UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO
SANTO
DEA 07778
Instalações Hidráulicas e Sanitárias
Prediais
Curso: Engenharia Civil
Prof. Diogo Costa Buarque
[email protected]
g
q @g
1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO
SANTO
UNIDADE I
Instalações
ç
Prediais de Água
g Fria
(IPAF)
Prof. Diogo Costa Buarque
3
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Projetos de uma Instalação Predial de Água Fria devem atender as Exigências e
recomendações estabelecidas pela norma NBR 5626/1998 e pelo decreto
N° 9369/88 DMAE-PMPA:
N
DMAE PMPA:
Preservar a potabilidade da água e garantir o fornecimento contínuo de
á
água
e em quantidade suficiente,
f
amenizando ao máximo os problemas
decorrentes da interrupção do funcionamento do sistema público de
abastecimento;
Respeitar os valores limites de pressões e velocidades no sistema,
assegurando-se dessa forma o bom funcionamento dos componentes de
uma instalação e, evitando-se assim, conseqüentes vazamentos e ruídos
nas tubulações e aparelhos;
Promover a economia de água e de energia e proporcionar conforto aos
usuários através de técnicas de distribuição e reservação coerentes e
q
p
propiciando
p
aos usuários boas condições
ç
de higiene
g
e saúde.
adequadas
4
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Observar
Tipo e características da edificação (térreo, edifício, indústria,
escolas,
l
h
hospitais,
it i estádios,
tádi
sanitários
itá i públicos,
úbli
etc.)
t )
Consumos (atividades comercial, industrial, residencial, etc.)
Fonte de abastecimento (p
(pública e/ou p
particular))
Sistema de distribuição (função da pressão na rede, características
arquitetônicas, projeto de combate a incêndio, necessidade de
reservação complementar)
Reservação (volumes, materiais, manutenção, RI, RS, tubulações,
bóia, etc.)
T b l õ (locação,
Tubulações
(l
ã iinspeções,
õ
iinterferências,
t f ê i
etc.)
t )
5
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o De acordo com facilidade de diferenciação e necessidade de
tarifas de energia diferenciadas:
• Doméstico
• Comercial
• Industrial
• Público
6
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o Fatores que influem no consumo de água:
• Características físicas do clima
• Renda familiar
• Características
C
t í ti
da
d h
habitação
bit ã
• Características do abastecimento de água
• Características culturais da comunidade
• Tarifa!!
7
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
8
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
9
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o Variações no consumo:
• Variação anual – crescimento com o tempo devido ao aumento
da população ou alterações nos hábitos higiênicos e
desenvolvimento industrial
• Variação
ç mensal – varia entre meses de inverno e verão
• Variação diária – consumo diário associado as variações
mensais
i
• Variação horária – hora de pico e de consumo reduzido
10
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o Meio rural
50 L/hab/dia
o Pequena cidade
50 a 100 L/hab/dia
o Cidade Média
100 a 200 L/hab/dia
o Grande
G d cidade
id d
200 a 300 L/h
L/hab/dia
b/di
o Cidades densamente povoadas
500 L/hab/dia
11
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o Para estimar o consumo em 200 L/hab/dia em uma cidade média:
• uso doméstico
100 L/hab/dia
• uso no local de trabalho
50 L/hab/dia
• usos diversos
di
((restaurantes,
t
t
llocais
i d
de di
diversão,etc)
ã t ) 25 L/h
L/hab/dia
b/di
• perdas
25 L/hab/dia
TOTAL
200 L/hab/dia
12
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Consumo de Água
o A parcela de uso doméstico se distribui como:
• asseio pessoal
50 L/hab/dia
• bebida, cozinha
15 L/hab/dia
• sanitário
itá i
20 L/h
L/hab/dia
b/di
• lavagem de casa e de roupa
15 L/hab/dia
TOTAL
100 L/hab/dia
13
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cálculo da população a ser atendida
Cá
Apartamentos e residências:
(a) Dormitório de até 12 m2 :
(b) Dormitório de mais de 12 m2:
02 pessoas
03 pessoas
Cinemas, teatros e templos:
Cada 0
0,7
7 m2 de áreas:
01 pessoas
Valores de referência
14
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cálculo da população a ser atendida
Cá
o Prédios públicos e comerciais
FONTE: Creder (2006)
Valores de referência
15
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cá
Cálculo
da população a ser atendida
Para prédios de apartamento ou residências:
NP  ( 3. NDs1  2. NDs 2  NDe ).
) Naptos . Npav






NP – número
ú
d
de pessoas a serem atendidas
t did
NDs1 - número de dormitórios com área maior a 12 m2
NDs2 – número de dormitórios com área até 12 m2
Nde – número de dormitórios de serviço
Naptos – número de apartamentos
Npav – número de pavimentos
Npav.
16
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cá
Cálculo
da população a ser atendida
Exemplo 1:
Prédio de padrão médio, com 8 pavimentos, 4 apartamentos por
pavimento,
i
t 3 quartos
t por apartamento
t
t (dois
(d i de
d 15 m2 e um de
d 11 m2)
NP  ( 3. NDs1  2. NDs 2  NDe ). Naptos . Npav
NP  ( 3.2  2.1  0 ).4.8  256 pessoas
17
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cálculo da população a ser atendida
Cá
Exemplo 2:
Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por
pavimento,
i
t 3 quartos
t sociais
i i (d
(dois
i de
d 15 m2 e um de
d 11 m2) e um d
de
serviço por apartamento
NP  ( 3. NDs1  2. NDs 2  NDe ). Naptos . Npav
NP  ( 3.2  2.1  1).4.10  360 pessoas
18
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cá
Cálculo
do consumo médio
é
CD  C .NP



CD – consumo diário (L/dia)
C – consumo diário per capita
(L/hab/dia)
NP – número de pessoas a
serem atendidas (hab)
19
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Número
ú
Mínimo
í
de Aparelhos
Uma vez determinado o número de ocupantes,
ocupantes é necessário definir
quantos aparelhos sanitários deverão ser previstos.
