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Revista Técnico-Científica |Nº1|Abril 2008
EUTRO À TERRA
“É com grande satisfação que se inicia com estarevista, a que sugestivamente se chama “Neutro àTerra”, a publicação de um conjunto de documentosde carácter técnico-científico relacionados com asInstalações Eléctricas.” Profº Beleza Carvalho
Eficiência EnergéticaPág. 2
DomóticaPág. 4
SegurançaPág. 7
Instalações EléctricasPág. 14
TelecomunicaçõesPág. 18
Instituto Superior de Engenharia do Porto – Engenharia Electrotécnica – Área de Máquinas e Instalações Eléctricas
EU
TR
O À
TE
RR
AÍNDICE
EDITORIAL
Profº José António Beleza Carvalho
ARTIGOS TÉCNICOS
A Domótica ao Serviço da SociedadeRoque Brandão - ISEP
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A Concepção e Projecto de Instalações Eléctricas e o SistemaNacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interiorem EdifíciosLuís Castanheira - ISEP
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Sistemas Automáticos de Detecção de Incêndio – Projecto eExecuçãoAntónio Gomes - ISEP
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O Aquecimento dos Condutores na Situação de Curto-CircuitoHenrique Silva - ISEP
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Infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios – O Estado daArteManuel Cunha – Portugal Telecom
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DIRECTOR: Profº Beleza Carvalho
COLABORADORES: Beleza Carvalho, Henrique Silva, Roque Brandão, LuísCastanheira, Sérgio Ramos, Manuel Cunha
PAGINAÇÃO E GRAFISMO: António Gomes
PROPRIEDADE: Área de Máquinas e Instalações EléctricasDepartamento de Engenharia ElectrotécnicaInstituto Superior de Engenharia do Porto
CONTACTOS: [email protected] ; [email protected]
FICHA TÉCNICA
DISTRIBUIÇÃO: Gratuita por email
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É com grande satisfação que se inicia com esta revista, a que sugestivamente se chama “Neutro à Terra”, a publicação de um
conjunto de documentos de carácter técnico-científico relacionados com as Instalações Eléctricas. Pretende-se com esta
publicação divulgar assuntos relativamente recentes neste sector da Engenharia Electrotécnica, tendo sempre a preocupação de
se fazer uma abordagem técnico-científica aos diferentes assuntos em causa. Por outro lado, sempre que os assuntos o
justifiquem, uma abordagem crítica, mas construtiva, de forma que esta publicação também possa ser vista como uma
referência, a considerar pelas entidades competentes em assuntos relacionados com as Instalações Eléctricas.
A “Neutro à Terra” é uma publicação da responsabilidade de um grupo de docentes e investigadores do Departamento de
Engenharia Electrotécnica do ISEP, que trabalham diariamente na área das Instalações Eléctricas, quer na leccionação de
disciplinas desta área de especialização, quer em actividades de projecto, ou em actividades de investigação. Neste contexto, a
“Neutro à Terra” destina-se a todos os profissionais deste sector, mas, fundamentalmente, aos engenheiros projectistas de
instalações eléctricas e aos alunos de cursos de engenharia electrotécnica, particularmente dos cursos da área dos sistemas de
energia.
Nesta primeira publicação, pode-se encontrar assuntos reconhecidamente importantes e actuais. O novo Sistema Nacional de
Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior em Edifícios (SCE), tem importantes consequências ao nível da concepção
e projecto de instalações eléctricas. No artigo apresentado, além do enquadramento regulamentar, refere-se o papel do técnico
electrotécnico no âmbito do assunto em causa.
Outro assunto de grande interesse apresentado nesta publicação, tem a ver com a importância da domótica na concepção das
instalações eléctricas. As exigências actuais em termos de conforto na utilização dos equipamentos eléctricos, aliado à
necessidade de uma utilização cada vez mais eficiente da energia eléctrica, obrigam à necessidade de edifícios “inteligentes”. A
domótica tem aqui um papel fundamental. No artigo apresentado aborda-se os principais sistemas disponíveis actualmente no
mercado.
Garantir a segurança das pessoas e dos bens, particularmente contra o risco de incêndio, é actualmente um factor incontornável
e, obrigatoriamente considerado, no âmbito da concepção e projecto das instalações eléctricas. Nesta publicação apresenta-se
um artigo que aborda aspectos técnicos e conceptuais, ao nível do projecto e da instalação de sistemas automáticos de
detecção de incêndios.
A necessidade do dimensionamento da protecção de canalizações eléctricas contra curto-circuitos, coloca-se sempre que há
necessidade de elaborar um projecto de instalações eléctricas. O assunto está enquadrado regulamentarmente nas Regras
Técnicas das Instalações Eléctricas de Baixa Tensão. No entanto, no âmbito de estudos de investigação nesta área da engenharia
electrotécnica, nem sempre este assunto é abordado com a profundidade desejável. Neste contexto, apresenta-se nesta
publicação um artigo sobre o aquecimento dos condutores na situação de curto-circuito.
Finalmente, mas não menos importante, apresenta-se um artigo sobre infra-estruturas de telecomunicações em edifícios. O
regulamento em vigor, publicado em 2005, tem suscitado várias dúvidas, sendo por vezes considerado algo ambíguo em
determinados pontos. O artigo apresentado faz o estado da arte sobre o assunto.
Esperando que esta primeira publicação da “Neutro à Terra” satisfaça as expectativas dos nossos leitores, sejam eles
especialistas, ou simplesmente pessoas interessadas nestes assuntos, apresento os meus cordiais cumprimentos.
Porto, Abril de 2008
José António Beleza Carvalho
EDITORIAL
Luís CastanheiraInstituto Superior de Engenharia do Porto
O novo sistema nacional de certificação energética e da
qualidade do ar interior em edifícios (SCE), que decorre da
publicação dos DL, 78 a 80, de 4 de Abril de 2006, vêm impor
um novo enquadramento regulamentar para a utilização de
energia em edifícios no território nacional. Em particular
para o caso dos grandes edifícios de serviços e para aqueles,
de serviços ou residenciais, cujos sistemas de climatização ou
de aquecimento de águas sanitárias (AQS) tenham uma
potência superior a 25kw, o rsece-energia (DL 79/2006, de 4
de Abril), impõe indicadores de consumo específico máximo
a verificar, denominados de indicadores de eficiência
energética (IEE).
