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Material Didático-projeto Eletrico Para Eng. Civil
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Notao de Potncias de 10 e o Sistema Internacional de Unidades
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA ELTRICA
MATERIAL DIDTICO PARA A DISCIPLINA PROJETO ELTRICOPROF: PAULO S. DE J. GAMA UNIDADE 1 PROJETO ELTRICO1-1- CONCEITO DE PROJETO ELTRICO Todo projeto deve ser elaborado segundo alguns critrios e normas tcnicas vigentes e outras que se fizerem necessrias,onde os seguintes requisitos so bsicos:
a) AcessibilidadeOs componentes e linhas eltricas devem ser dispostos de forma a facilitar sua operao, inspeo, manuteno e acesso as suas conexes.
b) FlexibilidadeO projeto deve ter previses para pequenos ajustes ou alteraes que se fizerem necessrias alm de reserva de carga;
c) ConfiabilidadeUm projeto deve garantir a usurios e patrimnio segurana e um perfeito funcionamento das instalaes eltricas obedecendo s normas tcnicas vigentes, e as recomendaes dos diversos orgos envolvidos com a energia.:
Devemos na elaborao dos projetos seguir um roteiro mnimo de atividades que englobem as seguintes aes;Quantificao, determinao dos tipos e da localizao dos pontos de utilizao de energia eltrica;
Dimensionamento, definio dos tipos e encaminhamento dos condutores e condutos;
Dimensionamento, definio dos tipos e localizao dos dispositivos de proteo, de comando, de medio e demais acessrios.
Assegurar a transferncia de energia desde a rede de distribuio da concessionria (ou dos geradores particulares) at os pontos de utilizao (pontos de luz, tomadas, motores . . .), obedecendo rigorosamente as normas especficas da ABNT vigentes (ou as normas estrangeiras aplicveis, nos casos em que a primeira for omissa).
1-2- PARTES COMPONENTES DE UM PROJETO Anotao de Responsabilidade Tcnica ART
Carta de Solicitao de Aprovao Concessionria
Memorial Descritivo
Memria de Clculo
Clculo da demanda
Dimensionamento dos condutores
Dimensionamento dos condutos
Dimensionamento das protees
Plantas
Planta de situao
Plantas dos pavimentos
Esquemas Verticais (prumadas)
Quadros
De distribuio de carga
Diagramas unifilares (ou multifilares)
Detalhes
Entrada de servio
Caixa seccionadora
Centros de medio
Pra raios
Caixas de passagem
Aterramentos
Especificaes
Lista de Material
1-3-- NORMATIZAO 1-3-1- SIMBOLOGIA Os smbolos grficos utilizados nos projetos de instalaes eltricas so padronizados pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT, atravs da seguinte norma:
1. NBR-5444: Smbolos grficos para instalaes eltricas prediais.
1-3-2- RECOMENDAES E NORMAS TCNICAS Para projetos de instalao eltricas prediais em baixa tenso:
DA ABNT NBR 5354/77 - Requisitos Gerais para Material de Instalaes Eltricas Prediais
NBR 5410 - Instalaes Eltricas de Baixa Tenso
NBR 5413 - Iluminncia de Interiores
NBR 5419 - Proteo de Estruturas contra Descargas Atmosfricas
NBR 5444 - Smbolos Grficos para Instalaes Eltricas Prediais
NBR 5473 - Instalao Eltrica Predial
NBR 6533 - Estabelecimento de segurana aos efeitos da corrente eltrica percorrendo o corpo humano
NBR 66891 - Requisitos Gerais para Condutos de Instalaes Eltricas Prediais
NBR 8370 - Equipamentos e Instalaes Eltricas para Atmosferas Explosivas
NBR 10676 - Fornecimento de Energia a Edificaes Individuais em Tenso Secundria - Rede de Distribuio Area
NBR 13534 - Instalaes Eltricas em Estabelecimentos Assistenciais de Sade - Requisitos para Segurana
DA REDE/ CELPA 1.NTD-01: Fornecimento de energia eltrica em baixa tenso. 2.NTD-02: Fornecimento de energia eltrica em tenso primria 3.NTD-03: Condies gerais de fornecimento de energia eltrica a edificaes de uso coletivo
Observaes:
1. Alm das normas citadas anteriormente, o projetista dever ainda seguir as normas nacionais que se apliquem a itens especficos do projeto, bem como se inteirar a respeito das normas e regulamentaes do Corpo de Bombeiros local, visando o atendimento s questes referentes a segurana e combate a incndios.
1-4- ETAPAS NA ELABORAO DE UM PROJETO DE INSTALAES ELTRICAS 1- Informaes Preliminares: Planta de situao
Localizao dos acessos ao edifcio
Localizao da rede de energia eltrica
Projeto arquitetnico
Plantas, cortes, detalhes, fachadas
Dimenses do p direito, dos recintos e reas externas
Projetos complementares
Projeto estrutural, projetos de instalaes sanitrias, de combate a incndio, sonorizao . . .
