Projeto Hidraulico Predial - Memorial Descritivo e Calculo de Consumo de Agua

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO SHS 0402 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E SANITÁRIAS ENRICO DE OLIVEIRA PAVAN Nº USP 11798130 HUGO EIJI OZAKI N USP 11322406 LARISSA PINELI ANDRÉ Nº USP 11798193 LUCAS CARDOSO LIMA Nº USP 11798234 LUCAS ZANNI FAGIAN Nº USP 11798276 BLOCO A PROJETO DAS INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA Memorial Descritivo SÃO CARLOS 2022 985 1 CÁLCULO DO CONSUMO DÁGUA DIÁRIO Para dimensionamento do consumo dágua diário do Prédio Público de Consultórios Médicos da Prefeitura Rio Branco utilizouse a tabela apresentada em BOTELHO RIBEIRO JUNIOR 2014 transcrita abaixo Tabela 1 Consumo predial diário Tipo de edificação Consumo Litrosdia Alojamentos provisórios 80 por pessoa Ambulatórios 25 por pessoa Apartamentos de padrão médio 250 por pessoa Apartamentos de padrão luxo 300 por pessoa Cavalariças 100 por cavalo Cinemas e Teatros 2 por lugar Creches 50 por pessoa Edifícios públicos ou comerciais 80 por pessoa Escolas externatos 50 por pessoa Escolas internatos 150 por pessoa Escolas semiinternatos 100 por pessoa Escritórios 50 por pessoa Garagens e postos de serviço 150 por automóvel Garagens e postos de serviço 200 por caminhão Hotéis sem cozinha e sem lavanderia 120 por hóspede Hotéis com cozinha e com lavanderia 250 por hóspede Hospitais 250 por leito Indústrias uso pessoal 80 por operário Indústrias com restaurante 100 por operário Jardins rega 15 por m2 Lavanderias 30 por kg de roupa seca Matadourosanimais de grande porte 300 por cabeça abatida Matadourosanimais de pequeno porte 150 por cabeça abatida Mercados 5 por m2 Oficina de costura 50 por pessoa Orfanatos asilos berçários 150 por pessoa Postos de serviço para automóveis 150 por veículo Piscinas lâmina de água 25 cm Quartéis 150 por pessoa Residência popular 150 por pessoa Residência de padrão médio 250 por pessoa Residência de padrão luxo 300 por pessoa Restaurantes e similares 25 por refeição Templos 2 por lugar Fonte BOTELHO RIBEIRO JUNIOR 2014 Numerar páginas e colocar um sumário Para o cálculo do consumo considerase que o prédio é ocupado diariamente por 40 pessoas entre médicos e funcionários públicos e que 200 pessoas serão atendidas Enquadrando os médicos e funcionários públicos na categoria de edifícios públicos ou comerciais consumo diário de 80 litros por pessoa e as pessoas atendidas nos consultórios na categoria de ambulatórios consumo diário de 25 litros por pessoa podemos calcular o consumo diário a partir da equação 𝐶𝐷 𝐶𝑝 𝑛 𝐶𝐷 80 40 200 25 3200 5000 𝑪𝑫 𝟖𝟐𝟎𝟎 𝑳𝒅𝒊𝒂 Ressaltase que não há sentido em utilizar a categoria Hospitais presente na tabela visto que por ser um prédio público de consultórios não permanecerão pessoas internadas no edifício 2 DIMENSIONAMENTO DOS RESERVATÓRIOS Para o dimensionamento dos reservatórios com base no consumo diário estimado na seção 1 considerouse que o sistema de abastecimento de água do município de Rio Branco é deficiente de forma que para manter o sistema seguro foi necessário garantir o armazenamento de 2 vezes o consumo diário de água nos reservatórios e além disso mais o volume de incêndio esse reservado inteiramente no reservatório superior de 20 por cento do consumo diário Dessa maneira a reserva total que deve ser armazenada é de 𝑅𝑇 20 𝐶𝐷 𝑉𝐼 20 𝐶𝐷 02 𝐶𝐷 18040 𝐿 𝑹𝑻 𝟏𝟖𝟎𝟒𝟎 𝑳 Nesse contexto destacase que desconsiderandose o volume de incêndio 60 da reserva total deve ser armazenada no reservatório inferior e 40 no reservatório superior resultando em um volume de 9840 𝑙 no primeiro e 8200 𝑙 no segundo uma vez que ele reserva todo o volume de incêndio Assim temos 𝑅𝑇𝐼 06 20𝐶𝐷 𝑹𝑻𝑰 𝟗𝟖𝟒𝟎 𝑳 𝑅𝑇𝑆 04 20𝐶𝐷 02𝐶𝐷 𝑹𝑻𝑺 𝟖𝟐𝟎𝟎 𝑳 Ainda é importante ressaltar que como o volume armazenado no reservatório superior é maior que 4 metros cúbicos este deve ser dividido em duas câmaras no caso como os reservatórios serão de plástico devem ser adquiridos dois reservatórios superiores Por fim foi feita a escolha dos reservatórios Para isso é necessário que além de armazenado o volume estabelecido nos reservatórios seja garantido um espaçamento livre para que possam ser inseridas as tubulações do extravasor e do alimentador predial ou da tubulação de recalque para o reservatório inferior e o superior respectivamente respeitando a distância recomendada entre as tubulações segundo BOTELHO RIBEIRO JUNIOR 2014 como pode ser visto na figura abaixo Figura 1 Distâncias