INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E
PREDIAIS
Professor: Eng° Civil Diego Medeiros Weber.
ÁGUA FRIA
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
Força aplica sobre uma área é igual a pressão (P=F/A)
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
Qual dos recipientes possui maior pressão sobre o fundo?
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
PRINCÍPIO DOS VASOS COMUNICANTES
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
FORÇA, PRESSÃO E PERDA DE CARGA
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
CONCLUSÃO - A pressão que a água exerce sob uma
superfície qualquer (no nosso caso, o fundo e as paredes do
copo) só depende da altura do nível da água até essa
superfície. É o mesmo que dizer: A pressão não depende do
volume de água contido em um tubo, e sim da altura
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
• Kgf/cm²;
• Pa = N/m²;
• M.c.a (Metros de coluna d’água).
RELAÇÃO
• 1 Kg/cm²;
• 100.000 Pa = N/m²;
• 10 M.c.a.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
MEDIDAS DE PRESSÃO
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
TIPOS DE PRESSÕES A SEREM COSIDERADAS NAS
INSTALAÇÕES PREDIAIS
• PRESSÃO ESTÁTICA;
•PRESSÃO DINÂMICA;
•PRESSÃO DE SERVIÇO.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO ESTÁTICA: Pressão da água quando ela está
parada dentro da tubulação. O seu valor é medido pela altura
que existe entre, por exemplo, o chuveiro e o nível da água no
reservatório superior.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO ESTÁTICA
NBR 5626 - 1998: Pressão
estática deve ser menor que
40m.c.a.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO DINÂMICA: É a pressão verificada quando a
água está em movimento, que pode ser medida também
através de um manômetro. Esta pressão depende do traçado
da tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seu
valor é a pressão estática menos as perdas de carga distribuída
e localizada.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PRESSÃO DE SERVIÇO: Esta representa a pressão
máxima que podemos aplicar a um tubo, conexão, válvula ou
outro dispositivo, quando em uso norma. Neste caso, citamos
o seguinte trecho da norma NBR5626: “O fechamento de
qualquer peça de utilização não pode provocar sobre-pressão
em qualquer ponto da instalação que seja maior que 20 m.c.a.
acima da pressão estática nesse ponto”.
Isto quer dizer que a pressão de serviço não deve
ultrapassar a 60 m.c.a. pois é o resultado da máxima pressão
estática (40.m.c.a.) somada a máxima sobre-pressão
(20m.c.a.).
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PERDA DE CARGA
As colisões entre as partículas com as paredes dos tubos,
dificultam o escoamento da água, o que gera a perda de
energia. Podemos dizer então que “o líquido perde pressão”
ou seja: “houve perda de carga”.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
PERDA DE CARGA
DISTRIBUÍDA: É aquela que ocorre ao longo da
tubulação, pelo atrito da água com as paredes do tubo.
Quanto maior o comprimento do tubo, maior será a perda de
carga. Quanto menor o diâmetro, maior também será a perda
de carga;
LOCALIZADA: Nos casos em que a água sofre mudanças
de direção como por exemplo nos joelhos, reduções, tês,
ocorre ali uma perda de carga chamada de “localizada”. Isto é
fácil de entender se pensarmos que nestes locais, há uma
grande turbulência concentrada, a qual aumenta os choques
entre as partículas da água.
MATERIAIS E COMPONENTES
1. AÇO CARBONO GALVANIZADO;
2. COBRE;
MATERIAIS E COMPONENTES
3. FERRO FUNDIDO GALVANIZADO;
4. LIGA DE COBRE;
MATERIAIS E COMPONENTES
5. POLIETER REFORÇADO COM FIBRA DE VIDRO;
6. POLIETILENO;
MATERIAIS E COMPONENTES
7. PVC RÍGIDO;
8. FIBROCIMENTO;
MATERIAIS E COMPONENTES
9. CONCRETO;
10. IMPERMEABILIZANTES;
PROJETO
DEFINIÇÕES
 Água Fria: Água à temperatura dada pelas condições
do ambiente.
 Água Potável: Água que atende ao padrão de
potabilidade determinado pela Portaria nº 36 do Ministério
da Saúde.
 Instalação Predial de Água Fria: Sistema composto
por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos
e outros componentes, destinado a conduzir água
fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização.
RESPONSABILIDADE TÉCNICA
O projeto de instalações prediais de água fria deve ser
elaborado por projetista com formação profissional de nível
superior, legalmente habilitado e qualificado.
NORMA PERTINENTE
NBR 5626:1998 – Instalação predial de água fria.
REQUISITOS A SEREM ATENDIDOS
1. Preservar a potabilidade da água;
2. Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em
qualidade adequada e com pressões e velocidades
compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos
sanitários, peças de utilização e demais componentes;
3. Possibilitar manutenção fácil e econômica;
4. Evitar níveis de ruído inadequados a ocupação do
ambiente;
5. Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de
utilização adequadamente localizadas, de fácil operação,
