminância [lux]
A = área do local [m²]
d = fator de depreciação
u = fator de utilização
n = número mínimo de lâmpadas a serem projetadas
N = número mínimo de luminárias a serem projetadas
Φ = fluxo luminoso total
ΦL = fluxo luminoso da lâmpada (obtido de tabelas que apresentam as
características das lâmpadas)
Fator de depreciação (d) : parâmetro associado à redução do fluxo luminoso com o tempo de uso de aparelho de iluminação. As principais causas são: perda de rendimento das lâmpadas; acúmulo
arialuporlampadasdenumerolampadasdetotalnumeroN
min'''''''
=
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 32 -
de poeiras e pós nos equipamentos e nas lâmpadas; diminuição do poder refletor das paredes e do teto, em conseqüência de seu escurecimento progressivo. Pode ser obtido diretamente das tabelas dos fabricantes ou na tabela 2, apresentada a seguir.
Fator de utilização (u): é a razão entre o fluxo utilizado e o fluxo
emitido pelas lâmpadas. Depende principalmente da distribuição e
absorção de luz efetuada pelos aparelhos de iluminação, das
dimensões do compartimento e das cores das paredes e do teto
caracterizadas pelos fatores de reflexão (ver tabelas 8.24 e 8.25 do
Niskier, reproduzidas a seguir). Os fatores de utilização devem ser
obtidos nas tabelas específicas de cada fabricante. Os métodos
usados para obtenção destes valores são ligeiramente diferentes para
cada fabricante, em função da forma como são elaboradas suas
tabelas.
Os fatores de reflexão adotados pelos fabricantes seguem um certo
padrão, girando em torno de valores pré-fixados em 10%, 30%, 50% e
75%. Em geral, os pisos são considerados escuros, não deixando
muita alternativa para os projetistas. Para se entrar nas tabelas que
fornecem os fatores de utilização dos equipamentos, o projetista
deverá escolher dentre as alternativas ofertadas para reflexão de teto,
parede e piso, a que mais se aproxima dos valores reais das cores e
texturas usadas no projeto.
Distribuição dos Equipamentos no Ambiente: para distribuição dos
equipamentos de iluminação devemos sempre observar, nas tabelas
dos fabricantes, a recomendação de distância máxima permitida entre
duas luminárias. Na falta desta informação poderemos adotar, como
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 33 -
dado prático, o afastamento máximo entre dois equipamentos igual a
um pé direito. Para distribuições uniformes, a distância entre a parede
e o eixo da primeira linha de luminárias, deverá ser igual à metade da
distância entre duas luminárias.
Um enfoque mais decorativo para um determinado ambiente, permitirá distribuição aleatória dos equipamentos, conforme o gosto pessoal do projetista, que poderá valorizar, através de iluminação específica, áreas restritas de um dado ambiente ou detalhes de objetos (iluminação secundária, local ou de detalhe). Lembrar que no caso da iluminação de detalhe, a relação de causa e efeito está muito além de um simples cálculo, pois deve atender a uma necessidade que é imposta pelo olho humano. Por vezes, muita luz só vai causar uma agressão e não atingir o objetivo a destacar.
Devemos entender que iluminar não é apenas clarear. Temos que considerar uma composição entre cor, temperatura de cor e iluminamento. Assim há de se considerar as cores predominantes a serem iluminadas, a temperatura de cor da fonte primária radiante e o iluminamento (quantidade de luz) estabelecido no projeto. A sistemática de cálculo teórico dessa trilogia é extremamente complexa, o que na prática resulta muito mais simples a manutenção do projeto dentro da faixa de conforto.
Além do método dos lumens para cálculo de iluminação de interiores,
existem também os métodos do ponto a ponto e das cavidades zonais.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 34 -
Exercício:
Projetar usando os métodos da Phillips e da GE a iluminação para
uma sala comercial medindo 8,0m x 4,0m, com 3,0m de pé direito,
sabendo-se que:
O teto é branco, as paredes são cor creme e o piso é de carpete
cinza.
A iluminação será feita com lâmpadas fluorescentes de 40w ou
de 32w, usando-se luminárias para 2 lâmpadas ou 4 lâmpadas
cada uma.
O ambiente é normal e o intervalo entre duas manutenções é de
aproximadamente 5.000 horas.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 36 -
5) TIPOS DE LÂMPADAS E SUAS PRINCIPAIS
CARACTERÍSTICAS
5.1) Lâmpadas Incandescentes
Consistem basicamente de um filamento espiralado, que é
levado à incandescência pela passagem da corrente elétrica
(efeito Joule). Sua oxidação é evitada pela presença de gás
inerte ou vácuo dentro do bulbo que contém o filamento.
• Vida útil média = 1.000h
• Eficiência luminosa = 15 lm/w
• Tensão de funcionamento = 127 ou 220V
• Fator de potência = 1
• Não necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento.
• Índice de reprodução de cor (IRC) excelente (IRC=100)
• Temperatura de cor = 2.800ºK
• Potências mais usuais: 36w, 40w, 54w, 60w, 100w, 150w
Aplicações : iluminação residencial em geral; aparelhos
eletrodomésticos; faróis de veículos; fotografia e cinema.
5.1.2) Lâmpadas Halógenas com Refletor Dicróico e Parabólico
São da família das lâmpadas incandescentes, ou seja, possuem
filamento que é levado à incandescência com a passagem da
corrente. A diferença está no gás halogênio presente no interior
do bulbo, que ao combinar-se com o tungstênio evaporado do
filamento, deposita-se novamente sobre o filamento, recompondo-
o. Em conseqüência desse ciclo, chamado ciclo do halogênio, a
vida útil das lâmpadas halógenas é bem maior que a das
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 37 -
incandescentes comuns. O bulbo de quartzo projetado para
suportar as altas temperaturas produzidas por esse tipo de
lâmpada, retém gordura com facilidade. Essa gordura “frita” com a
elevação de temperatura, provocando micro-fissuras no bulbo, por
onde escapa o gás, fazendo com que a lâmpada queime. Por
essa razão não se deve tocar com as mãos no bulbo dessas
lâmpadas, mantendo-o permanentemente limpo.
As lâmpadas halógenas que possuem refletor dicróico
(popularmente chamadas de “Dicróicas”), refletor de alumínio
comum (do tipo “AR”) ou parabólico (do tipo “PAR”), possuem
facho mais fechado que as lâmpadas incandescentes comuns.
Para cada modelo haverá uma abertura diferente do facho.
Alguns tipos de halógenas possuem forma tubular, com encaixe
tipo bipino.
Em um refletor dicróico, todo comprimento de onda produzido
pela lâmpada na forma de calor (infravermelho) é tido como
transparente para o refletor, que projeta para frente apenas luz
visível, reduzindo assim o calor emitido em cerca de 30% em
relação a outras lâmpadas.
• A maioria das lâmpadas do tipo “dicróica” trabalha em tensão
de 12V, necessitando, portanto, de transformador de tensão
(de 220V/12V ou de 127V/12V, dependendo da tensão da rede
de alimentação). Recentemente foram lançadas dicróicas para
tensão de 127V, que dispensam o uso de transformador. As
potências mais comuns são de 35w e de 50w.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 38 -
• As do tipo halógena e PAR são fabricadas para tensão de
alimentação de 127V e 220V (para determinadas potências só
existem para 220V). A menor potência é de 35w para
lâmpadas do tipo par e de 500W para halógenas.
• Nos 3 casos a reprodução de cor é excelente (IRC=100). Nas
do tipo Par há grande geração de calor, pois devido à forma do
refletor toda a radiação é jogada para frente. Nas do tipo
“dicróicas” o refletor joga as radiações infravermelhas para
trás, reduzindo em até 30% o calor produzido pela lâmpada.
• Temperatura de cor = 3.200ºK
Aplicações : iluminação direcionada e de detalhes, como em
vitrines e objetos de arte por exemplo, para as dicróicas e par;
iluminação geral para locais de pé direito elevado ou em
projetores, para as do tipo halógena de grande potência ou Par.
As lâmpadas do tipo Par possuem refletor parabólico de vidro
prensado, podendo ser utilizadas em iluminação externa,
cuidando-se apenas para que a luminária inclua uma conexão à
prova d’água entre ela e o refletor.
5.2) Lâmpadas de Descarga
Lâmpada em que a luz é produzida pela incidência de radiações
em uma pintura fosforescente interna ao bulbo, radiações essas
provocadas por uma descarga elétrica em um gás, vapor de
metal ou numa mistura de diversos gases e vapores.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 39 -
5.2.1) Lâmpadas Fluorescentes e Fluorescentes Compactas (tipo PL)
• Vida útil média = 7.500h p/ fluorescentes de cátodo frio e
25.000h p/ fluorescentes de cátodo quente. As modernas
Energy Saver FH T5 de 14w da Osram, possuem 16.000h de
vida útil e as fluorescentes compactas, acima de 5.000h.
• Eficiência luminosa = 65 lm/w a 105lm/w (para os modelos
mais modernos, como o tipo T5 da Osram). Para as
fluorescentes compactas varia entre 50lm/h a 70lm/w.
• Tensão de funcionamento = 127V ou 220V
• Fator de potência do equipamento auxiliar = varia de 0,50 a
0,98. Para a maioria das fluorescentes compactas o FP=0,50.
• Necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento
(reator). As lâmpadas de partida convencional necessitam
também de starter.
• Reprodução de cor: são fabricadas em diversas
composições de sais, produzindo tonalidades bem variáveis.
Algumas se aproximam da reprodução de cor das lâmpadas
incandescentes. (IRC=78 para lâmpada fluorescente de 20w
tipo T10 da Osram; IRC=85 para lâmpada fluorescente de 16w
tipo T8 da Osram.
• Temperatura de cor = 4.000ºK a 6.500ºK
• Potências mais usuais :
Fluorescentes comuns – 16w, 20w, 32w, 40w, 65w e
110w (tipo HO)
Fluorescentes compactas – 9w, 13w e 26w
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 40 -
Aplicações : iluminação comercial e industrial em geral;
garagens e áreas comuns de condomínios. As fluorescentes
compactas podem ser usadas em substituição às
incandescentes no uso residencial, desde que especificadas
com baixa temperatura de cor.
5.2.2) Lâmpadas Vapor de Mercúrio
• Vida útil média = 18.000h
• Eficiência luminosa = 50 lm/w
• Tensão de funcionamento = 220V
• Fator de potência do equipamento auxiliar = varia de 0,70 a
0,85
• Necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento
(reator).
• Reprodução de cor: De um modo geral distorcem a cor,
emitindo uma luz de cor azulada. A maioria possui uma
camada interna de fósforo para correção da cor. IRC=47.
• Temperatura de cor = 5.000ºK
• Potências mais usuais : 80w, 125w, 250w, 400w, 700w,
1.000w
Aplicações : iluminação industrial em geral; vias públicas;
pátios; estacionamentos; campos e quadras esportivas;
fachadas e monumentos.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 41 -
5.2.3) Lâmpadas Vapor de Sódio
• Vida útil média = 12.000h, chegando a 30.000h nas
modernas SON Plus Pia da Phillips
• Eficiência luminosa = 100 lm/w, chegando a 150lm/w na
SON Plus Pia de 600w da Phillips
• Tensão de funcionamento = 220V
• Fator de potência do equipamento auxiliar = varia de 0,35 a
0,80
• Necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento
(reator).
• Reprodução de cor : Distorcem a cor, emitindo uma luz de
cor amarelada. IRC=35.
• Temperatura de cor = 3.000ºK
• Potências mais usuais : 70w, 150w, 250w, 400w, 600w,
1.000w
Aplicações : iluminação industrial em geral; vias públicas;
pátios; estacionamentos; campos e quadras esportivas;
fachadas e monumentos.
5.2.4) Lâmpadas Multivapores Metálicos
• Vida útil média = 12.000h
• Eficiência luminosa = 80lm/w a 90 lm/w
• Tensão de funcionamento = 220V
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 42 -
• Fator de potência do equipamento auxiliar = 0,90
• Necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento
(reator).
• Reprodução de cor excelente. IRC=80 a 95
• Temperatura de cor = 4.000ºK a 7.000ºK
• Potências mais usuais : 70w, 150w, 250w, 400w,1.000w
Aplicações : iluminação comercial em geral; iluminação
industrial em geral; vias públicas; pátios; estacionamentos;
campos e quadras esportivas; fachadas e monumentos.
