unid 06.1 spda sistema de protecao contra descargas atmosfericas
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1Sérgio Ferreira de Paula Silva
SPDASPDA
SSéérgio Ferreira de Paula Silvargio Ferreira de Paula Silva
2Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão A probabilidade de uma edificação ser atingida por um raio em um ano é dada pelo produto
da densidade de descargas atmosféricas para a terra pela área de exposição equivalente da
edificação.
� Freqüência média de queda de raios sobre uma determinada estrutura
raios/ano NAN ged610−⋅⋅=
Onde:
Aa : área de exposição equivalente em [m2].
Ng : densidade em [(raios/km2)/ano]
3Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão Para obter a densidade de raios de uma região, a partir do seu índice cerâunico, a NBR
5419 recomenda a seguinte equação:
� Densidade de Cargas para a Terra
)/ano(raios/km TN 2dg
25,104,0 ⋅=
Onde:
Td : número de dias de trovoadas que ocorrem por ano em uma dada localidade,
também conhecido como nível/índice cerâunico.
4Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
Mapa de Ocorrências de Descargas Elétricas (Raios) na última hora (60 minutos) sem animação
5Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
Uberlândia – índice cerâunico igual a 100
Índice Isocerâunico – NBR 5419
6Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Área de Exposição Equivalente
2e m hbahbaA 2)(2 ⋅++⋅⋅+⋅= π
Área de exposição equivalente é a área do plano da estrutura prolongado em todas as direções, de modo a levar em consideração sua altura.
7Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Freqüência média anual admissível de danos
� Riscos maiores que 10-3 ���� (isto é 1 em 1000) por ano são considerados inaceitáveis
� Riscos menores que 10-5 ���� (isto é 1 em 100.000) por ano são, em geral, considerados aceitáveis.
8Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=
1,7Escolas, hospitais, creches e outras instituições, estruturas de múltiplas atividades
1,3Locais de afluência de público (igrejas, museus, exposições, shopping centers, estádios, etc.)
1,2Edifícios de escritórios, hotéis e apartamentos
Fator de Ponderação A
1Fábricas, oficinas e laboratórios
0,7Casas comantena externa
0,3Casas
Fator ATipo de Ocupação
9Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=
1,7Qualquer estrutura com teto de palha
1,7Estrutura de madeira, alvenaria ou concreto simples, com cobertura metálica
1,4Estrutura de alvenaria ou concreto simples, com qualquer cobertura, exceto metálica ou de palha
Fator de Ponderação B
1,0Estrutura de aço revestida, ou de concreto armado, com cobertura metálica
0,4Estrutura de concreto armado, com cobertura não-metálica
0,2Estrutura de aço revestida, com cobertura não-metálica
Fator BTipo de Ocupação
10Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=
1,7Escolas, hospitais, creches e outras instituições, locais de afluência de público
1,3Indústrias estratégicas, monumentos antigos e prédios históricos, museus, galerias de arte e outras estruturas com objetos de valor especial
Fator de Ponderação C
1,0Subestações de energia elétrica, usinas de gás, centrais telefônicas, estações de rádio
0,8Estruturas industriais e agrícolas contendo objetos particularmente susceptíveis a danos
0,3Residências comuns, edificios de escritórios, fábricas e oficinas que não contenham objetos de valor ou particularmente susceptíveis a danos
Fator CConteúdo da estrutura ou efeitos indiretos
11Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=Fator de Ponderação D
2,0Estrutura completamente isolada, ou que ultrapassa, no mínimo, duas vezes a altura de estruturas ou árvores próximas
1,0Estrutura localizada em área contendo poucas estruturas ou árvores de altura similar
0,4Estrutura localizada em uma grande área contendo outras estruturas ou árvores da mesma altura ou mais altas
Fator DLocalização
12Sérgio Ferreira de Paula Silva
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=
1,7Montanhas acima de 900m
Fator de Ponderação E
1,3Montanhas entre 300 e 900m
1,0Elevações moderadas, colinas
0,3Planície
Fator ETopografia da Região
13Sérgio Ferreira de Paula Silva
� Se N � 10-3 ���� a estrutura requer SPDA
�Se 10-3 > N > 10-5 ���� a conveniência de um SPDA deve ser decidida entre o projetista e
o usuário
�Se N � 10-5 ���� a estrutura dispensa um SPDA
Necessidade de ProteNecessidade de Proteçção ão
� Fatores de ponderação de Nd
EDCBANN d ⋅⋅⋅⋅⋅=
��
�
��
�
�
14Sérgio Ferreira de Paula Silva
Raios Raios
15Sérgio Ferreira de Paula Silva
Raios Raios
16Sérgio Ferreira de Paula Silva
Raios Raios
17Sérgio Ferreira de Paula Silva
NNíível de Protevel de Proteçção ão
Construções normalmente sem a presença de pessoas: Galpões com sucata ou conteúdo desprezível.
IV
Construções de uso comum: edifícios residenciais, indústrias, casas residenciais, estabelecimentos agropecuários e fazendas com estrutura em madeira.
III
Construções protegidas sem riscos às construções adjacentes: edifícios comerciais, bancos, teatros, museus, locais arqueológicos, hospitais, prisões, casas de repouso, escolas, igrejas, áreas esportivas.
