Instalações Prediais de Águas Pluviais - Teoria e Prática

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 águas pluviais 5 Introdução Dimensionamento das calhas Condutores de AP O principal objetivo desta Unidade é compreender os critérios necessários para o dimensionamento das instalações hidráulicas visando atender às necessidades mínimas de higiene segurança conforto e economia dos usuários além de garantir o cumprimento das Normas vigentes estabelecidas Leia atentamente o conteúdo desta Unidade que lhe possibilitará conhecer os critérios para instalações prediais de águas pluviais Você também encontrará nesta Unidade uma atividade composta por questões de múltipla escolha relacionada com o conteúdo estudado Além disso terá a oportunidade de trocar conhecimentos e debater questões no fórum de discussão É extremante importante que você consulte os materiais complementares pois são ricos em informações possibilitandolhe o aprofundamento de seus estudos sobre este assunto Instalações prediais de águas pluviais 6 Unidade Instalações prediais de águas pluviais Contextualização Para iniciar os estudos desta Unidade a partir das ilustrações abaixo reflita sobre a questão de um projeto de instalação predial para águas pluviais Oriente sua reflexão por meio dos seguintes questionamentos Os projetos atuais de uma instalação hidráulica predial de águas pluviais atendem às necessidades e o reaproveitamento das mesmas Nos dias de hoje falase muito em minimizar ao máximo o consumo de água em geral Será que existem algumas alternativas a serem incluídas em novos projetos E o que fazer com os projetos já existentes Fonte iStock Getty Images 7 Introdução Você sabia Você sabia que água de chuva é um dos elementos mais danosos para a durabilidade e boa aparência das construções Por esse motivo cabe ao instalador projetar o escoamento das mesmas de modo a se realizar no mais curto trajeto e no menor tempo possível Assim o sistema de esgotamento de águas pluviais deve ser completamente separado dos esgotos sanitários evitandose com isso a penetração dos gases dos esgotos primários no interior da habitação Além disso segundo Creder 2012 há também algumas condições das municipalidades como a caída direta e livre da água dos telhados e prédios de mais de um pavimento bem como o caimento em terrenos vizinhos daí a necessidade de serem conduzidas aos condutores de AP que as dirigem às caixas de areia no térreo e desta aos coletores públicos de águas pluviais ou sarjetas dos logradouros públicos Esse autor nos fornece algumas terminologias acerca desse assunto Vamos conhecêlas Área de contribuição é a área somada das superfícies que recebem a precipitação de chuva num determinado setor da edifi cação Área molhada é a área útil de escoamento na seção transversal de uma calha ou de um condutor Caixa de areia é uma caixa feita em alvenaria enterrada no solo e destinada a permitir a inspeção das canalizações de águas pluviais Canaleta é um canal de seção quadrada ou retangular que recebe a contribuição de águas pluviais de pisos Calha é a tubulação de meia seção circular ou retangular que recebe a contribuição de telhados Coletor é a tubulação horizontal que recebe as águas dos condutores das canaletas ou dos ralos e transporta até o tanque de retenção da edifi cação ou até a rede pública de coleta de águas pluviais Condutor é a tubulação vertical que conduz as águas captadas por calhas ralos canaletas ou drenos Dreno é a tubulação perfurada em sua meia seção superior destinada a captar águas no interior de solos Perímetro molhado é a linha que delimita a seção molhada junto às paredes e ao fundo da calha ou do coletor 8 Unidade Instalações prediais de águas pluviais Vazão de projeto é a vazão de referência para o dimensionamento de calhas condutores ou coletores Ralo é um dispositivo que recebe a contribuição de águas pluviais de pisos Tanque de retenção é um reservatório de águas pluviais destinado a evitar alagamentos que mantém por um certo tempo estas águas para permitir que não haja uma sobrecarga de vazão na rede pública coletora Que tal agora estudarmos sobre os Fatores Meteorológicos Salientamos que as chuvas ocorrem com diferentes intensidades e com tempos de duração de precipitação também diferentes ao longo dos anos Assim as constantes medições em cada local e ao longo dos anos nos permitem ter parâmetros das maiores intensidades ocorridas e estes parâmetros são então estabelecidos por meio de norma técnica como indicadores a serem considerados para os respectivos locais Tendo por base a Norma NB611 consideramos também diferentes períodos para a medição do valor médio dessas intensidades 1 ano para áreas pavimentadas onde os empossamentos podem ser tolerados 5 anos para coberturas eou