7 diseño de instalacionedificio

TEMA 5
Diseño de Instalación Eléctrica de un edificio

A Cálculos Luminotécnicos
1. Elegir los tipos de luminaria para cada ambiente de la instalación
2. Elegir de las tablas de IBNORCA el nivel de iluminación correcta para
cada ambiente
3. Calcular la altura óptima donde estarán ubicados las luminarias en cada
ambiente.
4. Calcular el número de luminarias necesarias para obtener el nivel de
iluminancia (Iluminación) que recomienda la norma IBNORCA en cada ambiente
(sugerencias puede realizarlo manualmente o utilizar software de cálculo
luminotécnico)
5. Distribuir las luminarias calculadas en los planos respectivos

Los cálculos luminotécnicos
corresponden al tema 1

B Instalaciones Eléctricas En Baja Tensión
1. Ubicación del tablero de distribución de cada departamento y los tableros de
distribución para servicios generales del edificio (la cantidad es según
requerimiento de la edificación)
2. Calcular la cantidad de puntos de iluminación por cada ambiente indicando
en el plano la ubicación del elemento del control (Interruptor o
conmutador).
3. Calcular la cantidad de puntos de Toma corrientes de uso general necesarios
por cada ambiente.
4. Calcular la cantidad de puntos de toma corrientes de uso específico
necesarios por ambiente..
5. Calcular la capacidad en BTU/hr de los A. Aire n algunos ambientes

6. Calcular la cant. de ctos. de iluminación de cada tablero de distribución
7. Calcular la cant de circuitos de T.C. de uso gral. de cada tab. de
distribución
8. Calcular la cantidad de circuitos de T.C. de uso especifico de cada tablero
de distribución
9. Calculo de la demanda de potencia de cada circuito
10. Realice en el plano del recorrido de los ductos y conductores de cada uno
de los circuitos, indicando la cantidad de conductores que van en los
ductos (Fase, Neutro, Retorno, Tierra)
11. Calcular de la sección de los conductores de cada circuito.
12. Calcular la caída de voltaje en porcentaje de cada circuito.

13. Calcular el diámetro de los ductos para cada circuito por tramos
14. Calcular la potencia instalada y demandada de cada tablero
15. Determine la capacidad en Amperios del disyuntor termomagnetico de
cada circuito
16. Determine la capacidad en Amperios del disyuntor termomagnetico
general de cada tablero
17. Elabore el diagrama unifilar de cada uno de los tableros de distribució

C) ALIMENTADORES A LOS
TABLERO DE DISTRIBUCION

1 Ubicación del tablero de medición

En el siguiente plano se muestra la ubicación del panel de
medición de un edificio.
El panel de medidores tiene una capacidad para 35 medidores
1. Ubicación del tablero de medición

1. Ubicación del tablero de medición
Cuando un edificio
requiere transformador
el Panel de medidores
debe ubicarse
cumpliendo:
a)la distancia entre el
transformador y tablero
de medidores no debe
ser mas de 10 m)
b)Ubicación en lugar
accesible para la
lecturacion

2. potencia instalada y demandada de
cada tablero

En el siguiente cuadro se muestra la potencia instalada y
demanda de cada departamento de un edificio que tiene 23
Dptos y 24 medidores:
La metodología de calculo de potencia instalada y demanda ya
se avanzo en el capitulo anterior.
2 potencia instalada y demandada de cada tablero

Descripción Pot.
Instal.
Pot.
Dem.
en KVA en KVA
M-1 Servicios Generales 30 16
M-2 Departamento 1 14.6 10
POTENCIA INSTALADA EN KVA 365.8
Descripción Pot.
Instal.
Pot.
Dem.
en KVA en KVA
2. potencia instalada y demandada de cada tablero

3 Calculo de los Alimentadores

En el siguiente plano se muestra los alimentadores entre el
panel de medición y cada departamento.
La metodología de calculo de cada alimentador ya se vio en el
tema anterior
a) Calculo de alimentadores a cada Dpto

2 Calculo de los Alimentadores
Alimentadores entre
tablero de medición y
tableros de
distribución

b) Calculo del alimentador entre transformador y
T.M.
Datos:
Demanda de Potencia
S= 131 kVA
L = 10 m
cosϕ = o,8
Solución:
1) Elección del tipo de
Alimentador:
Pa una potencia demanda mayor
a 10000 VA el alimentador tiene
que ser trifásico