Verificao de uma possvel interferncia com vigas e pilares
Informaes obtidas com o proprietrio, arquiteto ou responsvel
Previso de cargas utilizao de aparelhos especiais
Previso de cargas futuras ampliao da instalao
2- Quantificao do Sistema Previso de tomadas
Previso de iluminao
Previso de cargas especiais
3- Determinao do Padro de Atendimento Determinao da demanda e da categoria de atendimento do consumidor
Determinao da provvel demanda do edifcio e classificao da entrada de servio 4- Desenho das Plantas Desenho dos pontos de utilizao
Localizao dos quadros de distribuio de luz e dos quadros de fora
Diviso da carga em circuitos terminais
Desenho das tubulaes dos circuitos terminais
Traado da fiao dos circuitos terminais
Localizao das caixas de passagem dos pavimentos e da prumada
Localizao do quadro geral de baixa tenso, dos centros de medidores, da caixa seccionadora, do ramal alimentador e do ponto de entrega
Desenho das tubulaes dos circuitos alimentadores
Desenho do esquema vertical (prumada)
Traado da fiao dos circuitos alimentadores
5- Dimensionamento Dos condutores
Das tubulaes
Dos dispositivos de proteo
Dos quadros de alimentao
6- Quadros de Distribuio e Diagramas Quadro de distribuio de carga
Diagrama unifilar
Diagrama de fora e de comando dos motores
Diagrama unifilar geral
7- Elaborao dos Detalhes Construtivos 8- Memorial Descritivo Dados bsicos de identificao do projeto
Dados quantitativos do projeto
Descrio geral do projeto
Documentao do projeto
9- Memorial de Clculo Clculos das previses
Determinao da provvel demanda
Dimensionamento dos condutores
Dimensionamento dos condutos
Dimensionamento dos dispositivos de proteo
10- Elaborao das Especificaes Tcnicas 11- Elaborao da Lista de Material ART - Anotao de Responsabilidade Tcnica do Responsvel Tcnico pelo projeto junto jurisdio do CREA local.
12- Primeira Anlise da Concessionria 13- Reviso do Projeto (se necessrio) 14- Aprovao da Concessionria 1-5- FISCALIZAO DAS ATIVIDADES DE PROJETO E EXECUO DE INSTALAES ELTRICAS O Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (CONFEA) o rgo superior de fiscalizao profissional da engenharia, da arquitetura, da agronomia, da geologia e da meteorologia, bem como dos tcnicos de nvel mdio dessas modalidades. O CONFEA regido pela Lei 5.194, de 24 de dezembro de 1996, com funes administrativas, normativas e jurisdicionais, objetivando regulamentar o exerccio profissional da rea tecnolgica em todo o territrio nacional.
O Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do Par (CREA-PA) o responsvel pela fiscalizao de todas as profisses abrangidas pelo Sistema CONFEA no estado do Par, evitando que pessoas no habilitadas exeram funo na rea. Ao mesmo tempo, zela pela qualidade das obras e servios executados pela classe tecnolgica no territrio paraense.
A norma CEEE - NF - 06/98, aprovada pela Cmara Especializada de Engenharia Eltrica (CEEE), tem como objetivo fixar os critrios e parmetros para o registro no CREA - PA e Anotao de Responsabilidade Tcnica - ART, pelas atividades de projeto e execuo de instalaes de energia eltrica.
Essa norma classifica os profissionais em grupos, cada grupo possuindo atribuies correspondentes relacionadas elaborao e a execuo de projetos de instalaes eltricas.
Os Engenheiros Eletricistas pertencem a primeira categoria de profissionais e esto habilitados realizao de projetos e/ou execuo de instalaes de energia eltrica sem restries quanto carga, tenso ou condio de trabalho.
UNIDADE 2 ILUMINAO2.1- CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA LUMINOTCNICA
1. Luz: aspecto da energia radiante que um observador humano constata pela sensao visual atravs de estmulo da retina ocular.
2. Intensidade Luminosa (Candela - cd): a potncia da radiao luminosa numa dada direo.
3. Luminncia (cd/m2): a intensidade luminosa de uma superfcie dividida pela rea da superfcie iluminada.
4. Fluxo Luminoso (Lmem - lm): a potncia de radiao total emitida por uma fonte de luz percebida pelo olho humano.
5. Iluminamento (Lux - E): a relao entre o fluxo luminoso que incide sobre uma determinada superfcie e a superfcie sobre a qual ele incide.
6. Eficincia Luminosa (lm/W): a relao entre o fluxo luminoso emitido pela lmpada e a potncia absorvida.
Figura - Grfico da Eficincia Energtica dos principais tipos de lmpadasOutros conceitos importantes:
Temperatura de Cor
Smbolo: T
Unidade: K (Kelvin)
No instante que um ferreiro coloca uma pea de ferro no fogo, esta pea passa a comportar-se segundo a lei de Planck e vai adquirindo diferentes coloraes na medida que sua temperatura aumenta. Na temperatura ambiente sua cor escura, tal qual o ferro, mas ser vermelha a 800 K, amarelada em 3.000 K, branca azulada em 5.000K. Sua cor ser cada vez mais clara at atingir seu ponto de fuso. Pode-se ento, estabelecer uma correlao entre a temperatura de uma
fonte luminosa e sua cor, cuja energia do espectro varia segundo a temperatura de seu ponto de fuso. Por exemplo, uma lmpada incandescente opera com temperaturas entre 2.700 K e 3.100 K, dependendo do tipo de lmpada a ser escolhido. A temperatura da cor da lmpada deve ser preferencialmente indicada no catlogo do fabricante.
