calculo spda 2015

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Tatiane Wagner Arquitetura LTDA - EPP Cnpj: 09.473.909/0001-31 ‖ IM. 118 66 71 ‖ IE 181.373.123.111 16 3333 55 97 ‖ 16 3357 62 82 ‖ 16 7813 05 20 ‖ j oao @ a rq u ite t u r a i n d u st r i a l .co m . b r t a ti a n e @ ar q u ite t u r a i nd u st r i a l .co m . b r 1 MEMORIAL DESCRITIVO LABORATÓRIO - MACHADO - MG - SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICA - AGOSTO 2015

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Rua Nove de Julho, 1793, Centro Cep: 14 801 -295- Araraquara -SP 1

MEMORIAL DESCRITIVO

LABORATÓRIO - MACHADO - MG- SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS

ATMOSFÉRICA -

AGOSTO2015

Page 2: Calculo spda 2015

Tatiane Wagner Arquitetura LTDA - EPP ‖ Cnpj: 09.473.909/0001-31 ‖ IM. 118 66 71 ‖ IE 181.373.123.11116 3333 55 97 ‖ 16 3357 62 82 ‖ 16 7813 05 20 ‖ j oao @ a rq u ite t u r a i n d u st r i a l .co m . b r ‖ t a ti a n e @ ar q u ite t u r a i nd u st r i a l .co m . b r

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Sumário

1. Objetivo......................................................................................................................... 3

2. Metodologia .................................................................................................................. 3

3. Documentos de Referências......................................................................................... 3

4. Verificação da necessidade do SPDA .......................................................................... 3

5. Avaliação de Risco ....................................................................................................... 6

5.1. Risco de perda de vida humana (R1).................................................... 6

5.2. Risco de perdas de serviço ao público (R2)........................................ 16

5.3. Risco de perdas de patrimônio cultural (R3) ....................................... 24

5.4. Avaliação final do risco........................................................................ 26

6. Infraestrutura .............................................................................................................. 28

7. Conclusão................................................................................................................... 32

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1. Objetivo

Este memorial fixa as condições de projeto e eficiência do Sistema de

Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) referente ao prédio do

Laboratório, localizada em Machado – MG.

2. Metodologia

O Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas foi projetado

atendendo a norma NBR-5419-2015: Proteção de Estruturas Contra Descargas

Atmosféricas.

3. Documentos de Referências

NBR-5419-1/2015 Proteção de Estruturas Contra Descargas

Atmosféricas - Parte 1: Princípios Gerais.

NBR-5419-1/2015 Proteção de Estruturas Contra Descargas

Atmosféricas - Parte 2: Gerenciamento de Risco

NBR-5419-1/2015 Proteção de Estruturas Contra Descargas

Atmosféricas - Parte 3: Danos Físicos a Estrutura e Perigos a Vida.

NBR-5419-1/2015 Proteção de Estruturas Contra Descargas

Atmosféricas - Parte 4: Sistema Elétrica e Eletrônicos Internos na

Estrutura.

4. Verificação da necessidade do SPDA

Parâmetros da edificaçãoAltura: 9.30 m Largura:

11.05 m Comprimento:

90.90 m

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Ava liaçã o do risc o de proteçã o

A área de exposição equivalente (Ae) corresponde à área do plano da

estrutura prolongada em todas as direções, de modo a levar em conta sua

altura. Os limites da área de exposição equivalente estão afastados do

perímetro da estrutura por uma distância correspondente à altura da estrutura

no ponto considerado.

Ae = CxL + 2xAxL + 2xCxA + PIxA²

Ae = 3171.83 m²

Densidade de descargas para a terra

A densidade de descargas atmosféricas para a terra (Ng) é o número de

raios para a terra por km² por ano.

Td = 46.00

Ng = 0.04 x Td^1.25

Ng = 4.79 descargas/km²/ano

Td = Índice ceraúnico

Freqüência média anual previsível de descargas

Freqüência média anual previsível (Nd) de descargas atmosféricas sobre

uma estrutura.

Nd = Ng x Ae x 10^-6

Nd = 1.52x10^-2/ano

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Fator e s de pond e r a ç ã o

Os fatores de ponderação denotam a importância relativa do risco em cada

caso.