mínimas entre tubulações de alimentação e extravasor Fonte BOTELHO RIBEIRO JUNIOR 2014 Assim como destacase na Figura 2 é necessário reversar cerca de 02 metro em cada reservatório de forma a garantir o espaçamento mínimo considerando os mínimos diâmetros nominais necessários para a tubulação de alimentação e do extravasor Como optouse por utilizar reservatórios dágua de plásticos devem ser adquiridos reservatórios com volumes existentes no mercado Assim foram encontrados reservatórios de 5000 10000 e 12000 litros como opções de uso Inicialmente analisando o reservatório inferior tomando como base o reservatório de 10000 litros da Fortlev httpswwwfortlevcombrprodutosreservatorioscaixadaguade polietileno10000l encontrase que ele possui uma altura sem tampa de 203 metros Como o volume a ser armazenado no reservatório inferior é de 9840 litros fazendo uma regra simples de proporção temos que a altura ocupada pela água será de aproximadamente 20 metros deixando um espaço livre para as tubulações de apenas 003 metros insuficiente para inserção das tubulações Assim optase pela utilização de um reservatório inferior de 12000 litros disponível no mercado httpcaixaforteindbrcaixadaguacaixadagua12000litros para que se tenha a altura necessária para inserção das tubulações Já para o reservatório superior como serão utilizados dois reservatórios cada um deverá armazenar 4100 litros Utilizando como referência o reservatório de 5000 da Fortlev httpswwwfortlevcombrprodutosreservatoriostanquedepolietileno5000l de 151 metros de altura utilizando novamente regra de proporção a altura ocupada pela água armazenada é de aproximadamente 124 metros deixando disponível 027 metros para as tubulações espaço suficiente Assim optouse pela aquisição do reservatório de 12000 litros da Caixa Forte para o reservatório inferior e de dois reservatórios de 5000 litros da Fortlev para o reservatório superior Dessa maneira compilouse os parâmetros geométricos dos reservatórios inferior e superior utilizados na seguinte tabela disposta abaixo Tabela 2 Parâmetros geométricos dos reservatórios Parâmetros do reservatório Inferior Superior Altura com tampa m 246 151 Altura sem tampa m 212 151 Diâmetro com tampa m 225 Diâmetro sem tampa m 305 225 Diâmetro da base m 248 225 Capacidade volumétrica 𝑚3 12000 5000 Fonte Autoral 3 RAMAL PREDIAL E ALIMENTADOR PREDIAL Para dimensionamento do ramal predial utilizase o consumo diário como vazão do ramal predial ou seja 𝑄𝑅𝑃 𝐶𝐷 sendo 𝑄𝑅𝑃 a vazão no ramal predial Assim temos que 𝑄𝑅𝑃 8200 𝐿 𝑑𝑖𝑎 8200 𝑚3 𝑑𝑖𝑎 9491 105 𝑚3𝑠 Para determinação do diâmetro da tubulação do ramal predial utilizando a equação da continuidade temos 𝑄𝑅𝑃 𝑉 𝐴 𝐴 𝜋𝐷𝑅𝑃 2 4 Manipulando as equações obtemos 𝐷𝑅𝑃 2 𝑄𝑅𝑃 𝑉 4 𝜋 Adotando a velocidade igual a 𝑉 10 𝑚𝑠 𝐷𝑅𝑃 1099 102 𝑚 1099 𝑚𝑚 Adotando a velocidade igual a 𝑉 06 𝑚𝑠 𝐷𝑅𝑃 1419 102 𝑚 1419 𝑚𝑚 Determinando que a tubulação do ramal predial será de PVC soldável seu diâmetro nominal mínimo é de 25 mm o qual possui diâmetro interno de 278 mm Logo temos que o diâmetro nominal e interno do ramal predial é 𝑫𝑹𝑷 𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟐𝟓 𝒎𝒎 𝑫𝑹𝑷 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝟐𝟕 𝟖 𝒎𝒎 Enfim o diâmetro do alimentador predial é igual ao diâmetro do ramal predial Portanto 𝑫𝑨𝑷 𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟐𝟓 𝒎𝒎 𝑫𝑨𝑷 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝟐𝟕 𝟖 𝒎𝒎 4 SISTEMA ELEVATÓRIO 41 Diâmetro de sucção e recalque Inicialmente determinase que as tubulações de sucção e recalque serão também de PVC soldável Para determinação do diâmetro da tubulação de sucção e de recalque utilizase a fórmula de Forchheimer O diâmetro de recalque é obtido pela equação 𝐷𝑟𝑒𝑐 13𝑄𝑟𝑒𝑐 𝑋 e o de sucção como sendo o próximo diâmetro comercial em relação ao de recalque A vazão de recalque é dada pela relação 𝑄𝑟𝑒𝑐 𝐶𝐷 𝑁𝑓 em que 𝑁𝑓 são as horas de funcionamento da bomba por dia e 𝑋 a relação entre o número de horas de funcionamento da bomba e o número de horas do dia dado por 𝑋 𝑁𝑓 24 Assumindo que funciona por 45 horas por dia para recalcar o consumo diário obtemos 𝑄𝑟𝑒𝑐 50617 104 𝑚3𝑠 𝑋 01875 𝐷𝑟𝑒𝑐 1925 102𝑚 1925 𝑚𝑚 Aproximando para o mínimo diâmetro nominal obtemos o diâmetro das tubulações de recalque e de sucção como sendo 𝑫𝒓𝒆𝒄 𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟐𝟓 𝒎𝒎 𝑫𝒓𝒆𝒄 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝟐𝟕 𝟖 𝒎𝒎 𝑫𝒔𝒖𝒄 𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟑𝟐 𝒎𝒎 𝑫𝒔𝒖𝒄 