5.2.5) Lâmpadas Mistas
• Vida útil média = 6.000h
• Eficiência luminosa = 25 lm/w
• Tensão de funcionamento = 220V
• Fator de potência = 1,0
• Não necessita equipamento auxiliar para seu funcionamento.
• Reprodução de cor : Razoável.
• Temperatura de cor = 3.500ºK
• Potências mais usuais : 160w, 250w, 500w
Aplicações : iluminação industrial em geral; pátios;
estacionamentos.
5.2.6) Fibras Óticas
Usa-se o sistema de iluminação por fibras óticas como recurso
para se separar a fonte de luz da área a ser iluminada. O
funcionamento se dá através de uma lâmpada halógena com
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 43 -
refletor dicróico de 250W/24V ou vapor metálico de 150W,
acondicionada dentro de um gabinete metálico juntamente com
outros dispositivos óticos, eletrônicos e mecânicos (fonte), que
projeta sua luz em espelhos, “forçando” a luz a passar através
de uma guia que pode ser de plástico, vidro ou líquida, da fonte
de luz até o local que necessita ser iluminado. A qualidade da
luz emitida está relacionada com a geração da luz dentro das
fontes e com os materiais utilizados na fabricação das fibras.
Cada fonte pode ter até 7 ou 8 cabos indo para pontos distintos.
A fibra é um material muito caro e vendido por metro, por isso
as medidas de projeto têm que ser precisas. As fontes não
podem ser colocadas muito distantes dos pontos a serem
atingidos pelas fibras, pois se observa uma queda na luz
“transmitida” de mais ou menos 5% por metro. Recomenda-se
que as distâncias máximas sejam de 10m, não devendo
ultrapassar 6m para instalações aquáticas, como por exemplo,
na iluminação de piscinas.
Opcionalmente pode-se ter na fonte um vidro refletor giratório,
que proporciona uma contínua mudança de cores na luz
projetada através da fibra.
Para maiores detalhes de cada tipo de lâmpada ou dos
equipamentos de iluminação a serem especificados nos
projetos luminotécnicos, consultar os catálogos dos fabricantes.
A título de ilustração, apresentamos em seqüência às tabelas,
cópias de catálogos contendo características de algumas
lâmpadas e luminárias encontradas no comércio.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 44 -
6) ALGUMAS “DICAS” PARA PROJETOS LUMINOTÉCNICOS
RESIDENCIAIS E COMERCIAIS
• Lâmpadas halógenas do tipo AR não jogam luz para trás,
possuindo por isso facho bem focado. São puramente cênicas,
não podendo ser aplicadas para iluminação geral mas sim para
iluminação de destaque ou de tarefa.
• Recomenda-se muito critério na dimerização de lâmpadas do
tipo halógenas, pois em baixas potências se têm também
baixas temperaturas, o que prejudica o ciclo do halogênio, que
necessita de altas temperaturas para acontecer. Sugere-se
reduzir em no máximo 40% do valor da potência nominal da
lâmpada, ligando-a de vez em quando na potência máxima,
pois caso não ocorra o ciclo do halogênio, ela passará a
funcionar como uma lâmpada incandescente comum.
• Na iluminação de cozinhas e áreas de serviço dar preferência
lâmpadas de cores mais frias (da ordem de 4.000 a 5.000º K).
Entretanto, se a copa ou cozinha for um espaço a ser
compartilhado com amigos, usar lâmpadas de 3.000º K.
• Em escritórios de residências a tendência atual é a de se usar
um nível mais baixo de iluminamento para a iluminação geral
(cerca de 300 lux), reforçando as áreas de trabalho com
iluminação localizada.
• Em salas de visita e de jantar o mais importante são as pessoas
e não os objetos. Cuidar para produzir iluminação tanto no
plano vertical como no horizontal.
• Closets e provadores de roupa necessitam lâmpadas com boa
reprodução e baixa temperatura de cor, e que não esquentem o
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 45 -
ambiente. Uma boa alternativa para os espelhos é o uso de
lâmpadas fluorescentes distribuídas ao longo do espelho,
iluminando por igual, sem proporcionar sombras indesejáveis.
• Para espelhos de banheiros uma boa alternativa é o uso de
arandelas laterais, posicionadas na altura dos olhos, o que evita
o aparecimento de sombras.
• Radiações infravermelhas como as emitidas pelas lâmpadas de
filamento – incandescentes e halógenas – provocam
aquecimento, ocasionando efeito “craquelê” em pinturas e
obras de arte, devido à sucessão de dilatações e contrações
das superfícies. Já as radiações ultravioletas emitidas pela
maioria das lâmpadas de descarga, podem provocar o
desbotamento na cor. Já existem no comércio filtros para
radiações ultravioletas e infravermelhas, que devem ser usados
como proteção e conseqüente preservação das obras de arte.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 46 -
TABELAS
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 47 -
Tabela 1 – ILUMINÂNCIAS (ILUMINAMENTOS) MÉDIAS EM LUX
ATIVIDADES AMBIENTE NBR-5423/92
Auditórios e Anfiteatros
Bancos
Bibliotecas
Escolas
Escritórios
Hospitais
Hotéis e Restaurantes
Lojas
Residências
• platéia
• atendimento ao público
• salas de datilógrafas
• salas de gerentes
• guichês
• arquivo
• salas de leitura
• estantes
• salas de aula
• quadro negro
• desenho decorativo
• mesa de trabalho /
pronto socorro
• radioterapia
Cozinhas:
• geral
• local
• vitrines e balcões
Sala de estar
• geral
100 - 200
300-750
300-750
300-750
300-750
200-500
300-750
200-500
200-500
300-750
300-750
300-750
100-200
150-300
300-750
750-1.500
100-200
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 48 -
Residências
Esportes
• local (leitura e escrita)
Cozinhas:
• geral
• local (fogão e mesa)
Halls, escadas e garagens:
• geral
• local
Banheiros
• geral
• local
Quarto de dormir
• geral
• local (espelhos e cama)
• salão para ginástica
• salão p/ recreação
• salão p/ quadra de tênis
300-750
100-200
200-500
75-150
200-500
100-200
200-500
100-200
200-500
150-300
100-200
300-750
Tabela 2 – FATOR DE DEPRECIAÇÃO (d)
PERÍODO DE
MANUTENÇÃO
AMBIENTE 2.500 HORAS 5.000 HORAS 7.500 HORAS
Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 49 -
Tabela 3 - FATORES DE REFLEXÃO DE DIFERENTES
MATERIAIS DE CORES
MATERIAIS
%
CORES
%
Asfalto sem poeira 7 Escuras 15-30 Cal 85-88 Médias 30-50 Cantaria 25-60 Claras 50-70 Cerâmica Vermelha 30 Muito Claras 50-70 Concreto Aparente 55 Brancas 85-75
Gesso (branco) 90-95 Cinzenta 25-60 Granito 40 Parda 08-50 Granolite 17 Pérola 72 Macadam 18 Alumínio Polido 60-70 Pedregulho 45 Cromo 60-65 Terra 13 Aço Inox 55-65 Tijolo 7-20 Esmalte 60-90 Tecido escuro (lã) 13-48 Amarelas 30-70 Grama escura 2 Azul 05-55 Livros em estantes 6 Bege 25-65 Madeira clara 13 Branca 85-95 Madeira escura 7-13 Casca de Ovo 81 Nuvens 80 Creme 60-68 Papel Branco 80-85 Marfim 71-77 Troncos de árvores 3-5 Muito escuras 0-15 Vegetação 25 Preta 04-08 Veludo Preto 0,2-1 Rosa 35-70 Espelhos 80-90 Verde 12-60 Vermelha 10-35
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 51 -
CATÁLOGOS DE FABRICANTES
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 52 -
CAPÍTULO IV – FORNECIMENTO DE ENERGIA AOS PRÉDIOS
1) DIAGRAMA ELÉTRICO – USINA / CONSUMIDOR
A energia elétrica utilizada para o funcionamento dos diversos
equipamentos existentes em nossas instalações, inicia-se nas usinas
geradoras, responsáveis pela transformação de energia de diversas
formas em energia elétrica. A partir de sua produção, a energia deverá
ser transportada até os centros consumidores através das chamadas
linhas de transmissão. Chegando nas proximidades dos centros
consumidores precisa passar por um processo de transformação, de
forma que os níveis de tensão sejam adequados à distribuição aos
consumidores. Isso se dá em equipamentos chamados
transformadores de potencial, instalados em locais apropriados,
denominados “subestações”. A partir daí a energia é levada até os
usuários em sistemas de distribuição públicos aéreos ou subterrâneos,
entrando nas edificações e sendo finalmente disponibilizada para o
funcionamento dos equipamentos elétricos. Todo esse trajeto da
energia desde a geração até o consumidor final está representado no
diagrama da página seguinte. Para a identificação das diversas partes
do sistema mostrado, veja a legenda na página seguinte.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 53 -
Legenda do Diagrama Elétrico – Usina/Consumidor:
G Usina Geradora
TE Transformador Elevador (eleva a tensão na rede)
TA Transformador Abaixador (abaixa a tensão na rede)
S Subestação Transformadora (lugar onde se faz transformação do
nível de tensão na rede)
SA Subestação Abaixadora
LT Linha de Transmissão (alta tensão) – é uma rede de alta
tensão que transmite energia sem distribuir (3 fases), desde a
usina geradora até a chegada ao centro urbano ou polo
industrial
RDP Rede de Distribuição Primária - distribui energia em média
tensão (3 fases) para grandes consumidores
RDS Rede de Distribuição Secundária - distribui energia em baixa
tensão (3 fases+neutro) para pequenos e médios
consumidores monofásicos (tipoA–F+N), bifásicos (tipoB–
F+F+N) e trifásicos (tipo D–F+F+F+N)
F/N Condutores fase e neutro
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 55 -
2) GERAÇÃO E COGERAÇÃO DE ENERGIA
2.1) Geração
A geração de energia elétrica é a transformação de qualquer tipo de
energia em energia elétrica. Esse processo ocorre em duas etapas.
Na 1ª etapa, uma máquina primária transforma qualquer tipo de
energia, normalmente hidráulica ou térmica, em energia cinética de
rotação. Em uma 2ª etapa, um gerador elétrico acoplado à máquina
primária transforma a energia cinética de rotação em energia elétrica.
O sistema de geração é formado pelos seguintes componentes:
• Máquina primária – transforma qualquer tipo de energia em
energia cinética de rotação para ser aproveitada pelo gerador.
As principais máquinas utilizadas são motores diesel, turbinas
hidráulicas, turbinas a vapor, turbinas a gás e eólicas.
• Geradores – transformam a energia cinética de rotação das
máquinas primárias em energia elétrica. São dimensionados de
acordo com a potência que a máquina primária pode fornecer.
Além da potência, o tipo de máquina primária (eólica, hídrica,
térmica, etc...) define também a velocidade de rotação que irá
ser transmitida ao gerador e, em função dessa velocidade são
definidos o número de pólos do gerador e a freqüência de
operação do sistema elétrico. Por exemplo, no Brasil essa
freqüência é de 60 Hz e no sistema de geração do Paraguai a
freqüência é de 50 Hz.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 56 -
• Transformadores – equipamentos utilizados para elevar ou
rebaixar o nível de tensão, pois uma vez gerada a energia
elétrica, existe a necessidade de se compatibilizar o nível de
tensão do sistema ao qual o grupo gerador será ligado. Desta
forma um grupo gerador que gera energia a uma tensão de
13,8kV pode ser ligado a uma linha de transmissão de 69kV pois
o transformador instalado após o gerador fará o ajuste de
tensão.
• Sistema de controle, comando e proteção – Para interligar um
grupo gerador a uma rede de transmissão ou distribuição, são
necessários vários requisitos. Em primeiro lugar, a tensão de
saída do gerador não pode variar mais que 10% para cima ou
para baixo. O controle da tensão é feito através da excitatriz do
próprio gerador. É preciso ainda fazer o sincronismo com a rede
antes de comandar o fechamento da linha. Para isso são
necessários vários equipamentos de manobra e proteção, tais
como TC’s, TP’s, relés e disjuntores. O quadro de comando e
proteção reúne todos os equipamentos e permite ao operador
supervisionar o funcionamento do sistema e atuar imediatamente
caso se faça necessário.
