Unidade 2
Instalações Prediais de Água Fria
As instalações prediais de água fria devem ser projetadas de modo que, durante a vida útil
do edifício que as contém, atendam aos seguintes requisitos:
a) Preservar a potabilidade da água.
b) Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e com pressões e
velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de
utilização e demais componentes.
c) Promover economia de água e de energia.
d) Possibilitar manutenção fácil e econômica.
e) Evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente.
f) Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de
fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigências do usuário.
1.1 Terminologia (NBR 5626/1998)
Alimentador predial: Tubulação que liga a fonte de abastecimento a um reservatório de água de
uso doméstico.
Aparelho sanitário: Componente destinado ao uso da água ou ao recebimento de dejetos líquidos e
sólidos (na maioria das vezes pertence à instalação predial de esgoto sanitário). Incluem-se nessa
definição aparelhos como bacias sanitárias, lavatórios, pias e outros, e, também, lavadoras de roupa,
lavadoras de prato, banheiras de hidromassagem, etc.
Barrilete: Tubulação que se origina no reservatório e da qual derivam as colunas de distribuição,
quando o tipo de abastecimento é indireto. No caso de tipo de abastecimento direto, pode ser
considerado como a tubulação diretamente ligada ao ramal predial ou diretamente ligada à fonte de
abastecimento particular.
Coluna de distribuição: Tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais.
Diâmetro nominal (DN): Número que serve para designar o diâmetro de uma tubulação e que
corresponde aos diâmetros definidos nas normas específicas de cada produto.
Dispositivo de prevenção ao refluxo: Componente, ou disposição construtiva, destinado a impedir
o refluxo de água em uma instalação predial de água fria, ou desta para a fonte de abastecimento.
Duto: Espaço fechado projetado para acomodar tubulações de água e componentes em geral,
construídos de tal forma que o acesso ao seu interior possa ser tanto ao longo de seu comprimento
como em pontos específicos, através da remoção de uma ou mais coberturas, sem ocasionar a
destruição delas a não ser no caso de coberturas de baixo custo. Inclui também o shaft que
usualmente é entendido como um duto vertical.
Instalação elevatória: Sistema destinado a elevar a pressão da água em uma instalação predial de
água fria, quando a pressão disponível na fonte de abastecimento for insuficiente, para
abastecimento do tipo direto, ou para suprimento do reservatório elevado no caso de abastecimento
do tipo indireto. Inclui também o caso onde um equipamento é usado para elevar a pressão em
pontos de utilização localizados.
1
Metal sanitário: Expressão usualmente empregada para designar peças de utilização e outros
componentes utilizados em banheiros, cozinhas, áreas de serviço e outros ambientes do gênero,
fabricados em liga de cobre. Exemplos: torneiras, registros de pressão e gaveta, misturadores,
válvulas de descarga, chuveiros e duchas, bicas de banheira.
Nível de transbordamento: Nível do plano horizontal que passa pela borda do reservatório,
aparelho sanitário ou outro componente. No caso de haver extravasor associado ao componente, o
nível é aquele do plano horizontal que passa pelo nível inferior do extravasor.
Peça de utilização: Componente na posição a jusante do sub-ramal que, através de sua operação
(abrir e fechar), permite a utilização da água e, em certos casos, permite também o ajuste da sua
vazão.
Plástico sanitário: Expressão usualmente empregada para designar peças de utilização e outros
componentes utilizados em banheiros, cozinhas, áreas de serviço e outros ambientes do gênero,
fabricados em material plástico. Exemplos: torneiras, registros de pressão e gaveta, válvulas de
descarga, chuveiros e duchas.
Ponto de utilização (da água): Extremidade a jusante do sub-ramal a partir de onde a água fria
passa a ser considerada água servida. Qualquer parte da instalação predial de água fria, a montante
desta extremidade, deve preservar as características da água para o uso a que se destina.
Ramal: Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais.
Ramal predial: Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento de água e a
extremidade a montante do alimentador predial ou de rede predial de distribuição. O ponto onde
termina o ramal predial deve ser definido pela concessionária.
Rede predial de distribuição: Conjunto de tubulações constituído de barriletes, colunas de
distribuição, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes elementos, destinado a levar água aos pontos
de utilização.
Refluxo de água: Escoamento de água ou outros líquidos e substâncias, proveniente de qualquer
outra fonte, que não a fonte de abastecimento prevista, para o interior da tubulação destinada a
conduzir água desta fonte. Incluem-se, neste caso, a retrossifonagem, bem como outros tipos de
refluxo como, por exemplo, aquele que se estabelece através do mecanismo de vasos comunicantes.
Registro de fechamento: Componente instalado na tubulação e destinado a interromper a
passagem da água. Deve ser usado totalmente fechado ou totalmente aberto. Geralmente,
empregam-se registros de gaveta ou registros de esfera. Em ambos os casos, o registro deve
apresentar seção de passagem da água com área igual à da seção interna da tubulação onde está
instalado.
Registro de utilização: Componente instalado na tubulação e destinado a controlar a vazão da água
utilizada. Geralmente empregam-se registros de pressão ou válvula-globo em sub-ramais.
Retrossifonagem: Refluxo de água usada, proveniente de um reservatório, aparelho sanitário ou de
qualquer outro recipiente, para o interior de uma tubulação, devido à sua pressão ser inferior à
atmosférica.
2
Separação atmosférica: Separação física (cujo meio é preenchido por ar) entre o ponto de
utilização ou ponto de suprimento e o nível de transbordamento do reservatório, aparelho sanitário
ou outro componente associado ao ponto de utilização.
Sub-ramal: Tubulação que liga o ramal ao ponto de utilização.
Tubulação de extravasão: Tubulação destinada a escoar o eventual excesso de água de
reservatórios onde foi superado o nível de transbordamento.
Tubulação de limpeza: Tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório, para permitir sua
limpeza e manutenção.