terraços 25 anos para as coberturas e para as áreas onde os empossamentos ou os extravasamentos não possam ser tolerados A duração de precipitação dever ser fi xada em 5 minutos para construções de até 100 m2 de área de projeção horizontal podese adotar i 150 mmh intensidade pluviométrica A Norma NB611 dá uma indicação para o cálculo das áreas de contribuição e rege a maioria dos índices de intensidade pluviométricas das principais cidades brasileiras A Tabela 1 a seguir apresenta algumas localidades brasileiras e as respectivas intensidades encontradas Tabela 1 Intensidade pluviométrica em algumas cidades brasileiras CREDER 2012 Intensidade Pluviométrica em mmh Período de Retorno anos Local 1 5 25 Bagé 126 204 234 Belém 138 157 185 Belo Horizonte 132 227 230 Fernando de Noronha 110 120 140 9 Florianópolis 114 120 144 Fortaleza 120 156 180 Goiânia 120 178 192 João Pessoa 115 140 163 Maceió 102 122 174 Manaus 138 180 198 Niterói 130 183 250 Porto Alegre 118 146 167 Rio de Janeiro jardim Botânico 122 167 227 São Paulo Santana 122 172 191 Agora vamos discutir outros aspectos Que tal Então convidoo para dar prosseguimento aos nossos estudos Segundo CREDER 2012 a vazão de projeto é determinada pela equação 60 Onde I A Q Q vazão de projeto em litros por minuto I ntensidade pluviométrica do local em milímetros por hora e A área de contribuição em metros quadrados No que se refere a Coberturas Horizontais de Laje é preciso que Sejam evitados empossamentos e se tenha declividade mínima de 05 para garantir o escoamento até os pontos de drenagens previstos a drenagem seja feita por mais de uma saída exceto nos casos em que não houver risco de obstrução e os ralos hemisféricos sejam usados nos locais em que o ralo plano possa causar obstrução Nossos estudos não terminam por aqui Agora é hora de tratarmos sobre o Dimensionamento das Instalações 10 Unidade Instalações prediais de águas pluviais Dimensionamento das calhas As calhas de beiral ou platibanda devem ter inclinação uniforme e no mínimo de 05 Quando a saída dessas calhas condutores estiver a menos de 4 m de uma mudança de direção a vazão do projeto deve ser multiplicada pelos fatores da Tabela 2 a seguir Tabela 2 Fatores Multiplicativos da Vazão de Projeto CREDER 2012 Tipo da Curva Curva a menos de 2 m da saída Curva entre 2 e 4 m da saída Canto reto 12 11 Canto arredondado 11 105 Para o dimensionamento das calhas utilizamos a fórmula de ManningStrickler Q K S n R Onde H 2 31 2 Q vazão da calha em litros por minuto S área molhada em metros quadrados RH Raio hidrárulico SP em metros P perímetro molhado em metros i declividade da calha em metros por metro n coefi ciente de rugosidade K 60000 coefi ciente para transformar a vazão em metros cúbicos por segundo para litros por minuto Na Tabela 3 a seguir são apresentados os coefi cientes de rugosidade dos materiais que normalmente são utilizados para a fabricação de calhas Tabela 3 Coefi cientes de Rugosidade n CREDER 2012 Material n Plástico fi brocimento alumínio aço inoxidável aço galvanizado cobre latão 0011 Ferro fundido concreto alisado alvenaria revestida 0012 Cerâmica e concreto não alisado 0013 Alvenaria de tijolos não revestida 0015 A capacidade das calhas semicirculares usando coefi ciente de rugosidade n 0011 e as declividades indicadas estão representados na Tabela 4 abaixo 11 Tabela 4 Capacidade de Calhas Semicirculares lâmina dágua igual ½ diâmetro interno n 0011 e vazões em litros por minuto CREDER 2012 Período de Retorno anos Diâmetro interno mm Declividade 05 1 2 100 130 183 256 125 236 333 466 150 384 541 757 200 829 1167 1634 Dimensionamento de Coletores Segundo Creder 2012 para o dimensionamento dos coletores utilizamos a fórmula de ManningStrickler considerandose a altura da lâmina dágua igual a 23 do diâmetro do condutor A Tabela 5 a seguir apresenta os valores obtidos considerandose essa fórmula e essa premissa Tabela 5 Capacidade dos coletores em litros por minuto Diâmetro Coefi ciente de Rugosidade n0011 n0012 Declividade Declividade 005 1 2 005 1 2 50 32 45 65 29 41 59 75 95 133 188 87 122 172 100 204 287 405 187 264 372 125 370 521 735 339 478 674 150 602 847 1190 552 777 1100 200 1300 1820 2570 1190 1670 2360 Dimensionamento das Caixas de Areia As caixas de areia devem ser colocadas entre o coletor vertical e o condutor horizontal fazendo a transição das águas coletadas e iniciando as suas conduções para a destinação fi nal tanque de retenção ou rede pública condutora As caixas de areia devem ser colocadas também entre conexões com outras tubulações de águas pluviais onde houver mudanças de direções ou de declividades e ainda quando houver distâncias retilíneas com mais de 20 metros As caixas de areia podem também conter uma grelha em sua tampa superior