Segundo a LEI Nº 4821 - Institui o Código de Edificações do
Município de Vitória e dá outras providências, temos:
o casas e apartamentos: 1(um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um)
chuveiro;
o coletivo: 1 (um) vaso, 1 (um) lavatório e 1 (um) chuveiro para cada
10 (dez) pessoas;
o hotéis e similares: 1 (um) vaso
vaso, 1 (um) lavatório
lavatório, e 1 (um) chuveiro
para cada 2 (duas) unidades de hospedagem;
o escolas: 1 (um) vaso e 1 (um) lavatório para cada 25 (vinte e cinco)
pessoas;
20
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Cá
Cálculo
do consumo médio
é
diário
á
Exemplo:
Prédio de padrão médio, com 10 pavimentos, 4 apartamentos por
pavimento,
i
t 3 quartos
t sociais
i i (d
(dois
i de
d 15 m2 e um de
d 11 m2) e um d
de
serviço por apartamento
NP  ( 3. NDs1  2. NDs 2  NDe ). Naptos . Npav
NP  ( 3.2  2.1  1).4.10  360 ppessoas
Como se trata de apartamentos, de acordo com a tabela o consumo C é
d 200 L/di
de
L/dia/hab:
/h b
CD  C .NP
CD  200.360  72.000 L / dia  72 m 3 / dia
21
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Número
ú
Mínimo
í
de Aparelhos
o locais de reunião de público:
a) para até 3.000 (três mil) pessoas: mínimo de 02 (dois) vasos e
1 (um) lavatório para cada 200 (duzentas) pessoas;
b) acima de 3.000 (três mil) pessoas: adotar os parâmetros da
alínea
a
ea a e, o que e
exceder
cede a esse número,
ú e o, 1 (u
(um)) vaso
aso pa
para
a cada
grupo de 200 (duzentas) pessoas.
o outras destinações:
ç
1 ((um)) vaso e 1 (um)
( ) lavatório para
p
cada 50
(cinqüenta) pessoas, por unidade autônoma ou conjunto de unidades
autônomas;
o Quando o número de pessoas for superior a 50 (cinqüenta) haverá,
necessariamente, instalações sanitárias separadas por sexo;
o Nos sanitários masculinos, 50% (cinqüenta por cento) dos vasos
poderão ser substituídos por mictórios...
22
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Tubulação
T
b l ã compreendida
did entre
t a rede
d pública
úbli d
de abastecimento
b t i
t ea
instalação predial. O limite entre o ramal predial e o alimentador predial
deve ser definido pelo regulamento da Companhia Concessionária de
Água local.
local
23
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Premissas de dimensionamento:
• Admite
Admite-se
se que o abastecimento de água seja contínuo
• A vazão é suficiente para suprir o consumo diário por 24 horas ( a pesar do
consumo dos aparelhos variar ao longo deste período)

Para distribuição direta:
Q  Cdesc.
P



Tabela de Pesos
na seqüência

Para distribuição indireta:
CD
Q
86400


Q (L/s)
Cdesc – coeficiente de descarga = 0
0,30
30 L/s
P é a soma dos pesos correspondentes a todas as
peças de utilização alimentadas através do trecho
considerado (NBR 5626)

Admite a alimentação continuamente durante 24
horas do dia atendendo o consumo diário (CD em
L/dia)
Velocidades entre 0,60 m/s e 1,00 m/s
Consulta a concessionária de distribuição
24
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Pesos dos aparelhos sanitários
Q  0,3.  P
1,7  0,3. P
 1,7 
P 

 0,3 
2
P  32
25
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Exemplo 1:
Edifício com 100 pessoas com consumo diário de 20.000 l/dia com
distribuição indireta

CD
Q
86400
20.000
Q
 0 ,23 L / s  0 ,00023 m3 / s
86400

Lembrando que :
 .D 2
A
4
Q  A.V
D min 
4.Q min
 .V
adota-se velocidades entre 0,6 m/s<V<1,0m/s
D min 
4.0,00023
 0,022m  22,17 mm  D  20mm
 .0,6
Verificar!!