O IEE, em função do processo em causa, pode ser calculado a
partir dos consumos efectivos de energia de um edifício, ou
através de ferramentas de simulação, sendo em ambos os
casos calculado através da expressão 1:
Expressão 1 – Indicador de Eficiência Energética
Em que:
IEE Indicador de eficiência energética (kgep/m2.ano);
IEEI Indicador de eficiência energética de aquecimento
(kgep/m2.ano);
IEEV Indicador de eficiência energética de arrefecimento
(kgep/m2.ano);
Qout Consumo de energia não ligado aos processos de
aquecimento e arrefecimento (kgep/ano);
Ap Área útil de pavimento (m2);
Não sendo objecto deste artigo o detalhar das definições e
mecanismos de cálculo que estão por trás de cada um dos
parâmetros atrás referidos, o mesmo pretende sensibilizar
os diversos agentes que intervêm nos processos de
concepção e projecto de instalações eléctricas, para a
relevância da sua actividade no contexto do SCE, pela sua
influência no parâmetro Qout, na selecção e
dimensionamento de equipamento não afecto à função de
climatização.
De facto, a partir de agora, as preocupações com as medidas
de eficiência energética a este nível, podem determinar num
primeiro nível uma classificação de eficiência energética
diferente, ou até o eventual não cumprimento
regulamentar, pelo que o técnico electrotécnico tem uma
responsabilidade acrescida neste contexto.
Uma análise de sensibilidade detalhada, em face de
situações concretas, poderá auxiliar na determinação de
quais os sectores/tecnologias electrotécnicos de maior
impacto no IEE, mas certamente que entre estes de
encontrará o sector da iluminação.
Neste contexto, da análise da figura 1, retirada do anexo XV
do Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização
de Edifícios (RSECE), e que diz respeito aos padrões de
referência para a utilização dos edifícios (que neste caso é o
de um supermercado), a utilizar nas simulações para
determinação do IEE, esta tem como único elemento da
estrutura de consumos “em aberto”, precisamente o
consumo com os sistema de iluminação, situação que
acontece em todas as tipologias de edifícios previstas no
regulamento.
Desta forma, o papel do técnico electrotécnico pode fazer
toda a diferença em termos de colocar um edifício em
situação regulamentar, por via de uma acção de concepção e
projecto que considere a utilização de tecnologia mais
eficientes ao nível da iluminação. Sem a necessidade de
intervenções mais dogmáticas e inflexíveis, como as decisões
recentemente tomadas na Austrália e no Reino Unido, de se
banirem a curto prazo as lâmpadas incandescentes, o novo
A Concepção e Projecto de Instalações Eléctricas e o Sistema Nacionalde Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior em Edifícios
ARTIGO TÉCNICO
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p
outVI
A
QIEEIEEIEE
enquadramento legislativo para a Eficiência Energética e a
Qualidade do Ar Interior em Edifícios, comporta assim
elementos que contribuem para um projecto mais racional e
que tenha em linha de conta a sustentabilidade das opções.
Luís CastanheiraInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
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Figura 1 - Padrões de referência de utilização dos edifícios - Supermercados
Roque BrandãoInstituto Superior de Engenharia do Porto
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Introdução
Com a elevada evolução dos sistemas electrónicos e
computacionais, associados a tecnologias de comunicação
cada vez mais evoluídas, alcançou-se um novo domínio de
aplicação tecnológica que tem por objectivo satisfazer as
cada vez maiores necessidades de utilização racional da
energia e proporcionar uma maior sensação de conforto aos
utilizadores das instalações. Esta integração da electrónica
com as tecnologias de comunicação de dados está na base
de um conceito que começou a emergir no início dos anos 80
do século passado.
Esta conjugação das tecnologias aplicada a ambientes
residenciais, permite a realização de uma vasta gama de
aplicações de gestão local ou remota, a nível de segurança,
conforto, gestão de energia, etc.
Assim apareceu o conceito de DOMÓTICA.
Funções da domótica
As necessidades de dotar os edifícios com sistemas
centralizados de controlo puramente informáticos, em
detrimento dos tradicionais sistemas electromecânicos,
levaram a um maior controlo de certas funções, permitindo
assim uma maior funcionalidade das instalações e uma
optimização dos recursos energéticos.
Funções como o controlo da iluminação, permitindo ligar ou
desligar os aparelhos de iluminação automaticamente ou a
A Domótica ao Serviço da Sociedade
criação de cenários ou ainda a simulação da presença de
pessoas em casa, permitem diminuir os consumos de energia
e aumentar a protecção das habitações e bens. Outra das
funções mais vulgares de controlo é o da climatização dos
edifícios. A este nível, o controlo dos aparelhos de
condicionamento de ar traduzem-se em elevados ganhos em
termos de eficiência energética e de conforto.
Ainda a nível das funções de gestão é possível, através dos
sistemas domóticos, controlar estores e toldos, sistemas de
rega, controlar e monitorizar piscinas, etc..
A integração de sistemas de segurança é uma das funções
mais interessantes da domótica.
A possibilidade de ter sistemas de alarme de intrusão,
incêndio, inundação, fugas de gás e vigilância a interagir com
Figura 1 – Funcionalidades da Domótica
ARTIGO TÉCNICO
Roque BrandãoInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
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os sistemas de gestão de energia e com os sistemas de
comunicação permitem o aumento da eficiência destes
sistemas.
Sistemas domóticos
A grande diversidade de sistemas existentes, cada um com o
seu protocolo de comunicação, levou à existência de
problemas quanto à compatibilidade ao nível da integração
dos diversos sistemas. No entanto, desde os primeiros
sistemas domóticos até aos evoluídos sistemas dos dias de
hoje, esses problemas têm vindo a ser ultrapassados.
Os primeiros sistemas domóticos foram desenvolvidos nos
Estados Unidos da América (EUA), tendo depois disso sido
exportados para a Europa onde países como a França e a
Alemanha foram os grandes impulsionadores destes
sistemas.
