CI 2 - Instalações Hidráulicas e Sanitárias
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INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA - DADOS PARA PROJETO
1. Consumo Predial
Para fins de cálculo do consumo diário, não havendo outras indicações, deve-se
considerar as seguintes taxas de consumo (extraído de Creder, H. - Instalações
Hidráulicas e Sanitárias):
Tabela 1
Prédio
Consumo (litros/cabeça)
Casas populares ou rurais
Residências
Apartamentos
Hotéis
Escolas
Quartéis
120
150
200
120
50
150
Devem ser considerados os seguintes valores para o dimensionamento das instalações:
a) Consumo máximo diário - o volume máximo previsto de utilização em 24 horas;
b) Vazão máxima possível - vazão máxima instantânea decorrente do uso simultâneo
de todos os aparelhos;
c) Vazão máxima provável - vazão instantânea que pode ser esperada com o uso
normal dos aparelhos (nem todos são utilizados ao mesmo tempo).
O consumo máximo diário é utilizado para o dimensionamento do ramal predial, o
hidrômetro, o ramal de alimentação e os reservatórios. Na estimativa do consumo, devem
ser respeitados os valores dados pela norma (tabela 1da norma).
A vazão máxima possível, ou vazão total dos aparelhos, deve ser considerada quando
se consideram ramais de distribuição que suprem aparelhos utilizados simultaneamente
como, por exemplo, chuveiros num quartel ou mictórios de um sanitário de fábrica.
Nos edifícios, as canalizações principais: barrilete, colunas de distribuição e ramais,
não são dimensionados para a vazão máxima possível mas para a vazão máxima provável ou
consumo normal. Como normalmente os aparelhos sanitários de um prédio não são utilizados
todos ao mesmo tempo, aplicam-se, para a soma das vazões, coeficientes de redução
relativos aos usos simultâneos prováveis correspondentes.
Para a estimativa das vazões máximas prováveis, pode-se utilizar os seguintes
métodos:
a) aplicação de dados práticos de consumo simultâneo, obtidos por observação;
b) aplicação da teoria das probabilidades, atribuindo pesos diferentes aos aparelhos;
c) aplicação de critérios regulamentares ou normativos.
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Tabela A.1 do Anexo A da Norma
PESOS RELATIVOS NOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO, IDENTIFICADOS EM FUNÇÃO
DO APARELHO SANITÁRIO E DA PEÇA DE UTILIZAÇÃO
Aparelho Sanitário
Peça de utilização
Vazão de projeto
(l/s)
Peso relativo
Bacia sanitária
Válvula de descarga
1,70
32
Bacia sanitária
Caixa de descarga
0,15
0,3
Banheira
Misturador
0,30
1,0
Bebedouro
Registro de pressão
0,10
0,1
Chuveiro elétrico
Registro de pressão
0,10
0,1
Lavatório
Torneira/misturador
0,15
0,3
Pia
Torneira/misturador
0,25
0,7
Tanque
Torneira
0,25
0,7
Torneira de jardim
Torneira
0,20
0,4
Lavadora roupa/prato Registro de pressão
0,30
1,0
Bidê
0,10
0,1
Misturador
2. Restrições de Norma (NBR 5626/98)
- Diâmetro mínimo para canalizações: DN20 (1/2”)
- Velocidade máxima nos encanamentos: v ≤ 3 m/s
Esta restrição objetiva evitar ruídos em níveis que incomodem quando da passagem
da água em velocidades muito elevadas.
- Pressões dinâmicas mínimas:
- 5 kPa – em qualquer ponto da rede;
- 10 kPa – em todos os pontos de utilização;
- 5 kPa – em vaso sanitário com caixa de descarga;
- 15 kPa – em vaso sanitário com válvula descarga.
- Pressões estáticas máximas:
- 400 kPa em qualquer ponto de utilização.
- Sobrepressão máxima devido a transientes
- 200 kPa
3. RESERVATÓRIOS
É a parte mais crítica do sistema predial de água fria no tocante à manutenção do
padrão de potabilidade.