3
Figura 1.1 - Isométrico geral de um sistema elevatório de um edifício.
1.2 Sistemas de abastecimento
O abastecimento das instalações prediais de água fria deve ser proveniente da rede pública
de água da concessionária.
Quando for prevista utilização de água proveniente de poços, o órgão público responsável
pelo gerenciamento dos recursos hídricos deve ser consultado previamente (o referido órgão na
maioria das vezes não é a concessionária).
Segundo o tipo de necessidade do uso doméstico da água e respeitados os requisitos
relativos à segurança sanitária, o abastecimento pode ser feito com água potável ou não potável.
4
A instalação predial de água fria abastecida com água não potável deve ser totalmente
independente daquela destinada ao uso da água potável, ou seja, deve-se evitar a conexão cruzada.
A água não potável pode ser utilizada para limpeza de bacias sanitárias e mictórios, para combate a
incêndios e para outros usos onde o requisito de potabilidade não se faça necessário.
A água potável proveniente da rede pública ou outra fonte de abastecimento deve, no
mínimo, atender ao padrão de potabilidade estabelecido na Portaria nº 518/2004 do Ministério da
Saúde. Além de estabelecer características físicas, organolépticas, químicas, bacteriológicas e
radiológicas, a Portaria define também os procedimentos e as freqüências para verificação das
características.
1.3 Sistemas de distribuição
1.3.1 Direto
A água provém diretamente da fonte de abastecimento, como exemplificado na Figura 1.2.
A distribuição direta normalmente garante água de melhor qualidade devido à taxa de cloro residual
existente na água e devido à inexistência de reservatório no prédio. O principal inconveniente da
distribuição direta no Brasil é a irregularidade no abastecimento público e a variação da pressão ao
longo do dia provocando problemas no funcionamento de aparelhos como os chuveiros. O uso de
válvulas de descarga não é compatível com este sistema de distribuição.
Figura 1.2 - Sistema de distribuição direta.
1.3.2 Indireto
A água provém de um ou mais reservatórios existentes no edifício. Este sistema pode
ocorrer com ou sem bombeamento. Quando a pressão for suficiente, mas houver descontinuidade
no abastecimento, há necessidade de se prever um reservatório superior e a alimentação do prédio
será descendente (Figura 1.3). Quando a pressão for insuficiente para levar água ao reservatório
superior, devem-se ter dois reservatórios: um inferior e outro superior. Do reservatório inferior a
água é lançada ao superior através do uso de bombas de recalque (moto-bomba). O sistema de
distribuição indireto com bombeamento é mais utilizado em grandes edifícios onde são necessários
grandes reservatórios de acumulação. Esse sistema é mostrado na Figura 1.4.
5
Figura 1.3 - Sistema de distribuição indireta sem bombeamento.
Figura 1.4 - Sistema de distribuição indireta com bombeamento.
6
1.3.3 Misto
O sistema de distribuição misto é aquele no qual existe distribuição direta e indireta ao
mesmo tempo, como se pode perceber na Figura 1.5.
Figura 1.5 - Sistema de distribuição misto.
1.3.4 Hidropneumático
O sistema hidropneumático utiliza um equipamento para pressurização da água a partir de
um reservatório inferior, abastecido pela rede pública (Figura 1.6). Sua adoção é imperiosa somente
quando há necessidade de pressão em determinado ponto da rede, que não pode ser obtida pelo
sistema convencional (pressão por gravidade). É o caso de pontos no último pavimento, logo abaixo
do reservatório, ou pressão específica para determinados equipamentos industriais, ou ainda,
quando não convém (técnica e economicamente) construir um reservatório superior.
Esse sistema tem custo elevado, exige manutenção e deve ser evitado. Observe que sistema
fica inoperante em caso de falta de energia elétrica, necessitando gerador alternativo, para não haver
falta de água.
Para definição do sistema de distribuição a ser adotado, devem ser utilizadas as
informações preliminares conforme:
a) Características do consumo predial (volumes, vazões máximas e médias, características da água,
etc.).
b) Características da oferta de água (disponibilidade de vazão, faixa de variação das pressões,
constância do abastecimento, características da água, etc.).
c) Necessidades de reservação, inclusive para combate a incêndio.
d) No caso de captação local de água, as características da água, a posição do nível do lençol
subterrâneo e a previsão quanto ao risco de contaminação.
7
Figura 1.6 - Sistema de distribuição hidropneumático.
1.4 Consumo de água nos prédios
O valor do consumo de água depende naturalmente da destinação ou finalidade do prédio
cuja necessidade de abastecimento se está procurando determinar.
CD = P ⋅ C
Equação 1.1
onde: CD = consumo diário (L/dia); P = número de ocupantes, Tabela 1.1; C = consumo, Tabela 1.2.
Tabela 1.1 - Taxa de ocupação de acordo com a natureza do local.
Natureza do local
Taxa de ocupação
Prédio de apartamentos
Duas pessoas por dormitório
Prédio de escritórios de
Uma pessoa por 7 m² de área
- Uma só entidade locadora
Uma pessoa por 5 m² de área
- Mais de uma entidade locadora
Restaurantes
Uma pessoa por 1,5 m² de área
Teatros e cinemas
Uma cadeira para cada 0,70 m² de área
Lojas (pavimento térreo)
Uma pessoa por 2,5 m² de área
Lojas (pavimentos superiores)
Uma pessoa por 5 m² de área
Supermercados
Uma pessoa por 2,5 m² de área
Shopping centers
Uma pessoa por 5 m² de área
Salões de hotéis
Uma pessoa por 5,5 m² de área
Museus
Uma pessoa por 5,5 m² de área
8
Tabela 1.2 - Estimativa de consumo diário de água.
