Aula 1: Introdução às Instalações Hidrossanitárias

Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 1 Apresentação da UC e Introdução às instalações hidrossanitárias Profª Nathalie Hoffert 1 Objetivos da aula Apresentar o plano de ensino da disciplina Explicar a metodologia das avaliações e quando estarão previstas virtualpresencial N1 individual dissertativa N2 prova trabalho será desenvolvido em sala e entregue no final do semestre APS a definir entra na soma da N2 somente para Ucs legado não haverá Plano de aula será encaminhado por email Introduzir o sistema predial hidrossanitário Iniciar estudo sobre sistemas de água fria 2 Bibliografia recomendada CREDER Hélio Instalações hidráulicas e sanitárias 6 ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2016 Disponível em httpsunpblackboardcomwebappsgabibliotecaSSOBBLEARNhomeMinhaBiblioteca Acesso em 23 jan 2018 MACINTYRE Archibald Joseph Instalações hidráulicas prediais e industriais Revisão e atualização José Carlos Cesar Amorim Marco Aurélio Chaves Ferro Sandro Filippo 4ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2017 Disponível em httpsunpblackboardcomwebappsgabibliotecaSSOBBLEARNhomeMinhaBiblioteca Acesso em 25 jan 2018 SEITO Alexandre Itiu et al Ed A segurança contra incêndio no Brasil São Paulo Projeto 2008 457p Disponível em httpwwwccbpoliciamilitarspgovbricbwpcontentuploads201702asegurancacontraincendionobrasil pdf Acesso em 23 jan 2018 RIBEIRO Jr G A e BOTELHO M H C Instalações Hidráulicas Prediais Usando tubos de PVC e PPR 3a edição São Paulo Editora PINI 2010 364 p IT do Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo acesso ao site RIP Comgás acesso ao site NBRs apresentadas em cada tema da disciplina vide slides 3 Calendário de aulas 4 Ver na pasta o calendário junto com o plano de aulas da disciplina Sistemas de água fria Objetivos Descrever os sistemas de abastecimento urbano e predial Cálculo do consumo diário Dimensionamento de reservatório superior e inferior Dimensionamento do alimentador predial 5 Sistema de abastecimento de água Captação superficial ou subterrânea Adução Tratamento ETAs Reservatórios de distribuição enterrados apoiados ou elevados Rede de distribuição Sistema predial 6 Composição do sistema Sistemas hidrossanitários prediais Os Sistemas Prediais Hidráulicos e Sanitários SPHS destinamse a abastecer com água as edificações e remover o esgoto por elas gerado bem como coletar e afastar as águas pluviais Para tanto é composto por vários subsistemas tais como suprimento de água fria suprimento de água quente equipamentos sanitários coleta de esgotos sanitários etc que devem funcionar de forma integrada e permitir ao usuário o exercício das funções para as quais o sistema foi projetado 8 Composição do sistema O sistema de água fria e quente pode ser dividido em três partes principais sistema de abastecimento sistema de suprimento reservação tratamento medição e pressurização sistema de distribuição NBR 56262020 é que regulamenta as instalações de água fria e quente em edifícios 9 Sistema de abastecimento O abastecimento pode ser efetuado diretamente da rede pública ou de fontes privadas alternativas à concessionária Neste caso deve ser prevista uma análise de sua qualidade e um eventual sistema de tratamento antes de sua utilização No caso de áreas não urbanizadas podese captar de nascentes ou lençol subterrâneo havendo necessidade de verificação periódica da potabilidade de água Além disso para usos não potáveis o abastecimento de água pode ser efetuado a partir de um sistema de aproveitamento de água pluvial ou de reúso Segundo a NBR 5626 em instalação predial de água não potável todas as tubulações reservatórios e pontos de utilização devem ser adequadamente identificados através de símbolos e cores e devem advertir os usuários com relação a não potabilidade da água por meio de programação visual como por exemplo ÁGUA NÃO POTÁVEL 10 Sistema de suprimento Reservação tem as seguintes funções Garantir o fornecimento de água Compensar os picos de vazão Suprir as deficiências do sistema de abastecimento no que diz respeito à pressão e vazão Tratamento tem a função de melhorar a qualidade da água por meio de filtros Medição tem a função de medir o consumo de água por meio de hidrômetros permitindo o a quantificação real e o gerenciamento desse insumo Pressurização tem a função de suprir a deficiência de pressão hidráulica 11 Sistema de distribuição Conjunto de tubulações que conduzem a água até os pontos de consumo terminais Pode ser por gravidade ou pressurizado dependendo de cada situação conforme veremos adiante 12 ESQUEMA VERTICAL Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Sistema direto com distribuição ascendente 14 Sistema de abastecimento efetuado diretamente da rede pública sem reservatórios Somente deve ser utilizado quando houver garantia de sua regularidade em relação à vazão e pressão da rede caso que não acontece no Brasil Nesse sistema caso haja falta de água devem ser previstos dispositivos de proteção contra refluxo retrossifonagem ou pressão negativa tipo válvulas de retenção A grande variação de pressão do sistema público pode causar danos no ramal predial Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Sistema indireto com distribuição descente 15 Regra geral é adotar reservatórios nos edifícios de forma a mantermos a regularidade no abastecimento dos pontos de consumo Essa prática é recomendado pela NBR562620 e exigida pelo Código Sanitário do Estado de São Paulo Decreto 1234278 quando existir intermitência no sistema de abastecimento público 16 Sistema indireto sem bombeamento Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Quando há pressão suficiente na rede pública para abastecer o reservatório superior independente da regularidade de abastecimento podese adotar apenas um reservatório superior Com isso a alimentação dos ramais dos apartamentos se faz por gravidade a partir deste reservatório Normalmente a pressão da rede da concessionária permite atender no máximo um sobrado dois pavimentos podendo ser menor dependendo da região e da concessionária local Este sistema é o mais utilizado no caso de residências unifamiliares em casas de dois pavimentos 17 Sistema indireto com bombeamento Quando não há pressão suficiente ou ocorre intermitência no abastecimento público devese adotar reservatório inferior abastecido pela rede pública e reservatório superior abastecido pelo reservatório inferior através de instalação de recalque bomba tubo A distribuição para os pontos de consumo se faz por gravidade Esse caso é o mais utilizado em sistemas prediais e indústrias Caso a fonte de abastecimento seja por poço a adoção do sistema é obrigatória pois os pontos de consumo só seriam abastecidos quando a bomba do poço estiver em funcionamento Tipos de sistema de abastecimento e distribuição 18 Sistema indireto com bombeamento A utilização de bombas de sucção diretamente da rede é proibida pelas concessionárias locais e pelos códigos sanitários estaduais e somente são autorizadas em casos particulares No caso de lavasjato que necessitam de grandes vazões esta autorização pode ser solicitada mas devem ser previstos válvulas de retenção para evitar contrafluxos Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Indireto Hidropneumático 19 Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Consiste na adoção de um pressurizador a partir do reservatório inferior que é abastecido pela rede pública Com isso se faz uma distribuição ascendente aos pontos de consumo garantindo a pressão exata de projeto para atendimento do caso mais crítico que seria o último pavimento Quando adota este sistema a bomba deve ser ligada no gerador do prédio de forma a não falta água para os condôminos 20 Sistema misto Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Quando se utiliza mais de um sistema no edifício podendo adota o direto e o indireto com gravidade Isso é muito utilizado em residências onde temos a caixa dágua que abastece por gravidade os principais pontos de consumo mas também temos alimentação direta para pontos específicos como chuveiros no pav térreo ou de torneiras de uso geral Estações Redutoras de pressão No caso de edifícios altos devemos nos preocupar com a limitação da pressão e da velocidade da água em função de ruídos sobrepressões provenientes de golpes de aríete manutenção e limite de pressão nas tubulações e pontos de consumo limitada pela NBR562620 em 40mca Pressão máxima estática 40 mca necessário usar VRPs Pressão máxima estática em sistemas com certificação AQUA 30 mca usar VRPs Quando a pressão estática é superior a este valor utilizamos válvulas redutoras de pressão para reduzir a pressão e garantir a segurança das instalações no edifício e também no ponto de consumo 21 VRP 420 Bermad VRP Ação Direta 42L Bermad RS RS vávula redutora ERP 23 ERP ESTAÇÃO REDUTORA DE PRESSÃO 24 Válvulas de ação direta em cavalete mas normalmente são utilizadas antes dos hidrômetros para controle de pressão na entrada do apartamento Muito utilizada quando o sistema de água quente é central e precisase equalizar as pressões de água quente e água fria na entrada do apartamento Dependo do sistema sua adoção barateia o custo das instalações Cada uma tem um custo de aprox 750 reais Enquanto uma ERP estação redutora de pressão com uma válvula 420 para grandes vazões tem um custo de 10mil reais o conjunto total da instalação Conforme apresentado no slide 22 Componentes do sistema 25 Ramal predial é o trecho executado pela concessionária ligando a rede até o cavalete Deve ser solicitado pelo proprietário no inicio da obra esta ligação Registro no passeio registro colocado pela concessionárias para interromper o abastecimento para a edificação Cavalete conjunto de tubos e conexões e registros do ramal predial destinados à instalação do hidrômetro Hidrômetro é o aparelho que faz a medição do consumo de água vazão Abrigo do cavalete utilizado para proteção do medidor e das instalações que o compõe Cada concessionária tem um padrão de abrigo para os cavaletes conforme o diâmetro nominal DN do cavalete Devem ficar até no máximo 150m do alinhamento da edificação Alimentador predial trecho após o ramal predial que segue até o reservatório inferior Ele é provido de torneira de bóia no final de seu trecho no reservatório inferior Reservatórios 26 O abastecimento pelo sistema indireto com ou sem bombeamento precisa de reservatórios para garantir o suprimento de água Eles ficam localizados no subsolo ou na cobertura do edifício e sua área técnica deve atender espaço adequado para instalação e manutenção sendo recomendado deixar 60cm ao redor e acima dos reservatórios para fazer manutenção como também é necessário a previsão de ventilação cruzada e iluminação adequada Essa região área técnica onde ficam localizados os reservatórios e instalações é chamado de barrilete superior ou inferior Para a instalação é necessária a previsão de uma base de concreto de pelo menos 10cm nivelada