Aula 11: Instalações Pluviais - Importância e Normas

INST HIDROSSANITÁRIAS Fernando Moreno Suarte Júnior Engenheiro Civil Arquiteto e Urbanista Pós Graduado em Gestão Eficaz de Obras e Projetos Mestre em Engenharia AULA 11 INSTALAÇÕES PLUVIAIS O projeto de instalações ou drenagem de águas pluviais faz parte dos principais projetos de qualquer edificação seja ela residencial comercial ou industrial ainda que muitas vezes seja negligenciado Porém no contexto da utilização da edificação esse projeto é de extrema importância e tem como principais objetivos a se atingir Permitir recolher e conduzir as águas da chuva até um local adequado e permitido Conseguir uma instalação perfeitamente estanque Permitir facilmente a limpeza e desobstrução da instalação Permitir a absorção de choques mecânicos Permitir a absorção das variações dimensionais causadas por variações térmicas bruscas Ser resistente às intempéries e à agressividade do meio Ex maresia da orla marítima Escoar a água sem provocar ruídos excessivos Resistir aos esforços mecânicos atuantes na tubulação Garantir indeformabilidade através de uma boa fixação da tubulação A instalação predial de águas pluviais se destina exclusivamente ao recolhimento e condução das águas pluviais não se admitindo quaisquer interligações com outras instalações prediais O destino das águas pluviais pode ser escoamento superficial infiltração no solo por meio de poço absorvente disposição na sarjeta da rua ou por tubulação enterrada no passeio pelo sistema público as águas pluviais chegam a um córrego ou rio cisterna reservatório inferior de acumulação de água para uso posterior As regras e exigências para o projeto de instalações prediais de águas pluviais são definidas pela NBR 108441989 visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade higiene segurança conforto durabilidade e economia para esse projeto OS PROJETOS DEVEM OBEDECER ÀS SEGUINTES EXIGÊNCIAS a recolher e conduzir a Vazão de projeto até locais permitidos pelos dispositivos legais b ser estanques c permitir a limpeza e desobstrução de qualquer ponto no interior da instalação d absorver os esforços provocados pelas variações térmicas a que estão submetidas e quando passivas de choques mecânicos ser constituídas de materiais resistentes a estes choques f nos componentes expostos utilizar materiais resistentes às intempéries g nos componentes em contato com outros materiais de construção utilizar materiais compatíveis h não provocar ruídos excessivos i resistir às pressões a que podem estar sujeitas j ser fixadas de maneira a assegurar resistência e durabilidade Altura pluviométrica volume de água precipitada por unidade de área horizontal Área de contribuição soma das áreas das superfícies que interceptando chuva conduzem as águas para determinado ponto da instalação Caixa de areia caixa utilizada nos condutores horizontais destinados a recolher detritos por deposição Calha canal que recolhe a água de coberturas terrços e similares e a conduz a um ponto de destino Condutor horizontal canal ou tubulação horizontal destinada a recolher e conduzir águas pluviais até locais permitidos pelos dispositivos legais Condutor vertical tubulação vertical destinada a recolher águas de calhas coberturas terrços e similares e conduzilas até a parte inferior do edifício Duração de precipitação intervalo de tempo de referência para a determinação de intensidades pluviométricas Intensidade pluviométrica quociente entre a altura pluviométrica precipitata num intervalo de tempo e este intervalo Perímetro molhado linha que limita a seção molhada junta as paredes e ao fundo do condutor ou calha Período de retorno número médio de anos em que para a mesma duração de precipitação uma determinada intensidade pluviométrica é igualada ou ultrapassada apenas uma vez Ralo caixa dotada de grelha na parte superior destinada a receber águas pluviais Seção molhada área útil de escoamento em uma seção transversal de um condutor ou calha Tempo de concentração intervalo de tempo decorrido entre o início da chuva e o momento em que toda a área de contribuição passa a contribuir para determinada seção transversal de um condutor ou calha Vazao de projeto vazão de referência para o dimensionamento de condutores e calhas PARTES CONSTITUINTES DA INSTALAÇÃO FORMATO DAS CALHAS TIPOS DE CALHAS Planta Telhado com Beiral Cachorro Telha Calha Pluvial Beiral Condutor Pluvial MANUALDOARQUITETO proj edif Planta Telhado com Platibanda Calha Platibanda Telha MANUALDOARQUITETO Cimeira RUFO TELHAS RUFO TESOURA TERÇAS CALHA MATERIAIS Nos telhados empregamse calhas que podem ser de aço galvanizado folhas deflandres cobre aço inoxidável alumínio fibrocimento PVC rígido fibra de vidro concreto ou alvenaria Nos condutores verticais devem ser empregados tubos e conexões de ferro fundido fibrocimento PVC rígido aço galvanizado cobre chapas de aço galvanizado folhasde flandres chapas de cobre aço inoxidável alumínio ou fibra de vidro Nos condutores horizontais devem ser empregados tubos e conexões