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CADERNO DE ENCARGOS PARA ELABORAÇÃO DE PROJETOS ELÉTRICOS RESIDENCIAIS
Tipologia: Esquemas
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Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal de Santa Catarina, para obtenção do título de Mestre em Engenharia.
Universidade Federal de Santa Catarina
Florianópolis 2000
ii
Esta dissertação foi julgada adequada para obtenção do grau de
Mestre em Engenharia de Produção
Área de Ergonomia e aprovada em sua forma final pelo Programa de Pós-Graduação
Prof. Ricardo M. Barcia, Ph.D. Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção
Banca Examinadora:
Prof. Neri dos Santos, Dr. Ing. Orientador
Profa. Ana Regina de Aguiar Dutra, Dra. Membro
Prof. Francisco Antônio Pereira Fialho, Dr. Membro
Florianópolis 2000
iv
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Neri dos Santos pela paciência e por aceitar o desafio no desenvolvimento e aprimoramento deste trabalho.
À banca examinadora, Professora Ana Regina de Aguiar Dutra e ao Professor Francisco Antônio Pereira Fialho, por terem aceito a incumbência de avaliar o conteúdo desta pesquisa e por suas relevantes contribuições.
Aos colegas do curso Andiara, Flávio e Marcos, e pela troca de experiências e a grande amizade conquistada.
Ao CEFET, unidade de Pato Branco, pelo apoio e por ter concedido a oportunidade de construir um novo mestre para o ensino.
À Construtora RENAK pelo tempo dedicado a aplicação deste trabalho.
Aos meus eternos amigos Edson e Jorge, pelas horas de alegrias e tristezas que passamos em mais esta conquista.
Aos meus colegas Radioamadores de Florianópolis, em especial o amigo Orlando Regis - PP5TP, pela amizade conquistada ,o acolhimento e aos contatos realizados.
Ao Pai Eterno, pelo amor e a caminhada a mim permitida.
v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS __________________________________________________ viii
LISTA DE TABELAS __________________________________________________ ix
LISTA DE ANEXOS____________________________________________________ x
RESUMO _________________________________________________________ xi
ABSTRACT _______________________________________________________ xii
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 1.1. Apresentação do assunto da pesquisa __________________________ 1 1.2. Justificativa ______________________________________________ 1 1.3. Objetivos da Pesquisa ______________________________________ 3 1.3.1. Objetivo Geral _______________________________________ 3 1.3.2. Objetivos Específicos _________________________________ 3 1.4. Questão de Pesquisa _______________________________________ 4 1.5. Delimitação do Trabalho ___________________________________ 4 1.6. Organização do Trabalho ___________________________________ 5
CAPÍTULO 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 2.1. A origem, os objetivos e a importância de um Projeto Elétrico _____ 6 2.2. Critérios para elaboração de um Projeto Elétrico ________________ 9 2.3. Etapas no desenvolvimento de um Projeto Elétrico _____________ 10 2.3.1. Informações Preliminares ____________________________ 11 2.3.2. Quantificação do sistema _____________________________ 11 2.3.3. Determinação do padrão de atendimento _________________ 11 2.3.4. Desenho de plantas __________________________________ 11 2.3.5. Dimensionamentos __________________________________ 11 2.3.6. Quadros de distribuição e diagramas ____________________ 12 2.3.7. Elaboração dos detalhes construtivos ____________________ 12 2.3.8. Memorial descritivo e memorial de cálculo _______________ 12 2.3.9. Análise e aprovação pela concessionária _________________ 12 2.4. Normalização ____________________________________________ 14 2.4.1. Proteção contra choque elétrico por contato indireto ________ 17 2.4.2. Proteção contra choque elétrico por contato direto __________ 17
vii
5.1. Conclusões gerais _________________________________________ 59 5.2. Sugestões para trabalhos futuros ______________________________ 60
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS _______________________________________ 61
BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________ 62
ANEXOS __________________________________________________________ 64
GLOSSÁRIO ________________________________________________________ 79
viii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1.1. - Interação entre os atores envolvidos __________________________ 2
FIGURA 2.1. - Inter-relação entre os atores envolvidos no desenvolvimento de um projeto _________________________________________________ 7
FIGURA 2.2. - Projeto como solução de problemas de Engenharia ( fonte: Lima Filho, 1998 ) ____________________________________________ 8
