MEMORIA DE CÁLCULO PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE UNA VIVIENDA

DESARROLLO DEL DOCUMENTO

OBJETIVOS.

Objetivo General.

Diseñar la instalación eléctrica de una vivienda (casa de dos plantas) tomando en cuenta las reglas de buena práctica del NEC.

Objetivos específicos.

Diseñar los circuitos de: iluminación, tomacorrientes individuales y especiales de la casa

Representar gráficamente sobre el plano los circuitos diseñados con todos sus elementos.

Describir detalladamente las especificaciones técnicas (de montaje y materiales) de la instalación eléctrica diseñada.

INTRODUCCIÓN.

El presente proyecto propone el diseño de una instalación eléctrica para una vivienda que consta de: tres dormitorios, dos baños completos, dos baños sociales, sala, comedor cocina, una sala de estar en el segundo piso. Esta instalación fue diseñada de manera que cumpla con los requisitos técnicos exigidos por el NEC con la finalidad de lograr un funcionamiento óptimo y libre de riesgos.

El resultado del proyecto se presenta en dos planos para facilitar su análisis y estudio; el primer plano corresponde a los circuitos de iluminación mientras que el segundo plano muestra los circuitos de tomacorrientes.

Con respecto a los elementos fundamentales de la instalación, este diseño consta de un tablero principal con sus respectivos interruptores.

DESCRIPCIÓN

La casa presenta las siguientes características:

Dos plantas

Área Total: 246.80 m2.

Altura desde piso al techo: 2.5 m

Área de la Sala y Comedor: 38m2

Área de los baños : 1) 5.2m2 2) 3.80 m2 3) 4.12 m2

Cuarto master: 14.20 m2

Dormitorio 1: 10.10 m2

Dormitorio 2: 11.05 m2

Dormitorio 3: 8.80 m2

Dormitorio 4: 15.40 m2

Dormitorio 5: 9.05 m2

Cocina: 13.70 m2

Lavandería-Patios: 45.60 m2

Color de las paredes y techo: Blanco

Estos valores fueron los empleados para los cálculos del nivel de iluminación

pero en pies cuadrados.

NORMATIVA OBLIGATORIA PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE UN DOMICILIO.

En la redacción y ejecución del presente proyecto se han tenido en cuenta y

será de obligación cumplir, todas las normas y disposiciones legales en vigor

hasta la fecha de las normas siguientes:

Norma Europea IEC 6028, cables: clase, tamaño y resistencia

NEC S310.13(A), aislamiento para cables .

NEC S310 .15 (B)(2), canalización para cables.

NEC S314.16 cálculo de cajas metálicas para alojar dispositivos, instalar luminarias.

NEC S110.28 enumeración de especificaciones NEMA para cajas de alojamiento de cables.

NEC S358.2 clasificación de canalizaciones tipo conduit (EMT).

NEC S100 Fittings utilizados para realizar conexiones entre tubos conduit.

NEC S210.12 dispositivos de protección (Breakers), se establece que las tomas de un domicilio deben ser a prueba de arco eléctrico.

NEC S406 distribución de energía, dispositivos que permiten enchufar equipos a la red de distribución interna de un domicilio, deben mostrar la especificación de 15 a 125V o, 15 a 250V.

NEC S240 tomas TR (tamper resistant) con seguridad intrínseca deben evitar la inserción de objetos pequeños.

NEC 240, tomas tipo WR, para conexiones en el baño y la cocina.

NEC S200.6 conductores aterrizados a tierra.

NEC 220 reglas para el cálculo de cargas para residencias de una familia.

NEC 240.4(D) establece: Breaker de 15 A para 14AWG cobre, breaker de 20 A para 12 AWG de cobre.

NEC 210.11 (C)(1) establece que al menos debe existir 2 circuitos de 20 A para tomas de artefactos pequeños.

NEC 210.52(B)(2) indica que los circuitos de 20 A para pequeño artefactos deben servir sólo para tomas en la cocina, comedor, u habitaciones similares, y no deben servir a tomas generales.

NEC 210.52 (B)(3) establece que deben haber por lo menos 2 circuitos de 20 A para las tomas en los mesones de la cocina.

NEC en cuanto tomas, es permitido aumentar el número de tomas y colocarlas a menores distancias que las recomendadas.

NEC recomienda colocar tomas de tal manera que ningún punto a lo largo de las paredes de la habitación este a menos de 1.8m de una toma.

NEC recomienda que las tomas de la cocina no deben ser instaladas a mas de 50 cm sobre los mesones, estás tomas deben instalarse de tal manera que ningún punto a lo largo de la pared este a menos de 60 cm de una toma.

