Activitats

Preveure les càrregues d'un edifici d'habitatges

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per fer una previsió de càrrega per a un edifici d’habitatges.

Volem determinar la potència dels diferents habitatges d’un edifici de 3 plantes, amb 5 habitatges per planta de 100 m2 cada un, i un àtic amb 2 habitatges de 160 m2 cada un.

Com que no s’indica cap característica que ens pugui fer pensar que els habitatges són de grau d’electrificació elevat, considerareu que els 15 habitatges de 100 m2 tenen un grau d’electrificació bàsic, és a dir, 5.750 W cada un.

I, els dos àtics de 160 m2 cada un, els haureu de considerar de grau d’electrificació elevat, ja que són just al límit de la superfície amb la qual s’han d’incloure en aquest grau d’electrificació, és a dir, de 9.200 W cada un.

Si teniu en compte que el coeficient de simultaneïtat per als 17 habitatges serà de 13,1, la previsió de càrrega dels 17 habitatges serà la següent:

Preveure les càrregues per a locals comercials o oficines i serveis generals

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per fer una previsió de càrrega per a un edifici d’habitatges que tingui locals comercials o d’oficines i serveis generals.

Suposem que a l’edifici de l’activitat anterior, en què la previsió d’habitatges era de 80,64 kW, hi ha 3 locals a la planta baixa de 20, 40 i 65 m2 respectivament, i que l’edifici disposa, al soterrani, d’un garatge de 300 m2 amb ventilació forçada. A més, l’edifici té un ascensor de 400 kg de càrrega, una piscina de 120 m3, i una superfície d’àrees comunes, l’entrada de 60 m2 i l’escala de 170 m2. Cal tenir en compte també el grup de pressió per a l’elevació de l’aigua. Quina és la previsió de càrrega total?

Habitatges

Recordeu que l’edifici té 3 plantes i l’àtic, que sumen un total de 4 plantes i 17 habitatges.

Locals comercials

Com que és inferior a 3.450 W, se li assigna la potència mínima per local, que és de 3.450 W.

La potència total dels locals serà, doncs, la següent:

Garatge

Ascensor

Atesa l’absència de dades, seleccionareu un ITA-1, al qual li correspon una potència de 4,5 kW.

Enllumenat de l’entrada i l’escala

Piscina

Aquesta és la potència de la depuradora.

Grup de pressió d’aigua

Tenint en compte que són 17 habitatges i 4 plantes, i considerant un nombre de preses d’aigua de 17 per habitatge, això ens dóna 289 preses i una pressió mínima de 21. Així doncs, si consulteu les taules referents a aquest apartat, teniu un grup de pressió d’una potència d’1 kW.

Potència serveis generals

Potència total de l’edifici

Calcular la línia general d'alimentació (LGA)

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per determinar la secció de la línia general d’alimentació (LGA), segons els paràmetres de caiguda de tensió, corrent màxim admissible segons les condicions d’instal·lació i la temperatura màxima de servei.

En un edifici dedicat a habitatges i locals comercials, s’estableix una previsió de càrrega de 145 kW, amb una centralització de comptadors a la planta baixa de l’edifici.

Tenint present que la longitud de la LGA és de 40 m, que està instal·lada sota tub encastat, i que la tensió d’alimentació és de 400 V i, el cos f, de 0,9, trobeu quina és la secció de la LGA que compleix els requisits anteriorment especificats.

Elecció del conductor

Els cables que es faran servir han de ser unipolars de tensió assignada 0,6/1 kV, no propagadors de la flama i amb emissió de fums i opacitat reduïda. Han de ser de coure del tipus RZ1-K o DZ1-K, i com que són cables amb aïllament termostable, la temperatura màxima del conductor és de 90°C.

Càlcul de la intensitat

Trobeu el valor de la intensitat de corrent aplicant aquesta expressió matemàtica:

Càlcul de la caiguda de tensió unitària reglamentària

La caiguda de tensió màxima de la LGA amb centralització de comptadors és de 0,5%, que respecte als 400 V de tensió de servei són 2 V de caiguda màxima.

I la caiguda de tensió unitària ens dóna el següent:

Segons la taula de caigudes de tensió unitàries reglamentàries per a cables de 0,6/1 kV, la caiguda de tensió per al factor de potència de 0,9 i per a la temperatura màxima admissible del conductor de 90°C, inferior al valor de 0,215, correspon al valor de 0,211, que s’obté per a la secció de 240 mm2. Per tant, la secció normalitzada és S = 240 mm2.

Verificació del corrent màxim admissible

Heu de comprovar la intensitat admissible en servei permanent i, segons les condicions d’instal·lació, heu de comprovar que els cables, la secció dels quals s’ha calculat per caiguda de tensió, són capaços de suportar la intensitat de servei prevista.

Per a això heu d’utilitzar els valors de la taula A de la ITC-BT-14 sobre línies generals d’alimentació. Segons aquesta taula, la intensitat màxima admissible per a instal·lació en tub soterrat és de 440 A, i aquest valor és superior al valor de la intensitat prevista.