Um dos primeiros sistemas a ser desenvolvido foi o “X-10”.
Desenvolvido pela Pico Electronics, foi um sistema com
muita aceitação nos EUA onde se estima existirem milhões
de casas equipadas com este tipo de domótica. A grande
vantagem deste sistema é a sua simplicidade de instalação.
Os equipamentos são ligados à rede de distribuição de
energia eléctrica da instalação e usam a referida rede para
comunicarem. Este sistema pode apresentar uma topologia
em anel, em estrela ou em árvore, o que permite uma
grande flexibilidade. Hoje em dia já existem módulos que se
podem incorporar e que permitem a recepção de sinais de
rádio frequência dando ainda uma maior flexibilidade ao
sistema.
Um outro sistema, desenvolvido na década de 90, foi o
LonWorks.
É um sistema de aplicação exclusiva para a industria e que
tenta solucionar os problemas de controlo existentes nesse
sector. Esta tecnologia permite a integração fácil e rápida da
rede dos dispositivos. Fazendo uso de uma cablagem
comum, é criada uma rede de dispositivos que podem
comunicar através da utilização de mensagens.
O sistema European Home System (EHS) foi desenvolvido na
Europa e tem como grande vantagem ser um sistema aberto,
permitindo assim que equipamentos de vários fabricantes
possam ser instalados, comunicando entre si, com uma taxa
de transmissão dependente do meio de transmissão
utilizado. Este sistema permite a utilização de diversos meios
físicos de transmissão tais como, a rede eléctrica ou o cabo
coaxial.
O sistema CEBus, desenvolvido nos Estados Unidos da
América, surgiu com o objectivo de solucionar problemas na
automação doméstica, nomeadamente resolver a
incompatibilidade de ligação entre dispositivos de diversos
fabricantes e da falta de um meio único de comunicação. O
CEBus cria uma rede lógica onde o emissor e receptor estão
colocados independentemente do meio de comunicação.
O sistema BatiBus, desenvolvido em França, foi o primeiro
sistema de comunicação bus a ser desenvolvido. Usando um
bus único, permite a ligação de diversos módulos. O bus é
realizado através de um par entrelaçado, permitindo
alimentar directamente dispositivos que não tenham um
consumo superior a 3mA.
O sistema European Installation Bus (EIB) foi criado na
Europa com o objectivo desenvolver um sistema standard
europeu que possibilite a comunicação entre todos os
dispositivos existentes numa instalação. O EIB usa um bus
único de comunicação que permite uma comunicação
elemento a elemento. O bus de comunicação, onde são
ligados todos os sensores e actuadores, é independente do
bus de alimentação dos equipamentos. O EIB apresenta uma
grande flexibilidade e permite interligação de mais de 10000
dispositivos.
O sistema KONNEX (KNX), baseado na associação dos
sistemas BatiBus, EIB e EHS, surgiu com o objectivo de criar
um sistema internacional standard para a automação de
residências e edifícios.
Actualmente o KNX é o único sistema aberto a nível
mundial, utilizando um software de concepção, modificação
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e instalação único, o ETS. O EIB/KNX permite a utilização de
diversos meios físicos de comunicação. A comunicação pode
ser feita sobre o par de condutores (EIB.TP) ou usando a
power line (EIB.PL) ou fazendo uso da rede Ethernet (EIB.net)
ou transmitindo sinais por radiofrequência (EIB.RF) ou por
transmissão por infravermelhos (EIB.IR). A grande panóplia
de meios de comunicação entre equipamentos confere ao
sistema uma grande flexibilidade de utilização. Este é sem
dúvida o sistema com mais potencialidades e que mais tem
evoluído a nível mundial.
Conclusão
Neste artigo foram apresentadas, sumariamente, as funções
gerais de um sistema de domótica bem como uma descrição
de alguns dos sistemas mais importantes. Existem e
existiram no mercado outros sistemas que aqui não foram
referidos, mas que também contribuíram para o objectivo
final que é o de conseguir um sistema cada vez mais versátil,
que permita a utilização eficiente da energia, que faça uma
gestão técnica centralizada e que consiga elevar os níveis de
conforto e fiabilidade das instalações.
Fontes de Informação relevantes
Intelligent Buildings, Carter Myers, 1996, UpWord Publishing Inc.
Building Control Systems, Vaughn Bradshaw, John Wiley & Sons
La ingenieria en edificios de alta tecnologia, C.J. Díaz Olivares,
1999, McGraw Hill
www.acasainteligente.com
www.siemens.com
www.cebus.org
www.ehsa.com
www.eiba.com
www.konnex.org
http://engenium.wordpress.com/
Interruptores Detectores Sensores Botões de
pressão
bus EIB
bus de potência
Figura 2 – Arquitectura de uma Instalação EIB-KNX
Roque BrandãoInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
António GomesInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
Enquadramento
Durante milhares de anos o fogo foi considerado um
fenómeno da natureza, sendo olhado como um mistério,
provocando medo, superstição e adoração.
O domínio do fogo por parte do homem permitiu a utilização
do mesmo para aquecimento, cozinhar e mesmo para sua
protecção.
Contudo, o fogo, grande elemento de evolução do homem, é
também, em potencial, um dos seus maiores inimigos.
Muitos são os fogos florestais e urbanos, que ocorrem
diariamente, provocando mortes e avultados prejuízos
materiais.
As causas principais dos incêndios são a deficiência nas
canalizações eléctricas, a má utilização de equipamentos
eléctricos, nomeadamente ferros, fogões, fornos e
aquecedores eléctricos, bem como a negligência na
utilização do fogo.
Os Sistemas Automáticos de Detecção de Incêndio (SADI) são
hoje encarados como fazendo (quase) obrigatoriamente
parte dos sistemas aplicados no sector da habitação,
serviços, comércio e indústria.
A instalação de um SADI torna-se, assim, fundamental como
elemento de garantia do bem-estar e da segurança das
pessoas, velando pela sua salvaguarda e dos seus bens.