A observao da experincia acima indica que, quando aquecido o corpo negro (radiador integral) emite radiao na forma de um espectro contnuo. No caso de uma lmpada incandescente, grande parte desta radiao invisvel, seja na forma de ultravioletas, seja na forma de calor (infravermelhos), isto , apenas uma pequena poro est na faixa da radiao visvel, motivo pelo qual o rendimento desta fonte luminosa to baixo. Um aspecto importante que a temperatura da cor no pode ser empregada isoladamente e sim em conjunto com o IRC, mas independentemente deste aspecto, se aceita que cores quentes vo at 3.000K, as cores neutras situam-se entre 3.000 e 4.500K e as cores frias acima deste ltimo valor.
As cores quentes so empregadas quando se deseja uma atmosfera ntima, socivel, pessoal e exclusiva (residncias, bares, restaurantes, mostrurios de mercadorias); as cores frias so usadas quando a atmosfera deva ser formal, precisa, limpa (escritrios, recintos de fbricas). Seguindo esta mesma linha de raciocnio, conclui-se que uma iluminao usando cores quentes reala os vermelhos e seus derivados; ao passo que as cores frias, os azuis e seus derivados
prximos. As cores neutras ficam entre as duas e so, em geral, empregadas em ambientes comerciais. Abaixo so mostradas as diversas temperaturas de cor.
Figura ndice de reproduo de cor e temperatura de cor ndice de reproduo de cores ( IRC)Objetos iluminados podem nos parecer diferente, mesmo se as fontes de luz tiverem idntica tonalidade. As variaes de cor dos objetos iluminados sob fontes de luz diferentes podem ser identificadas atravs de um outro conceito, Reproduo de Cores, e de sua escala qualitativa ndice de Reproduo de Cores ( IRC). O mesmo metal slido, quando aquecido at irradiar luz, foi utilizado como referncia para se estabelecer nveis de Reproduo de Cor. Define-se que o IRC
neste caso seria um nmero ideal = 100. Sua funo como dar uma nota (de 1 a 100) para o desempenho de outras fontes de luz em relao a este padro. Portanto, quanto maior a diferena na aparncia de cor do objeto iluminado em relao ao padro (sob a radiao do metal slido) menor seu IRC. Com isso, explica-se o fato de lmpadas de mesma Temperatura de Cor possurem ndice de
Reproduo de Cores diferentes. Um IRC em torno de 60 pode ser considerado razovel, 80 bom e 90 excelente. Claro que tudo ir depender da exigncia da aplicao que uma lmpada deve atender. Um IRC de 60 mostra-se inadequado para uma iluminao de loja,
porm, mais que suficiente para a iluminao de vias pblicas. As lmpadas incandescentes so exemplos de IRC 100% encontrados nas lmpadas comerciais. Aparncia de cor: descreve a aparncia da luz emitida por uma fonte luminosa:
Entre 2700 e 3000 K: tonalidade de luz quente (branco-avermelhada), similar a da lmpada incandescente.
Entre 3000 e 4500 K: tonalidade intermediria, entre quente e fria (branca).
Acima de 4500 K: tonalidade fria (branco-azulada).
Reproduo de cor: definida em funo do efeito produzido por uma fonte de luz de referncia. So utilizadas cores - padro bem definidas, observadas inicialmente luz da fonte de referncia e depois luz da lmpada a ser testada. Determina-se, ento, em funo do desvio na cor provocado pela lmpada testada, o ndice de Reproduo de Cores (IRC) da lmpada (o valor mximo 100), podendo-se ainda classificar as lmpadas em trs grupos:
IRC at 60: reproduo moderada das cores.
IRC entre 60 e 85: reproduo boa das cores.
IRC acima de 85: reproduo excelente das cores.
2.2- LMPADAS- CLASSIFICAO
As lmpadas podem ser:
Incandescentes: para iluminao geral; decorativas; refletoras; para utilizao especfica; com bulbo de quartzo ou halgenas.
De descarga: fluorescente; vapor de mercrio; luz mista; vapor metlico; vapor de sdio.
2.2.1-LAMPADAS INCANDESCENTES
LMPADAS INCANDESCENTES PARA ILUMINAO GERAL
Podem ser de bulbo transparente, translcido ou opalizado. So fabricadas, normalmente, com potncias que variam de 25 a 200W.
Podem ser utilizadas na iluminao de residncias, lojas e em locais de trabalho que no exijam grandes nveis de iluminao.
LMPADAS INCANDESCENTES COM BULBO DE QUARTZO OU HALOGENAS So tipos aperfeioados de lmpadas incandescentes, constitudas por um bulbo tubular de quartzo onde so colocados: um filamento de tungstnio e partculas de iodo ou bromo (halognios).
Quando o filamento de tungstnio aceso, a alta temperatura provoca a combinao do halognio com os tomos que se desprendem do filamento, gerando um terceiro elemento (o iodeto de tungstnio).
Esse ltimo responsvel por provocar um ciclo regenerativo e fazer com que as partculas de tungstnio retornem novamente ao filamento (por efeito de conveco), evitando o enegrecimento do bulbo.
Possuem alta eficincia luminosa, maior durabilidade que as lmpadas incandescentes comuns alm de tima reproduo de cores. As que so fabricadas com potncias maiores (entre 200 e 1000 W) podem ser utilizadas na iluminao de praas de esportes, em ptios de armazenamento de mercadorias, em museus, estdios de TV, estacionamentos, jardins e na iluminao externa em geral.