2) Calculo de la sección del conductor
a) Calculo por capacidad de
conducción de corriente:
1.Calculo de corriente que circula por el
alimentador
2. En tabla elijo que conductor
puede llevar 202 A en un ducto con 5
conductores (3F+1N+1T)
El conductor elegido para en circuito es de
120 mm² conduce hasta 208 A
][202
3803
133000
A
V
VA
I =
×
=
b) Calculo por Calibre mínimo
permitido por Norma:
1.El calibre mínimo permitido
para alimentadores es el
conductor:
de 10 mm² conduce
hasta 44 A
][
3
A
V
S
I
FF⋅
=

c) Calculo por Caída de voltaje:
Solución:
1. Calculo de corriente que circula
por el circuito
2. La sección del conductor por
caída de voltaje se determina
por
Remplazando Valores
3. En tabla elijo que conductor
de sección comercial
El conductor elegido para el
alimentador es de 10 mm² conduce
hasta 44 A
²][
100
%)(
3
mm
VV
IL
A
FF
CU
⋅∆
⋅⋅⋅
=
ρ
²][8
100
3802
²
0171,0202103
mm
V
m
mm
Am
A =
×



Ω
×××
=
][202
3803
133000
A
V
VA
I =
×
=

Resumen de Cálculos
Método Sección del
conductor
a) Calculo por capacidad de conducción de corriente 120 mm²
b) Calculo por Calibre mínimo permitido por Norma: 10 mm²
c) Calculo por Caída de voltaje: 10 mm²
El conductor elegido será el que da mayor valor de los
cálculos de a,b y c o sea el de 120 mm ²
Calculo del Ducto para el alimentador:
Para 4 conductores de 120 mm ² el ducto a utilizar de el de D 4”

4. cuadro de cargas de cada Dpto

En el siguiente cuadro se muestra un cuadro cargas de un
departamento, note que edemas tiene otras informaciones
adicionales.
4 cuadro de cargas de cada Dpto

Ejemplo:
cuadro de cargas de un Departamento
Descripción cant Pot. I R I S I T ∆V
%
cond
mm²
ducto
Pulg
Disyu
-ntor
en VA [A]
C-1 Iluminación General 22 2200 10 0,2 2,5 3/4" 16-1P
C-2 T.C. Dormitorios y sala 13 3000 13,6 0,3 2,5 3/4" 16-1P
C-3 T.C. cocina 4 1600 7,3 0,1 4 3/4" 20-1P
C-4 T.C. baños 13 600 2,7 0,3 4 3/4" 20-1P
C-5 Lavadora secadora de Ropa 12 2500 11,4 0,3 4 3/4" 20-1P
C-6 A. Aire dormi 1 (9000 BTU/hr) 1 1125 5,1 0,3 4 3/4" 20-1P
C-7 . Aire dorm 2 (9000 BTU/hr) 1 1125 5,1 0,5 4 3/4" 20-1P
C-8 A. Aire Sala de 18000 BTU/hr 1 2250 10,2 0,2 4 3/4" 20-1P
C-9 Ducha Eléctrica 1 3300 15 0,6 6 3/4" 32-1P
POTENCIA INSTALADA 17700
POTENCIA DEMANDADA 12265 18,6 18,6 18,6 0,5 10 1½” 40-3P

5. cuadro de cargas de todo el edificio

Ejemplo:
cuadro de cargas de un Edificio
Descripción Pot. I R I S I T ∆V
%
cond
mm²
ducto
Pulg
Disyu-
ntor
en VA [A]
M-1 Servicios Generales 16000 25 25 25 0,2 16 1½" 50-3P
M-2 Departamento 1 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P
M-3 Departamento 2 10000 15,2 15,2 15,2 0,1 10 1½" 40-3P
M-4 Departamento 3 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P
M-5 Departamento 4 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P
M-6 Departamento 5 10000 15,2 15,2 15,2 0,3 10 1½" 40-3P
…..
...
M-24 Departamento 23 3300 15,2 15,2 15,2 0,6 10 1½" 40-3P
POTENCIA INSTALADA
POTENCIA DEMANDADA 131000 196 196 196 0,5 120 4” 200-3P

