3.
INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE
O fornecimento de água quente representa uma necessidade nas instalações de
determinados aparelhos e equipamentos ou uma conveniência para melhorar as condições
de conforto e higiene em aparelhos sanitários de uso comum. As presentes instruções serão
baseada na norma pertinente: NBR 7198:1993 – Projeto e execução de instalações prediais
de água quente (ABNT, 1993).
A temperatura com que a água deve ser fornecida depende do uso a que se destina
(Tabela 3.1). Quando uma mesma instalação deve fornecer água em temperaturas
diferentes nos diversos pontos de consumo, faz-se o resfriamento com um aparelho
misturador de água fria ou o aquecimento com um aquecedor individual no local de
utilização.
Tabela 3.1. Temperaturas recomendadas.
Uso
Temperatura ºC
Banhos, lavagem de mãos e limpeza
40 a 50
Cozinhas
55 a 75
Lavanderias
75 a 80
Finalidades médicas
≥ 100
TERMINOLOGIA (NBR 7198/1993)
Aquecedor: aparelho destinado a aquecer a água.
Aquecedor de acumulação: aparelho que se compõe de um reservatório dentro do qual a
água acumulada é aquecida.
Aquecedor instantâneo: aparelho que não exige reservatório, aquecendo a água quando
de sua passagem por ele.
Dispositivo anti-retorno: dispositivo destinado a impedir o retorno de fluídos para a rede de
distribuição.
Dispositivo de pressurização: dispositivo destinado a manter sob pressão a rede de
distribuição predial, composto de tubulação, reservatórios, equipamentos e instalação
elevatória.
Engate: tubulação flexível ou que permite ser curvada, utilizada externamente para conectar
determinados aparelhos sanitários – geralmente bidês e lavatórios – aos respectivos pontos
de utilização.
Isolamento térmico: dispositivo utilizado para reduzir as perdas de calor ao longo da
tubulação condutora de água quente.
Misturador: dispositivo que mistura água quente e fria.
Reservatório de água quente: reservatório destinado a acumular água quente a ser
distribuída.
Respiro: dispositivo destinado a permitir a saída de ar e/ou vapor de uma instalação.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
1
Tubulação de retorno: Tubulação que conduz a água quente de volta ao reservatório de
água quente ou aquecedor.
Válvula de segurança de temperatura: dispositivo destinado a evitar que a temperatura da
água quente ultrapasse determinado valor.
Dilatação térmica: variação nas dimensões de uma tubulação devida às alterações de
temperatura.
Junta de expansão: dispositivo destinado a absorver as dilatações lineares das tubulações.
Dreno: dispositivo destinado ao esvaziamento de recipiente ou tubulação, para fins de
manutenção ou limpeza.
Dispositivo de recirculação: dispositivo destinado a manter a água quente em circulação,
a fim de equalizar sua temperatura.
3.1 SISTEMAS DE AQUECIMENTO
O abastecimento de água quente é feito em encanamentos separados dos de água
fria e pode ser de três tipos.
3.1.1 Sistema individual ou local
Nesta modalidade se produz água quente para um único aparelho ou no máximo,
para aparelhos do mesmo ambiente. São aparelhos localizados no próprio banheiro ou na
área de serviço. Como exemplo pode-se citar o chuveiro elétrico.
Para este sistema não existe a necessidade de uma rede de tubulações para água
quente, visto que os aparelhos estão geralmente nos ambientes em que são utilizados. Os
aquecedores são instantâneos (de passagem).
Este sistema é mais utilizado em edificações de baixa renda, pois o investimento
inicial é baixo. A instalação da rede de água quente aumenta o custo da edificação.
3.1.2 Sistema central privado (domiciliar)
Neste sistema se produz água quente para todos os aparelhos de uma unidade
residencial (casa ou apartamento). Esta modalidade se torna vantajosa em prédios de
apartamentos onde exista dificuldade de rateio na conta de energia e manutenção, que será
de responsabilidade de cada condômino. O sistema central privado utiliza basicamente os
seguintes tipos de fontes de energia: eletricidade, óleo combustível, gás combustível, lenha
e energia solar.
Os aparelhos de aquecimento para este sistema podem ser instantâneos (ou de
passagem), onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pelo aparelho (sem
reservação) ou de acumulação, onde a água é reservada e aquecida para posterior uso.
Para este sistema de aquecimento, deve haver uma prumada de água fria exclusiva,
com dispositivo que evite o retorno da água do interior do aquecedor em direção à coluna de
água, tal como o sifão térmico. Os aquecedores deverão ainda contar com dispositivo para
exaustão dos gases e os ambientes onde os mesmos serão instalados devem obedecer às
normas quanto à adequação de ambientes. A Figura 3.1 ilustra o sistema central privado.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
2
A distribuição de água quente para este se sistema constitui basicamente de ramais
que conduzem a água do aparelho de aquecimento até os pontos de utilização. Este
caminhamento deverá ser o mais curto possível para se evitar perda de temperatura na
tubulação ao longo do trecho.