26
Ou, usar ábacos
Q = 0,23
0 23 l/s
0,6 ≤ V ≤ 1,0
Di = 20 mm
27
Ábaco para tubulações de cobre e plástico 27
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Exemplo 2:

Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta,
com cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de
utilização
Peças de
utilização
Quantidade
Peso unitário
Peso
total
Pia de cozinha
01
0,7
0,7
Tanque de lavar
01
0,7
0,7
Lavatórios
02
03
0,3
06
0,6
Bidê
02
0,1
0,2
Caixa de descarga
g
02
0,3
0,6
Chuveiro
02
Elétrico – 0,1
Misturador –
04
0,4
0,8
P = 3,6
28
P = 3,6
QC
P
Q  0 ,3 3 , 6
Q = 0,57 l/s
0 6 ≤ V ≤ 1,0
0,6
10
Di = 32 mm
29
Ábaco para tubulações de cobre e plástico
29
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Exemplo 3:


Dados do exemplo 2: Dimensionar o ramal predial de uma residência com
distribuição direta, contendo cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as
seguintes peças de utilização
Substituindo a caixa de descarga por válvula de descarga
Peças de utilização
Quantidade
Peso unitário
Peso total
Pia de cozinha
01
0,7
0,7
Tanque de lavar
01
0,7
0,7
Lavatórios
02
03
0,3
06
0,6
Bidê
02
0,1
0,2
g
Válvula de descarga
02
32
64
Chuveiro
02
Elétrico – 0,1
Misturador – 0,4
0,8
Q = 2,46 l/s
P = 67
30 30
Q = 2,46
2 46 l/s
0,6 ≤ V ≤ 1,0
Di = 60 mm
O resultado mostra a
inviabilidade de utilização
de válvula de descarga
com abastecimento por3311
distribuição direta.
31
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Ramal predial
Ramal
predial
diâmetro
D ((mm))
Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigos
Hidrômetro
Cavalete
C
l t
diâmetro D
(mm)
Abrigo
dimensões:
altura, largura e
profundidade (m)
p
( )
Consumo
provável
( 3/dia)
(m
/di )
Vazão
característi
ca (m
( 3/h)
20
5
3
20
0,85 x 0,65 x 0,30
25
8
5
25
0,85 x 0,65 x 0,30
25
16
10
32
0 85 x 0,65
0,85
0 65 x 0,30
0 30
25
30
20
40
0,85 x 0,65 x 0,30
50
50
30
50
2,00 x 0,90 x 0,40
32 32
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Medidores ou hidrômetros
ô
e cavalete
Os hidrômetros de volume têm duas câmaras de capacidades
conhecidas que se enchem e se esvaziam sucessivamente,
medindo dessa maneira,
maneira o volume de água que escoa pelo
hidrômetro. São indicados para medições de vazões
relativamente baixas e apresentam erros pequenos para essas
medidas.
Os hidrômetros de velocidade - número de rotações fornecidos por
uma hélice ou turbina existentes no seu interior. Essas rotações
são transmitidas a um sistema de relojoaria (seca, molhada ou
selada) que registram num marcador (de ponteiros ou de cifras)
o volume
l
d água
de
á
escoado.
d
33
33
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Medidores ou hidrômetros
ô
e cavalete
Tabela de ramais prediais, hidrômetros e abrigos (ver concessionárias)
Hidrômetro
Ramal
predial
diâmetro
D (mm)
Consumo
provável
(m3/dia)
Vazão
característica
(m3/h)
20
5
25
Cavalete
diâmetro D
(mm)
Abrigo dimensões:
g
e
altura, largura
profundidade (m)
3
20
0,85 x 0,65 x 0,30
8
5
25
0,85 x 0,65 x 0,30
25
16
10
32
0,85 x 0,65 x 0,30
25
30
20
40
0,85 x 0,65 x 0,30
50
50
30
50
2,00 x 0,90 x 0,40
Exemplo 1:
Para o caso do edifício com 100 pessoas com consumo diário de 20.000 l/dia
com distribuição
di t ib i ã iindireta
di t e diâ
diâmetro
t d
do ramall predial
di l d
de 25 mm.
CD  20.000 L / dia  20 m / dia
3
34
34
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Alimentador predial
Parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou
válvula do flutuador do reservatório
35
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Alimentador predial
A vazão a ser considerada para o dimensionamento do alimentador predial é
obtida a partir do consumo
cons mo diário:
diário
CD
Q
86400
0 6 ≤ V ≤ 1,0
0,6
10
D min
i 
4.Q min
 .V
Q: vazão mínima a ser considerada no alimentador predial (m3/s)
CD: consumo diário total (m3)
V: velocidade do escoamento no alimentador predial (m/s)
Dmin: diâmetro interno do alimentador predial (m)
O dimensionamento também pode ser automático, adotando-se o valor
calculado para o ramal predial
No caso d
N
de sistema
i t
d
de abastecimento
b t i
t di
direto
t o alimentador
li
t d predial
di l ttambém
bé ttem
a função de sistema de distribuição, devendo ser calculado como barrilete
(cálculo visto a frente)
No caso de alimentação por poço, ele dependerá apenas da vazão da bomba
do poço, a qual deve ser verificada
36
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Reservatório Superior
Extravasor
ou ladrão
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de
Distribuição
Alimentador Predial
Hidrômetro
Ramal Predial
Cavalete
Conjunto Moto-Bomba
Ramais de
Distribuição
Ramais de
Distribuição
Tubo de Sucção
Reservatório Inferior
Rede Pública
37
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Os reservatórios
O
ói
d i ili
domiciliares
têm
ê sido
id utilizados
ili d
para compensar a
falta de água na rede pública, resultante de falhas no funcionamento
do sistema de abastecimento ou de programação da distribuição.
Os principais inconvenientes do uso dos reservatórios domiciliares são
de ordem higiênica,
higiênica por facilidade de contaminação,
contaminação do custo
adicional e complicações na rede predial e devido ao possível
desperdício de água durante a ausência do usuário.
As conseqüências da existência dos reservatórios são mais graves
para os usuários que se localizam próximos de locais específicos da
rede de distribuição, como pontas de rede, onde, em geral, a
concentração de cloro residual é às vezes inexistente.