NEC 210.11(B) la carga debe ser distribuida de manera equitativa entre los circuitos y la fase.

NEC 410.10 (A) Las luminarias en lugares húmedos deben ser instaladas de forma tal que el agua no se acumule o afecte las partes eléctricas (Sustainable for wet locations).

ESPECIFICACIONES Generales

Los circuitos de tomacorrientes y luces deben ir en ductos diferentes.

Se utilizará interruptores termomagnéticos.

Disyuntores ISA con protección magnética y capacidad de interrupción de 10KA

Protecciones de iluminación: 15A.

Protecciones de tomacorrientes: 20A.

Protecciones de tomacorrientes especiales: 30A

Transformador 120/208V ; 200KVA

ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS ILUMINACIÓN:

Nivel de Iluminación: Medio = 35 (Debido a que es de uso

doméstico solamente)

Reflactancia para el techo: 80%

Reflactancia para las paredes: 50%

Reflactancia para el piso: 20%

Altura del plano de trabajo: 85cm

Luminarias se encuentran suspendidas a 25cm del techo.

La iluminación es directa.

Coeficiente de reflexión de las paredes: 0.5 y del techo: 0.7 (debido a que las paredes son blancas)

Factor de utilización: 0.4

Factor de mantenimiento 0.8 (limpio).

Sistema de alumbrado directo, ya que la casa no tiene entradas de luz en el techo.

CABLES

Para la iluminación: AWG#14 tipo TW

Para tomacorrientes: AWG #12 tipo TW

Para aterrizado AWG#8, y AWG#10

Colores: Neutro (blanco), tierra (negro), fases (amarillo, azul, y rojo)

MEMORIA DESCRIPTIVA.

En esta parte del proyecto se presenta la descripción de la disposición de los circuitos de iluminación y toma corriente que conforman la propuesta, para iluminación:

Dormitorios: Se iluminan a través de lámparas de techo colocadas sobre la ubicación de las camas, se energiza mediante un interruptor monopolar sencillo.

Baños: Son iluminados por una lámpara de techo colocados en un punto central, además de una luminaria sobre el espejo del baño. Se energiza mediante un interruptor monopolar de doble switch al ingreso del baño.

Sala/Comedor: Es iluminado a través de dos lámparas en el techo, es decir una en la sala y otra en el comedor.

Gradas: Es iluminado por una lámpara, es energizada mediante dos interruptores de tres vías para encender la luminaria desde dos puntos; el primero ubicado al principio de las gradas, y el otro al final de las mismas.

Cuarto de máquinas: Posee una lámpara central en el techo para iluminación general energizada mediante un switch interruptor doble a la entrada y salida de esta área. Además, en este cuarto se colocará la caja principal de breakers.

Cocina: Posee una lámpara central en el techo para iluminación general energizada con un interruptor sencillo a la entrada de esta área.

Con respecto a los circuitos de tomacorrientes tenemos:

Dormitorios: Para los dormitorios se consideraron tres toma corrientes sencillos con salida doble, dos de los cuales se ubicaron uno a la cabecera de la cama y el otro al lado de la peinadora, se encontrarán ubicados a 0.30 m desde el suelo, y por seguridad serán tamper resistant

Baños: Los baños tienen un toma corriente con salida doble para el uso de electrodomésticos de cuidado personal, con la característica de que son resistentes al agua, y se encontrarán ubicados a 0.3m del lavabo

Cocina: Se dispone de tres tomacorrientes de circuito doble, para el uso de artefactos pequeños, cuenta con un circuito independiente para la refrigeradora, el que se encontrará claramente identificado por su ubicación, lo mismo sucederá con la toma para el microondas, estarán ubicados a 0.30 m desde el suelo tendrán la característica de ser tamper resistant

Cuarto de máquinas: Se encuentra con un circuito independiente para artefactos que se alimenten con 220 V como lavadora y secadora, posee también un circuito para artefactos pequeños como plancha, se encontraran ubicados a 0.30 m desde el suelo y se encontraran plenamente identificados, tendrán la característica de ser tamper resistant.

Sala/comedor: Tienen tomacorrientes sencillos de salida doble, serán de característica tamper resistant, estarán ubicados a 0.30m desde el suelo, y la distancia entre los toma corrientes no será mayor de 1.8m

DESCRIPCIÓN DE CÁLCULOS REALIZADOS, NÚMERO DE CIRCUITOS EN BASE AL PLANO

Numero de circuitos en base al diseño del plano incluido luminarias, tomas especiales, artefactos pequeños.

# Circuitos planta baja= 6 circuitos

# Circuitos planta alta= 7 circuitos

CÁLCULO DE NÚMERO DE LUMINARIAS.