FIGURA 2.3. - Fluxograma da elaboração de um projeto ( fonte: Lima Filho, 1998 ) ___________________________________________ 13
x
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta a planta baixa da residência unifamiliar em alvenaria ___________________ 65 ANEXO 2. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2.Apresenta a planta baixa com o projeto elétrico _________________________________ ANEXO 3. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o diagrama unifilar dos circuitos de alimentação _____________________ 67 ANEXO 4. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o quadro de cargas da instalação __________________________________ ANEXO 5. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe de montagem do centro de distribuição _____________________ 69 ANEXO 6. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2.Apresenta o quadro com a simbologia utilizada no projeto ________________________ ANEXO 7. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 5.2. Apresenta o detalhe de entrada da alimentação pela concessionária _______________ 71 ANEXO 8. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe do aterramento de proteção ______________________________ 72 ANEXO 9. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe da situação da obra ____________________________________ 73 ANEXO 10. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe de ligação dos condutores aos pontos de luz _________________ 74 ANEXO11. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe de ligação das tomadas de uso geral e a posição dos condutores __ ANEXO 12. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o detalhe de ligação dos condutores de alimentação e proteção do chuveiro ___________________________________________ 76 ANEXO 13. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2.Apresenta os detalhes de fixação dos eletrodutos nas caixas de saída, da caixa do centro de medição tipo 1xCN e do aterramento do neutro ____ 77 ANEXO 14. - Referente ao CAPÍTULO 4 , item 4.2. Apresenta o quadro com as observações do projeto _____________________________ 78
xi
RESUMO
O presente trabalho tem como objetivo elaborar um Caderno de Encargos e uma Lista de Verificação a atuarem como método de auxílio no desenvolvimento de projetos elétricos residenciais para profissionais da área de construção civil e escolas profissionais. Inúmeras literaturas existem em se tratando de instalações elétricas, mas nenhuma delas se torna objetiva no que diz respeito às decisões e escolhas a serem tomadas referentes ao projeto em conjunto com o proprietário. Não somente profissionais da área de Engenharia Elétrica, mas sim de outras áreas relacionadas com construções, estão habilitados a desenvolverem projetos elétricos habitacionais. Mas será que as literaturas disponíveis estão adaptadas ao nível de informação destes projetistas? É com o objetivo de sanar este problema que optou-se em pesquisar um método de auxílio para estes profissionais no desenvolvimento de projetos elétricos residenciais. Para concretizar este trabalho, faz-se então uma revisão no estado da arte referente a projetos elétricos com seus conceitos e métodos atuais, normalização através da norma que rege às instalações elétricas de baixa tensão a NBRT 5410 da ABNT e após então, desenvolver o Caderno de Encargos e a Lista de verificação e aplicá-los em um projeto elétrico de uma residência.
xiii O crescente aumento de inovações tecnológicas em se tratando de eletrodomésticos e aparelhos de utilização, confere cada vez mais a importância do consumo da energia elétrica e da elaboração de projetos que possibilitem o fornecimento desta energia. No entanto, inúmeras instalações elétricas já implantadas não estão adequadas às normas técnicas. O não cumprimento do projeto, complexidade na operacionalidade das instalações, falta de acompanhamento do projetista na etapa de execução ou até mesmo o despreparo do autor do projeto, são apontadas como causas deste problema. De acordo com COTRIN ( 1978 ), “ projetar um sistema elétrico para qualquer prédio ou área externa consiste, basicamente, em dispor os condutores e equipamentos de modo a proporcionar, segura e efetivamente, a transferência de energia elétrica desde uma fonte até lâmpadas, motores e outros equipamentos que funcionem a eletricidade”. Mas o que é um projeto elétrico adequado? Um projeto elétrico adequado é aquele que atende a todas as normas técnicas específicas da ABNT e da Concessionária fornecedora de energia, que atenda as solicitações por parte do contratante ( usuário ), que atenda especificações ergonômicas facilitando a utilização por parte do usuário, e principalmente, que seja executável.
