Instalações Prediais de Água Fria e Quente: Teoria e Normas

Material Teórico Responsável pelo Conteúdo Profª Dra Fabiana Maria Salvador Navarro Revisão Técnica Profª Drª Marjolly Priscilla Bais Shinzato Prof Dr Leandro Guimarães Bais Martins Revisão Textual Profª Esp Márcia Ota Instalações prediais de água fria e água quente 5 Instalações Prediais de Água Fria NBR56261998 Instalações de Água Quente NBR71981993 O principal objetivo desta Unidade é compreender os critérios necessários para o dimensionamento das instalações hidráulicas prediais de água fria e quente visando atender às necessidades mínimas de higiene segurança conforto e economia dos usuários além de garantir o cumprimento das Normas vigentes estabelecidas Para um bom aproveitamento do curso leia o material teórico atentamente antes de realizar as atividades É importante também respeitar os prazos estabelecidos no cronograma Instalações prediais de água fria e água quente 6 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Contextualização Para iniciar esta Unidade reflita sobre a questão de um projeto de instalação predial Oriente sua reflexão por meio dos seguintes questionamentos O que ocorre quando um projeto de instalação hidráulica predial não for executado corretamente Nos dias de hoje falase muito em minimizar ao máximo os materiais utilizados na construção civil mas quando isso foge às normas já preestabelecidas quais são as reais consequências disso 7 Instalações Prediais de Água Fria NBR56261998 Tendo em vista a escassez de água que vivenciamos atualmente tornase fundamental estudarmos o abastecimento de água para o consumo humano haja vista que o uso da água fria potável nos prédios é indispensável no que concerne a condições básicas de higiene conforto e habitabilidade Veja a charge no link abaixo Explore httpwwwquadrinhosacidoscombr20141067faltadaguahtml Então que tal conhecermos um pouco sobre a água potável Não é novidade que a potável é a água que podemos consumir Agora vamos conhecer o que CREDER 2012 nos diz sobre a água potável Para esse autor para ser considerada potável a água deve apresentar em geral as seguintes características Incolor inodora e insípida Dureza total 200 mgl de CaCO3 pH 6 Inexistência de alcalinidade Turbidez máxima de 5 mgl de SiO2 e Sólidos totais máximo de 1000 mgl Desse modo na elaboração de um projeto devese visar à interdependência das diversas partes do conjunto de instalações hidráulicas prediais objetivando ao abastecimento nos pontos de consumo dentro da melhor técnica e economia De maneira geral um projeto completo de instalações hidráulicas de águas frias deve ser projetado e construído de acordo com a Norma visando a garantir o fornecimento de água de forma contínua em quantidade sufi ciente com pressões e velocidades adequadas ao perfeito funcionamento das peças de utilização dos sistemas de tubulações b preservar rigorosamente a quantidade de água do sistema de abastecimento c preservar o máximo de conforto dos usuários incluindose a redução dos níveis de ruídos d preservar a potabilidade da água item mais importante de todos e permitir manutenção fácil e econômica f promover a economia de água e energia Além de respeitar algumas etapas de projeto que podem ser exemplificadas a seguir 8 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Plantas cortes detalhes e vistas isométricas perspectiva e cavaleira com dimensionamento e traçado dos condutores Memórias descritivas justificativas e de cálculo Especificações do material e normas para a sua aplicação Orçamento compreendendo o levantamento das quantidades e dos preços unitários e global da obra Deve ficar clara a localização das caixas dágua da rede de abastecimento do prédio e dos diversos pontos de consumo NBR 56261996 NORMAS Você sabia que a NBR 56261998 dispõe sobre as exigências e recomendações relacionadas ao projeto execução e manutenção de instalação predial de água fria Nessas normas é possível encontrar terminologias fundamentais para nossos estudos Vamos conhecêlas Alimentador predial tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira derivação ou válvula ou flutuador de reservatório Aparelho sanitário serve para a utilização de água com finalidades higiênicas ou para receber dejetos eou águas servidas Controle automático de boia ou Chave automática de boia esse dispositivo fica instalado dentro de um reservatório a fim de garantir o funcionamento automático