Tipo de prédio
1. Serviço doméstico
Apartamentos
Apartamentos de luxo
Residência de luxo
Residência de médio valor
Residências populares
Apartamento de zelador
2. Serviço público
Edifícios de escritórios
Escolas, internatos
Escolas, externatos
Escolas, semi-internato
Hospitais e casas de saúde
Hotéis com cozinha e lavanderia
Hotéis sem cozinha e lavanderia
Lavanderias
Quartéis
Cavalariças
Restaurantes
Mercados
Garagens e postos de serviços
para automóveis
Rega de jardins
Cinemas, teatros
Igrejas
Ambulatórios
Creches
3. Serviço industrial
Fábricas (uso pessoal)
Fábricas com restaurante
Usinas de leite
Matadouros
Unidade
Consumo L/dia
Per capita
Por dormitório
Por quarto de empregada
Per capita
Per capita
Per capita
200
300 a 400
200
300 a 400
150
120 a 150
600 a 1000
Por ocupante efetivo
Per capita
Por aluno
Por aluno
Por leito
Por hóspede
Por hóspede
Por kg de roupa seca
Por soldado
Por cavalo
Por refeição
Por m² de área
Por automóvel
Por caminhão
Por m² de área
Por lugar
Por lugar
Per capita
Per capita
50 a 80
150
50
100
250
250 a 350
120
30
150
100
25
5
100
150
1,5
2
2
25
50
Por operário
Por operário
Por litro de leite
Por animal abatido
(de grande porte)
Por animal abatido
(de pequeno porte)
70 a 80
100
5
300
150
1.5 Ramal de predial
1.5.1 Vazão
Têm-se duas hipóteses a considerar:
a) Sistema de distribuição direto, pelo critério do consumo máximo provável, item 1.9.2.
Q = C ⋅ ΣP
Equação 1.2
onde: Q = vazão (L/s); C = coeficiente de descarga; ΣP = soma dos pesos correspondentes a todas
as peças de utilização (Tabela 1.3).
b) Sistema de distribuição indireto, pelo consumo máximo diário.
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Admite-se para o cálculo que o abastecimento da rede seja contínuo e que a vazão que
abastece o reservatório seja suficiente para atender ao consumo diário no período de 24 horas,
embora, evidentemente, o consumo nos aparelhos varie bastante ao longo desse tempo. Chamando
de CD o consumo diário, em litros por dia, a descarga mínima em litros por segundo QMÍN será:
Q MÍN =
CD
86400
Equação 1.3
Em ambos os casos o serviço de águas deve ser consultado para a fixação do diâmetro do
ramal predial.
Na prática, adota-se para o ramal predial, uma velocidade de 0,6 a 1,0 m/s, de modo a
resultar em um diâmetro que possa garantir o abastecimento do reservatório mesmo nas horas de
maior consumo (Figura 1.22).
A Tabela 1.4 dá um indicativo do diâmetro do ramal predial em função do número de
economias servidas pelo prédio.
Tabela 1.3 - Pesos relativos nos pontos de utilização identificados em função do
aparelho sanitário e da peça de utilização.
Aparelho sanitário
Peça de utilização
Caixa de descarga
Válvula de descarga
Banheira
Misturador (água fria)
Bebedouro
Registro de pressão
Bidê
Misturador (água fria)
Chuveiro ou ducha
Misturador (água fria)
Chuveiro elétrico
Registro de pressão
Lavadora de pratos ou roupas Registro de pressão
Lavatório
Torneira ou Misturador (água fria)
Mictório cerâmico
Válvula de descarga
Com sifão integrado
Mictório cerâmico
Caixa de descarga, registro de pressão
Sem sifão integrado
ou válvula de descarga para mictório
Caixa de descarga ou
Mictório tipo calha
Registro de pressão
Torneira ou Misturador (água fria)
Pia
Torneira elétrica
Tanque
Torneira
Torneira de jardim ou
Torneira
Lavagem em geral
Bacia sanitária
Vazão de
Peso
projeto (L/s) relativo
0,15
0,3
1,70
32
0,30
1,0
0,10
0,1
0,10
0,1
0,20
0,4
0,10
0,1
0,30
1,0
0,15
0,3
0,50
2,8
0,15
0,3
0,15 /m
de calha
0,25
0,10
0,25
0,7
0,1
0,7
0,20
0,4
0,3
Tabela 1.4 - Diâmetro do ramal predial em função do número de economias.
Número de economias
1a5
6 a 10
11 a 20
21 a 80
81 a 400
401 a 600
Diâmetro do ramal
Nominal (mm) Referência (polegadas)
20
¾
25
1
40
1½
50
2
75
3
100
4
10
1.5.2 Ligação do ramal predial (Figura 1.7)
Quando o assentamento do distribuidor público se fizer após a construção do prédio, isto é,
trata-se de “rede nova”, a ligação pode ser feita com a colocação de um T na própria rede.
Se o distribuidor já estiver pronto quando o prédio for construído, haverá várias soluções
para a inserção do ramal externo:
1ª) Fechar os registros do distribuidor, isolando assim o trecho onde será executado o ramal;
fazer um furo no distribuidor, abrindo rosca em seguida. Atarraxar depois o chamado registro de
derivação (Figura 1.8). Este, se fechando, possibilita a reabertura dos registros do distribuidor
enquanto se completa a ligação do encanamento do ramal predial.
2ª) Com o encanamento distribuidor em carga, pode-se usar uma máquina (Figura 1.8), que
fura, abre rosca e adapta o registro de derivação. É necessário que o encanamento distribuidor esteja
em bom estado para possibilitar o rosqueamento.
3ª) Com o encanamento em carga, porém sem abrir rosca para inserir o registro de
derivação. Utiliza-se, então, o colar de tomada (Figura 1.9).
Figura 1.7 - Ramal externo e ramal interno com seus componentes.
11
Figura 0.8. Registro de derivação.
Figura 1.8 - Máquina para abrir e rosquear furo e colocar o registro.
Figura 1.9 - Ramal predial com colar de tomada de PVC.