Um SADI é uma instalação técnica capaz de registar um
Sistemas Automáticos de Detecção de Incêndio – Projecto e Execução
princípio de incêndio, sem a intervenção humana, transmitir
as informações correspondentes a uma central de sinalização
e comando (CDI - central de detecção de incêndios), dar o
alarme automaticamente, quer local e restrito, quer geral,
quer à distância (alerta) e accionar todos os comandos
(imediatos ou temporizados) necessários à segurança contra
incêndios dos ocupantes e do edifício onde está instalado:
fechar portas corta-fogo, parar elevadores, fechar registos
corta-fogo, comandar sistemas automáticos de extinção de
incêndios (SAEI), parar/ligar ventiladores, desligar energia
eléctrica, etc.
Para que um SADI consiga cumprir de uma forma eficaz a sua
missão é necessário que o projecto e a posterior execução
das instalações sejam realizados em conformidade com os
requisitos próprios da instalação.
O presente artigo pretende sistematizar a informação mais
relevante no âmbito do projecto e execução das instalações
de detecção automática de incêndio.
1 Central de Sinalização e Comando
Deve estar localizada de forma a que:
- As sinalizações e comandos estejam facilmente
acessíveis ao pessoal responsável do edifício e aos
bombeiros no caso de ser necessária a sua intervenção;
- O nível de ruído de fundo deve permitir a audição das
indicações sonoras;
- O meio ambiente seja limpo e seco;
- O risco de danos mecânicos para o equipamento seja
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baixo;
- O risco de incêndio seja baixo e a zona protegida com
pelo menos um detector, integrada no sistema;
- A iluminação ambiente permita que etiquetas e
indicações visuais sejam facilmente visíveis e legíveis.
2 Painéis Repetidores de Comando e de Sinalização
São utilizados quando o edifício tiver mais do que uma
entrada principal, quando houver possibilidade dos
responsáveis pela segurança poderem estar longe da central
e quando a distância entre a CDI e o elemento mais distante
for considerável.
3 Botões Manuais de Alarme
Devem encontra-se claramente visíveis e identificáveis e ser
posicionados de forma que possam ser fácil e rapidamente
accionados por qualquer pessoa que detecte um princípio de
incêndio.
Devem estar devidamente sinalizados e em locais em que
não sejam ocultados por quaisquer elementos decorativos
ou outros, nem por portas, quando abertas.
Devem ser posicionados em caminhos de evacuação, junto a
cada porta de acesso a escadas de emergência (dentro ou
fora) e em cada saída para o exterior e colocados junto a
locais sujeitos a riscos especiais e junto dos extintores
manuais.
Devem ser localizados de modo a que nenhuma pessoa
dentro das instalações tenha que percorrer mais de 30 m
para chegar a um botão.
Em locais em que os previsíveis utilizadores possam ser
deficientes motores a distância deve ser reduzida.
Devem ser colocados entre 1,2 a 1,6m acima do chão, a uma
altura recomendada de 1,5m.
4 Sinalização do Alarme
O método de transmitir o alarme aos ocupantes dos edifícios
deve estar de acordo com os requisitos da estratégia da
resposta a um alarme de incêndio.
Nalguns casos, os procedimentos de segurança podem
requerer que o alarme seja dado inicialmente ao pessoal
treinado que poderá tomar a seu cargo as operações
subsequentes no edifício. Nesses casos não será necessário
dar de imediato alarme geral de incêndio, deve, no entanto,
deve ser providenciado um dispositivo que permita um
alarme geral.
Qualquer alarme de incêndio, para ser reconhecido por
pessoas não treinadas (como público em geral), deve ser
dado, pelo menos, por meios audíveis que poderão ser
dispositivos de alarme acústico ou sistemas de alarme por
voz (tais como sistemas de chamada de pessoas).
Em zonas nas quais o sinal sonoro possa não ser eficaz,
devido, por exemplo à existência de ruído de fundo
excessivo, ocupantes com dificuldades auditivas, ou locais
que obriguem a utilização de protecção auricular, deve ser
usada sinalização óptica e/ou táctil como complemento da
sinalização sonora.
4.1 Sinais Sonoros
Devem permitir a audição do sinal de alarme em qualquer
local da instalação.
Os sinais sonoros de alarme devem ser inconfundíveis com
qualquer outro sinal sonoro, ter um nível de som que seja
imediatamente audível acima de qualquer ruído ambiente e
audível em todos os locais do edifício ou recinto a que seja
destinado.
O som utilizado para alarme de incêndio deverá ser contínuo
e o mesmo em todas as partes do edifício.
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ARTIGO TÉCNICO
O número e tipo de equipamentos de alarme de incêndio
usados devem ser suficientes para produzir o nível de som
recomendado, devendo ser instaladas num edifício pelo
menos duas sirenes, mesmo que o nível de som
recomendado possa ser alcançado com uma única sirene.
Os equipamentos de alarme de incêndio, em geral devem,
sempre que possível, ser instalados fora do alcance dos
ocupantes e, no caso de se situarem a uma altura do
pavimento inferior a 2,25m, ser protegidos por elementos
que os resguardem de danos acidentais;
O som de alarme de incêndio deve ter um nível mínimo de
65 dB(A), mas devendo ser sempre 5 dB(A) superior a
qualquer outro ruído que possa persistir por um período
superior a 30 segundos.
4.2 Dispositivos Visuais de Alarme de Incêndio
Devem apenas ser usados como complemento dos alarmes
sonoros, não devendo ser usados isoladamente, devendo
qualquer dispositivo visual de alarme de incêndio
deve ser claramente visível e distinto de quaisquer outros
sinais visuais existentes nas instalações.
5 Detectores Automáticos
Os principais factores que condicionam a selecção do tipo de
detector automático são:
- Requisitos legais;
- Materiais existentes no local e as manifestações da sua
combustão;
- Configuração do local (particularmente o pé direito);
- Efeitos da ventilação e do aquecimento;
- Condições ambientais no interior dos compartimentos
vigiados;
- Possibilidade de falsos alarmes.
Nenhum tipo de detector é mais adequado para qualquer
situação, e a escolha final deverá depender das
circunstâncias individuais, devendo os detectores
seleccionados proporcionar mais rapidamente um aviso
fiável nas condições ambientais dos locais em que serão
instalados.