38
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Os reservatórios devem ser construídos com materiais de qualidade
comprovada e estanque. Os materiais empregados na sua
construção e impermeabilização não devem transmitir à água,
que p
possam p
poluí-la.
substâncias q
Devem ser construídos de tal forma que não possam servir de pontos
g
de águas
g
residuárias ou estagnadas
g
em sua volta.
de drenagem
A superfície superior externa deve ser impermeabilizada e dotada de
declividade mínima de 1:100 no sentido das bordas.
Devem ser providos de abertura convenientemente localizada que
permita o fácil acesso ao seu interior p
p
para inspeção
p ç
e limpeza,
p
, e
dotados de rebordos com altura mínima de 0,05 m. Essa abertura
deverá ser fechada com tampa que evite a entrada de insetos e
outros animais e/ou de água externa.
39
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Quando for instalado um reservatório hidropneumático não se
deve considerar no cálculo da reservação total o volume desse
reservatório, devendo o reservatório inferior ter capacidade
mínima igual ao CD;
A reserva para combate a incêndios pode ser feita nos mesmos
ç
predial de água
p
g
fria,, p
porém,, à
reservatórios da instalação
capacidade para esta finalidade devem ser acrescidos os
volumes referentes ao consumo.
A reserva de incêndio de cada tipo de sistema, sprinklers ou
hidrantes, deve ser armazenada, na sua totalidade, somente em
um dos reservatórios (superior ou inferior);
Se a capacidade de cada reservatório ultrapassar 6 m3, deve-se
adotar dois compartimentos com todos os acessórios.
acessórios
40
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
De acordo com a NBR 5626/98:
A reservação (Rt) deve ser maior que o consumo diário (CD):
Rt>CD
Na prática, para edificações convencionais, adota-se uma
reservação para um período de um dia (24 horas), admitindo-se
uma interrupção no abastecimento durante este período
A reservação mínima prevista para residências uni-familiares é de
500L: Rmin=500 L
A reserva total deve ser menor que o triplo do consumo diário,
evitando-se a reservação de grandes volumes: RT<3.CD
Portanto:
CD < Rt < 3
3.CD
CD
41
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Distribuição
ç da reservação
ç de acordo com a NBR 5626/98:
Havendo somente um reservatório, este deverá estar em nível
superior (Rs),
(Rs) e conter toda a reservação necessária
necessária.
Havendo reservatório inferior e superior: a indicação prática para os
casos usuais, recomenda 40% (2/5) do consumo diário no
reservatório superior e 60% (3/5) no inferior.
Reservas adicionais de combate a incêndio podem estar no Ri (no
caso de sprinklers) e/ou Rs (no caso de hidrantes).
Reservas adicionais para aparelhos de ar condicionado deve ser
verificado junto ao projetista, podendo estar tanto no Rs, quanto
no Ri
Ri.
42
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Reservatório Superior
Extravasor
ou ladrão
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de
Distribuição
Alimentador Predial
Hidrômetro
Ramal Predial
Cavalete
Conjunto Moto-Bomba
Ramais de
Distribuição
Ramais de
Distribuição
Tubo de Sucção
Reservatório Inferior
Rede Pública
43
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
inferior
f
(Ri)
( )
A função
f
ã do
d reservatório
ó i iinferior
f i é armazenar uma parte d
da á
água
destinada ao abastecimento e deve existir quando:
– O reservatório superior não puder ser abastecido diretamente
pelo ramal alimentador.
– O volume total a ser armazenado no reservatório superior for
muito grande (principalmente em prédios de apartamentos).
– Quando a edificação apresenta mais de 4 pavimentos acima do
nível médio da rua onde se localiza o distribuidor público.
44
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
inferior
f
(Ri)
( )
O volume
l
do
d reservatório
tó i é estabelecido
t b l id em ffunção
ã d
do consumo diá
diário
i
(CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e
do consumo de outros sistemas, como o de ar condicionado (Vac):
VRi  0 ,6.CD  ND .CD  ( Vci  Vac )
Onde:
VRi é o volume
l
d reservatório
do
tó i inferior
i f i (m
( 3)
ND é o número de dias de ocorrência de falta de água (usual de 0,5 a
2 dias, mas depende da região)
Vci é o volume para combater incêndio por sprinklers (m3)
Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m3)
45
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
inferior
f
(Ri)
( )
Pl
Planta
Sucção
0,10
Sucção
0,10
B
B
0,10
0,10
Dreno
Dreno
Estravasor
Valvula de pé
e crivo
Estravasor
Valvula de pé
e crivo
L
0,60
0,60
Projeção da inspeção
Projeção da inspeção
B i
Boia
Boia
0,60
0,10
Alimentador predial
46
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
inferior
f
(Ri)
( )
C t
Corte
Inspeção
0,10
Alimentador
>0,15
Nível max.
<0,05
>0,05
Boia
Extravasor
Nível min.
Hvar
≥ 50 cm
Volume útil
H
Sucção
Reserva de incêndio/ limpeza
0,10
R.G.