da instalação elevatória entre seus níveis operacionais extremos Barrilete conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual derivam as colunas de distribuição Caixa de descarga dispositivo colocado acima acoplado ou integrado às bacias sanitárias ou mictórios destinados à reserva de água para sua limpeza Caixa de quebra pressão essa caixa serve para reduzir a pressão nas colunas de distribuição Coluna de distribuição tubulação que vem do barrilete e serve para alimentar ramais Conjunto elevatório sistema destinado à elevação de água Consumo diário valor médio de consumo de água num período de 24 horas com base nos usos do edifício no período Dispositivo antivibratório esse dispositivo é instalado em conjuntos elevatórios objetivando diminuir vibrações e ruídos bem como evitar sua transmissão Extravasador tubulação que serve para escoar eventuais excessos de água dos reservatórios e das caixas de descarga Inspeção é qualquer forma de acesso aos reservatórios equipamentos e tubulações 9 Instalação elevatória conjunto de tubulações equipamentos e dispositivos que se destinam a elevar a água para o reservatório de distribuição Instalação hidropneumática conjunto de dispositivos reservatórios hidropneumáticos equipamentos tubulações e instalações elevatórias que são utilizados para manter sob pressão a rede de distribuição predial Instalação predial de água fria o conjunto de equipamentos tubulações dispositivos e reservatórios existentes a partir do ramal predial que serve para o abastecimento dos pontos de utilização de água do prédio em quantidade suficiente mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento Interconexão é a ligação eventual ou permanente a qual torna possível a comunicação entre dois sistemas de abastecimento Ligação de aparelho sanitário tubulação localizada entre o ponto de utilização e o dispositivo de entrada de água no aparelho sanitário Limitador de vazão esse dispositivo é usado para limitar a vazão de uma peça de utilização Nível de transbordamento é o nível atingido pela água ao verter pela borda do aparelho sanitário ou extravasor no caso de caixa de descarga e reservatório Nível operacional é o nível atingido pela água no interior de caixa de descarga quando o dispositivo de torneira de boia se encontra na posição fechada e em repouso Quebrador de vácuo dispositivo utilizado a fim de evitar refluxo por sucção da água nas tubulações Peça de utilização dispositivo ligado a um subramal objetivando permitir a utilização de água Ponto de utilização extremidade de jusante do subramal Pressão total de fechamento valor máximo de pressão atingido pela água na seção logo à montante de uma peça de utilização em seguida a seu fechamento equivalendo à soma da sobrepressão de fechamento com a pressão estática na seção considerada Ramal tubulação que vem da coluna de distribuição e serve para alimentar os subramais Ramal predial tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial Salientase que o limite entre o ramal predial deve ser definido pelo regulamento da companhia concessionária de água local Rede predial de distribuição conjunto de tubulações constituído de barrilete colunas de distribuição ramais e subramais ou de algum desses elementos Refluxo retorno eventual e não previsto de fluidos misturas ou substâncias para o sistema de distribuição predial de água Registro de fecho registro instalado em uma tubulação a fim de permitir a interrupção da passagem de água Registro de utilização registro instalado no subramal ou no ponto de utilização e serve para o fechamento ou a regulagem da vazão da água a ser usada 10 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Regulador de vazão aparelho intercalado numa tubulação com vistas a manter constante sua vazão qualquer que seja a pressão a montante Reservatório hidropneumático reservatório para ar e água destinado a manter sob pressão a rede de distribuição predial Reservatório inferior reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação elevatória destinado a reservar água e a funcionar como poço de sucção da instalação elevatória Reservatório superior reservatório ligado ao alimentador predial ou à tubulação de recalque destinada a alimentar a rede predial de distribuição Retrossifonagem refluxo de águas servidas poluídas ou contaminadas para o sistema de consumo em decorrência de pressões negativas Separação atmosférica é a distância vertical sem