O hidrômetro pode ser instalado em caixa própria no imóvel abastecido, em local de fácil
acesso. Em geral, é exigida uma certa disposição para os encanamentos, tendo em vista a instalação
do hidrômetro em posição horizontal, acima da superfície do solo. Para essa instalação, denominada
cavalete, executa-se um abrigo com determinadas dimensões (Tabela 1.5) a uma distância do
alinhamento do imóvel que não ultrapasse 1,50 m.
12
Tabela 1.5 - Ramais prediais e hidrômetros.
Cavelete
Abrigo
Ramal predial
Hidrômetro
Diâmetro
Dimensões
Consumo provável Vazão característica Diâmetro
(mm)
(mm)
(m)
(m³/dia)
(m³/h)
25
5
3
25
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 x 0,30
25
30
20
40
0,85 x 0,65 x 0,30
32
50
30
40
2,00 x 0,90 x 0,40
1.6 Reservatórios
1.6.1 Preservação da potabilidade
Os reservatórios destinados a armazenar água potável devem preservar o padrão de
potabilidade. Em especial não devem transmitir gosto, cor, odor ou toxicidade à água nem
promover ou estimular o crescimento de microorganismos.
O reservatório deve ser um recipiente estanque que possua tampa ou porta de acesso opaca,
firmemente presa na sua posição, com vedação que impeça a entrada de líquidos, poeiras, insetos e
outros animais no seu interior.
Em princípio um reservatório para água potável não deve ser apoiado no solo, ou ser
enterrado total ou parcialmente, tendo em vista o risco de contaminação proveniente do solo, face à
permeabilidade das paredes do reservatório ou qualquer falha que implique a perda da
estanqueidade. Nos casos em que tal exigência seja impossível de ser atendida, o reservatório deve
ser executado dentro de compartimento próprio, que permita operações de inspeção e manutenção,
devendo haver um afastamento, mínimo, de 60 cm entre as faces externas do reservatório (laterais,
fundo e cobertura) e as faces internas do compartimento. O compartimento deve ser dotado de
drenagem por gravidade, ou bombeamento, sendo que, neste caso, a bomba hidráulica deve ser
instalada em poço adequado e dotada de sistema elétrico que adverte em casos de falha no
funcionamento na bomba.
1.6.2 Definição de forma e dimensões
A capacidade dos reservatórios de uma instalação predial de água fria deve ser estabelecida
levando-se em consideração o padrão de consumo de água no edifício e, onde for possível obter
informações, a freqüência e duração de interrupções do abastecimento.
Algumas vezes, a interrupção do abastecimento é caracterizada pelo fato de a pressão na
rede pública atingir valores muito baixos em determinados horários do dia, não garantindo o
abastecimento dos reservatórios elevados ou dos pontos de utilização.
O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no mínimo, o necessário para 24 h
de consumo normal no edifício, sem considerar o volume de água para combate a incêndio.
No caso de residência de pequeno porte, recomenda-se que a reserva mínima seja de 500 L.
Para o volume máximo de reservação, recomenda-se que sejam atendidos dois critérios:
garantia de potabilidade da água nos reservatórios no período de detenção médio em utilização
normal e, em segundo, atendimento à disposição legal ou regulamento que estabeleça volume
máximo de reservação. Na prática recomenda-se que não ultrapasse a três vezes o consumo diário.
Nos casos em que houver reservatórios inferior e superior, a divisão da capacidade de
reservação total deve ser feita de modo a atender às necessidades da instalação predial de água fria
quando em uso normal, às situações eventuais onde ocorra interrupção do abastecimento de água da
fonte de abastecimento e às situações normais de manutenção. O estabelecimento do critério de
divisão deve ser feito em conjunto com a adoção de um sistema de recalque compatível e com a
formulação de procedimentos de operação e de manutenção da instalação predial de água fria. Na
13
prática recomenda-se a seguinte distribuição: 40% do total no reservatório superior e 60% do total
no reservatório inferior.
Os reservatórios de maior capacidade (> 4000 L) devem ser divididos em dois ou mais
compartimentos para permitir operações de manutenção sem que haja interrupção na distribuição de
água. São excetuadas desta exigência as residências unifamiliares isoladas.
1.6.3 Aviso, extravasão e limpeza
Em todos os reservatórios devem ser instaladas tubulações que atendam às seguintes
necessidades:
a) Aviso aos usuários de que a torneira de bóia ou dispositivo de interrupção do abastecimento do
reservatório, apresenta falha, ocorrendo, como conseqüência, a elevação da superfície da água
acima do nível máximo previsto.
b) Extravasão do volume de água em excesso do interior do reservatório, para impedir a ocorrência
de transbordamento ou a inutilização do dispositivo de prevenção ao refluxo previsto, devido à
falha na torneira de bóia ou no dispositivo de interrupção do abastecimento.
c) Limpeza do reservatório, para permitir o seu esvaziamento completo, sempre que necessário.
A superfície do fundo do reservatório deve ter uma ligeira declividade no sentido da entrada
da tubulação de limpeza, de modo a facilitar o escoamento da água e a remoção de detritos
remanescentes. Na tubulação de limpeza, em posição de fácil acesso e operação, deve haver um
registro de fechamento. A descarga da água da tubulação de limpeza deve se dar em local que não
provoque transtornos às atividades dos usuários.
Toda a tubulação de aviso deve descarregar imediatamente após a água alcançar o nível de
extravasão no reservatório. A água deve ser descarregada em local facilmente observável. Em
nenhum caso a tubulação de aviso pode ter diâmetro interno menor que 19 mm.
Quando uma tubulação de extravasão for usada no reservatório, seu diâmetro interno deve
ser dimensionado de forma a escoar o volume de água em excesso. Em reservatório de pequena
capacidade (por exemplo: para casas unifamiliares, pequenos edifícios comerciais, etc.),
recomenda-se que o diâmetro da tubulação de extravasão seja maior que o da tubulação de
alimentação.
1.6.4 Detalhes dos reservatórios (Figura 1.11 a 1.17)
Figura 1.10 - Corte de um reservatório superior.