Valv.pé e crivo
e o
Dreno
Canaleta
de limpeza
47
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
inferior
f
(Ri)
( )
O diâmetro do tubo extravasor e limpeza é dimensionado
considerando-se
id
d
uma bitola
bi l comercial
i l imediatamente
i di
superior
i à
bitola do alimentador predial, ou é dimensionada de acordo com a
condição hidráulica dada por:
h >  JAB + V2/2g
A
B
48
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Reservatório Superior
Extravasor
ou ladrão
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de
Distribuição
Alimentador Predial
Hidrômetro
Ramal Predial
Cavalete
Conjunto Moto-Bomba
Ramais de
Distribuição
Ramais de
Distribuição
Tubo de Sucção
Reservatório Inferior
Rede Pública
49
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
superior (Rs)
( )
O reservatório superior deve ter capacidade adequada para atuar
como regulador de distribuição e é alimentado por uma
instalação elevatória ou diretamente pelo alimentador predial.
O volume do reservatório é estabelecido em função do consumo diário
(CD) e das necessidades de água para combate a incêndios (Vci), e
do consumo de outros sistemas,
sistemas como o de ar condicionado (Vac).
(Vac)
VRs  0 ,4.CD  ( Vci  Vac )
Onde:
VRs é o volume do reservatório superior (m3)
Vci é o volume para combater incêndio (m3)
Vac é o volume necessário para o sistema de ar condicionado (m3)
50
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
superior (Rs)
( )
Pl t
Planta
0,10
L
0,10
0,10
INSPEÇÃO
0,60
DRENO
INCÊNDIO
DISTRIBUIÇÃO
R,G,
b
0,60
EXTRAVASOR
BOIA
RECALQUE
0,10
BOIA
0,60
EXTRAVASOR
R,G,
DISTRIBUIÇÃO
INSPEÇÃO
INCÊNDIO
b
DRENO
0,10
51
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
superior (Rs)
( )
Corte
0,10 0,10
RG
R.G.
RECALQUE
0,10
0,10
0,10
0 10
0,10
INSPEÇÃO
>0,15
<0,05
Nível Máximo de Operação
>0,05
BOIA(Chave Automática)
EXTRAVASOR
VOLUME ÚTIL
Hutil
BOIA(Chave Automática)
Nível Mínimo de Operação
Hvar
LIMPEZA / INCÊNDIO
0,10
R.G.
INCÊNDIO
R.G.
R.G.
DISTRIBUIÇÃO
DRENO
52
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservatório
ó
superior (Rs)
( )
C t
Corte
Extravasor com diâmetro mínimo
de 25 mm
53
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
Para cada compartimento, devem ser previstas as seguintes tubulações:
Reservatório Inferior
Reservatório Superior
alimentação
alimentação
extravasor ou ladrão
extravasor ou ladrão
limpeza ou dreno
limpeza ou dreno
respiro
respiro
sucção para o conjunto motobomba de recalque para o RS
saída para barrilete de distribuição
da água de consumo
sucção para o conjunto motobomba de incêndio
saída para barrilete de incêndio
54
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Reservação
– Exemplo:
Em um edifício de apartamentos em que o CD é de 100 m3 e o
volume total a ser armazenado é de 1,5 CD, quais os volumes do
Ri e Rs?
Rt  Ri  Rs  1,5  100m 3  150m 3
VRi  0 ,6.CD  ND .CD  ( Vci  Vac )
VRs  0 ,4.CD  ( Vci  Vac )
150  (0,6  100  0,5  100)  (0,4  100)
Reservatório Inferior: Volume = 0,6 x 100 + 0,5 x 100 = 110 m3
Reservatório Superior: Volume = 0,4 x 100 = 40 m3
55
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Valvula
de Retenção
Registro de Gaveta
Conjunto
de Recalque
Aberturas para
Inspeção
Alimentador Predial
Boia
Boia
Valvula de Pé
e Crivo
Reservatório Inferior
56
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
57
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Dimensionamento da Bomba de Recalque
– Traçar primeiro o isométrico da instalação de recalque com todas
as dimensões e peças;
– Definir a vazão de recalque mínima;
– Definir o período de funcionamento da bomba (NF):
NBR 5626/98 recomenda (item 5.3.3):
– Pequenos reservatórios – tempo de enchimento < 1h
– Grandes
G d reservatórios
tó i – tempo
t
de
d enchimento
hi
t < 6h
– Vazão de recalque = CD/NF (m3/h)
– Diâmetro de recalque (Dr):
D = diâ
Dr
diâmetro
t nominal
i ld
do
recalque (m)
D  1,3  Q
Dr
Qr  4 X '
Qr = vazão de recalque
q ((m3/s))
X’ = nº horas de funcionamento
por dia (NF / 24 horas)
58
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Assim, podemos determinar Dr em função do consumo diário (CD)
Assim
e de NF, cujos valores são apresentados na tabela.
Diâmetro de Sucção (Ds): adota-se um diâmetro igual ou
i di t
imediatamente
t superior
i ao d
da ttubulação
b l ã d
de recalque.