Fator de ponderação Descrição ValorA: Tipo de ocupação da estrutura Escolas, hospitais, creches e outras instituições 1.7

B: Tipo de construção da

estruturaEstrutura de madeira/alvenaria/concreto, com cobertura metálica 1.7

C: Conteúdo e efeitos indiretos

das

descargas atmosféricas

Escolas, hospitais, creches e locais de afluência de público 1.7

D: Localização da estruturaEm uma área contendo poucas estruturas ou árvores de altura

similar1

E: Topografia da região Elevações moderadas, colinas 1

Freqüência provável (Ndc) de descargas atmosféricas

Freqüência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma

estrutura, após aplicados os fatores de ponderação.

Ndc = Nd x A x B x C x D x E

Ndc = 7.47x10^-2 descargas/ano

Parâmetros normativos

• Se o Ndc >= 10^-3, uso de SPDA é obrigatório.

• Se 10^-5 < Ndc < 10^-3, uso do SPDA deve ser tecnicamente justificado.

• Se Ndc <= 10^-5, uso de SPDA é dispensável.

Co n c lu sã o de c á l c u l o

Uso de SPDA obrigatório

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5. Avaliação de Risco

5.1. Risco de perda de vida humana (R1)

Os resultados para risco de perda de vida humana (incluindo ferimentos

permanentes) levam em consideração os componentes de risco de descargas

na estrutura e próximo desta, e descargas em uma linha conectada à estrutura

e próximo desta.

Componente Ra (risco de ferimentos a seres vivos causado por descargas na estrutura)

Componente relativo a ferimentos aos seres vivos, causados por choque

elétrico devido às tensões de toque e passo dentro da estrutura e fora, nas

zonas até 3m ao redor dos condutores de descidas.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pa (probabilidade de uma descarga na estrutura causar ferimentos a

seres vivos por choque elétrico)Pta (Probabilidade de uma descarga a uma estrutura causar choque a seres vivos devido a

tensões de toque e de passo)1

Pb (Probabilidade de uma descarga na estrutura causar danos físicos) 5x10^-2

Pa = Pta x Pb 5x10^-2

La (valores de perda na zona considerada)rt (Fator de redução em função do tipo da superfície do solo ou do piso) 1x10^-2

Lt (Número relativo médio típico de vítimas feridas por choque elétrico devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

La = rt x Lt x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-4

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Ra = Nd x Pa x La

Ra = 5.44x10^-8/ano

Com p onente Rb (ri sc o de danos fís ic os na es tru t ura c a us a do p o r descargas na estrutura)

Componente relativo a danos físicos, causados por centelhamentos

perigosos dentro da estrutura iniciando incêndio ou explosão, os quais podem

também colocar em perigo o meio ambiente.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pb (Probabilidade de uma descarga na estrutura causar danos físicos) 5x10^-2

Lb (valores de perda na zona considerada)rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de

um incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

hz (Fator aumentando a quantidade relativa de perda na presença de um perigo especial) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento

perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lb = rp x rf x hz x Lf x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

Rb = Nd x Pb x Lb

Rb = 5.44x10^-5/ano

Componente Rc (risco de falha dos sistemas internos causado por de sc a rg a s n a e s tru t ur a )

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por pulsos

eletromagnéticos devido às descargas atmosféricas. Perda de serviço ao

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público pode ocorrer em todos os casos, junto com a perda de vida humana,

nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras

estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente

colocar em perigo a vida humana.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pc (probabilidade de uma descarga na estrutura causar falha a sistemas

internos)Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os

DPS foram projetados)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pc.E = Pspd.E x Cld.E, Pc.T = Pspd.T x Cld.T 1 1

Pc = 1 – [(1 – Pc.E) x (1 – Pc.T)] 1

Lc (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um

evento perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lc = Lo x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

Rc = Nd x Pc x Lc

Rc = 1.09x10^-3/ano

Com p onente Rm (ri sc o de fal h a dos s i s tem a s internos ca us a do por de sc a rg a s p e rto da e s tru t ur a )

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por pulsos

eletromagnéticos devido às descargas atmosféricas. Perdas de serviço ao

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público pode ocorrer em todos os casos junto com a perda da vida humana,

nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras

estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente

colocar em perigo a vida humana.

