Metodologiadeprojetodeinstalações … · Tabela16 – Especiﬁcações de fornecimento para cada módulo, baseado na NTC 901100. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . .

Universidade Estadual de LondrinaCentro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica

Igor da Silva Deggerone

Metodologia de projeto de instalaçõeselétricas para empreendimento habitacional

de interesse social com conceitos decustomização em massa

Londrina2017

Universidade Estadual de Londrina

Centro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica


Metodologia de projeto de instalações elétricas paraempreendimento habitacional de interesse social com

conceitos de customização em massa

Trabalho de Conclusão de Curso orientado pelo Prof. Dra. SilviaGalvão de Souza Cervantes intitulado “Metodologia de projeto deinstalações elétricas para empreendimento habitacional de interessesocial com conceitos de customização em massa” e apresentadoà Universidade Estadual de Londrina, como parte dos requisitosnecessários para a obtenção do Título de Bacharel em EngenhariaElétrica.

Orientador: Prof. Dra. Silvia Galvão de Souza Cervantes

Londrina2017

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Ficha Catalográfica

Igor da Silva DeggeroneMetodologia de projeto de instalações elétricas para empreendimento habita-cional de interesse social com conceitos de customização em massa - Londrina,2017 - 73 p., 30 cm.Orientador: Prof. Dra. Silvia Galvão de Souza Cervantes1. Eficiência energética. 2. Instalações elétricas. 3. Modularidade. 4. Custo-mização em massa. 5. Eletrotécnica.I. Universidade Estadual de Londrina. Curso de Engenharia Elétrica. II. Me-todologia de projeto de instalações elétricas para empreendimento habitacionalde interesse social com conceitos de customização em massa.

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Metodologia de projeto de instalaçõeselétricas para empreendimento habitacional

de interesse social com conceitos decustomização em massa

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso deEngenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina,como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharelem Engenharia Elétrica.

Comissão Examinadora

Prof. Dra. Silvia Galvão de SouzaCervantes

Universidade Estadual de LondrinaOrientador

Prof. Dra. Ercília Hitomi HirotaUniversidade Estadual de Londrina

Prof. Me. Osni VicenteUniversidade Estadual de Londrina

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Londrina, 2 de março de 2017

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Dedico este trabalho a todos que me incentivaramno decorrer do curso e que, de alguma maneira,

me deram forças para a conclusão deste trabalho.Aos meus pais, Marilaini e Luis por serem meus

incentivadores e minhas referências de vida.

5

Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus por todas as bênçãos que Ele tem me dado. Osdesafios são inúmeros, mas Sua mão me auxilia em todo o tempo.

Agradeço também aos meus pais, sem eles não seria o que sou. Todos os esforços,todos os conselhos, todos incentivos me mostram que só estou aqui por eles. Pai e mãe,amo muito vocês!

Aos amigos, agradeço por fazerem parte de minha história. Todos especiais para mim,mostrando que há sempre de onde tirar forças para continuar em frente no objetivo. Aosprofessores deste curso, que puderam mostrar uma ideia do que é a Engenharia Elétricae todas as suas áreas através de suas disciplinas.

Em especial, agradeço a professora Doutora Silvia Galvão de Souza Cervantes, orien-tadora deste trabalho, a qual comprou a ideia de levar este trabalho adiante, dando todoo apoio necessário, mostrando o interesse que fez com que pudesse ser feito o mesmo.Ao professor Mestre Osni Vicente, por todo o auxílio dado e pela disposição de sempreajudar no que fosse preciso.

A professora Doutora Ercília Hitomi Hirota, pertencente do Departamento de Cons-trução Civil da Universidade Estadual de Londrina, que possibilitou a integração doscursos, fazendo com este trabalho pudesse agregar na pesquisa dirigida pela mesma.

Agradeço, por fim, a Universidade Estadual de Londrina pela estrutura fornecida equalidade de ensino, fazendo jus ao posto de ser uma das dez melhores do país.

"Se Deus é por nós, quem será contra nós?"(Romanos 8:31)

7

Igor da Silva Deggerone. Metodologia de projeto de instalações elétricas paraempreendimento habitacional de interesse social com conceitos de customiza-ção em massa. 2017. 73 p. Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Elétrica -Universidade Estadual de Londrina, Londrina.

ResumoNeste estudo será desenvolvido uma metodologia para elaboração de projeto elétricoconsiderando residências de empreendimentos habitacionais de interesse social, aplicandoo conceito de customização em massa e modularidade. O fator social influi em decisõesde otimização, assim como no aspecto econômico do projeto. Por fim, unindo o interessesocial ao conceito de customização em massa, é concebido o melhor projeto que atendadeterminada classe para que o mesmo não sofra posteriores alterações, perdendo assimcaracterísticas de eficiência e qualidade do mesmo.

Palavras-Chave: 1. Eficiência energética. 2. Instalações elétricas. 3. Modularidade.4. Customização em massa. 5. Eletrotécnica.

8

Igor da Silva Deggerone. Design study of electrical installations for housing de-velopment of social interest with mass custom concepts. 2017. 73 p. Monographin Electrical Engineering - Londrina State University, Londrina.

AbstractIn this study, a methodology will be developed for de elaboration of an electrical projetcsconsidering residences of housing projects of social interest, applying the concept of masscustomization and modularity. The social factor influences optimization decisions, as wellas the economic part of the project. Finally, joining the social interest to the concept ofmass customization, it is conceived the best project that meets a certain class so thatit does not undergo subsequent alterations, losing its characteristics of efficiency andquality.

Key-words: 1. Energy efficiency. 2. Eletrical installations . 3. Modularity. 4. Masscustom. 5. Electotechnical.

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Lista de ilustrações

Figura 1 – Camadas do painel de woodframe. Fonte: Espíndola et al. (2016) . . 23Figura 2 – Representação de um circuito elétrico. Fonte: Creder (2007) . . . . . 24Figura 3 – Diagrama de defasagem entre tensão e corrente em um circuito indu-

tivo. Fonte: Creder (2007) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Figura 4 – Diagrama esquemático de método de previsão de carga de circuitos de

iluminação e tomadas. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Figura 5 – Exemplo de instalação vertical através de painéis de woodframe. Fonte:

Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Figura 6 – Método de referência a partir de método de instalação. Fonte: ABNT

NBR 5410 (2004). Editado pelo autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Figura 7 – Método de referência a partir de método de instalação. Fonte: ABNT

NBR 5410 (2004). Editado pelo autor. . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Figura 8 – Ocupação máxima dos eletrodutos de PVC por condutores de mesma

seção. Fonte: Cavalin e Cervelin (2006) . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Figura 9 – Tabela 40 - Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes

de 30oC para linhas não-subterrâneas e de 20oC (temperatura do solo)para linhas subterrâneas. Fonte: ABNT NBR 5410 (2004) . . . . . . 63

Figura 10 – Tabela 42 - Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados emfeixe (em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados nummesmo plano, em camada única. Fonte: ABNT NBR 5410 (2004) . . 64

Figura 11 – Tabela 2 - Fornecimento de energia de rede distribuição secundária.Fonte: NTC 901100 (2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Figura 12 – Tabela 2 - Potência aproximada de aparelhos eletrodomésticos. NOTA:Estes valores são os mínimos considerados pela Copel. Fonte: NTC841001 (1999) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Figura 13 – Tabela 5 - Fatores de demanda de chuveiros, torneira, aquecedores deágua e ferros elétricos. Nota: O número de aparelhos indicado natabela deve ser considerado para cada tipo de aparelho. Fonte: NTC841001 (1999) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Figura 14 – Tabela 36 — Capacidades de condução de corrente, em ampères, paraos métodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D. Condutores: cobree alumínio Isolação: PVC Temperatura no condutor: 70oC Tempera-turas de referência do ambiente: 30oC (ar), 20oC (solo) Fonte: ABNTNBR 5410 (2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Figura 15 – Tabela 47 - Seção mínima dos condutores Fonte: ABNT NBR 5410(2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

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Lista de tabelas

Tabela 1 – Dimensões por ambiente - Módulo Base. Fonte: Autor. . . . . . . . . 33Tabela 2 – Dimensões por ambiente - Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . 33Tabela 3 – Dimensões por ambiente - Custom 2 e 3. Fonte: Autor . . . . . . . . 34Tabela 4 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Módulo Base. Fonte:

Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Tabela 5 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Custom 1. Fonte: Autor 35Tabela 6 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Custom 2 e 3. Fonte:

Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Tabela 7 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Módulo

Base. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Tabela 8 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Custom 1.

Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Tabela 9 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Custom 2 e

3. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Tabela 10 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Específico - Módulo

Base e Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Tabela 11 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Específico - Custom

2 e 3. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Tabela 12 – Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso geral em uni-

dades residenciais e acomodações de hotéis, motéis e similares. Fonte:ABNT NBR 5410 (2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Tabela 13 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição -Módulo Base. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Tabela 14 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição -Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Tabela 15 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição -Custom 2 e 3. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Tabela 16 – Especificações de fornecimento para cada módulo, baseado na NTC901100. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Tabela 17 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Módulo Base. Fonte: Autor . 43Tabela 18 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Custom 1. Fonte: Autor . . . 43Tabela 19 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Custom 2 e 3. Fonte: Autor . 44Tabela 20 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase- Módulo

Base. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Tabela 21 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase - Custom1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Tabela 22 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase - Custom2 e 3. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Tabela 23 – Seção final do condutor fase - Módulo Base. Fonte: Autor . . . . . . 47Tabela 24 – Seção final do condutor fase - Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . 47Tabela 25 – Seção final do condutor fase - Custom 2 e Custom 3. Fonte: Autor . 48Tabela 26 – Tabela 48 - Seção reduzida do condutor neutro. Fonte: ABNT NBR

5410 (2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Tabela 27 – Tabela 58 - Seção mínima para condutor de proteção. Fonte: ABNT

NBR 5410 (2004) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Tabela 28 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito -

Módulo Base. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Tabela 29 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito -

Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Tabela 30 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito -

Custom 2 e Custom 3. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Tabela 31 – Balanceamento de Fases - Módulo Base. Fonte: Autor . . . . . . . . 50Tabela 32 – Balanceamento de Fases - Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . . . . . 51Tabela 33 – Balanceamento de Fases - Custom 2 e 3. Fonte: Autor . . . . . . . . 51Tabela 34 – Disjuntores de Proteção - Módulo Base. Fonte: Autor . . . . . . . . 53Tabela 35 – Disjuntores de Proteção - Módulo Custom 1. Fonte: Autor . . . . . . 53Tabela 36 – Disjuntores de Proteção - Módulo Custom 2 e Custom 3. Fonte: Autor 54

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Lista de Siglas e Abreviaturas

ANEEL Agência Nacional de Engenharia ElétricaCOPEL Companhia Paranaense de EnergiaDDR Disjuntor Diferencial ResidualDTM Disjuntor TermomagnéticoPMCMV Programa Minha Casa Minha VidaQGFL Quadro Geral de Força e LuzTUE Tomada de Uso EspecíficoTUG Tomada de Uso GeralZEMCH Zero Energy Mass Custom Home