l
Ds > Dr
59
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Escolha
E
lh da
d B
Bomba:
b passa pela
l d
determinação
i
ã d
da vazão
ã d
de
recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação
(Hm)
60
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Escolha
E
lh da
d B
Bomba:
b passa pela
l d
determinação
i
ã d
da vazão
ã d
de
recalque, Qr, e da altura manométrica total da instalação
(Hm)
– Hm = Hg + Hs + Hr
• Hm
H = altura
lt
manométrica;
ét i
• Hg = desnível entre o nível mínimo no RI e a saída
de água
g no RS
• Hs = perda de carga na sucção
• Hr = perda de carga no recalque
61
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Hm
(m)
Q (m3/h)
62
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Considere:
Hm = 62,4 m
Q = 15.688 L/s
63
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Potência da Bomba:
N=p
potência em CV
Qr = vazão recalcada (m3/s)
  Qr  Hm
N
75  
Hm = altura manométrica (m)
= peso específico d’água 1000 kgf/m3
 = rendimento do conjunto elevatório
Acréscimo da Potência sobre o calculado:
Potência calculada (CV)
Acréscimo (%)
Até 2
50
2–5
30
5 – 10
20
10 – 20
15
Acima de 20
10
64
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
S
Sistema
elevatório
ó
Reservatório Inferior: tubulação de sucção
– Para evitar a entrada de ar na tubulação de sucção da bomba:
2
h  2vg  0 ,20m  2 ,5 D  0 ,10m
1
– Para evitar arraste do material de fundo:
h2  0,50 D e
h2  0,30 m
65
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete e colunas de distribuição
R
Reservatório
tó i S
Superior
i
Extravasor
E
t
ou ladrão
Chave
Bóia
/
Dreno
Barrilete
/
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de
Distribuição
Alimentador Predial
Hidrômetro
Ramal Predial
Cavalete
Conjunto Moto-Bomba
Ramais de
Distribuição
Ramais de
Distribuição
Tubo de Sucção
Reservatório Inferior
Rede Pública
66
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete e colunas de distribuição
O barrilete é a solução adotada para se limitarem as ligações ao
reservatório.
Trata-se de uma tubulação ligando as duas seções do
reservatório superior, e da qual partem as derivações
correspondentes às diversas colunas de distribuição.
O traçado do barrilete depende exclusivamente da localização
das colunas de distribuição (não devem ser utilizados ângulos
diferente de 45º e 90º no traçado do barrilete).
As colunas
A
l
d distribuição
de
di ib i
d
devem
ser localizadas
l
li d
d comum
de
acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício
(arquiteto, engenheiro do cálculo estrutural, etc.).
67
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete e colunas de distribuição
Dois tipos de sistema:
– Sistema unificado
– Sistema ramificado
Ramificado
Unificado
68
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete unificado
f
– Colocam-se dois registros que permitem isolar uma ou outra seção
do reservatório.
reservatório
– Cada ramificação para a coluna correspondente tem seu registro
próprio. Deste modo, o controle e a manobra de abastecimento, bem
como o isolamento das diversas colunas,
colunas são feitos num único local
da cobertura.
– Se o número de colunas for muito grande, prolonga-se o barrilete
além dos pontos de inserção no reservatório
69
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete ramificado
f
– Do barrilete saem derivações, as quais por sua vez dão origem a
derivações secundárias para as colunas de distribuição.
– Ainda neste caso, na parte superior da coluna, ou na derivação
do barrilete, próximo à descida da coluna, coloca-se um registro
– Esse sistema usado por razões de economia de encanamento.
– Tecnicamente, não é considerado tão bom quanto o primeiro.
70
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: VAZÃO
ÃO
Ch
Q4= 0,2
0 2 l/s
P4= 0,4
QR
QA
CAF
Lv
Q1= 0,15 l/s
P1= 0,3
03
Bd
Q2= 0,1 l/s
P2= 0,1
01
Critério da máxima vazão p
provável:
Q A  0,3  0,3  0,4  Q A  0,28
Cd
Q3= 0,15 l/s
P3= 0,3
03
Q  0,3.  P
Q 3  Q 4  0,35
???
Essa diferença existe porque é muito improvável que tudo seja acionado
conjuntamente
71
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: VAZÃO
ÃO
Tabela de vazões e pesos dos aparelhos sanitários
72
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: VELOCIDADE
OC
V l id d mínima:
Velocidade
í i
Não há
Velocidade máxima:
Menor ou igual a 3 m/s
Menor ou igual a 14 x (D)0,5 (D em metros)
73
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: PERDA DE C
CARGA
G
Perda de carga
distribuída
+
Ao longo da tubulação
Perda de carga
locali ada
localizada
=
Perda de carga
T l
Total
Em conexões, peças especiais, válvulas, etc
Perda de carga total é função de:
Viscosidade do fluído
Rugosidade das paredes
Comprimento da canalização
Singularidades
74
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: PERDA DE C
CARGA
G
Perda de carga distribuída:
Perda de carga unitária (J)
x
Comprimento real da tubulação
75
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: PERDA DE C
CARGA
G
Perda de carga
g localizada: Método dos comprimentos
p
equivalentes
q
Comprimento equivalente: comprimento de tubulação que produzirá uma
perda de carga distribuída igual à perda de carga localizada produzida
pela
l peça.
DN
Fonte: Tigre
76
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: PERDA DE C
CARGA
G
Perda de carga total (H): Perda de carga unitária x (comprimento real
da tubulação + comprimento equivalente)
H  J  lr  le 
Onde:
H = perda de carga total (m.c.a ou kPa)
J = perda de carga unitária (m.c.a/m ou kPa/m)
lr = comprimento real da tubulação (perdas distribuídas)
le = comprimento equivalente (perdas localizadas)
77
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Parâmetros
â
hidráulicos
á
de dimensionamento: PRESSÃO
SSÃO
Condições estáticas (Desnível geométrico):
Pressões não superiores a 400 kPa
Condições dinâmicas (Desnível geométrico – perdas de carga):
Em qualquer ponto de utilização a pressão não deve ser inferior a 10kPa.