Existem tambm as lmpadas halgenas de menores potncias (entre 50 e 100 W), que so indicadas para a iluminao de emergncia, em sistemas de segurana e para a iluminao geral de lojas, museus, hotis e escritrios, entre outros.
Podem tambm ser citadas as lmpadas dicricas, que so um tipo de lmpada halgena que possui um refletor com espelho multifacetado e base bipino.
Suas dimenses so reduzidas e a tenso de funcionamento de 127V ou 12V, sendo necessria a utilizao de transformador nesse ltimo caso. Utilizadas com fins decorativos, essas lmpadas transmitem menos calor ao ambiente, possuem um facho de luz bem dirigido e podem ser utilizadas em ambientes comerciais, residenciais e em galerias, entre outros.
2.2.2- LMPADAS DE DESCARGA
Nesse tipo de lmpada a energia emitida sob forma de radiao, provocando uma excitao de gases ou vapores metlicos, devido tenso existente entre os seus eletrodos. A radiao emitida depende da presso interna da lmpada, da natureza do gs ou da presena de partculas metlicas ou halgenas no interior do tubo.
LMPADAS FLUORESCENTES
So constitudas por um bulbo tubular de vidro em cujas paredes internas fixado material fluorescente. Nas extremidades do bulbo encontram-se eletrodos de tungstnio (catodos) e no seu interior existe vapor de mercrio ou argnio a baixa presso.
A descarga eltrica provocada no interior da lmpada produz uma radiao ultravioleta que, em presena do material fluorescente existente nas paredes do bulbo (cristais de fsforo), transforma-se em luz visvel.
Todas as lmpadas de descarga com exceo das lmpadas de mercrio de alta presso necessitam de uma tenso superior da rede para iniciar a descarga, por isso so utilizados equipamentos auxiliares para ajudar na partida dessas lmpadas (reator e/ou ignitor
Podem ainda ser citadas as lmpadas fluorescentes compactas, com tamanho reduzido, design moderno e efeito decorativo. Alguns tipos podem ser adaptados diretamente base comum (de rosca) das lmpadas incandescentes (Compactas Integradas: PL ELETRONIC, SLD e Circular da PHILIPS) e outros possuem base bipino (Compactas No - Integradas: PL-C, PL-S e PL-T, da PHILIPS). So fabricadas em potncias pequenas (normalmente entre 5 e 42 W), sendo indicadas para ambientes que precisam estar iluminados por um longo perodo ou, dependendo do tipo, em lojas, consultrios, shoppings centers, halls de entrada, garagens, escadas, corredores e em ambientes residenciais em geral.
As lmpadas fluorescentes possuem um timo rendimento, porm no permitem o destaque perfeito das cores. Essa desvantagem corrigida atravs da fabricao de lmpadas com indicaes especficas, que destacam as cores mais importantes para determinados ambientes.
Entre as suas grandes vantagens esto a elevada eficincia luminosa e a vida til prolongada, podendo ser utilizadas em escritrios, escolas, bancos, supermercados, hotis, residncias e outros.
LMPADAS DE VAPOR DE MERCRIO
Possuem um bulbo de vidro duro no interior do qual colocado um tubo de arco onde se produzir o efeito luminoso. Dentro do tubo de arco existe mercrio e uma pequena quantidade de argnio, que so vaporizados a alta presso. O vapor de mercrio possibilita o deslocamento de eltrons entre os eletrodos da lmpada. O choque entre os eltrons e os tomos de mercrio libera energia luminosa. Aps a ligao, a lmpada pode levar alguns minutos at atingir a totalidade do fluxo luminoso. O tubo pode ser revestido internamente com material fluorescente para melhorar a reproduo das cores.
As lmpadas de vapor de mercrio utilizam reator para auxiliar na partida, possuem vida longa e alta eficincia. So geralmente fabricadas com potncias que variam entre 80 e 400 W para tenso de 220 V. Indicadas na iluminao de vias pblicas, estacionamentos, reas industriais internas (galpes) e externas, alm de depsitos e fachadas.
LMPADAS DE LUZ MISTA
Possuem, ao mesmo tempo, caractersticas das lmpadas incandescentes, fluorescentes e de vapor de mercrio.
O bulbo ovide revestido internamente com material fluorescente e contm um tubo de descarga a vapor de mercrio que emite radiao visvel e radiao ultravioleta invisvel, que convertida em luz visvel atravs do revestimento interno.
Em srie com o tubo de descarga est o filamento de tungstnio, que emite luz incandescente, limita a corrente, substitui o reator e melhora a impresso geral de cor.
So mais eficientes que as lmpadas incandescentes e menos que as lmpadas fluorescentes. No necessitam de equipamento auxiliar, porm a tenso da rede deve ser de 220 V. Podem ser utilizadas quando se deseja melhorar o fluxo luminoso, que cerca de 20 a 35% maior que o das lmpadas incandescentes. So indicadas na iluminao de jardins, praas, estacionamentos, galpes e postos de gasolina.
LMPADAS DE VAPORES METLICOS
So lmpadas de duplo contato, com um tubo de descarga de quartzo e um bulbo externo, tambm de quartzo, preenchido com mercrio a alta presso e uma mistura de vapores.
Devem ser utilizadas apenas em luminrias fechadas, com vidro protetor e que absorva radiao, pois emitem uma quantidade considervel de radiao ultravioleta.