Sumário

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.1 Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.2 Justificativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3.1 Objetivo geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3.2 Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.1 Edificação ZEMCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.1.1 Customização em Massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.1.2 Modelo ZEMCH Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Grandezas Elétricas Fundamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.1 Circuito Elétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2 Corrente Elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.3 Tensão Elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.4 Lei de Ohm - Resistência Elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.5 Potência Elétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.2.6 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3 METODOLOGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.1 Modularidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2 Instalações Elétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283.2.1 Critério de Dimensionamento de Condutores . . . . . . . . . . 293.3 Fornecimento de Energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.4 Etapas do Estudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5 Levantamento e Dimensionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.5.1 Circuito de Iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.2 Circuito de Tomadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.2.1 Tomadas de Uso Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.5.2.2 Tomadas de Uso Específico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4 DESENVOLVIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.1 Caracterização Geral dos Módulos . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.2 Dimensionamento do Circuito de Iluminação . . . . . . . . . . . 34

4.3 Dimensionamento de Tomadas de Uso Geral . . . . . . . . . . . 354.4 Circuito de Tomadas de Uso Específico . . . . . . . . . . . . . . 374.5 Potência Demandada e Fornecimento . . . . . . . . . . . . . . . 384.6 Esquema de Instalação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.6.1 Instalação Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.6.2 Instalação Horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.7 Dimensionamento dos Condutores . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.7.1 Dimensionamento Condutor Fase . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.7.2 Dimensionamento Condutor Neutro e Condutor de Proteção 484.8 Balanceamento de Fases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.9 Proteção do Circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.9.1 Proteção contra Curto-circuito e Sobrecorrente . . . . . . . . . 514.9.2 Proteção contra Choque Elétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.10 Eletrodutos e Eletrocalha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.11 Lista de Materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5 DISCUSSÕES E CONCLUSÕES . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.1 Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

6 ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

1 Introdução

Nos últimos anos, o governo federal brasileiro tem voltado a atenção para políticasassistencialistas visando a população de média e baixa renda. Iniciativas voltadas parao desenvolvimento técnico-científico relacionadas às habitações de interesse social, temapoiado vários centros de pesquisa brasileiros para a avaliação e melhoria dos progra-mas habitacionais existentes, tais como Plano de Ações Articuladas (PAR), Programade Subsídio a Habitação de Interesse Social(PSH ), Programa Minha Casa Minha Vida(PMCMV ).

Uma das redes de pesquisas relacionados a este assunto é o ZEMCH Network (umasigla para Zero Energy Mass Custom Home Network), programa iniciado no Japão soba coordenação do Prof. Masayoshi Noguchi. O objetivo principal é buscar soluções aosproblemas ambientais, sociais e econômicos, que surgem em empreendimentos construídosnos países desenvolvidos ou em desenvolvimento (ZEMCH Network, 2014).

O ZEMCH foi criado em 2010 no Japão, através de inúmeras integrações internacio-nais entre empresas e universidades para o desenvolvimento de estudos afim de organizare melhorar habitações sustentáveis em relação a energia ou emissão de dióxido de carbonono Japão, onde já era praticado tal design. A visita que iniciou este projeto foi realizadaem 2006, posteriormente intitulada de ’ZEMCH Mission to Japan’(ZEMCH Network,2014).

Um dos conceitos trabalhados pelo ZEMCH é o de customização em massa. SegundoPINE, B Joseph (1993),

"customizar consiste no ato de prover um produto ou serviço segundo umanecessidade de determinado consumidor."

A customização em massa considera algumas características do consumidor. No casode empreendimentos habitacionais, as características consideradas são os requisitos dousuário, tal como sua classe social e econômica.

Outra diretriz que compõe o ZEMCH, é o desenvolvimento de um modelo de habitaçãocom requisitos de sustentabilidade econômica, social e ambiental. Isto é, uma habitaçãoZEMCH busca o equilíbrio entre custos reduzidos e alto desempenho de sustentabilidade,tanto na produção quanto na utilização destes empreendimentos (SCHEIDT et al., 2005).

O grupo de pesquisa ZEMCH Brasil possui vários projetos em diferentes universida-des. O Grupo de Pesquisa em Gestão de Projetos Integrados da UEL tem desenvolvidoestudos relacionados à habitação de interesse social associados a requisitos de sustentabi-lidade e custos de gestão. Desde o início de 2012, este grupo, coordenado pela professora

Doutora Ercília Hitomi Hirota (DCCi), vem desenvolvendo estudos voltados para o de-senvolvimento de um produto habitacional para famílias com até três salários mínimosde renda mensal. Através de uma Avaliação Pós-Ocupação (APO), foi analisado umempreendimento habitacional do PMCMV. A partir destes dados, foram concebidos ossuportes para o desenvolvimento do produto pretendido, com recomendações projetuaise o perfil das famílias para a aplicação dos conceitos de customização em massa. Assimforam feitos módulos diferentes que visam atender aos perfis encontrados neste estudoestatístico (HIROTA, 2014).

1.1 Motivação

O Grupo de Pesquisa em Gestão de Projetos Integrados da UEL trabalha desde 2012no estudo de projetos residenciais. Na atual etapa de desenvolvimento tornou-se neces-sária a inclusão do estudo de projeto elétrico e de geração fotovoltaica.

O trabalho disposto visará atender os requisitos ZEMCH levando em consideração osprojetos elétricos e a partir desta compreensão, desenvolver diretrizes, métodos e ferra-mentas que atendam o projeto integrado de habitações de interesse social que incorporemcaracterísticas de eficiência energética, envolvendo conceitos sustentabilidade e de custo-mização em massa.

1.2 Justificativa

Frente à atual conjuntura econômica e social brasileira, conceitos de eficiência ener-gética são essenciais na criação de novos caminhos para atender demandas considerandootimizar a qualidade e minimizando os custos.

A possibilidade de desenvolver projetos elétricos atrelados à modularidade das resi-dências resultará em benefícios através da otimização da mão de obra, racionalização dosmateriais para a instalação elétrica, evitando desperdícios; otimização da mão de obra,fazendo com que o custo da mesma seja reduzido; otimização de projeto para melhoratender o conceito de customização em massa; dentre outros.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo geral

Elaborar o projeto elétrico para o módulo habitacional básico e variações, conside-rando a possibilidade de acoplamento/adequação de módulos complementares ao mesmo.

18

1.3.2 Objetivos específicos

• Desenvolver a metodologia de ampliação do projeto elétrico básico de forma a aten-der os conceitos de modularidade;

• Estudo de materiais e estruturas para a adequação da instalação elétrica;

• Análise sócio-econômica visando abranger a classe social residente no empreendi-mento habitacional.

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2 Fundamentação Teórica

2.1 Edificação ZEMCHUma edificação qualificada como ZEMCH tem como características implementar so-

luções para minimizar o consumo de energia e a emissão de dióxido de carbono, tendendoa zero (ZEMCH Network, 2014).

Além disto, é fornecido a opção de customização da edificação. Esse conceito estásendo muito difundido no que chamam de "4a Revolução Industrial" ou Industrie 4.0(ZEMCH Network, 2014).

2.1.1 Customização em Massa

O design de um produto tem sofrido uma mudança conceitual e organizacional: deuma atividade individual e pouco organizada para uma atividade sistemática realizadapor uma equipe multidisciplinar (OLIVEIRA, 2013).

Para que isso ocorra em uma edificação, é necessário um processo interdisciplinar,unindo conhecimento de diversas áreas a fim de ter uma compatibilização de projeto(OLIVEIRA, 2013).

Desta forma, deve ser estabelecido um processo de comunicação coerente, utilizando-se de plataformas, as quais possibilitem a elaboração do projeto nas diversas áreas quecompõem o mesmo (OLIVEIRA, 2013).

Empreendimentos habitacionais podem ser divididos em três tipos: produção emmassa, semi-customizado e customizado. Os do tipo produção em massa são os maiscomumente encontrados. São construídos através conceitos de mercado definidos (NO-GUCHI, 2004).

Construções, quando aplicado o método de semi-customização, abordam uma carac-terística semi-personalizada, agregando valores de casas pré-fabricadas e conceitos decustomização. Pode-se usar por exemplo, telhados ou estruturas pré fabricadas, porémpodendo ter uma certa maleabilidade em relação ao design requerido pelos clientes (NO-GUCHI, 2004).

Processos de customização total, partem de um projeto em branco, onde tudo podee será customizado de acordo com o cliente. Nesse tipo de construção, o design é com-pletamente personalizado pelo cliente, o que aumenta o custo e o tempo de execução(NOGUCHI, 2004).

O conceito de customização em massa, une preceitos de produção em massa e custo-mização. O sistema de customização em massa pode ser conceitualmente definido pelaequação 2.1.

CM = f(PS), (2.1)

onde, na equação 2.1, "CM"representa a customização em massa, sendo igual a umafunção de "P", o produto, e "S", o serviço.

Em produtos customizáveis, há uma grande parcela de participação do usuário naelaboração do design do produto. Deste modo, há uma interação design-serviço, quepode ser compreendida pelo modelo representado na equação 2.2.

S = f(l, p, f), (2.2)

no qual, neste modelo, "S"representando o serviço, é uma função do local onde estaráo produto ("l"), interesse pessoal do usuário ("p") e as ferramentas disponíveis para afabricação ("f").

Uma parte importante na customização em massa é que o usuário determina direta-mente a configuração de sua casa a partir de opções dadas na entrada do processo deconcepção do projeto. Isso não poderia ser alcançado sem a padronização de componentesde habitação para mecanismos estruturais, exteriores e interiores. Assim, o sub-sistema"P", produto, pode ser explicado pelo modelo conceitual mostrado na equação 2.3.

P = f(v, e, i, o), (2.3)

o volume ("v") determina a quantidade de componentes presentes na casa, tais comonúmero de quartos, sanitários, etc, enquanto os componentes "i", interior, e "e", exterior,servem para coordenar os elementos decorativos e funcionais que personalizam a casa,como pintura, entradas de luz natural, etc. Além disso, "o"denota outros equipamen-tos opcionais, como condicionadores de ar, sistemas de segurança, outros equipamentoselétricos, etc.

O conceito de customização em massa não se encaixa em outros modelos de designexistentes, assim é denotado de "design de massa personalizado", que nada mais é queuma combinação entre o volume, interior e exterior.

Os componentes da estrutura da habitação geralmente são produzidos em massa (pelomenos possuem projetos reutilizáveis), mas a própria habitação é personalizada por es-colhas diretas do usuário variando de um modelo padrão. O design interior e exteriorincluem subcategorias como telhados, paredes, portas, janelas, varandas, e arranjos dafrente de entrada para o exterior, bem como as cozinhas, instalações sanitárias, banheiros,

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lavabos, sanitários, armazenamento e arranjos de acabamento para o interior. Além disso,a variedade de tamanhos, materiais, cores e texturas disponíveis para cada componente,bem como a variedade de serviços oferecidos, ajudam a expandir o número de variaçõesda habitação, e por seguinte, atender às necessidades individuais de cada usuário. Destemodo é possível através de componentes de produção em massa, se executar um projetode habitação customizado (NOGUCHI, 2004).