2.3) Cogeração
De acordo com a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica,
responsável por todo o sistema de geração e transmissão de energia
do Brasil), “Cogeração de energia é definida como processo de
produção combinada de calor e energia elétrica (ou mecânica), a partir
de um mesmo combustível, capaz de produzir benefícios sociais,
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 57 -
econômicos e ambientais. A atividade de cogeração contribui
efetivamente para a racionalização energética, uma vez que possibilita
maior produção de energia elétrica e térmica a partir da mesma
quantidade de combustível”.
Diferentemente da geração, na cogeração a energia térmica é utilizada
diretamente nos processos de manufatura, tais como fornos, caldeiras,
entre outros. A cofgeração é o reaproveitamento dos “resíduos” de
energia dessas fontes para a geração de energia elétrica, diminuindo
assim, as perdas e, conseqüentemente, aumentado o rendimento e o
aproveitamento das fontes de energia.
A cogeração é a forma mais eficiente de gerar calor e energia.
Para entender a cogeração, é necessário saber que a forma mais
convencional de se gerar energia é baseada na queima de um
combustível para produzir vapor.
2.3) Tipos de Usinas Geradoras Tradicionais
2.3.1) Termelétricas
As máquinas a vapor foram as primeiras máquinas a produzirem
energia mecânica aproveitável para processos industriais. Por isso
essas máquinas foram fundamentais para a geração de energia
elétrica, uma vez que já existia o domínio desta tecnologia.
As instalações de potência com turbinas a vapor podem visar apenas
a obtenção de energia mecânica. Podem, porém, obter
simultaneamente energia mecânica ou elétrica e vapor para o
processo. Essas centrais podem trabalhar em circuito aberto ou
fechado.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 58 -
O aquecimento da água é feito através da queima de algum
combustível. De um modo geral, denomina-se combustível qualquer
corpo cuja combinação química com outro seja exotérmica. Entretanto,
condições de baixo preço, existência na natureza ou processo de
fabricação em grande quantidade limitam tecnicamente o número de
combustíveis usados. São muito usados o carvão, gás ou óleo. O gás
natural é um dos combustíveis mais limpos dentre todos os
conhecidos, devido à sua composição química, emitindo menos
poluentes na atmosfera, quando queimado.
Basicamente uma instalação é composta de bomba, caldeira, turbina e
condensador. Os combustíveis são queimados e aquecem a água da
caldeira, que gera vapor. O vapor produzido gira a turbina, que gira o
eixo do gerador, que produz eletricidade.
Como vantagens das termelétricas podemos citar os investimentos
relativamente baixos para suas implantações e relativa flexibilidade em
suas posições geográficas. Isso permite a localização da usina
próxima às regiões de consumo, evitando-se assim as linhas de
transmissão. Por outro lado, é bom lembrar que termelétricas utilizam
a queima de biomassa, petróleo (ou o gás dele) e os carvões, para
gerar energia. Como esses últimos são recursos naturais não
renováveis, a utilização desses recursos em larga escala tende a
diminuir as reservas mundiais. Nas usinas termelétricas movidas a
carvão mineral, que são formas fossilizadas de vegetais encontradas
em abundância no planeta, acontecem dois tipos de agressão
ambiental: lançam-se gases na atmosfera e despeja-se água quente
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 59 -
no meio ambiente. A queima do carvão aumenta o efeito estufa e piora
a qualidade do ar.
2.3.2) Hidrelétricas
A hidroeletricidade é uma tecnologia bem estabelecida, madura
totalmente dominada por diversos países, incluindo o Brasil, que tem
93% de sua eletricidade de origem hídrica. Há duas condições básicas
para se produzir hidroeletricidade: o volume d’água (acumulada em
uma represa) e o desnível do curso do rio, só possível em rios de
planalto (a fim de que a água tenha a força necessária para acionar as
pás das turbinas). Isso é o que explica o grande potencial hidrelétrico
do Brasil: rios caudalosos e predominantemente de planaltos.
A energia elétrica é produzida em uma usina hidrelétrica quando a
água, normalmente armazenada numa represa é liberada para fazer
girar turbinas acopladas a geradores elétricos. A energia elétrica
obtida é transmitida para seus usos finais através de linhas de
transmissão.
A água armazenada a uma certa altura h acima do gerador possui
energia potencial do campo gravitacional terrestre (mgh). Essa energia
pode ser disponibilizada sob a forma de energia cinética (1/2 mv² ) Ao
cair sobre as pás das turbinas, essa energia é convertida em energia
mecânica, fazendo girar o eixo da turbina, que acoplado a um gerador,
produz energia elétrica.
As represas são construídas transversalmente aos cursos d’água e
têm dois propósitos principais, e cuja importância relativa varia de um
lugar para o outro:
• Aumentar o nível da água para elevar usa energia potencial.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 60 -
• Criar um reservatório de água para compensar as flutuações do
fluxo de água no rio e também da demanda de energia elétrica.
A construção de uma UHE geralmente tem significativos impactos
sociais e ambientais. Este fato vinha sendo minimizado até
recentemente no Brasil. A resistência pública à construção de
barragens vem se cristalizando em muitos países, impondo restrições
à geração hidrelétrica, em favor de outros usos da água. Não há a
menor dúvida de que a legislação ambiental brasileira introduzida nos
últimos 20 anos vai encarecer o custo da energia hidrelétrica. Mas a
hidroeletricidade não é a única forma de geração a sofrer este
impacto. Outras formas de geração estão sofrendo igualmente ou até
mais ainda esses efeitos (nuclear, por exemplo).
As grandes vantagens da hidroeletricidade são: é uma fonte de
energia renovável e não poluente da atmosfera; seu custo operacional
é baixo (depois da construção da usina, sua operação é relativamente
barata, pois usa pouca mão de obra e a água já está represada).
Alguns aspectos negativos das hidrelétricas são: os custos de
construção da represa e da usina são elevados, bem como da
manutenção da rede de transmissão de energia até os centros
consumidores; necessidade de desapropriação e reassentamento
populacional; as grandes represas causam problemas ecológicos no
meio ambiente, tais como no ciclo de reprodução de certas espécies
de peixes, microssismos no subsolo (pela acomodação geológica de
camadas de rochas) devido à inundação de imensas áreas,
transmissão de doenças (devido às águas paradas da represa), piora
da qualidade da água (devido à decomposição do material orgânico
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 61 -
submerso), alterações climáticas, efeitos sobre a flora e a fauna,
dentre outros.
2.3.3) Nucleares
A energia elétrica gerada por usinas nucleares, baseia-se na fissão
(quebra, divisão) do átomo. As matérias primas necessárias a esse
processo são o urânio ou o tório, os minérios radioativos.
A fissão nuclear consiste no seguinte: os átomos do urânio 235, por
exemplo, são “bombardeados” por nêutrons, seus núcleos se
fragmentam liberando enorme quantidade de energia. Essa
fragmentação do núcleo do átomo atingido, por sua vez, dá origem a
outros nêutrons, que vão bombardear os átomos vizinhos, e assim
sucessivamente, numa reação em cadeia.
Esse processo de reação em cadeia tem de ser realizado de forma
controlada, em condições de segurança absoluta, pois sua expansão
desordenada pode ocasionar terríveis catástrofes. O local apropriado
onde ocorre essa fissão nuclear controlada chama-se reator nuclear,
peça fundamental para uma usina nuclear.
A fissão nuclear ocorrida no reator da usina produz enormes
quantidades de calor; esse calor, por sua vez, será utilizado para
aquecer uma certa quantidade de água, transformando-a em vapor; a
pressão desse vapor faz girar uma turbina, que era acionar um
gerador; esse gerador converterá a energia mecânica proveniente da
turbina, em energia elétrica.
No Brasil, o uso da energia nuclear para gerar eletricidade foi iniciado
com o chamado “Programa Nuclear Brasileiro”, um acordo firmado
entre o Brasil e a Alemanha em 1975. De acordo com o programa, o
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 62 -
Brasil iria adquirir dos alemães a tecnologia para fabricação de um tipo
de reator nuclear. Iniciou com a construção de uma usina nuclear em
Angra dos Reis (RJ) e previa a construção de mais oito usinas
nucleares até 1990. Os obstáculos a esse programa, entretanto, foram
e continuam sendo inúmeros. A usina de Angra dos Reis teve um
custo de produção enorme, bem maior do que o previsto, além de não
ter funcionado a contento. Até hoje essa usina não conseguiu ser
operada ininterruptamente com sua plena capacidade. Problemas
tecnológicos e pequenos acidentes paralisaram essa primeira (e única,
até o momento) usina nuclear brasileira. Outra questão levantada
diante desse “Programa Nuclear Brasileiro” é a seguinte: o Brasil não
tem necessidade da energia nuclear pelo fato de possuir um imenso
potencial hidráulico ainda pouco utilizado.
Uma das vantagens das usinas termonucleares é que elas tornaram-
se uma forte opção dos países centrais, especialmente os europeus,
muito dependentes do petróleo e daí vulneráveis a crises como a de
1973 e de 1979.
Uma das desvantagens das usinas nucleares é que cerca de 3 a 5
anos depois, é preciso haver a troca e limpeza dos materiais contidos
no interior dos reatores nucleares, de que resultam os resíduos ou o
chamado lixo atômico, entre os quais está o plutônio, altamente
radioativo e prejudicial ao organismo humano (provoca câncer e outras
doenças) e ao meio ambiente. Em face disso, ele é acondicionado em
containers ou caixas de concreto, revestido internamente de chumbo,
para impedir o vazamento da radioatividade e depois é enterrado em
lugares profundos do subsolo ou do mar. Como esta radioatividade
dura centenas de anos, pode ocorrer o risco de eventuais vazamentos.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 63 -
Além disso, as usinas nucleares duram cerca de 25 anos, produzem
menos energia que as hidrelétricas e custam mais em sua
manutenção e controle. Mesmo com os controles de alta tecnologia, já
houve erros humanos provocando graves acidentes nucleares, como o
de Chernobyl, na Rússia, em 1986.
2.4) Tipos de Usinas Alternativas Geradoras de Energia Elétrica
2.4.1) Eólica
A energia eólica é a fonte de energia alternativa com maior taxa de
crescimento. Ainda assim, só entra com 0,1% da produção total de
eletricidade. A energia eólica pode ser aplicada quando houver ventos
constantes com uma velocidade média de 10 m/s e velocidade mínima
de 6 m/s. É condicionada também à direção dos ventos. É captada
através de cata-ventos, cujas pás são feitas de fibra de vidro, mais
leves e assim capazes de girar com ventos de 10 m/s. No Brasil isso
só é possível em alguns locais do nordeste e sul do país.
Seu aspecto positivo mais forte é de que não polui o ar, sendo por isso
a favorita dos ambientalistas. Os aspectos negativos são suas
limitações de uso em função de ser instável (depende das variações
do vento) e o fato de ser ainda uma energia cara (cerca de
US$3.000,00 / kW). Pode ser complementar às energias tradicionais.
2.4.2) Fotovoltaica ou Solar
A energia fotovoltaica utiliza o processo de radiação solar. No território
brasileiro existe uma radiação solar média de 900 W/m². Uma placa
fotovoltaica converte deste total, no máximo 81 W/m² de eletricidade,
durante 6 horas do dia (parâmetro de projeto que depende da posição
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 64 -
do sol). Deve-se, no entanto, utilizar um banco de baterias para
armazenar a energia a ser utilizada em períodos nos quais a radiação
não pode ser aproveitada. Isto encarece muito o investimento. O Brasil
ainda não tem domínio de processo de fabricação de painéis
fotovoltaicos.
A título de exemplo, um painel de 250 W possui uma área de 2,27 m².
Entretanto, é necessária uma mesma área mínima para a instalação
de equipamentos periféricos, entre os quais, conversores de tensão,
alternador de corrente contínua para corrente alternada, banco de
baterias, entre outros. O custo de investimento na geração de energia
fotovoltaica é muito alto: cerca de US$4.500,00 / kW gerado.