A escolha deste sistema deve levar em conta os fatores financeiros, visto que a
instalação da rede demanda um certo investimento inicial. A adequação dos ambientes
também deverá ser levada em consideração, visto que os ambientes necessitam de
ventilação permanente e espaço físico adequado, principalmente no caso de se adotar
aquecedores de acumulação, o que demanda espaço para sua instalação. Em certos casos,
a falta de espaço remete à instalação de aquecedores de passagem. Outro fator importante
na escolha de aquecedores de passagem ou acumulação é o caminhamento da tubulação.
Trechos muito longos proporcionam perdas de temperatura, o que limita a utilização de um
único aquecedor instantâneo. A alimentação de mais de um ponto de utilização com um
único aquecedor de passagem também pode ser deficiente. Um aquecedor de acumulação,
nestes casos, proporcionaria mais conforto ao usuário.
Figura 3.1. Esquema de alimentação de água fria para sistema central privado de uma
residência, com aquecedor Junker de baixa pressão (CREDER, 2006).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
3
3.1.3 Sistema central coletivo
Neste sistema, se produz água quente para todos os parelhos ou unidades da
edificação. O aparelho de aquecimento é, normalmente situado no térreo ou subsolo, para
facilitar a manutenção e o abastecimento de combustível. O abastecimento de água neste
caso também é feito através de uma prumada exclusiva. Estes aparelhos (comumente
denominados de caldeiras) podem apresentar dispositivos para a troca do energético
alimentador (sistema de backup); assim tem-se caldeira a gás e eletricidade num mesmo
aparelho, proporcionando a alternância da fonte de energia. Assim como nos aquecedores
de acumulação para central privada, o reservatório pode estar situado conjuntamente com o
gerador ou não, dependendo do espaço físico destinado ao aparelho. Assim, pode-se ter o
gerador no pavimento térreo ou subsolo e o reservatório na parte superior da edificação
(cobertura). A Figura 3.2 ilustra o sistema central coletivo. As dimensões variam conforme o
volume contido e alguns fabricantes trazem recomendações quanto às dimensões das casas
de caldeiras para a instalação das mesmas.
A distribuição neste sistema pode ser ascendente, descendente ou mista. Na
distribuição ascendente (Figura 3.3), tem-se um barrilete inferior que alimenta as colunas.
Na distribuição descendente (Figura 3.4), as colunas são alimentadas por um barrilete
superior. Na distribuição mista (Figura 3.5), existe dois barriletes, um superior e outro
inferior.
É recomendada quando não há rateio na conta, como em hotéis, motéis, hospitais,
clubes, indústrias, etc. É recomendado também quando se dispõe de pouco espaço físico no
interior do apartamento, ou então, em situações onde não se deseja a instalação de
aparelhos de aquecimento no apartamento. Vale ressaltar que neste sistema a água é
oferecida em maiores vazões e o correto dimensionamento do sistema proporciona
quantidades de água quente adequadas em todos os pontos de utilização. Entretanto, as
perdas de calor no reservatório são maiores do que as perdas verificadas num aquecedor
utilizado no sistema central privado.
Figura 3.2. Sistema central coletivo – caldeira a gás combustível (ILHA et al, 1994).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
4
Figura 3.3. Sistema central coletivo – distribuição ascendente (ILHA et al, 1994).
Figura 3.4. Sistema central coletivo – distribuição descendente (ILHA et al, 1994).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
5
Figura 3.5. Sistema central coletivo – distribuição mista (ILHA et al, 1994).
3.2 Tipos de Aquecedores.
Para o aquecimento da água na edificação dispõe-se basicamente de três fontes:
a) Energia solar.
b) Combustão de sólidos (madeira, carvão, etc), líquidos (óleo, querosene, álcool, etc) ou
gases (gás natural, GLP, etc);
c) Eletricidade;
Na prática, estas fontes podem ser associadas, sendo uma a fonte principal e a outra
a fonte suporte (o que comumente é chamado de backup). Numa eventual falta ou
deficiência da fonte principal a fonte suporte a substitui ou complementa o fornecimento. É o
caso da energia solar que tem como suporte a eletricidade ou GLP, para longos períodos
nublados.