6. Diagrama unifilar de un edificio

En el siguiente esquema se muestra el diagrama unifilar
general de un edificio, note que allí esta la información de:
- cantidad de medidores y tableros eléctricos
- la sección del conductor de cada alimentador
- el diámetro de los ductos de cada alimentador,
- dispositivo de protección (termomagnetico) de cada
dpto
- Potencia del transformador
- Otras informaciones importantes
6. Diagrama unifilar general de un edificio

D) PUESTAA TIERRA DEL
EDIFICIO

1. Conductor de tierra para los circuitos
(Alum., T.C. de uso general y uso
especifico

-Ejemplo:
Calcular la sección de conductor de tierra de los circuitos de:
iluminación (2 cond de 2.5 mm²)
T.C. uso Gral (2 cond de 4 mm²)
T.C. uso Especifico (2 cond de 4 y 6 mm²)
Solución:
Según las normas Bolivianas la
sección del conductor de tierra para
circuitos de Iluminación y T.C. debe ser
de 1.5 mm²

2. Conductor de tierra entre los
tableros y la cámara de puesta a tierra

Ejemplo de calculo de cable de puesta a Tierra de un alimentador a un
Dpto que tenia un alimentador monofásico donde la sección de las fases es
de 10 mm²
Solución: El conductor a tierra para el alimentador entre el tablero del Dpto
y el Panel de Medidores será. De 10 mm²

3. Diseño y esquema en planos del
sistema de puesta a tierra

Jabalinas de Cu. de 3 m d 3/4 "
Cable de Cu. desnudo 35 mm² el c ual puede
ser· tam bién conectado al Fe. de las estructuras
Cám ar a de aterramiento
de m anposteria de ladrillo 35x35x35 c m
Plano de sistema de
puesta a tierra de un
edificio

E) INSTALACIONES ELECTRICAS
EN MEDIA TENSION

1 Calculo de la demanda total de cada
edificio

La demanda de potencia de un edificio, se calcula sumando la
demanda máxima simultanea de :
a) demanda máxima correspondiente al conjunto de
Dptos.
B) la demanda máxima de los servicios grales del
edificio.
C) La demanda máxima de los locales comerciales y
aéreas de servicios
Calculo de potencia demandada

a) demanda máxima simultanea
correspondiente al conjunto de Dptos.

Se obtiene sumando las demandas máximas por Dpto. A este valor deberá
multiplicarse por un factor de simultaneidad que corresponde aplicar por la
razón de la no coincidencia de las demandas máximas de cada vivienda.
En la Tabla siguiente se dan los valores de este factor en función del
número de viviendas
1) Factores de simultaneidad entre viviendas:
a) Calculo de demandada de potencia de los Dptos
Nº de
viviendas
Nivel de consumo
mínimo a medio
Nivel de consumo
elevado
2 a 4 1 0.8
5 a 15 0.8 0.7
16 a 25 0.6 0.5
Mayor a 25 0.4 0.3

2) Como se determina el nivel de consumo mínimo, medio y elevado:
Niveles de
consumo de
energía
Demanda
máxima
Uso de la energía
Mínimo hasta
500 kWh/mes
3.7 kVA
1 Circuito de iluminación. 1 Circuito
de tomacorrientes
Medio hasta
1000
kWh/mes
7.0 kVA
1 Circuito de iluminación. 1 Circuito
de tomacorrientes. 1 Circuito de
fuerza (reemplazable por un circuito
de iluminación o tomacorrientes)
Elevado hasta
1500
kWh/mes
10 kVA
2 Circuitos de iluminación 2 Circuitos
de tomacorrientes 1 Circuito de fuerza
Superior
mayor a 1500
kWh/mes
mayor a 10
kVA
2 Circuitos de iluminación 2 Circuitos
de tomacorrientes 1 Circuito de fuerza
1 Uso de elección libre
Niveles de
consumo
Superficie máxima
Mínimo Hasta 60 m²
Medio Más de 60 m² hasta130 m²
Elevado Más de 130 m2 hasta 200 m2
Superior Mas de 200 m2
Tabla 10 – Niveles de consumo por superficie
Tabla 9 – Niveles de consumo y demanda
máxima

La demanda de potencia solo de todos los Dptos se calcula con los
siguientes datos:
D = Demanda de un Dpto
N = Numero de Dptos
S = Factor de Simultaneidad
DSNDdptos ⋅⋅=

a) demanda máxima simultanea
correspondiente a servicios generales.