10kPa
Exceções:
P
Ponto
da
d caixa
i d
de d
descarga - mínimo
í i
d
de 5 kPa
kP
Ponto de válvula de descarga – mínimo de 15 kPa
Qualquer ponto da rede de distribuição – pressões mínima de 5 kPa.
Sobre-pressões admissíveis de até 200 kPa
78
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete e colunas de distribuição
Extravasor
ou ladrão
Reservatório Superior
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de
Distribuição
Alimentador Predial
Hidrômetro
Ramal Predial
Cavalete
Conjunto Moto-Bomba
Ramais de
Distribuição
Ramais de
Distribuição
Tubo de Sucção
Reservatório Inferior
Rede Pública
79
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Barrilete e colunas de distribuição
Depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição, que
devem estar de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do
edifício:
1.
1
2.
3.
4
4.
5.
6
6.
7.
8
8.
colocar registro no início de cada coluna ;
determinar em cada trecho da coluna o somatório dos pesos;
calcular a vazão nos trechos da coluna;
determine a P para cada trecho do barrilete e em seguida,
seguida as vazões
nos respectivos trechos;
avaliar perdas de carga;
estimativa dos diâmetros e verificações para o caso mais desfavorável,
desfavorável
(determinar as pressões em todas as derivações do barrilete);
diâmetro mínimo do barrilete = 25 mm
determinar a pressão dinâmica mínima no início de cada coluna;
Deve-se levar em conta a alimentação do aparelho que
apresente a condição mais desfavorável – geralmente o
chuveiro do último pavimento
80
81
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
é
das tubulações
Pré-dimensionamento
• Os diâmetros dos barriletes, colunas e ramais são determinados em
ç
das vazões nos trechos e dos limites de velocidade
função
(Velocidade máxima: menor que 3,0 m/s ou 14x D1/2, a fim de não
se produzirem ruídos excessivos)
• Método dos Diâmetros Equivalentes ou Vazão Máxima Possível
– uso simultâneo dos pontos de utilização. Ex: quartéis, escolas,
cinemas, etc.
• Método da Vazão Máxima Provável – recomendado para
instalações de uso residencial e considera a probabilidade de uso
simultâneo das peças:
Q  0 ,3 

P
O peso P é um dado experimental e estatístico e varia em função de três
fatores:
 Tempo de uso do aparelho;
 Intervalo de tempo entre usos consecutivos;
 Vazão própria do aparelho.
81
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Pré-dimensionamento
é
das tubulações






Uma mesma coluna pode ter dois ou mais trechos com diâmetros
diferentes pois a vazão de distribuição diminui a medida que se
atinge os pavimentos inferiores – considerando critérios de economia
ao se subdividir a coluna em vários diâmetros;
Deve-se colocar um registro de gaveta no início de cada coluna;
Sub-ramal é a canalização
ç q
que liga
g o ramal à p
peça
ç de utilização
ç do
aparelho sanitário;
Os sub-ramais são pré-dimensionados em função do ponto de
utilização que atendem;
A tabela a seguir apresenta os diâmetros mínimos para os subramais para cada ponto de utilização;
Em geral os construtores adotam diâmetro interno mínimo de 20mm
e usam bucha de redução 20/15mm na espera para o ponto de
utilização.
82
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Pré-dimensionamento
é
das tubulações
DIÂMETROS
Â
MÍNIMOS
Í
PARA OS
SUB-RAMAIS DE ÁGUA FRIA
(PVC)
83
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Modelo de cálculo
á
– pré-dimensionamento
é
de tubulações
Pesos
Barrilete /
coluna /
ramal
Trecho
(1)
(2)
Vazão
Unitário
Acumulado
P
(3)
P
(4)
(l/s)
(5)
Perda de
Diâmetro
â
Velocidade
carga
unitária
(mm)
(6)
(m/s)
(7)
(m/m)
(8)
Diferença
de cotas
S b ((-))
Sobe
Comprimentos
Pressão
disponível
Desce(+)
(m)
(9)
(m)
(10)
Perda de carga
Real
Equivalente
Total
Tubos
(m)
(11)
(m)
(12)
(m)
(13)
(m)
(14)
Conexões
C
e
Registros
(m)
(15)
Total
(m)
(16)
Pressão
Pressão requerida
disponível
í
no ponto
residual
de
utilização
(m)
(m)
(17)
(18)
Planilha adaptada da NBR 5626
84
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Pré-dimensionamento
é
das tubulações
Para o dimensionamento do barrilete, colunas de água fria, ramais e subpreparar
p
uma planilha
p
de acordo com o seguinte
g
procedimento:
p
ramais, p
1) Preparar o esquema isométrico da rede e numerar cada nó;
Coluna 2 - Introduzir na planilha a identificação de cada trecho;
C l
Coluna
3 - Determinar
D t
i
a soma d
dos pesos d
de cada
d ttrecho
h d
da rede
d
Coluna 4 –Preencher com a soma dos pesos acumulados;
para cada trecho 
Coluna 5 - Calcular a vazão estimada p
Q  0,3   P
Coluna 6 - Determinar diâmetro dos condutos em cada trecho  nomograma
de pesos e vazões (NOMOGRAMA EM ANEXO);
g em cada trecho:
Coluna 7 - Calcular a velocidade da água
– V < 3,0 m/s e V< 14 x (D)0,5;
Coluna 8 - Calcular perda de carga unitária ou usar nomograma para o cálculo
da perda;
1,75
Para tubos de PVC:
J  8,69  10
6
Q
 4,75
D
J (kPa/m)
Q (l/s)
D (mm)
Coluna 9 - Determinar a diferença de cotas entre entrada e saída de cada
trecho, considerando positiva quando a entrada tem cota superior à saída e
negativa em caso contrário;
85
Vazões em função da soma dos pesos, e
diâmetros INTERNOS indicados para v < 3,0 m/s.
