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Engenharia Civil ·

Instalações Hidráulicas e Prediais

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Instalações Hidráulicas e Sanitárias Conteúdo Programático 1 Água Fria e Água Quente Dimensionamento do reservatório Dimensionamento das tubulações Perda de carga e pressões mínimas Tipos de sistemas de água quente Desenvolvimento de Projeto 2 Esgoto Dimensionamento das tubulações Dimensionamento da ventilação Traçado das tubulações e detalhamentos Desenvolvimento de Projeto 3 Águas Pluviais Cálculo das vazões de projeto Dimensionamento das tubulações Traçado das tubulações e detalhamentos Desenvolvimento de Projeto 4 Gases Combustíveis Dimensionamento das tubulações Traçado das tubulações e detalhamentos Desenvolvimento de Projeto 5 Sistemas de Proteção e Combate a Incêndio Classificação da Edificação Sistemas Passivos e Sistemas Ativos Desenvolvimento de Projeto Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 56262020 Sistemas prediais de água fria e água quente Projeto execução operação e manutenção ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 81601999 Sistemas prediais de esgoto sanitário Projeto e execução MACINTYRE A J Manual de instalações hidráulicas e sanitárias Rio de Janeiro LTC 19902012 324p CREDER Hélio Instalações hidráulicas e sanitárias 6 ed Rio de Janeiro LTC 2010 423p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 108441989 Instalações Prediais de águas pluviais ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 155262012 Versão corrigida 2016 Redes de distribuição interna para gases combustíveis em instalações residenciais Projeto e execução MACINTYRE A J Manual de instalações hidráulicas e sanitárias Rio de Janeiro LTC 19902012 324p CREDER Hélio Instalações hidráulicas e sanitárias 6 ed Rio de Janeiro LTC 2010 423p São Paulo Estado Decreto n 63911 de 10 de Dezembro de 2018 Institui o Regulamento de Segurança contra Incêndio das edificações e áreas de risco no Estado de São Paulo e dá providências correlatas São Paulo 2018 httpwwwcorpodebombeirosspgovbr Avaliação M1 P1 x 09 T x 01 M2 P2 x 09 T x 01 MS M12M23 P1 0810 P2 0312 Exame 1712 email micheletakanoumcbr ÁGUA FRIA Uma instalação de água fria constituise no conjunto de tubulações equipamentos reservatórios e dispositivos destinados ao abastecimento dos aparelhos e pontos de utilização de água da edificação em quantidade suficiente mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento A norma que fixa as exigências e recomendações relativas a projeto execução e manutenção de água fria e água quente é a NBR 56262020 1 Tipos de sistemas de alimentação Sistema Direto vem da rede de abastecimento e não possui reserva Sistema Indireto vem da rede de abastecimento e a água é reservada para poder ser utilizada Sistema Misto uma parte vem da rede de abastecimento e outra vem da caixa dágua 2 Dimensionamento do reservatório 1 População A Tabela 1 mostra as taxas de ocupação a serem consideradas em função do tipo de atividade da edificação Tabela 1 Taxas de ocupação de acordo com a natureza do local Obs Para residências com quarto de empregada considerar mais uma pessoa na população 2 Consumo diário CD O consumo diário é calculado da seguinte maneira CD população x consumo diário por pessoa Através da Tabela 2 podese verificar o consumo diário de água em função do tipo de ocupação Tabela 2 Consumo diário 3 Reserva consumo diário x dias de reserva Considerar a quantidade de dias de reserva que achar necessário A norma estabelece que O volume de água reservado para uso doméstico deve ser no mínimo o necessário para 24h de consumo normal do edifício sem considerar o volume de água para combate a incêndio No caso de utilização de reservatório inferior e superior recomendase as seguintes proporções Reservatório Inferior 60 do total Reservatório Superior 40 do total 3 Dimensionamento da tubulação Para dimensionamento da tubulação de água fria somamse os pesos de cada ponto de utilização definindo assim o diâmetro da tubulação Além disso devese calcular as perdas de carga a fim de verificar se no ponto de saída de cada peça ou aparelho está