Instalações Hidráulicas e Sanitárias

Natália michelan Instalações hidráulicas e sanitárias 2016 by Universidade de Uberaba Todos os direitos reservados Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio eletrônico ou mecânico incluindo fotocópia gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação sem prévia autorização por escrito da Universidade de Uberaba Universidade de Uberaba Reitor Marcelo Palmério PróReitor de Educação a Distância Fernando César Marra e Silva Editoração Produção de Materiais Didáticos Capa Toninho Cartoon Edição Universidade de Uberaba Av Nenê Sabino 1801 Bairro Universitário Catalogação elaborada pelo Setor de Referência da Biblioteca Central UNIUBE Michelan Natália M582i Instalações hidráulicas e sanitárias Natália Michelan Uberaba Universidade de Uberaba c2016 241 p il Produção e supervisão Programa de Educação a Distância Universidade de Uberaba ISBN 9788577775446 1 Hidráulica I Universidade de Uberaba Programa de Educação a Distância II Título CDD 627 Natália michelan Realizei meu curso de licenciatura na Universidade Estadual Pau lista Júlio de Mesquita Filho no campus de Ilha Solteira São Pau lo e ele me abriu as portas para experiências jamais imaginadas por exemplo a Engenharia Civil Assim nesse mesmo campus iniciei a jornada do Mestrado na área de Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais onde os cursos de engenharia são muito visados e reconhecidos Todos os amigos fo ram embora e permaneci na mesma cidade onde nasci me criei e estudei A busca por soluções aos problemas é uma característica que me fez adorar essa área pois desenvolver mecanismo para o tratamento de efluentes não á algo simples uma vez que os cálcu los e o manuseio de tubulações bem como as especificidades dos efluentes são temas cuja assimilação é árdua porém gratificante posto que o estudo desenvolvido poderá mudar a vida de muitos O estudo e o entendimento do funcionamento das coisas são fasci nantes Desde as séries iniciais na escola todas as áreas eram impor tantes porém logo percebi que a Biologia é uma profissão voltada ao estudo das diferentes formas de vida à origem à evolução à estrutu ra e ao funcionamento das relações entre os seres vivos os organis mos e o meio ambiente abrindo um grande leque de opções de áreas O curso de licenciatura que realizei na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho no campus de Ilha Solteira São Paulo abriu as portas para experiências jamais imaginadas como a Engenharia Civil Sobre os autores Assim a jornada começou com o Mestrado na área de Recursos Hídri cos e Tecnologias Ambientais no mesmo campus no qual os cursos de engenharia são muito visados e reconhecidos Todos os amigos foram embora e eu permaneci na mesma cidade onde nasci criei me e estudei Investi em uma área desconhecida mas a busca de so luções aos problemas é uma característica que me fez adorála pois desenvolver mecanismo para o tratamento de efluentes não á algo simples aprender a calcular manusear tubulações e especificidades dos efluentes foram tarefas árduas porém gratificantes por imaginar que o estudo desenvolvido poderá mudar a vida de muitos Sumário Capítulo 1 Introdução noções de hidráulica 9 11 Noções de hidráulica 10 111 Pressão 10 112 Carga 15 113 Linha de Carga e Linha Piezométrica 18 114 Perda de Carga 20 115 Fórmula de ManningStrickler 29 116 Ligações Prediais 33 Capítulo 2 Instalações de água fria parte 1 39 21 Instalações de água fria parte 1 40 211 ETAPAS DE Projeto 43 212 Sistema de Distribuição 43 213 Sistema Direto 43 214 Sistema Indireto 44 216 Hidropneumático 46 217 Partes Constituintes de uma Instalação Predial de Água Fria 47 218 Considerações Gerais dO projeto 50 219 Retrossifonagem 51 Capítulo 3 Instalações de água fria parte 2 67 31 Dimensionamento das tubulações de dreno e extravasores dos reservatórios 68 311 Dreno 68 312 Reservatório inferior 68 313 Reservatório superior 69 314 Extravasor 69 315 Dimensionamento da Bomba de Recalque 69 316 Canalização de Recalque 70 317 Canalização de Sucção 71 Capítulo 4 Projeto de instalações prediais de água quente 95 41 Instalações prediais de água quente 97 411 Partes constituintes de uma instalação predial de água quente 101 412 Produção de água quente 106 413 Aquecimento