14
Figura 1.11 - Detalhes de um reservatório superior.
Figura 1.12 - Planta baixa do reservatório inferior.
15
Figura 1.13 - Corte de um reservatório inferior.
Figura 1.14 - Esquema de ligação das bombas.
16
Figura 1.14 - Detalhes de instalação das tubulações em caixas d’água pré-moldadas.
Figura 1.15 - Extravasor de um reservatório.
1.7 Dimensionamento da Instalação Elevatória
Uma instalação elevatória consiste no bombeamento de água de um reservatório inferior
para um reservatório superior ou para um reservatório hidropneumático. A NBR 5626/1998
recomenda que, no caso de grandes reservatórios, o tempo de enchimento pode ser de até 6 horas
dependendo do tipo de edifício. As recomendações são de 4 horas de funcionamento para prédios de
escritórios, 5 horas para prédios de apartamentos e 6 horas para hospitais e hotéis.
17
As instalações elevatórias devem possuir no mínimo duas motos-bomba independentes para
garantir o abastecimento de água no caso de falha de uma das unidades.
a) Dimensionamento da tubulação de recalque
Para o dimensionamento da tubulação de recalque, recomenda-se o uso da fórmula de
Forschheimmer, representada pela Equação 1.4.
DR = 1,3 Q 4
h
24
Equação 1.4
onde: DR = diâmetro da tubulação de recalque (m); Q = vazão de recalque (m³/s); h = número de
horas de funcionamento da moto-bomba (horas/dia).
b) Tubulação de sucção
A tubulação de sucção não é dimensionada. Adota-se simplesmente o diâmetro
comercialmente disponível, imediatamente superior ao diâmetro de recalque.
c) Extravasores
Os extravasores, tanto do reservatório superior quanto do inferior, não precisam ser
dimensionados. Deve-se adotar um diâmetro comercial imediatamente superior ao diâmetro da
alimentação dos reservatórios.
d) Potência da moto-bomba
A potência da moto-bomba é determinada através da Equação 1.5.
P=
Q ⋅ H MAN
75 ⋅ R
Equação 1.5
onde: P = potência necessária para a moto-bomba (CV); Q = vazão de recalque (L/s); HMAN = altura
manométrica dinâmica (m); R = rendimento da moto-bomba (adimensional).
O rendimento da moto-bomba é dado pela Equação 1.6.
R=
PA
PM
Equação 1.6
onde: PA = potência aproveitável; PM = potência nominal.
As faixas de rendimento das motos-bomba são indicadas na Tabela 1.6.
Tabela 1.6 - Rendimento da moto-bomba em função da potência.
Redimento (%)
40 a 60
70 a 75
80
Potência (CV)
≤2
2<P≤5
>5
A altura manométrica é dada pela Equação 1.7.
H MAN = H MANREC + H MANSUC
Equação 0.7
onde: HMAN = altura manométrica (m); HMANREC = altura manométrica do recalque (m); HMANSUC =
altura manométrica da sucção (m);
18
As alturas manométricas de recalque e sucção são dadas, respectivamente, pelas Equações
1.8 e 1.9.
H MANREC = H ESTREC + J REC
Equação 1.8
onde: HMANREC = altura manométrica do recalque (m); HESTREC = altura estática do recalque (m);
JREC = perda de carga no recalque (m).
H MANSUC = H ESTSUC + J SUC
Equação 1.9
onde: HMANSUC = altura manométrica da sucção (m); HESTSUC = altura estática da sucção (m); JSUC =
perda de carga na sucção (m).
1.8 Barrilete ou colar de distribuição (Manifold)
A ligação da extremidade superior das colunas de distribuição, diretamente ao reservatório
na cobertura, ofereceria sérios inconvenientes, pois haveria casos em que o reservatório teria
dezenas dessas inserções, de estanqueidade problemática. O barrilete ou colar de distribuição é a
solução que se adota para se limitarem as ligações ao reservatório.
1.8.1 Sistema unificado
Do barrilete ligando as duas seções do reservatório partem diretamente todas as
ramificações, correspondendo cada qual a uma coluna de distribuição. Colocam-se dois registros
que permitem isolar uma ou outra seção do reservatório. Cada ramificação para a coluna
correspondente tem seu próprio registro. Desse modo, o controle e a manobra de abastecimento,
bem como o isolamento das diversas colunas, são feitos num único local da cobertura (Figura 1.16).
Figura 1.16 - Barriletes unificados.
1.8.2 Sistema ramificado
Do barrilete, tal como foi visto acima, saem os ramais, os quais por sua vez dão origem a
derivações secundárias para as colunas de distribuição. Ainda nesse caso, na parte superior da
coluna, ou no ramal do barrilete próximo à descida da coluna, coloca-se um registro (Figura 1.17).
19
Figura 1.17 - Barrilete unificado.
1.9 Dimensionamento da tubulação
Para se garantir a suficiência do abastecimento de água, deve-se determinar a vazão em cada
trecho da tubulação corretamente. Isso pode ser feito através de dois critérios: o do consumo
máximo possível e o do consumo máximo provável.
1.9.1 Critério do consumo máximo possível
Este critério se baseia na hipótese que os diversos aparelhos servidos pelo ramal sejam
utilizados simultaneamente, de modo que a descarga total no início do ramal será a soma das
descargas em cada um dos sub-ramais. O uso simultâneo ocorre em geral em instalações onde o
regime de uso determina essa ocorrência, como por exemplo, em fábricas, escolas, quartéis,
instalações esportivas etc. onde todas as peças podem estar em uso simultâneo em determinados
horários. Aplica-se a uma casa em cuja cobertura ou forro exista apenas um ramal que desce
alimentando as peças nos banheiros, cozinha e área de serviço. É possível que, no caso, funcionem
ao mesmo tempo a descarga do vaso sanitário, a pia da cozinha e o tanque de lavar roupa, por
exemplo.