II
Severo quanto à perda de patrimônio com riscos às construções adjacentes: edificações de explosivos, inflamáveis, indústrias químicas, nucleares, laboratórios bioquímicos, fábricas de munição e fogos de artifício, estações de telecomunicações usinas elétricas, indústrias com risco de incêndio, refinarias, etc.
I
DescriçãoNível
18Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo de Franklin (Ângulo de Protetodo de Franklin (Ângulo de Proteçção)ão)
A área de proteção é o volume encoberto pelo cone.
ααtgHRp ⋅=
H
Rp
19Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo de Franklin (Ângulo de Protetodo de Franklin (Ângulo de Proteçção)ão)
b
b
b
b
>60m
25º
a
a
a
46-60m
35º
25º
a
a
31-45m
45º
35º
25º
a
21-30m
Ângulo de proteção αααα em função da altura do captor (h)
55ºIV
45ºIII
35ºII
25ºI
0-20mNível
a – Aplicam-se somente os métodos eltrogeométrico e Faraday.b – Aplica-se somente o método da gaiola de Faraday.
Quando há mais de um captor o ângulo entre eles pode ser acrescido de 10º.
20Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo de Franklin (Ângulo de Protetodo de Franklin (Ângulo de Proteçção)ão)
Utilização de condutor horizontal
21Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo de Franklin (Ângulo de Protetodo de Franklin (Ângulo de Proteçção)ão)
22Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo todo EletrogeomEletrogeoméétricotrico (esferas rolantes)(esferas rolantes)
a
22 HHRa −⋅⋅=60 mIV
45 mIII
30 mII
20 mI
Raio da EsferaNível
23Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo todo EletrogeomEletrogeoméétricotrico (esferas rolantes)(esferas rolantes)
24Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo todo FaradayFaraday (condutores em malha)(condutores em malha)
40m
20m
20m
10m
Comprimento máximo
20mIV
10mIII
10mII
5mI
Largura da MalhaNível
25Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo todo FaradayFaraday (condutores em malha)(condutores em malha)
A malha pode ocupar 4 posições:� Ficar suspensa a certa altura da cobertura, tipo varal;�Ficar suspensa a 20cm da cobertura;�Ficar depositada sobre a cobertura;�Ficar embutida na própria laje da cobertura.
26Sérgio Ferreira de Paula Silva
MMéétodo todo FaradayFaraday (condutores em malha)(condutores em malha)
Para diminuir a possibilidade dos condutores da malha captora serem danificados nos pontos de impacto, algumas normas recomendam a colocação de pequenos captores verticais denominados terminais aéreos, com 30 a 50 cm de altura separados por uma distância de 5 as 8 metros ao longo dos condutores da malha.
27Sérgio Ferreira de Paula Silva
Regras BRegras Báásicassicas
Qualquer que seja o método escolhido para a proteção deve-se:
� Instalar um condutor na periferia do teto (anel);
� Instalar condutores nas periferias de todas as saliências das estruturas (casa de máquinas, chaminés, etc);
�Instalar o sistema captor, quer completando a malha (Faraday) sobre o teto interligado com os anéis das saliências, quer colocando hastes verticais de maneira que todo o teto esteja dentro do volume de proteção (Franklin ou eletromagnético);
28Sérgio Ferreira de Paula Silva
ComparaComparaççõesões
Qualquer que seja o método escolhido para a proteção deve-se:
� O cálculo pelo método Eletrogeométrico revela que um captor vertical tem uma eficiência maior do que o método de Franklin prevê, a tendência é o desaparecimento deste em função daquele;
� O método de Faraday, para uma mesma proteção que o Eletrogeométrico, revela vantagens como melhor estética e menor geração de campos para o interior do edifício;
29Sérgio Ferreira de Paula Silva
Descidas Descidas � Número de descidas e EspaçamentoAs descidas devem estar distribuídas ao longo do perímetro do prédio, com um espaçamento máximo definido pela tabela:
25 mIV
20 mIII
15 mII
10 mI
Espaçamento MáximoNível
Recomendações:� Devem ser espaçadas regularmente, de preferência utilizando-se uma em cada canto;�Para estruturas com altura maior que 20 metros, as descidas devem ser interligadas a condutores horizontais, formando anéis;�Pode ser instalada na superfície, em suportes apropriados, embutidos ou espaçados dependendo da constituição dos materiais da parede;�Devem ser retilíneas evitando curvas e laços;�Devem ser protegidas por eletrodutos até a altura de 2,m acima do solo.
Número Mínimo de Descidas = 2
30Sérgio Ferreira de Paula Silva
Descidas Descidas
31Sérgio Ferreira de Paula Silva
SeSeçção Mão Míínima dos Condutores nima dos Condutores
32Sérgio Ferreira de Paula Silva
33Sérgio Ferreira de Paula Silva
Iluminação de escadarias
• Com interruptores hotel e intermediário
• Com minuteiraF
N N
F
Minuteira
N F
34Sérgio Ferreira de Paula Silva
Foto-células
N
F
Luz solar
Comando de campainhaF
N
F
N
F
35Sérgio Ferreira de Paula Silva
Minuteria com sensor de presença
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