solar 111 414 Produção de água quente nas instalações centrais 113 415 Material dos encanamentos 119 Capítulo 5 Projeto de instalações prediais de esgoto sanitário 123 51 Instalações prediais de esgotos sanitários 124 511 Etapas de projeto 125 512 Partes constituintes e terminologia de uma instalação predial de esgotos sanitários 129 513 Traçado das instalações de esgotos e ventilação 140 514 Dimencionamento 143 Capítulo 6 Projeto de instalações prediais de água pluvial 163 61 Instalações prediais de águas pluviais 164 611 Projeto 164 612 Partes constituintes e termos técnicos utilizados em uma instalação predial de águas pluviais 165 613 Dimensionamento 168 614 Calhas 171 615 Condutores Verticais 173 616 Condutores Horizontais 174 Capítulo 7 Projeto de instalações prediais de combate ao incêndio 179 71 Noções gerais de combate ao incêndio 180 711 Classificação das edificações 182 712 Proteção por extintores manuais e sobre rodas 186 713 Proteção por rede de hidrantes 190 Capítulo 8 Projeto de instalações prediais de gás 213 81 Projeto de instalações prediais de gás 215 811 Pressões de utilização 216 812 Instalação predial 217 813 Exemplos de utilização do glp 219 814 Gás natural 219 815 Dimensionamentos 220 8110 Teste de estanqueidade 235 Dois terços da população mundial vivem em condições precárias e uma das primeiras providências para melhorar seu padrão de vida é o aproveitamento racional dos recursos hídricos Essas providên cias cabem ao engenheiro civil No capítulo I deste material são abordadas as fórmulas para os cálculos de encanamentos bem como a forma de introduzir e rever alguns conceitos de hidráulica No segundo e no terceiro capítulos são expostos os preceitos da norma NBR5626 que fixa as exigências e critérios para o dimen sionamento dessas canalizações de água fria O quarto capítulo é destinado a uma instalação predial de Água Quente que após bem projetada de acordo com a NBR 719893 destinase a aparelhos de uso comum com a finalidade de melho rar as condições de higiene e bemestar de seus usuários No capítulo V será abordada uma instalação predial de Esgotos Sanitários que visa atender às exigências mínimas de habitação fatores esses importantíssimos para a manutenção da qualidade de vida uma vez que estão diretamente relacionados à higiene àsegurança à economia e ao conforto dos usuários No capítulo VI é mostrado o projeto de instalação predial de água pluvial pois a água proveniente das chuvas é um dos prin cipais elementos que diminuem a durabilidade e danificam a boa Apresentação aparência das construções portanto daremos um destino ade quado a ela O capítulo VII aborda as instalações de proteção contra incêndios que se fundamentam nos princípios da salvaguarda da vida e pro teção do patrimônio Para finalizar no capítulo VIII é exposta a instalação predial de GLP o gás liquefeito de petróleo que tem sido empregado cada dia mais nos domicílios do Brasil Bons estudos Natália michelan Introdução Introdução noções de hidráulica Capítulo 1 Há uma preocupação do homem desde eras antes de Cristo em lidar convenientemente com a água de modo a colocá la a seu serviço Podemos imaginar o quão desconfortável terá sido a vida de nossos antepassados que viveram antes que alguns dos equipamentos utilizados em Instalações Hidráulicas fossem inventados Atualmente o engenheiro tem à sua disposição tubulações de diversos materiais diâmetros e espessuras além de aparelhos e metais sanitários das mais variadas linhas e modelos cabendolhes decidir entre os mais convenientes para cada caso específi co Além disso tem ao seu dispor diversas fórmulas para o cálculo das perdas de carga nos condutos livres e forçados além de condutas normalizadas para a elaboração de projetos execução das obras e testes para recebimento das instalações Fica disponível também ao projetista as calculadoras eletrônicas e os computadores pessoais que lhe permitem elaborar todos os cálculos necessários com a máxima rapidez e precisão dispensando a consulta a ábacos ou tábuas de logaritmos indispensáveis até há bem poucos anos em vista dos até então terríveis expoentes fracionários a que se encontram elevados alguns dos fatores dessas fórmulas 10 UNIUBE Essas fórmulas para cálculos de encanamentos serão apresentadas neste