3.2.1 Aquecimento com energia solar
O Sol envia uma quantidade fabulosa de energia à Terra. Anualmente chegam 1018
kWh de energia enviados pelo Sol. Isto equivale a 1013 toneladas de carvão, que é a
reserva total de carvão disponível. A humanidade consome aproximadamente 1014 kWh por
ano, ou seja, 1/10000 da energia que o Sol envia. O Sol envia por hora a energia que a
humanidade consome por ano.
A utilização de energia solar no aquecimento de água apresenta uma importância
cada vez maior devido ao elevado custo das outras formas de energia. O aproveitamento da
energia solar no aquecimento de água exige um investimento inicial elevado que
normalmente é compensado pela gratuidade da energia solar.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
6
Vantagens:
Não é poluidora.
É auto-suficiente.
É completamente silenciosa.
É uma fonte alternativa de energia.
Geralmente está disponível no local do consumo.
Um bom aquecedor consegue elevar a temperatura da água acima de 80°C.
Desvantagens:
a) Encontra limitações do ponto de vista arquitetônico e também de espaço nas coberturas
das edificações.
b) Apresenta-se na forma disseminada, não concentrada, portanto de difícil captação.
c) Apresenta disponibilidade descontínua (dia / noite, inverno / verão).
d) Apresenta variações casuais (céu nublado, chuva).
e) Pode haver necessidade de um aquecedor auxiliar que utilize energia convencional para
suprir os períodos ou momentos de carência.
O equacionamento do problema deveria ser a utilização de energia solar como
aquecimento normal da água onde e sempre que possível, e o aquecimento elétrico ou com
combustível auxiliar, e não o inverso.
O sistema de geração de água quente à base de energia solar se compõe de (Figuras
3.6 e 3.7):
a) Coletores de energia (placas coletoras), que absorvem energia dos raios solares
aquecendo-se e transferindo o calor para a água contida em um conjunto de tubos que
constituem uma espécie de serpentina.
b) Acumulador de energia (reservatório de água quente com revestimento térmico, boiler,
storage).
c) Rede de distribuição (tubulações e acessórios).
d) Bomba de circulação, quando a circulação por convecção for suficiente para alcançar a
temperatura desejada.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 3.6. Instalação de um coletor solar em residência.
Fonte: www.soletrol.com.br
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
7
Figura 3.7. Esquema típico de instalação de aquecimento solar.
Fonte: www.soletrol.com.br
Os coletores devem ser montados de acordo com as seguintes prescrições (Figura
3.8):
a) Orientação: deverá ser orientado para o norte verdadeiro.
b) Inclinação: a inclinação com a horizontal deverá ser igual à latitude do local mais 5 a 10º.
c) Nível: para que ocorra a circulação normal (fluxo ascendente de água com temperatura
mais elevada), deverá haver um desnível de 60 cm ou mais entre a saída do coletor e o
fundo do reservatório de água quente.
1 Cobertura transparente – constituída de uma ou mais placas, em geral, de vidro plano.
2 Placa absorvedora – normalmente metálica e pintada de preto fosco (ou de material
seletivo de radiação), apresentando, em geral, uma grelha de tubos de cobre.
3 Isolamento térmico – comumente uma camada de lã de vidro colocada no fundo e nas
laterais do coletor a fim de reduzir ao máximo as perdas de calor.
4 Caixa do coletor – elemento estrutural freqüentemente de chapas/perfis de alumínio, com
função de abrigar e proteger os componentes internos contra as intempéries.
Figura 3.8. Componentes de uma célula de coletor solar.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
8
Tipos de instalação de aquecimento solar:
Circulação Natural ou Termossifão: é a forma de instalação mais utilizada em residências.
A circulação da água acontece apenas pela diferença de densidade da água quente em
relação à água fria. A água quente naturalmente menos densa tende a “subir” formando
assim um circuito de circulação de água entre o boiler e as placas coletoras sem a
necessidade de bombeamento. Mais importante ainda do que o armazenador estar próximo
aos pontos de consumo, é o conjunto de placas coletoras estar próximo a ele. Além do boiler
trabalhar "afogado" pela caixa de água fria, o conjunto de placas coletoras deverá ser
instalado, em nível vertical, abaixo do boiler. A distância horizontal entre eles também não
pode ser muito grande para evitar perdas de carga na tubulação que possam impossibilitar o
bom funcionamento do sistema. Por este motivo, o número de curvas e conexões deve ser
reduzido ao mínimo.
Figura 3.9. Circulação natural ( termossifão ) (CREDER, 2006).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
9
Circulação Forçada ou Bombeada
Este tipo de instalação é geralmente utilizado em instalações de grande porte ou
quando os desníveis e distâncias necessárias entre coletores solares e boiler não puderem
ser respeitados. Neste caso, o conjunto de placas poderá ficar até mesmo acima do
reservatório de água fria. Uma motobomba fará com que a circulação da água se proceda
normalmente. Juntamente com a motobomba, será necessária a instalação de um
termostato diferencial de temperatura, o qual tem por função ligar e desligar a motobomba
sempre que a temperatura do coletor solar estiver mais aquecida que a temperatura da água
no interior do boiler.