Nm (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas perto da

estrutura)Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Am (Área de exposição equivalente de descargas que atingem perto da estrutura) 878165.58 m²

Nm = Ng × Am × 10^-6 4.21/ano

Pm (probabilidade de uma descarga perto da estrutura causar falha de

sistemas internos)Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS

foram projetados)1 1

Ks1 (Fator relevante à efetividade da blindagem por malha de uma

estrutura)1 1

Ks2 (Fator relevante à efetividade da blindagem por malha dos campos

internos de uma estrutura)1 1

Ks3 (Fator relevante às características do cabeamento interno) 1 1

Uw (Tensão suportável nominal de impulso do sistema a ser protegido)

(kV)1 1

Ks4 (Fator relevante à tensão suportável de impulso de um sistema) 1 1

Pms = (Ks1 x Ks2 x Ks3 x Ks4)² 1 1

Pm.E = Pspd.E x Pms.E, Pm.T = Pspd.T x Pms.T 1 1

Pm = 1 – [(1 – Pm.E) x (1 – Pm.T)] 1

Lm (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um

evento perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lm = Lo x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

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Rm = Nm x Pm x Lm

Rm = 4.21x10^-1/ano

Com p onente Ru (ri sc o d e fer i m e n t os a s e r e s v i v os c a us a do p o r descargas na linha conectada)

Componente relativo a ferimentos aos seres vivos, causados por choque

elétrico devido às tensões de toque e passo dentro da estrutura.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Ptu (Probabilidade de uma estrutura em uma linha que adentre a estrutura causar choques a seres vivos

devidos a tensões de toque perigosas)1

Peb (Probabilidade em função do NP para qual os DPS foram projetados) 1

Pu (probabilidade de uma descarga em uma linha causar ferimentos a seres

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vivos por choque elétrico)

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pu = Ptu x Peb x Pld x Cld 1 1

Lu (valores de perda na zona considerada)rt (Fator de redução em função do tipo da superfície do solo ou do piso) 1x10^-2

Lt (Número relativo médio típico de vítimas feridas por choque elétrico devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lu = rt × Lt × (nz / nt) × (tz / 8760) 1x10^-4

Ru = Ru.E + Ru.T

Ru = [(NL.E + Ndj.E) x Pu.E x Lu] + [(NL.T + Ndj.T) x Pu.T x Lu]

Ru = 3.83x10^-6/ano

Componente Rv (risco de danos físicos na estrutura causado por descargas na linha conectada)

Componente relativo a danos físicos (incêndio ou explosão iniciados por

centelhamentos perigosos entre instalações externas e partes metálicas,

geralmente no ponto de entrada da linha na estrutura), devido à corrente da

descarga atmosférica transmitida, ou ao longo das linhas.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)

Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

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LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Peb (Probabilidade em função do NP para qual os DPS foram projetados) 1

Pv (probabilidade de uma descarga em uma linha causar danos físicos)

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pv = Peb x Pld x Cld 1 1

Lv (valores de perda na zona considerada)rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de

um incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

hz (Fator aumentando a quantidade relativa de perda na presença de um perigo especial) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento 1x10^-1

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perigoso)

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lv = rp x rf x hz x Lf x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

Rv = Rv.E + Rv.T

Rv = [(NL.E + Ndj.E) x Pv.E x Lv] + [(NL.T + Ndj.T) x Pv.T x Lv]

Rv = 3.83x10^-3/ano

Componente Rw (risco de falha dos sistemas internos causado por descargas na linha conectada)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por

sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a

esta. Perda de serviço ao público pode ocorrer em todos os casos, junto com

a perda de vida humana, nos casos de estruturas com risco de explosão, e

hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam

imediatamente colocar em perigo a vida humana.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)

Page 14: Calculo spda 2015

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Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Pw (probabilidade de uma descarga em uma linha causar falha a sistemas

internos)

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS foram

projetados)1 1

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pw = Pspd x Pld x Cld 1 1

Lw (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um

evento perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Lw = Lo x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

Rw = Rw.E + Rw.T

Rw = [(NL.E + Ndj.E) x Pw.E x Lw] + [(NL.T + Ndj.T) x Pw.T x Lw]

Rw = 3.83x10^-3/ano

Componente Rz (risco de falha dos sistemas internos causado por descargas perto da linha)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por

sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a

esta. Perda de serviço ao público pode ocorrer em todos os casos, junto com

Page 15: Calculo spda 2015

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a perda da vida humana, nos casos de estruturas com risco de explosão, e

hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam

imediatamente colocar em perigo a vida humana.