obstáculos e através da atmosfera entre a saída da água da peça de utilização e o nível de transbordamento do aparelho sanitário caixas de descarga e reservatórios Subpressão de abertura é o maior decréscimo de pressão que se verifica na pressão estática logo após abertura de uma peça de utilização Sistema de abastecimento compreende a rede pública ou qualquer sistema particular de água que abasteça a instalação predial Sobrepressão de fechamento é o maior acréscimo de pressão que se verifica na pressão estática durante e logo após o fechamento de uma peça de utilização Subramal é a tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do aparelho sanitário Torneira de boia é a válvula com boia que serve para interromper a entrada de água nos reservatórios e caixas de descarga quando se atinge o nível operacional máximo previsto Trecho é o comprimento de tubulação entre duas derivações ou entre uma derivação e a última conexão da coluna de distribuição Tubo de descarga é o tubo que liga a válvula ou caixa de descarga à bacia sanitária ou mictório Tubo de ventilador é a tubulação destinada à entrada de ar em tubulações a fim de evitar subpressões nesses condutos Tubulação de limpeza é a tubulação destinada ao esvaziamento do reservatório para permitir a sua manutenção de limpeza Tubulação de recalque é a tubulação compreendida entre o orifício de saída da bomba e o ponto de descarga no reservatório de distribuição Tubulação de sucção é a tubulação compreendida entre o ponto de tomada no reservatório inferior e orifício de entrada da bomba Válvula de descarga é a válvula de acionamento manual ou automático instalada no sub ramal de alimentação de bacias sanitárias ou mictórios que serve para permitir a utilização da água para sua limpeza 11 Válvula de escoamento unidirecional é a válvula que permite o escoamento em uma única direção Válvula redutora de pressão é a válvula que mantém a jusante uma pressão estabelecida qualquer que seja a pressão dinâmica a montante Vazão de regime é a vazão obtida em uma peça de utilização quando instalada e regulada para as condições normais de operação Volume de descarga é o volume que uma válvula ou caixa de descarga precisa fornecer a fim de promover a perfeita limpeza de uma bacia sanitária ou mictório Após conhecer algumas definições fundamentais ao nosso estudo vamos estudar acerca de Sistemas de Abastecimento Sistemas de Abastecimento De acordo com MACINTYRE 1996 as redes de abastecimento de água potável das cidades compreendem as adutoras as linhas alimentadoras e as linhas distribuidoras Às primeiras é reservado o papel de aduzir a água dos mananciais às estações de tratamento e dessas aos reservatórios principais estabelecendo a intercomunicação entre eles As linhas alimentadoras servem para o abastecimento de reservatórios secundários e das linhas distribuidoras Unicamente a essas últimas cabe o encargo de fornecer água às derivações para o abastecimento de cada prédio É mais usual ser a rede de distribuição predial alimentada por distribuidor público e tem início no aparelho que mede o consumo de água denominado hidrômetro num trecho chamado alimentador predial Além disso CREDER 2012 afirma que o sistema de alimentação da rede de distribuição predial depende das condições de vazão e pressão do sistema de abastecimento de água da localidade podendo ser Fonte Adaptado de CARVALHO 2013 Sistema direto de distribuição quando a pressão da rede pública é suficiente utilizase o sistema direto de distribuição ascendente sem necessidade de reservatório desde que haja continuidade do abastecimento 12 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Fonte Adaptado de CARVALHO 2013 Sistema indireto de distribuição sem bom beamento quando a pressão é suficiente mas sem continuidade há necessidade de prever mos um reservatório superior e a alimentação do prédio será descendente é o mais comum na área interna de construções Fonte Adaptado de CARVALHO 2013 Sistema indireto de distribuição com bom beamento quando além da pressão do abas tecimento público ser insuficiente há descon tinuidade portanto a necessidade de se ter dois reservatórios um inferior e outro supe rior além da utilização de bombeamento para interligar os dois reservatórios A distribuição será descendente Fonte Adaptado de CARVALHO 2013 Sistema hidropneumático de distribuição de abastecimento que dispensa o reservatório superior mas sua instalação é cara