Figura 3.10. Circulação forçada ou bombeada (www.empresastuma.com.br).
A utilização de coletores solares em edifícios residenciais com a finalidade de assitir a
um sistema convencional de aquecimento de água (sistema de pré-aquecimento da água),
pode ser realizada de maneira relativamente simples. A figura 3.11. ilustra uma instalação de
água, em edifício, com aquecimento elétrico ou à gás e previsão para o pré-aquecimento por
energia solar. Essa medida pode resultar em uma economia de combustível ou eletricidade
de até 50%.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
10
Figura 3.11. Esquema de uma instalação hidráulica de edifício, com previsão para utilização
de aquecedores solares (CREDER, 2006).
A área de coletores necessária é calculada pela Equação 3.1:
A=
Q
I ⋅R
Equação 3.1
onde: A = área dos coletores (m²); Q = calor necessário (kcal / dia); I = intensidade de
radiação solar (kWh/m² ou kcal x h/m²); R = rendimento dos coletores (geralmente 50%).
Radiação solar incidente:
I= Ri (0,24 + 0,58p)
Equação 3.2
onde: Ri = radiação solar recebida no topo da atmosfera no 15º dia do mês considerado, em
função da latitude do lugar; p = relação entre o número de horas diárias de insolação e a
duração máxima da insolação no mês considerado.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
11
Figura 3.12. Radiação solar recebida e duração máxima de insolação diária (TUCCI, 2001).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
12
Exercício 3.1: Determine a área do coletor solar necessário para atender as necessidades
de água quente de uma instalação domiciliar para 5 pessoas, localizada em Santa Maria –
RS.
Dados: Temperatura da água fria = 8 ºC
Temperatura da água quente = 45 ºC
Latitude de Santa Maria = 30º S
Tempo médio de insolação = 8 horas
Ligação dos coletores:
Há três maneiras de se ligarem os coletores:
a) Ligação em paralelo
Nesta ligação, a circulação normal funciona bem. Todos os coletores funcionam na mesma
temperatura e têm a mesma eficiência. Conforme a Figura 3-13, considerando-se C1, C2 e
C3 os coletores; T1, T2 e T3 as temperaturas dos coletores e E1, E2 e E3 as eficiências dos
coletores, se verifica que:
T1 = T2 = T3 e E1 = E2 = E3.
Usando-se mais coletores, aumenta-se o volume de água quente mas não aumenta a
temperatura.
Figura 3.13. Coletores solares ligados em paralelo (GHISI e GUGEL 2005).
b) Ligação em série
Nesta ligação a circulação deve ser forçada. Para isto utiliza-se bombas de circulação ou
pressurizadores, que apresentam potências variadas, a depender do tamanho da instalação.
Para residências e pequenas instalações, esta potência geralmente fica entre 1/6 CV e 1/2
CV.
Conforme a Figura 3-14, considerando-se C1, C2 e C3 os coletores; T1, T2 e T3 as
temperaturas dos coletores e E1, E2 e E3 as eficiências dos coletores, se verifica que:
T1 < T2 < T3 e E1 >E2 > E3.
A água passa em todos os coletores, e em cada coletor há um ganho de temperatura.
Usando mais coletores, aumenta a temperatura da água, porém não aumenta o volume.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
13
Figura 3.14. Coletores solares ligados em série (GHISI e GUGEL 2005).
c) Ligação em série/paralelo
É uma combinação da ligações anteriores e a circulação deve ser forçada. Utiliza-se esta
modalidade quando se deseja aumentar quanto o volume quanto a temperatura da água. A
Figura 3-15 apresenta o esquema típico de instalação deste tipo de ligação.
Figura 3.15. Ligação série / paralelo dos coletores solares (GHISI e GUGEL 2005).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
14
3.2.2 Aquecimento elétrico
O aquecimento elétrico é feito por meio de resistências elétricas ligadas
automaticamente pelo fluxo de água. A figura 3.16 mostra aquecedores elétricos
instantâneos ou de passagem. As figuras 3.17 a 3.19 mostram aquecedores do tipo boiler,
de acumulação, onde a água é aquecida lentamente nas horas sem consumo, para que nas
ocasiões de uso, a água já esteja na temperatura adequada.
Figura 3.16. Aquecedores elétricos individuais de passagem.
Figura 3.17. Esquema de um aquecedor elétrico de acumulação.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
15
Figura 3.18. Instalação de aquecedores elétricos de acumulação em casas residenciais
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
16
Figura 3.19. Instalação de aquecedores elétricos de acumulação, em prédios.