Será la suma de la potencia instalada en ascensores, bombas hidráulicas,
iluminación de gradas, circulación, parqueos, vivienda de portería y otros de
uso general del edificio, entonces aquí se aplica un factor de 0,6 a 0,8
DMax SG = (Pot. Instalada SG) x (0,6 a 0,8)
La pot. instalada en servicios generales se obtiene con la siguiente fórmula:
PInst SG = P1 + P2 + P3 + P4
Donde:
P1 = Potencia de aparatos elevadores (ascensores y montacargas).
P2 = Potencia de alumbrado de zonas comunes (Portal, escalera, etc.)
P3 = Potencia de servicios centralizados de calefacción y agua caliente. P4 = Potencia
de otros servicios.
b) Calculo de demandada de potencia de servicios
Generales

Calcular la demanda de potencia del
siguiente edificio

Descripción Pot.
Instal.
Pot.
Dem.
en KVA en KVA
M-1 Servicios Generales 30 16
POTENCIA INSTALADA EN KVA 365.8
Descripción Pot.
Instal.
Pot.
Dem.
en KVA en KVA

Solución
Demanda de
potencia del
edificio
Factor de
Simul-
taneidad =
0.5
Dem. de pot.
de viviendas =
10x23 = 230
[KVA]
=
x
131 [kVA]=
Datos:
Nivel de consumo de cada vivienda:
Elevado
Factor de simultaneidad entre viviendas:
para 23 viviendas es 0.5
Dem. de pot.
Serv. grales =
16 [KVA]+

2 Calculo de la potencia del
transformador para el edificio

Tamaño comercial de transformadores trifásicos
TRANSF. CORR. NOM. TRANSF. (A)
TRIF. kVA 10.5 kV 24.9 kV 34.5 kV
30 1,65 0,70 0,50
50 2,75 1,16 0,84
75 4,12 1,74 1,26
100 5,50 2,32 1,67
112,5 6,19 2,61 1,88
150 8,25 3,48 2,51
200 11,00 4,64 3,35
225 12,37 5,22 3,77
250 13,75 5,80 4,18
315 17,32 7,30 --
400 21,99 9,27 --
500 27,49 11,59 --

Tamaño comercial de transformadores
monofásicos
POTENCIA CORR. NOM. TRANSF. (A)
kVA 14.4 kV 19.9 kV
10 0,69 0,50
25 1,74 1,26
37,5 2,60 1,88
50 3,47 2,51

Dimensiones de transformadores

Dimensões (mm)
POT Comprimento C Largura L Altura H Cota A Cota B
(kVA) 15 kV 24,2 kV 15 kV 24,2 kV 15 kV 24,2 kV 15, 24,2
kV
15, 24,2
kV
15 750 770 500 520 830 810 120 200
30 800 820 660 680 850 845 120 200
45 870 870 660 660 900 900 120 200
75 950 1035 740 755 940 925 150 400
112,5 1260 1305 740 740 1110 1140 150 400
150 1315 1325 750 750 1120 1170 150 400
225 1560 1590 880 990 1255 1345 - -
300 1680 1740 950 990 1260 1350 - -
500 1775 1815 970 1010 1335 1425 - -
Dimensiones de transformadores

Ejemplo de Calculo del transformador
Datos:
Demanda de potencia del edificio:
131 kVA
Reserva de potencia del edificio:
10%
1. Calcula La potencia de del transformador para el siguiente edificio
que tiene los siguientes datos:
2. Determina las dimensiones que tiene el transformador (para luego
poder dimensionar la caseta donde estará ubicado el transformador
Ubicación del edificio:
Dentro del 4to Anillo

Potencia del
transformador
Reserva
10 %=
13.1
[kVA]
Demanda de
potencia
del edificio =
131 [kVA]
= + 144 [kVA]=
Solución:
1. La potencia del transformador considerando la reserva será:
Elijo un transformador de 150 kVA
Ejemplo de Calculo del transformador