Flujo Luminoso

Se emplea la siguiente fórmula:

Donde:

flujo luminoso.

E= iluminancia media deseada.

S= superficie del lugar a iluminar.

= factor de utilización.

fm= factor de mantenimiento.

Los lumines empleados son 1500lum que es un aproximado para focos ahorradores o incandescentes de 100W. El factor de utilización es de 1550, ya que las paredes y el techo son blancas.

Càlculo de luminarias

N= número de luminarias.

=flujo luminoso total

=flujo luminoso de un foco

n= número de lámparas por luminaria.

Los valores calculados se aproximan al inmediato superior, y sus valores se presentan a continuación:

Tabla de número de luminarias

SECCIÓN NIVEL DE NUMERO DE NÚMERO DE

ILUMINACIÓN

RECOMENDADO

(lum/pie2)

LAMPARAS POR

LUMINARIA

LUMINARIAS

REAL

Corredor 15 3 3

Sala y comedor 20 5 5

Dormitorio Master 10 2 2

Dormitorio 1-2-3-4-5 10 9 9

Cocina 15 3 3

Baño Privado 1 5 1 2

Baño Privado 2-3 5 2 4

Lavandería 5 9 9

CÁLCULO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE MATERIALES.

Se realizó las medidas en el lugar (casa de dos plantas). Para los cables se toma como base las longitudes al medir la tuberia, a las cantidades obtenidas se les aumenta el 20% con lo cual se toma en cuenta los despuntes para hacer las conexiones.

Se considera que los tubos conduit y por ende los cables para iluminacion tendrán una desviación de unos 45º para ubicarse en el centro de las secciones.

Con esta consideración se realizó el cálculo para determinar las siguientes cantidades:

Medición de tuberías para determinar el metraje de cable necesario.

Contabilizar interruptor

Contabilizar toma corrientes.

Contabilizar breakers.

Tablero.

CALCULO DE LA CARGA EN SERVICIOS UNITARIOS DOMICILIARIOS O COMERCIALES

CRITERIOS PRELIMINARES DE ESTIMACIÓN DE CARGAS

Cargas según el área en edificaciones.

P=S X 0.060

Cargas según el área en locales comerciales.

P=S X 0.100

Siendo:

P= Potencia en kW

S= Superficie, en m2, destinada a usos habitaciones o comerciales

CARGAS SEGÚN CANTIDAD DE TOMACORRIENTES, PUNTOS DE LUZ Y APARATOS DE COLOCACIÓN FIJA

Cuando se desee evaluar la carga de proyecto para un suministro de un servicio habitacional o comercial pequeño se podrán utilizar los siguientes criterios:

Alumbrado incandescente

Por cada portalámparas Edison se tomará una carga de 40 W como mínimo o la potencia de las lámparas proyectadas. Por cada portalámparas Goliath se tomará una carga de 300 W como mínimo o la potencia de las lámparas proyectadas. En ambos casos se tomará la carga que sea mayor.

Alumbrado no incandescente

Para este tipo de alumbrado se tomará la potencia nominal del alumbrado proyectado multiplicado por el coeficiente 1,3.

Tomacorrientes monofásicos

Hasta 3 tomacorrientes inclusive, 1 kW en total.

De 4 a 6 tomacorrientes, 2 kW en total,

Por encima de 6 tomacorrientes, se agregará 2 kW por cada 6 tomacorrientes o fracción.

Si uno o más tomacorrientes estuvieran ocupados por aparatos de colocación fija se computarán de acuerdo a la Tabla II.

Aparatos de colocación fija, algunos datos orientativos, según Tabla 1

Tabla 1. Potencias, horas de uso diario promedio, consumo mensual, según tipo de Elementos o Equipamiento a Conectar a la Instalación (Datos Estimados).

POTENCIA, HORAS DE USO DIARIO Y CONSUMO MENSUAL DE APARATOS ELÉCTRICOS

La tabla 1 es de especial utilidad cuando se desea dimensionar la capacidad del ICP, o la carga a solicitar, pues se deberá considerar la suma de las potencias de los aparatos de uso simultáneo (usar el máximo valor), y en general se aconseja adicionar como mínimo un 20 %.

NIVEL DE ELECTRIFICACIÓN

Cargas según el nivel de electrificación de las viviendas, clasificándolas en cuatro categorías.

Nivel (A) mínimo, 3,3 KW (monofásico)

Nivel (B) medio, 6,6 KW (monofásico)

Nivel (C) elevado, 8,8 KW (monofásico)

Nivel (D) especial, a determinar en cada caso, y en general potencias superiores a las expresadas en los niveles anteriores.

Dentro de esta clasificación, las instalaciones eléctricas deben responder como mínimo a lo siguiente.