Embora existam no mercado, diversos tipos de detectores
automáticos, os detectores de fumos e de temperatura, são
os mais utilizados, permitindo dar resposta à quase
totalidade das necessidades de detecção, assim, no presente
trabalho apenas serão referidos estes dois tipos de
detectores automáticos.
5.1 Detectores de Fumos (Ópticos)
São rápidos na detecção de um fogo e têm uma resposta
suficientemente vasta para permitir uma utilização
generalizada.
Responde a fumo visível, sendo bom para fogos onde não há
chamas (fogos latentes), como é o caso de fogos com
tecidos, mobília, móveis, etc.
São ideais para espaços amplos, onde a presença de fumo é
mais facilmente detectada do que a elevação de
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temperatura, pois o calor dissipa-se mais facilmente. Não são
apropriados para locais onde se verifique a permanente
existência de fumos, vapor ou pó, como é o caso de
garagens, cozinhas e industrias transformadoras de
madeiras, devido à possibilidade de ocorrência de falsos
alarmes.
5.2 Detector de Temperatura (Térmicos)
São geralmente considerados como os menos sensíveis dos
vários tipos de detectores disponíveis.
Os detectores termovelocimétricos são mais adequados em
locais onde as temperaturas ambientes são baixas ou variam
lentamente, enquanto que os detectores de temperatura
fixa são mais adequados em locais onde se prevê que a
temperatura ambiente possa variar rapidamente em curtos
espaços de tempo.
Regra geral, os detectores de temperatura têm uma maior
resistência a condições ambientais adversas do que outros
tipos de detectores.
São apropriados para locais:
- De humidade do ar ≥95%;
- Onde se preveja que o incêndio não liberte fumo;
- Onde exista forte risco de engorduramento;
- Onde se possam desenrolar trabalhos que libertem fumo
ou vapor;
- Cozinhas;
- Aquecedores com combustíveis sólidos;
- Pequenas garagens para estacionamento de veículos de
motor de combustão.
Não são apropriados para locais:
- Com altura> 7,5m;
- Onde se prevejam fogos lentos e encobertos;
- Onde, face aos riscos, a detecção precoce é necessária.
5.3 Localização e Distribuição
Os detectores automáticos devem ser posicionados de forma
que os produtos resultantes de qualquer incêndio dentro da
área protegida possam chegar aos detectores sem grande
dissipação, atenuação ou demora.
As características específicas das instalações, requerem
particular atenção aquando do projecto e da execução das
instalações, sob pena de os sistemas previstos não
garantirem a completa e eficaz protecção dessas mesmas
instalações.
Assim, e relativamente à utilização de detectores
automáticos térmicos e de fumo, será necessário atender às
seguintes considerações:
a) Detectores em Tectos Planos
Na generalidade o desempenho de detectores térmicos ou
de fumo depende da existência de um tecto fechado por
cima dos detectores.
Os detectores devem ser colocados de modo a que os seus
elementos sensitivos se situem nos 5% superiores do pé
direito dos espaços.
Para prevenir a possível existência de uma camada
envolvente fria, os detectores não devem ser embebidos no
tecto.
A tabela 1, indica os limites de altura dos tectos e o raio de
acção, para detectores instalados na zona dos 5% superiores.
b) Detectores em Tectos Inclinados
Para detectores instalados em tectos inclinados, o raio
indicado na tabela 1 pode ser aumentado em 1% por cada 1o
de inclinação do tecto, até um aumento máximo de 25%.
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Em tectos curvos a inclinação deve ser obtida através da
média da inclinação total em toda a área.
No caso do espaço protegido ter um tecto em escada os
detectores devem ser instalados em cada um dos vértices.
No caso da diferença de altura entre o cimo e a base de cada
vértice ser inferior a 5% da altura total do vértice acima do
chão, a sala deve ter o tratamento de uma sala de tecto
plano.
c) Paredes, Divisórias e Obstáculos
Os detectores (excepto os detectores ópticos de feixe) não
devem ser instalados a menos de 0,5 m de qualquer parede
ou divisória.
No caso do espaço ter menos de 1,2 m, o detector deve ser
instalado no terço do meio.
Quando as salas estão divididas em secções por paredes,
divisórias ou estantes de armazenagem que fiquem a uma
distância inferior a 0,3 m do tecto, as divisórias devem ser
consideradas tal como se chegassem ao tecto e as secções
devem ser consideradas como salas diferentes.
Deve existir um espaço desobstruído mínimo de 0,5 m à
volta de cada detector.
d) Irregularidades do Tecto
Os tectos que tenham irregularidades com alturas inferiores
a 5% do pé direito devem ser tratados como se fossem lisos
e devem ser aplicados os seguintes limites radiais,
constantes da tabela 1.
Qualquer irregularidade do tecto (tal como uma viga) com
uma altura superior a 5% do pé direito deve ser tratada
como uma parede e devem ser aplicados os seguintes
requisitos:
- D > 0,25 x (H-h) Um detector em todas as células;
- D < 0,25 x (H-h) Um detector em células alternadas;
- D < 0,13 x (H-h) Um detector em cada três células.
Em que:
D – Distância entre vigas (m), medida fora a fora;
H – Pé direito da sala;
h – Altura da viga.
Se a disposição do tecto for de modo a formar séries de
pequenas células (como num favo de mel), então, dentro
dos limites radiais da Tabela 1, um único detector pode
cobrir um grupo de células.
O volume interno das células cobertas por um só detector
não deve exceder:
Tabela 1 – Limites de altura dos tectos e raio de acção
Altura do tecto (m)
≤4,5 >4,5
≤6
>6
≤8
>8
≤11
>11
≤25
>25
Tipo de Detector Raio de acção (m)
Térmicos (EN 54-5: Grau 1) 5 5 5 NN NU NU
Fumo – Pontual (EN 54-7) 7,5 7,5 7,5 7,5 NN NU
Fumo – Feixe (EN54-12) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 (a) NU
NU - Não utilizável para esta gama de alturas.
NN - Normalmente não utilizável, mas pode ser utilizado em aplicações especiais.
a) Será normalmente necessária uma segunda camada de detectores a aproximadamente metade da altura do tecto.