Ai (área de exposição equivalente de descargas para a terra perto da linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

Ai = 4000 x LL 4000000 m² 4000000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x Ai x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92/ano 1.92/ano

Pz (probabilidade de uma descarga perto da linha conectada à estrutura

causar falha de sistemas internos)Linhas

de

energia

(E)

Linhas de

telecomunicaç

ões (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS foram

projetados)1 1

Pli (Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga perto da

linha conectada dependendo das características da linha e dos equipamentos)1 1

Cli (Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação

da linha)1 1

Pz = Pspd x Pli x Cli 1 1

Lz (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um

evento perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

tz (Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona considerada) 8760 h/ano

Page 16: Calculo spda 2015

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Lz = Lo x (nz/nt) x (tz/8760) 1x10^-1

Rz = Rz.E + Rz.T

Rz = (NL.E x Pz.E x Lz) + (NL.T x Pz.T x Lz]

Rz = 3.83x10^-1/ano

Re s ultado d e R1

O risco R1 é um valor relativo a uma provável perda anual média,

calculado a partir da soma dos componentes de risco citados.

R1 = Ra + Rb + Rc + Rm + Ru + Rv + Rw + Rz

R1 = 8.13x10^-1/ano

5.2. Risco de perdas de serviço ao público (R2)

Os resultados para risco de perda de serviço ao público levam em

consideração os componentes de risco de descargas na estrutura e próximo

desta, e descargas em uma linha conectada à estrutura e próximo desta.

Componente Rb (risco de danos físicos na estrutura causado por descargas na estrutura)

Componente relativo a danos físicos, causados por centelhamentos

perigosos dentro da estrutura iniciando incêndio ou explosão, os quais podem

também colocar em perigo o meio ambiente.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pb (Probabilidade de uma descarga na estrutura causar danos físicos) 5x10^-2

Lb (valores de perda na zona considerada)

Page 17: Calculo spda 2015

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os

DPS foram projetados)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pc.E = Pspd.E x Cld.E, Pc.T = Pspd.T x Cld.T 1 1

Pc = 1 – [(1 – Pc.E) x (1 – Pc.T)] 1

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rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de um

incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento

perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lb = rp x rf x Lf x (nz/nt) 1x10^-1

Rb = Nd x Pb x Lb

Rb = 5.44x10^-5/ano

Componente Rc (risco de falha dos sistemas internos causado por descargas na estrutura)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por pulsos

eletromagnéticos devido às descargas atmosféricas. Perda de serviço ao

público pode ocorrer em todos os casos, junto com a perda de vida humana,

nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras

estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar

em perigo a vida humana.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pc (probabilidade de uma descarga na estrutura causar falha a sistemas

internos)

Page 18: Calculo spda 2015

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Lc (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lc = Lo x (nz/nt) 1x10^-2

Rc = Nd x Pc x Lc

Rc = 1.09x10^-4/ano

Componente Rm (risco de falha dos sistemas internos causado por descargas perto da estrutura)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por pulsos

eletromagnéticos devido às descargas atmosféricas. Perdas de serviço ao

público pode ocorrer em todos os casos junto com a perda da vida humada,

nos casos de estruturas com risco de explosão, e hospitais ou outras

estruturas onde falhas de sistemas internos possam imediatamente colocar

em perigo a vida humana.