de ferro fundido fibrocimento PVC rígido aço galvanizado cerâmica vidrada concreto cobre canais de concreto ou alvenaria Dimensionamento Fatores meteorológicos PRECIPITAÇÃO MÉDIA ANUAL mm PalmasTO Histograma de Chuva mmh CAPITAIS BRASILEIRAS volume de chuva em abril de 2018 até 174 Nota Para locais não mencionados na Tabela 5 da NBR 108441989 devese procurar correlação com dados dos postos mais próximos que tenha condições meteorológicas semelhantes às do local em questão Os valores entre parênteses indicam os períodos de retorno a que se referem as intensidades pluviométricas em vez de 5 ou 25 anos Estado Tocantins Onde i intensidade média máxima de precipitação em mmh T período de retorno em anos t tempo de duração da precipitação em min K a b e c são parâmetros regionais EXEMPLO A duração de precipitação deve ser fixada em t 5min T 5 anos para coberturas eou terraços DETERMINAR A INTENSIDADE MÉDIA MÁXIMA A ação dos ventos deve ser levada em conta através da adoção de um ângulo de inclinação da chuva em relação à horizontal igual a arc tg²θ para o cálculo da quantidade de chuva a ser interceptada por superfícies inclinadas ou verticais O vento deve ser considerado na direção que ocasionar maior quantidade de chuva interceptada pelas superfícies consideradas Figura 42 a Superfície plano horizontal ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO No cálculo da área de contribuição devemse considerar os incrementos devidos à inclinação da cobertura e às paredes que interceptem água de chuva que também deva ser drenada pela cobertura VAZÃO DE PROJETO A vazão de projeto deve ser calcula pela Equação onde Q vazão de projeto Lmin I intensidade pluviométrica mmh A área de contribuição m² ab cd A ab cd 2 ab cd A ab cd 2 A A1² A2² 2 e Duas superfícies planas verticais opostas f Duas superfícies planas verticais adjacentes e perpendiculares A ab 2 g Três superfícies planas verticais adjacentes e perpendiculares sendo as duas opostas adjacentes h Quatro superfícies planas verticais sendo uma com maior altura COBERTURAS HORIZONTAIS DE LAJE 541 As coberturas horizontais de laje devem ser projetadas para evitar empoçamento exceto aquele tipo de acumulação temporária de água durante tempestades que pode ser permitido onde a cobertura for especialmente projetada para ser impermeável sob certas condições 542 As superfícies horizontais de laje devem ter declividade mínima de 05 de modo que garanta o escoamento das águas pluviais até os pontos de drenagem previstos 543 A drenagem deve ser feita por mais de uma saída exceto nos casos em que não houver risco de obstrução 544 Quando necessário a cobertura deve ser subdividida em áreas menores com caimentos de orientações diferentes para evitar grandes percursos de água 545 Os trechos da linha perimetral da cobertura e das eventuais aberturas na cobertura escadas claraboias etc que possam receber água em virtude do caimento devem ser dotados de platibanda ou calha 546 Os raios hemisféricos devem ser usados onde os ralos planos possam causar obstruções CALHAS 551 As calhas de beiral e platibanda devem sempre que possível ser fixadas centralmente sob a extremidade da cobertura e o mais próximo desta 552 A inclinação das calhas de beiral e platibanda deve ser uniforme com valor mínimo de 05 553 As calhas de águafurtada têm inclinação de acordo com o projeto da cobertura 554 Quando a saída não estiver colocada em uma das extremidades a vazão de projeto para o dimensionamento das calhas de beiral ou platibanda deve ser aquela correspondente à maior das áreas de contribuição 555 Quando não se pode tolerar nenhum transbordamento ao longo da calha extravasores podem ser previstos como medida adicional de segurança Nestes casos eles devem descarregar em locais adequados 556 Em calhas de beiral ou platibanda quando a saída estiver a menos de 4m de uma mudança de direção a Vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes da Tabela 1 Tabela 1 Coeficientes multiplicativos da vazão de projeto Tipo de curva Curva a menos de 2 m da saída da calha Curva entre 2 e 4m da saída da calha canto reto 12 11 canto arredondado 11 105 DIMENSIONAMENTO DAS CALHAS Deve ser feito através da fórmula de ManningStrickler indicada a seguir ou de qualquer outra fórmula equivalente onde Q vazão de projeto Lmin K 60000 S área da seção molhada m² n coeficiente de rugosidade Tabela RH raio hidráulico m i declividade da calha mm de 05 a 2 RH raio hidráulico m RH Área Molhada m² m Perímetro Molhado m 5571 A Tabela 2 indica os coeficientes de rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confecção de calhas Tabela 2 Coeficientes de rugosidade Material n plástico fibrocimento aço metais nãoferrosos 0011 ferro fundido concreto alisado alvenaria revestida 0012 cerâmica concreto nãoalisado 0013 alvenaria de tijolos nãorevestida 0015 Material Exemplo n A TABELA 3 FORNECE AS CAPACIDADES DE CALHAS SEMICIRCULARES usando coeficiente de rugosidade n 0011 para alguns valores de declividade Os valores foram calculados utilizando a