com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigências
do usuário.
ETAPAS DE UM PROJETO
1. Concepção do projeto;
2. Determinação das vazões;
3. Dimensionamento;
4. Detalhamento.
CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES
• Características do consumo predial (volumes, vazões
máximas e médias, características da água, Etc;
• Características da oferta de água (disponibilidade de vazão,
faixa de variação das pressões, constância do abastecimento,
características da água, etc;
• Necessidades de reservação, inclusive para combate a
incêndio;
• 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.
CONSIDERAÇÕES GERAIS
1. PRESSÃO;
•
•
•
Sobrepressão < 20m.c.a (200KPa);
Pressão estática < 40m.c.a (400KPa);
Pressão mínima de serviço > 0,5m.c.a (5KPa).
2. VELOCIDADE;
•
•
Velocidade máxima: 14√D ou 2,5m/s; (Evitar Ruídos)
Velocidade mínima: Nada se recomenda.
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
1. SISTEMA DIRETO;
cavalete
rede pública
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
2. SISTEMA INDIRETO;
cx.água
cavalete
rede pública
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
2. SISTEMA INDIRETO;
cx.água
cavalete
Bomba
boia
rede pública
cx. água inferior
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
2. SISTEMA MISTO;
cx.água
cavalete
rede pública
Reservatório Superior
Extravasor
ou Ladrão
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Conjunto Moto-Bomba
Conjunto de Recalque
Tubo de Sucção
Hidrômetro
Cavalete
Alimentador
Predial
Ramal Predial
Rede Pública
Reservatório Inferior
ESTIMATIVA DE CONSUMO
CONSUMO MÉDIO DIÁRIO (CD);
Este valor é utilizado no dimensionamento do ramal
predial, hidrômetro, ramal de alimentação, conjunto motobomba para recalque e reservatórios.
A estimativa deste volume é feita com a utilização do
consumo "per capita" para diferentes tipos de ocupações
atribuídas à edificação.
Tipo da Edificação
Unidade
Consumo
(litro / dia)
capital
200
dormitório
300 - 400
Quarto empregada
200
Residência Luxo
capital
300 - 400
Residência Médio Valor
capital
150
Residência Popular
capital
120 - 150
Alojamento Provisório Obra
capital
80
Apartamento de Zelador
capital
600 - 1000
Edifício de Escritório
ocupante real
50 - 80
Escola - Internato
capital
150
Escola - Externato
aluno
50
Escola - Semi Internato
aluno
100
Hospital e Casa de Saúde
leito
250
Hotel c/ Cozinha, Lavanderia
hóspede
250 - 350
Hotel s/ Cozinha, Lavanderia
hóspede
120
Lavanderia
Kg roupa seca
30
Quartel
soldado
150
Cavalaria
cavalo
100
Restaurante
refeição
25
2
Mercado
m de área
5
Garagem e Posto de Serviço
automóvel
100
Rega de Jardim
m2 de área
1,5
Cinema e Teatro
lugar
2
Igreja
lugar
2
Ambulatório
capita
25
Creche
capita
50
Fábrica - Uso Pessoal
operário
70 - 80
Fábrica c/ Restaurante
operário
100
Usina de Leite
litro de leite
5
Matadouro
grande animal
300
pequeno animal
150
Extraído de Macintyre, A.J. - Instalações Hidráulicas - Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1982.
Apartamento
Apartamento Luxo
ESTIMATIVA DE CONSUMO
TEMOS:
CD = P x Consumo per-capita
onde:
P = população ocupante da edificação.
ESTIMATIVA DE CONSUMO
A população ocupante poderá ser calculada utilizando os
seguintes critérios:
1o critério: 5 pessoas por unidade residencial, caso de
residência térrea;
2o critério: 2 pessoas por dormitório + 1 pessoa por dormitório
de empregada, em caso de prédios de apartamentos;
ESTIMATIVA DE CONSUMO
3o critério: Baseado em lotação máxima de ocupação das
edificações, como segue:
• Escritório: 1 pessoa / 9 m2
• Lojas: 1 pessoa / 3 m2
• Depósitos: 1 pessoa / 10 m2
• Oficinas: 1 pessoa / 9 m2
• Hotéis: 1 pessoa / 15 m2
• Hospitais e consultórios: 1 pessoa / 15 m2
• Escolas: 1 pessoa / 15 m2
ESTIMATIVA DE CONSUMO
Dados: Um edifício residencial de apartamento:
• N0 de pavimentos: 8
• N0 de apartamento por andar: 2
• N0 de dormitórios por apartamento: 2
ESTIMATIVA DE CONSUMO
CD = P x 200 l / dia
A população é estimada através do 2o critério, resultando em:
P = 8 andares X 2 apto p/ andar X 2 Dorm. p/ apto X 2 Hab.
p/ dorm.
P = 64 pessoas
então:
CD = 64 x 200 = 12.800
l /dia
Reservatório Superior
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
Extravasor
ou Ladrão
Chave
Bóia
Dreno
Barrilete
Coluna de Distribuição
Tubo de Recalque
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Ramais de Distribuição
Conjunto Moto-Bomba
Conjunto de Recalque
Tubo de Sucção
Hidrômetro
Cavalete
Alimentador
Predial
Ramal Predial
Rede Pública
Reservatório Inferior
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
Características:
• Diâmetro mínimo da ligação é 3/4"(20mm) para residências
e pequenos edifícios;
• A velocidade média da água no alimentador predial deverá
estar entre 0,60 m/s e 1.0 m/s, segundo a norma NBR 5626.
RAMAL PREDIAL E CAVALETE
Utilizando os dados do exemplo, tem-se:
QR = 0,148 l/s
CD
QR 
86400
Aplicando a continuidade (Q=V.A),o diâmetro poderá ser
calculado então por:
V = 0,60 m/s
R
RP
4Q