primeiro capítulo como uma forma de introduzir e rever alguns conceitos de hidráulica pois são base para o projeto de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Relembrar conceitos de Hidráulica Relacionar os conceitos de hidráulica com as instalações hidráulicas Definir ligações prediais Pressão Carga Linha de Carga e Linha Piezométrica Perda de Carga Fórmulas de ManningStrickler Ligações Prediais Objetivos Esquema Noções de hidráulica 11 111 Pressão A pressão é definida como uma força exercida pelo fluido sobre uma certa área Como exemplo consideremos um determinado recipiente cheio dágua nessa água está imerso um cilindro com uma determinada área a qual chamamos de A e determinada al tura esta chamada de h relacionando com a pressão que uma co luna de líquido exerce em uma superfície nesta contém um líquido com densidade determinada d conforme mostra a figura 1 UNIUBE 11 Figura 1 Recipiente cilíndrico de base A que contém um líquido a uma altura h Fonte adaptada de Vianna 1993 Relacionando as unidades de medida se 1m³ de água pesa 1000 kgf uma vez que o peso específico da água é igual a 1000 kgf m³ obtemos então que o peso do cilindro denominado W será Em que W Peso do cilindro kgf V Volume do cilindro m³ Peso específico kgf m³ Como temos No Sistema Internacional de Unidades SI utilizado para padroni zar as medidas adotandose que uma unidade do peso específico da água é 9800 N m³ transformando temos que 1 m³ de água pesa 9800 Newtons N O cilindro apresentase em equilíbrio en tão existe uma força denominada F igual ao seu peso essa força 12 UNIUBE é exercida pela água sob base do cilindro Podemos assim definir a pressão como sendo a relação entre a força F e a área A sobre a qual ela é aplicada logo Substituindose Obtemos que Constatase portanto que pressão não tem nada a ver com o peso da água A pressão na realidade só dependerá da altura da água acima do ponto que está sendo considerado Na figura a seguir observamse pressões nos pontos 1 2 e 3 que serão respec tivamente representadas pelas equações Figura 2 Pressões em diferentes pontos Fonte adaptada de Vianna 1993 Nos casos em que temos dois vasos comunicantes figura 3 de duas seções diferentes a água que está no recipiente 1 cuja UNIUBE 13 seção transversal é maior acaba por manterse em equilíbrio com o recipiente 2 apesar da área da seção transversal desse recipiente ser bem menor Figura 3 Vasos comunicantes Fonte adaptada de Vianna 1993 Podemos determinar que as pressões nos pontos 1 2 e 3 se rão iguais entre si assim temos que Em algumas situações há necessidade da instalação de uma bom ba para que possa ser recalcada uma vazão determinada de Q para o interior de um outro recipiente o qual chamaremos de 1 desse mesmo recipiente será recalcada a mesma vazão Q para o interior do recipiente denominado 2 conforme mostra a figura 4 Isso ocorre porque essa bomba trabalhará contra a mesma pres são e não contra o peso da água de um ou de outro recipiente 14 UNIUBE Figura 4 Pressão e peso da água Fonte adaptada de Vianna 1993 Nas unidades de medidas que apresentam as normas de instala ções hidráulicas prediais as pressões são sempre mencionadas em quiloPascal ou em kPa Correlacionando as unidades de medidas temos que um quilo Pascal corresponde a 1000 Pa ou 10³ Pa Por sua vez 1 Pa é a pressão que resulta da aplicação de uma força de 1 Newton 1 N sobre a área de 1 metro quadrado 1 m² Anteriormente vimos que 1 m³ de água pesa 9800 N 10000 N para simplificar os cálculos Assim sendo se for colocado sobre uma superfície de 1 m² um paralelepípedo de água de altura de 1 m ele terá volume de 1 m³ e pesará aproximadamente 10000 N Portanto a pressão exercida por esse peso sobre essa área será Temos que 10 kPa é o valor da pressão exercida por uma coluna dágua de 1 m de altura ou 1 kPa é o valor da pressão exercida por uma coluna dágua de 010 m de altura UNIUBE 15 112 Carga Um corpo ou um objeto possui uma quantidade de energia a partir dessa quantidade podemos determinar a localização porém de pende do referencial adotado Figura 5 Energia potencial Fonte adaptada de Vianna 1993 A energia potencial é denominada por uma energia que pode ser armazenada em um sistema físico e tem a capacidade de ser transformada em energia cinética por