Nm (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas perto da

estrutura)Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Am (Área de exposição equivalente de descargas que atingem perto da estrutura) 878165.58 m²

Nm = Ng × Am × 10^-6 4.21/ano

Pm (probabilidade de uma descarga perto da estrutura causar falha de

sistemas internos)Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS

foram projetados)1 1

Ks1 (Fator relevante à efetividade da blindagem por malha de uma

estrutura)1 1

Ks2 (Fator relevante à efetividade da blindagem por malha dos campos

internos de uma estrutura)1 1

Ks3 (Fator relevante às características do cabeamento interno) 1 1

Page 19: Calculo spda 2015

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Uw (Tensão suportável nominal de impulso do sistema a ser protegido)

(kV)1 1

Ks4 (Fator relevante à tensão suportável de impulso de um sistema) 1 1

Pms = (Ks1 x Ks2 x Ks3 x Ks4)² 1 1

Pm.E = Pspd.E x Pms.E, Pm.T = Pspd.T x Pms.T 1 1

Pm = 1 – [(1 – Pm.E) x (1 – Pm.T)] 1

Lm (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lm = Lo x (nz/nt) 1x10^-2

Rm = Nm x Pm x Lm

Rm = 4.21x10^-2/ano

Componente Rv (risco de danos físicos na estrutura causado por descargas na linha conectada)

Componente relativo a danos físicos (incêndio ou explosão iniciados por

centelhamentos perigosos entre instalações externas e partes metálicas,

geralmente no ponto de entrada da linha na estrutura), devido à corrente da

descarga atmosférica transmitida, ou ao longo das linhas.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Page 20: Calculo spda 2015

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Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Peb (Probabilidade em função do NP para qual os DPS foram projetados) 1

Pv (probabilidade de uma descarga em uma linha causar danos físicos)

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pv = Peb x Pld x Cld 1 1

Lv (valores de perda na zona considerada)rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de um

incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento

perigoso)1x10^-1

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lv = rp x rf x Lf x (nz/nt) 1x10^-1

Rv = Rv.E + Rv.T

Rv = [(NL.E + Ndj.E) x Pv.E x Lv] + [(NL.T + Ndj.T) x Pv.T x Lv]

Rv = 3.83x10^-3/ano

Page 21: Calculo spda 2015

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Com p onente Rw (r i sc o de falha dos s i s tem a s internos c a us a do p o r de sc a rg a s n a l in h a c one c t a da)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por

sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a

esta. Perda de serviço ao público pode ocorrer em todos os casos, junto com

a perda de vida humana, nos casos de estruturas com risco de explosão, e

hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam

imediatamente colocar em perigo a vida humana.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Pw (probabilidade de uma descarga em uma linha causar falha a sistemas

internos)

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Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS foram

projetados)1 1

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pw = Pspd x Pld x Cld 1 1

Lw (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lw = Lo x (nz/nt) 1x10^-2

Rw = Rw.E + Rw.T

Rw = [(NL.E + Ndj.E) x Pw.E x Lw] + [(NL.T + Ndj.T) x Pw.T x Lw]

Rw = 3.83x10^-4/ano

Componente Rz (risco de falha dos sistemas internos causado por descargas perto da linha)

Componente relativo a falhas de sistemas internos, causados por

sobretensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a

esta. Perda de serviço ao público pode ocorrer em todos os casos, junto com

a perda da vida humana, nos casos de estruturas com risco de explosão, e

hospitais ou outras estruturas onde falhas de sistemas internos possam

imediatamente colocar em perigo a vida humana.

Ai (área de exposição equivalente de descargas para a terra perto da linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

Ai = 4000 x LL 4000000 m² 4000000 m²

Page 23: Calculo spda 2015

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Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x Ai x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92/ano 1.92/ano

Pz (probabilidade de uma descarga perto da linha conectada à estrutura

causar falha de sistemas internos)

Linhas

de

energia

(E)

Linhas de

telecomunicaç

ões (T)

Pspd (Probabilidade em função do nível de proteção para qual os DPS foram

projetados)1 1

Pli (Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga perto da

linha conectada dependendo das características da linha e dos equipamentos)1 1

Cli (Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação

da linha)1 1

Pz = Pspd x Pli x Cli 1 1

Lz (valores de perda na zona considerada)Lo (Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento

perigoso)1x10^-2

nz (Número de pessoas na zona considerada) 160

nt (Número total de pessoas na estrutura) 160

Lz = Lo x (nz/nt) 1x10^-2

Rz = Rz.E + Rz.T

Rz = (NL.E x Pz.E x Lz) + (NL.T x Pz.T x Lz]

Rz = 3.83x10^-2/ano

Page 24: Calculo spda 2015

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Re s ultado d e R2

O risco R2 é um valor relativo a uma provável perda anual média,

calculado a partir da soma dos componentes de risco citados.