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝟑𝟓 𝟐 𝒎𝒎 42 Seleção do Conjunto Elevatório Para escolher a bomba a ser adquirira para o conjunto elevatório devese definir inicialmente a altura manométrica dada pelo somatório da altura geométrica do sistema elevatório e a perda de carga na sucção e no recalque ou seja 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑔𝑒𝑜 Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 Δ𝐻𝑟𝑒𝑐 A partir do traçado determinado para a tubulação de recalque e de sucção já temos a altura geométrica como sendo igual a 𝐻𝑔𝑒𝑜 050 1335 317 1702 𝑚 como pode ser visto em anexos Além disso para determinação da perda de carga no recalque e na sucção podemos determinar o comprimento real e equivalente em cada trecho considerando a pior situação possível o caminho mais longo para a sucção e para o recalque Na sucção Comprimento real 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 350 150 50 𝑚 Acessórios uma válvula de pé de crivo um joelho 3 registros gaveta dois tês saída lateral Comprimento equivalente para diâmetro nominal de 32 mm 𝐿𝑒𝑞 155 20 3 04 2 46 𝐿𝑒𝑞 279 𝑚 Comprimento total 𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 329 𝑚 Perda de carga pela fórmula de Fair Whipple Hsiao para tubulações de plástico e sabendo que a vazão de sucção é igual a vazão de recalque 𝐽 00008695 𝑄175 𝐷𝑖𝑛𝑡 475 Δ𝐻 𝐽 𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐷𝑖𝑛𝑡 00352 𝑚 𝐽𝑠𝑢𝑐 1190 102 𝑚 𝑚 Δ𝐻𝑠𝑢𝑐 0392 𝑚 No recalque Comprimento real 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 050 150 1540 1335 450 1100 258 475 317 050 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 5725 𝑚 Acessórios joelho tê passagem direta válvula de retenção tipo leve registro gaveta joelho joelho joelho joelho tê passagem bilateral joelho joelho registro gaveta saída de canalização Comprimento equivalente para diâmetro nominal de 25 mm 𝐿𝑒𝑞 15 09 38 03 4 15 31 2 15 03 13 𝐿𝑒𝑞 202 𝑚 Comprimento total 𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 7745 𝑚 Perda de carga pela fórmula de Fair Whipple Hsiao para tubulações de plástico 𝐽 00008695 𝑄175 𝐷𝑖𝑛𝑡 475 Δ𝐻 𝐽 𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐷𝑖𝑛𝑡 00278 𝑚 𝐽𝑟𝑒𝑐 3652 102 𝑚 𝑚 Δ𝐻𝑟𝑒𝑐 2829 𝑚 Logo temos a altura manométrica como sendo igual a 𝐻𝑚𝑎𝑛 2829 0392 1702 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝟐𝟎 𝟐𝟒𝟏 𝒎 Para uma altura manométrica de 𝐻𝑚𝑎𝑛 20241 𝑚 e uma vazão de 𝑸𝒓𝒆𝒄 𝟏 𝟖𝟐𝟐 𝒎𝟑𝒉 podemos selecionar um conjunto elevatório do catálogo de bombas de fabricantes A partir do catálogo do modelo KSB ETA devido à baixa vazão e altura manométrica requerida optase pela escolha de uma bomba de tamanho 3212 Na figura abaixo encontrase o gráfico dessa bomba junto ao ponto da vazão recalcada e altura manométrica encontrado Figura 2 Curva das bombas do modelo KSB ETA 3212 e ponto de vazão e altura manométrica definido Fonte Autoral A partir da Figura 2 observase que as bombas de tamanho 3212 são passíveis de atender as necessidades do sistema elevatório do edifício Em seguida é possível traçar a curva do sistema e sobrepôla as curvas da bomba Para isso a partir de uma altura geométrica fixa determinamse as perdas de carga no recalque e na sucção para diferentes vazões e consequentemente alturas manométricas para diferentes vazões de projeto Os resultados estão apresentados na Tabela 3 a seguir e na Figura 3 Tabela 3 Valores da curva do sistema para determinação do ponto de operação Vazão 𝑚3ℎ Altura geométrica m Jsuc mm Jrec mm DeltaHsuc m DeltaHrec m DeltaH total m Altura manométrica m 0 1702 000000 000000 000000 000000 000000 1702000 02 1702 000025 000076 000125 004376 004501 1706501 04 1702 000084 000257 000419 014720 015139 1717139 06 1702 000170 000523 000852 029927 030779 1732779 08 1702 000282 000865 001409 049512 050921 1752921 1 1702 000417 001278 002083 073165 075248 1777248 12 1702 000573 001758 002865 100663 103529 1805529 14 1702 000751 002303 003753 131834 135587 1837587 16 1702 000948 002909 004741 166538 171279 1873279 18 1702 001165 003575 005826 204659 210484 1912484 2 1702 001401 004299 007005 246096 253102 1955102 22 1702 001655 005079 008277 290765 299042 2001042 24 1702 001928 005914 009638 338589 348227 2050227 26 1702 002218 006803 011088 389499 400586 2102586 28 1702 002525 007746 012623 443434 456057 2158057 3 1702 002849 008740 014243 500340 514583 2216583 32 1802 003189 009785 015946 560164 576110 2378110 34 1902 003546 010880 017730 622861 640591 2542591 36 2002 003919 012024 019596 688386 