- Detectores Temperatura: V= 6 m2 x (H-h)
- Detectores Fumo: V = 12 m2 x (H-h)
e) Detecção Acima de Tectos Falsos
Quando uma sala tem um tecto falso perfurado, a colocação
dos detectores deve ter em consideração dois objectivos:
- Protecção contra fogos que comecem abaixo do tecto
falso;
- Protecção contra fogos que comecem acima do tecto
falso.
No caso das perfurações do tecto falso serem pequenas, e
não exista ventilação pressurizada que empurre o fumo
através deste, a protecção contra fogos que comecem abaixo
do tecto falso requer a colocação de detectores abaixo do
tecto falso.
Caso não exista qualquer risco do fogo começar abaixo do
tecto falso, os detectores devem ser colocados acima deste.
No caso das perfurações perfazerem mais do que 40% em
qualquer secção de 1m x 1m do tecto, as dimensões de cada
orifício excederem 10mm x 10mm, e a espessura do tecto
não exceder três vezes a dimensão mínima de uma furação,
os detectores acima do tecto falso podem ser utilizados para
detectar um fogo que comece abaixo do tecto falso, e
podem ser dispensados detectores abaixo deste.
f) Detecção Abaixo do Chão Falso
Quando as salas têm chão falso, devem ser instalados
detectores por baixo do chão tal como se o vazio abaixo do
chão falso fosse outro compartimento.
Dispensa-se a colocação de detectores por baixo do chão
falso, quando se verificar, pelo menos, uma das seguintes
condições:
- o chão falso seja perfurado;
- o chão falso seja de um material que tenha uma reacção
ao fogo classificada como A1, A2 ou B1 (Anexos II e III do
RG-SCIE) e não exista carga térmica debaixo.
g) Detectores que não estejam debaixo de tecto
Na ausência de um tecto ou de um plano estratificado, os
produtos da combustão confinam-se à coluna ascendente
acima do fogo.
Caso se utilizem detectores de fumo ou calor para detectar
os produtos da combustão na coluna ascendente (tal como
quando são utilizados nos átrios detectores de feixe em
níveis baixos, ou quando são utilizados detectores sem
tecto), os limites em altura para a operação são os indicados
na Tabela 1, e o raio de operação efectivo (tanto para
detectores de fumo como de calor) deve ser calculado como
sendo 12,5% da altura medida do previsível foco de incêndio
que esteja mais alto até ao detector acima.
Cada sala protegida ou espaço fechado deve conter no
mínimo um detector.
6 Comandos
A sinalização do alarme deve ser usada também para
accionar, equipamentos auxiliares, tais como:
- Equipamento de extinção;
- Portas corta-fogo;
- Sistemas de controlo de fumo;
- Registos corta-fogo;
- Paragem de ventilação;
- Controlo de elevadores;
- Portas de segurança.
7 Canalizações
As canalizações devem satisfazer quaisquer requisitos
especificados pelo fabricante ou fornecedor do
equipamento, devendo ser dada particular atenção à
capacidade condutora e à atenuação do sinal.
Devem ser respeitadas as recomendações existentes em
regulamentos nacionais relativamente a tipos de cabo e sua
instalação.
António GomesInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
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António GomesInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
13|
8) Conclusão
Este artigo visou abordar aspectos técnicos e conceptuais, ao
nível do projecto e da instalação de Sistemas Automáticos de
Detecção de Incêndios pretendendo e, fundamentalmente,
contribuir para o enriquecimento do conhecimento das
competências no âmbito de actuação do projecto de
segurança.
Fontes de Informação Relevantes
Segurança Contra Incêndio em Edílicos, NT12: Nota Técnica
Complementar do RG-SCIE / Refª VII.III.01, Sistemas
Automáticos de Detecção de Incêndio, Autoridade Nacional
de Protecção Civil, 2007
Regulamento Geral de Segurança Contra Incêndio em
Edílicos, Autoridade Nacional de Protecção Civil, Versão
aprovada na Generalidade na RCM, 25 de Janeiro de 2007
EN54 - Sistemas de detecção e de alarme de incêndio –
Parte3-4-5-7-11-12-20
Organizamos e desenvolvemos cursos à sua medida em contexto real detrabalho e em prática simulada. Para as seguintes áreas formativasindicamos alguns exemplos de cursos por nós ministrados:
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Formação inter-empresas
Formação intra-empresas
Diagnóstico de necessidades de formação
Elaboração planos de formação
Gestão administrativa e financeira da formação
Avaliação da formação
Elaboração de candidaturasa fundos comunitários
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As Regras Técnicas das Instalações Eléctricas em Baixa
Tensão, RTIEBT, apresentam no parágrafo 434.3.2 uma
expressão que determina o tempo máximo de exposição de
um condutor a uma corrente de curto-circuito, expressão
esta conhecida por curva de fadiga térmica da canalização,
função de diversas grandezas entre as quais a variável K por
sua vez dependente da natureza da alma condutora e do
isolamento.
Os valores de K vêm tabelados no mesmo parágrafo.
Vejamos como podemos obter esses valores mediante um
estudo analítico dos fenómenos envolvidos.
Consideremos um condutor cilíndrico de secção S,
comprimento l, resistividade , submetido a uma tensão U e
percorrido pela corrente I, figura 1.
Figura 1 – Condutor cilíndrico homogéneo
A potência eléctrica fornecida ao condutor P=UI é
transformada em calor pela conhecida lei de Joule P= RI2.
O Aquecimento dos Condutores na Situação de Curto-Circuito
Do calor gerado uma parte vai elevar a temperatura do
condutor e a outra vai ser dissipada por radiação, convecção
ou condução.
Podemos, então, escrever a seguinte relação:
P=UI=RI2=P1 + P2
Eq. 1
em que P1 representa a potência responsável pelo
aquecimento do condutor e P2 a fracção restante que é
dissipada.