Um projeto, segundo LIMA FILHO ( 1998 ) "... é o resultado de uma interação dos sujeitos envolvidos: cliente, profissional projetista e entidades normatizadoras ( associações normatizadoras, órgãos do poder público, concessionárias, etc.)”. Não só atender às especificações delimitadas pelas normas técnicas e cliente, o projetista deverá estar inter-relacionado com os demais profissionais envolvidos na elaboração do conjunto de projetos. A inexistência desta interação pode complicar ainda mais a execução do seu projeto em especial. Esta interação entre os atores envolvidos na etapa de elaboração e definição do projeto, pode ser representado através da FIGURA 1.1. a seguir.
Projetista Cliente
Demais Profissionais
Entidades normatizadoras
xiv
FIGURA 1.1. Interação entre os atores envolvidos
Um projeto elétrico deve ser dinâmico e flexível, no que diz respeito a sua execução e operação. Muitas vezes existirá a possibilidade de ser adaptado a uma situação específica, alterando sua característica original. Nota-se que tal adaptação poderá alterar os custos previstos para a sua execução. Então, deve o projetista, prever estas alterações para que modificações futuras não venham causar desperdícios de recursos e tempo. Estar de acordo ergonomicamente, é ser elaborado levando-se em conta todos os critérios ergonômicos disponíveis para a elaboração de projetos. Isto dificilmente ocorre, pois são raros os recursos didáticos e específicos para elaboração de projetos elétricos que utilizam ferramentas com contribuição ergonômicas para auxiliar as etapas de concepção. Segundo PEDROSO ( 1998 ), atender as necessidades do consumidor, num cenário onde a competitividade cada vez mais acirrada é pano de fundo, faz com que as empresas utilizem metodologias e ferramentas que garantam o sucesso de seu produto no mercado. Adaptando então esta idéia ao campo de projetos elétricos, notamos a necessidade de inserirmos tecnologia e nos voltarmos ainda mais a operacionalidade do projeto pelo usuário. A operacionalidade e segurança do sistema elétrico juntamente com a sua execução, deverá estar em primeiro plano para o projetista. Segundo MAIRE apud SANTOS ( 1997 ) "... de nada valem instalações técnicas perfeitas se elas não são adaptadas às características físicas e cognitivas dos trabalhadores ". Deverá então o projetista, possuir informações de todas as áreas que envolvam projetos elétricos, inclusive ferramentas com contribuições ergonômicas de auxilio a concepção de projetos, de maneira que conduza a sua elaboração voltada a execução e utilização final, levando-se em conta todos os critérios e normas disponíveis. Assim, propõe-se um método para auxiliar a elaboração de projetos elétricos residenciais através de um Caderno de Encargos e de uma Lista de Verificação, ferramentas utilizadas pela Ergonomia, atendendo normas técnicas e proporcionando um sistema elétrico mais operativo e seguro para o usuário.
xvi Para delimitar ainda mais a pesquisa, optou-se para aplicação do Caderno de Encargos e a Lista de Verificação em um projeto elétrico de uma residência unifamiliar construída em alvenaria. Portanto, passa-se para a solução do problema citado, considerando as limitações impostas para o desenvolvimento da pesquisa, utilizando ferramentas técnicas de desenvolvimento de projetos elétricos, aliando ferramentas com contribuições ergonômicas à Eletrotécnica tradicional. Como ferramenta de desenho, será utilizado um editor gráfico para a confecção das plantas e dos detalhes construtivos, o AutoCAD Release 14.. O trabalho visa elaborar um Caderno de Encargos onde o projetista tenha a sua disposição uma seqüência lógica na concepção de instalações elétricas. Estes pontos são detalhes construtivos, montagem dos circuitos e equipamentos que serão instalados, bem como posicionamento e dimensionamento dos mesmos. Para concretização da metodologia proposta, será utilizado uma Lista de Verificação, ferramenta utilizada em projetos ergonômicos, a qual servirá como auxilio a concepção do projeto elétrico em questão. Caberá ao projetista com o auxílio destas ferramentas, detectar parte dos problemas que ocorrem durante a etapa de concepção de projetos.
Para o êxito dos objetivos propostos, adota-se a seguinte organização do trabalho:
ÿ CAPÍTULO 1 - Neste capítulo faz-se a introdução da pesquisa abordando o problema, justificando e delimitando a execução do trabalho. Trata-se também dos objetivos além da questão a ser respondida.