707982 2709982 38 2102 004308 013217 021540 756701 778241 2880241 4 2202 004713 014459 023563 827767 851330 3053330 Fonte Autoral Figura 3 Curvas das bombas e do sistema e ponto de operação do sistema elevatório Fonte Autoral Obviamente pela proximidade da bomba de diâmetro nominal do rotor 100 cm da vazão nula a bomba escolhida será a KSB ETA 3212 com diâmetro nominal do rotor de 110 cm A partir do ponto de operação em amarelo encontramos que a vazão final de projeto é igual a 𝑸𝒓𝒆𝒄 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟐 𝟒 𝒎𝟑𝒉 e a altura manométrica 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 𝟐𝟏 𝟓 𝒎 Ainda encontrase uma eficiência da bomba próxima a 40 O modelo de bomba selecionado também possui uma velocidade nominal de 3500 rpm Enfim para cálculo da potência requerida pela bomba e da potência do motor utilizamos a equação 𝑃𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 98 𝑄 𝐻𝑚𝑎𝑛𝜂 Tendo 𝑄 6667 104𝑚3𝑠 𝐻𝑚𝑎𝑛 215 𝑚 e eficiência aproximadamente igual a 𝜂 38 obtémse a potência requerida pela bomba como sendo igual a mm 𝑷𝒃𝒐𝒎𝒃𝒂 𝟎 𝟑𝟕𝟎 𝒌𝑾 𝟎 𝟒𝟗𝟓 𝒉𝒑 Como a potência requerida pela bomba é menor que 2 hp o acréscimo necessário a potência do motor é de 50 ou seja 𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 0495 ℎ𝑝 15 0743 ℎ𝑝 Aproximando para potência comercial 𝑷𝒎𝒐𝒕𝒐𝒓 𝟎 𝟕𝟓 𝒌𝑾 𝟏 𝒉𝒑 Ainda podemos encontrar o novo tempo de funcionamento das bombas através da equação 𝑄𝑟𝑒𝑐 𝐶𝐷𝑁𝑓 Como a nova vazão recalcada é igual a 𝑄𝑟𝑒𝑐 24 𝑚3ℎ e 𝐶𝐷 82 𝑚3 calculase 𝑁𝑓 342 ℎ 3 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒 25 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 valor que se encontra dentro das normas 3 ℎ 𝑁𝑓 6 ℎ 5 COMPONENTES DOS RESERVATÓRIOS 51 Reservatório Inferior Para colocação dos componentes do reservatório inferior tomouse como base as recomendações da Figura 01 bem como um distanciamento igual ao diâmetro da tubulação de sucção entre a base do reservatório e a válvula pé de crivo No reservatório inferior conectam se o alimentador predial o extravasor o dreno e a tubulação de sucção bem como uma torneira de boia a extremidade do alimentador predial Definiuse o diâmetro do extravasor e da tubulação de limpeza como sendo o próximo diâmetro comercial em relação ao diâmetro do alimentador predial ou seja 𝑫𝒆𝒙𝒕 𝑫𝒅𝒓𝒆𝒏𝒐 𝟑𝟐 𝒎𝒎 Ainda buscouse acoplar o dreno ao fundo do reservatório para garantir maior retirada da água do reservatório para a limpeza e garantiuse que apesar do reservatório se encontrar em espaço subterrâneo parcela suficiente se encontra acima do solo para que o extravasor se encontre acima da superfície devido à necessidade de rápido reconhecimento de falha na torneira de boia ou seja rápida percepção de escoamento através do ladrão Ressalta se que a altura máxima dágua foi definida a partir de interpolação simples entre o volume total e o volume utilizado no reservatório inferior Dessa forma nos anexos apresentados ao fim do trabalho é possível observar os detalhes do reservatório inferior 52 Reservatórios Superiores De maneira análoga à descrita para o reservatório inferior são seguidas as orientações para colocação dos componentes em ambos os reservatórios Unicamente para os reservatórios superiores definiuse que a tubulação do barrilete se encontra acima do volume reservado para incêndio para que essa água garantida em casos de emergência não seja utilizada para abastecimento das peças de utilização do edifício Sabendo que em cada reservatório são armazenados 082 𝑚3 para incêndio e que o diâmetro da base é igual a 225 𝑚 como o reservatório é cilíndrico temos que a altura utilizada pelo volume de incêndio é igual a 020 𝑚 Logo a tubulação do barrilete encontrase acima desse volume Ainda ao invés da torneira de boia agora é utilizado um automático de boia conectado as bombas do sistema elevatório para que se controle automaticamente o recalque Novamente como a tubulação de entrada no caso tubulação de recalque tem diâmetro nominal igual a 25 𝑚𝑚 o diâmetro nominal do extravasor e do dreno são 𝑫𝒅𝒓𝒆𝒏𝒐 𝑫𝒆𝒙𝒕 𝟑𝟐 𝒎𝒎 Nos anexos presentes ao final do documento é possível visualizar a configuração dos componentes conectados aos dois reservatórios superiores além de vista ampla da tubulação de recalque 6 DIMENSIONAMENTO DO BARRILETE Uma vez determinados as características do sistema elevatório dos reservatórios superior e inferior devese dimensionar o barrilete responsável por distribuir a água destinada ao consumo diário para as colunas de abastecimento O