Assim como a energia eólica, não é poluidora do ambiente. Está,
porém, limitada em seu aproveitamento por razões de custo elevado e
atrasos tecnológicos.
2.4.3) Biomassa
Agrupa várias opções como queima da madeira, carvão vegetal, o
processamento de celulose e o bagaço da cana de açúcar. Inclui o uso
de álcool como combustível. Responde por 1% da energia elétrica
mundial. Seu aspecto mais positivo é que aproveita restos, reduzindo
o desperdício.
Tem contra si o fato de que esbarra nos limites da sazonalidade.. A
produção de energia cai no período da entressafra. Dependendo de
como se queima a biomassa pode ser muito poluente.
2.4.4) Algumas Outras Fontes Alternativas
Podemos ainda citar como fontes alternativas para a geração de
energia elétrica o aproveitamento das energias geotérmicas
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 65 -
(provenientes do calor do subsolo da terra), energia do hidrogênio
(obtido de um processo de eletrólise da água) e mais recentemente o
estudo de aproveitamento da energia das marés, que vem sendo
desenvolvido pela USP em São Paulo.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 66 -
Transformador de Potencial – Entrada Superior em Média Tensão com Terminais para 3 Fases – Saída em Baixa Tensão com Terminais para
3 Fases e um Neutro
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 67 -
Vista Panorâmica de uma Usina Hidrelétrica
Placas Coletoras de Energia Solar (Fotovoltaica)
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 68 -
Usina Termelétrica
Cataventos para Aproveitamento da Energia Eólica - Ceará
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 69 -
3) TRANSMISSÃO DE ENERGIA
A opção pela intensa utilização do potencial hidroelétrico do país
determinou as características singulares do sistema. As usinas desse
tipo são construídas onde melhor se pode aproveitar as afluências e
os desníveis dos rios, muitas vezes em locais distantes dos centros
consumidores. Assim, para atender ao mercado, foi necessário
desenvolver um extenso sistema de transmissão, em que as linhas
criam uma complexa rede de caminhos alternativos para escoar com
segurança a energia produzida até os centros de consumo. Além
disso, esses sistemas contribuem para a integração entre as regiões,
permitindo que os consumidores sejam beneficiados pela diversidade
do comportamento das vazões entre rios de diferentes bacias
hidrográficas.
As linhas de transmissão de energia elétrica caracterizam-se,
principalmente, por uma sucessão de torres metálicas ou de concreto,
distribuídas regularmente através de um desenvolvimento linear, não
retilíneo. Essas torres têm a função de sustentar os cabos condutores
de energia e garantir um afastamento vertical mínimo da rede em
relação ao terreno, estradas de ferro, rodovias, etc... As áreas em
torno das LT’s fazem parte da chamada “faixa de servidão”. A largura
dessas faixas depende das características específicas da linha,
podendo variar de um caso para outro. Em qualquer uma delas,
entretanto, deve-se respeitar os espaços reservados, não invadindo as
faixas para, por exemplo, construir edificações. Os campos
magnéticos são intensos nas proximidades dos cabos elétricos e
podem causar sérios inconvenientes para quem se aproxima.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 70 -
Dependendo da extensão da linha, pode haver a necessidade da
implantação de subestações intermediárias cuja área varia de acordo
com a potência da LT. Os locais de implantação das torres são
escolhidos segundo características do relevo, situando-se
preferencialmente no topo de elevações e/ou encostas, permitindo um
maior espaço entre as torres e, por conseguinte, menor custo, menor
número de torres, reduzindo também o intervalo de tempo para sua
implementação.
O custo de implantação e de manutenção das linhas de transmissão é
bastante elevado. Antes da construção existe todo um trabalho de
levantamento das áreas selecionadas para o traçado da linha,
contemplando inclusive o patrimônio arqueológico. Depois de
construídas, as linhas são inspecionadas sistematicamente tanto por
via aérea quanto terrestre.
As tensões numa linha de transmissão são bastante elevadas, pois
haverá muita perda de energia no transporte da usina até o centro
consumidor. Existem linhas de transmissão com tensões de 69kV,
138kV, 500kV, e outras. Tensões desse nível são consideradas “alta tensão”.
4) SUBESTAÇÃO ABAIXADORA
Ao chegar nas proximidades dos centros consumidores, a energia que
foi transportada em alta tensão deverá ser transformada, de maneira a
que a tensão seja reduzida antes da distribuição para os
consumidores finais. Essa transformação acontece em equipamentos
chamados transformadores, instalados em um espaço físico chamado
“subestação”. Nas subestações abaixadoras que receberam os cabos
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 71 -
das linhas de transmissão, também se iniciam os chamados sistemas
de distribuição em tensão primária. A tensão de saída dessa
subestação está em um nível classificado como média tensão, ainda
impróprio para o uso direto.
5) REDE DE DISTRIBUIÇÃO PRIMÁRIA
as subestações abaixadoras que já reduziram, em um primeiro
estágio, a alta tensão reinante na linha de transmissão. Essas redes
são constituídas de três fases (trifásicas). Os cabos são dispostos em
posição horizontal e posicionados nos pontos mais altos dos postes.
Em Belo Horizonte, a rede de distribuição primária da CEMIG
(Centrais Elétricas de Minas Gerais) tem tensão de 13,8 kV (média tensão). Têm como função distribuir energia para os grandes
consumidores, tais como indústrias, grandes edifícios comerciais,
hospitais e outros com altos valores de potência instalada.
Como a tensão desse sistema não pode ser aplicada aos
equipamentos elétricos em geral, caberá ao consumidor que recebe
energia desse sistema, providenciar o abaixamento da tensão através
de subestações próprias, instaladas em sua propriedade. Essas
subestações podem ser de três tipos::
• Subestação aérea: transformador instalado em poste localizado
dentro do limite de propriedade do consumidor. É exigida para
consumidores que têm alta potência instalada. É o tipo mais
simples de subestação, devendo, porém, ter sua posição bem
estudada para não causar impacto estético negativo na fachada
do edifício. A opção por esse modelo está limitada a uma
potência máxima demandada de 225 kVA. Acima deste valor o
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 72 -
consumidor deverá adotar obrigatoriamente o modelo de
subestação abrigada. As instalações são padronizadas nas
normas da Concessionária local, que deverá ser consultada
antes do projeto.
• Subestação abrigada: é o nome que se dá ao ambiente
fechado onde são instalados os transformadores de potencial,
que reduzirão a média tensão recebida da RDP para a baixa
tensão. Estão dentro do limite de propriedade do consumidor e
devem atender a requisitos mínimos de área, pé direito, acesso,
ventilação, espessura das paredes e outros detalhes
construtivos exigidos pelas normas da Concessionária local
(para Belo Horizonte, ver normas da CEMIG – ND-5.5). Têm
que ser previstas ainda na fase do projeto arquitetônico, pois os
espaços necessários à transformação (subestação), proteção
geral (disjuntor), medição, etc..., podem ser bastante
significativos. Como é o próprio consumidor o responsável pela
transformação, ele pode inclusive optar pela tensão de saída que
quiser, escolhendo valores diferentes da tensão de distribuição
da própria Concessionária. Isso é comum em grandes edifícios
comerciais ou institucionais (shopping center, por exemplo) , que
adotam tensões de 220/127V e nas indústrias que utilizam
tensões de 400/254V para alimentação de equipamentos
(lembrar que em B.H. a tensão secundária da CEMIG é de
220/127V).
• Câmaras transformadoras: como as subestações abrigadas, também são locais fechados destinados a abrigar
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 73 -
transformadores, localizados dentro do limite predial. A diferença
está no fato de que os transformadores serão instalados e
mantidos pela própria Concessionária. O construtor entra apenas
com o espaço, mas os equipamentos são da Concessionária.
Neste caso, deverá ser previsto um acesso pelo passeio público
para entrada de equipamento e dos funcionários da
Concessionária.
Qualquer que seja o tipo da subestação deve-se seguir as instruções
contidas nas normas da Concessionária para a elaboração do projeto
arquitetônico. De uma maneira geral todas devem: ser ventiladas
(quando não é possível ventilação natural, deve ser prevista ventilação
forçada, cujo projeto também que ser aprovado pela Concessionária);
ter pé direito livre mínimo de 3m; paredes estanques; drenos nos
pisos; porta de acesso do tipo veneziana, com largura suficiente para
a passagem dos transformadores, dentre outras exigências
construtivas. Apenas para título de ordem de grandeza do espaço
necessário, pode-se considerar que o tamanho mínimo de uma
subestação é de 3,50m x 4m. Quanto maior for o tamanho dos
transformadores a serem instalados, maior será a subestação.
A rede de distribuição primária também alimentará as redes de
distribuição secundária da Concessionária de energia. Para isso, são
instalados transformadores nos postes (subestações aéreas), que
recebem os cabos da rede primária providenciando a redução da
tensão a patamares mais baixos, adequados ao uso direto por parte
dos consumidores.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 74 -
6) REDE DE DISTRIBUIÇÃO SECUNDÁRIA
Tem origem nas subestações aéreas (transformadores instalados nos
postes localizados no passeio público) e são constituídas por quatro
cabos, sendo três fases mais um neutro (aterrado). Esses cabos são
dispostos verticalmente na parte mais baixa dos postes. A baixa
tensão da rede secundária varia de uma Concessionária para outra.
Em Belo Horizonte, a rede de distribuição secundária da CEMIG tem
tensão de 127V entre fase e neutro e 220V entre fases. Essa baixa
tensão já é adequada para o uso direto, não mais necessitando de
transformação. Os pequenos e médios consumidores, tais como
edifícios residenciais, residências unifamiliares e outros de pequena
potência instalada, são alimentados diretamente a partir dessa rede.
7) DESCRIÇÃO DE CONDUTORES
Condutor Fase É o condutor que traz a energia da fonte. É o
condutor energizado do sistema elétrico.
Condutor Neutro É o condutor aterrado. Fecha o circuito
elétrico com a fase, permitindo a circulação da
corrente através dos aparelhos.
Condutor Terra É o condutor de proteção para circuitos e
equipamentos elétricos. Também é aterrado,
permitindo assim o escoamento das cargas
elétricas acumuladas nas carcaças metálicas dos
equipamentos para a terra.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 75 -
Terra Eletrônico É o condutor de proteção (condutor terra) para
circuitos e equipamentos eletrônicos
(computadores, por exemplo).
Condutor Retorno É o condutor que dá continuidade a um
condutor fase, após a inserção de um comando
do tipo abre/fecha (um interruptor, por exemplo).
Simbologia usada em projetos elétricos para representar os diversos tipos de condutores:
TE F N T R
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 76 -
Torre Metálica e Cabos Elétricos de uma Linha de Transmissão em
Alta Tensão
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 77 -
Inspeção Aérea de uma Linha de Transmissão
Subestação para Rebaixar a Alta Tensão em Média Tensão no final de
uma LT
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 78 -
Rede de Distribuição Primária da CEMIG em Belo Horizonte – 3 Fases
Dispostas Horizontalmente Sobre o Poste, em Tensão de 13,8 kV
Redes de Distribuição Primária (3 fios na posição horizontal sobre o poste) e Secundária (4 fios na posição vertical abaixo da RDP)
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 79 -
Subestação Aérea da CEMIG no Poste da Rua – Transformador Trifásico 13,8 kV / 220V / 127V – Entrada Superior em Média Tensão
e Saída em Baixa Tensão
Sistema Público com RDP, RDS e Cabo Telefônico (abaixo das Redes
Elétricas)
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 80 -
8) SISTEMA TRIFÁSICO DE DISTRIBUIÇÃO – TENSÕES E
CORRENTES
O diagrama abaixo representa um sistema trifásico de distribuição em
baixa tensão, constituído de três fases (chamadas de fase A, fase B e
fase C) e um neutro.