exemplo um corpo de massa m situado a determinados metros z acima do refe rencial considerado figura 5 possui no mínimo uma energia em relação a esse referencial em que g é a aceleração da gravidade no local Essa energia é denominada energia poten cial porque representa o potencial ou a capacidade que esse corpo possui de realizar um determinado trabalho 16 UNIUBE Figura 6 Energias Potencial e Cinética Fonte adaptada de Vianna 1993 Tomamos esse mesmo corpo como exemplo em um dado instante ele encontrase a uma altura z agora em movimento com uma velocidade determinada de U conforme mostra a figura 6 Nesse caso uma outra parcela somase à energia potencial do exemplo anterior a energia cinética igual a Figura 7 Energias Potencial Cinética e de Pressão Fonte adaptada de Vianna 1993 Ainda podemos considerar uma partícula líquida de massa m de um fluido incompressível figura 7 caso em que quase sempre UNIUBE 17 pode ser enquadrada a água Sobre ela existe uma coluna de água de altura h que exerce sobre a partícula uma pressão Sabemos que se for o peso específico do líquido então a pres são no ponto em que se situa a partícula será igual a Ou seja há uma nova altura h transmitindo energia potencial à partícula de valor determinado por Temos que a energia total da partícula líquida será Podemos dividir todos os termos da equação anterior por m g e assim obteremos a expressão da energia dessa partícula por uma unidade de peso conhecida por equação de Bernoulli Em que à energia por unidade de peso denominamos carga Assim sendo a carga total da partícula será igual à somatória de três parcelas 1 A carga de posição z 2 A carga de pressão ou piezométrica 3 A carga de velocidade 18 UNIUBE 113 Linha de Carga e Linha Piezométrica Consideremos uma certa quantidade de água escoando no interior da tubulação conforme mostra a figura 8 e que essa massa líquida se desloca inicialmente de posição 1 para a posição 2 e posteriormen te para a posição 3 executando todo esse trajeto sem perder energia pois desconsideraremos o fator atrito nesse deslocamento Nesse caso a energia total em relação ao plano de referência to mado permanecerá inalterada em todas as três posições ou seja Sendo que os termos e têm dimensões de compri mento isto é cada um dos três é dado em metro Podese então ser construído o diagrama indicado na figura 8 no qual deve ser observado que a Em todas as seções 1 2 e 3 a soma das cargas da partí cula é a mesma e igual a H ainda que variem os três termos Então teremos que o é cada vez menor e que é ini cialmente pequeno depois cresce porque a seção diminui e portanto aumenta a velocidade Posteriormente decresce porque a seção aumenta novamente diminuindo a velocida de é a princípio grande depois diminui e posteriormen te volta a aumentar b A linha traçada no gráfico figura 8 acima de todas representa a carga da partícula ao longo de todo o tubo e denominase linha de carga UNIUBE 19 c A linha traçoponto ainda na figura 8 que representa a soma das parcelas e denominase linha piezométrica por que permite determinar o valor da pressão em cada seção Figura 8 mesma partícula nas posições 1 2 e 3 Fonte adaptada de Vianna 1993 d Se furado o tubo em qualquer seção e ali for colocada uma mangueira transparente ascendente figura 9 o nível dágua em seu interior subirá até a linha piezométrica Figura 9 medida da pressão em um ponto no interior da tubulação Fonte adaptada de Vianna 1993 20 UNIUBE e Se nesse mesmo furo for colocada uma mangueira transpa rente ascendente porém com sua extremidade voltada contra o sentido de escoamento figura 10 então o nível dágua subirá até a linha de carga Figura 10 medida da pressão e carga de velocidade no interior da tubulação Fonte adaptada de Vianna 1993 114 Perda de Carga Quando a água escoa e suas partículas vão atritando entre si e também com as paredes da tubulação a água perde energia ou seja há uma perda de carga Essa referida carga ou energia dissipada na realidade não se per de transformase em calor mesmo embora o aquecimento resul tante seja praticamente imperceptível Porém para efeitos práti cos é considerado que ela realmente se perde Assim sendo embora a rigor não seja correto falar em perda de carga ou energia essa expressão será utilizada ao longo de todo o livro