3.2.3 Aquecimento a gás
Nas grandes cidades, é mais comum o uso do gás natural, ou GLP. O aquecedor a
gás, normalmente, é instalado no banheiro, na cozinha ou na área de serviço. Nas figuras
3.20 e 3.21 vemos aquecedores a gás.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
17
Figura 3.20. Aquecedor instantâneo à gás combustível.
Figura 3.21. Posição de montagem dos aquecedores de acumulação à gás
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
18
3.3 DIMENSIONAMENTO.
3.3.1 Consumo de água quente
Em países de clima frio, o consumo de água quente chega a ser igual a 1/3 do
consumo total de água dos aparelhos. As previsões atingem, portanto, valores muito
grandes. Para hotéis e apartamentos, por exemplo, chegam a ser previstos 150
L/pessoa.dia.
Como base para o dimensionamento do aquecedor e do reservatório de acumulação
de água quente, pode usar a Tabela 3.2.
Tabela 3.2. Estimativa de consumo de água quente.
Prédio
Consumo L/dia
Alojamento provisório de obra
24 por pessoa
Casa popular ou rural
36 por pessoa
Residência
45 por pessoa
Apartamento
60 por pessoa
Quartel
45 por pessoa
Escola, internato
45 por pessoa
Hotel, sem cozinha e lavanderia
36 por hóspede
Hospital
125 por leito
Restaurantes e similares
12 por refeição
Lavanderia
15 por kg de roupa seca
3.3.2 Vazões das peças de utilização (Tabela 3.3)
Tabela 3.3. Vazão das peças de utilização.
Pontos de utilização Vazão (L/s) Peso
Banheira
0,30
1,0
Bidê
0,10
0,1
Chuveiro
0,20
0,5
Lavatório
0,20
0,5
Pia de cozinha
0,25
0,7
Pia de despejo
0,30
1,0
Lavadora de roupa
0,30
1,0
3.3.3 Pressões
As pressões mínimas de serviço nas torneiras e nos chuveiros são, respectivamente,
de 0,5 e 1,0 mca, ou seja, 5 e 10 kPa.
A pressão estática máxima nas peças de utilização, assim como nos aquecedores, é
de 40,0 mca, ou seja, 400 kPa.
3.3.4 Velocidade máxima de escoamento da água
A velocidade da água nas tubulações não deve ser superior a 3 m/s. Nos local onde o
nível de ruído possa perturbar o repouso ou o desenvolvimento das atividades normais, a
velocidade da água deve ser limitada a valores compatíveis com o isolamento acústico.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
19
3.3.5 Perdas de carga
O cálculo das perdas de carga deve ser feito do mesmo modo que o indicado para a
instalação de água fria. Pode ser utilizada a fórmula de Fair-Whipple_Hsiao para Tubo de
cobre, latão e plástico conduzindo água quente, Equação 3.3.
Q = 63,281D 2,714 J 0,571
ou
J = 0,000704.D −4,75Q1, 75
Equação 3.3
3.3.6 Dimensionamento dos aquecedores
No cálculo do consumo diário de água quente, pode-se utilizar a clássica equação das
misturas de líquidos em temperaturas diversas (Equação 3.4).
VM ⋅ TM = V AF ⋅ T AF + V AQ ⋅ T AQ
Equação 3.4
VM = VAF + VAQ
onde: VM = volume de mistura (Tabela 3.2); TM = temperatura de mistura (Tabela 3.1); VAF =
volume de água fria; TAF = temperatura da água fria; VAQ = volume de água quente; TAQ =
temperatura da água quente (70oC).
A determinação da capacidade do aquecedor e da potência elétrica consumida pode
ser feita com auxílio da Tabela 3.5. ou de catálogos fornecidos pelos fabricantes.
Tabela 3.4. Dimensionamento indicado para aquecedores elétricos de acumulação.
Consumo diário
Capacidade
Potência
a 70 ºC (L)
do aquecedor (L)
(kW)
60
50
0,75
95
75
0,75
130
100
1,0
200
150
1,25
260
200
1,50
330
250
2,0
430
300
2,5
570
400
3,0
700
500
4,0
850
600
4,5
1150
750
5,5
1500
1000
7,0
1900
1250
8,5
2300
1500
10,0
2900
1750
12,0
3300
2000
14,0
4200
2500
17,0
5000
3000
20,0
Exercício 3.2: Dimensionar os ramais, a coluna de água quente e o aquecedor do
apartamento 801 em anexo.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
20
3.4 MATERIAIS E RECOMENDAÇÕES GERAIS
3.4.1 Cobre
•
•
•
•
•
•
•
O cobre apresenta as seguintes características:
Apresenta uma vida útil bastante longa (durabilidade).