F(A)
F(B)
F(C)
N
As tensões e correntes em um sistema trifásico de distribuições serão
as seguintes:
Sistema Monofásico (F + N) Sistema Bifásico (F + F + N)
Tensão entre fase e neutro = v Tensão entre fases = V
CEMIG v = 127 V 3vV =
Nordeste v = 220 V CEMIG V = 127 3 = 220 V
Nordeste V = 220 3 = 380 V
v
v
VV
V
v
I = P v
I = P = P V v 3
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 81 -
Sistema Trifásico (F + F + F + N)
Tensão de cálculo para circuito trifásico V’ = V 3
CEMIG V’ = 220 3= 380V Nordeste V’ = 380 3= 660V
9) TIPOS DE CONSUMIDORES / PADRÕES DE ENTRADA /
DIAGRAMA DE ENTRADA – PONTO DE CONSUMO
9.1) Tipos de Consumidores
Os consumidores são classificados pelas Concessionárias locais,
conforme suas normas específicas. Essas normas têm vários
parâmetros para a classificação, sendo o principal deles a carga
instalada. Em Minas Gerais, as normas da CEMIG a serem utilizadas
são as seguintes:
ND-5.1–Norma de Distribuição p/ Consumidores Individuais em
Tensão Secundária
ND–5.2- Norma de Distribuição p/ Consumidores Coletivos em Tensão
Secundária
9.1.1) Consumidores Individuais (Norma CEMIG ND-5.1)
São considerados consumidores individuais: uma residência
unifamiliar, uma indústria, uma escola, um hospital ou, enfim, qualquer
I = P = P V’ V 3
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 82 -
consumidor que individualmente ocupe um terreno. Neste caso haverá
uma única medição de energia para aquele endereço.
Para efeito de dimensionamento da entrada de energia, bem como do
tipo de padrão de entrada e modelo de medição a serem adotados, os
consumidores individuais são classificados pela CEMIG conforme
descrito a seguir:
a) Consumidor Tipo A Carga instalada até 10 kW
Monofásico - 2 fios (F + N)
b) Consumidor Tipo B Carga instalada de 10 a 15 kW
“Bifásico” (monofásico a 3 fios) –
3 fios (F + F + N)
c) Consumidor Tipo C Consumidor Rural
d) Consumidor Tipo D Carga instalada > 15 kW ou
Carga demandada > 15 kVA
Trifásico - 4 fios (F + F + F + N)
• Carga demandada de 15 a 75 kVA entrada direta
da RDS (220/127 V)
• Carga demandada > 75 kVA entrada a partir da RDP
(13,8 kV). Subestação por conta do consumidor.
9.1.2.) Consumidores Coletivos (Norma CEMIG ND-5.2)
São considerados consumidores coletivos: edifícios residenciais,
edifícios comerciais, shopping centers, ou, enfim, qualquer edificação
na qual vários consumidores individuais ocupem um mesmo terreno.
Neste caso haverá várias medições de energia em um mesmo
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 83 -
endereço (os consumidores são individualizados pelo número do
apartamento, da loja, da sala, etc...).
Os consumidores coletivos possuem obrigatoriamente entradas
trifásicas (fornecimento a 4 fios – F + F + F + N) e portanto são sempre
do tipo D. Subdividem-se em categorias D1, D2 , D3, conforme o valor
da sua carga demandada.
Para cargas demandadas até 250 kVA (em certos casos até 327 kVA),
o atendimento será em baixa tensão, diretamente da RDS.
Acima deste valor será atendido pela RDP (tensão de 13,8 kV) e
deverá construir subestação própria para o rebaixamento da tensão.
As características do ramal de entrada e da proteção geral dos
diversos consumidores encontram-se nas tabelas das Normas CEMIG,
algumas das quais estão reproduzidas a seguir.
9.2) Tipos de Padrões de Entrada de Energia
9.2.1) Quanto à modalidade da ligação As entradas de energia podem ser de três modalidades:
• Temporárias: são aquelas necessárias para atender um
consumo eventual e por curto espaço de tempo, como por
exemplo, para circos, shows, parques, feiras, etc.. O pedido de
ligação é feito junto à Concessionária, devendo o consumidor
apresentar uma relação das cargas que serão instaladas,
informando a natureza da carga (iluminação, tomada,
motor,etc...) e o seu valor.
• Provisórias: também são temporárias, porém, após cumprido o
seu objetivo, são substituídas por uma entrada definitiva. É o
modelo da entrada de energia que atende aos canteiros de obra.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 84 -
O pedido de ligação é feito junto à Concessionária, devendo o
consumidor apresentar uma relação das cargas que serão
instaladas, informando a natureza da carga (iluminação, tomada,
motor,etc...) e o seu valor.
• Definitivas: são aquelas destinadas a atender às edificações em
geral ou qualquer outra instalação definitiva. Para residências
unifamiliares ou outras instalações, o pedido de ligação é
semelhante ao das entradas provisórias, ou seja, basta
apresentar na Concessionária uma relação das cargas a serem
instaladas. Para todos os demais casos, o consumidor deverá
elaborar um projeto de entrada de energia, obedecendo as
exigências feitas pelas normas da concessionária. Esse projeto
deverá ser submetido à aprovação da Concessionária. Após a
execução, a instalação será vistoriada por técnicos da
Concessionária. Se aprovada, a ligação definitiva será
providenciada.
9.2.2) Quanto ao tipo da entrada Quanto ao tipo, as entradas de energia podem ser aéreas ou
subterrâneas.
9.2.2.1) Entrada Aérea Recomendada para consumidores individuais com carga instalada até
75 kW e demandada inferior a 75 kVA ou para consumidores coletivos
com carga demandada até 95 kVA. O ponto de entrega é o cabeçote
localizado em poste de acesso instalado dentro do limite de
propriedade do consumidor, normalmente em muros de divisa lateral
ou frontal. O ramal de serviço não pode atravessar terrenos de
terceiros.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 85 -
Entrada Aérea para Consumidores Individuais
B Ponto de entrega AB Ramal de Serviço ou Ligação (responsabilidade CEMIG) BD Ramal de Entrada (responsabilidade do consumidor) DE Continuação do ramal de entrada QDC Quadro de Distribuição de Circuitos
Entrada Aérea para Consumidores Coletivos
B Ponto de entrega
AB Ramal de Serviço ou Ligação (responsabilidade CEMIG)
BE Ramal de Entrada do Edifício (responsabilidade do consumidor)
FG Ramal de entrada do consumidor individual
QDC Quadro de Distribuição de Circuitos
QDCC
Poste CEMIG
A B
Passeio
Medidor e Proteção
GeralC
D E
Alinhamento Predial
Poste CEMIG
A B
Passeio
Proteção Geral
C D
Alinhamento Predial
Medidores
QDC
QDC
E
G
F
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 86 -
9.2.2.2) Entrada Subterrânea
Edificações coletivas com carga demandada superior a 95 kVA ou
localizadas em áreas onde a rede pública da Concessionária é
subterrânea, devem ser atendidas através de entrada subterrânea.
Para isso, o construtor deverá executar uma caixa subterrânea no
passeio, cujo modelo é padronizado pela Concessionária conforme a
carga demandada do consumidor. Essa caixa tem tampão de ferro
fundido e não poderá ser posicionada em entradas de garagens ou
outros locais de difícil acesso. Essa caixa é tida como o ponto de
entrega de energia por parte da Concessionária.
Da caixa de passeio para dentro do edifício (ramal de entrada) a
instalação deve ser totalmente executada pelo construtor (tubulação e
enfiação).
O ramal de serviço, correspondente ao trecho compreendido entre o
ponto de derivação da rede da Concessionária até o ponto de entrega,
é de responsabilidade da Concessionária. Mais recentemente a
CEMIG tem exigido que os construtores executem a parte relativa à
tubulação do ramal de serviço.
Um consumidor individual (com qualquer carga) ou um coletivo com
carga demandada inferior a 95 kVA, pode optar por entrada
subterrânea, mesmo não sendo o padrão recomendado pela
Concessionária, por razões estéticas ou outras. Nesse caso, o
consumidor arcará com todos os custos referentes à mudança do
padrão de entrada indicado pela Concessionária.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 87 -
Entrada Aérea para Consumidores Coletivos
C Ponto de Entrega
AC Ramal de Serviço ou de Ligação (responsabilidade CEMIG para
cargas demandadas acima de 95 kVA ou nas regiões onde a rede
da CEMIG é subterrânea)
CE Ramal de Entrada do Edifício (responsabilidade consumidor)
FG Ramal de Entrada do consumidor individual
QDC Quadro de Distribuição de Circuitos
9.3) Diagrama Padrão de Entrada - Ponto de Consumo
Ramal de entrada
Projeto a ser aprovado pela Cemig (edificações de uso coletivo ou individuais de maior
porte)
Ponto de Entrega
Proteção Geral
Medição
Quadro de Distribuição De Circuitos
(QDC) Circuitos terminais
Poste CEMIG
A
B
Passeio
Proteção Geral
C D
Alinhamento Predial
Medidores
QDC
QDC
E
G
F
Caixa para entrada subterrânea
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 88 -
Circuitos Terminais : alimentam as cargas instaladas tais como
iluminação, tomadas, aparelhos de aquecimento e equipamentos.
Cada circuito possui uma proteção automática (disjuntor) contra
sobrecargas, abrigada no quadro de distribuição de circuitos (QDC).
Observação importante: Apesar do neutro ser um condutor já
aterrado no sistema público, para que consumidores que recebem
energia em baixa tensão o neutro deverá ser aterrado antes da
proteção geral, qualquer que seja o tipo da entrada de energia, (aérea
ou subterrânea). Essa é uma exigência da Concessionária, que
verificará o cumprimento do disposto nas normas no momento da
vistoria final. Um bom aterramento garantirá o potencial zero da terra
e, conseqüentemente, uma qualidade melhor da energia recebida pelo
consumidor (manutenção do potencial nominal entre fase e neutro).
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 89 -
CAPÍTULO V – INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS INTERNAS
1) PROTEÇÃO GERAL E MEDIÇÃO
O chamado “padrão de entrada de energia” contém o disjuntor geral
da instalação e o(s) medidor(es) de energia. Deve obedecer aos
modelos e diretrizes ditadas pela Concessionária de Energia local (no
nosso caso, a CEMIG).
As medições devem ser sempre localizadas em áreas de fácil acesso,
sem obstáculos físicos que dificultem o trabalho dos leituristas (como,
por exemplo, atrás de vitrines ou de prateleiras em estabelecimentos
comerciais). Não podem ser posicionadas em escadas ou qualquer
local que não ofereça segurança, com risco de acidentes.
As medições podem ser de dois tipos:
• Medição individual - usadas em edificações com um único
consumidor como por exemplo residências, edifício para um órgão
público, escolas, postos de saúde, postos de gasolina, bancos,
clubes, indústrias, etc...
A medição individual pode ser localizada nos muros de divisa
laterais ou frontais (com opção do visor para leitura de consumo
ficar voltada para a rua, evitando que o leiturista tenha que entrar
na propriedade), sempre próxima ao portão de entrada. Quando
instalada em área descoberta, deve receber uma pequena
proteção contra chuvas. Nunca deve ficar em locais trancados.
Medição agrupada - usada em edificações com vários consumidores,
o chamado consumidor coletivo, como por exemplo edifícios
residencias, edifícios de salas ou lojas comerciais, shopping center’s,
centros empresariais, etc...
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 90 -
A medição coletiva para edifícios de pequeno porte também pode ser
localizada nos muros de divisa. Para edifícios maiores, se localizará
em área interna comum, normalmente nos níveis inferiores de
garagem e pilotis. Em edifícios de vários pavimentos, com muitos
consumidores por pavimento, os diversos grupos de medição poderão
ser posicionados nos hall’s dos andares. Neste último caso, o arquiteto
deverá prever shaft’s específicos para a acomodação das medições e
das prumadas elétricas (e de outras utilidades), nos hall’s de todos os
pavimentos, inclusive nos pavimentos inferiores, de forma a permitir
que as prumadas alimentadoras possam seguir verticalmente, sem
desvios, por toda a altura do edifício.
Dependendo do porte da edificação, recomenda-se a previsão de sala
elétrica localizada no nível de garagem ou pilotis, que seria um espaço
específico para a colocação de todas as necessidades elétricas,
telefônicas, de antena de TV, e outras que sejam necessárias ao
edifício. As melhores posições e o tamanho mínimo da sala e dos
shaft’s devem sempre ser consensadas com os projetistas de
instalações.