Critérios de Abastecimento É preciso se estabelecer critérios de dimensionamento para cada trecho da rede uma vez que os critérios variam ao longo da instalação em função da posição da tubulação em relação ao reservatório e da possibilidade de uso Para cada trecho devem ficar definidos os parâmetros hidráulicos do escoamento vazão velocidade perda de carga e pressão 13 Consumo Predial Quando se tem por finalidade o cálculo de consumo residencial diário estimase que cada quarto social seja ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço por uma pessoa Para edifícios não residenciais o consumo diário é estimado baseada na sua taxa de ocupação que muda dependendo da finalidade e natureza do local da instalação Local Taxa de Ocupação Bancos Uma pessoa por 5 m2 de área Escritórios Uma pessoa por 6 m2 de área Pavimentos térreos Uma pessoa por 25 m2 de área Lojas pavimentossuperiores Uma pessoa por 5 m2 de área Museus e bibliotecas Uma pessoa por 550 m2 de área Salas de hotéis Uma pessoa por 550 m2 de área Restaurantes Uma pessoa por 140 m2 de área Salas de operação hospital Oito pessoas Teatros cinemas e auditórios Uma pessoa por 070 m2 de área Tabela 11 Estimativa da Taxa de Ocupação de Edificações CREDER 2012 Conhecida a população do prédio podemos calcular o consumo utilizando a seguinte tabela TIPO DE PRÉDIO UNIDADE CONSUMO lDIA Serviço Doméstico Apartamentos Per capita 200 Apartamentos de luxo Por dormitório 300 a 400 Por quarto de empregada 200 Residência de luxo Per capita 300 a 400 Residência de médio valor Per capita 150 Residências populares Per capita 120 a 150 Alojamentos provisórios de obra Per capita 80 Apartamento de zelador Per capita 600 a 1000 Serviço Público Edifícios de escritórios Por ocupante efetivo 50 a 80 Escolas internatos Per capita 150 Escolas externatos Por aluno 50 Escolas semiinternatos Por aluno 100 Hospitais e casas de saúde Por leito 250 Hotéis com cozinha e lavanderia Por hóspede 250 a 350 Hotéis sem cozinha e lavanderia Por hóspede 120 Lavanderias Por kg de roupa seca 30 Quartéis Por soldado 150 14 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Cavalariças Por cavalo 100 Restaurantes Por refeição 25 Mercados Por m2 de área 5 Garagens e postos de serviço para automóveis Por automóvel 100 Por caminhão 150 Rega de jardins Por m2 de área 15 Cinema teatros Por lugar 2 Igrejas Por lugar 2 Ambulatórios Per capita 25 Creches Per capita 50 Serviço Industrial Fábricas uso pessoal Por operário 70 a 80 Fábrica com restaurante Por operário 100 Usinas de leite Por litro de leite 5 Matadouros De grande porte por animal abatido 300 Idem de pequeno porte 150 Tabela 12 Estimativa de consumo diário de água CREDER 2012 Capacidade dos Reservatórios A norma NBR 5626 determina que o volume mínimo de reservação seja o necessário a 24h de consumo normal do edifício sem considerar o volume reservado ao combate a incêndios Porém é mais usual prevermos reservatórios com capacidade suficiente para dois dias de consumo O reservatório inferior deve armazenar 35 do volume total de armazenamento e o superior deve armazenar 25 do total Por fim devese prever a reserva de incêndio estimada em 15 a 20 do consumo diário e que deve ser armazenada preferencialmente no reservatório superior Exemplo segundo Creder 2012 Um edifício de apartamentos de 10 pavimentos com quatro apartamentos por pavimento tendo em cada apartamento três quartos sociais e um de empregada mais o apartamento do zelador Qual a capacidade dos reservatórios superior e inferior Resolução Cada apartamento 7 pessoas Cada pavimento 28 pessoas Zelador 4 pessoas População do prédio 284 pessoas De acordo com a tabela 11 devemos somar 200 litros por pessoa consumo diário 200 x 284 56800 litros consumo de incêndio 20 11360 litros Total 68160 litros Se quisermos armazenar o consumo de dois dias pelo menos O reservatório inferior deverá ter capacidade aproximada de 85000 litros e o reservatório superior terá a capacidade de aproximadamente 50000 litros 15 Vazão das Peças de Utilização Ramais e SubRamais A NBR 56261998 recomenda as vazões mínimas apresentadas na tabela 13 para atender às necessidades dos diversos pontos de utilização das instalações hidráulicas prediais e portanto dos subramais e ramais APARELHO PEÇAS VAZÃO DE PROJETO ls PESOS P Bacia sanitária com caixa de descarga 015 030 Bacia sanitária com válvula de descarga 170 400 Banheira misturador água fria 030 10 Bebedouro com