no caso de reservatórios apoiados Atenção deve estar em região onde não hajam tubulações de esgotoáguas pluviaiságuas servidas e longe de depósitos de lixo para evitar a contaminação da água potável Reservatório superior 27 Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe Extravasorladrão tubulação destinada a escoar a água que excede por conta de falhas na torneira de bóia podendo a água verter ou colapsar o reservatório Limpeza tubulação destinada a esvaziar o reservatório para realizar limpeza e manutenção Alimentaçãorecalque tubulação proveniente do sistema de abastecimento público ou do reservatório inferior Distribuição AF tubulação que segue para os pontos de consumo Retirar o ar proveniente da instalação Distribuição AF Reservatório de polietileno Reservatório superior 28 Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe Neste caso temos os mesmos sistemas apresentados anteriormente o que muda é a forma de captação do sistema de distribuição que é por meio de tubo pescador Aviso de extravasão tubulação que sai do barrilete superior e vai até o térreo em área visível para mostrar que há problemas no reservatório devido a extravasão do mesmo consumo incêndio Reservatório superior 29 Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe consumo incêndio O tubo pescador é utilizado para mantermos a reserva de incêndio separada da reserva de consumo Desta forma não conseguimos utilizar a reserva de incêndio pois a captação para consumo está no mesmo nível dágua não existindo carga suficiente para a água vencer esse braço e altura da instalação incêndio consumo Respiro telado Flange RG Captação para reservatório apoiado de concreto ou fibra de vidro Captação para reservatório de concreto elevado ático Reservatório inferior 30 Possuem os mesmos sistemas listados anteriormente porém o tubo de distribuição é chamado de sucção pois ele vai para a bomba que alimenta o reservatório superior Reservatório inferior 31 Exemplos de reservatórios inferiores Reservatório modular em fibra de vidro Ref Resermax Reservatório circular em fibra de vidro Ref Acquavida Distâncias entradas reservatório Para residências adotar Limpeza e extravasão DN50mm Entrada e saída dimensionar Para edifícios adotar Limpeza e extravasão DN100mm Aviso DN25mm Recalque sucção distribuição dimensionar 32 NA PRÁTICA 30cm acima da nível dágua ou recalque Colunas de distribuição e ramais As colunas ou prumadas são as tubulações verticais que partem do barrilete e seguem para alimentação dos ramais dos apartamentoscasas Para a distribuição de água dividimos o prédio em zonas de pressão pressurizada gravidade e zona reduzida de pressão Na parte dos dimensionamentos veremos melhor essa parte 33 Consumo e reservação População uso e finalidade da edificação Consumo específicos per capita Volume do reservatório Pico de consumo Falhas no abastecimento público Reserva de combate a incêndio 34 População Residencial 2 pessoas por dormitório e 1 pessoa por dormitório de serviço Em caso de prédios estimar uns 5 funcionários na conta do consumo 35 Uso Taxa de Ocupação Bancos 1 pessoa por 5m² Escritórios 1 pessoa por 6m² Térreo de edifícios 1 pessoa por 25m² Museus e bibliotecas 1 pessoa por 550m² Hoteis 1 pessoa por 550m² Restaurantes 1 pessoa por 140m² Teatros cinemas autitórios e templos 1 pessoa por 07m² Consumo diário CD População x consumo per capita 36 Tipo Edificação Consumo Lhabdia alojamento provisório 80 per capita apartamento 200 per capita asilo orfanato 150 per capita cinema e teatro 2 por lugar ed público coml ou cescrit 50 per capita escola externato 50 per capita escola internato 150 per capita escola semiinternato 100 per capita garagem 50 por automóvel hospital 250 por leito Consumo diário cont CD População x consumo per capita 37 Tipo Edificação Consumo Ldia hotel s coz e s lav 120 por hóspede jardim 15 por m2 de área lavanderia 30 por kg de roupa seca mercado 5 por m2 de área quartel 150 per capita residência popular ou rural 120 per capita residência 150 per capita restaurante e similares 25 por refeição Reservação Todo edifício deve ser provido de pelo menos um reservatório de abastecimento Esse sistema é denominado indireto e na cidade de São Paulo é exigido nas residências também por conta da intermitência do sistema de abastecimento Vres n x CD RI Sendo n dias de reservação podese adotar 1 a 2 dias de reserva CD consumo diário em L ou m³ RI reserva de incêndio em L ou m³ 38 Reservação No caso de existir reserva inferior e superior o cálculo se faz da seguinte forma Vres inf 06 x n x CD Vres sup 04 x n x CD RI Sendo n dias de reservação podese adotar 1 a 2 dias de reserva CD consumo diário em L ou m³ RI reserva de incêndio em L ou m³ Como boas práticas os reservatórios devem possuir duas células 39 Exercício Em um edifício residencial de 6 andares com 4 apartamentos por andar e 2 dormitórios sociais e 1 de serviço determine o consumo diário do edifício Considere 4 funcionários que trabalhem no edifício para compor o CD Depois dimensione os reservatórios inferiores e superiores considerando uma reserva de incêndio de 12m³ 40 Exercício Em um edifício residencial de 6 andares com 4 apartamentos por andar e 2 dormitórios sociais e 1 de serviço determine o consumo diário do edifício Considere 4 funcionários que trabalhem no edifício para compor o CD Depois dimensione os reservatórios inferiores e superiores considerando uma reserva de incêndio de 12m³ População torre 6pavs x 4 aptopav x 5habapto 120hab 1 apto 2dorm x 2 hab 1 dorm serv x 1hab 5habapto População prédio 120 hab 4 func 124 hab CD 124 hab x 200 Lhabdia 24800Ldia ou 248m³dia 41 Dimensionamento dos volumes do reservatório Vsup 04 x CD x 1dia reserva 12m³ do incêndio Vsup 04 x 24800 x 1 12000 21920 L 2192 m³ 22m³ arred Precisaríamos de 2 células de 11m³ no superior Vinf 06 x CD x 1 dia reserva Vinf 06 x 24800 x 1 dia reserva 14880L 148m³ 15m³ arred Precisaríamos de 2 células de 75m³ no inferior 42 Para um reservatório circular considerar Pé direito de 25m Adota um reservatório com altura de 20m lâmina de água dentro do reservatório é 170m Qual o diâmetro do reservatório inferior Volume Area pi x D²4 x Altura sendo D diâmetro 15 m3 A x 170m A 15170 882m² A pi x D² D raiz 882x4 D 335m 4 pi Considerando duas células dividimos a área por 2 e substituímos na equação abaixo A pi x D² D raiz 441m²x4 D 237m 4 pi Para duas células seriam 2 reservatório de diâmetro de 250m Área técnica necessária seria 250m do diâmetro do reservatório 060m ao redor para manutenção 43 NA PRÁTICA 30cm acima da nível dágua Alimentador predial 44 𝑄 𝐶𝐷 𝑡 A 𝑄 𝑣𝑎𝑑𝑚 D 4𝐴 π Sendo Q vazão em m³s CD consumo diário em m³ t tempo para enchimento dos reservatórios em segundos s 24h 86400s v adm velocidade máxima admissível na tubulação ms adotar 10ms A área da seção do tubo em m² D 1000 4𝐶𝐷 π𝑣𝑎𝑑𝑚𝑡 1128 𝐶𝐷 𝑣𝑎𝑑𝑚𝑡 Para t86400s e vadm10ms temse D 3838 𝐶𝐷 Alimentador predial 45 Obs Tabela para se basear apenas Exercício Calcule o diâmetro do ramal de entrada para o edifício do exemplo anterior 46 Exercício Calcule o diâmetro do ramal de entrada para o edifício do exemplo anterior CD 25000L ou 25m³ Dalim Predial 3838 𝐶𝐷 então CD em m³ Dalim Predial 3838 25 Dalim Predial 1919𝑚𝑚 20𝑚𝑚 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑎𝑙 47 Hidrômetro A definição dos hidrômetros principais é feita pela concessionária local mas de acordo com o consumo diário podese fazer uma previsão do hidrômetro e do seu abrigo É sempre importante aguardar a validação da concessionária bem como atender a solicitação da mesma quanto aos diâmetros e dimensões solicitadas no abrigo Como referencia podese consultar 48 Ramal predial mm Hidrômetro Cavalete Diâmetro mm Dimensões abrigo LxHxP em m Consumo provável m³dia Vazão característica m³h 20 5 3 20 085 x 065 x 030 25 8 5 25 085 x 065 x 030 25 16 10 32 085 x 065 x 030 25 30 20 40 085 x 065 x 030 50 50 30 50 200 x 090 x040 Exercício Para o consumo diário definido no primeiro exercício escolha o hidrômetro e o cavalete para o edifício 49 Exercício Para o consumo diário definido no primeiro exercício escolha o hidrômetro e o cavalete para o edifício 50 Ramal predial mm Hidrômetro Cavalete Diâmetro mm Dimensões abrigo LxHxP em m Consumo provável m³dia Vazão característica m³h 20 5 3 20 085 x 065 x 030 25 8 5 25 085 x 065 x 030 25 16 10 32 085 x 065 x 030 25 30 20 40 085 x 065 x 030 50 50 30 50 200 x 090 x040 Extras 51 Pé direito de 35m Adota um reservatório com altura de 25m lâmina de água dentro do reservatório é 220m Qual o diâmetro do reservatório superior Volume Area pi x D²4 x Altura sendo D diâmetro 22 m3 A x 220m A 22220 10m² A pi x D² D raiz 10x4 D 356m 4 pi Considerando duas células dividimos a área por 2 e substituímos na equação abaixo A pi x D² D raiz 5m²x4 D 252m 4 pi Para duas células seriam 2 reservatório de diâmetro de 250m diâmetro comercial mais próximo Área técnica necessária seria 250m do diâmetro do reservatório 060m ao redor para manutenção Lâmina dágua do incêndio 52 Volume Area pi x D²4 x Altura H sendo D diâmetro V A x H A pi x D² A pi x 250² A 49m² 4 4 Para o volume de incêndio de 12m³divido em duas células fica 6m³célula e diâmetro de 250m do reservatório superior encontrado no slide anterior temos V A x H 6m³ 490m² x H H 6490 122m Hinc122m Hcons098m Lâmina dágua total220m Hligaçoes030m Ht250m Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 2 Sistemas de recalque Profª Nathalie Hoffert 53 Objetivos Descrever o sistemas de recalque em edifícios Dimensionar a tubulação de elevação recalque e sucção Calculo perda de carga unitária Selecionar o melhor conjunto motorbomba 54 Sistema de recalque O sistema de recalque é a parte do sistema de instalações de água fria que faz o bombeamento da água do reservatório inferior até o reservatório superior Este sistema é composto por tubulação do trecho de sucção bombas e registros tubulação do trecho de recalque Materiais utilizados pvc marrom soldável ppr cpvc aço ferro fundido e cobre 55 Trecho recalque Dimensionamento de bombas Para a escolha da bomba devemos levar em consideração Natureza do fluido Temperatura do fluido Vazão de recalque Altura manométrica Condições elétricas locais SISTEMA CONVENCIONAL o funcionamento das bombas é intermitente ou seja seu funcionamento varia entre 6 e 7hdia liga e desliga para manter o reservatório de água cheio porém não precisa estar ligada o dia todo menor vazão economizando energia 57 SISTEMA INTELIGENTE o funcionamento das bombas continua intermitente porém com mais números de partida durante o dia Neste caso podese adotar o valor de 13hdia para o funcionamento da bomba que no caso são pressurizadores com variador de frequência sistema hidropneumático Desta forma o reservatório se mantem cheio durante todo o dia e por conta da tecnologia ser mais nova o consumo de energia é baixo porém o custo com o equipamento é mais alto Em prédio altos e de alto padrão recomendase esse tipo de sistema para manter suprimento de água aos consumidores 58 Dimensionamento de