Apresentamos a na figura 02, um modelo de medição agrupada
aprovado pela CEMIG. O modelo apresentado refere-se a um grupo
para 11 consumidores. O tamanho máximo admitido para um único
grupo de medição é para 13 medidores, sendo 12 para as unidades de
consumo e um para o condomínio. Havendo um número de
consumidores maior do que 12, parte-se para a formação de novos
grupos de medição, dentro do mesmo modelo, até tantos quantos
necessários para atender o edifício.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 93 -
A título de ilustração, informamos que um modelo padrão de grupo de
medição contendo 12 medidores, ocupa um comprimento aproximado
de 2,80m. Para embutimento das caixas na alvenaria, estas devem ter
no mínimo 25cm de espessura.
2) CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO E DISPOSITIVOS DE
PROTEÇÃO
2.1) Quadro de distribuição de circuitos (QDC)
Definição - O QDC recebe os cabos de entrada e contém os
disjuntores e outros equipamentos de proteção dos diversos circuitos
que compõem a instalação. Podem possuir um barramento interno de
cobre (uma barra para cada fase, mais uma para o neutro e
opcionalmente uma barra de terra), que será energizado pelos cabos
alimentadores e a partir de onde serão feitas as derivações para os
diversos circuitos.
Localização - Do ponto de vista técnico, a melhor posição para um
QDC é no centro de cargas da instalação, ou seja, próxima às regiões
onde há maior concentração de pontos elétricos e de maior potência.
Do ponto de vista estético, não é conveniente sua localização em
áreas nobres, já que causam certo impacto visual. O desafio dos
projetos está justamente em se encontrar uma posição que concilie
todos os interesses. É importante ter-se em mente que sendo o QDC o
coração do sistema elétrico, acumulando as funções de proteção,
distribuição e de local para manobras de manutenção, jamais deve ser
posicionado em locais trancados, escondidos, mau ventilados, próximo
de produtos inflamáveis, etc...
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 94 -
Em unidades residenciais, procura-se sempre localizar o QDC em
cozinhas ou áreas de serviço, pois nesses ambientes temos
normalmente a maior concentração de aparelhos elétricos, além de
ser a área menos nobre da residência. É importante, porém, que o lay
out interno (posicionamento de bancadas, posicionamento dos
grandes eletrodomésticos, aberturas de portas, etc..) esteja bem
definido, para que posteriores mudanças não comprometam a posição
escolhida para o QDC. Lembremo-nos que todos os circuitos da
instalação originam-se no quadro de distribuição. Nos pavimentos de
quartos e salas íntimas é sempre um problema encontrar-se uma
posição discreta para o centro de distribuição. Não havendo solução
melhor, acabam sendo posicionados nos hall’s e circulações dos
quartos, o que não chega a ser exatamente “bonito”. Nunca devem ser
posicionados dentro de armários de roupas, pois em caso curto-
ciruitos ou fagulhas elétricas, aumentam-se os riscos de incêndio,
além de promover desconforto nas manutenções.
Paredes escolhidas para abrigar quadros de distribuição embutidos
devem ter no mínimo 20cm de espessura. Para quadros maiores,
deverá ter 25cm de espessura. Em instalações industriais é comum a
instalação de QDC’s aparentes, em modelos de sobrepor.
Quantidade - As instalações podem ter tantos QDC’s quantos
necessários para uma boa distribuição dos circuitos elétricos e para
facilidade de acesso nas manobras dos dispositivos internos,
principalmente nas situações de emergência e nas manutenções. Em
residências de vários pavimentos, recomenda-se no mínimo um QDC
por pavimento.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 95 -
Função – A função única de um QDC deve ser a de abrigar os
dispositivos de proteção dos circuitos e fazer sua distribuição a partir
dos cabos de entrada. Não deve ser usado como local para comando
rotineiro de circuitos que exigem manobras manuais para o seu
acionamento ou desligamento, como é usual acontecer em
iluminações externas, de garagens, de galpões industriais e
comerciais ou outras.
2.2) Dispositivos de Proteção
Os circuitos elétricos devem ser protegidos contra sobrecargas, fugas
de corrente, choque elétrico, curto circuito e perdas de energia. Para
isso, nas instalações prediais são usados principalmente os seguintes
dispositivos de proteção:
Fusíveis Elementos de proteção contra curto-circuitos. Quando
ocorre o curto-circuito a corrente circulante provoca a fusão do
elemento fusível interno, inutilizando o dispositivo. Depois que atuam
devem, portanto serem substituídos por outros novos.
Disjuntores Termomagnéticos Protegem a instalação contra
curto-circuitos e sobrecargas. Havendo esses distúrbios no circuito o
desarmamento é automático. Voltam a operar por religação manual,
sendo então muito mais duráveis que os fusíveis. Permitem também o
desligamento manual para que se façam intervenções no circuito
elétrico nele originado. São dispositivos indispensáveis de proteção.
Dispositivos Diferenciais Residuais – DR Protegem a instalação
contra fugas de corrente, choque elétrico e incêndio. Devem ser
instalados sempre em associação a um disjuntor, nunca isoladamente.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 96 -
Recebe os fios que vêm do medidor É no QDC que se encontram os dispositivos de proteção.
É do QDC que partem os circuitos que vão alimentar diretamente as lâmpadas, tomadas e aparelhos.
Deverá haver um condutor neutro para cada circuito, não podendo ser o neutro seccionado para instalação de proteção ou para qualquer outro fim.
Quadro de distribuição de circuitos (QDC) é o
centro de distribuição de toda a instalação
elétrica de uma residência.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 97 -
QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO DE LUZ E FORÇA PRA DISJUNTORES AUTOMÁTICOS
(com barramento eletrolítico monofásico ou trifásico + barra de neutro + barra de terra) Modelo 1 - Sobrepor Modelo 1 - Embutir
Modelo 4 - Sobrepor Modelo 4 - Embutir
Embutir (mm)
Medidas para embutir Medidas de molduras Modelo
Nº de Disjun-tores
Chave geral, seca ou no fuse Altura Largura Profund. Altura Largura Profund.
Peso s/barr. (kg)
1 6 30 amp 360 360 100 435 435 15 8,0 2 12 60 amp 450 360 100 525 435 15 8,1 3 20 100 amp 600 360 120 675 435 15 12,7 4 30 100 amp 750 420 130 825 495 15 18,7 5 42 200 amp 950 420 130 1025 495 15 20,5
Embutir (mm) Medidas para embutir
Modelo
Nº de Disjun-tores
Chave geral, seca ou no fuse Altura Largura Profund.
Peso s/barr. (kg)
1 8 30 amp 360 400 135 9,0 2 12 60 amp 480 400 135 11,0 3 20 100 amp 630 400 165 13,0 4 30 100 amp 780 400 185 18,0 5 42 200 amp 980 400 165 22,0
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
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3) CIRCUITOS TERMINAIS
Circuito Terminal ⇒ alimenta um equipamento de carga mais
significativa (em geral maior que 1.000w) ou um conjunto de pontos de
consumo (de iluminação ou tomadas), adequadamente selecionados
de forma a setorizar a instalação.
Cada circuito possui seu próprio dispositivo de proteção (disjuntor)
contra sobrecargas, localizado dentro do QDC. O disjuntor desarma
sempre que a corrente no circuito excede a capacidade nominal do
disjuntor, impedindo que circule pelo condutor que alimenta o circuito
uma corrente superior à sua capacidade. Isto provocaria
superaquecimento do condutor com probabilidade de incêndio. A
função primeira do disjuntor é, portanto, a de proteção do condutor a
ele interligado.
A norma brasileira fornece alguns critérios importantes para a divisão
de circuitos em uma instalação elétrica. Os mais importantes são:
• Pontos de iluminação devem pertencer a circuitos distintos dos
pontos de tomadas. – recomendação de caráter geral
• Como exceção à regra geral anterior, em “locais de habitação”
admite-se que pontos de tomadas e pontos de iluminação sejam
alimentados por um mesmo circuito desde que respeitadas
simultaneamente as seguintes condições:
• Nenhuma tomada pode pertencer à cozinha, copa, área de
serviço, lavanderia ou a locais análogos.
• A corrente de projeto do circuito comum não deve ser superior a
16A.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 99 -
• Os pontos de iluminação não podem ser alimentados em sua
totalidade por um só circuito caso esse circuito seja comum
(iluminação mais tomadas).
• Os pontos de tomadas não podem ser alimentados em sua
totalidade por um só circuito caso esse circuito seja comum
(iluminação mais tomadas).
• Os circuitos terminais devem ser individualizados pela função
dos equipamentos de utilização que alimentam, ou seja, um
chuveiro – cuja função é de aquecer água –, deve pertencer a
um circuito distinto ao de um aparelho de ar condicionado – cuja
função é de resfriar o ar ambiente. – recomendação de caráter geral
• A divisão da instalação em circuitos deve atender no mínimo as
seguintes exigências: segurança (evitar que a falha de um
circuito prive de alimentação toda uma área); conservação de energia; funcionais; de produção (minimizando, por exemplo,
as paralisações resultantes de uma ocorrência); de manutenção. - recomendação de caráter geral
• Prever circuitos distintos para partes da instalação que
requeiram controle específico (por exemplo, circuitos de
supervisão predial). - recomendação de caráter geral
• Prever circuitos para necessidades futuras. As ampliações
previsíveis devem se refletir não só na potência de alimentação,
mas também na taxa de ocupação dos condutos e dos quadros
de distribuição. - recomendação de caráter geral
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 100 -
• Quando a instalação comportar mais de uma alimentação (rede
pública e geração local, por exemplo), a distribuição associada a
cada uma delas deve ser disposta separadamente, não se
admitindo compartilhamento de linhas, caixas e quadros de
distribuição, salvo o caso de linhas abertas e nas quais os
condutores de uma e de outra alimentação sejam
adequadamente identificados.
• Aparelhos cuja corrente nominal de alimentação seja superior a
10 A, devem possuir circuito independente dos demais (nesta
categoria enquadram-se chuveiros, aquecedores de água e de
ambiente, alguns aparelhos de ar condicionado, secadoras de
roupa, ferro de passar roupa, etc...). - recomendação específica para “locais de habitação”
• Tomadas de cozinha, copa, lavanderia, área de serviço e locais
análogos, devem pertencer a circuitos independentes dos
demais. - recomendação específica para “locais de habitação”
3.1 Recomendações Práticas
• Para se garantir a boa qualidade do projeto elétrico, é importante
que os circuitos sejam divididos em obediência à setorização
arquitetônica – utilização diferenciada dos ambientes (setor
social, setor íntimo, setor de lazer, setor de serviço e outros).
Desta forma, pontos de iluminação da área íntima e da área
social em uma residência, por exemplo, pertencerão a circuitos
diferentes. Desligando-se um setor da instalação, todos os
demais continuarão em funcionamento.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 101 -
• Não é conveniente ter num mesmo ambiente duas tomadas de
uso geral ou dois pontos de iluminação que pertençam a
circuitos diferentes. Em caso de manutenção, desliga-se um
circuito acreditando-se ter desligado todos os pontos
energizados do ambiente, e isto de fato não acontece, podendo
ocasionar choque elétrico.
• Evitar circuitos de potências muito pequenas ou muito elevadas.
Circuitos de iluminação e de tomadas de uso geral devem ficar
com potências variando entre 1.000 VA e 1.600 VA.
Para se garantir a boa qualidade do projeto elétrico, é importante que
os circuitos sejam divididos em obediência à setorização arquitetônica.
Desta forma, pontos de iluminação da área íntima e da área social em
uma residência, por exemplo, pertencerão a circuitos diferentes.
Desligando-se um setor da instalação, todos os demais continuarão
em funcionamento.
Além disso, não é conveniente ter num mesmo ambiente duas
tomadas de uso geral que pertençam a circuitos diferentes. Em caso
de manutenção, desliga-se um circuito acreditando-se ter desligado
todos os pontos energizados do ambiente, e isto de fato não acontece,
podendo ocasionar choque elétrico.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 102 -
4) PONTOS DE CONSUMO
4.1) Pontos de Iluminação
Em instalações comerciais e industriais é fundamental a elaboração de
projeto luminotécnico para a definição exata das necessidades de
iluminação dos diversos ambientes.