Baixos custos de manutenção.
Resiste à pressão de serviço e a elevações de temperatura acima do mínimo exigido.
Apresenta também resistência ao golpe de aríete.
Não forma incrustações por oxidação.
Apresenta resistência à corrosão interna e externa.
A execução das tubulações exige mão-de-obra especializada (pode ser utilizada solda).
Requer isolamento térmico, coeficiente de dilatação térmica linear: 1,65 x 10-2 mm/m°C.
3.4.2 Ferro
Apresenta custo elevado, embora menor que o do cobre. Devido às incrustações e
corrosões, pode apresentar vida útil mais reduzida se comparado ao cobre. Apresenta
coeficiente de dilatação alto, em torno de 1,2 x 10-5 m/ºC. A instalação requer isolamento
térmico. As juntas são rosquedas, exigindo mão-de-obra especializada.
3.4.3 CPVC
Termoplástico semelhante ao PVC, porém com maior percentual de cloro, o
policloreto de vinila clorado é o material que apresenta o menor custo. Apresenta vida útil
longa, baixo coeficiente de dilatação e baixa condutividade térmica, o que dispensa o uso de
isolamento térmico. As juntas são soldáveis, exigindo mão-de-obra treinada. A principal
limitação quanto ao uso de CPVC é o limite de temperatura, que é de 80º C, o que exige a
instalação de termoválvula com termoelemento.
A termo-válvula é utilizada para impedir que a água ultrapasse a temperatura de 80º C
através da mistura com água fria. A termoválvula deve ser instalada entre o aquecedor e a
tubulação de água quente. Deve se ter cuidado na observação da vida útil da termoválvula.
Figura 3.22. Instalação de sistema de aquecimento de água com CPVC – utilização de
termoválvula (GHISI e GUGEL 2005).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
21
3.4.4 Polipropileno
O polipropileno é uma resina poliolefínica cujo principal componente é o petróleo. Por
sua versatilidade apresenta várias aplicações, e dentre elas se destaca o uso nas
instalações de água quente. Apresenta coeficiente de dilatação térmica aproximada de 10 x
10-5 cm/cmºC, não requer isolamento térmico. Permitem operar à temperatura de serviço de
80ºC, a 60 m.c.a, mas suportam picos de até 95º C, a 60 m.c.a, ocasionados por eventuais
desregulagens do aparelho de aquecimento. Sua instalação é relativamente fácil, não existe
união entre tubos e conexões. As conexões e emendas são soldadas por termofusão, a 260
ºC, ambos os materiais fundem-se molecularmente formando uma tubulação contínua.
Figura 3.23. Instalação de água fria (PVC) e água quente (PPR).
Fonte: http://www.amanco.com.br.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
22
Figura 3.24. Tubos e conexões de Polipropileno Copolímero Random tipo 3 (PPR).
Fonte: http://www.amanco.com.br.
3.4.5 PEX (polietileno reticulado)
O polietileno é uma resina termoplástica composta de macromoléculas lineares
constituídas de Hidrogênio e Carbono em ligações alternadas. A RETICULAÇÃO nada mais
é que expulsar o Hidrogênio do sistema fazendo com que as novas ligações espaciais
formadas de Carbono mais Carbono, gerem ao novo produto suas principais qualidades.
O polietileno reticulado é muito utilizado em instalações de gesso acartonado. Possui
o mesmo conceito de uma instalação elétrica: o tubo "PEX" (flexível) é introduzido dentro de
um tubo condutor (conduítes) que o guia desde a Caixa de Distribuição, até o ponto de
consumo, tanto para instalação de água fria quanto de água quente. O sistema facilita a
retirada do tubo para manutenção, sem danificar os revestimentos e paredes. O PEX é um
sistema que utiliza cinco camadas sobrepostas de dentro para fora com utilização de
Polietileno (HDPE ou PEX), firmemente unidos com adesivo aquecido em um tubo de
alumínio (alma). Como característica podem ser citadas a flexibilidade, ausência de fissuras
por fadiga e vida útil prolongada. Apresenta também boa resistência à temperatura
(bibliografias indicam cerca de 95º C).
Figura 3.25. Sistema PEX. Fonte: www.pexdobrasil.com.br.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
23
Figura 3.26. Instalação de água fria e quente utilizando sistema PEX.
Fonte: www.metalica.com.br/pg_dinamica/bin/pg_dinamica.php?id_pag=516
Em relação aos custos de cada material, pode-se observar que os mesmos variam
em função do mercado, com os materiais alternando de preço. Em geral, a ordem
decrescente de preço é: cobre, polipropileno e CPVC, citando apenas os mais utilizados.