Segona iteració

Heu de comprovar que la secció inferior, la de 185 mm2 és capaç de suportar la intensitat prevista. Segons la taula A de la ITC-BT-14 és així, perquè suporta 384 A.

Aleshores calculem la temperatura real del conductor:

Conclusió

La temperatura real del conductor a la intensitat prevista en servei permanent serà de 49°C. Segons la taula de caigudes de tensió unitàries per a cables de 0,6/1 kV, no trobem cap valor de 49°C, però tot i considerar el de 40°C (recordem que com menys temperatura, menys resistència), aquest és de 0,229, que ja és superior i, per tant, la secció de 185 mm2 no compleix el criteri de caiguda de tensió reglamentària.

La secció vàlida serà la de 240 mm2.

Calcular la derivació individual

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per determinar la secció de la derivació individual (DI), segons els paràmetres de caiguda de tensió, corrent màxim admissible d’acord amb les condicions d’instal·lació i la temperatura màxima de servei.

Heu de calcular la secció d’una derivació individual (DI) que alimenta un habitatge amb nivell d’electrificació bàsic (5.750 W) a 230 V, la longitud de la qual des de l’embarrat de la sala de comptadors fins al quadre privat de dispositius generals de comandament i protecció és de 10 m (situat a la segona planta). El sistema d’instal·lació és el de conductors aïllats a l’interior de conductes tancats d’obra de fàbrica.

Elecció del tipus de conductors

Segons la ITC-BT-15, els cables que cal utilitzar han de ser unipolars o multiconductors (els unipolars, de tensió assignada mínima 450/750 V; els multiconductors, de 0,6/1 kV). Els cables han de ser no propagadors de l’incendi i amb emissió de fums i opacitat reduïda.

S’escullen conductors unipolars de coure amb aïllament de compost termoplàstic, la temperatura màxima admissible (Tmàx) del qual, en servei continu, és de 70°C (tipus ES07Z1-K), segons característiques especificades a la ITC-BT-15.

Càlcul de la secció pel mètode simplificat

Un cop determinada la intensitat del circuit, utilitzarem les fórmules per trobar la secció, però considerant el cas més desfavorable, en el qual el cable es trobi a la temperatura màxima admissible en servei permanent.

Càlcul de la intensitat

La intensitat està limitada per l’ICP-M, que com a màxim serà de 25 A, ja que es tracta d’un grau d’electrificació bàsic de 5.750 W.

Càlcul de la secció

Com que els comptadors són centralitzats, la caiguda de tensió màxima és de l’1%, que sobre 230 V, suposa 2,3 V. Atès que es tracta d’un subministrament monofàsic tindrem el següent:

Per tant, la secció normalitzada superior és de 6 mm2.

Cal comprovar, finalment, en servei permanent i segons les condicions d’instal·lació, que els cables, la secció dels quals s’ha calculat per caiguda de tensió, són capaços de suportar la intensitat de servei prevista. Per a això utilitzem la taula 1 de la ITC-BT-19 per al mode d’instal·lació B. Segons aquesta taula, la intensitat màxima admissible és de 36 A, més de la prevista de 25 A.

Càlcul de la secció mitjançant les taules de caiguda de tensió unitària

Per a cables de 450/750 V, la taula de caiguda de tensió unitària ens dóna el resultat de 6.383 V/A·km per a 4 mm². Com que la reglamentària és superior, haureu d’adoptar la secció de 6 mm2 tal com havíeu decidit per al mètode simplificat.

Càlcul de preses a terra

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per determinar la resistència de pas d’un circuit de presa a terra amb la utilització de diferents tipus d’elèctrodes.

  1. Càlcul de la resistència de pas amb piques: en un terreny de resistivitat aparent de 60 Ω·m, s’instal·len tres piques de 2 m de longitud cadascuna, connectades en paral·lel, amb la finalitat d’aconseguir una resistència determinada. Quin és el valor d’aquesta resistència?
  2. Càlcul de la resistència de pas amb plaques: s’ha de connectar a terra un fanal sobre terreny de resistivitat aparent de 90 Ω·m. S’ha optat per una placa massissa de coure de 0,5 per 1 m. Quina és la resistència de pas a terra que tindrà la placa un cop instal·lada?
  3. Càlcul de la resistència de pas amb conductors enterrats: en un edifici en construcció de 40 m de perímetre s’ha instal·lat com a elèctrode un conductor nu que forma un anell sota els fonaments. La resistivitat aparent del terreny és de 200 Ω·m. Quina és la resistència de pas a terra que aporta aquest conductor?

1. En primer lloc hem de calcular la resistència de pas a terra d’una de les piques, i després la de les tres un cop soldades i unides:

2. Utilitzant la fórmula de la resistència d’una placa i sabent que el perímetre d’una placa suma 3 m:

3. Si apliqueu la fórmula de la resistència de pas a terra que ofereix un conductor enterrat, tot sabent que el conductor anirà enterrat a 80 cm amb una tolerància del 10% segons indiquen les NTE (normes tècniques d’edificació):

Anar a la pàgina següent:
Exercicis d'autoavaluació