Instalações Hidrossanitárias: Projeto e Execução

Prof Leandro Augusto augustoleandroanimaeducacaocombr Docente Ambiente Presencial INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS Instalações Prediais HidráulicoSanitárias Bibliografia Básica CREDER Hélio Instalações hidráulicas e sanitárias 6ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2018 MACINTYRE Archibald Joseph Instalações hidráulicas prediais e industriais Revisão e atualização Jose Carlos Cesar Amorim Marco Aurélio Chaves Ferro Sandro Filippo 4ed Reimpr Rio de Janeiro LTC 2018 3 Bibliografia Complementar JUNIOR Roberto Carvalho Instalações Prediais Hidráulico Sanitárias 4 ed São Paulo Blucher 2020 JUNIOR Roberto Carvalho Interfaces Prediais São Paulo Blucher 2017 4 Conteúdo Sistemas Prediais de Água Fria Água Quente Esgoto Gás Águas Pluviais Combate a Incêndio 5 Conteúdo Sistemas Prediais de Água Quente Identificar os componentes Dimensionar tubulação Sistemas de Aquecimento 6 Cronograma Hidrossanitários Instalações Prediais de Água Quente NBR 5626 Projeto e Execução de Instalações prediais de Água Quente Garantir o fornecimento de água de forma contínua em quantidade suficiente e temperatura controlável com segurança para os usuários Preservar a quantidade de água Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários Racionalizar o consumo de energia 8 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Tubulação de água fria para alimentação Aquecedores Dispositivos de Segurança Tubulação de distribuição de água quente Peças de utilização 9 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Tubulação de água fria para alimentação Os sistemas de água quente precisam de água fria para sua alimentação A água fria será aquecida pelos aquecedores até a temperatura prédeterminada pelo usuário Dimensionamento desta tubulação é de água fria 10 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Aquecedores Temos três tipos de aquecedores de água instantâneo passagem e acumulação Os aquecedores instantâneos são elétricos e ficam instalados na saída de água já no ponto de utilização 11 Uso da água quente nas edificações 12 Aquecedores Instantâneos São aqueles conectados no ponto de utilização da água Chuveiros Elétricos Torneiras Elétricas Estes aquecedores não demandam projeto prévio de tubulação de água quente 13 Aquecedores Instantâneos Funcionamento 14 Fonte Revista Veja Aquecedores de Passagem Ao abrir a torneira o aquecedor é acionado A água é aquecida enquanto passa pelo equipamento Passa pela tubulação de água quente até chegar ao ponto de utilização 15 Aquecedores de Passagem Podem ser Elétricos Gás Os aquecedores elétricos apresentam um alto consumo de energia mas podem ser instalados em qualquer ambiente de utilização Os aquecedores à gás não podem ser instalados nos ambientes de utilização 16 Aquecedores de Passagem Os aquecedores a gás devem estar em conformidade com as normas NBR 5899 Aquecedores de água a gás tipo instantâneo NBR 8130 Aquecedores de água a gás tipo instantâneo especificação 17 Ventilação inferior área útil min 200 cm² Aquececedores de Passagem Figura 21 Sistema de aquecimento central privado Figura 22 Sistema de aquecimento central coletivo Figura 25 Instalação de aquecedores de passagem Aquecedores de Acumulação São constituídos por um reservatório boiler em que a água se mantém aquecida Este tipo de aquecedor possui uma capacidade limitada de fornecimento de água Pode ser Elétricos A gás Solares 23 Aquecedores de Acumulação O aquecedor elétrico apresenta um grande consumo de energia elétrica para manter a água aquecida O aquecedor a gás precisa estar em conformidade com a NBR 10540 aquecedores de água a gás tipo acumulação especificação Não pode ser instalado no local de utilização 24 Aquecedores de Acumulação Aquecedores de acumulação elétrico 26 Aquecedores de acumulação elétrico 27 Aquecedores de acumulação elétrico 28 Aquecedores de acumulação elétrico 29 Aquecedores de acumulação elétrico 30 Aquecedores de Acumulação Solar Para uso de aquecimento solar devem ser observadas as seguintes condições Se o Local de instalação dos coletores disporá de acesso direto dos raios solares durante a maior