Para instalações residenciais, a recomendação da NBR-5410 é a
seguinte:
• Em cada cômodo deve ser previsto no mínimo um ponto fixo no
teto comandado por interruptor (Obs. 1: em hotéis ou similares
pode-se substituir o ponto de luz fixo no teto por tomada de
corrente, com potência mínima de 100VA, comandada por
interruptor na parede – Obs. 2 : o ponto no teto pode ser
substituído por ponto na parede em espaços sob escada,
depósitos, despensas, lavabos e varandas, desde que de
pequenas dimensões e onde a colocação do ponto de teto seja
de difícil execução ou não conveniente).
• Cômodos com área de até 6m² no mínimo 1 ponto de luz
com potência de 100w.
• Cômodos com área superior a 6m² no mínimo 1 ponto de
luz com potência de 100w para os primeiros 6m² mais 60w para
cada aumento de 4m² inteiros.
Exemplo : Um quarto medindo 3mx4m (área = 12m²) terá uma
potência total prevista para iluminação de 100w (6m²) + 60w (4m²) +
0w (2m²) = 160w
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 103 -
4.2) Pontos de Tomadas de Energia
Uma novidade na última edição da NBR5410 foi a definição do
chamado “ponto de tomada” – ponto de utilização em que a conexão
do equipamento ou equipamentos a serem alimentados é feita através
de tomada de corrente. Portanto, conforme a definição de norma um ponto de tomada pode conter uma ou mais tomadas de corrente.
Pontos de tomadas destinados a alimentar mais de um equipamento
devem ser providos com a quantidade adequada de tomadas, ou seja,
a nível de projeto e instalação não é admitida a hipótese de que
podem ser usados os corriqueiros “benjamins” ou tês” improvisados
para possibilitar a ligação de vários aparelhos em uma única tomada.
As tomadas de energia podem ser de dois tipos: tomadas de uso geral
(TUG’s), utilizadas para eletrodomésticos portáteis, tais como
enceradeira, aspirador de pó, rádio, televisão, etc...; tomadas de uso
específico, utilizadas para aparelhos de posição fixa, como por
exemplo geladeira, máquina de lavar roupa ou de lavar louça,
aparelho de ar condicionado, e outros. Para o posicionamento destas
últimas, é imprescindível ter-se em mãos o projeto arquitetônico com
lay out de mobiliário já bem definido. As tomadas serão projetadas
para atender a cada equipamento específico, com alturas, polaridades
e amperagens adequadas. Os detalhamentos de cozinhas, áreas de
serviço e banheiros por empresas especializadas, devem ser
contratados antes da elaboração do projeto elétrico, pois mudanças no
lay out podem implicar na total reformulação do mesmo.
As tomadas de uso geral (TUG’s) devem ser posicionadas de forma a
dar maior flexibilidade às instalações, permitindo inclusive mudanças
de lay out de mobiliário ou aquisição de novos equipamentos sem
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 104 -
grandes prejuízos no atendimento das necessidades de infraestrutura
da edificação. A potência mínima para pontos de tomadas de uso
geral em “locais de habitação” é de 100VA. Em instalações comerciais
recomendamos um mínimo de 200VA por tomada de uso geral.
De acordo com a Norma Brasileira, “em locais de habitação” o número
de pontos de tomada deve ser determinado em função do local e dos
equipamentos elétricos que podem ser aí utilizados, observando-se no
mínimo os seguintes critérios:
Cômodos com área de até 2,25m² no mínimo 1 tomada.
Admite-se que esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo
a 0,80m no máximo de sua porta de acesso.
Cômodos com área superior a 2,25m² e igual ou inferior a 6m²
no mínimo 1 tomada.
Cômodos com área superior a 6m² no mínimo 1 tomada para
cada 5m de perímetro ou fração, espaçados tão uniformemente
quanto possível.
Cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos
no mínimo 1 tomada para cada 3,50m de perímetro ou fração. Na
bancada da pia prever no mínimo duas tomadas no mesmo ponto ou
em pontos distintos.
Salas e dormitórios no mínimo 1 tomada para cada 5m de
perímetro ou fração, espaçados tão uniformemente quanto possível.
Varandas no mínimo um ponto de tomada.
Banheiros no mínimo um ponto de tomada próximo ao
lavatório. No caso de cabines de banho pré-fabricadas, nenhuma
tomada de corrente ou interruptor deve ser instalado a menos de 60cm
da porta aberta da cabine. Dentro dos volumes limitados pelos pisos
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 105 -
de boxes de chuveiros e interior de banheiras só é permitido o uso de
SELV (sistema de extrabaixa tensão – do inglês “separated extra-low
voltage” – que é eletricamente separado da terra), com tensão nominal
não superior a 12V, de tal modo que a ocorrência de uma única falta
não resulta em risco de choque elétrico. Em todos os casos admitem-
se tomadas de corrente localizadas a uma distância mínima horizontal
de 60cm ou acima de 3m de altura em relação ao box do chuveiro ou
da banheira, desde que protegidas por dispositivo DR com corrente
diferencial-residual nominal não superior a 30mA ou por alimentação
em SELV ou individualmente por transformador de separação. Existe
um capítulo inteiro na Norma dissertando especificamente sobre locais
contendo banheira ou chuveiro (cap. 9.1), e outro sobre piscinas (cap.
9.2), por serem locais com elevado risco de choque. Recomendamos
a leitura na íntegra desse capítulo da Norma para todos aqueles que
se dedicarem às atividades relacionadas com projetos, obras civis ou
execução de instalações elétricas.
A potência mínima a ser atribuída a cada ponto de tomada é função
dos equipamentos que ele pode vir a alimentar. A Norma também
prevê que em cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias,
banheiros e locais análogos, os três primeiros pontos de tomada deverão ter potência mínima de 600VA. Os demais pontos de tomada poderão ser de 100VA cada um. Quando o total de tomadas
no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos, admite-se
que o critério de atribuição de potências seja de no mínimo 600VA por
ponto de tomada, até dois pontos, e 100VA por ponto para as
excedentes, sempre considerando cada um dos ambientes
separadamente. Na prática, o número e a potência dos equipamentos
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 106 -
nas cozinhas modernas supera as exigências mínimas da Norma. Já
nos banheiros e áreas de serviço o número mínimo calculado pode vir
a ser maior do que o efetivamente necessário para atender às
necessidades dos equipamentos previstos.
Não é conveniente a colocação de tomadas baixas em área molhadas.
O melhor é prevê-las à meia altura – 100 cm do piso acabado (no
mínimo a 60cm do piso acabado, para o caso de equipamentos mais
baixos como fogão ou máquina de lavar louça).
De acordo com a Norma, equipamentos com classe de isolamento I
exigem tomadas aterradas (tomadas de 3 pinos - 2P + T), ou seja,
tomadas com dois pólos (Fase + Neutro ou Fase + Fase) mais um
pino de terra (condutor de proteção –PE). Equipamentos com classe
de isolamento II pode ter plugues de 2 pinos, sem conexão com o
condutor de proteção PE (2P – Fase + Neutro). De qualquer forma, a Norma diz que as tomadas fixas obrigatoriamente devem ter contato de aterramento (3 pinos - 2P +T), devendo aceitar plugues
2P. A Portaria nº 019 de 16/01/2004 do Instituto Nacional de
Metrologia (INMETRO), exige que os fabricantes de equipamentos se
enquadrem em termos dos plugues. Deu prazo até o final de 2.006
para os fabricantes e até o final de 2.008 para o comércio.
Em outros países existe um obturador interno que impede a introdução
de um objeto em um dos orifícios. Só permite a penetração simultânea
dos dois pinos, ou seja, evita acidentes com crianças ou leigos.
Já se encontra em desenvolvimento por parte dos fabricantes de
plugues e tomadas, tomadas de 20 A com o diâmetro dos pinos dos
plugues ligeiramente maior que os pinos dos plugues das tomadas de
20 A. Com isso pretende-se impedir a conexão de aparelhos de
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CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 107 -
grande amperagem em tomadas inadequadas (de pequena
amperagem), evitando-se assim o superaquecimento das tomadas e
as conseqüências indesejáveis advindas disso.
5) TUBULAÇÕES E FIAÇÕES INTERNAS
5.1) Tubulações
Os condutores que partem do QDC com destino aos diversos
equipamentos elétricos, devem estar protegidos durante todo o trajeto
para que seu encapamento não seja danificado e também para que,
no caso de um curto-circuito por exemplo, o contato do condutor com
materiais combustíveis não provoque um incêndio.
Os eletrodutos são tubulações por onde os condutores passarão. Além
dos eletrodutos podem ser usados perfilados, eletrocalhas e bandejas
(esses últimos só em instalações aparentes).
Os eletrodutos podem ser de: aço galvanizado ou de alumínio; PVC
rígido roscável ou soldável; PVC flexível (são proibidas as
“mangueiras”) desde que caracterizados como “eletrodutos”, não
sejam propagadores de chama e suportem a incidência dos raios
solares sem amolecer (sua fabricação deve obedecer a todas as
recomendações das Normas Brasileiras). O diâmetro mínimo admitido
por Norma para eletrodutos a serem usados nas instalações prediais é
de 16mm (1/2”). Na prática, recomenda-se o uso de eletrodutos com
diâmetro mínimo de 20mm (3/4”) que por possuírem maior área
interna útil dão maior flexibilidade à instalações, além de serem menos
suscetíveis às obstruções por simples amassamento, no caso dos
eletrodutos flexíveis. A área máxima de um eletroduto que pode ser
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 108 -
ocupada pelos condutores é de 40% da área útil de sua seção
transversal.
A instalação dos eletrodutos pode ser dos tipos embutida ou aparente.
Em instalações industriais ou de grande porte, as tubulações são
assentadas preferencialmente de forma aparente. Nesse caso, os
eletrodutos serão sempre do tipo rígido, podendo ser de aço ou de
PVC, conforme escolha do projetista.
Em instalações prediais, as tubulações ainda são predominantemente
embutidas, apesar de haver uma tendência moderna de transformá-las
também em aparentes. Isso tornará as instalações muito mais flexíveis
e acessíveis para as futuras manutenções e remanejamentos. Uma
das grandes desvantagens das tubulações embutidas em alvenarias,
pelos processos tradicionais de execução (rompimento das paredes já
prontas, para embutimento das tubulações e posterior recomposição),
é o enorme desperdício de material e mão de obra resultantes do
procedimento adotado.
5.2) Fiações
Cada equipamento inserido num circuito elétrico exige a conexão de
condutores específicos para seu funcionamento. Ao projetista caberá
alimentar os equipamentos previstos na instalação com os condutores
necessários, determinando os caminhamentos que os condutores
farão até chegar ao seu destino final. Existem basicamente quatro
tipos de condutores, a saber:
• Condutor fase – traz a energia da Concessionária estando,
portanto, permanentemente energizado. Identificado pelas cores preto,
branco, vermelho ou cinza.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 109 -
• Condutor neutro – condutor aterrado que fecha o circuito com o
condutor fase, nas ligações monofásicas. Só é percorrido por corrente
elétrica quando em circuito fechado com a fase, caso contrário estará
desenergizado. Identificado pela cor azul-claro.
• Condutor terra – serve para proteger os equipamentos e circuitos
elétricos contra correntes de fuga, cargas eletrostáticas acumuladas
em partes metálicas da instalação ou contra defeitos de isolação dos
equipamentos. Só conduz corrente nessas circunstâncias (correntes
eventuais), não podendo ser considerado como condutor energizado.
Identificado pelas cores verde ou verde-amarelo.
• Condutor retorno – corresponde à continuação do condutor fase
depois de passar por um comando (um interruptor, por exemplo). Pode
pois ser considerado como uma fase “comandada”, ou seja, ora está
energizado, ora não, dependendo da posição do comando no
momento (se ativado ou desligado).
Os condutores de energia para uso em instalações prediais possuem
um revestimento em material termoplástico, que isola térmica e
eletricamente o condutor interno de cobre (mais usado) ou de alumínio
do meio externo. A menor seção nominal permitida por norma para os
circuitos de iluminação é de 1,5mm². Para os demais circuitos
(tomadas, motores, aparelhos de ar condicionado, etc..) a seção
mínima admitida é de 2,5mm². As seções comerciais para os
condutores de energia são as seguintes: 1,5mm²; 2,5mm²; 4,0mm²,
6,0mm²; 10,0mm²; 16,0mm²; 25mm²; 35mm²; 50mm²; 70mm²; 95mm²;
120mm², 150mm²; 185mm²;240mm²; 300mm².