 Vr
RP = 0,018 m   = 3/4" ou 20 mm (Usualmente 25mm)
O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do.
alimentador predial
DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
Normalmente, reserva-se no mínimo, o equivalente ao
consumo diário (CD), mas é recomenda pela norma NBR 5626, volume de reservação (VT) entre 1 ≤ CD ≤ 3. Além
disto, deve-se reservar água para combater incêndio.
A distribuição normal de volume de armazenamento
recomendada é:
Rs = 2/5 VT  40%
Ri = 3/5 VT  60%
A reserva de incêndio deverá ser armazenada, na sua
totalidade, somente em um dos reservatórios.
Se após a divisão, a capacidade de reservação em cada
reservatório ultrapassar 5m3, o reservatório deve ser
compartimentado em pelo menos duas câmaras.
DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
Dimensionamento dos Reservatórios, utilizando os
dados do exemplo:
Para CD = 12.800 l, armazenando 1,5 CD, tem-se:
Volume de reservação: 1,5 x CD = 19.200
l
Este volume dividido nos reservatórios, obtém-se:
Rs = 2/5 x 19.200 = 7.680 l
Ri = 3/5 x 19.200 = 11.520 l
Os valores acima calculados são os volumes úteis de
operação dos reservatórios. A eles devem ser somados a
reserva de incêndio e/ou volume de limpeza.
RESERVATÓRIO INFERIOR
Respeitando as áreas previstas ou livres no projeto
arquitetônico da edificação, pode-se calcular:
Volume por compartimento: 11.520/2 = 5.760 l.
Como não há restrição de dimensão na planta de subsolo, adota-se as seguintes dimensões:
Largura = 2,95 m
Comprimento = 2,50 m
Altura útil do reservatório, hutil:
5,76
vol
hutil 