Ej. Calculo del transformador
2. Calculo de las dimensiones del transformador:
EL voltaje de las redes eléctricas en media tensión dentro del 4to anillo
son de 10,5 kV (10500 V) el transformador elegido será para funcionar a
este voltaje primario, las dimensiones del transformador serán:
Largo = 131 cm
Ancho = 75 cm
Alto = 112 cm

3 dimensionamiento del tipo de
puesto de transformación

Solución:
a) Selección del tipo de puesto de transformación
El puesto de transformación puede ser: en cabina, a la intemperie o en
postes
Debido al tipo del edificio elegiremos puesto de
transformación en cabina
Los siguientes planos muestran la ubicación del puesto
de transformación
Ejemplo: Dimensionar el del tipo de puesto de
transformación y las dimensiones de la caseta del
transformador del anterior Edificio

Ubicación de puesto de transformación

b) Calculo de las dimensiones de la caseta para puesto de
transformación
En el siguiente cuadro se muestra las dimensiones que debe tener la
caseta del transformador en función de la potencia del transformador
Ejemplo: Dimensionar el del tipo de puesto de
transformación y las dimensiones de la caseta del
transformador del anterior Edificio

El puesto de transformación puede ser: en cabina, a la
intemperie o en postes
Debido al tipo del edificio elegiremos puesto de
transformación en cabina
Los siguientes planos muestran la ubicación del puesto
de transformación
b) Calculo de las dimensiones del local

Calculo del tamaño de la puerta

Calculo del tamaño de las ventanas

4 dimensionamiento de la acometida
en M.T. desde la red de CRE hasta el
transformador

La acometida en M.T. comprende:
- Estructura de apoyo para cables y muflas y terminales en el
poste de partida de la acometida
- El ducto de bajante en el poste
EL ducto entre le red de CRE y el transformador
- EL cable entre la red CRE y el transformador
- las cámaras de Inspección
- Soporte de las muflas
4 dimensionamiento de la acometida en M.T.

a) Estructura de apoyo para
cables y muflas y
El ducto de bajante en
el poste

Ubicación de puesto de transformación
Acometida subterránea en M.T:
b) EL ducto al transformador y las cámaras de Inspección

c) las cámaras de Inspección

F) PARARRAYOS DE DESCARGAS
ATMOSFERICAS PARA PROTECCION DEL
EDIFICIO

Ejemplos de sistema de pararrayos

Diversos
Pararrayos
de un ciudad

A) PARARRAYOS TIPO PUNTAS FRANKLIN
Concentra el efecto campo, para ionizar el aire

B) PARARRAYOS DE CEBADO
Incorporan un amplificador de campo electrónico para amplificar la ionización
por impulsos, el sistema electrónico es propenso al sacrificio cuando
aparece un rayo.

Cono de Protección
- A = Cabeza del Captor
- B = Plano de referencia
- OC = Radio del área protegida
- ht = altura del captor sobre el plano de ref.
- alfa = Angulo de protección

Ángulo de Protección
Altura del Edificio
Nivel de
Protección
h = 20 mt h = 30 mt h = 45 mt h = 60 mt
I 25 grados
II 35 grados 25 grados
III 45 grados 35 grados 25 grados
IV 55 grados 45 grados 35 grados 25 grados

Ejemplo dimensionar el pararrayos
para el siguiente edificio

Solución:
1 Elección del tipo de pararrayos:
2. Selección del Grado de Protección
El grado de Protección será el grado III
3. Selección de Angulo de protección
Para grado de protección III y altura de
edificio 22 m el ángulo de protección es:
α = 45º

4 Calculo de la altura del soporte del
pararrayos:
aplicando trigonometría:
H
d
=αtan
m
md
h 7
)º45tan(
7
tan
===
α
d= 7 m d= 7 m
α

5 Calculo del conductor de bajada:
según la normativa se debe utilizar
conductor de sección 35 mm² a 50
mm²:
Utilizaremos conductor de sección de
50 mm²
6 Aislador para cable de pararrayos:
Se utilizara el siguiente aislador:

Ejemplo Tabla de dimensionamiento
de pararrayos de tipo cebado

Pararrayos con dispositivo de cebado

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