O dimensionamento é feito através do Método das Seções Equivalentes, que consiste em
expressar o diâmetro de cada trecho da tubulação em função da vazão equivalente obtida com
diâmetros de 15 mm (1/2 polegada). A Tabela 1.7 apresenta os diâmetros nominais mínimos dos
sub-ramais de alimentação para diferentes aparelhos sanitários e a Tabela 1.8 apresenta os
diâmetros equivalentes para aplicação deste critério.
20
Tabela 1.7 -Diâmetro mínimo dos sub-ramais de alimentação.
Diâmetro
Nominal (mm) Referência (polegadas)
Aquecedor de baixa pressão
20
¾
Aquecedor de alta pressão
15
½
Vaso sanitário com caixa de descarga
15
½
Vaso sanitário com válvula de descarga
50
2
Banheira
15
½
Bebedouro
15
½
Bidê
15
½
Chuveiro
15
½
Filtro de pressão
15
½
Lavatório
15
½
Máquina de lavar roupa
20
¾
Máquina de lavar louça
20
¾
Mictório auto-aspirante
25
1
Mictório de descarga descontínua
15
½
Pia de despejo
20
¾
Pia de cozinha
15
½
Tanque de lavar roupa
20
¾
Torneira de jardim
20
¾
Aparelho sanitário
Tabela 1.8 - Correspondência de tubos com o equivalente de 15mm.
Diâmetro
Número de diâmetros de 15 mm
para a mesma vazão
Nominal (mm) Referência (polegadas)
15
½
1,0
20
3/4
2,9
25
1
6,2
32
1¼
10,9
40
1½
17,4
50
2
37,8
60
2½
65,5
75
3
110,5
100
4
189,0
150
6
527,0
200
8
1200,0
1.9.2 Critério do consumo máximo provável
Este critério se baseia na hipótese de que o uso simultâneo dos aparelhos de um mesmo
ramal é pouco provável e na probabilidade do uso simultâneo diminuir com o aumento do número
de aparelhos. Este critério conduz a diâmetros menores do que pelo critério anterior.
Existem diferentes métodos que poderiam ser utilizados para a determinação dos diâmetros
das tubulações através desse critério. O método recomendado pela NBR 5626/1998, e que atende ao
critério do consumo máximo provável, é o Método da Soma dos Pesos. Este método, de fácil
aplicação para o dimensionamento de ramais e colunas de distribuição, é baseado na probabilidade
de uso simultâneo dos aparelhos e peças.
O método da soma dos pesos consiste nas seguintes etapas:
1. Verificar o peso relativo de cada aparelho sanitário conforme indicado na Tabela 1.3.
21
2. Somar os pesos dos aparelhos alimentados em cada trecho de tubulação.
3. Calcular a vazão em cada trecho da tubulação através da Equação 1.2.
A vazão também pode ser obtida do ábaco mostrado na Figura 1.18.
4. Determinar o diâmetro de cada trecho da tubulação através do ábaco da Figura 1.18
5. Verificar se a velocidade atende ao limite estabelecido por norma.
As tubulações devem ser dimensionadas de modo que a velocidade da água, em qualquer trecho
de tubulação, não atinja valores superiores a 3 m/s; ou pela Equação 1.10.
v = 14 D
Equação 1.10
onde: v = velocidade (m/s); D = diâmetro (m).
6. Verificar a perda de carga.
A perda de carga deve ser verificada nos tubos e também nas conexões.
a) Nos tubos
Para determinação da perda de carga em tubos, a NBR 5626/1998 estabelece que podem ser
utilizadas as expressões de Fair-Whipple-Hsiao.
Tubos de aço-carbono, galvanizado ou não, utiliza-se a Equação 1.11.
Q1,88
J = 0,002021 4,88
D
Equação 1.11
Tubos de plástico, cobre ou liga de cobre, utiliza-se a Equação 1.12.
Q1, 75
J = 0,00086 4, 75
D
Equação 1.12
onde: J = perda de carga unitária (mca/m); Q = vazão estimada na seção considerada (L/s); D =
diâmetro interno do tubo (mm).
Observação: Tanto a velocidade quanto a perda de carga podem ser determinadas através da
utilização dos ábacos de Fair-Whipple-Hsiao, mostrados nas Figuras 1.18 e 1.19.
b) Nas conexões
A perda de carga nas conexões que ligam os tubos, formando as tubulações, deve ser
expressa em termos de comprimento equivalente desses tubos. A Tabela 1.9 apresenta esses
comprimentos equivalentes para diferentes conexões em função do diâmetro nominal de tubos
rugosos (tubos de aço-carbono, galvanizado ou não). A Tabela 1.10 apresenta esses comprimentos
equivalentes para diferentes conexões em função do diâmetro nominal de tubos lisos (tubos de
plástico, cobre ou liga de cobre).
A NBR 5626/1998 estabelece que quando for impraticável prever os tipos e números de
conexões a serem utilizadas, um procedimento alternativo consiste em estimar uma porcentagem do
comprimento real da tubulação como o comprimento equivalente necessário para cobrir as perdas
de carga em todas as conexões. Essa porcentagem varia de 10% a 40% do comprimento real,
dependendo da complexidade de desenho da tubulação, sendo que o valor utilizado depende da
experiência do projetista.
As Tabelas 1.11 e 1.12 apresentam perdas de carga localizadas para conexões não
apresentadas na NBR 5626/1998.
22
Figura 1.18 - Diâmetros e vazões em função dos pesos.
23
Figura 1.19 - Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulações de aço galvanizado e ferro fundido.
24
Figura 1.20 - Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulações de cobre e plástico.
25
Tabela 1.9 - Comprimento equivalente para tubo tubo de aço-carbono, galvanizado ou não.