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No caso de construções unifamiliares ele é abastecido diretamente pelo sistema de
distribuição público de água. Nos edifícios, em geral a cota piezométrica do reservatório
superior não permite essa opção, o que leva à configuração de um reservatório inferior
alimentado pelo sistema público e outro, superior, de distribuição, alimentado pelo
reservatório inferior através de um sistema de recalque (bombas).
Uma vez estabelecida a capacidade necessária de reservação, o usual é estabelecer
um volume de 60% para o reservatório inferior e 40% para o superior. Costuma-se prever,
também, uma reserva de incêndio de 15 a 20% do consumo diário, colocada no reservatório
superior.
3.1. Dimensionamento dos Reservatórios
O dimensionamento da capacidade ou volume dos reservatórios deve levar em conta
o consumo diário do edifício e, se possível, a freqüência e a duração das interrupções do
abastecimento.
O volume deve ser, no mínimo, suficiente para um dia de consumo normal (24 h). O
volume máximo é limitado por questões de economia e por questões de potabilidade,
considerando o tempo de detenção médio da água em utilização normal.
Recomenda-se efetuar o cálculo para dois dias de consumo, período usual no meio
técnico.
Os valores para o dimensionamento são retirados de tabelas de manuais de
hidráulica. No caso de residências, por exemplo, estima-se que cada dormitório seja
ocupado por duas pessoas e o quarto de serviço por uma; conta-se o número de quartos e
não o número de peças de utilização para o dimensionamento.
Por exemplo, para residências, adota-se um consumo “per capita” de 150 l/dia; para
apartamentos de médio padrão, 200 l/dia; para apartamentos de luxo, 400 l/dia;
escritórios, 50 l/dia por pessoa, considerando uma taxa de ocupação de 1 pessoa/6 m2 de
área.
Exemplo
Um edifício de apartamentos de 12 pavimentos tem 4 apartamentos por pavimento,
cada um com 3 dormitórios mais dependências de empregada. Considerando também as
dependências do zelador e uma reserva de incêndio de 20%, calcular a capacidade dos
reservatórios superior e inferior.
Solução:
a) cálculo da ocupação do prédio:
- cada apartamento: 7 pessoas;
- cada pavimento: 28 pessoas;
- zelador:
4 pessoas;
- população do prédio: 340 pessoas.
b) cálculo do volume do reservatório:
De acordo com a tabela do livro, considerando um consumo de 200 l/pessoa,
- consumo diário:
68.000 l;
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Considerando 2 dias de consumo, temos:
- volume total:
136.000 l;
- reservatório superior (40%):
54.400 l;
+ reserva de incêndio (20% do consumo diário): 13.600 l;
= volume total do reservatório superior: 68.000 l;
- reservatório inferior (60%):
81.600 l.
Pelo critério de MacIntyre, mais conservador, recomenda-se:
- reservatório superior: consumo de 1 dia + incêndio: 81.600 l;
- reservatório inferior: 1,5 x consumo diário:
102.000 l;
- total de reservação:
183.600 l.
3.2. Cuidados Construtivos Recomendados
a) Reservatórios de grande capacidade devem ser divididos em dois ou mais
compartimentos para permitir a operação de manutenção sem que haja interrupção
na distribuição de água;
b) Posicionar a entrada e a saída de água do reservatório de forma a evitar zonas de
estagnação;
c) Devem ser tomadas medidas que evitem a formação de vórtices na entrada das
tubulações;
d) Deve ser previsto, na entrada da tubulação de sucção, dispositivos contra ingresso
eventual de objetos (crivos, válvulas de pé);
e) Se o reservatório de consumo e o de incêndio estiverem na mesma caixa ou célula,
devem ser previstos dispositivos que assegurem a recirculação total da água
armazenada;
f) A extremidade superior da tomada d’água no reservatório deve estar elevada em
relação ao seu fundo para evitar a entrada de resíduos eventualmente existentes.