Em termos energéticos, considerando um intervalo de
tempo infinitesimal, a equação que traduz o processo
termodinâmico que decorre da passagem da corrente pode
ser detalhado da forma seguinte:
Eq. 2
Onde:
m – massa do condutor
c – calor específico
Θc – temperatura do condutor
K – constante de Newton que traduz a potência dissipada
por unidade de área e grau centígrado
Sd – área lateral de dissipação do calor
Θ – sobreelevação de temperatura do condutor, isto é, θ =
θc – θa, em que θa é a temperatura ambiente que se
considera inalterável (reservatório térmico de
capacidade infinita)
(A fórmula correspondente ao termo P2 apenas contempla a
potência dissipada por convecção.)
A situação de curto-circuito é uma ocorrência anómala
caracterizada por elevadas correntes devidas normalmente a
defeitos de isolamento.
L
S
U
I
2
1 2 c dRI dt Pdt P dt mcd KS dt
Henrique Ribeiro da SilvaInstituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
Henrique Ribeiro da Silva Instituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
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Assim é necessário, para evitar danos maiores, que as
protecções intervenham em tempos muito reduzidos. A
legislação impõe que o corte se faça num tempo quando
muito igual a 5 s.
Nestas condições é lícito supor que a transformação
termodinâmica seja adiabática, isto é, que não haja
permutação de calor com o exterior – o calor gerado servirá
apenas para elevar a temperatura do próprio condutor. Esta
é também a situação mais desfavorável, do ponto de vista
das temperaturas atingidas, uma vez que com a passagem do
tempo as trocas com o exterior serão inevitáveis, pelo que o
dimensionamento segundo este pressuposto favorece a
segurança da protecção.
Retomemos a eq. 2
Eq. 3
O produto γc, massa específica do material pelo seu calor
específico, é designado por calor específico volumétrico cv.
Onde:
V – volume do condutor
γ – massa específica
S – secção do condutor
cv – calor específico volumétrico
Uma vez que consideramos o aquecimento adiabático, a
parcela correspondente a P2 pode ser desprezada.
Eq. 4
Eq. 5
Onde:
0 – resistividade a 0ºC
- coeficiente de termorresistividade do material
O aquecimento do condutor não depende do seu
comprimento.
Eq. 6
Eq. 7
Com a mudança de variável operada podemos prosseguir
para integração:
Eq. 8
em que k1 é uma constante de integração.
Neste ponto vamos fazer uma hipótese de trabalho que
consiste em considerar que para o instante t=0 de ocorrência
do curto-circuito a temperatura do condutor é a sua
temperatura de regime θz.
Eq. 9
2
c d v c dRI dt V cd KS dt Slc d KS dt
20 (1 )c
v c
lI dt Slc d
S
2 2
0(1 )c v cI dt S c d
2
2
0 (1 )
1
vc
c
c c c
S cdt d
I
dd d d
2
2
0
vS cdt d
I
2
12
0
lnvS ct k
I
2
12
0
0 ln
0
vz
c z z
S ck
I
t
Eq. 10
Substituindo este resultado na eq. 8:
Eq. 11
Usando agora a definição de :
Eq. 12
Se introduzirmos a grandeza como sendo o inverso de ,
obteremos:
Eq. 13
A eq. 13 pode ser reescrita na forma dada no parágrafo das
Regras Técnicas acima citado.
Eq. 14
O k assim definido usa o valor da resistividade a 0º C, 0.
Normalmente a fórmula utiliza o valor a 20º, 20.
Procedendo à substituição, obter-se-á:
Eq. 15
Uma vez que
Eq. 16
De notar que a expressão de k a que se chegou, eq. 15, se
desenvolveu a partir da eq. 4 que considerava a resistividade
a 0ºC. Se se tivesse partido com o seu valor a 20ºC, chegar-
se-ia a uma expressão um pouco diferente:
Eq. 17
É fácil verificar que os kk determinados pelas eq. 15 e 17 dão
valores ligeiramente diferentes.
A razão prende-se com a fórmula da variação da
resistividade com a temperatura.
De facto, a expressão geral da fórmula vem expressa por:
Eq. 18
Ora esta fórmula não é senão a expansão em série de Taylor,
considerados somente os dois primeiros termos, de θ em
torno do ponto θ1. O produto θ1. corresponde à derivada
de θ em θ1. A linearização da função implica que o declive
da recta seja constante, ou seja os produtos θ., pelo que o
2
2
0
2
2
0
(ln ln )
(ln )
vz
v
z
S ct
I
S ct
I
2
2
0
1(ln )
1
v c
z
S ct
I
2
2
0
(ln )v c
z
S ct
I
2 2
2
0
(ln )v c
z
k St
I
ck
20 0
200
20
(1 20)
1 20
( 20)(ln )v c
z
ck
(1 20) ( 20)
20
20(ln )
20
v c
z
ck
1 1 11 11 ( ) ( )
2
1 2
0
lnvz
S ck
I
Henrique Ribeiro da Silva Instituto Superior de Engenharia do Porto
ARTIGO TÉCNICO
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Henrique Ribeiro da Silva Instituto Superior de Engenharia do Porto
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coeficiente de termorresistividade deve variar
inversamente com .
Assim sendo, a eq. 15 deverá ser escrita sob a forma mais
correcta:
Eq. 15’
em que 0 é o inverso do coeficiente de termorresistividade
a 0ºC.
A eq. 15’ está também em acordo com a norma CEI IEC 60
949 – Calculation of thermally permissible short-circuit
currents, taking into account non-adiabatic heating effects
(1ª ed. 1988).
No entanto, normalização de alguns países usa a expressão:
Eq. 15’’
Ou seja, usando o valor de a 20ºC.
A expressão de k pode também apresentar-se numa forma
simplificada como segue:
Eq. 19
em que eq é um valor médio da resistividade, tomado para
uma temperatura intermédia.
Cálculo dos KK
Vamos usar a eq. 15’ do k para calcular os seus valores para
os cabos mais utilizados:
Eq. 15’
Tab.1 Temperaturas de regime e de curto-circuito
Contudo, a norma CEI IEC 60 986 – Short-circuit temperature
limits of electric cables with rated voltages from 6 kV (Um =
7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV), (Out. 2000), faz uma
distinção para o caso de cabos isolados a Policloreto de
Vinilo, PVC:
Tab. 2 Temperaturas máx. de cc para o PVC
Tab. 3 Características físicas do cobre e do alumínio
A Tab. 3 – a menos dos valores calculados – encontra-se
definida como na citada norma CEI IEC 60 949.