NUMERO DE CIRCUITOS

La instalación interior de la vivienda podrá comprender, de acuerdo a la clasificación antes indicada, los siguientes circuitos.

Electrificación Mínima.

Uno o dos circuitos para tomacorriente en cocina.

Un circuito para tomacorriente en baño.

Un circuito para tomacorrientes de uso general.

Un circuito destinado a puntos fijos de luz.

Un circuito para calentador de agua.

Electrificación Media.

Dos circuitos para tomacorriente en cocina.

Un circuito para tomacorriente en baño.

Dos circuitos para tomacorrientes de uso general.

Dos circuitos destinados a puntos fijos de luz.

Un circuito para calentador de agua.

Electrificación Elevada.

Las mismas especificaciones de electrificación mínima y media más uno o dos circuitos de tomacorriente destinados a algún fin específico (cocina, microondas, lavavajillas, acondicionador de aire, etc.).

PUNTOS DE UTILIZACIÓN SEGÚN EL GRADO DE ELECTRIFICACIÓN

En las viviendas, y según el grado de electrificación, se aconsejan como mínimo, los siguientes puntos de utilización de la energía, que serán alimentados por los respectivos circuitos señalados en el apartado anterior.

Electrificación Mínima.

Por dormitorio, un punto de luz y un tomacorriente.

Cuartos de estar, uno o dos puntos fijos de luz y un tomacorriente.

Cocina, punto de luz y uno a dos tomacorrientes con llave que corte todos sus polos.

Baño, un punto de luz y un tomacorriente con llave que corte todos sus polos y un circuito para el calentador de agua.

Electrificación Media.

Dormitorio principal, un punto de luz y tres tomacorrientes; otros dormitorios, un punto de luz y uno a dos tomacorrientes.

Cuartos de estar, dos puntos de luz y dos tomacorrientes.

Cocina, un punto de luz y tres tomacorrientes con llave que corte todos sus polos.

Baños, un punto de luz y un tomacorriente con llave que corte todos sus polos y un circuito para el calentador de agua.

Pasillos, un punto de luz.

Vestíbulo, un punto de luz y eventualmente un tomacorriente.

Electrificación Elevada.

Llevaría los puntos de utilización señalados para las viviendas con Nivel de Electrificación media, tratando de disponer como mínimo un tomacorriente cada 6 m lineales, o fracción, de perímetro de pared de la habitación.

Los valores para el cálculo del circuito de tomacorriente para uso específico se tomarán de la Tabla II del Anexo I del capítulo I de la Norma de Instalaciones.

ANEXOS

DIAGRAMA UNIFILAR

Simbología empleada en diagrama unifilar y diseño eléctrico:

Foco Ahorrador 110-120V (100W)

Interruptor

Toma corrientes

Toma corrientes 220V. h=0.3m desde el piso.

Conductor solido AWG#12

Conductor solido AWG#14

Tablero de control. h=1.6m desde el piso

PLANO ELÉCTRICO

Se encuentra adjunto a la presente, tanto el Diseño de Luminarias, como Diseño de Toma corrientes.

CRONOGRAMA DE TRABAJO:

En el cronograma de trabajo se detalla cual es el tiempo que se demora en realizar los trabajos de cableado, instalacion de tomacorriente, interruptores y boquillas.

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Lunes

Inspección de canalización con planos y guias

Cableado de iluminación

Cableado de toma corrientes arefactos pequeños, y especiales

Intalación de boquillas, y supervisión fiscalizadora

Instalación de toma corrientes artefactos pequeños, y tomas especiales

Comprobación del correcto funcionamiento de tomacorrientes y boquillas por parte de fiscalizador.

Entrega de la Obra a los propietarios.

RECOMENDACIONES: Se recomienda que en la vivienda a más del sistema de alumbrado

colocado, se emplee iluminación adicional mediante el uso de lámparas esmeriladas.

La protección disyuntor es recomendable que sea de 15A para iluminación y 20A para tomacorrientes.

En las luminarias, a medida que transcurre el tiempo disminuye la potencia y decrece el flujo luminoso, estar pendiente con cambios.

Mientras mayor sea el amperaje que resistan los conductores de un circuito la instalación es más segura.

Para realizar el diseño de una instalación es necesario considerar las peores condiciones de un sistema, de preferencia en la que todas las cargas están conectadas funcionando a la vez.

El máximo aprovechamiento, en cuanto a lo visual, para un óptimo rendimiento luminoso con el uso de lámparas incandescentes es el uso de paredes blancas por su alto coeficiente de reflexión

Tomar muy en cuenta que el sobrepasar estos valores puede traer graves problemas.