chegando uma pressão mínima de 1 mca conforme especificado pela NBR 5626 A Tabela 3 mostra os pesos relativos de cada peça de utilização e o ábaco 1 permite adotar um diâmetro mínimo necessário que após o cálculo da perda de carga é possível verificar se haverá a necessidade de aumentálo em determinados trechos para que atinja a pressão desejada Tabela 3 Vazão e pesos relativos nos pontos de utilização Ábaco 1 Diâmetro e vazões em função da somatória dos pesos Para calcular a perda de carga de cada trecho utilizase a seguinte tabela Onde Q vazão ls 𝑄 030 𝑃 Ø diâmetro mm ábaco BARRILETE Trecho ΣP Q ls φ mm J mm LR m LEQ m LT m ΔH m Desnível m Pressão Disponível mca J perda de carga unitária mm 𝐽0571 𝑄 𝑚3𝑠 55934 2714𝑚 LR comprimento da tubulação m LEQ comprimento equivalente conexão e registro m Tabela 4 LT comprimento total LT LR LEQ ΔH perda de carga localizada ΔH LT x J Desnível desce sobe Pressão disponível 𝑃1 𝑃𝐼 𝛥𝐻 𝐷𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑃2 𝑃𝐴 𝛥𝐻 𝐷𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑃𝐼 Pressão inicial 𝑃𝐴 Pressão anterior Tabela 4 Perdas de carga localizadas equivalência em metros de tubulação de PVC rígido ou cobre ÁGUA QUENTE Sistemas de aquecimento de água Aquecedores a gás Os aquecedores à gás são divididos basicamente em dois grandes grupos os de passagem e os por acumulação Podem usar gás natural que é o gás encanado nas cidades ou GLP que é o gás de botijão Aquecedores a gás de passagem Os aquecedores de passagem são pequenos e aquecem imediatamente a água que passa por sua alimentação devolvendoa quente para a tubulação No entanto ao abrir o registro primeiro vai sair a água fria que ficou parada cano entre o aquecedor e a torneira ou chuveiro Assim apresenta a desvantagem de desperdiçar a água enquanto espera a água aquecer Os aquecedores de passagem também tendem a atender um número restrito de pontos de água quente e precisam de acesso a uma área externa para sua chaminé Aquecedores a gás por acumulação Existem muitos modelos mas os mais comuns se assemelham a um grande cilindro onde ocorre o aquecimento da água A vantagem desse tipo de aquecedor é o fato de sempre existir uma quantidade razoável de água quente em seu interior em função da capacidade do aquecedor e a água quente chegar mais rapidamente até o ponto de uso O fato de ter uma capacidade maior do que os de passagem também permite ao aquecedor de acumulação atender diversos pontos de consumo ou um ponto de grande demanda como uma banheira por exemplo Seu tamanho no entanto é muito maior do que um aquecedor a gás de passagem Aquecedores elétricos Os aquecedores elétricos também podem ser divididos entre de passagem e acumulação Aquecedores elétricos de passagem Os chuveiros elétricos aquecedores de torneiras e similares são aquecedores elétricos de passagem Sua eficácia é menor do que os de acumulação e geralmente são instalados diretamente no ponto de uso Suas vantagens são o baixo custo e facilidade de instalação visto que dispensam a tubulação de água quente No caso dos chuveiros e das torneiras elétricas há como desvantagem o alto consumo e as vezes o baixo rendimento Como consequência a água pode não estar suficientemente aquecida nos dias mais frios ou para atingir uma temperatura mais alta pode ser necessário reduzir demais o volume de água a ponto de o banho ficar desconfortável Aquecedores elétricos de acumulação boilers Os aquecedores elétricos de acumulação são usualmente chamados de boilers Tem formato similar aos aquecedores a gás de acumulação uma espécie de grande cilindro metálico A água fica acumulada dentro deste cilindro e permanece aquecida por resistências elétricas As vantagens desse sistema são sua eficácia na produção de água quente o fato de a água chegar rapidamente ao ponto de consumo e a possibilidade de atender diversos pontos Porém uma grande desvantagem deste sistema é o alto consumo de energia posto que ele trabalha ininterruptamente para manter a água aquecida Aquecedores solares Os aquecedores solares têm ganhado bastante espaço nos últimos anos devido a sua forma de melhorar a eficiência energética das construções tornandoas