bombas Bomba centrifuga e pressurizadora 59 Bomba centrífuga ref KSB Meganorm Pressurizador com variador de frequência ref Grundfos ou Wilo Vazão da bomba 60 𝑄𝑏 𝐶𝐷 𝑁𝐹 X 𝑁𝐹 24 Sendo CD Consumo diário em m³ NF o número de horas de funcionamento da bomba em h Sendo X a relação entre o número de horas de funcionamento da bomba e o numero de horas do dia em h NF o número de horas de funcionamento da bomba em h Diâmetro do recalque O diâmetro da tubulação do recalque pode ser determinado a partir das formulas Recalque contínuo pela fórmula de Bresse Sendo k 12 ou 13 09 k 15 Q em m³s D em metros Recalque intermitente pela fórmula de Forcheimmer x em h nº de horas de funcion da bomba24h D em metros Q em m³s 61 𝐷 𝑘 𝑄 𝐷 13 𝑥14 𝑄 Exercício Determine a Q da bomba e o diâmetro da tubulação de recalque para um funcionamento de 66hdia e o CD de 25m³ que determinamos nos exercícios anteriores 62 Qb 25𝑚³ 66ℎ 378m³h 378𝑚³ ℎ 𝑥 1ℎ 3600𝑠 00018 m³s Drec 13 x 66ℎ 24ℎ 14 𝑥 00018 Drec 13 x 0275025𝑥 00018 0039𝑚 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 𝐷𝑁40𝑚𝑚 Para o dimensionamento do diâmetro da sucção se a bomba estiver afogada podese adotar um diâmetro acima do diâmetro encontrado para o recalque Neste caso o Dsucção será DN50mm Para consulta 63 Adotase para a tubulação de sucção um diâmetro igual ou imediatamente superior ao da tubulação de recalque Conjunto motorbomba 64 A escolha do conjunto motorbomba passa pela determinação da vazão de recalque Qrec e da altura manométrica total da instalação Determinação da altura manométrica A altura manométrica total é dada por 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 Onde 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 é a altura manométrica do recalque mca 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 é a altura manométrica da sucção mca 65 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 Hman Recalque Para determinação da altura manométrica do recalque temse 66 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑟𝑒𝑐 Δ𝐻𝑟𝑒𝑐 Onde 𝐻𝑟𝑒𝑐 é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e o ponto mais alto a ser atingido final da tubulação de recalque m Δ𝐻𝑟𝑒𝑐 é a perda de carga no recalque mca Para a altura manométrica de sucção devemos levar em conta o arranjoposiçãolocalização da bomba Caso o nível do reservatório inferior esteja acima do nível médio da bomba do eixo da bomba dizse que ela está afogada Caso o nível do reservatório inferior esteja abaixo do nível médio da bomba eixo da bomba devemos realizar o cálculo de cavitação neste trecho pois a bomba não estará afogada 67 Hman sucção bomba afogada Para determinação da altura manométrica da sucção temse 68 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 𝐻𝑠𝑢𝑐 Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 Onde 𝐻𝑠𝑢𝑐 é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e a tomada de água de sucção m Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 é a perda de carga na sucção mca Hman sucção bomba não afogada Para determinação da altura manométrica da sucção temse 69 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 𝐻𝑠𝑢𝑐 Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 Onde 𝐻𝑠𝑢𝑐 é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e a tomada de água de sucção m Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 é a perda de carga na sucção mca Perda de carga Hazen Willians 70 ℎ𝑓𝑑𝑖𝑠𝑡 𝑗 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑗 𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 j 1065 𝑄185 𝐶185𝐷487 Usado para diâmetros entre 50mm D 3500mm Sendo ℎ𝑓𝑑𝑖𝑠𝑡 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢í𝑑𝑎 𝑒𝑚 𝑚 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑚 𝑚 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑒𝑚 𝑚 𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑚 𝑚 j perda de carga unitária em mm Q vazão em m³s C Coeficiente Hazen Willian tabelado ver próximo slide D diâmetro interno da tubulação em m 71 Valor do coeficiente C sugerido para a fórmula de Hazen Williams Tubos Novos Usados 10 anos Usados 20 anos Aço corrugado 60 Aço galvanizado roscado 125 100 Aço soldado comum 125 110 90 Chumbo 130 120 120 Cimentoamianto 140 130 120 Cobre 140 135 130 Concreto bom acabamento 130 Concreto acabamento comum 130 120 110 Ferro fundido revestimento epóxi 140 130 120 Ferro fundido revestimento em argamassa de cimento 130 120 105 Latão 130 130 130 Plástico PVC 140 135 130 Figura 1 Comprimentos equivalentes a perdas localizadas em metros de canalização de ferro galvanizado retilinea Figura 2 Perdas de carga localizadas equivalência em metros de tubulação de PVC rígido ou cobre Exercício Hman e perdas No ponto A será instalada uma máquina de processo industrial que necessita de uma vazão de 800Lmin e pressão de 400kPa Qual o reforço de pressão da bomba Tubo de aço 74 A BOMBA 2m DN100 VÁLVULA PÉ DE CRIVO RG RG VR 1m 07m 20m 50m DN75 15m 50m 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 400kPa Hb 462 hfsuc hfrec 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 40kPa Hb 462 hfsuc hfrec Perda de carga na sucção Lreal 21 30m Leq 1 válvula pé de crivo DN100 23 1 registro de gaveta RGDN100 07 1 cotovelo de 90 DN100 34 75 Leq271m 𝑗 1065 0013185 90185010487 00620 mm Hfsuc j Lt 00620 3271 18662m Lt Lreal Leq 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 40kPa Hb 462 hfsuc hfrec Perda de carga na recalque Lreal 07 2 15 50 5 592m Leq 5 cotovelos 90 DN75 5 x 25 1254 1 válvula de retenção leve DN75 63 1 registro de gaveta RGDN75 05 1 saída de canalização DN75 22 76 Leq215 𝑗 1065 0013185 901850075487 02519 mm Hfrec j Lt 02519 592215 2033m Lt Lreal Leq Hb 462 hfsuc hfrec Hb 462 18662 2033 Hb 6839m Hman Bomba Hman bomba 70mca Cavitação Quando a pressão absoluta em um determinado ponto se reduz a valores abaixo de um certo limite alcançando o ponto de ebulição da água para essa pressão esse líquido começa a ferver e os condutos e bombas passam a apresentar bolsas de vapor dentro de si Isso faz com que as instalações e bombas comecem a vibrar em consequencia da cavitação podem reduzir o rendimento da instalação como também causar danos aos materiais levando ao fenômeno de pitting que é a desagregação de partículas de metal 77 σ 𝐻𝑎 𝐻𝑠 𝐻𝑣 𝐻 H altura efetiva da bomba manométrica Ha altura correspondente à pressão atmosférica local Hv altura devida à pressão de vapor da água Hs altura de sucção das bombas Sempre que o valor de Hs for excessivo resultando em um valor indesejável de Thoma podese esperar cavitação Potência da bomba O conjunto elevatório deverá vencer a diferença de nível entre os dois pontos mais as perdas de carga em todo o percurso perdas por atrito ao longo das tubulações e as perdas localizadas às peçasconexões 79 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝑯𝒈 𝒑𝒆𝒓𝒅𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒊𝒔 𝒉𝒇 Sendo Hman altura manométrica total m Hg altura geométrica desnível de nível em m A potência em cv de um conjunto de bombas é dada por 𝑷 ϒ 𝑸 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝟕𝟓 η ϒ peso especifico da água 1000kgfm³ Q vazão em m³s Hman altura manométrica em m η rendimento global do conjunto η ηmotor x ηbomba Potência da bomba Admitindo um rendimento global médio de 67 e exprimindo uma vazão em ls para água temse 80 𝑷 𝑸 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝟓𝟎 ϒ peso especifico da água 1000kgfm³ Q vazão em Ls Hman altura manométrica em m P potencia da bomba em cv A potência da bomba normalmente é definida pelo fabricante após definirmos a Q e Hman da mesma Escolha bomba Golpe de ariete Ao se acionar ou desligar um equipamento hidráulico podem ocorrer golpes de aríete causando danos tanto pelo aumento da pressão como pela pressão negativa que se forma Nos sistemas elevatórios quando há a parada na bomba por falta de energia elétrica ou por dano no equipamento esta água tende a perder pressão e retornar na tubulação Nesta volta sofre um impacto com instalações e até mesmo a bomba que está parando de girar Este aumento de pressão no sentido contrário e também a pressão negativa formada por conta das ondas que são criadas dentro do tubo é chamado de Golpe de Ariete 82 Golpe de ariete Atualmente existem válvulas de retenção que são instaladas após a saída da bomba para evitar que a água retorne e danifique a bomba o excesso de pressão é liberado pela válvula Existem também válvulas de descarga com dispositivo antigolpes onde o golpe é minimizado Outro ponto também utilizado é ligar a bomba de recalque como a de incêndio no gerador do prédio Essa prática é comum em sistemas indiretos hidropneumáticos mas sistemas indiretos com bombeamento também estão passando a acatar esta prática res Inf reserv Inf 83 Golpe de aríete ver este primeiro e depois o próximo 84 Exercício extra 1 Seja uma instalação de bombas de recalque em um edifício conforme o desenho abaixo As tubulações em cobre sendo a de sucção DN100 e a de recalque DN75 e a vazão é de 65Ls Qual a altura manométrica da bomba Utilizar Hazen Williams Qual a potência da bomba 86 Resolução exercício extra Cálculolevantamento do desnível 0 hfsuc HB 2 1 84 25 hfrec 1mca Hb hfsuc hfrec 885 Perda de carga na sucção Lreal 2 1 3m Lequiv entrada de borda dn100 1 x 40 4 registro de gaveta dn100 2 x 10 2 joelho 45cotovelo 45 de dn 100 1 x 19 19 tê passagem direta dn 100 1 x 26 26 87 Lt Lreal Lequiv 3 421926 135m C 130 coeficiente do Hazen Willians p 20 anos Q 65 Ls 00065m³s 1mca para saída da canalização no reservatório superior Para termos o mín de pressão exigido pela NBR5626 𝑗 1065 𝑥 00065185 130185 𝑥 0100487 0008719 mm j 1065 𝑄185 𝐶185𝐷487 Hfsuc j Lt 0008719 x 135 011m Perdas de carga no recalque L real 2 1 5 84 35 25 10 99m Lequiv Registro de gaveta dn 75 2 x 09 18 Valvula de retenção dn 75 1 x 93 93 Tê de passagem direta TPD dn 75 1x 25 25 Joelho 90º dn 75 5 x 39 195 Tê de saída lateral dn 75 1 x 80 8 Saída de canalização dn75 1 x 37 37 88 Cont resolução exercício extra Lt Lreal Lequiv Lt 99 18 9325195837 Lt 1438m 𝒋 1065 𝑥 00065185 130185 𝑥 0075487003539 mm Hfrec j Lt 003539 x 1438 509m Hb hfsuc hfrec 885 desnível 1º slide Hb 011 509 885 Hman bomba 937mca hman bomba 95mca Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 3 Dimensionamento dos ramais Profª Nathalie Hoffert 89 Objetivos Determinação da vazão dos trechos Método dos pesos relativos Determinação das pressões dos trechos Determinação das velocidades dos trechos 90 Sistema de distribuição O dimensionamento do sistema de distribuição de água fria é feito tendo por base o princípio da conservação de energia Considerase escoamento permanente em conduto forçado fazse um balanceamento entre o diâmetro da tubulação a vazão de projeto esperada e as pressões necessárias para o funcionamento dos aparelhos sanitários tendo em vista a carga disponível Assim é necessário que sejam definidos os seguintes parâmetros vazão velocidade pressão e perda de carga 91 Vazão A determinação da vazão de projeto pode ser feita de duas formas supondo o