UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Disciplina: Materiais, Equip. e Instalações Prediais – 2010.1
CÁLCULO DAS POTÊNCIAS DE BOMBAS E ELEVADORES
1 POPULAÇÃO EM UM EDIFÍCIO
Para o estudo da potência de motor-bomba em edifícios residenciais ou comerciais, e
para o dimensionamento dos elevadores, faz-se necessário uma análise do quantitativo
de pessoas no edifício. Esta estimativa pode ser baseada nas seguintes relações:
a) Escritórios em geral e consultórios: 01 pessoa por 7 m² de sala;
b) Apartamentos:
ƒ
1 Dormitório – 2 pessoas
ƒ
2 Dormitórios – 4 pessoas
ƒ
3 dormitórios – 5 Pessoas
ƒ
4 ou mais – 6 pessoas
ƒ
1 Dormitório de Seviçal – 1 pessoa;
c) Hoteis: 2 pessoas por dormitório;
d) Restaurantes: Uma pessoa por 1,5 m² de refeitório;
e) Hospitais: 2,5 pessoas por leito
f) Escolas:
ƒ
Sala de aula – Uma pessoa por metro quadrado;
ƒ
Administração – 01 pessoa para cada 7 m²;
g) Garagem: 1,4 pessoas por vaga
h) Lojas e centros comerciais: uma pessoa para cada 4m² de loja
1
2 SISTEMA DE MOTOR-BOMBA PARA ELEVAÇÃO DE ÁGUA
Para o projeto das instalações elétricas prediais, deve-se prever a potência da bomba
d’água. É mostrado a seguir uma sugestão de processo para o cálculo do sistema.
As instalações de água e esgoto são geralmente equipadas com bombas centrífugas
acionadas por motores elétricos.
2.1
Potência dos motores nos conjuntos elevatórios
O conjunto elevatório, que pode ser observado na Figura 1 deverá vencer a diferença de
nível entre dois pontos mais as perdas de carga em todo o percurso (perda por atrito ao
longo da canalização e perdas localizadas devido às peças especiais).
h’ = Diferença de nível
(Inferior e superior)
Δh’= Perdas na carga
Δh’
Reservatório
Superior 1/3 Vol.
H2O
Energia
Elétrica
h’
H2O
Motor-Bomba
Reservatório
Inferior 2/3 Vol.
PELET =
Pmec
η Motor
PMEC =
PH 2O
η Bomba
Figura 1 - Conjunto elevatório
A potência do motor do conjunto elevatório será dada pela equação (1)
2
ρ=
d ⋅Q ⋅ H
75 ⋅η
(1)
onde:
p = potência do motor em cv
d = densidade do líquido a ser transportado (água ou esgoto: 1.000kg/m³)
H = rendimento da bomba
Q = vazão em m³/s
Os valores adotados para o cálculo de um sistema elevatório são feitos considerando um
consumo médio de utilização:
Apartamento:
200 litros/pessoa-dia
O tempo de operação do sistema elevatório deve ser de 8 horas.
2.2
Rendimento das Bombas
O rendimento das bombas até certo ponto pode variar com a potência por motivo
construtivo, sendo mais elevado para grandes máquinas, variando também com a altura
de elevação dos líquidos.
De modo geral, as bombas centrífugas apresentam os rendimentos mostrados como na
Tabela 1.
Tabela 1
n = 1.700 rpm
hmax = 15 m
Vazão
(L/min)
(%)
10
30
20
40
30
50
40
53
2.3
n = 1.700 rpm
hmax = 15 m
Vazão
(L/min)
(%)
20
30
40
40
60
50
80
53
n = 1.700 rpm
hmax = 15 m
Vazão
(L/min)
(%)
20
30
40
40
60
50
80
53
Potência Instalada
Deve-se admitir, na prática, certa reserva de potência para os motores elétricos. São
recomendáveis os acréscimos presentes na Tabela 2.
3
Tabela 2 – Reserva
Potência
(cv)
Até 2
De 2 a 5
De 5 a 10
De 10 a 20
Acima de 20
Acréscimo
(%)
50
30
20
15
10
Determinadas a potência elétrica do motor e a folga recomendada, verifica-se qual o
motor a ser escolhido, dentro dos seguintes valores padronizados: 1/3; ½; ¾; 1; 1 ½; 2; 3;
4; 5; 6; 7 ½; 10; 12 ½; 15; 20; 25; 30; 40; 50.
Para o cálculo da corrente nominal que o motor irá solicitar da rede, usa-se a (2) para
motores trifásicos e (3) para motores monofásicos:
In =
P ⋅ 736
3 ⋅ VFF ⋅η ⋅ cos(φ )
In =
P ⋅ 736
VN ⋅η ⋅ cos(φ )
(2)
(3)
4
3 ELEVADORES
3.1
Fator de Tráfego
O Fator de Tráfego é expresso pela relação entre o número de pessoas atendidas em
5min pelo total da população do edifício obtido através do procedimento visto no item 1. A
instalação deve ser compatível com os seguintes fatores:
a) Escritórios de uma única entidade: 15%
b) Escritório em geral e consultórios: 12 %
c) Apartamentos: 10%
d) Hotéis (para hóspedes e serviçais): 10%
e) Restaurantes: 6%
f) Hospitais:
i.