mais sustentáveis O sistema exige espaço e exposição à insolação por isso é quase sempre instalado no telhado ou laje das casas É composto por uma série de placas de aquecimento superfícies percorridas por filetes de água que são aquecidos pelo sol ligadas por uma bomba a um cilindro de acumulação Em geral esse cilindro também possui uma resistência e funciona como um boiler elétrico seja para manter a água quente à noite seja em dias de pouca insolação O sistema solar tem um custo de instalação mais alto do outras opções de aquecimento mas a redução na conta de luz e gás deve após determinado tempo de uso compensar o investimento e gerar benefícios para o usuário Esgoto sanitário residencial NBR 816099 A instalação de esgoto tem a finalidade de coletar e afastar da edificação todos os despejos provenientes do uso da água para fins higiênicos encaminhandoos para um destino adequado O sistema predial de esgoto sanitário deve ser projetado de modo a a evitar a contaminação da água de forma a garantir a sua qualidade de consumo tanto no interior dos sistemas de suprimento e de equipamentos sanitários como nos ambientes receptores b permitir o rápido escoamento da água utilizada e dos despejos introduzidos evitando a ocorrência de vazamentos e a formação de depósitos no interior das tubulações c impedir que os gases provenientes do interior do sistema predial de esgoto sanitário atinjam áreas de utilização d impossibilitar o acesso de corpos estranhos ao interior do sistema e permitir que os seus componentes sejam facilmente inspecionáveis f impossibilitar o acesso de esgoto ao subsistema de ventilação g permitir a fixação dos aparelhos sanitários somente por dispositivos que facilitem a sua remoção para eventuais manutenções Todos os trechos horizontais previstos no sistema de coleta e transporte de esgoto sanitário devem possibilitar o escoamento dos efluentes por gravidade devendo para isso apresentar uma declividade constante Recomendamse as seguintes declividades mínimas a 2 para tubulações com diâmetro nominal igual ou inferior a 75 b 1 para tubulações com diâmetro nominal igual ou superior a 100 As mudanças de direção nos trechos horizontais devem ser feitas com peças com ângulo central igual ou inferior a 45 As mudanças de direção horizontal para vertical e viceversa podem ser executadas com peças com ângulo central igual ou inferior a 90 Caixas de gordura É recomendado o uso de caixas de gordura quando os efluentes contiverem resíduos gordurosos pias e MLL São dimensionadas em função da quantidade de coleta conforme item 5151 da norma Caixas de inspeção Os desvios as mudanças de declividade e a junção de tubulações enterradas devem ser feitos mediante o emprego de caixas de inspeção com distância máxima entre elas de 25m As caixas de inspeção devem ter a profundidade máxima de 100 m b forma prismática de base quadrada ou retangular de lado interno mínimo de 060 m ou cilíndrica com diâmetro mínimo igual a 060 m c tampa facilmente removível permitindo perfeita vedação d fundo construído de modo a assegurar rápido escoamento e evitar formação de depósitos Partes constituintes da instalação de esgoto ESGOTO PRIMÁRIO é a parte da instalação à qual os gases e os animais têm acesso É a parte da instalação entre os desconectores e o coletor público quando há coletor público ESGOTO SECUNDÁRIO é a parte da instalação à qual os gases e animais não têm acesso São os aparelhos e a canalização que vem antes dos desconectores RAMAL DE DESCARGA RD tubulação que recebe diretamente efluente de aparelho sanitário RAMAL DE ESGOTO RE tubulação que recebe efluentes de ramais de descarga COLUNA DE VENTILAÇÃO CV tubulação vertical que conduz os gases para a atmosfera DESCONECTOR dispositivo provido de fecho hídrico destinado a vedar a passagem de gases e animais para o interior da edificação Elemento que desconecta o esgoto primário do esgoto secundário TUBO DE QUEDA TQ tubulação vertical que recebe efluente de subcoletores ramais de esgoto e ramais de descarga RAMAL DE VENTILAÇÃO RV tubulação que liga o esgoto primário à coluna de ventilação Dimensionamento das tubulações de esgoto Segundo a NBR 