funcionamento simultâneo de todos os pontos de consumo do sistema vazão máxima de projeto o que se constitui na maioria dos casos numa abordagem inadequada uma vez que a probabilidade de que isto ocorra é bastante reduzida conduzindo a sistemas antieconômicos incorporando à vazão máxima de projeto fatores que representem a probabilidade de ocorrência de uso simultâneo de diferentes pontos do sistema vazão máxima provável 92 Vazão Segundo a NBR 5626 ABNT 1998 os pesos relativos são estabelecidos empiricamente em função da vazão unitária conforme apresentado na Tabela a seguir A quantidade de cada tipo de peça de utilização alimentada pela tubulação que está sendo dimensionada é multiplicada pelos correspondentes pesos relativos e a soma dos valores obtidos nas multiplicações de todos os tipos de peças de utilização constitui a som Por meio da equação 1 esse somatório é convertido na demanda simultânea total do grupo de peças de utilização considerado que é expressa como uma estimativa da vazão a ser usada no dimensionamento da tubulaçãoatória total dos pesos ΣP 93 Vazão 94 Q é a vazão estimada no trecho considerado em Ls ΣP é a soma dos pesos relativos de todas as peças de utilização alimentadas pelos trechos de tubulações consideradas 𝑄𝑝 03 Σ𝑃 95 Vazões unitárias dos pontos de utilização NBR 562698 Pesos atribuídos aos pontos de utilização NBR 562698 Para o caso dos ramais a determinação da vazão de projeto pode se feita assim como nas colunas e barriletes através de duas formas a soma das vazões de todos os aparelhos ligados ao ramal vazão máxima possível incorporação de fatores de simultaneidade à vazão máxima possível obtendose a vazão máxima provável ou então simplesmente soma das vazões dos aparelhos ligados ao ramal e que se julga estarem em funcionamento simultâneo 96 Velocidade A velocidade do escoamento é limitada em função do ruído da possibilidade de corrosão e também para controlar o golpe de aríete A NBR 5626 recomenda que a velocidade da água em qualquer trecho da tubulação não atinja valores superiores a 3 ms 97 𝑣𝑚𝑎𝑥 30𝑚𝑠 Onde 𝑣𝑚𝑎𝑥 é 𝑎 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑛𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 Pressão A NBR 5626 recomenda os seguintes valores máximos e mínimos para a pressão em qualquer ponto da rede Pressão máxima estática 400kPa 40 mca Pressão dinâmica mínima 10 kPA 1 mca Usualmente deixar de 5 a 10mca no ponto mais crítico da instalação chuveiro 98 Prédimensionamento 99 Conhecendose as vazões de projeto nos diferentes trechos do sistema podese efetuar o prédimensionamento dos mesmos uma vez que pela equação da continuidade 𝑄𝑝 𝐴𝑚𝑖𝑛𝑥 𝑉𝑚á𝑥 𝐴𝑚𝑖𝑛 𝑄𝑝 𝑣𝑚á𝑥 𝐷𝑚𝑖𝑛 4 𝑄𝑝 π 𝑣𝑚á𝑥 QP é a vazão de projeto m3s Amin é a área mínima da seção transversal do tubo m² vmáx é limite superior admitido para a velocidade média Dmin é o diâmetro interno mínimo m Perda de carga Fair Whipple Hsiao As fórmulas de Fair WhippleHsiao recomendadas para tubulações de pequeno diâmetro variando entre 15mm e 50mm são dadas por para tubo de aço galvanizado água a 20C Q 27113 J0532 D2995 para tubo de cobre PVC água a 20 C Q 55934 J0571 D2714 para tubo de cobre água quente Q 63281 J0571 D2714 Sendo Q em m³s J em mm e D em metros 100 101 Perda de carga Fair Whipple Hsiao Perda de carga nos hidrômetros individuais A estimativa da perda de carga do hidrômetro pode ser obtida através da seguinte equação 102 𝜟h 36 x Q² x 𝑸𝒎á𝒙𝟐 h perda de carga no hidrômetro em kPa Q vazão estimada na seção considerada em ls Qmáx vazão máxima especificada para o hidrômetro em m³h Verificação das pressões mínimas Na sequência passase à verificação das pressões mínimas necessárias ao longo do sistema predial de água fria em especial àquelas referentes aos pontos de utilização Evidentemente a geometria da instalação determina as configuração ões críticas a serem verificadas A pressão dinâmica disponível a jusante em um trecho qualquer é obtida através da seguinte expressão 103 PJUSANTE PMONTANTE Desnível Perda de carga Onde PJUSANTE é a pressão dinâmica disponível a jusante do trecho considerado PMONTANTE é a pressão dinâmica disponível a montante do trecho considerado Verificação das pressões mínimas Desnível é a diferença de cotas geométricas dos pontos que definem o trecho 5KPa 05 mca em qualquer ponto do sistema de distribuição PDMi pressão dinâmica mínima do aparelho i PDA HRA H1 H2 10 KPa 1 mca PDB HRB H1 H5 10 KPa 1 mca Onde HRA desnível entre o reservatório e o ponto A H1 H2 perdas de carga nos trechos 1 e 2 Hi depende de Qi Di Lti 104 105 Materiais e diâmetros de sistemas de AF Diâmetros externos materiais de sistemas prediais 106 TABELA DE DIÂMETROS EXTERNOS mm POL PVC COBRE E AÇO 2440 PPR PN20 PEX CL16 CPVC 15 12 20 15 21 20 16 15 20 34 25 22 27 25 20 22 25 1 32 28 34 32 25 28 32 114 40 35 42 40 32 35 40 112 50 42 48 50 40 42 50 2 60 54 60 63 50 54 65 212 75 66 76 75 73 75 3 85 79 89 90 89 100 4 110 104 114 110 114 Siglas de projeto 107 Siglas equipamentos MLR Máquina de lavar roupa TQ Tanque MLL Máquina de lavar louça FIL Filtro BS Bacia Sanitária LV Lavatório CH Chuveiro DH Ducha higiênica Siglas conexões C90J90 cotovelojoelho de 90 C45J45 cotovelojoelho de 45º TPD tê de passagem direta TSL tê de saída lateral VR válvula de retenção RG registro de gaveta RG2 registro de gaveta maior que 2 RP registro de pressão Representação gráfica Altura dos pontos dos equipamentos Ver dwg em anexo com demais materiais 109 Exercício com trecho do hidrômetro até o chuveiro Contar conexões e metros de tubo Numerar os trechos conforme alteração de diâmetrofluxo ou material Colocar na planilha conjuntamente Ver lousa ou dwgpdf da aula 110 Exercício coluna e barrilete Levantar metros de tubo e conexões para cada trecho Nomear os trechos do sistema Escolher material a ser utilizado Usar a planilha apresentada em sala em anexo com demais materiais da aula para preenchimento e verificação das perdas de carga No esquema vertical verificar as zonas de pressão em pressurizada gravidade e redutora Exercício está na pasta da disciplina 111 Exercício em sala somente presencial Fazer o calculo do recalque primeiro com esquema básico e depois do esquema do chuveiro Escolher planta de tipo barrilete superior inferior e térreo Barrilete com reservatório circular e retangular Furo em laje e em viga 112 Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 4 Água Quente Profª Nathalie Hoffert 113 Sistemas prediais de água quente É crescente a necessidade de conservar energia o que tem incentivado a implantação de sistemas de aquecimento solar em edifícios A lei no 14459 dispõe sobre a instalação de sistemas de aquecimento de água por energia solar em edificações residenciais e não residenciais do Município de São Paulo Sabese no entanto que esses sistemas são assistidos por outras fontes de energia uma vez que não conseguem suprir a demanda de água quente em dias frios ou chuvosos Assim devese ter o conhecimento de sistemas com outras fontes de energia tais como gás e eletricidade A geração de água quente consiste no processo de transferência de calor a partir de uma fonte energética para obtenção de água a uma dada temperatura podendo haver reservação do volume a ser aquecido ou não A transferência de calor pode se realizar de modo direto ou indireto 114 Segundo a NBR 56262020 os sistemas prediais de água quente devem ser projetados e executados de tal forma que atendam aos seguintes requisitos garantir o fornecimento de água de forma contínua em quantidade suficiente e temperatura controlável com segurança aos usuários com as pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários e das tubulações preservar a potabilidade da água proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários racionalizar o consumo de energia 115 Sistemas prediais de água quente Classificação de sistemas de AQ O sistema predial de água quente pode ser classificado em individual central privado e central coletivo Sistema individual O sistema individual consiste na alimentação de um único ponto de utilização sem necessidade de uma rede de água quente As fontes de energia utilizadas neste tipo de sistema são eletricidade No caso de aquecedores individuais a eletricidade temse uma resistência que é ligada automaticamente pelo próprio fluxo de água conforme ilustrado 116 Figura Sistema de aquecimento de chuveiro elétrico Sistema central privado O sistema central privado é composto por um equipamento responsável pelo aquecimento da água e uma rede de tubulações que distribuem a água aquecida a pontos de utilização que pertencem a uma mesma unidade como por exemplo em um apartamento Em geral as fontes de energia utilizadas neste tipo de sistema são gás combustível eletricidade e energia solar 117 Classificação de sistemas de AQ Os equipamentos de aquecimento a gás combustível e a eletricidade empregados no sistema central privado podem ser classificados segundo o princípio de funcionamento em aquecedores instantâneos ou de passagem onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pela fonte de aquecimento sem requerer reservação conforme apresentado na Figura 118 Cont sistema central privado Os equipamentos de aquecimento a gás combustível e a eletricidade empregados no sistema central privado podem ser classificados segundo o princípio de funcionamento em aquecedores de acumulação quando se tem a reservação do volume de água a ser consumido conforme apresentado 119 Cont sistema central privado Figura Aquecedor de acumulação elétrico 120 Figura Aquecedor de acumulação a gás Como no caso dos aquecedores individuais a gás combustível podese ter também o equipamento de fluxo balanceado este sim disponível no mercado brasileiro Segundo a NBR 5626 ABNT 2020 a alimentação de aquecedores e pontos de água fria pode ser feita por tubulação única desde que não alimente válvulas de descarga e que seja impossibilitado o retorno de água quente para a tubulação de água fria 121 Cont sistema central privado A central de aquecimento no caso de aquecedor de acumulação pode ser constituída por um bloco único ou então ter a fonte geradora separada do reservatório e desta forma denominado sistema conjugado que é uma das opções quando há maior flexibilidade quanto à localização dos equipamentos Nesse sistema o aquecedor de passagem atua como fonte térmica Ao se detectar temperatura baixa no reservatório o termostato da bomba aciona a mesma o que faz circular água no interior do aquecedor de passagem que promove o seu aquecimento e a retorna ao tanque segundo um circuito fechado independente da entrada e saída de abastecimento 122 Cont sistema central privado 123 Cont sistema central privado Figura Sistema conjugado de aquecimento O sistema de distribuição de água quente em um sistema central privado é composto por ramais que conduzem a água desde o equipamento de aquecimento instantâneo ou de acumulação até os pontos de utilização Tendo em vista obterse uma temperatura adequada no ponto de utilização o trajeto percorrido pela água quente