registro de pressão 010 01 Bidê misturador água fria 010 01 Chuveiro misturador água fria 020 05 Lavatório torneira ou misturador 015 05 Chuveiro elétrico 010 01 Máquina de lavar roupas ou pratos 030 10 Mictório cerâmico com válvula de descarga 050 28 Mictório de descarga descontínua tipo calha 015 03 Pia torneira ou misturador água fria 025 07 Pia torneira elétrica 010 01 Tanque de lavar torneira 025 07 Torneira de jardim ou lavagem em geral 020 04 Tabela 13 Vazões e pesos relativos dos pontos de utilização BAPTISTA e LARA 2012 Consumo Máximo Provável Vazões das Colunas e Barriletes As vazões de dimensionamento das colunas e barriletes devem levar em conta a possibilidade de uso dos pontos de utilização Quando o uso for simultâneo como em internatos ou quartéis por exemplo a vazão do trecho é a soma das vazões dos pontos que estão sendo utilizados cujo valor é apresentado no Quadro 1 Entretanto quando a probabilidade de uso simultâneo das peças é inferior a 100 que é a situação mais frequente a estimativa da vazão na tubulação é dada pela expressão å Q C P Q vazão em ls C coeficiente de descarga 030 litross P soma dos pesos de todas as peças de utilização alimentada através do trecho considerado 16 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente De posse desses dados podemos organizar um ábaco que forneça as vazões em função dos pesos Conhecidas as vazões podese até fazer um predimensionamento dos encanamentos pela capacidade de descarga dos mesmos No ábaco abaixo há o eixo central dividido em 3 partes na qual os valores aumentam de baixo para cima e da esquerda para a direita Para se utilizar o ábaco localizase na graduação ao lado direito e rente ao eixo o valor da somatória dos pesos Assim podese determinar nas demais graduações os valores de vazão graduação ao lado esquerdo rente ao eixo em litros por segundo e diâmetro nominal recomendado graduação à esquerda afastada do eixo em milímetros Exemplo Segundo Creder 2012 Queremos dimensionar um encanamento ramal que alimenta um banheiro com as seguintes peças vaso sanitário um lavatório um bidê uma banheira e um chuveiro Resolução Os pesos correspondentes às peças são Vaso sanitário com válvula 400 Lavatório 05 Bidê 01 Banheira 10 Chuveiro 05 Soma 421 Entrando com esses dados no ábaco obtemos Q 195 ls o que corresponde a uma tubulação de 1 ¼ 32mm 17 Velocidade Máxima A velocidade máxima da água nas tubulações não deve exceder a 3ms BAPTISTA e LARA 2012 PRESSÃO a Na tubulação Pressão estática máxima de 400 kPa 408 mca Pressão dinâmica mínima de 5 kPa 05 mca b Nos pontos de abastecimento A pressão nos pontos de abastecimento não deve ser inferior a 10 kPa 10mca com exceção do ponto ligado a válvula de descarga da bacia sanitária em que a pressão não pode ser inferior a 15 kPa e o ponto ligado à caixa de descarga em que a pressão mínima pode ser de 5kPa 05mca Perda de Carga A Norma NBR 56261998 recomenda a utilização do método dos comprimetos equivalentes para o cálculo da perda de carga localizada Para a perda de carga contínua essa Norma aconselha a equação universal ou as expressões de Fair WhippleHsiao para tubos de aço cobre ou plástico Essas equações serão apresentadas a seguir Equação Universal 2 2 5 D 8 p f Q h L g D Expressões de FairWhippleHsiao Para tubos rugosos de aço carbono 188 488 D 000202 Q h L D Para tubos lisos tais como plástico cobre ou liga de cobre 175 475 D 000859 Q h L D Vh perda de carga em m Q vazão escoada em m3s D diâmetro interno do conduto em m L comprimento do conduto em m f fator de atrito 18 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Dimensionamento das Tubulações As tubulações das instalações de água fria são dimensionadas para funcionar preponderan temente como condutos forçados Os diâmetros dessas tubulações são normalmente esco lhidos com base nas vazões de dimensionamento e utilizando o critério de velocidade máxima No Quadro 1 podemos visualizar a relação dos diâmetros nominais e internos mais comumente encontrados no mercado relativa aos tubos de PVC rígido para instalações prediais de água fria submetidos a pressões inferiores a 075 MPa Nesse quadro é apresentada também a capacidade máxima dessas tubulações calculada por meio da equação da continuidade considerando o diâmetro interno do tubo e a velocidade máxima possível de 3ms TUBULAÇÃO DE RECALQUE Quando existir instalação elevatória recomendase a equação abaixo para estimar o diâmetro da