R2 = Rb + Rc + Rm + Rv + Rw + Rz

R2 = 8.48x10^-2/ano

5.3. Risco de perdas de patrimônio cultural (R3)

Os resultados para risco de perda de patrimônio cultural levam em

consideração os componentes de risco de descargas na estrutura e em uma

linha conectada à estrutura.

Componente Rb (risco de danos físicos na estrutura causado por descargas na estrutura)

Componente relativo a danos físicos, causados por centelhamentos

perigosos dentro da estrutura iniciando incêndio ou explosão, os quais podem

também colocar em perigo o meio ambiente.

Nd (número de eventos perigosos para a estrutura)Cd (Fator de localização) 2.5x10^-1

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

Nd = Ng x Ad x Cd x 10^-6 1.09x10^-2/ano

Pb (Probabilidade de uma descarga na estrutura causar danos físicos) 5x10^-2

Lb (valores de perda na zona considerada)rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de um

incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento

perigoso)1x10^-1

cz (Valor do patrimônio cultural na zona considerada) (R$) 0

ct (Valor total da edificação e conteúdo da estrutura) (R$) 1000000

Lb = rp x rf x Lf x (cz/ct) 0

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Rb = Nd x Pb x Lb

Rb = 0/ano

Com p onente Rv (r i sc o de danos fí s i c os na es tru t ura c a us a do p o r descargas na linha conectada)

Componente relativo a danos físicos (incêndio ou explosão iniciados por

centelhamentos perigosos entre instalações externas e partes metálicas,

geralmente no ponto de entrada da linha na estrutura), devido à corrente da

descarga atmosférica transmitida, ou ao longo das linhas.

AL (área de exposição equivalente de descargas para a terra que atingem a

linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

LL (Comprimento da seção de linha) 1000 m 1000 m

AL = 40 x LL 40000 m² 40000 m²

Ng (Densidade de descargas atmosféricas para a terra) 4.79/km² x ano

NL (Número médio anual de eventos perigosos devido a descargas na linha)Linhas de energia (E) Linhas de telecomunicações (T)

Ci (Fator de instalação da linha) 1 1

Ct (Fator do tipo de linha) 1 1

Ce (Fator ambiental) 0.1 0.1

NL = Ng x AL x Ci x Ce x Ct x 10^-6) 1.92x10^-2/ano 1.92x10^-2/ano

Ndj (número de eventos perigosos para uma estrutura adjacente)Linhas de energia

(E)

Linhas de telecomunicações

(T)

Adj (Área de exposição equivalente da estrutura

adjacente)0 m² 0 m²

Cdj (Fator de localização da estrutura adjacente) 0.25 0.25

Ndj = Ng x Adj x Cdj x Ct x 10^-6 0/ano 0/ano

Peb (Probabilidade em função do NP para qual os DPS foram projetados) 1

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Pv (probabilidade de uma descarga em uma linha causar danos físicos)

Linhas de

energia (E)

Linhas de

telecomunicações

(T)

Pld (Probabilidade dependendo da resistência Rs da blindagem do cabo e da

tensão suportável de impulso Uw do equipamento)1 1

Cld (Fator dependendo das condições de blindagem, aterramento e

isolamento)1 1

Pv = Peb x Pld x Cld 1 1

Lv (valores de perda na zona considerada)rp (Fator de redução em função das providências tomadas para reduzir as consequências de um

incêndio)1

rf (Fator de redução em função do risco de incêndio ou explosão na estrutura) 1

Lf (Número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos devido a um evento

perigoso)1x10^-1

cz (Valor do patrimônio cultural na zona considerada) (R$) 0

ct (Valor total da edificação e conteúdo da estrutura) (R$) 1000000

Lv = rp x rf x Lf x (cz/ct) 0

Rv = Rv.E + Rv.T

Rv = [(NL.E + Ndj.E) x Pv.E x Lv] + [(NL.T + Ndj.T) x Pv.T x Lv]

Rv = 0/ano

Res ultado de R3

O risco R3 é um valor relativo a uma provável perda anual média,

calculado a partir da soma dos componentes de risco citados.