deve ser o mais curto possível e as tubulações devidamente isoladas contra a perda de calor A rede de distribuição pode ainda ser provida de tubulação de retorno de água quente ao sistema gerador com o intuito de se evitar o desconforto em se obter água quente junto aos pontos de consumo além de se evitar os desperdícios de água e de energia 124 Cont sistema central privado Sistema central coletivo O sistema central coletivo é constituído por um equipamento gerador de água quente e uma rede de tubulações que conduzem a água aquecida até aos pontos de utilização pertencentes a mais de uma unidade como por exemplo em um edifício de apartamentos Uma vez que a geradora de água quente abastece várias unidades está implícita a reservação do volume a ser aquecido constituindo o que se denomina usualmente de caldeira Existem geradoras de água quente que incorporam dispositivos para aquecimento a gás combustível e a eletricidade possibilitando a alternância da fonte energética 125 Classificação de sistemas de AQ O abastecimento de água fria deve ser feito por uma coluna exclusiva uma vez que a vazão requerida é muito elevada Em geral a central de aquecimento é instalada na parte inferior do edifício entretanto podese têla junto ao reservatório superior ao nível do barrilete ou ainda em uma composição dessas alternativas geradora na parte inferior e o tanque de acumulação na parte superior cobertura ou outro pavimento Quanto à modalidade de distribuição o sistema central coletivo pode ser classificado em ascendente descendente e misto Na distribuição descendente um barrilete superior alimenta as colunas que abastecem os pontos de utilização Quando a distribuição é ascendente temse um barrilete inferior A distribuição mista resulta da combinação dos tipos citados 126 Cont sistema central coletivo 127 Figura Sistema descendente de distribuição 128 Figura Sistema ascendente de distribuição Aquecimento solar O coletor solar é um trocador de calor que transforma a energia solar radiante em calor É um dispositivo concebido para absorver a maior quantidade possível de radiação solar e transferir a maior parte desta radiação para um determinado fluido São vendidos em módulos que podem ser acoplados entre si conforme a necessidade de energia de aquecimento 129 Coletor plano com cobertura Nos coletores planos o fluxo da radiação incidente irradiância é uniforme para toda a sua superfície coletora São equipamentos destinados a aquecer a água a temperaturas compatíveis ao uso sanitário e outras aplicações 130 Coletor solar sem cobertura O coletor solar sem cobertura permite a incidência dos raios do sol diretamente na placa absorvedora Por não possuir cobertura não retém a radiação emitida pela placa absorvedora e produz aquecimento a temperaturas menores que a dos coletores com cobertura o que os torna mais adequado para aplicações que exigem temperaturas mais baixas como por exemplo o aquecimento de piscina 131 Eficiência dos coletores A eficiência dos coletores é variável em função das condições climáticas do local possuindo um comportamento característico para cada coletor principalmente em função da diferença de temperatura entre a água na entrada e na saída do coletor Dessa forma a definição da melhor placa para determinadas aplicações deve ser feita em função das curvas de eficiência que podem ser obtidas com os dados fornecidos pela Tabela de Eficiência dos coletores solares do INMETRO 132 Eficiência dos coletores Posição dos coletores O posicionamento do conjunto de coletores solares é essencial para o desempenho do sistema de aquecimento solar e sua compreensão possibilita a construção de instalações mais eficientes onde se aproveita melhor a radiação do sol A inclinação em relação ao plano horizontal e a direção de instalação dos coletores solares são os dois elementos que influenciam o dimensionamento do sistema de aquecimento solar Os coletores solares devem estar expostos ao sol de tal forma que a incidência da radiação solar atinja o coletor o mais que possível perpendicularmente Como há uma variação da inclinação do sol conforme a época do ano os coletores são instalados com uma inclinação que maximiza e uniformiza mês a mês a incidência da radiação solar durante o período de um ano 134 Posição dos coletores É recomendada que a instalação possua uma inclinação equivalente à latitude da região onde será instalado o sistema solar somandose 10 Como exemplo para a cidade de São Paulo localizada a latitude aproximada de 23 recomendase a instalação dos coletores com 33 de inclinação Os coletores devem estar direcionados simétricos em relação à trajetória do sol posição que permite o maior tempo de incidência do sol ao longo do dia O maior aproveitamento ocorre quando os coletores solares são direcionados para o Norte Geográfico quando instalados no hemisfério Sul como no caso do Brasil 135 136 Figura Trajetória do sol e desvio do Norte Geográfico Equipamentos Bombas As bombas são usadas em sistemas de circulação forçada onde a água ou fluído térmico precisa circular com velocidade e fluxos específicos de forma a garantir o funcionamento e eficiência do sistema de aquecimento O tamanho das bombas depende do tamanho do sistema e da distânciaaltura entre os coletores e o reservatório térmico A Figura 16 apresenta um exemplo de bomba de circulação 137 Equipamentos Válvulas termostáticas As válvulas misturadoras ou termostáticas tem a função de controlar ou limitar a temperatura da rede de distribuição de água quente adicionando água fria caso a rede esteja com temperaturas mais elevadas que a préestabelecida Na Figura há um exemplo de válvula de controle de temperatura A temperatura de acionamento da válvula pode ser regulada sendo que as mais comuns trabalham com temperaturas entre 49 e 71 C 138 Equipamentos Vasos de expansão Os vasos de expansão são itens de segurança imprescindíveis para os sistemas de aquecimento indiretos pois absorvem parte das variações de pressões da rede geradas por expansão térmica variação de temperatura Nesses vasos existe uma câmara onde o ar é preso dentro de um diafragma que se expande ou contrai de acordo com a pressão no sistema A Figura apresenta um exemplo de vaso de expansão 139 140 Solar com apoio de aquecedor individual Sistema conjugado com solar Solar com apoio de aquecedor de acumulação 142 Solar com sistema conjugado individual 143 Sistema conjugado central Dimensionamento Método das vazões dos pontos de consumo 145 Dimensionamento Dimensionamento Método do volume médio 147 Tabela 1 Dados informativos sobre vazão de aparelhos sanitários Fonte Norma ABNT 5626 Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão mínima de projeto lmin Banheira Misturador 18 Bidê Misturador 6 Chuveiro ou ducha Misturador 12 Lavadora de pratos ou roupas Registro de pressão 18 Lavatório Torneira ou misturador 9 Pia Torneira ou misturador 15 Volume reservatório sistema central 149 Tabela 2 Dados informativos sobre volume de consumo de água quente por pessoasusuário nas edificações RegiãoPaís Peça de utilização Volume ldia Brasil ABNT NBR 12 269 Chuveiro 66 a 120 Brasil ABNT NBR 12 269 Lavatório 6 a 96 São Paulo BR Recomendações ABRASIP e ABRAVA Chuveiro 80 São Paulo BR Recomendações ABRASIP e ABRAVA Cozinha 10 São Paulo BR Recomendações ABRASIP e ABRAVA Lavatório 5 Volume reservatório de acumulação individual 150 Cálculo demanda de energia Dimensionamento dos aquecedores de passagem Determinação das vazões recomendase que a vazão do aquecedor seja igual ou maior que a somatória das vazões dos pontos de consumo que podem estar em funcionamento simultâneo Portanto adotar a somatória dos chuveiros simultaneamente de 12Lmin Determinação da potencia dos aquecedores de passagem 152 Dimensionamento sistema de acumulação individual O dimensionamento do sistema de acumulação individual é realizado com base no volume de água quente solicitado durante o período de maior consumo 153 Cálculo do volume mínimo de armazenamento de AQ 154 Dimensionamento sistema de acumulação individual Determinação da potência dos aquecedores a gás Para determinar a potência dos aquecedores a gás natural é necessário definir a capacidade de recuperação do reservatório no instante mais crítico com isso calculamos o volume de recuperação do reservatório de acumulação 155 Dimensionamento sistema de acumulação individual Determinação da potência dos aquecedores a gás Definido o volume necessário de recuperação do sistema é preciso calcular a potência do aquecedor que atende a estas condições de acordo com a seguinte expressão 156 Dimensionamento sistema de acumulação individual Determinação do volume diário de AQ Para o cálculo do volume de água quente necessário na primeira hora devese utilizar o volume de água quente máximo possível consumido durante uma hora 157 Dimensionamento sistema central de AQ Determinação do volume de pico de AQ O cálculo do volume de água quente necessário no período da hora de maior consumo é realizado adotandose fator de simultaneidade aplicado ao volume de consumo diário conforme a seguinte expressão 158 Dimensionamento sistema central de AQ Gráfico de simultaneidade de água quente Determinação do volume mínimo de AQ armazenada Determinado o volume de água necessária para suprir a hora de maior consumo definese o volume mínimo do reservatório de água quente através de um fator de armazenamento 160 Dimensionamento sistema central de AQ Determinação do volume mínimo de AQ armazenada Determinado o volume de água necessária para suprir a hora de maior consumo definese o volume mínimo do reservatório de água quente através de um fator de armazenamento 161 Dimensionamento sistema central de AQ Determinação da potencia dos aquecedores a gás Para determinar a potência dos aquecedores a gás natural é necessário definir a capacidade de recuperação do reservatório no instante mais crítico determinado anteriormente como sendo a hora de maior consumo Calculase o volume de recuperação do sistema como sendo a diferença entre o volume de água quente demandado e o volume armazenado calculado pela seguinte expressão 162 Dimensionamento sistema central de AQ Determinação da potencia dos aquecedores a gás Definido o volume necessário de recuperação do sistema é preciso calcular a potência do aquecedor que atenda a estas condições de acordo com a seguinte expressão 163 Dimensionamento sistema central de AQ Exercício 1 Calcular a demanda de água quente para um edifício de 6 pavimento com 4 apartamentos por andar sendo que cada apartamento possui 2 dormitórios e 2 banheiros População total N 2dorms x 2hab x 4aptospavimento x 6 pavs 96 hab Vconsumo Vpercapita x População Vconsumo 80 Ldia uso percapita relacionado ao chuveiro x 1 x 96 hab Vconsumo 7680 Ldia Vindividual 80 Ldia uso percapita relacionado ao chuveiro x 4 hab 320 Ldia 164 Exercício 2 Volume de armazenamento 6912L 7000L 5 unidade de boiler de 1500L aprox 080x130m diâmetro x altura Demanda de energia útil 12221 kWhmês 165 Exercício 2 Resolução