tubulação de recalque BAPTISTA e LARA 2012 14 D 0586 X Q D diâmetro em m Q vazão em m3s X número de horas de funcionamento por dia TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO O diâmetro da sucção deve ser no mínimo um diâmetro nominal superior ao da tubulação de recalque TUBULAÇÃO DE LIMPEZA DOS RESERVATÓRIOS As tubulações de limpeza dos reservatórios devem ser dimensionadas em função do tempo desejado para o esvaziamento dos mesmos BAPTISTA e LARA 2012 2 2 S t h Cd A g t tempo necessário para o esvaziamento do reservatório em segundos A área da seção da tubulação de limpeza S área da superfície de água de reservatório h altura de água sobre o eixo da tubulação de limpeza Cd coeficiente de descarga Tubos de PVC soldávéis Tubos de PVC roscáveis Diâmetro nominal Diâmetro externo Espessura da parede Diâmetro interno Vazão máxima Diâmetro externo Espessura da parede Diâmetro interno Vazão máxima pol mm mm mm 1s mm mm mm 1s 12 20 15 170 07 210 25 160 06 34 25 17 216 11 260 26 208 10 1 32 21 278 18 330 32 266 17 1 14 40 24 352 29 420 36 348 29 1 12 50 30 440 46 480 40 400 38 2 60 33 534 67 600 46 508 61 2 12 75 42 666 105 750 55 640 97 3 85 47 756 135 880 62 756 135 4 110 61 978 225 1130 76 978 225 Quadro 1 Vazões Máximas para Tubos de Instalações Hidráulicas de Água Fria BAPTISTA e LARA 2012 19 TUBULAÇÃO DE EXTRAVASÃO DO RESERVATÓRIO As tubulações de extravasão dos reservatórios dependendo da carga de água sobre a tubulação e do seu comprimento podem funcionar como vertedores orifícios bocais e até mesmo como condutos forçados O deságue dessa tubulação dever ser feito livremente em lugar bem visível para que os responsáveis pela manutenção do prédio tenham conhecimento de que alguma coisa anormal está acontecendo 2 Q Cd A g h Q vazão que alimenta o reservatório em m3s A área da seção transversal do extravasador em m2 h altura de água sobre o eixo da tubulação do extravasador em m Cd coeficiente de descarga Dimensionamento da Capacidade dos Reservatórios BAPTISTA E LARA2012 O volume de reserva deve ser suficiente para o consumo de um dia e superior a 500 litros podendo estar distribuídos nos reservatórios inferior e superior ou somente no reservatório superior caso seja possível a sua alimentação diretamente pelo alimentador predial O volume mínimo de reserva deve atender às variações e demandas de água ao longo do dia e são calculadas através de Q t volume para atender o consumo de água em m3 Q consumo total de água fria em m3dia t tempo de armazenamento 1 dia mínimo Retrossifonagem É o nome que se dá à intrusão de água servida na instalação de água potável devido à ocorrência de pressões negativas Esse fato ocorre em aparelhos sem separação atmosférica isto é quando o nível de transbordamento dos aparelhos é superior ao nível da entrada de água potável CREDER2012 Exemplo de Aplicação Uma instalação de água fria deve ser projetada para um edifício residencial de luxo com 1 apartamento por andar do 1 ao 4 pavimento O projeto deve prever um sistema constituído por reservatório inferior e elevatória para elevar a água até o reservatório superior e a partir deste distribuir a água em 2 colunas conforme apresentado no esquema geral da figura a seguir A coluna 1 deve ser interligada a 4 banheiros do tipo apresentado no desenho isométrico também mostrado a seguir conectado ao ponto 8 destes pontos D E F e G do esquema 20 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente A coluna 2 deve alimentar com 12 ls as cozinhas e as áreas de serviço dos apartamentos Considerando tubos soldáveis de PVC pedese determinar BAPTISTA e LARA 2012 a As vazões e os diâmetros dos subramais e ramais da instalação de água fria do banheiro mostrado no desenho isométrico b As vazões e os diâmetros da coluna 1 c A pressão máxima estática na tubulação interligada à coluna 1 d A pressão mínima dinâmica na tubulação interligada à coluna 1 Figura 1 Esquema geral de instalação de água fria BAPTISTA e LARA 2012 Figura 2 Isométrico da instalação de água fria do banheiro BAPTISTA e LARA 2012 21 Resolução a Dimensionamento da instalação de água fria Predimensionamento dos subramais Trecho Aparelho Sanitário P Vazão 1s nominal interno Subramal 13 Chuveiro 04 019 12 170 23 Ducha 04 019 12 170 45 Válvula de descarga 320 170 1 278 67 Lavatório 03 015 12 170 Ramal 35 08 027 12 170 57 328 172 1 278 78 331 173 1 278 b Vazões e diâmetros da coluna 1 AF1 C ΣP1324 D ΣP 331 ΣP 993 E ΣP 331 