2.1.2 Modelo ZEMCH Brasil

Através deste conceito, o grupo ZEMCH Brasil, vinculado ao ZEMCH Network, o qualtem parceria com várias universidades brasileiras, dentre elas a Universidade Estadualde Londrina, elaborou um modelo de residência ZEMCH baseado nas necessidades decidadãos participantes do Programa Minha Casa Minha Vida (MCMV), seguindo ummodelo estatístico conceitual.

O projeto recorrente na Universidade Estadual de Londrina, coordenado pela Profa

Dra Ercília Hitomi Hirota, do Departamento de Construção Civil (DCCi), tem comobase uma construção feita em wood frame, com fundação em radier e em paredes ondehá instalação hidráulica, há a aplicação de uma placa cimentícia.

A utilização do woodframe visa uma edificação eficiente energeticamente e com baixoresíduo excedente, atendendo assim as especificações de uma habitação ZEMCH. Cons-truções com baixo resíduo visam a adequação do projeto ao clima do local, minimizandoo consumo de energia e otimizando as condições de ventilação, iluminação e aquecimentonaturais; previsão de requisitos de acessibilidade para pessoas com mobilidade reduzidaou, no mínimo, possibilidade de adaptação posterior; atenção para a orientação solaradequada, evitando-se a repetição do mesmo projeto em orientações diferentes; utilizaçãode coberturas verdes.

Inicialmente, foi proposto a fundação radier por ser uma solução rápida e econômica.Os radiers são lajes de concreto armado em contato direto com o terreno que recebe ascargas oriundas dos pilares e paredes da superestrutura e descarregam sobre uma grandeárea do solo. Geralmente, o radier é escolhido para fundação de obras de pequeno porte.

Este processo é feito no canteiro de obras com a devida precisão para a instalação dospainéis das paredes seguindo o projeto arquitetônico Espíndola et al. (2016).

Em seguida são instalados os painéis das paredes de woodframe, podendo ter umaisolação termo-acústica, os quais são representados na figura 1.

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Figura 1 – Camadas do painel de woodframe. Fonte: Espíndola et al. (2016)

O modelo trabalhado com o woodframe, além do seu caráter eficiente energeticamente,possui uma fácil instalação, reduzindo assim o tempo gasto em execução de obra, dimi-nuindo assim os custos com mão de obra, o que acarreta em uma maior economia no fimdo processo (ESPíNDOLA et al., 2016).

A partir dos métodos estatísticos, utilizados através da análise dos benificários doPMCMV, foram concebidos três modelos de customização de habitação a partir de um"módulo base", este composto por uma casa de dois quartos, um sanitário, uma sala deestar/jantar, cozinha e lavanderia. O primeiro modelo, denominado "custom 1", apresentao acréscimo de um cômodo no módulo base que possa ser usado como um estabelecimentocomercial, visto que em vários empreendimentos habitacionais de caráter social, não hádestinação de locais para atividades comerciais, fazendo com que os usuários adaptem asedificações para atender uma necessidade de gerar renda familiar, na própria residência.

Os outros dois modelos, chamados de "custom 2"e "custom 3", representam a facilidadede adaptação de um modelo customizado. Ambos são acrescidos de um dormitório e umsanitário além dos que compõem o módulo base. Apenas diferem-se na localização deinstalação desses dois novos cômodos. Vale ressaltar, que todos os modelos, tanto omódulo base quanto os módulos customizados, tem suas adaptações para portadores denecessidades especiais, atendendo às especificações do projeto do PMCMV.

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2.2 Grandezas Elétricas Fundamentais

Neste tópico serão apresentados conceitos iniciais para a melhor compreensão no quese refere à eletricidade, consequentemente à instalação elétrica.

2.2.1 Circuito Elétrico

Cavalin e Cervelin (2006) define o circuito de uma instalação elétrica como sendo oconjunto de elementos da própria instalação, incluindo condutores e demais equipamentosa ele ligados, alimentados pela mesma fonte de tensão e ligados ao mesmo dispositivo deproteção. Tal característica de proteção é a principal, já que protege os condutores desobrecorrentes, que pode ser garantida por dois ou apenas um dispositivo, guardando decorrentes de sobrecarga e de curto-circuito.

A figura 2 representa um circuito elétrico.

Figura 2 – Representação de um circuito elétrico. Fonte: Creder (2007)

Em uma instalação, existem dois tipos de circuitos: os de distribuição e os terminais.O circuito de distribuição é o circuito que alimenta, com energia elétrica, um ou maisquadros de distribuição. Já os circuitos terminais são aqueles que vêm do quadro dedistribuição e são ligados diretamente às lâmpadas e tomadas, de uso geral ou específico(CAVALIN; CERVELIN, 2006).

2.2.2 Corrente Elétrica

Para Creder (2007) corrente elétrica é o deslocamento de cargas dentro de um condutorquando existe uma diferença de potencial (ddp) entre suas extremidades. De acordo comCavalin e Cervelin (2006), corrente elétrica é o movimento ordenado de elétrons livres nointerior de um condutor elétrico sob a influência de uma fonte de tensão elétrica.

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A corrente elétrica é definida pela letra "I" e sua unidade de medida é o Ampère (A),que representa o fluxo de carga elétrica (C) por unidade de tempo (s) em determinadocondutor. Assim a corrente elétrica só poderá ser vista em um circuito fechado.

2.2.3 Tensão Elétrica

Cavalin e Cervelin (2006) conceituam tensão elétrica como a força exercida nos extre-mos do circuito, para movimentar de forma ordenada os elétrons livres.

Para haver corrente elétrica, é preciso que haja diferença de potencial e um condutor decircuito fechado. Se esse circuito estiver aberto, veremos apenas a diferença de potencialelétrico, mas não a corrente (CREDER, 2007).

A diferença de potência é denominada pela letra "U" ou "E", sendo o trabalho realizadocontra as forças elétricas ao se deslocar uma carga de dois pontos. A unidade de medidaé o Volt (V ), que é a relação de trabalho sobre carga, ou seja, Joule por Coulomb.

2.2.4 Lei de Ohm - Resistência Elétrica

O físico alemão Georg Simon Ohm (1789-1854) propôs os primeiros estudos da resis-tividade elétricas de materiais, relacionando grandezas relativas à corrente elétrica. Elepercebeu que a cada diferença de potencial (ddp) aplicada a um circuito por onde passavauma corrente, variando a tensão também era variado a corrente. Isso ocorre de tal modoque do quociente entre a tensão e a corrente também se obtém uma constante. Foi entãoque surgiu a lei de ohm dada pela equação 2.4.

R = E

I(2.4)

Na equação 2.4, temos "R"que é a resistência elétrica, dada em ohm (Ω), "E"tensãoelétrica em volt (V ) e "I"a corrente elétrica em ampère (A).

Contudo a resistência elétrica não é dada apenas pela Lei de Ohm. Cada materialpossui a sua resistividade elétrica (ρ). A expressão da resistência em função dos dadosrelativos do condutor é dada pela equação 2.5 Creder (2007).

R = ρL

A(2.5)

Onde, na equação 2.5 têm-se que "R"é a resistência elétrica em ohm (Ω), "ρ"a resistivi-dade do material (ohms×mm2/m), "L"o comprimento (m) e "A"a seção reta do condutor(mm2).

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2.2.5 Potência Elétrica

Segundo Creder (2007), "a energia aplicada por segundo chamamos de potência. Emeletricidade, a potência é o produto da tensão pela corrente". Para fins práticos, têm-sea equação 2.6.

P = E × I, (2.6)

na qual "P"é a potência aparente (V A), "E"é a tensão elétrica em volt (V ) e "I"acorrente elétrica em ampère (A).

Em circuitos de corrente alternada, existem três tipos de potência: ativa, reativa eaparente. A potência reativa, cuja unidade é o V Ar, é aquela que foi transformada emcampo magnético, já a potência ativa é aquela que é transformada em trabalho mecânico,térmico ou energia luminosa, sua unidade de medida é o Watt (W ). A potência aparenteé a soma vetorial destas duas grandezas que por serem compostas por corrente e tensão,variam de acordo com o ângulo entre as duas grandezas.

Em uma instalação residencial deve existir a potência de alimentação, que correspondeao máximo de potência solicitada da instalação em um período de 24 horas. Para tanto,deve-se calcular as potências nominais de todos os equipamentos que serão utilizadosno ambiente, bem como o fator de potência (a ser definido a seguir) de cada ponto deutilização previsto.

2.2.6 Fator de Potência

Cavalin e Cervelin (2006) define o fator de potência como sendo a porcentagem deenergia elétrica realmente utilizada, ou seja, a quantidade da energia aparente requeridada concessionária que está convertida em potência ativa.

O fator de potência é o cosseno do ângulo de defasagem existente entre a tensão e acorrente, que, teoricamente, pode variar entre 0 e 1, como pode ser visto na figura 3. Ovalor 0, indica um circuito puramente indutivo e valor 1, um circuito puramente resistivo.Vale salientar que é impraticável um circuito ser puramente indutivo, já que é impossívelum fio não oferecer nenhuma resistência (CREDER, 2007).

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Figura 3 – Diagrama de defasagem entre tensão e corrente em um circuito indutivo.Fonte: Creder (2007)

Segundo a ANEEL, na Portaria DNAEE no 085, foi informado o limite mínimo parao fator de potência de 0,92. Para a elaboração de projetos, geralmente aplicam-se fatoresde potência diferentes, para tomadas de uso geral de 0,8 e para a iluminação de 0,85 porse tratarem de lâmpadas fluorescentes e LEDs, visto que as lâmpadas incandescentes quetinham fator de potência igual a 1, saíram de mercado em 2015.

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3 Metodologia

3.1 Modularidade

O conceito a ser adequado ao projeto é o de modularidade. Este conceito, o qualcompõe os conceitos de customização em massa, anteriormente definidos, trabalha coma concepção de um projeto base e a inserção de outros módulos pré definidos.

Para que isso ocorra da melhor maneira, o projeto base deve estar pronto para receberesses novos módulos, de forma a suprir toda e qualquer necessidade dos mesmos.

É possível encontrar conceitos de modularidade diversos segmentos: em tecnologia,onde um sistema ou software é dividido em partes distintas; indústrias, como por exemplona montagem de carros e caminhões; além de empreendimentos habitacionais, conceitoque será aplicado neste trabalho.

Faz-se necessária a aplicação desta ideia pelo fato de que, ao se utilizar customizaçãoem massa, o conceito de modularidade deve atender as diversas variações de projeto, paraque haja a satisfação do cliente e o atendimento às suas necessidades.