Para reservatórios de pequena capacidade, a altura mínima recomendada é de 2 cm;
para caixas de fibro-cimento, 3 cm.
g) Tubulações de Aviso, Extravasão e Limpeza
Em todos os reservatórios devem ser instaladas tubulações para:
- avisar que há falha no funcionamento da torneira de bóia ou outro dispositivo de
interrupção do abastecimento;
- extravasar o volume excessivo de água no reservatório devido à falha da torneira
de bóia ou no dispositivo de interrupção do abastecimento;
- limpeza do reservatório, permitindo seu esvaziamento completo, sempre que
necessário.
h) O diâmetro da tubulação de extravasão deve ser suficiente para escoar a água em
excesso. Para residências unifamiliares e pequenos edifícios comerciais,
recomenda-se que o diâmetro da tubulação de extravasão seja maior que o da
tubulação de alimentação;
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i) O fundo do reservatório deve ter um pequeno declive em direção à entrada da
tubulação de limpeza para facilitar a remoção de água com os detritos
remanescentes;
j) Deve haver um registro na tubulação de limpeza, em posição de fácil acesso e
operação. A descarga da água da tubulação de limpeza deve se dar em local que
não provoque transtornos aos usuários.
4. ALIMENTADOR PREDIAL
O alimentador predial liga a tubulação da rede pública ao reservatório inferior,
passando pelo hidrômetro, aparelho destinado a medir o volume de água consumido.
O diâmetro do alimentador predial deve permitir que o reservatório inferior seja
recomposto com o consumo de 1 dia.
4.1. Dimensionamento
Vazão através do alimentador predial:
Q=
Consumo..de..1..dia
86.400
(m3/s)
... (1.4)
Da equação da continuidade:
Q = V.A = V.
π .D 2
... (2.4)
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Por norma, a velocidade em qualquer ponto da instalação deve ser limitada a 3 m/s.
Logo:
D=
4Q
3π
... (3.4)
5. RAMAL PREDIAL
Ramal Predial é a parte da instalação que sai das colunas de distribuição predial
(prumadas) e conduz a água até os pontos de utilização, através dos sub-ramais.
Segundo a NBR 5626/98, o dimensionamento do ramal predial segue os seguintes
passos:
a) somam-se os pesos dos pontos de utilização alimentados pelo ramal (Tabela A.1,
Anexo A);
b) calcula-se a vazão através da fórmula:
Q = 0,3 ΣP
(l/s)
... (1.5)
c) calcula-se o diâmetro do ramal pela equação da continuidade: Q = V.A. Como a norma
restringe a velocidade máxima em qualquer ponto da instalação a 3 m/s, o diâmetro
do ramal será dado por:
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D=
6
4Q
3π
... (2.5)
6. BARRILETE
Barrilete é o conjunto de tubos que liga as várias células do reservatório superior
(em geral, duas) e alimenta as colunas de distribuição. Sua existência permite reduzir ao
mínimo as saídas do reservatório reduzindo, assim, os problemas de estanqueidade.
Para o cálculo do barrilete fazem-se as seguintes hipóteses:
a) cada célula do reservatório fornece uma fração da vazão necessária. Se o
reservatório é dividido em duas partes, cada célula fornece metade da vazão;
b) adota-se uma perda de carga unitária J, desde a saída do reservatório até o início
das colunas, como sendo igual a 8m/100m, ou 0,08 m/m.
No dimensionamento, tendo-se a vazão Q (obtida pela fórmula dos pesos, dada pela
Norma) e a perda de carga J, adotada na hipótese (b), utiliza-se a fórmula de FairWhipple-Hsiao para o dimensionamento.
Como em todas as etapas do dimensionamento, adota-se o diâmetro comercial mais
próximo, sempre arredondando “para mais”.
Dados de Projeto: Reservatórios, Alimentador predial, Ramal predial, Barrilete