Tipo de conexão
Diâmetro
Tê
Tê
Nominal Cotovelo Cotovelo Curva Curva
Passagem Passagem
(mm)
90º
45º
90º
45º
Direta
Lateral
15
0,5
0,2
0,3
0,2
0,1
0,7
20
0,7
0,3
0,5
0,3
0,1
1,0
25
0,9
0,4
0,7
0,4
0,2
1,4
32
1,2
0,5
0,8
0,5
0,2
1,7
40
1,4
0,6
1,0
0,6
0,2
2,1
50
1,9
0,9
1,4
0,8
0,3
2,7
65
2,4
1,1
1,7
1,0
0,4
3,4
80
2,8
1,3
2,7
1,2
0,5
4,1
100
3,8
1,7
2,7
...
0,7
5,5
125
4,7
2,2
...
...
0,8
6,9
150
5,6
2,6
4,0
...
1,0
8,2
Tabela 1.10 - Comprimento equivalente para tubo de PVC, cobre ou liga de cobre.
Tipo de conexão
Diâmetro
Tê
Tê
Nominal Cotovelo Cotovelo Curva Curva
Passagem Passagem
(mm)
90º
45º
90º
45º
Direta
Lateral
15
1,1
0,4
0,4
0,2
0,7
2,3
20
1,2
0,5
0,5
0,3
0,8
2,4
25
1,5
0,7
0,6
0,4
0,9
3,1
32
2,0
1,0
0,7
0,5
1,5
4,6
40
3,2
1,0
1,2
0,6
2,2
7,3
50
3,4
1,3
1,3
0,7
2,3
7,6
65
3,7
1,7
1,4
0,8
2,4
7,8
80
3,9
1,8
1,5
0,9
2,5
8,0
100
4,3
1,9
1,6
1,0
2,6
8,3
125
4,9
2,4
1,9
1,1
3,3
10,0
150
5,4
2,6
2,1
1,2
3,8
11,1
26
Tabela 1.11 - Comprimento equivalente para tubos de aço galvanizado ou ferro fundido.
Tipo de Conexão
Válvula Válvula
Registro Registro Registro
D
Entrada
Válvula
de
de
Saída de
de
de
de
Entrada
(mm)
de
de Pé e Retenção Retenção
Canalização
Gaveta
Globo
Ângulo
Normal
Borda
Crivo
Tipo
Tipo
Aberto
Aberto
Aberto
Leve
Pesado
20
0,2
0,2
0,5
5,6
1,6
2,4
0,1
6,7
3,6
25
0,2
0,3
0,7
7,3
2,1
3,2
0,2
8,2
4,6
32
0,3
0,4
0,9
10,0
2,7
4,0
0,2
11,3
5,6
40
0,3
0,5
1,0
11,6
3,2
4,8
0,3
13,4
6,7
50
0,4
0,7
1,5
14,0
4,2
6,4
0,4
17,4
8,5
65
0,5
0,9
1,9
17,0
5,2
8,1
0,4
21,0
10,0
80
0,6
1,1
2,2
20,0
6,3
9,7
0,5
26,0
13,0
100
0,7
1,6
3,2
23,0
8,4
12,9
0,7
34,0
17,0
125
0,9
2,0
4,0
30,0
10,4
16,1
0,9
43,0
21,0
150
1,1
2,5
5,0
39,0
12,5
19,3
1,1
51,0
26,0
Tabela 1.12 - Comprimento equivalente para tubos de PVC rígido ou cobre.
Tipo de Conexão
Válvula Válvula
Registro Registro Registro
D
Entrada
Válvula
de
de
Entrada
Saída de
de
de
de
(mm)
de
de Pé e Retenção Retenção
Normal
Canalização
Globo
Gaveta Ângulo
Borda
Crivo
Tipo
Tipo
Aberto
Aberto
Aberto
Leve
Pesado
20
0,4
1,0
0,9
9,5
2,7
4,1
11,4
0,2
6,1
25
0,5
1,2
1,3
13,3
3,8
5,8
15,0
0,3
8,4
32
0,6
1,8
1,4
15,5
4,9
7,4
22,0
0,4
10,5
40
1,0
2,3
3,2
18,3
6,8
9,1
35,8
0,7
17,0
50
1,5
2,8
3,2
23,7
7,1
10,8
37,9
0,8
18,5
65
1,6
3,3
3,5
25,0
8,2
12,5
38,0
0,9
19,0
80
2,0
3,7
3,7
26,8
9,3
14,2
40,0
0,9
20,0
100
2,2
4,0
3,9
28,6
10,4
16,0
42,3
1,0
22,1
125
2,5
5,0
4,9
37,4
12,5
19,2
50,9
1,1
26,2
150
2,8
5,6
5,5
43,4
13,9
21,4
56,7
1,2
28,9
27
7. Verificar se a pressão se situa dentro dos limites estabelecidos por norma.
Em condições dinâmicas (com escoamento), a pressão da água nos pontos de utilização deve
ser estabelecida de modo a garantir a vazão de projeto indicada na Tabela 1.3 e o bom
funcionamento da peça de utilização e de aparelho sanitário. Em qualquer caso, a pressão não deve
ser inferior a 10 kPa (1,0 mca), com exceção do ponto da caixa de descarga onde a pressão pode ser
menor do que este valor, até um mínimo de 5 kPa (0,5 mca), e do ponto da válvula de descarga para
bacia sanitária onde a pressão não deve ser inferior a 15 kPa (1,5 mca).
Em qualquer ponto da rede predial de distribuição, a pressão da água em condições
dinâmicas (com escoamento) não deve ser inferior a 5 kPa (0,5 mca).
Em condições estáticas (sem escoamento), a pressão da água em qualquer ponto de
utilização da rede predial de distribuição não deve ser superior a 400 kPa (40 mca).
A ocorrência de sobrepressões devidas a transientes hidráulicos deve ser considerada no
dimensionamento das tubulações. Tais sobrepressões são admitidas, desde que não superem o valor
de 200 kPa (20,0 mca).