R3 = Rb + Rv

R3 = 0/ano

5.4. Avaliação final do risco

O risco é um valor relativo a uma provável perda anual média. Para cada

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tipo de perda que pode ocorrer na estrutura, o risco resultante deve ser

avaliado. Foram avaliados os seguintes riscos:

R1: r isc o d e p e r d a d e v ida hum a na (i n c lu i ndo f e ri me n t os pe r m a nente s )

R1 = 81297.2x10^-5/ano

Status: A instalação de um sistema de SPDA é necessária, segundo a norma

NBR5419/2015, pois

R > 10^-5

R2: risco de perdas de serviço ao público

R2 = 84.8x10^-3/ano

Status: A instalação de um sistema de SPDA é necessária, segundo a norma

NBR5419/2015, pois

R > 10^-3

R3: risco de perdas de patrimônio cultural

R3 = 0/ano

Status: A instalação de um sistema de SPDA não é necessária, segundo a

NBR5419/2015, pois R <= 10^-4

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6. Infraestrutura

Deverá ser executada uma instalação nova, pois a existente não atende

a revisão da norma 5419/2015, conforme consta no projeto existente, tanto o

anel de aterramento quanto a malha de captação esta em desacordo com a

mesma.

Malha Captora:

O Sistema de captação é destinado a interceptar as descargas

atmosféricas, sendo o sistema adotado no Prédio do tipo gaiola de Faraday,

onde teremos condutores em malha, utilizando fitas de alumínio preso ao

telhado,sobre telhas galvanizadas e interligando com o anel sobre os rufos.

A malha captora será do tipo fita de alumínio seguindo a tabela 2 da

norma 5919-3 indicando que a malha para classe de SPDA tipo II deve ser de

10x10m.

O material utilizado para malha captora deve seguir a tabela 6, onde

foram adotados fita de alumínio como malha captora.

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Sistema de Descida:

O sistema de descida é destinado a conduzir a corrente de descargas

atmosféricas desde o sistema captor até ao sistema de malha de aterramento.

O sistema de descida adotado para a Prédio foi com condutor de cobre

nu preso a fita de alumínio, descendo ao redor da edificação.

De acordo com a tabela 4 da NBR 5419-2015, o espaçamento médio

dos condutores de descidas para o nível de proteção II passou para 10

metros.

Para descida do SPDA deverá ser utilizadas fitas de alumino 3/4"x1/4",

onde serão interligados a hastes de aterramento tipo copperweld de

Ø5/8"x2500mm através de conectores de medição e cabos #50mm² de cobre

nu.

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Sistema de Aterramento:

Do ponto de vista da proteção contra o raio, um subsistema de

aterramento único integrado à estrutura é preferível e adequado para todas as

finalidades.

Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmosférica na

terra sem causar sobretensões perigosas, o arranjo e as dimensões do

subsistema de aterramento são mais importantes que o próprio valor da

resistência de aterramento.

Como forma de reduzir o gradiente de potencial no solo e a

probabilidade de centelhamento perigoso recomenda-se uma resistência de

aterramento 10Ω.

Para este arranjo, está sendo adotados em cada descida, uma haste de

aterramento tipo copperweld de Ø5/8"x2400mm, interligando no anel de

aterramento que deverá ser executado com cabos #50mm² conforme tabela 7 e

todas as conexões devem ser feitas com soldas exotérmicas.

Não há necessidade de utilizar caixas de inspeção no solo, pois as

descidas interligadas ao anel podem ser desconectadas através de conectores

de medição dentro de caixas de passagens tipo condulete fixadas na parede do

prédio à uma altura 30 cm da calçada, facilitando assim a medição do SPDA.

Após a execução dos aterramentos, deverá ser feita uma mediação para

assegurar que o aterramento seja inferior a 10 Ω.

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7. Conclusão

O sistema de SPDA projetado esta de acordo com a nova revisão da

NBR5419/2015.

Tatiane Wagner Arquitetura Ltda. - EPP Eng. Ariel A. Oliveira – Eng. Eletricista

CREA SP n.º 5069235419