ÿ CAPÍTULO 2 - Neste capítulo realiza-se uma revisão bibliográfica para analisar os métodos atuais de elaboração de projetos elétricos através de uma abordagem às normas.
ÿ CAPÍTULO 3 - Neste capítulo realiza-se a elaboração do Caderno de Encargos, bem como a Lista de Verificação que auxiliará o projetista na etapa de concepção de projetos elétricos residenciais.
xvii
ÿ CAPÍTULO 4 - Nesta etapa do trabalho, faz-se a aplicação do método proposto, através do projeto elétrico de uma residência unifamiliar construída em alvenaria.
ÿ CAPÍTULO 5 - Refere-se as conclusões gerais do estudo realizado, bem como faz sugestões para trabalhos futuros.
Com o surgimento da eletricidade e com as invenções da era industrial, tornou-se uma preocupação o uso racional da energia elétrica. As novas construções industriais e habitacionais, fizeram com que as engenharias como um todo, se expandissem, em especial as que atuam na área de construções ( militar e a civil ). Logo, a engenharia elétrica também evoluiu no desenvolvimento de novos equipamentos e suas instalações. Mas como fornecer energia elétrica a estes equipamentos? Seria necessário instalações elétricas apropriadas que oferecessem eletricidade para essas máquinas e equipamentos, tornando-se evidente a preocupação com a segurança dos usuários de eletricidade, tanto para ambientes industriais como residenciais. Inúmeros conceitos para instalação elétrica podemos encontrar, entre eles segundo a PIRELLI ( 1985 ) como sendo o conjunto de componentes elétricos associados e com características coordenadas entre si, reunidos para uma finalidade determinada.
xix
A importância então, de um projeto para uma instalação elétrica, é que teremos a garantia de um estudo específico anteriormente realizando, visando buscar uma otimização do sistema pretendido, e da existência de diagramas representando graficamente a localização da fonte fornecedora de energia, todos os circuitos alimentadores, eletrodutos, dispositivos de proteção, pontos de iluminação e tomadas. Qualquer modificação que por ventura vier ocorrer, o novo projetista terá a sua disposição o raio X das instalações, uma vez ela ter sido projetada preliminarmente - PIRELLI ( 1992 ). A aplicação destes diagramas ocorre principalmente na etapa de execução da obra, onde o profissional habilitado, requisitado para ser o instalador, terá a sua disposição a localização de todos dispositivos e equipamentos a serem instalados. A grande ascensão de inovações tecnológicas em todas as áreas, principalmente em aparelhos de utilização para ambientes domésticos, justifica a importância de instalações elétricas apropriadas e seguras, resultado de um projeto elétrico elaborado de acordo com as normas técnicas específicas. Segundo LIMA FILHO ( 1998 ), um projeto representa uma solução da engenharia para os diversos problemas da necessidade humana. Esta representação de solução através de uma metodologia para resolução de problemas, é melhor representada na FIGURA 2.2 a seguir.
Necessidades do homem
Proble
ÿ ÿ CientíficosTecnológicos ÿ ÿ ArtísticosFilosóficos ÿ ÿ SociaisEconômicos
Habilidades ÿ Trabalho em Equipe ÿ ÿ Formulação de HipótesesRepresentação ( oral, ÿ escrita e gráfica )Experimentação ÿ ÿ MensuraçãoSimulação ÿ Avaliação
ÿ Sensibilidade para asNecessidades ÿ ÿ ÉticaObjetividade ÿ ÿ Dúvida SistemáticaIsenção de preconceitos ÿ Insatisfação Construtiva
Projeto
Execuç ão
Novos Solução Novos
Recursos ÿ ÿ HumanosMateriais ÿ Naturais
xx
FIGURA 2.2. Projeto como solução de problemas de Engenharia -LIMA FILHO ( 1998 )
Um projeto elétrico deverá ser desenvolvido por um profissional devidamente habilitado ( técnico ou engenheiro ), respeitando um Código de Ética Profissional, publicado pelo Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia - CONFEA e pelo Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia - CREA. O projeto terá um registro respectivo no CREA da região de atuação do profissional, através de um documento de responsabilidade, chamado Anotação de Responsabilidade Técnica