Possuem tamanhos reduzidos e so equivalentes s lmpadas halgenas do tipo palito, porm com vida til maior, economia de at 70% de energia, reduo do calor gerado no ambiente e maior fluxo luminoso. So indicadas para realar a iluminao de ambientes internos e externos em geral. Utilizam reator e ignitor para auxiliar na partida.
LMPADAS DE MULTI-VAPORES METLICOS
Possuem um tubo de descarga de quartzo no interior de um bulbo que pode ser ovide ou tubular. O bulbo tubular revestido com material fluorescente. So tambm produzidas com duplo contato.
Possuem alta eficincia luminosa, boa qualidade de iluminao e vida longa, podendo ser utilizadas na iluminao de hangares, postos de gasolina, parques de exposio, outdoors, na indstria em geral, em estdios, horticulturas e para iluminar esttuas, monumentos e fachadas. Tambm utilizam reator e ignitor para auxiliar na partida.
Podem ser citadas ainda as lmpadas Multi-Vapores Metlicos de potncias menores (entre 80 e 110 W) da Srie Mastercolor fabricadas pela PHIPLIS, que so indicadas na iluminao decorativa ou de destaque interna ou externa (vitrines, monumentos e fachadas). Necessitam de reator e ignitor ou de um reator eletrnico para auxiliar na partida, so mais eficientes e tm vida til maior que as lmpadas halgenas.
LMPADAS DE VAPOR DE SDIOSo constitudas por um vidro ovide ou tubular, onde feito vcuo. O tubo de descarga contido internamente constitudo por um composto de sdio - mercrio alm de outros gases.
As lmpadas de vapor de sdio a alta presso so as que apresentam a melhor eficincia luminosa e vida til mais longa, entre todos os tipos de lmpadas. Utilizam reator e ignitor para auxiliar na partida e levam alguns minutos para atingir 80% do fluxo luminoso total. So utilizadas na iluminao de ruas, aeroportos, estacionamentos e reas externas em geral.2.2.3-CARACTERISTICAS TCNICAS DAS LAMPADAS As caractersticas tcnicas das lmpadas descritas acima esto inseridas no arquivo de lmpadas e luminrias fornecidas em anexo e na tabela abaixo:. Tipo
Potncia
(W)Fluxo Luminoso
(lm)IRC
Incandescente (127V)60864100
Incandescente (127V)1001620100
Fluorescente TLT20110070
Fluorescente TLD32235066
Fluorescente TLD/84036335085
Fluorescente TLT40260070
Fluorescente TLD/84058520085
Fluorescente TLT65440070
Fluorescente TLT110760070
Vapor de mercrio80370048
Vapor de mercrio125620046
Vapor de mercrio2501270040
Vapor de mercrio4002200040
Vapor metlico2561900069
Vapor metlico3903500069
Vapor metlico4003500069
Vapor metlico9858500065
Mista165315061
Mista260550063
Vapor de sdio70660025
Vapor de sdio1501750025
Vapor de sdio2503320025
Vapor de sdio4005650025
Vapor de sdio6009000025
Tabela de fluxo luminoso de lmpadas.
2.3- CLASSIFICAO DAS LUMINRIAS
As luminrias para iluminao de interiores podem ser classificadas em funo da distribuio espacial do fluxo luminoso emitido, que passa acima ou abaixo de um plano horizontal que atravessa o centro do plano de referncia. Essa distribuio especificada na tabela 2.1 e exemplificada nas figuras que seguem.
Tabela 2.1: Classificao das luminrias para iluminao de interiores
ClassificaoDistribuio do Fluxo Luminoso (%)
Para o semi - espao superior Para o semi - espao inferior
Direta 0 - 10100 - 90
Semidireta10 - 40 90 - 60
Mista40 - 60 60 - 40
Semi-indireta60 - 90 40 - 10
Indireta 90 - 100 10 - 0
Iluminao Direta: quando o fluxo luminoso dirigido diretamente ao plano de trabalho (figura 2.6).
Iluminao Semidireta: quando parte do fluxo luminoso chega ao plano de trabalho diretamente dirigido e outra parte o atinge por reflexo, existindo predominncia do efeito direto (figura 2.7).
Iluminao Semi - Indireta: quando parte do fluxo luminoso chega ao plano de trabalho por efeito indireto e a outra parte diretamente dirigida ao mesmo. Nesse caso, o efeito indireto predomina (figura 2.8).
Iluminao Indireta: quando o fluxo luminoso dirigido diretamente na direo oposta ao plano de trabalho, atingindo-o somente por reflexo. Normalmente utilizado para provocar efeito decorativo (figura 2.9).
Iluminao Mista: o fluxo luminoso atinge o plano de trabalho proporcionalmente, de forma direta e indireta, no havendo predominncia de nenhum dos dois tipos de iluminao (figura 2.10).
Existem ainda as luminrias que concentram o fluxo luminoso e podem ser classificadas como semiconcentrante direta e concentrante direta.