fórmula de ManningStrickler com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno EXERCÍCIO 1 Determine a calha com a seção dada abaixo e declividade de 1 executada em alvenaria revestida a Determine a área molhada b Determine o perímetro molhado c Determine o raio hidráulico d Determine a capacidade da calha litrosminutos RH Área Molhada m² m Perímetro Molhado m K60000 n0012 RESPOSTA 1 Determine a calha com a seção dada abaixo e declividade de 1 executada em alvenaria revestida II Determinar a capacidade da calha Conforme parâmetros internacionais o bordo livre será 25 da lâmina dágua desde que não exceda 75cm Área Molhada Lâmina dágua Bordo Livre Conforme parâmetros internacionais o bordo livre será 25 da lâmina dágua desde que não exceda 75cm Área Molhada Lâmina dágua Bordo Livre 18cm 25 18cm 72cm EXERCÍCIO 2 Determine a calha com bordo livre dentro da platibanda a seção dada abaixo e declividade de 1 executada em alvenaria revestida RH Área Molhada m² m Perímetro Molhado m K60000 n0012 a Determine a área molhada b Determine o perímetro molhado c Determine o raio hidráulico d Determine a capacidade da calha litrosminutos RESPOSTA 2 Determine a calha com bordo livre dentro da platibanda a seção dada abaixo e declividade de 1 executada em alvenaria revestida RH Área Molhada m² m Perímetro Molhado m K60000 n0012 EXERCÍCIO 3 Determine a calha semi circular de PVC com a seção dada abaixo e declividade de 1 RH Área Molhada m² m Perímetro Molhado m K60000 n0011 a Determine a área molhada b Determine o perímetro molhado c Determine o raio hidráulico d Determine a capacidade da calha litrosminutos RESPOSTA 3 Determine a calha semi circular de PVC com a seção dada abaixo e declividade de 1 CONDUTORES VERTICAIS Podem ser colocados externa e internamente ao edifício dependendo de considerações de projeto do uso e da ocupação do edifício e do material dos condutores Os condutores verticais podem ser ligados na sua extremidade superior a uma calha casa com telhado ou receber um ralo quando se trata de terraços ou calhas largas Devem ser projetados sempre que possível em uma só prumada Quando houver necessidade de desvio devem ser usadas curvas de 90º de raio longo ou curvas de 45º e devem ser previstas peças de inspeção CONDUTORES VERTICAIS O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 70 mm Como os condutores são verticais seu dimensionamento não pode ser feito pelas fórmulas do escoamento em canal A NBR 1084489 apresenta ábacos específicos para o dimensionamento dos condutores verticais a partir dos seguintes dados Q Vazão de projeto em Lmin H altura da lâmina de água na calha em mm L comprimento do condutor vertical em m Para calhas com saída em aresta viva ou com funil de saída devese utilizar respectivamente o ábaco a ou b Vazão Altura da Lâmina Comp Tubulação Diâmetro b Calha com funil de saída PROCEDIMENTO 1 Levantar uma vertical por Vazão Q até interceptar as curvas de Altura da Lâmina dágua H e Comprimento da Tubulação L correspondentes 2 Se não haver curvas dos valores de H e Comprimento da Tubulação L interpolar entre as curvas existentes 3 Transportar a interseção mais alta até o eixo do Diâmetro D 4 Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado 5 Se a altura da lâmina não coincidir com a vazão adotar a relação com o comprimento da tubulação 1 Vazão x Lâmina dágua 1 Vazão x Altura do Edifício CONDUTORES HORIZONTAIS Os condutores horizontais devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme com valor mínimo de 05 O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser feito para escoamento com lâmina de altura igual a 23 do diâmetro interno D do tubo As vazões para tubos de vários materiais e inclinações usuais estão indicadas na Tabela CONDUTORES HORIZONTAIS Os condutores horizontais devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme com valor mínimo de 05 O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser feito para escoamento com lâmina de altura igual a 23 do diâmetro interno D do tubo As vazões para tubos de vários materiais e inclinações usuais estão indicadas na Tabela RALOS Nos locais de onde se pretende esgotar águas pluviais usam se ralos que coletam a água de áreas cobertas ou de calhas canaletas e sarjetas permitindo sua entrada em condutores e coletores O ralo compreende duas partes a caixa e b grelha ralo propriamente dito As grelhas podem ser planas ou hemisféricas também chamadas cogumelo ou abacaxi CAIXA DE AREIA E DE INSPEÇÃO Nas tubulações aparentes devem ser previstas inspeções sempre que houver conexões com outra tubulação mudança de declividade mudança de direção e ainda a cada trecho de 20 m nos percursos retilíneos Nas tubulações enterradas devem ser previstas caixas de areia sempre que houver conexões com outra tubulação mudança de declividade mudança de direção e ainda a cada trecho de 20 m nos percursos retilíneos A ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio longo com inspeção ou caixa de areia estando o condutor horizontal aparente ou enterrado