permitindo o uso como ralo de captação de águas pluviais no solo As medidas internas mínimas de uma caixa de areia são 050 m X 050 m em planta e profundidade variável a partir de um mínimo de 050 m para permitir as inclinações das tubulações condutoras Espero que estejam apreciando nossos estudos Por isso proponho novamente mais um assunto 12 Unidade Instalações prediais de águas pluviais Condutores de AP Sempre que possível devem ser projetadas em uma só prumada Nos desvios devemse usar curvas de 90 de raio longo ou curvas de 45 devem ser previstas peças de inspeção tubos operculados O diâmetro interno mínimo dos tubos verticais é de 70 mm O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir dos seguintes dados Q Vazão do projeto em litros mm H altura da lâmina dágua da calha em mm L Comprimento do condutor vertical em mm Nas Figuras 1 e 2 a seguir extraídas da Norma NB611 há dois ábacos para a determinação do diâmetro D em mm para os dois tipos de saída em aresta viva e em funil Escolha do diâmetro D Entrar no eixo horizontal com o valor da vazão Q em litros por mm Levantar uma vertical até encontrar as curvas de H e L correspondentes no caso se não haver curvas dos valores de H e L interpolar entre as curvas existentes Transportar a interseção mais alta até o eixo D escolhe o diâmetro interno seja igual ou superior ao valor encontrado Os ábacos foram construídos para condutores verticais rugosos coefi ciente de atrito f 004 com dois desvios na base Figura 1 Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais de calha com saída em aresta viva CREDER 2012 13 Condutores Horizontais de AP Devem ser projetados sempre que possível com declividade uniforme e de no mínimo 05 O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser feito para escoamento com lâmina de altura igual a 23 do diâmetro interno do tubo Nas tubulações aparentes devem ser previstas inspeções sempre que houver conexões com outra tubulação mudança de declividade mudança de direção ou ainda a cada trecho de 20 m nos percursos retilíneos A ligação entre os condutores verticais e horizontais será sempre feita por curva de raio longo com inspeção tubo operculado ou caixa de areia conforme o tubo esteja aparente ou enterrado Figura 2 Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais de calha com funil de saída CREDER 2012 Para terminarmos o estudo proposto nesta unidade vamos tratar sobre Projeto das Instalações destacando que os projetos das instalações prediais de águas pluviais de uma forma geral são constituídos por I Planta baixa geral do pavimento térreo em que são representados todo o sistema de tubulações da rede existente sob o solo locação de todas as caixas de areia localização da chegada ao solo de todos os condutores localização de todos os ralos canaletas ou demais elementos no piso destinados a captar águas pluviais II Planta baixa geral da cobertura em que são representadas todas as inclinações previstas para o telhado ou a laje de cobertura calhas e os pontos dos coletores no caso de telhados ou todos os ralos no caso de lajes horizontais 14 Unidade Instalações prediais de águas pluviais III Detalhamento do projeto em que são apresentados os detalhes construtivos de calhas ralos drenos canaletas caixas de areia etc IV Memoriais descritivo e de cálculo O memorial descritivo contém as recomendações gerais de projeto as especifi cações de materiais e de serviços O memorial de cálculo apresenta os resultados das áreas encontradas e dos respectivos diâmetros das tubulações que atendem as vazões de projeto 15 Material Complementar Para complementar os conhecimentos adquiridos nesta Unidade pesquise as seguintes sugestões Vídeos Biblioteca virtual do site wwwtigrecombr Leituras httpwwwunifrabrprofessoresjulianepintoaulaUnidade4Aguas20Pluviaispdf httpwwwinicepgunivapbrcdINIC2011anaisarquivos0330030301pdf Ambos enriquecerão sua compreensão a respeito do dimensionamento das instalações hidráulicas estudadas 16 Unidade Instalações prediais de águas pluviais Referências AZEVEDO NETTO JM et al Manual de Hidráulica 8ed São Paulo Edgard Blucher 1998 BAPTISTA MB LARA M Fundamentos de Engenharia Hidráulica Belo Horizonte Editora UFMG e Escola de Engenharia da UFMG 2a Edição Revisada 2003 Borges RS Borges WL Manual de Instalações HidráulicoSanitárias e de Gás 4ed São Paulo Pini 1992 Carvalho JR R Instalações Hidráulicas e o Projeto de Arquitetura 3 ed São Paulo Blucher 2010 Creder H Instalações Hidráulicas e Sanitárias 6ed São Paulo LTC 2012 Macintyre A J Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais 4 ed São Paulo Ltc 2012 MELO VO NETTO JMA Instalações Prediais Hidráulicosanitárias 4ed São Paulo Blucher 1988 185p Santos S L Bombas e Instalações Hidráulicas São Paulo Lcte 2007 Site wwwabntorgbr