na planilha ProCobre Determine o volume de armazenamento para o solar e especificação da quantidade de boilers necessários e a demanda de energia útil Utilizar a planilha apresentada para desenvolvimento deste exercício Volume de armazenamento 6912 L 7000L 5 boilers de 1500L diâmetro de 080m e 140m de altura consultar o fabricante para validar dimensões E 231 kWhdia E 4900 kWhmês Fração de 40 29 coletores solares de 20m² de área Fração de 70 50 coletores solares de 20m² de área 166 Exercício 3 Dimensionar sistema de aquecimento de água por meio de aquecedores de passagem a gás Parâmetros a serem considerados Temperatura água fria 20 C Temperatura de consumo 45C Número de pontos de consumo simultâneos 2 chuveiros Vazão de cada ponto de consumo 12 Lmin 167 Qmax 12Lmin vazão do chuveiro x 2 chuveiros simultâneos 24Lmin P Qmáx x calor especifico H2O x Tconsumo Tágua fria P 24 Lmin x 60minh x 1 x 45C 20C P 36000 kcalh Vou precisar de um aquecedor de passagem a gás de vazão de 24Lmin e uma potencia de 36000 kcalh para gás natural GN Aquecedor de passagem 6000 reais 168 Exercício 3 Temperatura água fria 20 C Temperatura de consumo 45C Número de pontos de consumo simultâneos 2 chuveiros Vazão de cada ponto de consumo 12 Lmin Exercício 4 Dimensionar sistema de acumulação conjugado individual pata volume determinado no exercício 1 Determinar o volume de pico volume de armazenamento mínimo volume de recuperação do sistema e a potencia dos aquecedores de passagem Para os cálculos adotar Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 40C Temperatura de armazenamento 60C 169 Vpico Vmín Vrecup e a potencia do aquecedor sistema individual Vpico Vindividual x FS Vpico 320Ldia do primeiro exercício x 045 Vpico 144 L Vmín Vpico x fator de armazenamento Vmín 144 x 13 48 L 170 Exercício 4 Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 40C Temperatura de armazenamento 60C Vrecup Vpico Vmín Vrecup 144 48 96 L Potência aq Vrecup x c x Tarm Tágua fria P 96L x 1 x 6020 P 3840 kcalh Precisar de um boiler de 300L para suprir demanda da residência e um aquecedor de 8000 kcalh que é a menor potencia disponível no mercado Boiler 2700 reais Aquecedor 700 reais 171 Exercício 4 Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 40C Temperatura de armazenamento 60C Exercício 5 Dimensionar central térmica coletiva para o volume de consumo encontrado no exercício 1 Determinar o volume diário de AQ o volume de pico o volume mínimo de armazenamento volume de recuperação do sistema a potência dos aquecedores de passagem e a quantidade de aquecedores necessários escolher um equipamento da Rinnai para determinação desta parte do exercício Vdiário 7680 L x 2520 Vdiário 9600 L 172 Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 45C Temperatura de armazenamento 60C Vdiário 9600 L Vpico Vdiário X FS do gráfico Vpico 4000 L Vmín Vpico x Fator de armazenamento tabela Vmín 4000 x ¼ 1000 L Vrecup Vpico Vmín Vrecup 4000 1000 3000L 173 Exercício 5 Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 45C Temperatura de armazenamento 60C Vrecup 3000L Potencia do aq Vrecp x c x Tarmaz Tágua fria Potencia 3000 x 1 x 60C 20C Potencia 120000 kcalh Considerando boilers de 1500L e uma demanda de 9600L serão necessários 6 boilers reservatórios de água quente e um reservatório de 500L Aquecedor da Rinnai modelo REU2802 FEC com vazão de 35Lmin e potencia de 48500 kcalh com isso serão necessários 3 aquecedores de passagem para a central coletiva e mais um aquecedor reserva totalizando 4 aquecedores de passagem Catálogo httpswwwrinnaicombruploadscatalogo133pdf Catálogo httpswwwheliotekcombrparacasaaquecedorsolarpara banhoreservatoriostermicosaltaebaixapressao 174 Exercício 5 Temperatura ambiente 20C Temperatura de consumo 45C Temperatura de armazenamento 60C Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 5 Esgoto sanitário e ventilação Profª Nathalie Hoffert 175 176 Objetivos da aula Descrever os sistemas prediais de esgotamento sanitário Dimensionar ramais e prumadas do sistema de esgoto e ventilação 177 Esgoto sanitário e ventilação O sistema de esgoto sanitário tem por funções básicas coletar e conduzir os despejos provenientes do uso adequado dos aparelhos sanitários a um destino apropriado No Brasil o sistema de esgoto é denominado separador absoluto ou seja não pode ocorrer a interligação de esgoto sanitário ao sistema de águas pluviais E o regime hidráulico deste sistema é como conduto livre ou seja preenche apenas 34 da seção do tubo O sistema deve ser projetado de modo a evitar a contaminação da água e permitir o rápido escoamento dos despejos Ou seja deve ser verificada a declividade mínima afim de evitar depósitos e garantir uma instalação adequada para evitar vazamentos e garantir inspeção do sistema Norma para consulta NBR81601999 178 Componentes do sistema predial Aparelho sanitário bacias chuveiros lavatórios pias MLR MLL etc Ramal de descarga Ramal de esgoto Ramal de ventilação Tubo de quedaprumada Tubo de ventilaçãoprumada Subcoletor Caixas de esgoto águas servidas e gordura Poço de esgoto Coletor interligação com concessionária Componentes do sistema 179 Aparelho sanitário interface entre o sistema predial de água e de esgoto sanitário e destinado ao uso da água para fins higiênicos ou a coletar os dejetos ou águas servidas Desconector componente provido de fecho hídrico com a função de vedar a passagem de gases oriundos das tubulações de esgoto para o ambiente sanitário São exemplos de desconectores os sifões caixa sifonada e ralo sifonado Componentes do sistema 180 Ramal de descarga tubulação horizontal que recebe diretamente os efluentes de aparelhos sanitários Ramal de esgoto tubulação horizontal que recebe efluentes de ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector Componentes do sistema 181 Subcoletor tubulação horizontal que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto Coletor predial tubulação horizontal compreendida entre a última inserção de subcoletor ramal de esgoto ramal de descarga ou caixa de inspeção e o coletor público ou sistema particular 182 Tubos de queda e ventilação Tubo de queda prumada Tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores ramais de esgoto e ramais de descarga Tubo ventilador Tubo destinado a possibilitar o escoamento de ar da atmosfera para o sistema de esgoto e viceversa ou a circulação de ar no interior do mesmo com a finalidade de proteger o fecho hídrico dos desconectores e encaminhar os gases para atmosfera 183 Sifão É um desconector destinado a receber efluentes do sistema predial de esgoto sanitário Evitando que os gases do sistema retornem para o ambiente Pode ser o sifão dos lavatórios e pias o ralo sifonado ou caixas sifonadas 184 Problemas com sifão Evaporação da água pouco uso dos aparelhos que garantem o fecho hídrico Autosifonagem redução do fechohídrico pela própria vazão do equipamento Sifonagem induzida quando descargas criam uma pressão negativa no tubo roubando a água que garante a sifonagem do aparelho Sobrepressão A ação de descargas simples ou combinadas que geram pressão positiva nos fechos hídricos ligados a trechos de tubulação próximos a mudanças de direção do tubo de queda Os ramais de esgoto do primeiro pavimento não devem ser ligados usualmente no tubo de queda quando houver desvio no forro do térreo 185 Como evitar o retorno de espuma Segundo a NBR 8160 ABNT 1999 para os edifícios de dois ou mais andares nos tubos de queda que recebam efluentes de aparelhos sanitários tais como pias tanques máquinas de lavar e outros similares onde são utilizados detergentes que provoquem a formação de espuma devem ser adotadas soluções no sentido de evitar o retorno de espuma para os ambientes sanitários tais como não efetuar ligações de tubulações de esgoto ou de ventilação nas regiões de ocorrência de sobrepressão efetuar o desvio do tubo de queda para a horizontal com dispositivos que atenuem a sobrepressão curva de 90º raio longo ou duas curvas de 45º instalar dispositivos com a finalidade de evitar o retorno de espuma 186 Desvios de prumadas Classificação dos sistemas Sistema com ventilação secundária Fully Vented System além da ventilação primária propiciada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda este sistema apresenta a ventilação secundária propiciada pelo ar que escoa pelo interior das colunas ramais ou barriletes de ventilação 188 Classificação dos sistemas Sistema modificado com uma coluna e tubo de queda ventilado Modified one pipe vented stack system além da ventilação primária este sistema apresenta a ventilação secundária propiciada somente por uma coluna de ventilação conectada ao tubo de queda 189 Classificação dos sistemas Sistema com coluna única Single Stack System nesta tipologia há apenas a ventilação primária propiciada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda 190 Subsistema de ventilação Conjunto de tubulações ou dispositivos destinados a encaminhar os gases para a atmosfera e evitar que os mesmos se encaminhem para os ambientes sanitários O subsistema de ventilação pode ser previsto de duas formas ventilação primária e secundária ou somente ventilação primária A ventilação primária é proporcionada pelo ar que escoa pelo núcleo do tubo de queda o qual é prolongado até a atmosfera constituindo a tubulação de ventilação primária A ventilação secundária é proporcionada pelo ar que escoa pelo interior de colunas ramais ou barriletes de ventilação constituindo a tubulação de ventilação secundária No caso de sistema com somente ventilação primária deve ser verificada a suficiência da ventilação primária prevista através do dimensionamento hidráulico A ventilação secundária consiste basicamente de ramais e colunas de ventilação que interligam os ramais de descarga ou de esgoto à ventilação primária ou que são prolongados acima da cobertura ou então pela utilização de dispositivos de admissão de ar válvulas de admissão de ar 191 Subsistema de ventilação A extremidade aberta do tubo ventilador primário ou da coluna de ventilação deve estar situada conforme apresenta a figura a seguir não deve estar situada a menos de 400 m de qualquer janela porta ou vão de ventilação salvo se elevada pelo menos 100 m das vergas dos respectivos vãos deve situarse a uma altura mínima igual a 200 m acima da cobertura no caso de laje utilizada para outros fins além de cobertura caso contrário esta altura deve ser no mínimo igual a 030m deve ser protegida de terminal tipo chaminé tê ou outro dispositivo que impeça a entrada de águas pluviais no tubo de ventilação 192 Subsistema de ventilação Válvulas de admissão de ar Estes dispositivos surgiram na Suécia cujo princípio básico está apoiado no fato destes apresentarem uma parte móvel que abre e admite ar quando ocorre uma pressão negativa no interior do sistema de esgoto sanitário devido a descarga dos aparelhos e fecha por gravidade quando cessa a descarga do aparelho 194 Válvulas de admissão de ar de 40mm e 100mm As válvulas maiores são para