8160 o dimensionamento deverá ser feito pelas Unidades Hunter de Contribuição UHC 1 UHC vazão de 28 Lmin A Tabela 3 da norma indica as Unidades Hunter de contribuição de cada aparelho bem como os diâmetros mínimos de cada ramal de descarga Para os aparelhos não relacionados na tabela 3 devem ser estimadas as UHC correspondentes e o dimensionamento deve ser feito com os valores indicados na tabela 4 Para os ramais de esgoto deve ser utilizada a tabela 5 VENTILAÇÃO Os ramais de ventilação e a coluna de ventilação compõem o sistema de ventilação Sua finalidade é proteger os fechos hídricos dos desconectores de romperem por aspiração vácuo ou compressão pressão e encaminhar os gases emanados do esgoto primário fossa coletor público para a atmosfera Para impedir que o esgoto penetre no ramal de ventilação e o obstrua este deve ser ligado por cima do ramal de esgoto conforme figura abaixo Além disso esta ligação do ramal de ventilação ao ramal de esgoto deve se dar a uma distância máxima ao desconector segundo a Tabela 1 da norma A extremidade aberta de um tubo ventilador deve ser provida de terminal tipo chaminé tê ou outro dispositivo que impeça a entrada das águas pluviais diretamente ao tubo de ventilação e deve seguir com as prescrições conforme figura abaixo O diâmetro dos ramais de ventilação é obtido diretamente pela Tabela 8 da NBR 8160 Através da tabela 2 da Norma obtémse o diâmetro da coluna de ventilação TUBOS DE QUEDA Os tubos de queda devem sempre que possível ser instalados em um único alinhamento Quando necessários os desvios devem ser feitos com peças formando ângulo central igual ou inferior a 90º de preferência com curvas de raio longo ou duas curvas de 45º provida de inspeção Deve ser dimensionado conforme imagem abaixo D1 e D3 são obtidos através da Tabela 6 da NBR 816099 D2 se ø 45º obtémse D2 através da Tabela 6 da NBR 816099 se ø 45º obtémse D2 através da Tabela 7 da NBR 816099 SUBCOLETORES E COLETOR PREDIAL Subcoletores são tubulações que recebem efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto Já o coletor predial é um trecho de tubulação compreendido entre a última inserção de subcoletor ramal de esgoto ou de descarga ou caixa de inspeção geral e o coletor público São dimensionados conforme Tabela 7 da norma Águas Pluviais NBR 108441989 Instalações Prediais de águas pluviais Captação da água da chuva visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade segurança higiene conforto durabilidade e economia Águas pluviais não devem ser lançadas em redes de esgoto ou qualquer outra instalação predial Quando houver risco de obstrução das saídas prever mais que uma saída 1 Cálculo da vazão de projeto Q I A 60 Onde Q vazão de projeto lmin I intensidade pluviométrica mmh A área de contribuição m² 11 Intensidade pluviométrica Duração da precipitação fixada em t 5 min Período de retorno T Tabela 5 da NBR 10844 T 1 ano para áreas pavimentadas onde empoçamentos possam ser tolerados T 5 anos para coberturas eou terraços T 25 anos para coberturas e áreas onde empoçamento ou extravasamento não possa ser tolerado OBS Para construção até 100 m² de área de projeção horizontal salvo casos especiais podese adotar I 150mmh Tabela 5 Chuvas Intensas no Brasil Duração 5min Intensidade pluviométrica mmh Local período de retorno anos 1 5 25 1 AlegreteRS 174 238 313 17 2 Alto ItatiaiaRJ 124 164 240 3 Alto TapajósPA 168 229 267 21 4 Alto TeresópolisRJ 114 137 3 5 AraçuaíSE 116 122 126 6 AvaréSP 115 144 170 7 BagéRS 126 204 234 10 8 BarbacenaMG 156 222 265 12 9 Barra do CordaMA 120 128 152 20 10 BauruSP 110 120 148 9 11 BelémPA 138 157 185 20 12 Belo HorizonteMG 132 227 230 12 13 BlumenauSC 120 125 152 15 14 BonsucessoMG 143 196 15 Cabo FrioRJ 113 146 218 16 CamposRJ 132 206 240 17 Campos do JordãoSP 122 144 164 9 18 CatalãoGO 132 174 198 22 19 CaxambuMG 106 137 3 20 Caxias do SulRS 120 127 218 21 CorumbáMT 120 131 161 9 22 Cruz AltaRS 204 246 347 14 23 CuiabáMT 144 190 230 12 24 CuritibaPR 132 204 228 25 EncruzilhadaRS 106 126 158 17 26 Fernando de NoronhaFN 110 120 140 6 27 FlorianópolisSC 114 120 144 28 FormosaGO 136 176 217 20 29 FortalezaCE 120 156 180 21 30 GoiâniaGO 