A Tabela 1.13 apresenta as alturas recomendadas para as saídas dos pontos de água para os
aparelhos comumente utilizados.
Tabela 1.12 -Altura recomendada para os pontos de utilização.
Aparelho sanitário
Altura do ponto (cm)
Válvula de descarga de botão
90 a 110
Válvula de descarga de alavanca
57 a 60
Caixa de descarga
220
Caixa de descarga embutida
130 a 140
Banheira
35 a 65
Bidê
15 a 20
Chuveiro
200 a 220
Lavadora de pratos ou de roupas
75
Lavatório
60 a 65
Pia de cozinha
110 a 120
Tanque de lavar roupa
115 a 120
1.10 Proteção contra refluxo de água
Para preservar a potabilidade da água, devem ser tomadas medidas de proteção contra o
refluxo de água servida.
Adicionalmente, medidas de proteção complementares devem ser tomadas quando a
instalação predial de água fria se destina a abastecer um conjunto de sub-instalações que se repetem
na direção vertical, como no caso de prédios de muitos pavimentos, ou na direção horizontal, como
no caso do conjunto de casas de um condomínio.
Essa proteção complementar se destina a prevenir o refluxo das sub-instalações para a
tubulação que as interliga, tanto no caso de tipo de abastecimento direto como no caso de tipo de
abastecimento indireto.
Um dispositivo de prevenção ao refluxo deve ser previsto em cada ponto de utilização ou de
suprimento de água, instalado no próprio ponto de utilização ou suprimento, ou em local o mais
próximo possível.
Para proteção da fonte de abastecimento, um dispositivo de prevenção ao refluxo, do tipo
conjunto combinado de válvula de retenção e quebrador de vácuo, ou outro similar, deve ser
instalado junto a ela no caso de tipo de abastecimento direto. Se o abastecimento for feito a partir de
28
rede pública, a aceitação desta exigência, bem como o local de instalação, ficam a critério da
concessionária. Se houver reservatório na instalação predial de água fria e o alimentador predial não
alimentar nenhum ponto de utilização intermediário entre a fonte de abastecimento e o ponto de
suprimento, então, a separação atmosférica no reservatório, conforme a Figura 1.23, pode ser
considerada como proteção da fonte de abastecimento.
No caso de tipo de abastecimento indireto, em edifícios de diversos pavimentos alimentados
através de colunas de distribuição, que alimentam aparelhos desprovidos de separação atmosférica,
deve ser prevista uma proteção contra refluxo de água de um ramal para as referidas colunas.
Recomenda-se a ventilação de coluna de distribuição conforme a Figura 1.24. O diâmetro da
tubulação de ventilação deve ser definido pelo projetista, sendo recomendável a adoção de diâmetro
igual ao da coluna de distribuição. O ponto de junção da tubulação de ventilação com a coluna de
distribuição deve estar localizado a jusante do registro de fechamento existente na própria coluna.
No caso de tipo de abastecimento direto para um conjunto de edifícios separados e
abastecidos individualmente, a partir de tubulação que desempenhe função similar à de uma coluna
de distribuição, deve ser prevista uma proteção contra refluxo de água da instalação predial de água
fria de cada edifício para a referida tubulação. Recomenda-se que um dispositivo de prevenção ao
refluxo do tipo conjunto combinado de válvula de retenção e quebrador de vácuo, ou outro similar,
seja instalado conforme a Figura 1.21.
Figura 1.21 - Esquema de separação atmosférica padronizada.
29
Figura 1.22 - Esquema da ventilação na coluna.
Figura 1.23 - Esquema da localização do dispositivo de proteção
30
1.11 Materiais e recomendações gerais
As exigências e recomendações sobre os materiais e componentes empregados nas
instalações prediais de água fria, baseiam-se em três premissas principais:
1ª) A potabilidade da água não pode ser colocada em risco pelos materiais com os quais estará em
contato permanente.
2ª) O desempenho dos componentes não deve ser afetado pelas conseqüências que as características
particulares da água imponham a eles, bem como pela ação do ambiente onde acham-se inseridos.
3ª) Os componentes devem ter desempenho adequado face às solicitações a que são submetidos
quando em uso.
A corrosão, envelhecimento e degradação são fenômenos que merecem particular atenção,
tendo em vista as conseqüências que acarretam nas instalações prediais de água fria. Esses
fenômenos são extremamente complexos, devido à quantidade de fatores que influenciam para que
eles ocorram. A durabilidade dos materiais depende, fundamentalmente, da natureza do meio e das
condições a que ficam expostas as instalações, sendo, portanto, de difícil previsão.
As formas mais comuns de proteger os metais contra a corrosão são:
a) Modificar o meio (água) através da correção do pH com produtos específicos. Neste caso, devese atentar para a preservação da potabilidade da água em instalações prediais de água potável.
b) Utilizar catalisadores que modificam as características da água, tornando-a estável.
c) Aplicar revestimentos protetores.
Para garantir o bom desempenho das tubulações plásticas ao longo de toda a sua vida útil,
deve-se estar atento para:
- A radiação ultravioleta e o calor podem degradar algumas resinas plásticas. É importante
salientar que, para a fabricação dos tubos e conexões, estas resinas plásticas são aditivadas com
produtos que as protegem dessas degradações. Recomenda-se, no entanto, que sejam protegidos
da radiação ultravioleta durante a estocagem;
- A degradação que alguns plásticos podem sofrer quando em contato com produtos que
contenham solventes orgânicos (por exemplo, a gasolina). Destaca-se, no entanto, que há
plásticos indicados para a condução destes produtos, podendo-se citar, como exemplo, o
polietileno, cada vez mais utilizado para o transporte de combustíveis no interior de postos de
serviços;
- O efeito da fadiga que alguns plásticos podem sofrer devido a sobrepressões que possam
ocorrer, como, por exemplo, em instalações de recalque;
- O efeito do impacto ou outras solicitações mecânicas não previstas no uso normal do produto.
31