86
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Pré-dimensionamento
é
das tubulações
Coluna 10 - Determinar a pressão disponível na saída de cada trecho, somando
ou subtraindo a pressão residual na sua entrada. Esta é dada pela soma da
pressão residual na entrada do trecho com a diferença de cota entre entrada e
saída.
Coluna 11 - Preencher o comprimento real de canalização no trecho.
Coluna 12 -:: Preencher com o comprimento equivalente em cada trecho.
trecho
(TABELAS de comprimento equivalente)
Coluna 13: Preencher com a soma de Lreal e Lequiv;
Coluna
C
l
14 Preencher
14:
P
h com o produto
d t entre
t a perda
d de
d carga unitária
itá i (coluna
( l
8) e
comprimento real;
Coluna 15: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e
p
equivalente
q
((coluna 12);
);
comprimento
Coluna 16: Preencher com o produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e
comprimento total (coluna 13):
Coluna 17: Preencher com a pressão disponível residual, dada pela diferença
entre pressão disponível (coluna 10) e perda de carga total (coluna 16).
Coluna 18: Preencher com a pressão requerida no ponto de utilização. Em
qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão da água em
condições dinâmicas (com escoamento) deve ser superior a 5,0
5 0 kPa (0,5
(0 5 mca).
mca)
Nos pontos de utilização, a pressão mínima é 1,0 mca, exceto caixa de
descarga (0,5 mca) e válvula de descarga é 15 kPa (1,50 mca)
87
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Altura dos pontos de utilização
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Válvula de descarga
Caixa de descarga suspensa*
Caixa de embutir
Caixa tipo acoplada ao vaso*
Banheira*
Bidê *
Chuveiro
Lavatório*
Lavatório
Tanque
Pia de cozinha
Mictório
0,90
0
90 - 1,10
1 10 m
2,00 m
1,18
, – 1,38
, m
0,20 m
0,30 – 0,40 m
0,20 m
2,00 a 2,20 m
0 60 m
0,60
0,90 m – 1,10 m
1,10
, m
1,05 m
* Pontos que utilizam tubo flexível para conectar até a peça de utilização.
88
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Retrossifonagem
f
A retrossifonagem pode ocorrer em
aparelhos que apresentam a
entrada de água potável abaixo
do plano de transbordamento dos
mesmos. Desta forma, devido a
um entupimento na saída destes
aparelhos
p
e ao aparecimento
p
de
sub-pressões nos ramais ou subramais a eles interligados, as
águas servidas podem ser
introduzidas nas canalizações
que conduzem água potável,
contaminando-a.
Pode
P
d ocorrer com mais
i ffreqüência
üê i
em vasos sanitários e bidês.
89
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra o refluxo
f
Dispositivo de separação atmosférica padronizada
90
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra o refluxo
f
Dispositivo de proteção contra o refluxo
91
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra a retrossifonagem
f
Os aparelhos possíveis de provocar
retrossifonagem devem:
– ser instalados em coluna,
barrilete e reservatório
independentes;
– podem ser instalados em coluna,
b il t e reservatório
barrilete
tó i comuns a
outros aparelhos ou peças, desde
que seu sub-ramal esteja
protegido por dispositivo quebra
de vácuo;
– podem ser instalados em coluna,
barrilete e reservatório comuns
desde que a coluna seja dotada
de coluna de ventilação.
92
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra a retrossifonagem
f
Válvula de quebra-vácuo
Evita a ocorrência de pressões negativas nas tubulações.
Utilizada em alternativa às colunas de ventilação, em pontos susceptíveis de
ocorrência de retrossifonagem
retrossifonagem.
São empregadas para proteção de tubulações de grande diâmetro e
pequena espessura de parede.
Não permite fluxo de dentro para fora da tubulação.
93
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra a retrossifonagem
f
A tubulação
b l ã d
de ventilação
il ã d
deve seguir
i as seguintes
i
características:
í i
– Ter diâmetro igual ou superior ao da coluna de onde se deriva;
– Ser ligada à coluna a jusante do registro de passagem existente;
– Haver uma tubulação de ventilação para cada coluna que serve
a aparelhos
lh passível
í ld
de provocar retrossifonagem;
t
if
– Ter sua extremidade livre acima do nível máximo admissível do
reservatório superior
superior.
94
DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES
Proteção contra a retrossifonagem
f
Esquema da ventilação da coluna – NBR 5626
95
0,15
5m
2,30 m
CAF 1
1 vaso sanitário c/ cx de descarga acoplada - VS
1 banheira – BA
1 Bidê – BD
1 chuveiro - CH
1 lavatório - Lav
0,30 m
1,3
30 m
2,85 m
2
e CH
0,35 m
RG
0,70 m
0,10 m
10
a
0,60 m
0,90 m
0,90 m
Lav
0,70 m
b
c
0,40 m
VS
RP
0,90 m
1,30 m
0,40 m
d
BD
0,30 m
BA
Isométrico dos banheiros atendidos
pela CAF 1 e CAF 3