A temperatura final do condutor será feita igual à máxima de
curto-circuito e a inicial à máxima de regime permanente.
Tab. 4 Comparação dos valores de k
Como se pode apreciar pela Tab. 4 os novos valores de k
dados pelas RTIEBT estão bastante mais próximos dos
valores teóricos calculados pela Eq. 15’ que os valores
anteriormente fornecidos pelo Regulamento de Instalações,
o célebre 740/74, valores estes que ainda são os do
Regulamento de Redes de BT, o DR nº 90/84.
0 0
20 0
( 20)(ln )v c
z
ck
20 20
20 20
( 20)(ln )v c
z
ck
( )v c z
eq
ck
0 0
20 0
( 20)(ln )v c
z
ck
Natureza do condutor Cu Al
Natureza do isolamento PVC XLPE PVC XLPE
Temperatura máxima de regime 70º 90º 70º 90º
Temperatura máxima de curto-circuito 160º 250º 160º 250º
PVC (PVC/B) Temperatura máxima de cc (ºC)
S 300 mm2 160
S > 300 mm2 140
Natureza do condutor Cu Al
Calor específico volumétrico
J/ºC.mm3
3,45.10-3 2,5.10-3
Resistividade a 20º C
Ω.mm
17,241.10-6 28,264.10-6
Resistividade a 0º C
Ω.mm (calculado)
15,885.10-6 26.10-6
Coeficiente de termorresistividade a 20ºC /ºC
3,93.10-3 4, 034.10-3
Coeficiente de termorresistividade a 0ºC
/ºC (calculado)
4,265.10-3 4,386.10-3
Natureza do condutor Cu Al
Natureza do isolamento PVC XLPE PVC XLPE
Valor de k (Eq. 15’) 114,83 142,87 76,08 94,55
Valor de k (parágrafo 434.3.2 RTIEBT) 115 143 76 94
Valor de k (artº 580º DL 740/74) 115 135 74 87
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Hoje em dia quando se fala em ITED, não se fala apenas num
regulamento de infra-estrutura de telecomunicações em
edifícios. Quando se fala em ITED fala-se, também, de
mudança, das novas tecnologias e, sobretudo, de novos
horizontes.
As mudanças tiveram início com a publicação do Decreto-Lei
59/2000 de 19 de Abril, em que, por exemplo, deixou de ser
obrigatório o licenciamento do projecto, impondo assim aos
projectistas a total responsabilidade pela arquitectura das
infra-estruturas.
Por outro lado, liberalizou-se o mercado das certificações,
criando assim espaço ao aparecimento de novas empresas
no sector, sendo neste momento mais de 140 empresas a
certificar.
Em termo das Infra-estruturas, a grande mudança aconteceu
em Julho de 2004, altura em que foi publicada a primeira
edição do Manual ITED, que vigorou em fase de
implementação até Dezembro do mesmo ano em
simultâneo com o RITA, passando em Janeiro de 2005 a ser o
único regulamento aceite.
Se o novo manual se apresentou como um documento algo
ambíguo em determinados pontos, teremos de lhe
reconhecer o devido valor, na medida em que veio dar uma
lufada de ar fresco num sector que se fazia reger por um
regulamento com quase 20 anos, sem que nesse período de
tempo tivesse sofrido qualquer actualização. O regulamento
Infra-estruturas de Telecomunicações em Edifícios – O Estado da Arte
RITA era já pois um regulamento que não servia as
necessidades dos seus utilizadores e amplamente desfasado
das novas tecnologias.
Nos últimos anos, com o acumular de experiências tem-se
verificado uma constante melhoria na qualidade dos
projectos realizados. No entanto, ainda existe uma gama de
projectistas que, pelo seu minimalismo, hábito
provavelmente adquirido pelos anos que passaram a
projectar pelo regulamento RITA, assim como pelos
apertados orçamentos previstos para a instalação, tendem a
elaborar projectos pouco flexíveis, não preparando as
instalações para as novas tecnologias que se adivinham,
nomeadamente a IPTV.
Neste capítulo, as instituições de ensino superior terão um
papel fundamental a desempenhar, reservando algum
espaço nas cadeiras de projecto para as ITED, promovendo
mesmo um relacionamento entre os alunos e empresas do
sector, quer ao nível de projecto, de instalação, ou mesmo
ao nível da Certificação.
Também na qualidade da instalação se tem verificado uma
curva ascendente bastante positiva, em que os técnicos
instaladores sem formação que se arriscam em cumprir um
projecto com regras diferentes das que estão habituados dão
lugar a técnicos com formação adequada, e com vontade de
se aperfeiçoarem a cada obra que realizam.
No capítulo da instalação, há que salientar que também os
Manuel CunhaResponsável pelo Departamento de Certificações ITED no Porto da Portugal Telecom
ARTIGO TÉCNICO
Manuel CunhaResponsável pelo Departamento de Certificações ITED no Porto da Portugal Telecom
ARTIGO TÉCNICO
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fabricantes que se mostraram atentos às novas exigências do
mercado, renovando as suas ofertas ou desenvolvendo
novos produtos dando assim uma resposta de encontro às
novas exigências de mercado.
Com a abertura do mercado das Certificações ITED, surgiram
muitas empresas, e com elas, alguns desajustes, resultantes
do fraco “know how” de algumas dessas novas empresas,
mas também aqui já se verifica os resultados do trabalho
desenvolvido pela ANACOM na procura de seriedade,
profissionalismo e rigor, exigido pela entidade certificadora
como condições obrigatórias.
O processo ITED, embora ainda esteja a dar os seus
primeiros passos, já demonstra algum amadurecimento, as
primeiras poeiras já assentaram, e consequentemente, já é
possível tirar as primeiras e mais importantes conclusões.
Com base numa análise do que se tem verificado e das
experiências acumulados é pois tempo da ANACOM cumprir
o que inicialmente prometeu, ou seja, rever e actualizar o
Manual ITED.
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CURIOSIDADES
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