Dimensionamento de Calhas e Rufos - Guia Completo de Áreas de Contribuição e Intensidade Pluviométrica

242Rolzelin Rocco Instalações Hidráulicas Prediais Aula 16 Roteiro Cálculo de áreas de contribuição Intensidade pluviométrica Vazão de projeto Dimensionamento de calhas e rufos Dimensionamento de condutores verticais Dimensionamento de condutores horizontais 2 Áreas de contribuição Exemplo de dimensionamento Calcular a área de contribuição de vazão de um telhado com superfície inclinada 3 Áreas de contribuição Exemplo de dimensionamento Calcular a área de contribuição de vazão de um telhado com superfície inclinada Solução De acordo com a Figura 510 tratase de uma superfície inclinada b 4 a Superficie plana horizontal b a A a x b b Superficie inclinada h a b A a h2 x b c Superficie plana vertical única b a A a x b2 d Duas superficies planas verticais opostas b a A a x b2 e Duas superficies planas verticais opostas b f Duas superficies planas verticais adjacentes e perpendiculares ab cd A c x d a x b2 ab cd A a x b c x d2 g Três superficies planas verticais adjacentes e perpendiculares b a A a x b2 h Quatro superficies planas verticais sendo uma com maior altura b a A a x b2 Intensidade Pluviométrica Consultar a tabela de cidades da NBR ou Dados climáticos da cidade Recorrência T 1 ano para obras externas onde empoçamentos possam ser tolerados T 5 anos para coberturas eou terraços T 25 anos para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamento não possam ser tolerados 7 Tabela 7 Intensidade Pluviométrica I mmh e Altura de Precipitação P mm INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA I mmh e ALTURA DE PRECIPITAÇÃO P mm PERIODO DE RECORRÊNCIA anos Duração min 5 10 15 20 25 50 100 P mm I mmh P mm I mmh P mm I mmh P mm I mmh P mm I mmh P mm I mmh P mm I mmh 5 1465 17583 1637 19645 1747 20962 1829 21949 1896 22747 2118 25415 2366 28396 10 2348 14088 2623 15740 2799 16795 2931 17586 3038 18225 3394 20363 3792 22751 15 2959 11837 3306 13225 3528 14112 3694 14777 3828 15314 4277 17110 4779 19116 20 3419 10256 3820 11459 4076 12227 4268 12803 4423 13268 4942 14825 5521 16563 25 3783 9079 4227 10144 4510 10824 4723 11334 4894 11746 5468 13124 6110 14663 30 4083 8166 4562 9124 4868 9736 5097 10194 5282 10565 5902 11804 6594 13188 35 4337 7435 4846 8307 5171 8864 5414 9282 5611 9619 6269 10747 7005 12008 40 4557 6836 5092 7637 5433 8149 5689 8533 5895 8843 6587 9880 7360 11039 45 4750 6334 5308 7077 5663 7551 5930 7907 6146 8194 6866 9155 7672 10229 50 4923 5907 5500 6600 5869 7043 6145 7374 6369 7643 7116 8539 7950 9540 55 5078 5540 5674 6190 6054 6605 6340 6916 6570 7167 7341 8008 8202 8947 60 5220 5220 5832 5832 6223 6223 6516 6516 6753 6753 7545 7545 8430 8430 65 5350 4938 5977 5518 6378 5887 6678 6165 6921 6389 7733 7138 8640 7975 70 5470 4688 6111 5238 6521 5589 6828 5853 7076 6065 7906 6777 8834 7572 75 5581 4465 6236 4989 6654 5323 6967 5574 7221 5777 8068 6454 9014 7211 80 5685 4264 6352 4764 6778 5084 7097 5323 7355 5516 8218 6164 9182 6886 85 5783 4082 6461 4561 6894 4867 7219 5096 7482 5281 8359 5901 9340 6593 90 5875 3917 6564 4376 7004 4669 7334 4889 7601 5067 8492 5661 9488 6325 95 5962 3765 6661 4207 7108 4489 7443 4701 7713 4871 8618 5443 9629 6081 100 6044 3627 6753 4052 7206 4324 7545 4527 7820 4692 8737 5242 9762 5857 105 6123 3499 6841 3909 7299 4171 7643 4368 7921 4526 8850 5057 9888 5650 110 6198 3380 6924 3777 7389 4030 7737 4220 8018 4373 8958 4886 10009 5459 115 6269 3271 7004 3654 7474 3899 7826 4083 8110 4231 9061 4728 10124 5282 120 6337 3169 7081 3540 7555 3778 7911 3955 8199 4099 9160 4580 10234 5117 Vazão de projeto Conhecendose a intensidade pluviométrica e a área de contribuição do telhado veja Esquemas indicativos para cálculos de áreas de contribuição de vazão a vazão de projeto pode ser calculada pela seguinte fórmula Q I x A 60 Onde Q vazão em litrosmin I intensidade pluviométrica em mmh A área de contribuição em m² 9 Calhas Dimensionamento O dimensionamento de calhas pode ser feito por meio da fórmula de ManningStrickler indicada a seguir ou de qualquer outra fórmula equivalente da hidráulica Onde Q vazão de projeto em Lmin S área da seção transversal de escoamento molhada em m2 n coeficiente de rugosidade ver Tabela 52 RH raio hidráulico em m i declividade da calha na direção longitudinal de escoamento em mm K 60 000 10 Calhas Dimensionamento O dimensionamento de calhas pode ser feito por meio da fórmula de ManningStrickler indicada a seguir ou de qualquer outra fórmula equivalente da hidráulica Onde Q vazão de projeto em Lmin S área da seção transversal de escoamento molhada em m2 n coeficiente de rugosidade ver Tabela RH raio hidráulico em m i declividade da calha na direção longitudinal de escoamento em mm K 60 000 11 Calhas Tabela 53 Capacidade de calhas semicirculares vazão em litrosmin Diâmetro interno mm Declividades 05 1 2 100 130 183 256 125 