3.2 Instalações Elétricas

Em todos os países existem normas que apresentam diretrizes básicas de como utili-zar/aplicar/trabalhar com a energia elétrica em suas distintas aplicações. Estas normasvisam a padronização de procedimentos de forma que pesquisadores, educadores, pro-jetistas, executores, fornecedores, etc, possam manter um diálogo em torno do mesmotema. Os projetos de instalações elétricas devem seguir as normas condizentes ao tipo deinstalação que será feita. No Brasil, temos a ABNT, Associação Brasileiras de NormasTécnicas, que regulamenta diversas atividades no país.

Por se tratarem de empreendimentos habitacionais sociais, ou seja, de sistemas debaixa tensão, assim será utilizada a norma NBR 5410 referente a instalações de baixatensão (menor que 1000V).

De acordo com ABNT NBR 5410 (2004), os circuitos terminais devem ser diferenciadosde acordo com os equipamentos a ele ligados. Portanto os pontos de iluminação e detomadas devem possuir circuitos distintos. A norma não estabelece a quantidade decircuitos que a instalação deve possuir, no entanto, em caso de seccionamento, um circuitonão deve oferecer riscos ao outro.

Além disso, existem pontos que devem ser atendidos para garantir a confiabilidadeda instalação. O primeiro aspecto que deve ser levado em consideração no circuito é a

segurança. Deste modo, pode-se evitar a carência de demais pontos de instalação. Osegundo ponto é a conservação de energia, o qual permite que as cargas sejam solicitadassegundo as necessidades.

De acordo com o que é solicitado na norma são realizados os cálculos de projeto. Seráutilizado o auxílio de planilhas para o cálculo dos fatores para as instalações elétricas ecom isso a disposição na planta do projeto a ser executado.

3.2.1 Critério de Dimensionamento de Condutores

São dois os critérios para o dimensionamento de condutores em um projeto elétrico:critério da capacidade de corrente e critério da queda de tensão.

A partir do critério de capacidade de corrente, o dimensionamento tem como objetivoa verificação da seção mais apropriada do condutor, de forma que possibilite o percursoda corrente sem um grande aquecimento do mesmo (CAVALIN; CERVELIN, 2006).

Este aquecimento se dá devido a resistência elétrica do material isolante, que aliadoao meio onde está instalado e o agrupamento de condutores, ajudará na dissipação docalor, por efeito Joule.

Quanto à aplicação do critério de capacidade de corrente, é necessário o acesso àtabela 40 da NBR 5410. Esta tabela, presente no anexo A, figura 9, trata do fator detemperatura. Esses valores variam de acordo com a temperatura onde se encontra ainstalação, seja ela subterrânea ou não. Também é relacionado o tipo de isolante docondutor.

Outro fator importante, é o fator de agrupamento dos circuitos. Esse fator estápresente na tabela 42 da NBR 5410, disposta no anexo B, figura 10.

Esses dois fatores são usados para calcular a corrente corrigida(Icorrigida), sendo amesma o quociente entre a corrente do circuito e a multiplicação entre o fator de tempe-ratura e o fator de agrupamento, representado na equação 3.1. Na equação, Icalculado é apotência do circuito dividido pela tensão do mesmo (I = P

E), ftemp o fator de temperatura

e fagrup, fator de agrupamento.

Icorrigida = Icalculado

ftemp × fagrup

(3.1)

O critério de queda de tensão, por sua vez, é calculado de acordo com a equação 3.2.

A = 100 · ρ · l · PV 2 · ∆V% · cosφ (3.2)

Na equação 3.2: A é a seção nominal do condutor (mm2); ρ é a resistividade do

material do condutor (geralmente cobre: 156

ohm ·mm2

m); l, distância percorrida pelo

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condutor (m); P , potência da carga (W ); V é a tensão de alimentação (V ); ∆V% éa queda de tensão admissível em valor % (de acordo com a seção 6.2.7.1 da ABNT econforme norma técnica da Copel: 4%); cosφ, fator de potência da carga.

A partir destes critérios, comparados ao valor mínimo exigido em norma para cadatipo de circuito, é escolhido a maior seção do condutor entre estes. Geralmente, parapequenas distâncias, o valor da seção do condutor calculado pelo critério da queda detensão é muito menor do que os outros dois comparados.

3.3 Fornecimento de Energia

O projeto que está sendo desenvolvido é para um empreendimento social na cidadede Londrina, no Paraná. Logo, deve se adequar, além das normas brasileiras regula-mentadoras, às normas técnicas da fornecedora de energia elétrica do estado, sendo estaa Companhia Paranaense de Energia, a COPEL. Será utilizada principalmente a NTC901100, que se refere ao fornecimento em tensão secundária de distribuição (NTC 901100,2012).

De acordo com os dados calculados de projeto, é levantada a potência demandada.Com esse valor, é determinada a categoria do empreendimento habitacional. Para isso éconsultada a tabela 2 da NTC 901100, encontrada no anexo C, figura 11.

Esta tabela é visualizada a partir da demanda máxima de cada categoria e tambémdisponibilizando a quantidade de fases que será fornecida. Além disso é mostrado aespessura do ramal de ligação, seção do eletroduto, disjuntor de proteção geral, dentreoutras especificações técnicas.

3.4 Etapas do Estudo

Para a concretização do estudo, foi realizada uma revisão na literatura a respeito dosconceitos fundamentais para um correto funcionamento dos condutores.

De posse das plantas baixas dos módulos e demais informações, foram feitos os levan-tamentos e dimensionamentos dos projetos elétricos de cada módulo.

3.5 Levantamento e Dimensionamento

Para o dimensionamento dos condutores, o método utilizado foi o critério da capaci-dade de corrente. A ABNT NBR 5410 (2004) estabelece critérios de dimensionamento decargas para cada ambiente, de acordo com as dimensões (áreas e perímetros) dos mesmos.A partir destes critérios é possível estabelecer o valor de potência aparente mínima, para

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efeito de dimensionamento, a ser considerada em cada circuito, sendo ele de iluminaçãoou tomadas de uso geral (TUG). Para as tomadas de uso específico (TUE), a potência aser considerada é a potência nominal do equipamento.

3.5.1 Circuito de Iluminação

Para o circuito de iluminação, de acordo com a ABNT NBR 5410 (2004), a potênciamínima é dada pela área do ambiente. Em uma área igual ou inferior a 6m2, deve-seatribuir no mínimo 100 VA. Em uma área superior a 6m2, deve-se atribuir 100 VA nosprimeiros 6m2 acrescidos de 60 VA para cada aumento de 4m2 inteiros.

Através disso, é possível levantar a potência ativa do circuito, de acordo com o fatorde potência.

3.5.2 Circuito de Tomadas

Para os circuitos de tomadas, são usadas duas divisões: tomadas de uso geral e toma-das de uso específico. As tomadas de uso geral (TUG) são destinadas à ligação de mais deum equipamento (não simultaneamente) e cuja corrente não seja superior a 10 A, comopor exemplo, liquidificador, ventilador, televisão, equipamento de som, etc. Já tomadasde uso específico (TUE), são usadas para alimentar de modo exclusivo um equipamentocom corrente superior a 10 A ou que é utilizado constantemente, como por exemplo,máquina de lavar roupas, chuveiro elétrico, torneira elétrica, ar-condicionado, etc.

3.5.2.1 Tomadas de Uso Geral

O circuito de tomadas de uso geral, terá sua quantidade de tomadas definidas tambémpela ABNT NBR 5410 (2004), bem como seus valores de potência aparente, definida agorapelo perímetro do ambiente. A norma define que para banheiros (local com banheiro e/ouchuveiro), exista um ponto de 600VA junto ao lavatório. Quanto a cozinha, copa, áreade serviço, lavanderia e similares, 1 ponto para cada 3,5 metros de perímetro, sendo que:se forem até 6 pontos, 600 VA por ponto para os 3 primeiros pontos e 100 VA por pontoadicional; para uma quantidade maior de pontos, 600 VA para os 2 primeiros e 100 VApara os demais. A norma ainda observa que se deve ter acima de cada bancada no mínimo2 pontos no mesmo ponto ou em pontos distintos. Para varanda, se a área: for menorque 2,5 metros, não haverá ponto; estiver entre 2,5 metros e 6 metros, 1 ponto de 100VA; for maior que 6 metros, 1 ponto de 100 VA para cada 5 metros de perímetro. Parasalas e dormitórios, pede-se 1 ponto de 100 VA a cada 5 metros de perímetro, levandoem conta a quantidade de aparelhos que poderão ser ligados ali.

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O fator de potência para esse determinado tipo de circuito para se descobrir a potênciaativa é de 0,8.

3.5.2.2 Tomadas de Uso Específico

Para esse tipo de circuito deve-se utilizar o valor de potência de cada equipamentoa ser instalado. Geralmente tomadas de uso específico são utilizadas para equipamentoscomo chuveiros, condicionador de ar, máquinas de lavar, lava-louças, etc. Com essesvalores de potência, geralmente dadas em Watts (W), deve-se multiplicar pelo fator depotência de cada aparelho, fornecido junto ao aparelho.

Os detalhes de instalação podem ser encontrados de forma esquemática na figura 4.

Figura 4 – Diagrama esquemático de método de previsão de carga de circuitos de ilumi-nação e tomadas. Fonte: Autor

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4 Desenvolvimento

4.1 Caracterização Geral dos Módulos

Inicialmente, através das plantas baixas fornecidas pelo modelo ZEMCH Brasil, ex-plicados na seção 2.1.2 deste trabalho, foram feitos os dimensionamentos de cada módulosegundo sua área e perímetro. Os valores estão nas tabelas 1, 2 e 3, referentes, respec-tivamente, ao módulo base, custom 1 e a última em relação ao custom 2 e custom 3.Os modelos custom 2 e custom 3, que diferem apenas na alocação dos novos ambientes,mas mantendo as dimensões dos mesmos, a efeito de projeto elétrico podem ser tratadoscomo o mesmo projeto, pois, devido ao fato que ao projetar os circuitos leva-se em contaa dimensão dos ambientes, que, por sua vez, nestes dois módulos é a mesma.

Tabela 1 – Dimensões por ambiente - Módulo Base. Fonte: Autor.

Dependência Área(m2) Perímetro(m)Varanda - 17,6 5,7Cozinha - 5,04 9Serviço - 3,24 7,5

Estar/Jantar - 14,85 15,9Sanitário - 3,65 7,84Dormitório 1 8,28 11,7Dormitório 2 17,2 10,8

Tabela 2 – Dimensões por ambiente - Custom 1. Fonte: Autor


Estar/Jantar - 14,85 15,9Sanitário - 3,65 7,84Dormitório 1 8,28 11,7Dormitório 2 17,2 10,8Escritório - 10,26 12,9

Tabela 3 – Dimensões por ambiente - Custom 2 e 3. Fonte: Autor


Estar/Jantar - 14,85 15,9Sanitário 1 3,65 7,84Dormitório 1 8,28 11,7Dormitório 2 17,2 10,8Dormitório 3 10,26 12,9Sanitário 2 3,65 7,84

4.2 Dimensionamento do Circuito de Iluminação

Seguindo o que estabelece a ABNT NBR 5410 (2004) na seção 9.5.2.1.2, foram feitosos cálculos de potência para o dimensionamento dos circuitos de iluminação, não necessa-riamente à potência nominal das lâmpadas. O valor de potência utilizada varia de acordocom a quantidade de pontos de iluminação e a potência dos mesmos.