colocação no topo de tubos de queda ou de colunas e ventilação dispensando a passagem dessas acima da cobertura Os resultados de pesquisas realizadas em outros países e aqui no Brasil indicam uma forte tendência destas serem utilizadas apenas no caso de residências unifamiliares devido ao fato de exercerem pouca influência na magnitude das pressões desenvolvidas ao longo dos tubos de queda de edifícios de vários pavimentos Com relação às válvulas menores foram desenvolvidas para colocação nos ramais de descarga e esgotos para ventilar um único aparelho ou bateria de aparelhos evitando a ação da auto sifonagem e sifonagem induzida 195 Válvulas de admissão de ar Declividades mínimas e materiais empregados Segundo a NBR 816099 recomendase 2 para tubulações com diâmetro nominal igual ou inferior a 75mm 1 para tubulações com diâmetro nominal igual ou superior a 100mm 1 para ramais e barriletes de ventilação ventilação secundária Materiais utilizados para o sistema PVC série normal com juntas ponta e bolsa PVC série reforçada com juntas ponta e bolsa PVC mineralizados sillentium amanco com juntas ponta e bolsa Se o sistema for pressurizado recalque de esgoto tubos pode ser em PPR CPVC ou PVC marrom soldável 197 Exemplo interligações banheiro 198 Dimensionamento Tabela 1 Unidade Hunter de Contribuição dos aparelhos sanitários e diâmetro nominal mínimo dos ramais de descarga Tabela 2 Dimensionamento de ramais de esgoto Tabela 4 Dimensionamento de ramais de ventilação Tabela 3 Distância máx de um desconector até o tubo ventilador 199 Dimensionamento Tabela 5 Dimensionamento de tubos de queda Tabela 6 Dimensionamento de subcoletores e coletor predial Tabela 7 Dimensionamento de colunas e barriletes de ventilação 200 Exercício Traçar e dimensionar os ramais e as prumadas da área molhada abaixo indicando UHC de cada equipamento a declividade de cada ramal e os diâmetros nominais dos ramais e prumadas de esgoto e ventilação Consultar as tabelas apresentadas anteriormente e o exemplo apresentado durante a aula Gabarito Dimensionamento caixa de passagem As caixas de passagem devem ter as seguintes características a quando cilíndricas ter diâmetro mínimo igual a 015 m e quando prismáticas de base poligonal permitir na base a inscrição de um círculo de diâmetro mínimo igual a 015 m b ser providas de tampa cega quando previstas em instalações de esgoto primário c ter altura mínima igual a 010 m d ter tubulação de saída dimensionada pela tabela de dimensionamento de ramais de esgoto sendo o diâmetro mínimo igual a DN 50 202 Dimensão de caixas de passagem de esgoto Caixas em anéis de concreto passagem ou visita H 050 à 080m Ø060m H 080à 100m Ø080m H 120m Ø100m Poços de vista ou passagem Diâmetro mínimo Ø110m Hmín 100m Escadadegraus que permitam seu acesso ao interior duas partes quando a profundidade total for igual ou inferior a 180 m sendo a parte inferior formada pela câmara de trabalho balão de altura mínima de 150 m e a parte superior formada pela câmara de acesso ou chaminé de acesso com diâmetro interno mínimo de 060 m 203 Dimensionamento caixa de gordura As caixas de gordura devem ser dimensionadas levandose em conta o que segue a para a coleta de apenas uma cozinha pode ser usada a caixa de gordura pequena 51513 a ou a caixa de gordura simples 51513 b b para a coleta de duas cozinhas pode ser usada a caixa de gordura simples 51513 b ou a caixa de gordura dupla 51513 c c para a coleta de três até 12 cozinhas deve ser usada a caixa de gordura dupla 51513 c d para a coleta de mais de 12 cozinhas ou ainda para cozinhas de restaurantes escolas hospitais quartéis etc devem ser previstas caixas de gordura especiais 51513 d 204 Dimensionamento caixa de gordura pequena As caixas de gordura devem ser divididas em duas câmaras uma receptora e outra vertedoura separadas por um septo não removível a pequena CGP cilíndrica com as seguintes dimensões mínimas diâmetro interno 030 m parte submersa do septo 020 m capacidade de retenção 18 L diâmetro nominal da tubulação de saída DN 75 205 Caixa sifonada exemplo Dimensionamento caixa de gordura simples b simples CGS cilíndrica com as seguintes dimensões mínimas diâmetro interno 040 m parte submersa do septo 020 m capacidade de retenção 31 L diâmetro nominal da tubulação de saída DN 75 207 Caixa de gordura exemplo Dimensionamento caixa de gordura dupla c dupla CGD cilíndrica com as seguintes dimensões mínimas diâmetro interno 060 m parte submersa do septo 035 m capacidade de retenção 120 L diâmetro nominal da tubulação de saída DN 100 209 Dimensionamento caixa de gordura especial d especial CGE prismática de base retangular com as seguintes características distância mínima entre o septo e a saída 020 m volume da câmara de retenção de gordura obtido pela fórmula V 2 N 20 onde N é o número de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura no turno em que existe maior afluxo V é o volume em litros altura molhada 060 m parte submersa do septo 040 m 210 Recobrimento mínimo Tubulações de concreto Tubos de concreto simples 080m de recobrimento Tubos de concreto armado Ø040m 060m de recobrimento Para cada 010m de acréscimo no diâmetro aumentase o recobrimento em 005m Tubulações de PVC Interior de lotes 030m de recobrimento No passeio 060m de recobrimento Trafego de veículos leves 080m de recobrimento Trafego de veículos pesados ou intensos 120m de recobrimento 211 Poço de visita ANÉIS PARA POÇOS DE VISITA Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 6 Águas pluviais Profª Nathalie Hoffert 214 Objetivos da aula Descrever os tipos de sistemas Descrever os elementos e componentes do SPAP Representação gráfica Dimensionamento do sistema 215 Sistema Prediais de Águas Pluviais 216 Sistema Prediais de Águas Pluviais 217 Requisitos de desempenho Ser estanque Permitir limpeza e desobstrução de qualquer ponto no interior da instalação Absorver esforços provocados pelas variações térmicas a que são submetidos Não provocar ruídos excessivos Resistir às pressões a que podem estar sujeitas 218 Sistema Prediais de Águas Pluviais Os condutores de águas pluviais não podem ser usados para receber efluentes de esgotos sanitários ou como tubos de ventilação do sistema predial de esgotos sanitários As superfícies horizontais de lajes devem ter uma declividade mínima de 05 que garanta o escoamento das águas pluviais até os pontos de drenagem previstos A declividade das calhas deve ser uniforme com valor mínimo de 05 O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 75 mm Os condutores horizontais devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme com valor mínimo de 05 219 Sistema Prediais de Águas Pluviais Normalização NBR 108441989 Área de contribuição A cobertura projeção horizontal incrementos devido à inclinação incrementos devido às paredes que interceptam água de chuva 220 Sistema Prediais de Águas Pluviais 221 Sistema Prediais de Águas Pluviais 222 Sistema Prediais de Águas Pluviais Intensidade Pluviométrica I Obtida com base em dados pluviométricos locais Deve ser determinada a partir da fixação da duração de precipitação t5 min do período de retorno T Período de Retorno T T 1 ano Áreas pavimentadas tolerância de empoçamento T 5 anos coberturas e ou terraços T 25 anos coberturas e áreas onde não são permitidos empoçamentos ou extravazamento Obs Para construções de até 100 m2projeção horizontal salvo em casos especiais podese adotar I 150mmh 224 Sistema Prediais de Águas Pluviais Indicações para Cálculo da Área de Contribuição NBR 108441989 225 Sistema Prediais de Águas Pluviais 226 Sistema Prediais de Águas Pluviais 227 Sistema Prediais de Águas Pluviais 228 Sistema Prediais de Águas Pluviais 229 Sistema Prediais de Águas Pluviais Em calhas de beiral ou de platibanda quando a saída estiver a menos de 4 m de uma mudança de direção a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficiente da Tabela 1 230 Sistema Prediais de Águas Pluviais Condutor vertical 231 Sistema Prediais de Águas Pluviais Condutor vertical 232 Sistema Prediais de Águas Pluviais Dimensionamento de condutores verticais 233 Sistema Prediais de Águas Pluviais Dimensionamento de condutores verticais 234 Sistema Prediais de Águas Pluviais Relação vazão x diâmetro do condutor vertical Máxima vazão que pode escoar pelo condutor vertical sem que este funcione como conduto forçado 235 Sistema Prediais de Águas Pluviais 236 Sistema Prediais de Águas Pluviais Dimensionamento de condutores horizontais Declividade uniforme mínima i 05 Altura da Lâmina dágua 237 Sistema Prediais de Águas Pluviais Tabela 4 NBR 10844 1989 238 Sistema Prediais de Águas Pluviais 239 Sistema Prediais de Águas Pluviais 240 Sistema Prediais de Águas Pluviais 241 Sistema Prediais de Águas Pluviais Detalhe genérico para floreira Exercício Dimensionar as calhas e os condutores verticais da figura abaixo O sistema será executado na cidade de São Paulo Considerar calha de aresta viva em chapa de aço galvanizado e c1 242 Resolução Dimensionar as calhas e os condutores verticais da figura abaixo O sistema será executado na cidade de São Paulo Considerar calha de aresta viva em chapa de aço galvanizado e c1 243 Resolução Resolução 4 Dimensionamento da Calha Aço Galvanizado Para uma calha com altura útil de 10 cm x 8 cm temse S 0008m² e P 026m I 05 n 0011 e K 60000 Q 60000x0008000823x0512 026 Q 30298 lmin Qnec OK Mas para Q 258 Lmin H 71mm Resolução 5 Dimensionamento dos condutores verticais Q1 Q3 258 Lmin H 71mm L 30m D Q2 516 Lmin H 71mm L 30m D Para que não ocorra a mudança do regime de escoamento anular com o consequente aparecimento de ruídos turbulências e flutuações de pressão limitamos a espessura do anel de água a um máximo de 30 da área da seção transversal Para Q 258 Lmin e To 30 temse D 100 mm Para Q 516 Lmin e To 30 temse D 100 mm Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 7 Gás combustível Profª Nathalie Hoffert 247 Sistemas prediais de gás combustível Objetivos Requisitos de desempenho Tipos de sistemas Elementos do sistema Adequação de ambientes 248 Requisitos de desempenho Sistema de suprimento de energia Qualidade da energia Quantidade da energia Confiabilidade da energia Adequabilidade da energia Segurança ao uso da energia Os sistemas prediais de suprimento de energia devem prover quando necessária ao uso energia suficiente confiável de boa qualidade e em quantidade controlável pelo usuário para a sua adequada utilização 249 Sistema predial de gás combustível Tipos de Gases Nafta 5200 kcalm³ Natural 9230 kcalm³ GLP 24000 kcalm³ Abastecimento Gás Natural GN Rede pública Gás Liquefeito do Petróleo GLP butijões cilindros ou tanques Consumo Pressão de operação 245 kPa 250 mmca Pressão de dimensionamento 196 kPa 200 mmca 250 GN Poder calorífico Quantidade de calor produzida durante a combustão e pode ser expressa Poder Calorífico Superior PCS Quantidade de calor produzida durante a combustão completa de uma unidade de volume ou massa de combustível GN 9675 kcalm³ Poder Calorífico Inferir PCI Quantidade de