3.4.6 Recirculação de água quente
Para evitar o resfriamento de água nas tubulações (casos em que existe uma
paralisação temporária no consumo e a água, por convecção, radiação ou condução, esfria
nas tubulações) é comum o uso de sistema de recirculação, que consiste basicamente na
interligação dos pontos mais distantes da rede ao equipamento de aquecimento. A
recirculação pode ser natural (pela diferença de temperatura e por conseqüência, de
densidade dos líquidos) ou forçada (através do uso de bombas).
3.4.7 Medição individualizada de água quente
Assim como nas instalações de água fria, a medição individualizada de água quente
proporciona economia de água e uma cobrança mais justa dos condôminos. A instalação de
hidrômetros individuais resolve a questão, mas a exemplo da instalação de água fria, são
necessárias algumas modificações construtivas, de acordo com o sistema de aquecimento:
• Sistema individual ou local – como não existe rede de água quente, a questão
se encontra relacionada a medição individualizada de água fria e da fonte de
energia utilizada (gás ou eletricidade).
• Sistema central privado – o principal problema técnico constitui a baixa pressão
disponível no último pavimento, tendo em vista a grande perda de carga
introduzida pelo hidrômetro. Uma opção a ser considerada consiste na adoção de
hidrômetros com vazão característica maior que a necessária. No caso de
edifícios muito altos, deverão ser instalados dispositivos redutores de pressão. As
alternativas de medição individualizada para o sistema central privado são,
basicamente, as seguintes:
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
24
•
Medição através de hidrômetros distribuídos nos pavimentos (um para cada
apartamento), com uma coluna ou com várias colunas;
Medição através de hidrômetros concentrados em barrilete superior;
Medição através de hidrômetros concentrados em barrilete inferior;
Medição através de hidrômetros concentrados em mais de um barrilete;
Sistema central coletivo – o caráter coletivo na geração/reservação de água
quente e a introdução de um sistema de recirculação trazem complicações
adicionais para medição individualizada. Em edifícios de apartamentos pequenos,
cuja distribuição de água quente possa ser efetuada em apenas uma coluna, com
ramais internos em cada unidade residencial, a individualização não implica em
maiores dificuldades. Observa-se, entretanto, que o aumento do número de
colunas de distribuição de água quente por apartamento determina a necessidade
de se instalar hidrômetros em cada coluna adicional, tornando a aplicação deste
tipo de medição difícil em grandes apartamentos.
3.4.8 Isolamento
O calor é transmitido, por condução pela parede, do interior das tubulações de água
quente para o meio. A fim de dificultar esta perda de calor e, com isso, aumentar a eficiência
do sistema de distribuição de água quente, são utilizados isolantes que constituem-se,
basicamente, em materiais com baixa condutividade térmica (figura 3.27).
Em tubulações embutidas, os isolantes mais utilizados são as canaletas, normalmente
de materiais plásticos e a massa de amianto e nata de cal.
Por outro lado, nas tubulações aparentes são freqüentemente empregadas as
canaletas de lã de vidro e de silicato de cálcio, conforme a Figura 3.28.
Figura 3.27. Ligação dos aparelhos de AF e AQ com isolação térmica.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
25
Figura 3.28. Isolante térmico.
3.4.9 Dilatação
As instalações de água quente, em função das tensões internas, provocam empuxos
nas tubulações que, podem atingir valores consideráveis e causar danos às tubulações. Em
trechos longos e retilíneos deve-se usar cavaletes, liras ou juntas de dilatação especiais que
permitam a dilatação. A Figura 3.28 ilustra um exemplo de lira e outro de cavalete. O
espaçamento para execução destes elementos deverá ser consultado junto aos fabricantes.
Figura 3.29. Exemplo de lira e cavalete (GHISI e GUGEL 2005).
3.4.10
Outros cuidados
♦As canalizações de água quente não podem ser superdimensionadas pois poderão
funcionar como "reservatórios", ocasionando uma demora excessiva na chegada da água
até os pontos de consumo, e o seu resfriamento.
♦A única canalização que pode funcionar com uma certa "folga" é a canalização que
conduz a água fria desde o reservatório superior até o sistema de aquecimento.
♦Antes de iniciar o dimensionamento do barrilete e colunas deve-se verificar a
pressão mínima que poderá ocorrer no início de cada coluna, se o sistema for descendente
ou no final de cada coluna se o sistema for ascendente, de modo que a pressão nos pontos
de utilização do pavimento mais crítico (geralmente, último andar), obedeça os valores
mínimos estabelecidos pela ABNT e pelos catálogos das peças instaladas.