Os resultados estão nas tabelas 4, 5 e 6, referentes ao módulo base, custom 1 e custom2 e 3 respectivamente.

Tabela 4 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Módulo Base. Fonte: Autor

Dependência Potência Iluminação(VA)Potência Mínima Potência Utilizada

Varanda - 280 200Cozinha - 100 100Serviço - 100 100

Estar/Jantar - 280 300Sanitário - 100 100Dormitório 1 160 100Dormitório 2 280 100Total 1300 1000

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Tabela 5 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Custom 1. Fonte: Autor

Dependência Potência Iluminação(VA)Potência Mínima Potência Utilizada


Estar/Jantar - 280 300Sanitário - 100 100Dormitório 1 160 100Dormitório 2 280 100Escritório - 220 100Total 1340 1000

Tabela 6 – Dimensionamento do Circuito de Iluminação - Custom 2 e 3. Fonte: Autor

Dependência PotênciaIluminação(VA)Potência Mínima Potência Utilizada


Estar/Jantar - 280 300Sanitário 1 100 100Dormitório 1 160 100Dormitório 2 280 100Dormitório 3 220 100Sanitário 2 100 100Total 1440 1100

4.3 Dimensionamento de Tomadas de Uso Geral

A norma ABNT NBR 5410 (2004), na seção 9.5.2.2.1, trata dos números de pontosde tomada de uso geral (TUG) por ambiente. Considerando a especificação de norma,foram geradas as tabelas 7, 8 e 9 que representam a quantidade de tomadas por ambiente,observando os critérios exigidos, a quantidade utilizada em projeto e a potência em VApara o circuito de tomadas de uso geral de cada dependência.

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Tabela 7 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Módulo Base.Fonte: Autor

Dependência TUGsQuant Mínima Quant Utilizada Potência(VA)

Varanda - 2 1 100Cozinha - 5 5 2000Serviço - 3 3 1800

Estar/Jantar - 4 4 400Sanitário - 1 1 600Dormitório 1 3 3 300Dormitório 2 3 3 300Total 21 28 5500

Tabela 8 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Custom 1. Fonte:Autor



Estar/Jantar - 4 4 400Sanitário - 1 1 600Dormitório 1 3 3 300Dormitório 2 3 3 300Escritório - 3 3 300Total 24 21 5800

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Tabela 9 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Geral - Custom 2 e 3.Fonte: Autor



Estar/Jantar - 4 4 400Sanitário 1 1 1 600Dormitório 1 3 3 300Dormitório 2 3 3 300Dormitório 3 3 3 300Sanitário 2 1 1 600Total 25 22 6400

4.4 Circuito de Tomadas de Uso Específico

As tomadas de uso específico (TUE) são especificados de acordo com o valor dapotência dos equipamentos nelas instalados. Para o projeto, serão consideradas tomadasde uso específicos apenas para os chuveiros elétricos. A potência de cada chuveiro seráde 6000W, com fator de potência unitário. Utilizou-se um valor maior de potência parao chuveiro visando uma garantia da proteção do circuito, preservando a liberdade deescolha do equipamento a ser instalado pelo usuário.

Outro ponto a ser observado, é que todas as TUE do projeto terão o valor de tensãode 220V, enquanto que as demais tomadas de uso geral, terão o valor de tensão de 127V.

Assim, foram obtidas as tabelas 10, que retrata o caso no módulo base e custom 1,por possuírem o mesmo tipo de TUE, e 11, mostrando o caso de custom 2 e custom 3.

Tabela 10 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Específico - Módulo Basee Custom 1. Fonte: Autor

TUEsEspecificação Potência(W) FP Potência (VA)

Chuveiro (220V) 6000 1 6000Total 6000 6000

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Tabela 11 – Dimensionamento do Circuito de Tomadas de Uso Específico - Custom 2 e3. Fonte: Autor

TUEsEspecificação Potência(W) FP Potência (VA)

Chuveiro (220V) 6000 1 6000Chuveiro (220V) 6000 1 6000

Total 12000 12000

4.5 Potência Demandada e Fornecimento

Com os dados anteriormente obtidos, foi calculado a potência demandada para oalimentador de entrada. Para isso utilizou-se o fator de potência de 0,8 para as tomadasTUG e 0,85 para a iluminação. Se tratou também do fator de demanda (FD) seguindoa tabela 12.

Tabela 12 – Fatores de demanda para iluminação e tomadas de uso geral em unidadesresidenciais e acomodações de hotéis, motéis e similares. Fonte: ABNT NBR5410 (2004)

Potência - P (kW) Fator de demanda (%)0 <P ≤ 1 861 <P ≤ 2 752 <P ≤ 3 663 <P ≤ 4 594 <P ≤ 5 525 <P ≤ 6 456 <P ≤ 7 407 <P ≤ 8 358 <P ≤ 9 319 <P ≤ 10 27Acima de 10 24

Os valores do fator de demanda (FD) para as tomadas de uso específicos, podem serencontrados na NTC 841001 (1999). Como só há uma máquina de lavar por projeto, seráusado o fator de demanda unitário. Para o fator de demanda dos chuveiros, será visto natabela 5 do anexo 7 da NTC 841001 (1999), presente no anexo E, figura 13. O fator depotência (FP ) é fornecido pela fornecedora de energia elétrica, no caso a COPEL (95%).

Com isso, foram calculadas as potências demandadas em cada módulo para ser en-contrado o fornecimento de secundário segundo a tabela 2 da NTC 901100, presente noanexo C, figura 11.

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Os cálculos estão dispostos nas tabelas 13, 14 e 15.

Tabela 13 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição - MóduloBase. Fonte: Autor

Circuito Potência (W ) FD Potência DemandadaIluminação + TUGs 5250 0,45 2362,5Chuveiro (220V) 6000 1 6000

Pot. Total Demand. (W ) FP Pot. Total Demand. (V A)8362,5 0,95 7944,38

Tabela 14 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição - Cus-tom 1. Fonte: Autor

Circuito Potência (W ) FD Potência DemandadaIluminação + TUGs 5490 0,45 2470,5Chuveiro (220V) 6000 1 6000

Pot. Total Demand. (W ) FP Pot. Total Demand. (V A)8470,5 0,95 8046,98

Tabela 15 – Cálculo de Potência Demandada para Quadro Geral de Distribuição - Cus-tom 2 e 3. Fonte: Autor

Circuito Potência (W ) FD Potência DemandadaIluminação + TUGs 6055 0,4 2422Chuveiro (220V) 6000 1 6000Chuveiro (220V) 6000 1 6000

Pot. Total Demand. (W ) FP Pot. Total Demand. (V A)14422 0,95 13700,9

Consultando a tabala no Anexo C, figura 11, pôde-se identificar a categoria de forne-cimento através da potência total demandada em VA. Para o módulo base e o custom 1,foi verificado que a categoria 28 de fornecimento atenderia ao projeto. A categoria 28 ébifásica, com disjuntor bipolar de 50A, condutor de cobre 10mm2 e eletroduto de PVC32mm.

Já para os modelos custom 2 e 3, a potência total demandada ultrapassava os 11kVAlimites na categoria 28, devido a esses dois módulos terem um sanitário a mais, porconsequente, uma TUE com chuveiro elétrico ligado a mesma, mas ainda estava abaixo de14kVA da categoria seguinte. A categoria 29 então atendeu a esse projeto. A mesma ainda

39

é bifásica, porém com disjuntor bipolar de 63A, condutor de cobre 10mm2 e eletrodutode PVC 32mm.

As especificações do fornecimento foram colocadas na tabela 16, representando o quefoi anteriormente descrito.

Tabela 16 – Especificações de fornecimento para cada módulo, baseado na NTC 901100.Fonte: Autor

Modelo Categoria DisjuntorGeral (A) Medidores Ramal de Ligação Eletroduto

φ nominalMódulo Basee Custom 1 28 50 Bifásico 10 mm2 (cobre) 32 mm (PVC)

Custom 2e Custom 3 29 63 Bifásico 10 mm2 (cobre) 32 mm (PVC)

4.6 Esquema de Instalação

O método de instalação foi dividido em dois, vertical e horizontal, visando abrangeros conceitos de modularidade, que compõem a edificação. Para isso, a instalação elétricatem que estar preparada para modificações e anexos futuros.

4.6.1 Instalação Vertical

Para a instalação vertical, por se tratar de uma edificação cuja as paredes são painéisde woodframe, foi escolhido trabalhar com painéis pré-fabricados segundo o modelo deinstalação elétrica. Estes painéis conteriam um eletroduto de PVC corrugado em seuinterior, já com cortes nas alturas definidas em projeto. Por exemplo, um painel precisade uma tomada baixa e um ponto de interruptor, deste modo o painel estaria montadopara atender esta disposição, como pode ser mostrado na figura 5.

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Figura 5 – Exemplo de instalação vertical através de painéis de woodframe. Fonte: Autor

A quantidade e variedade destes painéis específicos é dada ao término do projeto,passando assim os dados à empresa fabricante do painel, tendo uma solução com menosperdas. Também, este método facilita na hora de instalação, pois os eletrodutos e cai-xas de passagem já vem instalados no próprio painel, restando apenas a instalação doscondutores.

4.6.2 Instalação Horizontal

Para a instalação horizontal, outro método foi utilizado, visando também o conceitode modularidade. Visto que a cobertura utilizada será de telhas termoacústicas, sema utilização de forro, foi escolhido uma instalação que não possuísse muitos elementosaparentes, como os próprios eletrodutos.

A parte principal para esta instalação, foi a utilização de uma eletrocalha que atravessatoda a extensão da casa, aproveitando-se do projeto em planta base. A partir destaeletrocalha, se ramificam eletrodutos rígidos para os pontos de instalação. Estes pontospodem ser os painéis da instalação vertical, como descritos anteriormente, como pontosde iluminação.

Os caminhos quais os eletrodutos farão, deverão ser os mais otimizados possíveis,buscando uma economia de material. Estes caminhos passarão sobre os painéis parachegar aos pontos de instalação vertical, para que não fiquem aparentes. No caso depontos de iluminação, os eletrodutos deverão ser fixos na cobertura, visto que foi a melhorsolução encontrada.

41

A escolha do eletroduto de PVC rígido se deve a sua adequação e melhor fixaçãodo que o eletroduto corrugado, que é mais maleável. A eletrocalha escolhida foi a nãoperfurada, já que ela estará apoiada nos painéis de woodframe.

Outro ponto a salientar é que, de modo que a eletrocalha se apresenta em toda aextensão da casa, uma expansão nessas direções (frente ou fundo) se torna facilitada, vistoque o caminho até o quadro de distribuição é de fácil acesso pela eletrocalha, culminandoassim no emprego do conceito de modularidade.