trajeto está disponível em anexo no final do documento Nesse contexto destacase que visando manter a confiabilidade do sistema serão posicionadas duas tubulações partindo dos reservatórios superiores de forma que em casos de manutenção apenas uma consegue manter o sistema em pleno funcionamento Antes de realizar o dimensionamento do barrilete algumas considerações preliminares foram adotadas das quais podese destacar que as tubulações do barrilete saíram 20 centímetros acima da base do reservatório pela lateral com intuito de preservar o volume disponível para incêndio Vale mencionar ainda que o comprimento equivalente dos acessórios foi considerado no trecho anterior em todo o projeto Ainda tanto o barrilete como as colunas os ramis e sub ramais foram dimensionados em PVC soldável Além disso o barrilete se comunica com os dois reservatórios e o dimensionamento foi realizado para o caso mais crítico ou seja para o maior comprimento e para o em que a vazão passa por apenas um trecho de tubulação vertical Ademais com o intuito de realizar a ventilação da tubulação as ventosas foram posicionadas no primeiro tê que sai de ambos os reservatórios superiores e nos extremos das tubulações do barrilete antes de cada coluna Primeiramente foi elaborado o esquema isométrico do barrilete e cada nó foi nomeado sequencialmente do reservatório até o início da coluna em sequência os pesos das colunas foram somados por meio da tabela 2 do material disponibilizado o resultado está exposto na tabela 4 A coluna AF1 corresponde ao Ramal 1 a coluna AF2 corresponde ao Ramal 2 e a AF3 ao Ramal 3 Tabela 4 Pesos das peças para cada coluna Coluna Aparelho Quantidade Peso Soma Total AF1 Chuveiro 1 01 07 28 Lavatório 1 03 Caixa de descarga 1 03 AF2 Lavadoura de roupa 1 1 24 96 Tanque 1 07 Pia de cozinha 1 07 AF3 Lavatório 2 03 12 48 Caixa de descarga 2 0 Fonte Elaborado pelos autores Em posse desses dados a vazão correspondente a cada trecho foi calculada pela fórmula 𝑄 03 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 e os diâmetros foram determinados utilizando o método de Mancintyre que limita a perda de carga máxima Jmáx 008mm e a tabela 4 do material disponibilizado Em seguida calculouse a perda de carga unitária a partir da fórmula de FairWhippleHsiao e a perda de carga total 𝐽 0008695 𝑄175 𝐷475 Δ 𝐽 𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 O comprimento total foi calculado pela soma do comprimento real e do comprimento equivalente dos acessórios em cada trecho Nesse contexto destacase que os acessórios foram escolhidos de forma conveniente aos apresentados na tabela 6 para que com base nos diâmetros utilizados seja possível encontrar seus comprimentos equivalentes em posse dos dados fornecidos Os resultados dos comprimentos equivalentes calculados estão presentes na Tabela 5 abaixo Tabela 5 Peças e seus respectivos comprimentos equivalentes para cada trecho Trecho Peças Diâmetro nominal mm Comprimento equivalente m RX entrada de borda 40 23 RX registro de gaveta 40 07 RX te passagem lateral 40 73 RX te passagem bilateral 40 73 XA te passagem direta 40 22 XA te passagem bilateral 40 73 AB te passagem bilateral 32 46 BC te passagem bilateral 32 46 CD registro de gaveta 32 04 CD te passagem lateral 32 46 CE Joelho 25 15 CE registro de gaveta 25 03 CE te passagem lateral 25 31 AF Joelho 25 15 AF registro de gaveta 25 03 AF te passagem lateral 25 31 Fonte Elaborado pelos autores Para o cálculo das pressões a montante iniciouse pelo trecho ligado ao reservatório e considerouse que este está vazio desse modo a pressão neste ponto é 0 A pressão a jusante foi calculada pela expressão a seguir 𝑃𝑗𝑢𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Δ𝐻 𝐷𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 Desse modo foi elaborado a planilha de cálculo exposta na tabela 6 Tabela 6 Planilha de cálculo para o barrilete Trecho Pesos Vazão Ls Vazão m3s Diâmetro Nominal mm Diâmetro Interno m Velocidade ms Comprimento m Pressão disponível a montante mca Perda de carga Pressão disponível a jusante mca Unitários Acumulados Real Equivalente Total J mm Delta H m RX 592 230825 000231 40 0044 15181 295 1760 2055 000000 005870 120622 099378 XA 296 163218 000163 40 0044 10734 1080 950 2030 099378 003200 064969 034409 AB 248 149399 000149 32 0035 15352 010 460 470 034409 007912 037188 002778 BC 124 105641 000106 32 0035 10856 340 460 800 002778 004314 034513 037292 CD 96 092952 000093 32 0035 09552 460 500 960 037292 003449 