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 110 -
No dimensionamento de condutores elétricos, dois critérios devem ser
observados: o limite da capacidade de condução de corrente do
condutor, ou seja, a corrente de alimentação do circuito não pode ser
maior que a corrente máxima admitida pelo fabricante para aquela
seção de condutor; e a limitação da queda de tensão do circuito, que
ocorre devido à perda de energia das cargas elétricas no seu
deslocamento dentro dos condutores, energia essa que é liberada na
forma de calor e que tem como conseqüência a diminuição do valor da
tensão no ponto de alimentação da carga. Essa queda pode ser
observada pela sensível redução de eficiência em alguns
equipamentos elétricos (lâmpadas, por exemplo) ou simplesmente
pelo não funcionamento dos mesmos.
Nos projetos elétricos, todas as informações sobre os equipamentos,
tubulações e fiações previstas, são representadas através de uma
simbologia. Pelo uso de uma simbologia específica, pretende-se que o
leitor identifique facilmente todas as características do equipamento ou
elemento de circuito a ser instalado, tais como: tipo de alimentação,
potência, local de instalação (piso, parede ou teto), altura de
montagem, tipo de montagem (aparente, embutida, etc..), materiais
necessários para a montagem do equipamento, e outras informações
que sejam necessárias à perfeita compreensão e execução das
instalações projetadas. Seguem alguns exemplos de fiações para alimentação de pontos de
consumo, chamadas de ligações fundamentais, com suas respectivas
representações em planta, onde se deve usar a simbologia específica
do projeto.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 114 -
6) ELABORAÇÃO DE PLANTA TÉCNICA
Chamamos de planta técnica, o desenho que contém os pontos de
consumo de energia elétrica e de comunicação (vídeo, voz, dados e
imagem), devidamente identificados por simbologia detalhada e
posicionados com cotas de amarração em elementos arquitetônicos,
que permita a exata locação em campo. É um desenho importante,
principalmente para apresentação ao leigo, pois através dele tem-se
um conhecimento exato de tudo o que está previsto para a edificação
em termos dos pontos elétricos e de comunicação, com suas posições
bem definidas.
Sendo o arquiteto o profissional especialmente conhecedor do lay out
proposto e do aspecto funcional do projeto, é a pessoa mais indicada
para a elaboração da planta técnica. Esta planta será encaminhada ao
responsável pela elaboração do projeto elétrico, que viabilizará as
instalações para atender aos pontos solicitados.
6.1) Conteúdo de uma Planta Técnica
A planta técnica deve ser gerada sobre o desenho de lay out de
mobiliário e equipamentos, devendo conter:
• Todos os pontos de iluminação com seus respectivos comandos,
devidamente identificados através de letras minúsculas ou
números, de forma a permitir a relação imediata do ponto de luz
com seu comando. Os pontos de iluminação serão definidos
através de projeto luminotécnico ou de critérios normativos, como
os citados no item 4.1;
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 115 -
• Todas as tomadas de energia de uso geral e específico, conforme
recomendações feitas no item 4.2;
• Tomadas lógicas para computadores, acompanhadas de tomada de
energia com 3 pinos (F+N+T);
• Tomadas para telefone externo. É exigência da Concessionária de
telefonia que em unidades residenciais sejam previstas no mínimo
uma caixa de saída em cada quarto, uma em cada sala ou copa e
uma no escritório. Cada caixa de saída possui 2 tomadas
telefônicas, conforme padrão Telebrás. As instalações
convencionais para telefones externos podem ser usadas para
intercomunicação através dos ramais dos aparelhos PABX,
utilizados hoje em dia não só em instalações comerciais, mas
também em residências. São centrais com certos números de
linhas para comunicação externa (troncos), com possibilidade de
chamada e comunicação interna entre os diversos ambientes
(ramais individuais). Na central poderão ser selecionadas algumas
funções específicas para cada ramal, como, por exemplo, bloqueio
para ligações externas;
• Pontos para comunicação interna (interfone);
• Pontos para antena de TV coletiva e a cabo;
• Pontos para caixas de som;
• Pontos para câmeras de circuito fechado de TV;
• Pontos para centrais de alarme, campainhas, e outros.
A seguir apresentamos o exemplo de uma simbologia para projetos
elétricos ou para plantas técnicas, que deve contemplar todas as
informações necessárias ao entendimento tanto do projetista elétrico
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 116 -
como do instalador, tais como: altura de montagem das tomadas, dos
equipamentos de iluminação e interruptores; tensão da tomada (127V
ou 220V); tipo e potência das lâmpadas previstas em cada ponto; tipo
do interruptor (simples, paralelo, dimer...) etc...
Apresentamos também um exemplo de planta técnica.
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 120 -
7) PREVISÃO DOS ESPAÇOS NECESSÁRIOS PARA ENTRADA DE
ENERGIA, MEDIÇÃO, CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO E
OUTRAS UTILIDADES
7.1) Residências
As necessidades de espaço em unidades residenciais são
relativamente simples. Seguem algumas recomendações práticas.
• Deve-se atentar para os efeitos estéticos que uma entrada de
energia aérea tem sobre a fachada, podendo-se optar, por
exemplo, por uma entrada subterrânea, mesmo a um custo maior.
• Dar preferência a modelos de medição que não obriguem o
leiturista a entrar na propriedade, seja pelo tipo de padrão de
energia adotado, seja pela previsão de espaço específico com
acesso independente e exclusivo para esta finalidade. Este espaço
poderá abrigar outros tipos de utilidades, tais como o medidor de
água (hidrômetro) e a caixa de entrada de telefone e TV a cabo.
• Selecionar em cada pavimento o local para a colocação do QDC,
de preferência superpondo um ao outro para facilitar o
desenvolvimento das prumadas alimentadoras. Indicar os QDC’s na
planta técnica, prevendo para as alvenarias a espessura necessária
para instalação embutida, quando for esse o caso.
7.2) Pequenos Edifícios Residenciais, Comerciais e Públicos
• Em edifícios com alinhamento predial recuado em relação ao limite
do terreno, cuidar para que a proteção geral do edifício e de cada
unidade consumidora não fique exposta ao acesso público, em
muros de divisa externos, como é comum de se ver em pequenos
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 121 -
shopping centers ou em alguns pequenos edifícios públicos e
comercias. Deverá ser criado um espaço privado para a colocação
das proteções e dos medidores.
• Em edifícios de pequeno porte, cuidado especial deve ser tomado
em relação ao tamanho dos hall’s. Não esquecer que deve existir
espaço suficiente para a colocação de caixas de passagem de
energia elétrica, de telefonia, de antenas de TV e outras. Havendo
medidores nos andares, no caso de edifícios comerciais por
exemplo, prever a localização dos mesmos de forma a não
impactar esteticamente o hall de entrada, com a exposição de um
grupo de medição.
• Sempre haverá prumadas verticais em edifícios de vários
pavimentos. Os shaft’s previstos para as prumadas devem ser
acessíveis (com portas), ventilados e devem ser superpostos em
todos os andares, inclusive nos pavimentos térreo e subsolos. Em
edifícios muito pequenos, onde não for possível a criação de
shaft´s, deixar espaços nos hall´s para a instalação das caixas
elétricas e de telefonia, lembrando que as Concessionárias de
Energia, Telefonia e Corpo de Bombeiros não permitem a
colocação de caixas em escadas.
7.3) Grandes Edifícios Residenciais, Comerciais e Públicos
• Verificar com o projetista de instalações o modelo de entrada de
energia para a previsão do espaço adequado, tanto para a entrada
de energia como para as medições (câmaras transformadoras,
subestações abrigadas, salas elétricas, etc...). Se as medições
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 122 -
forem se localizar nos respectivos andares, informar-se sobre o
comprimento a ser ocupado pelo grupo de medição para que esse
espaço seja previsto nos halls.
• Prever shaft´s em todos os pavimentos para acomodação de
caixas de derivação e passagem, prumadas de alimentadores
elétricos e das outras utilidades existentes na edificação, tais como
telefonia, antena de TV, interfone, etc... Estes shaft´s deverão ser
posicionados em áreas de uso comum do condomínio, tais como
hall´s de serviço, e deverão ter continuidade em todos os
pavimentos, inclusive em pilotis e garagens.
• Em edifícios comerciais e públicos com previsão de cabeamento
lógico para computadores, telefones e outras utilidades em todos os
andares (cabeamento estruturado) ou em “edifícios inteligentes”,
além dos shaft’s convencionais, devem ser previstos armários em
cada andar e sala especial num pavimento inferior para abrigar os
equipamentos de telecomunicações (chamados armários e salas
Telecom). É exigido no mínimo, um armário para cada pavimento
com área até 1.000m² e com distância máxima até o ponto lógico
mais afastado, de 90m. Para área de pavimento maior que 1.000m²
e distância do último ponto lógico maior que 90m, será exigido mais
um armário no pavimento.
A sala Telecom deverá se localizar no pavimento de entrada de
cabos das Concessionárias (de telefonia e TV a cabo, por
exemplo) ou de interligação com cabos de outros prédios (no caso
de campus, centros empresariais ou grandes condomínios).
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 123 -
O tamanho necessário de ambos dependerá do número de
estações de trabalho e da área a ser atendida. A título de
ilustração, apresentamos as exigências a seguir:
Armário Telecom para uma área de 500m² - 2,60m x 0,70m
Sala Telecom para um edifício de 1.000m² - 3,20m x 3,0m
Sala Telecom para um edifício de 800m² - 3,00m x 2,80m
Sala Telecom para um edifício de 500m² - 3,00m x 2,20m
• Para a determinação do espaço necessário aos shaft’s, considerar
sempre um afastamento mínimo de 60cm entre as prumadas de
cabos para energia (alimentadores elétricos) e de cabos de
comunicação (telefone, interfone, antena, dados e som), como
forma de se evitar que esses últimos sofram interferências
eletromagnéticas relacionadas aos primeiros. O ideal seria se
prever shaft’s independentes para energia e comunicação.
• Verificar com o projetista de instalações a necessidade de “poço de
elevação” para instalações telefônicas. Trata-se de um armário com
dimensões aproximadas de 40cm de profundidade e 1,20m de
comprimento, exigido pela Concessionária de Telefonia e que deve
ser localizado em área comum do edifício.
• Forros falsos são usualmente necessários em todas as circulações
e halls, permitindo-se a instalação de tubulações aparentes, o que
facilita manutenções além de flexibilizar possíveis modificações
futuras nas redes. Em edifícios com andares corridos, os forros são
imprescindíveis em toda a extensão do pavimento, já que não
existirá um lay out fixo para todos os andares. Servirão ainda para
ocultar os dutos de ar condicionado, usualmente de dimensões
mais avantajadas. O ideal é que estes forros sejam colocados sob
NOTAS DE AULA – LUMINOTÉCNICA I
CRISTINA LUIZA BRÁULIO - 124 -
as vigas estruturais com uma folga para passagem das tubulações
sem necessidade de haver furos. Cuidar para que as vigas de
contorno externo sejam mais altas que as internas para permitir o
arremate do forro. A adoção de forros com as características
mencionadas, pode implicar na previsão de um pé direito maior que
o usualmente projetado, motivo pelo qual é absolutamente
importante que estas questões sejam analisadas e resolvidas pelo
arquiteto numa fase inicial do projeto.
• Pisos elevados podem ser necessários em alguns ambientes ou em todo um pavimento, também com a finalidade de permitir a passagem de tubulações aparentes (muito usado em centros de computação). Pelas mesmas razões expostas anteriormente, essa é uma decisão a ser tomada em fase preliminar do projeto arquitetônico, pois influencia todos os níveis de projeto inclusive o projeto das escadas.
• Prédios especiais onde as instalações assumem papel prioritário no seu funcionamento, tais como hospitais e indústrias, merecem um estudo mais aprofundado de necessidades das instalações, mesmo porque muitas vezes têm que obedecer à normalização específica. Nesses casos, o arquiteto deve contactar o projetista ainda na fase de projeto básico, preparando os espaços corretamente e atribuindo às instalações a importância que elas efetivamente têm nesses tipos de edificações. A diretriz das concepções a serem adotadas será sempre a de segurança e facilidade nas manutenções e nos remanejamentos futuros.