4.7 Dimensionamento dos Condutores

Para o dimensionamento dos condutores, foi separado os circuitos de iluminação,TUG e TUE, e calculado a potência total de cada um, associado a tensão de cada um,foi encontrado a corrente de cada circuito.

Os circuitos foram divididos em: um único circuito de iluminação; dois circuitos para acozinha, para evitar uma alta corrente para este circuito; dois circuitos para serviço, assimcomo os circuitos de cozinha, evitar a alta corrente; demais circuitos de TUG e circuitosde TUE individuais. Para os módulos onde há um acréscimo de novas dependências,as mesmas são alocadas de forma a equilibrar os circuitos, não os deixando com umapotência muito elevada. No caso dos módulos custom 2 e custom 3, foi preferível que onovo sanitário a ser anexado tivesse o seu próprio circuito, assim mantendo a potênciamais baixa e também pensando em expansões futuras, nas quais este circuito independede outro.

Os resultados estão nas tabelas 17, 18 e 19.

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Tabela 17 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Módulo Base. Fonte: Autor

no Circuito Tipo Local Potência Total (VA) Tensão(V) Corrente(A)

1 Iluminação

Varanda

1000 127 7,87

CozinhaServiço

Estar/JantarSanitário

DormitórioDormitório

2 TUG Cozinha1 800 127 6,303 TUG Cozinha2 1200 127 9,45

4 TUGServiço1

1300 127 10,24SanitárioVaranda

5 TUGEstar/Jantar

1000 127 7,87DormitórioDormitório

6 TUG Serviço2 1200 127 9,457 TUE Chuveiro (220V) 6000 220 27,27

Tabela 18 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Custom 1. Fonte: Autor


1 Iluminação

Varanda

1000 127 7,87

CozinhaServiço


DormitórioDormitórioEscritório


4 TUGServiço1


5 TUG

Estar/Jantar

1300 127 10,24DormitórioDormitórioEscritório

6 TUG Serviço2 1200 127 9,457 TUE Chuveiro (220V) 6000 220 27,27

43

Tabela 19 – Cálculo da Corrente em cada circuito - Custom 2 e 3. Fonte: Autor


1 Iluminação

Varanda

1100 127 8,66

CozinhaServiço


DormitórioDormitórioDormitórioSanitário


4 TUGServiço1


5 TUG Sanitário 600 127 4,72

6 TUG

Estar/Jantar

1300 127 10,24DormitórioDormitórioEscritório

7 TUG Serviço2 1200 127 9,458 TUE Chuveiro (220V) 6000 220 27,279 TUE Chuveiro (220V) 6000 220 27,27

Através da tabela presente no anexo A, figura 9, é possível encontrar o fator de tempe-ratura para a correção de corrente. O projeto está localizado na cidade de Londrina/PR,onde as temperaturas variam bastante. Foi utilizado um fator para uma temperaturaambiente de 40oC e uma isolação dos condutores de PVC, resultando em um fator detemperatura de 0,87.

Pelo anexo B, figura 10, é calculado o fator de agrupamento dos circuitos. Foi escolhidoo máximo de três circuitos passando pelo mesmo eletroduto, resultando assim, através dareferência 1, em um fator de agrupamento igual a 0,7. Para a instalação da eletrocalha,como todos os circuitos irão passar por uma só eletrocalha, o fator de agrupamento seráde 0,7, segundo a referência 2.

Uma observação importante feita sobre a TUE de chuveiro elétrico. Por possuir umaalta potência, sua corrente é elevada. Utilizando um fator de agrupamento menor que 1,sua corrente irá aumentar mais. Deste modo, optou-se pela utilização de um eletrodutoparticular para cada TUE de chuveiro elétrico, mantendo seu fator de agrupamento em1.

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4.7.1 Dimensionamento Condutor Fase

Para o dimensionamento do condutor de fase, deve-se corrigir a corrente pelos fatoresde agrupamento e de temperatura, utilizando a equação 3.1, como foi definido anterior-mente. Os valores corrigidos são consultados na tabela 36 da ABNT NBR 5410 (2004),disponível no anexo F, figura 14.

Para utilizar essa tabela, é necessário saber o método de referência presente na tabela33 da ABNT NBR 5410 (2004). A partir dos esquemas de instalação vertical e horizontal,dois métodos serão aplicados, um com eletroduto e outro com eletroduto e eletrocalha. Ométodo de eletroduto é igual para os dois esquemas, utilizando o método 22, como vistona figura 6.

Figura 6 – Método de referência a partir de método de instalação. Fonte: ABNT NBR5410 (2004). Editado pelo autor.

Para a instalação com eletrocalha, será utilizado outro método de referência, tambémpresente na tabela 33 da ABNT NBR 5410 (2004), como pode ser visto na figura 7. Ométodo de instalação será o de número 12.

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Figura 7 – Método de referência a partir de método de instalação. Fonte: ABNT NBR5410 (2004). Editado pelo autor.

O método de referência para os eletrodutos é o B2, quanto que para a eletrocalha seráo C.

Com isso, consultando a tabela 36 da ABNT NBR 5410 (2004), com base nos valorescorrigidos de corrente em cada circuito, foram encontradas as respectivas seções dos con-dutores para cada método de instalação (método 1 - eletroduto; método 2 - eletrocalha).

Os valores para cada módulo estão presentes nas tabelas 20, 21 e 22.

Tabela 20 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase- Módulo Base.Fonte: Autor

no Circuito FatorTemp.

FatorAgrup. 1

CorrenteCorrigida 1 (A)

Condutor 1(mm2)

FatorAgrup. 2


Condutor 2(mm2)

1 0,87 0,7 12,93 1 0,7 12,93 0,752 0,87 0,7 10,34 0,75 0,7 10,34 0,753 0,87 0,7 15,52 1,5 0,7 15,52 1,54 0,87 0,7 16,81 2,5 0,7 16,81 1,55 0,87 0,7 12,93 1 0,7 12,93 0,756 0,87 0,7 15,52 1,5 0,7 15,52 1,57 0,87 1 31,35 6 0,7 44,78 6

Tabela 21 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase - Custom 1.Fonte: Autor


FatorAgrup. 1


Condutor 1(mm2)

FatorAgrup. 2


Condutor 2(mm2)

1 0,87 0,7 12,93 1 0,7 12,93 0,752 0,87 0,7 10,34 0,75 0,7 10,34 0,753 0,87 0,7 15,52 1,5 0,7 15,52 1,54 0,87 0,7 16,81 2,5 0,7 16,81 1,55 0,87 0,7 16,81 2,5 0,7 16,81 1,56 0,87 0,7 15,52 1,5 0,7 15,52 1,57 0,87 1 31,35 6 0,7 44,78 6

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Tabela 22 – Corrente Corrigida e Dimensionamento de condutor de fase - Custom 2 e 3.Fonte: Autor


FatorAgrup. 1


Condutor 1(mm2)

FatorAgrup. 2


Condutor 2(mm2)

1 0,87 0,7 14,22 1,5 0,7 14,22 1,52 0,87 0,7 10,34 1 0,7 10,34 0,753 0,87 0,7 15,52 2,5 0,7 15,52 1,54 0,87 0,7 16,81 2,5 0,7 16,81 1,55 0,87 0,7 7,76 0,5 0,7 7,76 0,56 0,87 0,7 16,81 2,5 0,7 16,81 1,57 0,87 0,7 15,52 1,5 0,7 15,52 1,58 0,87 1 31,35 6 0,7 44,78 69 0,87 1 31,35 6 0,7 44,78 6

A escolha da seção do condutor de fase passa também pela tabela 47 da ABNTNBR 5410 (2004), presente no anexo G, figura 15. Nesta tabela encontra-se que a seçãomínima para um condutor de cobre, para circuito de iluminação deve ser de 1, 5mm2 epara circuito de tomadas, no mínimo 2, 5mm2. Por fim a seção deve ser determinadaatendendo os critérios da seção 6.2.6.1.2 da norma.

Deste modo, as seções finais para cada módulo estão dispostas nas tabelas 23, 24 e25.

Tabela 23 – Seção final do condutor fase - Módulo Base. Fonte: Autor

no Circuito Condutor Final (mm2)1 1,52 2,53 2,54 2,55 2,56 2,57 6

Tabela 24 – Seção final do condutor fase - Custom 1. Fonte: Autor

no Circuito Condutor Final (mm2)1 1,52 2,53 2,54 2,55 2,56 2,57 6

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Tabela 25 – Seção final do condutor fase - Custom 2 e Custom 3. Fonte: Autor

no Circuito Condutor Final (mm2)1 1,52 2,53 2,54 2,55 2,56 2,57 2,58 69 6

4.7.2 Dimensionamento Condutor Neutro e Condutor de Pro-teção

Para o dimensionamento dos condutores de neutro, é consultado a tabela 48 da ABNTNBR 5410 (2004), representada na tabela 26.

Tabela 26 – Tabela 48 - Seção reduzida do condutor neutro. Fonte: ABNT NBR 5410(2004)

Seção dos condutores de fase S (mm2) Seção reduzida do condutor neutro (mm2)S≤25 S35 2550 2570 3595 50120 70150 70185 95240 120300 150400 185

Para a seção dos condutores de proteção é dada pela tabela 58 da ABNT NBR 5410(2004), representada na tabela 27. Os condutores de proteção não conduzem correnteelétrica, a não ser em casos específicos, como corrente de curto circuito, corrente de fuga,descarga atmosférica, desbalanceamento de cargas, dentre outros.

48

Tabela 27 – Tabela 58 - Seção mínima para condutor de proteção. Fonte: ABNT NBR5410 (2004)

Seção dos condutores de fase S (mm2) Seção mínima do condutor deproteção correspondente (mm2)

S ≤16 S16 < S ≤35 16

S > 35 S/2

Através disso, foram geradas as tabelas 29, 28 e 30 representando as seções dos con-dutores de fase, neutro e de proteção para cada circuito.

Tabela 28 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito - MóduloBase. Fonte: Autor

no Circuito Seção condutorde fase (mm2)

Seção condutorneutro (mm2)

Seção condutorde proteção (mm2)

1 1,5 1,5 1,52 2,5 2,5 2,53 2,5 2,5 2,54 2,5 2,5 2,55 2,5 2,5 2,56 2,5 - 2,57 6 - 6

Tabela 29 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito - Custom1. Fonte: Autor




1 1,5 1,5 1,52 2,5 2,5 2,53 2,5 2,5 2,54 2,5 2,5 2,55 2,5 2,5 2,56 2,5 - 2,57 6 - 6

49

Tabela 30 – Seção dos condutores de fase, neutro e proteção de cada circuito - Custom 2e Custom 3. Fonte: Autor




1 1,5 1,5 1,52 2,5 2,5 2,53 2,5 2,5 2,54 2,5 2,5 2,55 2,5 2,5 2,56 2,5 2,5 2,57 2,5 - 2,58 6 - 69 6 - 6

4.8 Balanceamento de Fases

O balanço de cargas é feito para evitar que uma das fases fique sobrecarregada emrelação as outras. Para isso, distribui-se as potências dos circuitos pelas fases fornecidas.Se o sistema for monofásico, não há balanceamento de fases, visto que há apenas umafase.