236 333 466 150 384 541 757 200 829 1 167 1 634 Tabela 55 Dimensões da calha em função do comprimento do telhado Comprimento do telhado m Largura da calha m Até 5 015 5 a 10 020 10 a 15 030 15 a 20 040 20 a 25 050 25 a 30 060 Fonte Melo Vanderley de Oliveira Azevedo Netto José M Instalações prediais hidráulicosanitárias cit Calhas 13 Dimensionamento Nota A seção retangular mais favorável ao escoamento ocorre quando a base é o dobro da altura dágua no canal isto é para valores de b 2 h Calhas Dimensionamento K 60000 K 60000 altura lamina dágua na calha em m Alt 005 m largura da calha em m Larg 01 m área da seção da calha em m² S 0005 m² coeficiente de rugosidade ver tabela n 0011 Raio hidráulico em m Rh 0025 Declividade da calha em mm i 0005 Vazão da calha Q K x S x Rh 23 x i 12 n 16488 Lmin Condutores verticais Dimensionamento As condições hidráulicas de funcionamento dos condutores verticais não são perfeitamente conhecidas pois normalmente temse uma mistura de ar e água escoando nesse elemento De qualquer maneira os condutores deverão ser dimensionados levando em consideração o valor da intensidade da chuva crítica ou seja de pequena duração mas de grande intensidade e a área de contribuição de vazão Para o dimensionamento de condutores verticais a NBR 108441999 apresenta ábacos específicos Adotamse na prática diâmetros maiores ou iguais a 75 mm em virtude da possibilidade de entupimento dos condutores com folhas secas e pássaros mortos 15 Tabela 57 Áreas máximas em projeção horizontal em m² a serem drenadas por condutores verticais para I 150 mmh Adaptada do UNIFORM PLUMBING CODE 1973 Área de telhado em Planta Condutores verticais CALHA RETANGULAR CONDUTOR VERTICAL CONDUTOR HORIZONTAL CAIXA DE AREIA Condutores horizontais Os coletores horizontais têm a finalidade de recolher as águas pluviais dos condutores verticais ou da superfície do terreno e conduzi las até os locais permitidos pelos dispositivos legais Os condutores horizontais podem estar enterrados ou aparentes Em ambas as formas devem ser previstas inspeções no sistema Quando os condutores forem enterrados as inspeções são feitas por meio de caixas de areia 17 Quando os condutores são aparentes por exemplo nos subsolos de edifícios de múltiplos pavimentos essas inspeções podem ser feitas por meio de tubo operculado onde há maior risco de entupimento mudanças de direção a cada 20 m nos percursos retilíneos mudança de declividade ou quando houver conexões com outras tubulações De acordo com a NBR 10844198 no caso específico da conexão entre o conduto vertical e o horizontal ressaltase que a ligação deve sempre ser feita por curva de raio longo com inspeção por meio de visitas estando o condutor aparente ou caixas de inspeção ou de areia estando o condutor enterrado Condutores horizontais Dimensionamento Os condutores horizontais devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme com valor mínimo de 05 De acordo com a norma NBR 108441989 a ligação entre os condutores verticais e horizontais deve ser feita com curva de raio longo com inspeção ou caixa de areia estando o condutor aparente ou enterrado 18 Para o dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular empregase a fórmula de ManningStricler com altura de lâmina dágua igual a 23 do diâmetro interno do tubo A Tabela 58 extraída da norma fornece a capacidade de condutores horizontais de seção circular para vazões em lmin em função da declividade do diâmetro e da rugosidade Tabela 58 Capacidade de condutores horizontais de seção circular vazões em litrosmin 19 Exemplo Dimensionar a rede coletora de águas pluviais em PVC indicada na Figura para uma declividade de 2 supondo uma precipitação de 160 mmh 20 A vazão em cada trecho da rede coletora será Rede A Rede B Exemplo Dimensionar a rede coletora de águas pluviais em PVC indicada na Figura para uma declividade de 2 supondo uma precipitação de 160 mmh 21 A vazão em cada trecho da rede coletora será Rede A Rede B Trecho 1 2 I 160 mmh A 80 m2 lmin Pela Tabela 57 o diâmetro é 100 mm Trecho 2 3 I 160 mmh A 160 m2 lmin Pela Tabela 57 o diâmetro é 125 mm Trecho 3 4 I 160 mmh A 240 m2 lmin Pela Tabela 57 o diâmetro é 125 mm Trecho 4 5 I 160 mmh A 320 m2 lmin Pela Tabela 58 o diâmetro é 150 mm Exemplo Dimensionar a rede coletora de águas pluviais em PVC indicada na Figura para uma declividade de 2 supondo uma precipitação de 160 mmh 22 Condutores horizontais Saída no meio fio O dimensionamento e quantidade de tubos de condutores horizontais na calçada deve levar em consideração a altura do meio fio 23 Condutores horizontais Saída no meio fio O dimensionamento e quantidade de tubos de condutores horizontais na calçada deve levar em consideração a altura do meio fio 24 Condutores horizontais Saída no meio fio O dimensionamento e quantidade de tubos de condutores horizontais na calçada deve levar em consideração a altura do meio fio 25