ΣP662 F ΣP 331 ΣP 331 G ΣP 331 AF1 C Q345 ls D Q173 ls Q299 ls E Q173 ls Q244 ls F Q173 ls Q173 ls G Q173 ls Trecho Vazão ls nominal interno polegadas Mm CD 345 1 ½ 440 DE 299 1 ½ 440 EF 244 1 ¼ 352 FG 173 1 278 c A pressão máxima estática ocorre quando o reservatório se encontra com o nível máximo de água e não há consumo na rede de distribuição Consequentemente não há perda de carga e a pressão máxima é dada pela diferença entre o nível máximo de água no reservatório e o ponto de consumo mais baixo neste caso no ponto de ligação da ducha no 1 pavimento Isto corresponde a 233 mca ou 228 kPa portanto dentro do limite estabelecido pela NBR 56261998 que é de 400 kPa d A menor pressão deve ocorrer em algum ponto alto da rede de distribuição portanto provavelmente no banheiro do 4 andar ou na própria coluna 22 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Instalações de Água Quente NBR 71981993 O fornecimento de água quente representa uma necessidade nas instalações de determinados aparelhos e equipamentos ou uma conveniência para melhorar as condições de conforto e de higiene em aparelhos sanitários de uso comum Assim como não se pode prescindir de água quente em instalações hospitalares e em hotéis com restaurantes e lavanderias não seria aceitável um prédio residencial que não fosse dotado de instalações para a produção de água quente A temperatura com que a água deve ser fornecida depende do uso a que se destina Quando uma mesma instalação deve fornecer água quente em diversas temperaturas e em diferentes pontos de consumo fazse o resfriamento para as temperaturas desejadas com um aparelho misturador de água fria no local de utilização Sistemas de Instalação de Água Quente Segundo Garcez 2011 os princípios gerais a serem seguidos são os mesmos indicados para as instalações de água fria Podemos dividir as instalações de água quente em aSistema Individual Cada ponto de consumo de água quente tem seu próprio sistema de aquecimento É o caso de chuveiros elétricos resistências elétricas de aquecimento aquecedores a gás de baixa pressão entre outros bSistema de Conjunto Neste tipo existe um conjunto de pontos de consumo abastecidos por um aquecedor É o caso por exemplo dos apartamentos em edifícios com os aquecedores a gás de alta pressão comandados pelos próprios moradores dos apartamentos ou dos aquecedores elétricos abastecendo os pontos de consumo de cada apartamento cSistema Central É o sistema empregado nos grandes edifícios sendo operado pela própria administração do prédio Distinguemse no sistema central dois tipos de instalações sem retorno e com retorno No primeiro a água quente uma vez introduzida na canalização de distribuição não volta mais ao aquecedor seja ela consumida ou não O aparelho de aquecimento é alimentado pelo reservatório havendo distribuição direta do aquecedor aos pontos de consumo No tipo com retorno a água quente introduzida no sistema de distribuição e não consumida volta ao aquecedor seja por gravidade por efeito de termo sifão seja por recalque através de bombas As bombas são comandadas automaticamente por diferença de temperatura entre a água de distribuição e do retorno 23 Produção de Água Quente Segundo MACINTYRE 1996 produzir água quente significa transferir de uma fonte de calor as calorias necessárias para que a água adquira uma temperatura desejada Essa transferência de calor pode se realizar diretamente pelo contato do agente aquecedor com a água como ocorre com os aquecedores elétricos ou com o vapor saturado nos sistemas de mistura vaporágua ou indiretamente por efeito de condução térmica mediante o aquecimento de elementos que ficarão em contato com a água por exemplo vapor no meio de serpentinas que ficarão imersas em água ou pela ação do ar quente sobre a água contida em serpentinas ou recipientes apropriados Podese conseguir a quantidade de calor necessária ao aquecimento da água de diversas fontes de energia térmica que caracterizarão as modalidades de equipamentos a instalar Entre as fontes de energia térmica ou capazes de produzila temos a Combustíveis sólidos carvão vegetal mineral e lenha líquidos óleo combustível óleo diesel querosene álcool gasosos gás de rua obtido através da hulha ou do craqueamento de óleos e de nafta de petróleo gás liquefeito do petróleo GLP e gás natural b Energia elétrica no aquecimento de resistência elétrica com a passagem de corrente pelo efeito joule c Energia solar com o