 0,78m
2,95x 2,50 área
RESERVATÓRIO INFERIOR
Adotando uma altura de limpeza para acumulo de
lodo de Hvar = 0,12 m para evitar a entrada de impurezas do
reservatório no sistema de distribuição.
RESERVATÓRIO INFERIOR
Valvula
de Retenção
Registro de Gaveta
Conjunto
de Recalque
Aberturas para
Inspeção
Alimentador Predial
Boia
Boia
Valvula de Pé
e Crivo
Reservatório Inferior
RESERVATÓRIO INFERIOR
Sucção
0,10
Sucção
0,10
B
B
0,10
Dreno
Dreno
Estravasor
Estravasor
Valvula de pé
e crivo
Valvula de pé
e crivo
L
0,60
0,60
Boia
Boia
Projeção da inspeção
0,60
0,10
Alimentador predial
Projeção da inspeção
0,10
RESERVATÓRIO INFERIOR
Inspeção
0,10
Alimentador
>0,15
Nível max.
<0,05
>0,05
Boia
Extravasor
Volume útil
H
Nível min.
Hvar
Sucção
Reserva de incêndio/ limpeza
0,10
R.G.
Valv.pé e crivo
Dreno
Canaleta
de limpeza
RESERVATÓRIO SUPERIOR
Das plantas e dos cortes da edificação pode-se
dimensionar o Rs, o calculo da altura útil de armazenamento,
hútil, para um volume de 3,84 m3 por câmara e dimensões de
2,50 m de comprimento por 1,40 m de largura, tem-se:
3,840
hutil 
 1,10m
2,50 x1,40
RESERVATÓRIO SUPERIOR
Considerando todo volume de reserva de incêndio
armazenada somente no Rs, estimado em torno de 15.000
l(calculo deste volume será feito quando tratarmos de
instalações prediais de combate a incêndio), tem-se altura da
reserva de incêndio, hinc, :
R.s. = 15.000/2 = 7.500 l
7,50
hinc 
 2,14m
2,50 x1,40
RESERVATÓRIO SUPERIOR
0,10
L
0,10
0,10
INSPEÇÃO
0,60
DRENO
INCÊNDIO
DISTRIBUIÇÃO
R,G,
b
0,60
EXTRAVASOR
BOIA
RECALQUE
0,10
BOIA
0,60
EXTRAVASOR
R,G,
DISTRIBUIÇÃO
INSPEÇÃO
INCÊNDIO
b
DRENO
0,10
RESERVATÓRIO SUPERIOR
0,10 0,10
R.G.
RECALQUE
0,10
0,10
0,10
0,10
INSPEÇÃO
>0,15
<0,05
Nível Máximo de Operação
>0,05
BOIA(Chave Automática)
EXTRAVASOR
VOLUME ÚTIL
Hutil
BOIA(Chave Automática)
Nível Mínimo de Operação
Hvar
LIMPEZA / INCÊNDIO
0,10
R.G.
INCÊNDIO
R.G.
R.G.
DISTRIBUIÇÃO
DRENO
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO: A tubulação de drenagem dos reservatórios devem
ser calculados levando em consideração o tempo máximo
de esvaziamento de 2 horas, através das seguintes equações:
A
S
h
4.850t 
4
D  S  
 
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO RESERVATÓRIO INFERIOR (RI):
A
S
h
4.850t 
2,95x 2,50
S
0,90
4.8502
S = 7,21x10-4 m2
D
4
S  
 
4
D  7,21x10^ 4  
 
D = 0,030m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm.
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
DRENO RESERVATÓRIO SUPERIOR (RS):
A
S
h
4.850t 
2,50 x1,40
S
3,25
4.8502
S = 6,50x10-4 m2
D
4
S  
 
4
D  6,50 x10^ 4  
 
D = 0,029m, adotar diâmetro comercial acima, D = 32mm..
DIMENSIONAMENTO DE DRENO E EXTRAVASORES
EXTRAVASOR:
Normalmente adota-se um diâmetro comercial acima
dos alimentadores dos reservatórios. Então tem-se:
para R.I.
D = 32 mm, e,
para R.S.
D = 32 mm(ver calculo do recalque).