Com tubos de queda para lixo e roupa, e monta carga para serviços de
nutrição: 8%
ii.
Quando não: 12%
g) Escolas: 20%
h) Garagem: 10%
i) Lojas e centros comerciais: 10%
A capacidade de tráfego total deve ser calculada somando-se as capacidades de tráfego
de cada elevador.
Tempo Total de Viagem
O Tempo total de viagem (T) deve ser calculado por (4):
T = T 1 + T 2 + 1,1⋅ (T 3 + T 4)
(4)
Em que:
T = tempo total de viagem.
T1 = tempo de percurso total, ida e volta, entre os pavimentos extremos sem parada.
T2 = tempo total de aceleração e retardamento (metade do resultado da multiplicação do
número de paradas prováveis pelos tempos dados na Tabela 3).
5
T3 = tempo total de abertura e fechamento de portas (resultado da multiplicação do
número de paradas prováveis pelo tempo de abertura e fechamento das portas em uma
parada dados na Tabela 4.
T4 = tempo total de entrada e saída de passageiros (resultado da multiplicação do valor
correspondente a 80% da lotação da cabina pelo tempo de entrada e saída de cada
passageiro dados na Tabela 5.
Tabela 3 – Tempo de aceleração e retardamento
Velocidade (m/s)
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,50
Acima de 2,50
Tempo (s)
2,5
3
3
3,5
4
4,5
5,5
6
Tabela 4 – Tempo de abertura e fechamento de portas
Tipo de porta
Abertura central
Abertura lateral
Eixo vertical
Tempo (s)
3,9
5,5
6,00
Tabela 5 – Tempo de entrada e saída de passageiros
Abertura da porta
Menor que 1,1
Maior ou igual a 1,1
3.2
Tempo (s)
2,4
2,0
Paradas prováveis
O número de paradas prováveis deve ser calculado por (5):
⎛ p−2⎞
N = p − ( p − 1) ⋅ ⎜
⎟
⎝ p −1 ⎠
c
(5)
onde:
n = número de paradas prováveis
p = número de paradas do elevador
c = 80% da lotação da cabina, excluindo ascensorista.
6
3.3
Capacidade de transporte:
A capacidade de transporte de um elevador, em 5 min, deve ser calculada por (6):
C1 =
0,8 ⋅ L ⋅ 300
T
(6)
Onde:
C1=capacidade de transporte
L=lotação da abina excluindo o ascensorista
T = tempo total de viagem
3.4
Intervalo de tráfego
Embora a NB-596 não faça exigências sobre o intervalo de tráfego, a legislação da cidade
do Rio de Janeiro estabelece que os edifícios com mais de quinze pavimentos (excluindo
os pavimentos em pilotis, para lojas, parqueamentos, recereação e de mesmo gênero)
deverão obedecer aos intervalos de tráfego máximo na Tabela 6.
Tabela 6 – Intervalos de tráfego máximo para edifícios de apartamentos
Número de
Elevadores
1
2
3
4 ou mais
Intervalo de
Tráfego (s)
100
80
70
60
O intervalo de tráfego máximo admissível para prédios com outras finalidades deve
respeitar os valores constantes na Tabela 7, extraído da norma brasileira NB-596.
Tabela 7 – Intervalo de tráfego máximo para prédios
Número de
Elevadores
1
2
3
Quatro ou mais,
zoneados ou
não
Zoneados
independentes
do número de
elevadores
Finalidade do Prédio
Geral
Geral
Geral
Escritório, entidade única
Escritórios em geral, consultórios
Hospitais
Hoteis
Escolas
Lojas
Garagens
Restaurantes
Intervalo de
Tráfego (s)
80
60
50
40
40
45
45
45
45
45
45
7
O intervalo de tráfego real da instalação deve ser calculado por (7).
I=
T
ne
(7)
I = intervalo de tráfego
T = Tempo total de viagem em segundo
ne = número de elevadores do grupo
3.5
Velocidades recomendadas
Para edifícios residenciais, as velocidades recomendadas em função do percurso estão
indicadas na Tabela 8, as potências na Tabela 9.
Tabela 8 - Velocidades recomendadas para edifícios residenciais
Percurso (m)
Até 30
De 30 a 45
De 45 a 60
De 60 a 75
De 75 a 90
Velocidade
(m/s)
De 0,75 a 1,00
De 1,00 a 1,5
De 1,25 a 2,00
De 1,75 a 2,50
De 2,50 a 3,50
Tabela 9 – Elevadores de fabricação normal (Otis)
Modelo
LA 651
LA 652
LA 852
LA 853
LA 1052
LA 1292
LA 1293
Lotação
pessoa
6
8
10
12
Velocidade
(m/s)
0,75
1,00
1,00
1,50
1,00
1,00
1,50
Potência
(cv)
6
7,5
10,5
15
10,5
11,5
20
Paradas recomendadas
(número máximo)
15
21
21
30
21
21
30
8
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Negrisoli, Manoel Eduardo Miranda. Instalações Elétricas: Projetos Prediais. 3a ed.,
Editora: Edgar Blucher, 1987.
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