2.4- PROJETO DE ILUMINAO
O projeto de iluminao de um estabelecimento envolve algumas decises preliminares relativas ao local (sala, escritrio, loja, indstria . . .) e ao tipo de atividade que ser desenvolvida (trabalho bruto, atividades minuciosas que exijam iluminamento intenso, etc.), sendo necessrio determinar:
1. O tipo de lmpada para os ambientes: incandescente, fluorescente, etc.
2. O tipo de iluminao: direta, indireta, semidireta, semi - indireta, semiconcentrante direta ou concentrante direta.
3. As dimenses do local e as cores do piso, parede e teto.
4. As alturas das mesas, bancadas de trabalho ou mquinas a serem operadas, conforme o caso.
5. A possibilidade de fcil manuteno das luminrias.
A primeira etapa na elaborao de um projeto luminotcnico a determinao do nvel de iluminamento ou da iluminncia (designao adotada pela NBR - 5413), que pode ser obtido nas tabelas especficas ou de acordo com o mtodo apresentado a seguir.
2.4.1- SELEO DA ILUMINNCIA
O mtodo para determinao da iluminncia apresentado pela Norma Brasileira (NBR - 5413 / 82) estabelece que:
Inicialmente, classifica-se a atividade em uma das trs faixas (A, B ou C) apresentadas pela tabela. Para cada faixa correspondem trs tipos de atividades e para cada tipo de atividade correspondem trs nveis de iluminamento (baixo, mdio e alto).
Em seguida, observando-se a tabela que apresenta os fatores determinantes da iluminao adequada:Tabela Iluminncias por classe de tarefas visuais
Classe
Iluminncia
(lux)Tipo de atividade
A
Iluminao geral para reas
usadas interruptamente ou
com tarefas visuais simples
20 - 30 - 50
reas pblicas com arredores escuros
50 -75 100Orientao simples para permanncia curta
100 - 150 - 200Recintos no usados para trabalho contnuo; depsitos
200 300 - 500Tarefas com requisitos visuais limitados, trabalho bruto de maquinaria, auditrios
B
Iluminao geral
para rea de trabalho
500 750 1000
Tarefas com requisitos visuais normais, trabalho mdio de maquinaria, escritrios
1000 1500 - 2000Tarefas com requisitos especiais, gravao manual, inspeo, indstria de roupas
C
Iluminao adicional
para tarefas visuais
difceis
2000 3000 - 5000
Tarefas visuais exatas e prolongadas, eletrnica de tamanho pequena
5000- 7500 10000
Tarefas visuais muito exatas, montagem de microeletrnica
10000 15000 - 20000Tarefas visuais muito especiais, cirurgia
Nota: As classes, bem como os tipos de atividade no so rgidos quanto s luminncias limites recomendadas, ficando a critrio do projetista avanar ou no nos valores das classes/tipos de atividades adjacentes, dependendo das caractersticas do local/tarefa Analisa-se a caracterstica da tarefa e escolhe-se o peso relativo a idade do observador, a velocidade e preciso exigidas na operao e a refletncia da superfcie onde se desenvolve a tarefa.
Caractersticas da tarefa e do observador
Peso
Idade
Velocidade e preciso
Refletncia do fundo da tarefa
- 1
0+1
Inferior a 40 anos
Sem importncia
Superior a 70%40 a 55 anos
Importante
30 a 70%Superior a 55 anos
Crtica
Inferior a 30%
Tabela Fatores determinantes da iluminncia adequada Somam-se os valores encontrados na etapa anterior considerando-se o sinal algbrico.
Quando o valor final for -2 ou -3 utiliza-se a iluminncia mais baixa do grupo; quando o valor final for +2 ou +3 utiliza-se a iluminncia mais alta; nos outros casos (-1, 0 ou +1) o valor central utilizado.
Entre os vrios mtodos que podem ser utilizados na elaborao de um projeto luminotcnico encontram-se os roteiros apresentados pelos catlogos de fabricantes de lmpadas, que aplicam os dados luminotcnicos referentes aos seus produtos. A seguir ser apresentado o Mtodo dos Lmens para clculos de iluminao.
2.4.2- MTODO DOS LMENS PARA CLCULOS DE ILUMINAO
Determina o fluxo luminoso total (() necessrio para se obter um iluminamento mdio uniforme no ambiente:
= (E . S ) / (u. d) (lmens)
onde:
E: iluminamento desejado, em lux
S: rea do compartimento, em m2u: fator de utilizao
d: fator de depreciao
Vrios fabricantes ,entre eles a Philips, determinam o fator de utilizao com se segue em diante: fator do local K, dado por:
onde;
C: comprimento do ambienteL: largura do ambienteh: altura da luminria ao plano de trabalho (que corresponde a altura do plano de trabalho - 0,6 m: trabalho sentado; 0,8 m: trabalho em p ou quando no se tem referncia subtrada da altura total do ambiente).
Figura - Representao do p direito til O fator de utilizao (u), determinado em funo:
- Do tipo de lmpada a ser utilizado, sua potncia e o modelo da luminria.
- Do fator do local.
- Do ndice de reflexo, codificado em funo das cores do teto, da parede e do piso.