033106 070398 CE 28 050200 000050 25 0028 08270 1380 490 1870 070398 003600 067317 137715 RX 592 230825 000231 40 0044 15181 510 1760 2270 000000 005870 133241 099378 XA 296 163218 000163 40 0044 10734 1080 950 2030 099378 003200 064969 034409 AB 248 149399 000149 32 0035 09825 010 460 470 034409 007912 037188 002778 BC 124 105641 000106 32 0035 10856 340 460 800 002778 004314 034513 037292 CD 96 092952 000093 32 0035 09552 460 500 960 037292 003449 033106 070398 CE 28 050200 000050 25 0028 08270 1380 270 1650 070398 003600 059397 137715 RX 0 592 230825 000231 40 0044 15181 295 1760 2055 000000 005870 120622 099378 XA 0 296 163218 000163 40 0044 10734 1080 950 2030 099378 003200 064969 034409 AF 48 065727 000066 25 0028 10828 160 490 650 034409 005769 037499 013090 Fonte Elaborado pelos autores Analisando a tabela 6 verificouse que as pressões não estão de acordo com a norma NBR56262020 desta forma a solução encontrada foi aumentar os diâmetros e refazer os cálculos Sendo assim o cálculo dos novos comprimentos equivalentes está exposto na tabela 7 e a nova planilha de cálculo está apresentada na tabela 8 Tabela 7 Peças e seus respectivos comprimentos equivalentes para os novos diâmetros Trecho Peças Diâmetro mm Comprimento equivalente m RX Entrada de borda 60 33 Registro de gaveta 60 09 Tê passagem lateral 60 78 Tê de passagem bilateral 60 78 XA Tê de passagem direta 60 24 Tê de passagem bilateral 60 78 AB Tê de passagem bilateral 50 76 BC Tê de passagem bilateral 40 73 CD Registro de gaveta 40 07 Tê de passagem lateral 40 73 CE Joelho 40 32 Registro de gaveta 40 07 Tê de passagem lateral 40 73 AF Joelho 40 32 Registro de gaveta 40 07 Tê de passagem lateral 40 73 Fonte Elaborado pelos autores Tabela 8 Planilha de cálculo para o barrilete segunda tentativa Trecho Pesos Vazão Ls Vazão m3s Diâmetro Nominal mm Diâmetro Interno m Velocidade ms Comprimento m Pressão disponível a montante mca Perda de carga Pressão disponível a jusante mca Unitários Acumulados Real Equivalente Total J mm Delta H m RX 592 23082461 0002308 60 00666 0662588 295 198 2275 0 0008194 018642 20136 XA 296 16321765 0001632 60 00666 0468521 108 102 21 2013580178 0004468 009383 19198 AB 248 1493988 0001494 50 00534 0667075 01 76 77 1919752983 0010928 008415 18356 BC 124 1056409 0001056 50 00534 0471693 34 73 107 183560441 0005959 006376 17718 CD 96 0929516 000093 40 0044 061131 46 8 126 177184584 0011949 015055 16213 CE 28 0501996 0000502 40 0044 0330145 138 112 25 162129283 0004065 010163 15197 RX 0 592 23082461 0002308 60 00666 0662588 295 198 2275 0 0008194 018642 20136 XA 0 296 16321765 0001632 60 00666 0468521 108 102 21 2013580178 0004468 009383 19198 AB 0 248 1493988 0001494 50 00534 0667075 01 76 77 1919752983 0010928 008415 18356 BC 0 124 1056409 0001056 50 00534 0471693 34 73 107 183560441 0005959 006376 17718 CD 96 0 0929516 000093 40 0044 061131 46 8 126 177184584 0011949 015055 16213 CE 28 0 0501996 0000502 40 0044 0330145 138 112 25 162129283 0004065 010163 15197 RX 0 592 23082461 0002308 60 00666 0662588 295 198 2275 0 0008194 018642 20136 XA 0 296 16321765 0001632 60 00666 0468521 108 102 21 2013580178 0004468 009383 19198 AF 48 06572671 0000657 40 0044 0432262 16 112 128 1919752983 0006515 008339 19364 Fonte Elaborado pelos autores Por fim analisando as pressões a Jusante concluise que estão de acordo com a norma são maiores que 1mca além disso a pressão na coluna correspondente ao chuveiro é maior do que 1mca fator desejado no projeto com o intuito que a pressão disponível no chuveiro seja maior que 2mca para seu uso confortável 7 DIMENSIONAMENTO DAS COLUNAS DE DISTRIBUIÇÃO Nessa etapa do dimensionamento devemse garantir alguns prérequisitos mínimos para a adequação do projeto das colunas de distribuição à norma técnica NBR5626 Assim sendo destacase que a pressão estática máxima no pavimento mais baixo deve ser de 40 metros de coluna de água e a pressão dinâmica mínima em cada ponto de utilização deve ser de 05 metros de coluna de água Dessa maneira feitas essas considerações traçouse um desenho esquemático das colunas de distribuição posicionando de forma adequada os ramais que derivam de cada uma delas Tais esquemas estão anexados no fim do projeto contendo as cotas da coluna a nomenclatura esquemática iniciandose do ponto AF montante até o ponto E a jusante Nesse contexto é importante ressaltar que para melhor adequação do projeto foram dimensionadas ao todo 10 colunas mas que pela simetria da edificação