♦ A união incorreta entre um tubo de cobre e um tubo de aço galvanizado, pode ser
muito desastroso para as instalações, tendo em vista as propriedades desses materiais
quando postos em contato.
♦ Os tubos de aço galvanizado devem ser instalados de modo a não entrarem em
contato com tubos e conexões de cobre e suas ligas, de modo a evitar a formação de par
galvânico (figura 3.29). Um contato galvânico, freqüente em instalações hidráulicas prediais
com aquecimento central (privado ou coletivo), é aquele que se estabelece na região de
mistura da água quente (tubo de cobre) com a água fria (tubo de aço carbono galvanizado).
O metal mais anódico (aço, no caso) sofrerá corrosão a uma taxa mais alta que aquela que
o mesmo metal sofreria sem a presença do contato galvânico (os eletrólitos, no caso, são a
água, pelo lado interno, e a argamassa de revestimento, pelo lado externo). Na prática, esta
condição acontece na ligação de chuveiros ou duchas, com as inconveniências decorrentes
do par galvânico, sendo minimizadas através da adoção de esquemas como os
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
26
representados na figura 3.30, onde a opção (a) se constitui na de maior eficiência, por
transferir o contato entre o galvanizado e o cobre para um ponto onde a temperatura seja
menor em caso de refluxo da água quente;
Figura 3.30. Esquema de ligação de canalização de cobre com aço (ou ferro).
Figura 3.31. Esquema de ligação do chuveiro ou ducha (ABNT, 1998).
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
27
♦ As tubulações metálicas enterradas devem ser protegidas para que os solos
contendo agentes agressivos não provoquem corrosão externa. Para proteção, as
tubulações podem ser colocadas em canaletas de concreto, pintadas com material
betuminoso ou sofrer outros tipos de proteção.
3.5 Elaboração do Projeto
O projeto de instalações prediais de água quente deverá ser composto de plantas
baixas de todos os pavimentos (de um pavimento tipo no caso de sua existência), planta de
cobertura, locação, detalhes isométricos, barrilete, memorial descritivo e de cálculo e dos
detalhes construtivos que se fizerem necessários. Todas as pranchas deverão possuir
legenda e selo. O espaço acima do selo deve ser reservado para carimbos de aprovação
dos órgãos competentes. Geralmente, o projeto de instalações de água quente é
apresentado juntamente com o projeto de instalações de água fria.
Referências bibliográficas
ABNT (1998). NBR 5626 – Instalação predial de água fria.
ABNT (1993). NBR 7198 – Projeto e execução de instalações prediais de água quente.
BOTELHO, M. H. C. & RIBEIRO Jr., G. de A. (1998). Instalações Hidráulicas Prediais Feitas
para Durar. Usando Tubos de PVC. São Paulo: ProEditores, 230p. il.
CREDER, H. (2006). Instalações hidráulicas e sanitárias. Rio de Janeiro: LTC - Livros
Técnicos e Científicos Editora, 6ª Edição. 423p. il.
GHISI, E. e GUGEL, E. C. (2005) Notas de aula - Instalações Prediais de Água Quente Universidade Federal de Santa Catarina. Departamento de Engenharia Civil. Disciplina
ECV5317 – Instalações I -, Florianópolis, Agosto de 2005.
ILHA, M. S. de O., GONÇALVES, O. M., KAVASSAKI, Y. (1994) Sistemas Prediais de Água
Quente. São Paulo. EPUSP, 60 p.
MACINTYRE, A.J. (1990) Manual de instalações hidráulicas e sanitárias. Ed. Guanabara.
PAIVA, J. B. D. de e IRION, C. A. O. (2003) Notas de aula – Instalações Hidrossanitárias
Prediais. Santa Maria: Departamento de Hidráulica e Saneamento da Universidade Federal
de Santa Maria.
TUCCI, CARLOS E. M. Hidrologia: Ciência e Aplicação. Editora da Universidade (UFRGS).
Volume Único. p35 a ..p50.1ª Edição. 1993.
Página da internet: www.procobre.org/br, acesso em maio de 2006.
Página da internet: www.tigre.com.br, acesso em maio de 2006.
Página da internet: www.dbgraus.com.br, acesso em maio de 2006.
Página da internet: www.alosolar.com.br, acesso em maio de 2006.
Página da internet: www.metalica.com.br, acesso em maio de 2006.
Página da internet: www.soletrol.com.br, acesso em outubro de 2006.
Página da internet: www.amanco.com.br, acesso em outubro de 2006.
Página da internet: www.empresastuma.com.br, acesso em outubro de 2006.
Página da internet: www.pexdobrasil.com.br, acesso em outubro de 2006.
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
28
ANEXOS
______________________________________________________________________________________
Instalações Hidrossanitárias Prediais
29