TABELAS DE FATORES DE UTILIZAO
LUMINRIAS LUSTRES PROJETO:
Luminria C-2155 /Embutir /Sobrepor
Forro de Gesso ou Forrovid 2 x Fluorescente 16W/32W
Luminria confeccionada em chapa de ao tratada e pintada em epxi branco
Refletor e aletas parablicas em alumnio alto brilho (99,85%)
Nicho: 286 x 625 mm (16W)
286 x 1.230 mm (32W
teto705030
parede503010503010503010
piso202020
KFatores de Utilizao( % )
0595959565656545454
1545251525049504948
2494644474543454442
3444139434038413938
4403734393634383533
5373331363330353230
6343027333027322927
7312725302725292724
8282522282522272422
9262320262320252220
10242119242119242119
Luminria C-2342/Embutir/Sobrepor
4 x Fluorescente 16W
Luminria confeccionada em chapa de ao tratada e pintada em epxi branco
Refletor parablico em alumnio alto brilho (99,85%)
Aletas planas em chapa de ao tratada e pintada em epxi branco
Opo: Aletas parablicas em alumnio alto brilho (99,85%)
Nicho: 620 x 620 mm
teto705030
parede503010503010503010
piso202020
KFatores de Utilizao( % )
0717171686868656565
1646260615958595756
2575451555250535149
3514744494643484542
4464238444138434037
5423733403633393633
6383330373329363229
7343027342926332926
8322724312724302624
9292522292422282421
10272320262220262220
Luminria C-2338/Embutir
2 x Fluorescente Compacta Dupla 18W
2 x Fluorescente Compacta Dupla 26W
Luminria confeccionada em chapa de ao tratada e pintada em apxi branco
Refletor e aletas parablicas em alumnio metalizado alto brilho
Nicho: 0 245 mm
teto705030
parede503010503010503010
piso202020
(K)Fatores de Utilizao( % )
0434343414141404040
1403938383736373635
2363433353332343332
3333129323029313028
4302826292726292726
5282524272523262523
6262321252321252321
7242119232119232119
8222018221918211918
9211816201816201816
10191715191715191615
TABELAS DE FATORES DE REFLEXO:
Tabela 2.2: Para superfcies de um modo geralSuperfcies brancas70%
Superfcies claras50%
Superfcies medianamente claras30%
Superfcies escuras10%
Absoro total0%
Tabela 2.3: Considerando as cores dos revestimentosBranco75 a 85 %
Marfim63 a 80 %
Creme56 a 72 %
Amarelo claro65 a 75 %
Marrom17 a 41 %
Verde claro50 a 65 %
Verde escuro10 a 22 %
Azul claro50 a 60 %
Rosa50 a 58 %
Vermelho10 a 20 %
Cinzento40 a 50 %
Tabela 2.4: Considerando as cores dos revestimentos das paredes e do tetoTeto branco75%
Teto claro50%
Paredes brancas50%
Paredes claras30%
Paredes medianamente claras10%
O fator de depreciao (d): que leva em considerao a diminuio do fluxo luminoso de um aparelho provocado pela utilizao das lmpadas, pela poeira e sujeira que se depositam sobre os aparelhos e pelo escurecimento progressivo das paredes e teto .Na tabela abaixo so apresentados valores em uso pelos projetistas.Tambm importante observar que alguns fabricantes fornecem tabelas para o fator de manuteno levando em considerao o perodo de tempo para manuteno. Ambiente LIMPO Medio Sujo
Fator de manuteno d 0,9 0,8 0,6
Com os valores de u e de d determinados calculamos o fluxo total = (E . S ) / (u. d) (lumens Em seguida, determina-se o nmero de luminrias necessrio:
N = / (
Onde ( o fluxo de cada luminria determinado pelo produto do fluxo de uma lmpada pelo nmero de lmpadas especificado da luminria..
Em funo do nmero de luminrias obtido, procura-se distribui-las da forma mais uniforme possvel no ambiente.
2.4.3- MTODO DE PONTO A PONTO.
Permite o clculo do iluminamento em qualquer ponto de uma superfcie a partir de qualquer projetor cujo facho atinja o ponto considerado.
O nvel final de iluminamento alcanado para um determinado ponto ser a soma dos iluminamentos proporcionados por cada projetor que o alcana.
LEIS DO ILUMINAMENTO PRODUZIDO POR UMA FONTE PUNTIFORME
Considerando-se o foco luminoso situado em um ponto P a uma distncia d do ponto A localizado em um plano L qualquer, tem-se (figura 2.11):
: ngulo que a normal N faz com AP
ds: rea elementar que limita o ngulo slido db, de vrtice em P
Observao: seja uma esfera de raio unitrio em cuja superfcie est contida uma rea elementar, s, tambm unitria. O ngulo que tem por vrtice o centro da esfera e que limitado pelo contorno da rea unitria na superfcie da esfera denominado de ngulo slido (b = 1sr - um esterradiano).
Admitindo-se que a situao mostrada na figura 2.11 um caso particular do que mostrado pela figura 2.12, tem-se para o ngulo db:
db = ds cs / d
Por definio, Intensidade Luminosa (I) o limite da relao entre o fluxo luminoso em um ngulo slido em torno de uma direo dada e o valor desse ngulo slido, quando esse ngulo tende a zero (ver tambm definio apresentada na seo 2.2) - (figura 2.13).
Logo:
I = d( / db (cd)
E:
d( = I dbSubstituindo-se na equao acima o valor de db encontrado anteriormente, tem-se:
d( = I ds cs / d Ento:d( / ds = I. cs / d O iluminamento E, em lm / m2, na rea ds ser:
E = d( / ds
Logo:
E = I. cs / d (lux)
A equao acima resume as leis do iluminamento apresentadas a seguir:
1. O iluminamento varia diretamente com a intensidade luminosa no ponto considerado.
2. O iluminamento varia inversamente com o quadrado da distncia da fonte ao ponto iluminado.
3. O iluminamento varia proporcionalmente ao coseno do ngulo formado pela normal superfcie no ponto considerado e pela direo do raio luminoso que incide sobre o mesmo.