parte do dia Situar os coletores em local o mais próximo possível do reservatório de água quente Prever em local de fácil acesso comando do sistema auxiliar de aquecimento para impedir o seu funcionamento em períodos de não utilização de água quente Caso necessário devemos prever bombeamento instalar sensores térmicos e termostatos para controle da bomba de circulação 31 Aquecedores de Acumulação Solar Devem funcionar em conformidade com a NBR 10185 Disposição dos equipamentos na cobertura As placas devem sempre ser direcionadas para o Norte com um desvio máximo de 30 para nordeste ou noroeste Em média a inclinação é de 35 mas deve ser adaptada para cada cidade 32 𝑖𝑛𝑐𝑙𝑖𝑛𝑎çã𝑜 𝑙𝑎𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 5 𝑒 10 Aquecedores de Acumulação Solar 33 caixa dágua Aquecedores de Acumulação Solar 35 Aquecedores de Acumulação Solar Alturas mínimas e máximas Desnível entre o topo da caixa dágua e o fundo do reservatório térmico não pode ultrapassar a pressão máxima admissível do equipamento que deve ser informada pelo fabricante Distância horizontal entre o reservatório térmico e os coletores solares deverá ser de no máximo 6 metros 36 Aquecedores de Acumulação Solar 37 Aquecedores de Acumulação Solar Alturas mínimas e máximas Para melhor aproveitamento de circulação da água quente nas canalizações de alimentação e retorno dos coletores o desnível entre o fundo do boiler e o topo dos coletores deve ser entre 03 e 4 metros 38 Aquecedores de Acumulação Solar Reservatório Térmico Boiler com a finalidade de armazenar e conservar a água quente para utilização posterior Usualmente feitos de Cobre ou Aço inox com acabamento exterior em alumínio Possuem resistência para aquecimento da água nos dias com pouca luminosidade solar Podem ser de alta ou baixa pressão Baixa até 5 mca Alta até 40 mca 39 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Passagem a Gás Para determinar a vazão temos que saber Número de pontos de consumo Peças de utilização e suas vazões 40 Aparelho Sanitário Peça de utilização Vazão lmin Ducha Misturador 12 Chuveiro elétrico registro de pressão 6 Lavatório Torneira ou misturador 9 Pia Torneira ou misturador 15 Vazão por peça de utilização Fonte NBR 5626 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Passagem a Gás Para determinar a vazão temos que saber Número de pontos de consumo Peças de utilização e suas vazões Calcular a vazão total Calcular a Qnec Vazão necessária para o sistema de água quente metade da vazão total 41 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Passagem a Gás Exemplo Dimensionar um aquecedor de passagem a gás para alimentar uma ducha e um lavatório de banheiro Solução 42 Aparelho Sanitário Peça de utilização Vazão lmin Ducha Misturador 12 Chuveiro elétrico registro de pressão 6 Lavatório Torneira ou misturador 9 Pia Torneira ou misturador 15 Vazão por peça de utilização Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Passagem a Gás Para determinar a vazão temos que saber 1 ducha 12 litrosmin 1 Lavatório 9 litrosmin Calcular a vazão total Qtotal 9 12 21 litrosmin Calcular a Qnec Vazão necessária para o sistema de água quente metade da vazão total 43 𝑄𝑛𝑒𝑐 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 2 21 2 105 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑚𝑖𝑛 Adotase um aquecedor de 11 litrosmin Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Número de usuários Verificar se há banheiras pia de cozinha e máquina de lavar roupa Estimar o consumo diário dos pontos de água quente 44 Peça de utilização Volume litros Banheira Volume2 Pia da cozinha 50 Máquna de lavar roupa 150 Estimativa de consumo diário Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Dimensionar aquecedor de acumulação a gás de uma residência com três dormitórios uma banheira de 200 litros e uma dependência de empregada Considerar apenas ponto de água quente na pia da cozinha 45 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Número de Pessoas 3 x 2 1 7 pessoas Consumo diário médio por pessoa 46 Consumo litrosdia 24pessoa 36pessoa Aquecedor Elétrico 45pessoa Aquecedor a gás 40pessoa Aquecedor Solar 50pessoa 60pessoa 45pessoa 45pessoa 36hóspede 