pode ser reduzida à exposição dos cálculos de apenas três que tomandose como referência o barrilete foram denominadas de AF1 AF2 e AF3 Em seguida determinouse os pesos relativos de cada ramal cuja alimentação é proveniente da coluna de distribuição segundo a Tabela 2 dos materiais disponibilizados O resultado do peso de cada ramal está apresentado na tabela abaixo Tabela 9 Pesos acumulados por trecho de cada coluna Coluna AF1 Trecho Pavimento Peso Peso acumulado no trecho AF1B Ramal 1 1 4 BC Ramal 2 1 3 CD Ramal 3 1 2 DE Ramal 4 1 1 Coluna AF2 AF2B Ramal 1 24 96 BC Ramal 2 24 72 CD Ramal 3 24 48 DE Ramal 4 24 24 Coluna AF3 AF3B Ramal 1 12 48 BC Ramal 2 12 36 CD Ramal 3 12 24 DE Ramal 4 12 12 Fonte Elaborado pelos autores Dando continuidade com posse dos pesos de cada ramal e dos pesos acumulados definiuse a vazão provável por meio da expressão 𝑄 03 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 e novamente utilizando o critério a perda máxima de carga unitária segundo o método de Mancintyre podese determinar os diâmetros das colunas Os resultados obtidos estão apresentados na tabela abaixo Tabela 10 Diâmetros nominais e internos de cada trecho da coluna Trecho Soma dos pesos Vazão Ls Diâmetro Nominal mm Diâmetro Interno m Coluna AF1 AB 4 06 40 0044 BC 3 0519615 40 0044 CD 2 0424264 40 0044 DE 1 03 40 0044 Coluna AF2 AB 96 0929516 40 0044 BC 72 0804984 40 0044 CD 48 0657267 40 0044 DE 24 0464758 40 0044 Coluna AF3 AB 48 0657267 40 0044 BC 36 056921 40 0044 CD 24 0464758 40 0044 DE 12 0328634 40 0044 Fonte Elaborado pelos autores Por fim é necessário verificar se as pressões nos trechos atendem aos requisitos mínimos presentes na norma supracitada Para isso destacase que é necessário além dos comprimentos reais da tubulação obter os comprimentos equivalentes dos acessórios utilizados em cada trecho dessa forma em cada coluna utilizouse 3 tês e um joelho de 90 graus Assim utilizando as mesmas expressões já descritas no item anterior pode obter as pressões as quais dispostas na tabela abaixo Tabela 11 Pressão de jusante disponível para os trechos da coluna Trecho Comprimento m Pressão disponível a montante mca Perda de carga Pressão disponível a jusante mca Real Equivalente Total J mm Delta H m Coluna AF1 AF1B 125 73 855 1510 0005555 0047493 2713 BC 315 73 1045 2713 0004319 0045129 5817 CD 315 73 1045 5817 0003029 003165 8936 DE 315 32 635 8936 0001651 0010487 12075 Coluna AF2 AF2B 125 73 855 1629 0011949 0102168 2777 BC 315 73 1045 2777 000929 0097083 5830 CD 315 73 1045 5830 0006516 0068087 8912 DE 315 32 635 8912 0003553 0022559 12039 Coluna AF3 AF3B 125 73 855 1936 0006516 0055708 3131 BC 315 73 1045 3131 0005066 0052935 6228 CD 315 73 1045 6228 0003553 0037125 9341 DE 315 32 635 9341 0001937 00123 12478 Fonte autoral Com posse da tabela acima percebese que o dimensionamento das colunas atende ao que foi requisitado 8 DIMENSIONAMENTO DE RAMAIS E SUBRAMAIS Nesta etapa do projeto foi realizado o dimensionamento do ramal para o quarto andar onde a pressão disponível é a mais crítica dessa forma será válido para o restante dos andares nos quais a pressão disponível é maior O trajeto está em anexo no final do documento Foi verificado analisando a tabela 13 que o ponto mais crítico seria disponibilizar 2 metros de coluna de água para o chuveiro que está sendo alimentado pela coluna AF1 então garantindo essa pressão mínima no chuveiro Para cada coluna determinada anteriormente AF1 AF2 e AF3 foram definidos os trechos e dessa forma foram calculadas as somas dos pesos com as quais é possível dimensionar a vazão e os diâmetros das tubulações Além disso foram calculadas as perdas de carga de cada trecho através do cálculo do comprimento real e equivalente Tabela 12 Sabendo a perda de carga e a pressão a montante já realizado no item anterior é possível calcular a pressão disponível no final de cada subramal jusante todos esses cálculos estão apresentados na tabela 13 Vale destacar que a coluna AF abastece por pavimento bacia sanitária do tipo caixa de descarga chuveiro elétrico e um lavatório A coluna AF2 abastece um tanque uma pia de cozinha e uma lavadora de roupas Por fim a coluna AF3 abastece 2 bacias sanitárias e 2 lavatórios Todas as tubulações do ramal e subramal são de PVC tanto para a sala mais crítica quanto para a recepção Tabela 12 Cálculo dos pesos e comprimentos equivalentes para o ramal Coluna Trecho Peças Diâmetro nominal mm Comprimento equivalente m AF1 AB 2 joelhos 1 tê de passagem