Da figura 2.11, tem-se: h = d x cos
Logo, o iluminamento tambm poder ser calculado por:
E = I . cs / h (lux)
O mesmo resultado pode ser encontrado da seguinte maneira:O Mtodo Ponto a Ponto permite calcular, em qualquer ponto do plano de trabalho, o iluminamento mdio causado por uma fonte luminosa localizada em qualquer ponto do local. Inicialmente considere-se a situao da figura abaixo. O problema determinar o iluminamento mdio no plano horizontal no ponto P, causado pela fonte luminosa. Figura Mtodo Ponto a Ponto
Destaca-se que a intensidade luminosa I (_) dada pela curva fotomtrica da
luminria, considerada conhecida. O iluminamento no ponto P, no plano
perpendicular intensidade luminosa, calculado atravs da Lei do Inverso do
Quadrado:
EP= I ( ) / D = = I ( ) / ( h / cos() ) == I ( ). cos() / h = No ponto P, o iluminamento no plano horizontal determinado atravs a Lei
dos Cosenos
EPH = EP . . cos() EPH= I ( ). cos() / hAdotando-se Qi = I ( ). cos() / h Finalmente, considerando todas as luminrias existentes no local, o
iluminamento total Q no plano horizontal em P determinado atravs de:
Em que N indica o nmero total de luminrias e Q i o iluminamento
horizontal em P causado pela luminria i. Para obter o iluminamento mdio do local, aplica-se esta equao a um conjunto adequado de pontos de verificao e calcula-se finalmente a mdia aritmtica de todos os valores de iluminamento obtidos. Na prtica o iluminamento total em um determinado ponto tem contribuio significativa apenas das luminrias mais prximas ao ponto, sendo que a contribuio das luminrias distantes muito pequena por causa da Lei do Inverso
do Quadrado. De todo modo, o clculo do iluminamento atravs do Mtodo Ponto a Ponto feito normalmente atravs de programa computacional, pois o clculo manual s vivel em casos simples com poucas luminrias e poucos pontos de clculo.
Observaes:
Na equao acima, o valor da intensidade luminosa (I), para um dado ngulo (, deve ser obtido a partir das Curvas de Distribuio Luminosa apresentadas pelos fabricantes em seus catlogos.
Nessas curvas, a lmpada ou luminria reduzida a um ponto no centro de um diagrama polar e a intensidade luminosa nas vrias direes possveis - em candelas por 1000 lmens - apresentada. Na figura a seguir mostramos uma curva tpica de distribuio luminosa que so fornecidas pelos fabricantes de aparelhos de iluminao
.
Figura Exemplo de curva de distribuio luminosa2.6- ILUMINAO DE RUAS E CALADAS
A seguir sero descritas as regras prticas que servem de orientao em projetos de iluminao que complementam alguns projetos de instalaes prediais, como o caso de arruamentos de complexos industriais e conjuntos habitacionais.
Para o iluminamento de ruas e caladas utiliza-se normalmente o Diagrama de Curvas Isolux, nos quais a iluminncia representada sob forma percentual, onde 100 equivale ao valor mximo. Um exemplo de curva isolux mostrado a seguir:
Fig. 2.14 : Diagrama de curvas Isolux num olano por 1000 lumens.
E max = 0,128 . / h : fluxo luminoso da lmpada em lumens.Pode-se obter tambm o nvel mdio de iluminao produzido pela luminria utilizando-se a Curva de Fator de Utilizao, que fornece o Coeficiente de Utilizao. Esse ltimo indica a percentagem dos lmens da lmpada que a luminria envia a uma faixa do solo com largura determinada. Um exemplo de curva de fator de utilizao mostrado a seguir:
Fig 2.15 Curva de fator de utilizaoO fator de utilizao permite calcular a quantidade de luz recebida pela calada e pela via. Para isso, as seguintes equaes podem ser utilizadas:
- Iluminncia Mdia na Rua:
Er: iluminao na rua, lux
(: fluxo da lmpada, lm
Ur: fator de utilizao do lado da rua
S: espaamento entre os postes, em metrosL: largura da rua, em metros- Iluminncia Mdia na Calada:
Ec: iluminao na calada, lux
(: fluxo da lmpada, lm
Uc: fator de utilizao do lado da calada
S: espaamento entre os postes, m
l: largura da calada, m
Nveis de Iiuminamento recomendados para reas externas:
Tabela 2.5: Nveis de iluminamento para reas externasreaE (lux)
Depsitos ao ar livre10
Parques de estacionamento50
Vias de trfego70
UNIDADE 3 CARACTERIZAO DO SISTEMA ELTRICO3.1- INTRODUO
O abastecimento energtico recebido pelos consumidoresa das concessionrias a ltima etapa de um processo que se inicia com a produo de energia pelas usinas geradoras, passa pelos sistemas de transmisso e de distribuio e chega ao seu destino final que so os consumidores nas figuras de 3.1 a a 3.1 d mostramos aspestos tcnicos e estruturais destes sistemas.
Figura 3.1 a - Estrutura bsica de um sistema eltrico.
Figura 3.1 b - Estrutura tradicional de uma rede de energia eltrica. [Fonte: Aneel]. Classificao:
Acima de 765 kV (UAT)
230kV