Cada fase tem tensão de 127V, proporcionando assim uma melhor distribuição decarga por fase, o que resulta no balanceamento de carga residencial. Ao chegar ao quadrode distribuição, as fases podem ser distribuídas uniformemente entre os circuitos de modoa obter-se o maior equilíbrio possível.

As tabelas 31, 32 e 33 representam os balanceamentos de fases em cada um dosmódulos.

Tabela 31 – Balanceamento de Fases - Módulo Base. Fonte: Autor

no Circuito Balanceamento de FasesR S

1 1000 -2 - 8003 - 12004 1300 -5 1000 -6 - 12007 6000 6000

Total 9300 9200Circuitos 4 4

50

Tabela 32 – Balanceamento de Fases - Custom 1. Fonte: Autor


1 - 10002 800 -3 - 12004 1300 -5 1300 -6 - 12007 6000 6000


Tabela 33 – Balanceamento de Fases - Custom 2 e 3. Fonte: Autor


1 1100 -2 800 -3 1200 -4 - 13005 600 -6 - 13007 - 12008 6000 60009 6000 6000


4.9 Proteção do Circuitos

4.9.1 Proteção contra Curto-circuito e Sobrecorrente

Segundo a seção 4.1.3 da NBR 5410, sobre proteção contra efeitos térmicos, "Aspessoas, os animais e os bens devem ser protegidos contra os efeitos negativos de tempe-raturas ou solicitações eletromecânicas excessivas resultantes de sobrecorrentes a que oscondutores vivos possam ser submetidos." (ABNT NBR 5410, 2004).

No que se trata de proteção contra sobrecorrentes, ou proteção contra curto-circuito,a NBR 5410, na seção 4.1.4, diz: "Condutores que não os condutores vivos e outras partes

51

destinadas a escoar correntes de falta devem poder suportar essas correntes sem atingirtemperaturas excessivas." (ABNT NBR 5410, 2004).

O equipamento utilizado para a proteção contra curto-circuito e sobrecorrente é cha-mado de disjuntor termomagnético.

Este tipo de disjuntor possui operação por meio de disparadores, pode ter uma ope-ração repetitiva, além de ter uma larga margem de escolha de correntes nominais. Porémpode não atuar adequadamente contra choque elétrico, surtos de tensão, correntes defalta à terra, etc, fazendo com que não seja recomendado para o uso em áreas molhadas.

É composto de dois disparadores, um térmico (através de um par bimetálico) e outroeletromagnético (armadura tensionada por meio de uma mola). Quanto ao número depolos, variam de acordo com as fases do circuito, pois o mesmo só é ligado com condutoresfase. Serão utilizados disjuntores termomagnéticos (DTM) do tipo DIN, que segue ospadrões IEC (padrão europeu) e possuem mais rápida e eficiente em comparação aosdisjuntores NEMA (padrão norte-americano).

Para o cálculo da corrente nominal do disjuntor (IN), esta mesma corrente deve estarna faixa IP ≤ IN ≤ IZ , onde IP é a corrente de projeto e IZ é dada pela equaçãoIZ = IC ·FA ·FT . IC é a corrente máxima suportada pela seção nominal do condutor, deacordo com o pior caso de instalação, visto na tabela 36 da norma NBR 5410. FA e FTsão os fatores de agrupamento e de temperatura, quais já foram discutidos anteriormente.

4.9.2 Proteção contra Choque Elétrico

A respeito de proteção contra choques elétricos, a norma NBR 5410, na seção 4.1.1especifica: "As pessoas e os animais devem ser protegidos contra choques elétricos, sejao risco associado a contato acidental com parte viva perigosa, seja a falhas que possamcolocar uma massa acidentalmente sob tensão." (ABNT NBR 5410, 2004).

Para a proteção contra efeitos térmicos, a norma enuncia que "A instalação elétricadeve ser concebida e construída de maneira a excluir qualquer risco de incêndio de ma-teriais inflamáveis, devido a temperaturas elevadas ou arcos elétricos. Além disso, emserviço normal, não deve haver riscos de queimaduras para as pessoas e os animais."(ABNT NBR 5410, 2004).

Para atender estas especificações, é utilizado o disjuntor diferencial residual (DDR).Este disjuntor detecta a soma fasorial das correntes nos condutores vivos ligados a ele.Quando essa soma se torna acima do especificado, o mesmo desarma.

O dispositivo DR é sempre bipolar ou tetrapolar, pois é ligado o condutor neutrotambém. Possui alta capacidade de interrupção. É divido em três categorias: AC, sensívela correntes alternadas senoidais (instalações usuais); A, sensível a correntes alternadas

52

senoidais e contínuas pulsantes (grande presença de cargas eletrônicas); B, sensível acorrentes alternadas senoidais, contínuas pulsantes e contínuas puras (cargas trifásicas).

Para o dispositivo DR, IP ≤ IN , onde IP é a corrente de projeto e IN é a correntenominal do disjuntor.

A norma também retrata, na seção 5.1.3.2 o uso de dispositivo diferencial-residual dealta sensibilidade, que a tensão nominal residual (I∆N) seja igual ou inferior a 30mA edevem ser instalados em: circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locaiscontendo banheira ou chuveiro; circuitos que alimentem tomadas de corrente situadasem áreas externas à edificação; circuitos que, em locais de habitação ou edificações nãoresidenciais, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, lavanderias, áreas deserviço e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens(ABNT NBR 5410, 2004).

Com isso, as tabelas 34, 35 e 36 mostram os disjuntores de cada circuito, de acordocom o projeto de cada módulo.

Tabela 34 – Disjuntores de Proteção - Módulo Base. Fonte: Autor

no Circuito Tipo no Pólos Corrente Nominal1 DTM 1 102 DDR 2 163 DDR 2 164 DDR 2 165 DTM 1 106 DDR 2 167 DDR 2 40

Tabela 35 – Disjuntores de Proteção - Módulo Custom 1. Fonte: Autor

no Circuito Tipo no Pólos Corrente Nominal1 DTM 1 102 DDR 2 163 DDR 2 164 DDR 2 165 DTM 1 166 DDR 2 167 DDR 2 40

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Tabela 36 – Disjuntores de Proteção - Módulo Custom 2 e Custom 3. Fonte: Autor

no Circuito Tipo no Pólos Corrente Nominal1 DTM 1 102 DDR 2 163 DDR 2 164 DDR 2 165 DDR 2 166 DTM 1 167 DDR 2 168 DDR 2 409 DDR 2 40

4.10 Eletrodutos e Eletrocalha

Os eletrodutos utilizados serão de dois tipos: PVC rígido (para a instalação horizontal)e PVC flexível (instalação vertical). A eletrocalha não perfurada será utilizada tambémna instalação horizontal.

A norma ABNT NBR 5410 (2004) trata na seção 6.2.11.1 sobre as prescrições deinstalação com eletrodutos. As dimensões internas dos eletrodutos devem permitir ainstalação e retirada dos condutores com facilidade. Para tanto:

• a taxa de ocupação do eletroduto, dada pelo quociente entre a soma das áreasdas seções transversais dos condutores previstos, calculadas com base no diâmetroexterno, e a área útil da seção transversal do eletroduto, não deve ser superior a:53% no caso de um condutor; 31% no caso de dois condutores; 40% no caso de trêsou mais condutores;

• os trechos contínuos de tubulação, sem interposição de caixas ou equipamentos,não devem exceder 15m de comprimento para linhas internas às edificações e 30mpara as linhas em áreas externas às edificações, se os trechos forem retilíneos. Se ostrechos incluírem curvas, o limite de 15m e o de 30m devem ser reduzidos em 3mpara cada curva de 90o. (ABNT NBR 5410, 2004).

Ná pratica, é analisado o número de condutores passando pelo eletroduto em projeto,utilizando a maior seção nominal entre os condutores e consultando a tabela presente nafigura 8.

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Figura 8 – Ocupação máxima dos eletrodutos de PVC por condutores de mesma seção.Fonte: Cavalin e Cervelin (2006)

Nota: os eletrodutos tem tamanho nominal referente a norma NBR 6150.Os eletrodutos devem ser não-propagantes de chamas, além de, em instalações embu-

tidas, suportem os esforços de deformação característicos da técnica construtiva utilizada.A seção 6.2.11.3 da norma ABNT NBR 5410 (2004), trata sobre bandejas, leitos,

prateleiras e suportes horizontas, o qual caracteriza a eletrocalha.Os cabos devem ser dispostos, preferencialmente, em uma única camada. Admite-se,

no entanto, a disposição em várias camadas, desde que o volume de material combustívelrepresentado pelos cabos (isolações, capas e coberturas) não ultrapasse:

• 3, 5dm3 por metro linear, para cabos de categoria BF da ABNT NBR 6812;

• 7dm3 por metro linear, para cabos de categoria AF ou AF/R da ABNT NBR 6812.(ABNT NBR 5410, 2004).

A eletrocalha utilizada será de dimensões 10cm× 10cm× 3m. Esta escolhida devidoa largura do painel ser de 15cm e por fazer com que os condutores não se sobreponhamem mais camadas (ABNT NBR 5410, 2004).

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4.11 Lista de Materiais

Através dos projetos feitos nas plantas, disponíveis em anexo, foi gerado a lista demateriais para cada módulo. Também foram feitos orçamentos para cada projeto, osquais se encontram em anexo à este trabalho.

Módulo Base

• 1unid. - Caixa de Distribuição de Embutir PVC - 12 disjuntores

• 3unid. - Eletrocalha Lisa Tipo "U"10cm× 10cm× 3m

• 13, 5m - Eletroduto PVC Flexível Reforçado 32mm

• 45m - Eletroduto PVC Flexível Leve 20mm

• 32m - Eletroduto PVC Rígido 20mm

• 6unid. - Cotovelo 90o Eletroduto PVC Rígido 20mm

• 37unid. - Caixa de Luz 4pol × 2pol

• 29m - Condutor Vermelho 1, 5mm2

• 30, 5m - Condutor Azul 1, 5mm2

• 34m - Condutor Preto 1, 5mm2


• 70m - Condutor Azul 2, 5mm2

• 87m - Condutor Verde 2, 5mm2

• 9m - Condutor Vermelho 6mm2

• 6m - Condutor Verde 6mm2


• 13, 5m - Condutor Azul 10mm2

• 13, 5m - Condutor Verde 10mm2

• 2 - Disjuntor Monopolar DTM DIN 10A

• 4 - Disjuntor Bipolar DDR 30mA 16A

56


• 1 - Disjuntor Bipolar 50A

Módulo Custom 1






















57


• 1 - Disjuntor Bipolar 50A

Módulo Custom 2






















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• 1 - Disjuntor Tripolar 50A

Módulo Custom 3





















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• 1 - Disjuntor Tripolar 50A

60

5 Discussões e Conclusões

O estudo de projeto para instalações elétricas, com base nos conceitos de customizaçãoem massa e modularidade, teve como os objetivos aplicar as recomendações da normaNBR 5410, assim como outras normas técnicas, como a NTC 901100.