120 178 192 17 31 GuaramirangaCE 114 126 152 19 32 IlhéusBA 120 198 228 16 33 JacarezinhoPR 115 122 145 11 34 João PessoaPB PessoaPB 115 140 163 23 35 JuaretéAM 192 240 288 10 36 km 47 Rodovia Presidente DutraRJ 122 164 174 14 37 LinsSP 96 122 137 13 38 MaceióAL 102 122 174 39 ManausAM 138 160 198 40 NatalRN 113 120 143 19 41 NazaréPE 118 134 155 19 42 NiteróiRJ 130 183 250 43 Nova FriburgoRJ 120 124 156 44 OlindaPE 115 167 173 20 45 Ouro PretoMG 120 211 46 ParacatuMG 122 233 47 ParanaguáPR 127 186 191 23 48 ParintinsAM 130 200 205 13 49 Passa QuatroMG 118 180 192 10 50 Passo FundoRS 110 125 180 51 PetrópolisRJ 120 126 156 52 PinheiralRJ 142 214 244 53 PiracicabaSP 119 122 151 10 54 Ponta GrossaPR 120 126 148 continuação Intensidade pluviométrica mmh Local período de retorno anos 1 5 25 55 Porto AlegreRS 118 145 167 21 56 Porto VelhoRO 130 167 184 10 57 QuixeramobimCE 115 121 126 58 ResendeRJ 130 203 254 59 Rio BrancoAC 126 139 2 60 Rio de JaneiroRJ Bangu 122 156 174 20 61 Rio de JaneiroRJ Ipanema 119 125 160 15 62 Rio de JaneiroRJ Jacarepaguá 120 142 152 6 63 Rio de JaneiroRJ Jardim Botânico 122 167 227 64 Rio de JaneiroRJ Praça XV 120 174 204 14 65 Rio de JaneiroRJ Praça Sáenz Peña 125 139 167 18 66 Rio de JaneiroRJ Santa Cruz 121 132 172 20 67 Rio GrandeRS 121 204 222 20 68 SalvadorBA 108 122 145 24 69 Santa MariaRS 114 122 145 16 70 Santa Maria MadalenaRJ 120 126 152 7 71 Santa Vitória do PalmarRS 120 126 152 18 72 SantosSP 136 198 240 73 SantosItapemaSP 120 174 204 21 74 São CarlosSP 120 178 161 10 75 São Francisco do SulSC 118 132 167 18 76 São GonçaloPB 120 124 152 15 77 São LuizMA 120 126 152 21 78 São Luiz GonzagaRS 158 209 253 21 79 São PauloSP Congonhas 122 132 80 São PauloSP Mirante Santana 122 172 191 7 81 São SimãoSP 116 148 175 82 Sena MadureiraAC 120 160 170 7 83 Sete LagoasMG 122 182 281 19 84 SourePA 149 162 212 18 85 TaperinhaPA 149 202 241 86 TaubatéSP 122 172 208 6 87 Teófilo OtoniMG 108 121 154 6 88 TeresinaPI 154 240 262 23 89 TeresópolisRJ 115 149 176 90 TupiSP 122 154 91 TuracuMG 126 162 230 92 UaupésAM 144 204 230 17 93 UbatubaSP 122 149 184 7 94 UruguaianaRS 120 142 161 17 95 VassourasRJ 125 179 222 96 ViamãoRS 114 126 152 15 97 VitóriaES 102 156 210 98 Volta RedondaRJ 156 216 265 13 12 Área de contribuição Devem ser considerados incrementos devido à inclinação da cobertura e às paredes que interceptam a água da chuva Devido à ação dos ventos devese considerar um ângulo de inclinação da chuva em relação à horizontal conforme mostra o desenho abaixo 121 Cálculo das áreas de contribuição Através da vazão de projeto é possível dimensionar os componentes de instalações de águas pluviais CALHAS CONDUTORES VERTICAIS CONDUTORES HORIZONTAIS 2 Dimensionamento das Calhas Inclinação mínima de 05 Colocar mais de uma saída para evitar extravasamento Fórmula de ManningStrickler 𝑄 𝑘 𝑆 𝑛 𝑅ℎ 23 𝑖12 Onde 𝑄 vazão de projeto lmin 𝑘 60000 𝑆 área da seção molhada m² 𝑛 coeficiente de rugosidade Tabela 2 da NBR 10844 𝑅ℎ raio hidráulico m 𝑅ℎ 𝑆 𝑃 Sendo P o perímetro molhado 𝑖 declividade da calha mm Para calhas semicirculares podese dimensionar conforme Tabela 3 da norma Estes valores foram calculados utilizando a fórmula de ManningStrickler com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno 3 Dimensionamento dos condutores verticais O dimensionamento dos condutores verticais é obtido através dos ábacos da Figura 3 da Norma em função da vazão de projeto altura da lâmina dágua na calha e comprimento do condutor vertical O diâmetro mínimo permitido por norma é de 70mm comercialmente 75mm 4 Dimensionamento dos condutores horizontais O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser feito para escoamento com lâmina de altura igual a 23 do diâmetro interno D do tubo As vazões para tubos de vários materiais e inclinações usuais estão indicadas na Tabela 4 da Norma Devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme com valor mínimo de 05 Prever peças de inspeção ou caixas de areia nas condições Mudança de direção A cada 20m Interligação com outros condutores Ligações entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de raio longo com inspeção ou caixa de areia