emprego de aquecedores solares d Ar quente junto a paredes de fornos industriais e pelo aquecimento da água em serpentinas próximas ao forno e Aproveitamento da água de resfriamento de certos equipamentos industriais Critérios de Produção Fornecimento de Água Quente Os critérios para a produção e abastecimento de água quente são os mesmos considerados nas instalações prediais de água fria A vazão de dimensionamento da rede de distribuição de água quente deve considerar a possibilidade de uso dos pontos de utilização assim como foi feito na instalação de água fria Ou melhor a vazão do trecho considerado é a soma das vazões das peças de utilização envolvidas A velocidade média também corresponde ao mesmo valor numérico aplicada nas instalações de água fria máximo de 3ms A Norma NBR 17981993 não fixa uma equação para a perda de carga por isso utiliza se os cálculos correspondentes aos da instalação de água fria Pressão de Serviço A pressão estática máxima nos pontos de utilização não deve ultrapassar 400 kPa ou 408 mca Já as pressões dinâmicas nas tubulações não devem ser inferiores a 5kPa Temperatura da Água A temperatura da água não deve ultrapassar 40C Assim havendo a possibilidade de fornecimento de água acima de 40C nos pontos de utilização é obrigatório misturar a água quente com a fria através de misturadores 24 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Consumo de Água Quente As tabelas utilizadas em território nacional foram adaptadas das normas internacionais pois devido a nosso clima menos rigoroso não há necessidade de se utilizar tais padrões Os Quadros 21 e 22 nos fornecem parâmetros para calcular o consumo de água quente predial Prédio Consumo ldia Alojamento provisório 24 por pessoa Casa popular ou rural 36 por pessoa Residência 45 por pessoa Apartamento 60 por pessoa Quartel 45 por pessoa Escola internato 45 por pessoa Hotel sem cozinha ou lavanderia 36 por hóspede Hospital 125 por leito Restaurante e similar 12 por refeição Lavanderia 15 por kg de roupa Quadro 21 Estimativa de Consumo CREDER 2012 Tipo de Edifício Água Quente Necessária a 60C Residência apartamentos e hotéis 50 litros por pessoa e por dia Edifícios de Escritórios 25 litros por pessoa e por dia Fábricas 63 litros por pessoa e por dia Restaurante 3 refeições por dia Restaurante 1 refeição por dia Quadro 22 Consumo de Água Quente nos Edifícios em Função do Número de Pessoas CREDER 2012 Dimensionamento das Tubulações Os diâmetros das tubulações são inicialmente escolhidos com base no critério de velocidade máxima pois induz à maior economia com a tubulação O fato das tubulações conduzirem água quente requer alguns cuidados adicionais em relação às especificações dos materiais e a instalação das tubulações quais sejam Utilização de tubos e conexões resistentes à condução de água a altas temperatura tais como cobre aço carbono galvanizado e CPVC policloreto de vinila clorado Isolamento térmico das tubulações como medida de manutenção da temperatura da água de economia energética e redução de trincas nas paredes devido ao fluxo de calor nas mesmas Prever juntas de expansão ou traçado apropriado para as tubulações poderem absorver as dilatações devido às variações térmicas Prever o acréscimo do empuxo na tubulação causado pelas dilatações caso não tenha sido adotada a medida recomendada anteriormente 25 Material Complementar Para complementar os conhecimentos adquiridos nesta Unidade pesquise as seguintes sugestões Site wwwtigrecombrenciclopedia Livro Biblioteca virtual da instituição GONÇALVES O M Execução e manutenção de sistemas hidráulicos prediais São Paulo Pini 2000 192 p Ambas enriquecerão sua compreensão a respeito do dimensionamento das instalações hidráulicas estudadas Bom estudo 26 Unidade Instalações prediais de água fria e água quente Referências wwwabntorgbr acessado em setembro e outubro de 2014 AZEVEDO NETTO JM et al Manual de Hidráulica 8ed São Paulo Edgard Blucher 1998 669p BAPTISTA MB LARA M Fundamentos de Engenharia Hidráulica Belo Horizonte Editora UFMG e Escola de Engenharia da UFMG 2a Edição Revisada 2003 CREDER H Instalações hidráulicas e sanitárias6ed 15ed Rio de Janeiro LTC 2006 440p GARCEZ LN Elementos de Engenharia Hidráulica e Sanitária 2ed São Paulo Blucher 2011 356p MELO VO NETTO JMA Instalações Prediais Hidráulicosanitárias 4ed São Paulo Blucher 1988 185p MACINTYRE Archibald Joseph Instalações Prediais e Industriais 4ed São Paulo LTC 2012