bilateral e 1 registro de gaveta aberto 25 64 B ch 5 joelhos 1 registro de globo 25 225 BC 1 tê saída bilateral 25 31 C cd 1 joelho 25 15 C lv 2 joelho 3 AF2 AB 1 joelho 1 tê de saída bilateral e 1 registro de gaveta aberto 25 49 BC 1 tê de saida bilateral 25 31 C m 1 joelho 25 15 C t 25 0 B p 2 joelho 3 AF3 AB 1 joelho 1 tê de saída bilateral e 1 registro de gaveta aberto 25 49 B cd 1 tê saída bilateral e 2 joelhos 25 61 B lv 1 tê saída bilateral e 1 joelho 25 46 Fonte Elaborado pelos autores Tabela 13 Planilha de carga ramais e subramais Trecho Soma dos pesos Vazão Diâmetro Nominal mm Diâmetro Interno m Comprimento m Pressão disponível a montante mca Perda de carga Pressão disponível a jusante mca Real Equivalente Total J mm Delta H m AF1 AB 07 0250998 25 00278 16 64 8 2713 0011 0086 3427 B ch 01 0094868 25 00278 2075 225 24575 3427 0002 0048 2329 BC 06 0232379 25 00278 04 31 35 3427 0009 0033 3394 C cd 03 0164317 25 00278 09 15 24 3394 0005 0012 4282 C lv 03 0164317 25 00278 095 3 395 3394 0005 0020 3574 AF2 AB 24 0464758 25 00278 1525 49 6425 2777 0031 0202 3575 BC 17 0391152 25 00278 02 31 33 3575 0023 0077 3198 C m 1 03 25 00278 09 15 24 3198 0015 0035 3163 C t 07 0250998 25 00278 01 0 01 3198 0011 0001 3197 B p 07 0250998 25 00278 2075 3 5075 3575 0011 0054 3321 AF3 AB 12 0328634 25 00278 18 49 67 3197 0017 0115 4382 B cd 06 0232379 25 00278 115 61 725 4382 0009 0068 4714 B lv 06 0232379 25 00278 245 46 705 4382 0009 0066 4016 Fonte Elaborado pelos autoral Ainda foi dimensionado o ramal e subramal para área de recepção no primeiro andar a planilha de cálculo esta apresentada na tabela 14 Tabela 14 Planilha de carga ramais e subramais na recepção Coluna Trecho Soma dos pesos Vazão Diâmetro Nominal mm Diâmetro Interno m Comprimento m Pressão disponível a montante mca Perda de carga Pressão disponível a jusante mca Real Equivalente Total J mm Delta H m AF1 AB 07 0250998 25 00278 16 64 8 12075 0011 0086 12790 B ch 01 0094868 25 00278 2075 225 24575 12790 0002 0048 11692 BC 06 0232379 25 00278 04 31 35 12790 0009 0033 12757 C cd 03 0164317 25 00278 09 15 24 12757 0005 0012 13645 C lv 03 0164317 25 00278 095 3 395 12757 0005 0020 12937 AF2 AB 24 0464758 25 00278 1525 49 6425 12039 0031 0202 12837 BC 17 0391152 25 00278 02 31 33 12837 0023 0077 12461 C m 1 03 25 00278 09 15 24 12461 0015 0035 12625 C t 07 0250998 25 00278 01 0 01 12625 0011 0001 12424 B p 07 0250998 25 00278 2075 3 5075 12837 0011 0054 12683 AF3 AB 12 0328634 25 00278 18 49 67 12478 0017 0115 13663 B cd 06 0232379 25 00278 115 61 725 13663 0009 0068 13996 B lv 06 0232379 25 00278 245 46 705 13996 0009 0066 13630 Fonte Elaborado pelos autores Faltou indicar os diâmetros dos subramais de cada peça chuveiro lavatório vaso etc 9 REFERÊNCIAS BOTELHO Manoel H C RIBEIRO JUNIOR Geraldo de A Instalações Hidráulicas Prediais São Paulo Blucher 050 150 1540 1335 103 NA máx 103 00352 00556 00278 317 250 010 010 075 1183 escala 150 175 175 escala 060 350 050 180 305 205 170 NA máx Torneira de boia escala 00352 00352 00556 00278 00352 NA máx 00352 00352 Dreno Alimentador predial Extravasor escala 700 258 475 020 225 escala 0066 00352 00556 00278 050 020 Automático de boia Barrilete Extravasor Dreno escala 103 NA máx 103 00352 00556 00278 317 250 010 010 075 0375 325 Tubulação Incêndio escala 5200 5600 MURO MURO SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT PLATIBANDA 450 750 150 1540 175 175 140 365 650 365 140 460 720 660 340 450 1100 258 475 800 020 450 750 Barrilete Coluna Elevatória ExtravasorDreno Ramais Incêndio RamalAlimentador Predial SubRamais escala parabéns pela organização 660 460 460 660 150 280 010 075 R R X X AF3 AF2 AF1 c C AF1 C AF1 AF2 AF2 AF1 C A AF2 AF3 B 800 720 340 220 A B 010 escala 300 TÉRREO 300 2 ANDAR 1 ANDAR 3 ANDAR CORTE 11 ESC 150 CONSULTÓRIO EXAMES BANHO RECEPÇÃO COPA CONSULTÓRIO EXAMES BANHO SALA DE ESPERA COPA 300 300 SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT SHAFT CONSULTÓRIO EXAMES BANHO SALA DE ESPERA 200 PROJEÇÃO DO RESERVATÓRIO BANHO COPA COPA CONSULTÓRIO EXAMES AF1 B C D E Material PVC soldável 125 315 315 315 AF2 B C D E 020 075 040 090 060 080 015 045 0425 020 060 045 AF1 lv cd ch A B C escala legenda para identificação 100 100 100 0525 0075 010 010 AF2 A m t p B C 020 080 escala legenda para identificação 015 030 050 005 015 200 AF3 A B cd lv 045 130 050 escala legenda para identificação Barrilete Coluna Elevatória ExtravasorDreno Incêndio Ramais RamalAlimentador Predial SubRamais