125leito 12refeição 15kg roupa seca Hospital Restaurantes e similares Lavanderias Casa popular ou rural Residências Apartamento Quartel Escola internato Hotel sem incluir cozinha e lavanderia Estimativa de consumo de água quente Prédio Alojamento Provisório Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Número de Pessoas 3 2 1 7 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠 Consumo diário médio por pessoa 40 litrospessoa Calcular o volume de água quente consumido pelos usuários 7 40 280 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Calcular o volume da banheira 200 2 100 47 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Calcular o volume da pia da cozinha 50 litros Somar todos os volumes 280 100 50 430 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Adotar um boiler de 450 litros ver catálogo do fabricante 48 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação SOLAR Exemplo Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma residência com três dormitórios e uma dependência de empregada Sabese que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada 49 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação SOLAR Exemplo Calcular o número de usuários do sistema 3 2 1 7 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠 Verificar o consumo médio de água 50 litrospessoa Calcular o volume consumido pelos usuários 7 50 350 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Volume das banheiras 2 200 2 200 50 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Calcular o volume da pia da cozinha 50 litros Somar todos os volumes 350 200 50 600 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 Adotar um boiler de 600 litros ver catálogo do fabricante 51 Dimensionamento dos Aquecedores Aquecedores de Acumulação Exemplo Área coletora Usualmente adotase a relação de 1m² de área coletora para cada 50 litros de água aquecida Supondo que a placa coletora tenha 2 m² de área temos 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 600 100 6 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 52 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Dispositivos de Segurança Os aquecedores de passagem e acumulação apresentam um termo dispositivo que desliga aquecedor ou diminui sua potência quando a temperatura da água aumenta passando da temperatura ajustada pelo usuário 53 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Tubulação de distribuição de água quente A tubulação de água quente é feita dos seguintes materiais Cobre CPVC policloreto de vinila clorado PEX tubos flexíveis de polietileno reticulado PPR polipropileno copolímero Randon Cada material apresenta vantagens e desvantagens como 54 Instalações Prediais de Água Quente O sistema é composto por Tubulação de distribuição de água quente Cada material apresenta vantagens e desvantagens como Vida útil Dilatação térmica Condutividade térmica Instalação e manutenção 55 Dimensionamento das tubulações de água quente 56 Dimensionamento das tubulações de água quente 57 Dimensionamento das tubulações de água quente 58 Dimensionamento das tubulações de água quente 59 Dimensionamento das tubulações de água quente 60 Dimensionamento das tubulações de água quente 61 PRESSÕES MÍNIMAS E MÁXIMAS A NBR 56262020 recomenda que a pressão estática máxima para as peças de utilização não ultrapasse 400 kPa 40 mca A pressão dinâmica mínima nos pontos de utilização não pode ser bem deve ser considerada no dimensionamento das tubulações VELOCIDADE MÁXIMA DA ÁGUA De acordo com a NBR 56262020 o dimensionamento da tubulação assumindo um limite máximo de velocidade média da água de 3 ms não evita a ocorrência de golpe de ariete mas limita a magnitude dos picos de sobrepressão Nos locais em que o nível de ruído possa incomodar a velocidade da água deve ser limitada a valores compatíveis com o isolamento acústico PERDAS DE CARGA O cálculo da perda de carga nas canalizações de água quente é idêntico ao da água fria e depende do tipo de material empregado ver tabela fornecida pelos fabricantes É importante lembrar que essas perdas devem ser reduzidas a níveis aceitáveis para que não ocorra uma redução de pressão nas peças de utilização