Durante a execução, visando sempre a otimização e compatibilização do projeto, foramfeitas algumas adequações para que a seção nominal do condutor, de acordo com a normaque regula as Instalações Elétricas de Baixa Tensão, a NBR 5410, fosse a menor possível.Alguns circuitos foram divididos após um estudo do custo de cada hipótese; tambémforam feitos circuitos de caminho único, como no caso dos chuveiros. Isso foi feito semprede acordo com o requerido em norma.

Outro aspecto a ser destacado, foram os métodos utilizados para atender os conceitosde modularidade. Observando que os projetos variam de acordo com um módulo base,instalando novos cômodos apenas em um eixo, foi estipulado o uso de uma eletrocalha,aproveitando a estrutura do projeto do empreendimento. Assim, esta eletrocalha atra-vessa toda a extensão da residência, distribuindo os circuitos internos e possibilitandoum melhor acesso caso haja a necessidade dos módulos customizados. Esta foi a soluçãoque geraria menos gastos e melhor utilização do espaço projetado.

Com base nos orçamentos realizados, a partir da lista de materiais para cada módulo,foi possível apresentar os valores de custeio para cada projeto. Uma vez que estes projetossão de interesse social, deve haver um baixo custo do projeto final, esse já incluindo todosos materiais de construção e mão de obra. A faixa de preço variando de R$1200, 00 aR$1700, 00 possibilita mais informação para a escolha da topologia de projeto que atendeas necessidades do cliente.

Por fim, o projeto está em condizendo com o solicitado em norma, atendendo osrequisitos de segurança, aliados aos conceitos de customização em massa e modularidade,sempre levando em consideração o custeio do projeto. O resultado final foi satisfatório,visto que agregou todos as condições estabelecidas previamente e se mostrou viável paraa execução do mesmo.

5.1 Trabalhos Futuros

Propõe-se, para trabalhos futuros, a adequação às novas topologias que estão sendodiscutidas no projeto de edificações ZEMCH, bem como novos métodos que atendemaos conceitos de customização em massa e modularidade. Também é proposto um estudosobre a eficiência do projeto a fim de estudar novas melhorias e/ou adaptações do mesmo.

Referências

ABNT NBR 5410. Instalações elétricas de baixa tensão. 2004. 10, 11, 12, 13, 28, 30, 31,34, 35, 38, 45, 46, 47, 48, 49, 51, 52, 53, 54, 55, 63, 64, 68, 69

CAVALIN, G.; CERVELIN, S. Instalações elétricas prediais: conforme norma NBR5410: 2004. [S.l.]: Ed. Érica, 2006. 10, 24, 25, 26, 29, 55

CREDER, H. Instalações elétricas. [S.l.]: Livros Tecnicos e Cientificos, 2007. 10, 24, 25,26, 27

ESPíNDOLA, L. d. R. et al. Simulação de eficiência Energética em projeto parahabitação social em madeira. 2016. 10, 22, 23

HIROTA, E. H. Processo de projeto de empreendimento habitacional de interesse socialcom conceitos de customização em massa e eficiência energética: diretrizes e propostametodológica. 2014. 18

NOGUCHI, M. ZEMCH Zero Energy Mass Custom Home Network. 2004. 20, 22

NTC 841001. Projeto de Redes de Distribuição Urbana. [S.l.]: Copel, 1999. 10, 38, 66, 67

NTC 901100. Fornecimento em Tensão Secundária de Distribuição. [S.l.]: Copel, 2012.10, 30, 65

OLIVEIRA, P. R. de. Customização em massa: prototipagem e elaboração de protótipoem pequena escala. 2013. 20

PINE, B Joseph. Mass customization: the new frontier in business competition. [S.l.]:Harvard Business Press, 1993. 17

SCHEIDT, F. S. da S. et al. Consideração de requisitos ambientais em empreendimentoshabitacionais de interesse social: um estudo de caso. 2005. 53–68 p. 17

ZEMCH Network. Zero Energy Mass Custom Home Network. 2014. Acesso em: 22 deagosto de 2016. Disponível em: <http://www.zemch.org/>. 17, 20

http://www.zemch.org/

6 Anexos

Anexo A - Tabela 40 NBR 5410

Figura 9 – Tabela 40 - Fatores de correção para temperaturas ambientes diferentes de30oC para linhas não-subterrâneas e de 20oC (temperatura do solo) para linhassubterrâneas. Fonte: ABNT NBR 5410 (2004)

Anexo B - Tabela 42 NBR 5410

Figura 10 – Tabela 42 - Fatores de correção aplicáveis a condutores agrupados em feixe(em linhas abertas ou fechadas) e a condutores agrupados num mesmo plano,em camada única. Fonte: ABNT NBR 5410 (2004)64

Anexo C - Tabela 2 NTC 901100

Figura 11 – Tabela 2 - Fornecimento de energia de rede distribuição secundária. Fonte:NTC 901100 (2012)

65

Anexo D - Tabela 2 Anexo 7 NTC 841001

Figura 12 – Tabela 2 - Potência aproximada de aparelhos eletrodomésticos. NOTA: Estesvalores são os mínimos considerados pela Copel. Fonte: NTC 841001 (1999)

66

Anexo E - Tabela 5 Anexo 7 NTC 841001

Figura 13 – Tabela 5 - Fatores de demanda de chuveiros, torneira, aquecedores de águae ferros elétricos. Nota: O número de aparelhos indicado na tabela deve serconsiderado para cada tipo de aparelho. Fonte: NTC 841001 (1999)

67

Anexo F - Tabela 36 NBR 5410

Figura 14 – Tabela 36 — Capacidades de condução de corrente, em ampères, para osmétodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D. Condutores: cobre e alumínioIsolação: PVC Temperatura no condutor: 70oC Temperaturas de referênciado ambiente: 30oC (ar), 20oC (solo) Fonte: ABNT NBR 5410 (2004)

68

Anexo G - Tabela 47 NBR 5410

Figura 15 – Tabela 47 - Seção mínima dos condutores Fonte: ABNT NBR 5410 (2004)

69

Orçamento Lista de Materiais - Módulo Base

70

Orçamento Lista de Materiais - Módulo Custom 1

71


72


73

SILVIA GALVÃO DE SOUZA CERVANTES

REVISOR:

--------------------------

DATA:

02/02/2017

ASSUNTO:

PLANTA BASE E DIAGRAMA UNIFILAR

ESCALA:

1:50

FOLHA:

01

TÍTULO:

MÓDULO BASE

DISCENTE:

IGOR DA SILVA DEGGERONE

DOCENTE:

Tabela de Símbolos

aS

Tomada de luz baixa (30 cm do piso)

Tomada de luz média (130 cm do piso)

Tomada de luz alta (200 cm do piso)

Ponto de luz no teto

Interruptor simples

QDFL semi-embutido na parede

Quadro geral de distribuição

Eletroduto PVC Rígido

Eletroduto PVC Flexível Reforçado

(subterrâneo)

Eletrocalha Lisa Tipo "U" .10x.10x3m

PLANTA BAIXA

V 004

MÓDULO BASE

PROJ. BEIRAL

PROJ. BEIRAL

sh

aft

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RM

IT

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01

8.28 m

²

DO

RM

IT

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7.20 m

²

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NIT

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²

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²

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²

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²

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²PROJ. BEIRAL

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00

51

00

51

00

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51

00

51

00

5

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04

6

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2

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00

36

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02

10

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34

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50A

10 A

Circuito

1

QG

Circuito

2

16A

DDR

16 A

DDR

Circuito

4

16 A

DDR

Circuito

6

16A

DDR

Circuito

7

40 A

DDR

Reserva

Reserva

Reserva

RS

SR

S RS

Diagrama Unifilar - Módulo Base

Circuito

3

10A

Circuito

5

R

Reserva


REVISOR:

--------------------------

DATA:

02/02/2017

ASSUNTO:


ESCALA:

1:50

FOLHA:

02

TÍTULO:

MÓDULO CUSTOM 1

DISCENTE:


DOCENTE:

Tabela de Símbolos

aS





Interruptor simples





(subterrâneo)


PLANTA BAIXA

V 004

CUSTOM 1

PROJ. BEIRAL

PROJ. BEIRAL

sh

aft

DO

RM

IT

ÓR

IO

01

8.28 m

²

DO

RM

IT

ÓR

IO

02

7.20 m

²

SA

NIT

ÁR

IO

01

3.65 m

²

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14.85 m

²

VA

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2.16 m

²

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²

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²

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PROJ. BEIRAL

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04

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36

00

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02

10

02

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34

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75

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10 A

Circuito

1

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Circuito

2

16A

DDR

16A

DDR

Circuito

4

16 A

DDR

Circuito

6

16 A

DDR

Circuito

7

40 A

DDR

Reserva

Reserva

Reserva

SR

SR

SRS

Diagrama Unifilar - Módulo Custom 1

Circuito

3

16 A

Circuito

5

R

Reserva


REVISOR:

--------------------------

DATA:

02/02/2017

ASSUNTO:


ESCALA:

1:50

FOLHA:

03

TÍTULO:

MÓDULO CUSTOM 2

DISCENTE:


DOCENTE:

Tabela de Símbolos

aS





Interruptor simples





(subterrâneo)


PLANTA BAIXA

V 004

CUSTOM 2

63 A

10 A

Circuito

1

QG

Circuito

2

16 A

DDR

16 A

DDR

Circuito

4

16 A

DDR

Circuito

7

16 A

DDR

Circuito

8

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PROJ. BEIRAL

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2


REVISOR:

--------------------------

DATA:

02/02/2017

ASSUNTO:


ESCALA:

1:50

FOLHA:

04

TÍTULO:

MÓDULO CUSTOM 3

DISCENTE:


DOCENTE:

Tabela de Símbolos

aS





Interruptor simples





(subterrâneo)


PLANTA BAIXA

V 004

CUSTOM 3

63 A

10 A

Circuito

1

QG

Circuito

2

16 A

DDR

16 A

DDR

Circuito

4

16 A

DDR

Circuito

7

16 A

DDR

Circuito

8

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Reserva

Reserva

Reserva

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Circuito

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Circuito

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Circuito

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16 A

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Circuito

9

40 A

DDR

RS

PROJ. BEIRAL

PROJ. BEIRAL

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RM

IT

ÓR

IO

01

8.28 m

²

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NIT

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A

2.16 m

²

DO

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10.26 m

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MÓ

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L

18.77 m

²

CO

ZIN

HA

5.04 m

²

SE

RV

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O

3.24 m

²

PROJ. BEIRAL

PR

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3.65 m

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Metodologiadeprojetodeinstalações … · Tabela16 – Especiﬁcações de fornecimento para cada módulo, baseado na NTC 901100. Fonte: Autor . . . . . . . . . . . . . . .