calor produzida durante a combustão completa de uma unidade de volume ou massa de combustível sem que ocorra a condensação do vapor de água contido GN 9230 kcalm³ 251 Sistema com prumada individual e medição individual no térreo 252 253 Sistema com prumada individual e medição individual no térreo 254 Sistema com prumada coletiva e medição individual nos andares 255 Sistema com prumada coletiva e medição individual nos andares Tipologia com regulador de estágio único e medição individual no térreo 256 Tipologias construtivas do sistema RIP Comgás 2022 257 Tipologias construtivas do sistema RIP Comgás 2022 Tipologia com regulador de estágio único e medição individual no apto 258 Tipologias construtivas do sistema RIP Comgás 2022 Tipologia com reguladores de 1º e 2º estágio e medição individual no apto 259 Tipologia com reguladores de estágio único distribuição por prumada coletiva e medição nos andares Tipologias construtivas do sistema RIP Comgás 2022 Abrigo UMI 260 Abrigo de medidores em UMI Unidade de Medição integrada Abrigo de Medição Abrigo de medidores em UMI Unidade de Medição integrada rede Abrigo UMI 261 Abrigo de medidores em UMI Unidade de Medição integrada Abrigo de Medição Abrigo de medidores em UMI Unidade de Medição integrada Abrigo de Medição Sistema Predial de Gás Combustível Elementos do sistema Reguladores de pressão Medidores Rede de distribuição Pontos de consumo Normas Técnicas GN NBR 131032020 NBR 155262012 262 Exemplo de instalação de centro de medição individualizada 263 Abrigo dos medidores de gás Os abrigos localizados na parte internadas construções deverão ser providos de porta ventilação permanente por dois tubos comunicandose diretamente com o exterior da construção e cada um com seção mínima de 10 cm² por medidor previsto no respectivo abrigo mas não inferior ao diâmetro de 50 mm Os abrigos localizados na parte externa das construções quando providos de porta serão permanentemente ventilados 264 Ventilation dos abrigos Terminal de ventilação para área externa Duto de ventilação Ø 100 mm Ramal ventilador Ø 75 mm Tubo camisa Tubulação de distribuição de gás Extremidade inferior conectada à área externa ou local com ventilação permanente Abrigo dos medidores de gás 267 Abrigo para 5 cilindros B190 268 Abrigo para 6 cilindros de 90kg GLP 269 Tubulação da rede de distribuição interna instalada em forro 270 A tubulação aparente não pode passar por espaços fechados que possibilitem o acúmulo de gás em caso de vazamento ou que dificultem inspeção e manutenção Nos casos em que esta condição for inevitável as tubulações devem estar envolvidas por tubosluva 271 O tuboluva pode ser utilizado em três situações proteção mecânica passagem de tubulação em elementos estruturais passagem de tubulação em ambientes impróprios Sistema predial de gás combustível Adequação de ambientes NBR13103 Instalação de aparelho de circuito aberto com duto de exaustão de tiragem forçada incorporada 272 Instalação de gás interno ao shaft 273 Adequação de ambientes NBR13103 Instalação de aparelho de circuito aberto com duto de exaustão de tiragem forçada incorporada Detalhamento da compartimentação do shaft Instalação de tubulação multicamada por forro 274 Meios de ventilação cocção Condição que dispensa a ventilação do ambiente Um ambiente interno pode abrigar aparelhos do tipo A sem a necessidade de ventilação nas seguintes condições O ambiente deve ter volume bruto mínimo de 195 m³ para abrigar um aparelho A com potência nominal máxima de 14000 kcalh 1627 kW isto equivale a um fogão 6 bocas com forno Quando a somatória de potências nominais dos aparelhos ficar entre 13760 kcalh 16 kW e 25800 kcalh 30kW devese aplicar o valor 12 m³kW para definir o volume mínimo do ambiente Para a somatória de potências acima de 25800 kcalh 30kW é necessário prover ao ambiente um sistema de extração mecânica 275 276 Cozinha sem requisitos para ventilação Além disso o ambiente deve ser provido de ventilação total mínima de 600 cm² sendo uma ventilação superior mínima de 400cm² e inferior mínima de 33 da área total de ventilação útil mínimo de 200 cm² para regras de ventilação ver Meios de Ventilação Ainda deve respeitar a equação Avu 215 Ptag Sendo AVu área de ventilação necessária em cm² Ptag é a potência nominal total dos aparelhos intalados em kW OBS Para somatória de potências maior que 30kW 25800 kcalh devese ter um sistema de extração mecânica 277 Meios de ventilação cocção 278 Salão de festas Gourmet com ventilação natural Necessidade de ventilação do ambiente para uso exclusivo de cocção Para uso exclusivo de cocção ambientes com volume bruto inferior a 195 m³ e a somatória das potências nominais dos aparelhos até 14000 kcalh a ventilação poderá ser realizada por duas alternativas a Aberturas de ventilação inferior e superior com área útil de 100 cm² cada b Abertura de ventilação inferior ou superior com área útil de 200 cm² 279 280 Ventilação de ambiente para uso exclusivo de cocção ventilação inferior Meios de ventilação aquecedores Estes aparelhos utilizam o oxigênio do ambiente em que estão instalados e liberam os produtos da combustão do gás por chaminés A combustão é alimentada pelo oxigênio do ar que irá atravessar o aparelho por meio de um ventilador que força a entrada do ar na câmara de combustão Encontramse no mercado muitas alternativas de aquecedores de passagem classificados como B22 ou B23 conhecidos como aquecedores de exaustão forçada Condição que dispensa a ventilação do ambiente Um ambiente interno pode abrigar aparelhos do tipo B2223 sem a necessidade de ventilação para isto devese ter ambientes com volume maior ou igual a valor 9 m³kW 281 Necessidade de ventilação do ambiente Quando o ambiente projetado não atende as condições para que seja isento de ventilação devem ser observadas as seguintes condições de volume mínimo bruto do ambiente Ter volume bruto mínimo de 6 m³ dos ambientes Ter a área útil de ventilação inferior ou superior para o exterior com o total da somatória das áreas das saídas de exaustão chaminé com um mínimo de 100cm² de área útil Ambiente para uso exclusivo Ter espaço para permitir instalação operação e manutenção do aparelho com volume bruto mínimo de 1 m³ Ter porta de acesso para isolamento hermético de outros ambientes internos Ter no mínimo uma abertura de ventilação superior ou inferior para o exterior da edificação ou prisma de ventilação necessária para o bom funcionamento do aparelho a gás com área mínima de 100 cm² Ser de material incombustível Não compartilhar o uso para depósito de materiais combustíveis ou explosivos Não permitir a permanência de pessoas ou animais domésticos 282 Meios de ventilação aquecedores Meios de ventilação 283 Abertura inferior 284 Abertura inferior por duto Meios de ventilação 285 Meios de ventilação Abertura inferior comunicando ao exterior por meio de um ambiente dois ambientes adjacentes 286 Meios de ventilação Abertura inferior comunicando ao exterior por meio de dois ambientes três ambientes adjacentes 287 Meios de ventilação Abertura superior 288 Meios de ventilação Abertura superior para ambiente externo 289 Meios de ventilação Abertura superior por meio de duto Meios de ventilação Afastamentos mínimos Dimensionamento Estabelecer a tipologia construtiva Estabelecer a pressão de operação Calcular a potência de cada trecho do sistema Calcular a perda de carga Calcular a vazão em cada trecho da rede Calcular os diâmetros Parâmetros gerais GN A pressão de dimensionamento é de 196 kPa200 mmca A máxima perda de carga admissível é de 019 kPa20 mmca Para trechos verticais ascendentes devese considerar um ganho de pressão de 0005 kPa05 mmca para cada metro do referido trecho Para trechos verticais descendentes devese considerar 0005 kPa 05 mmca de perda de pressão de para cada metro do referido trecho 292 Dimensionamento Perda de carga localizada Adotar valores de comprimentos equivalentes fornecidos pelos fabricantes das conexões ou os valores apresentados no RIP2022 Fator de simultaneidade F O F aplicase a duas ou mais unidades autônomas residenciais O F não se aplica para trechos de rede que alimentem um único aparelho O F não se aplica a edificações comerciais Nesses casos utilizase a vazão máxima de cada aparelho para o dimensionamento 293 Dimensionamento Cálculo da potência ou vazão adotada A Em que A potência adotada kcalh C potência instalada kcalh F fator de simultaneidade adimensional Cálculo do fator de simultaneidade F C 23343 F 1 23343 C 5609943 F 68334 x C042 C 5609943 F 010 Onde F fator de simultaneidade adimensional C potência instalada kcalh 294 Fator de simultaneidade 295 perda de carga máxima admitida para toda a rede interna é de 019 kPa 20 mmca A cada regulador de pressão inserido na rede interna o trecho da tubulação a sua jusante poderá perder 10 da sua pressão de saída do regulador e seu dimensionamento será feito como uma nova instalação Perda de carga Para redes em baixa pressão de até 250 mmca aplicar a equação de Lacey Em que Q vazão do gás a 20oC e a 1 atm m3h D diâmetro interno do tubo mm H máxima perda de carga admitida mmca Lv comprimento virtual Lreal Le do trecho da tubulação m S densidade relativa do gás natural em relação ao ar adimensional 06 296 Dimensionamento das tubulações A Tabela abaixo apresenta a Fórmula de Lacey para gás natural para a obtenção de Hem função de Qe Lv para vários diâmetros 297 Característica dos equipamentos Comprimento equivalente Le 299 O cálculo da vazão da rede interna comum a várias unidades residenciais será feito considerando um Fator de simultaneidade Exercício Dimensionar um sistema de GN para um edifício residencial de 8 andares com 4 medidores por andar Os aparelhos de utilização são 1 fogão de 6 bocas com forno F6 1 aquecedor de passagem de 10 Lmin AQ10 1 Cálculo da potência instalada C Em 1 apartamento Potência 1 F6 11000 kcalh 1 AQ10 14700 kcalh Potência total C 25700 kcalh Potência total C em todo o edifício C 4 x 8 x 25700 822400 kcalh 301 Tubos de aço conforme NBR5580 Abrigo do regulador Exercício 2 Cálculo do fator de simultaneidade F Potência total C 822400 kcalh 23343 C 5609943 kcalh F 68334 x C042 F 0224 3 Cálculo da Potência adotada A A 0224 x 822400 A 1842176 kcalh 303 Exercício 4 Cálculo da vazão Q A PCI Q 1842176 kcalh9230 kcalm3 Q 1996 m3h 5 Trecho AB 51 Diâmetro interno inicial DN 50 533 mm 52 Cálculo do comprimento virtual Lv Lreal Le comprimento do trecho Lreal 190 m comprimentos equivalentes Le 2 cotovelos de 90ox 533 mm 2 x 50 x 533 533 m 1 válvula 4 x 533 mm 021 m Comprimentos equivalentes Le 554 m Comprimento virtual Lv 19 554 2454 m 304 Exercício 53 Cálculo da perda de carga no trecho AB Fórmula de Lacey Dados S 06 Lv 2454 m Q 1996 m3h H 38 mmca 00372 kPa D 533 mm 54 Cálculo do ganho de pressão no trecho vertical ascendente 0005 KPa x 4 m 002 kPa 2 mmca 55 Pressão em B PB 196 00372 002 PB 194 kPa 305 Planilha de cálculo Sistema de gás GN 306 Disciplina de instalações hidrossanitárias Aula 8 Incêndio Profª Nathalie Hoffert 307