por estar disseminada e aceita no meio técnico VIANNA 1993 UNIUBE 21 1141 Perda de carga contínua As perdas de carga da água escoando no interior de tubulações funcionando sob pressão ou escoando em canais são denomina das contínuas porque ocorrem ao longo de todo o comprimento dessas canalizações VIANNA 1993 Figura 11 Perda de carga linha de carga e linha piezométrica Fonte adaptada de Vianna 1993 Na figura 11 estão representadas graficamente as linhas de car ga e piezométrica que já incorporam as perdas de carga contínu as ao longo da canalização A linha de carga cai uniformemente no sentido do escoamento da água de modo que comprimentos iguais da canalização perdem cargas iguais A linha piezométrica nessa figura é paralela à linha de carga tendo em vista que a velocidade não se altera ou seja a vazão é constante a área da seção reta da canalização é constante logo a velocidade é constante e consequentemente o termo também é constante Segundo Vianna 1993 para o cálculo das perdas de carga fo ram desenvolvidas muitas fórmulas empíricas das quais quatro são 22 UNIUBE mostradas a seguir sendo respectivamente três para as canalizações destinadas à condução de água fria e uma para as de água quente FairWhippleHsiao Água Fria Aplicável a tubos de diâmetro até 50 milímetros Aço carbono galvanizado Cobre ou latão HazenWilliams Água Fria Aplicável a tubos de diâmetro iguais ou superiores a 50 mm cor respondente a C 100 Aço carbono galvanizado Flamant Água Fria PVC FairWhippleHsiao Água Fria UNIUBE 23 Aplicável a tubos de diâmetro até 50 milímetros Cobre ou latão A expressão final de perda de carga para as quatro fórmulas anteriores é Em que Perda de carga Perda de carga que cada metro de canalização aplicará à água em escoamento Comprimento da tubulação Vazão com que a água escoa Diâmetro da canalização Embora as normas para projeto de Instalações Hidráulicas Prediais recomendem a utilização das fórmulas empíricas é importante que tenhamos o conhecimento da denominada fórmula universal ou de DarcyWeisbach aplicável às canalizações funcionando à seção plena que tem para expressão Cujos termos ainda não definidos são Coeficiente de perda de carga adimensional que pode ser ob tido por meio do Ábaco de Moody figura 12 24 UNIUBE Velocidade média de escoamento Aceleração da gravidade Figura 12 Ábaco de moody Fonte Vianna 1993 p 11 UNIUBE 25 A fórmula universal pode também ser expressa em função de Q e D transformandose em Em que Coeficiente dado pela Tabela 1 Todos os seus outros termos têm o mesmo significado e as mes mas dimensões que os das expressões empíricas Material Aço Galvanizado 000122 a 00023 Cobre 000086 a 00010 Latão 000086 a 00012 PVC Junta Roscada 000200 a 00030 Junta Soldada 000180 a 00030 Junta Elástica 000130 a 00018 Ferro Fundido Revestido com Asfalto 000160 a 00023 Revestido com Cimento 000130 a 00020 Mangueira Revestida com Borracha 0001430 Tabela 1 Fórmula universal Coeficiente para Tubos Novos Fonte Vianna 1993 p 10 1142 Perda de Carga Localizada O escoamento em uma tubulação pode exigir a passagem do flui do por meio de vários acessórios curvas ou mudanças súbitas de área Perdas de carga são encontradas sobretudo devido à 26 UNIUBE separação do escoamento LOUREIRO 2016 Portanto curvas joelhos tês registros entradas e saídas das ca nalizações produzem perdas de carga localizadas Existem vários métodos para a determinação da perda de carga localizada Um deles é o dos comprimentos virtuais que se baseia na substituição da peça especial ou da conexão apenas para efei to de cálculo por um certo comprimento virtual de tubo com o mes mo diâmetro do conduto em análise capaz de provocar a mesma perda de carga ocasionada pela peça substituída As tabelas 2 e 3 mostram os comprimentos virtuais para diversos elementos em PVC e ferro maleável Tabela 2 Perdas Localizadas Comprimentos Equivalentes de Tubulação em PVC ou Cobre Continuação UNIUBE 27 Continuação Fonte Manual 2002 OBSERVAÇÃO Os diâmetros internos e externos indicados são aplicáveis somente a tubulações de PVC rígido Dessa forma por exemplo a tabela 2 informa que introduzir em uma canalização de PVC com diâmetro de 85 mm um registro de globo aberto é equivalente a acrescentar mais de 40 metros de tubulação no sistema original 28 UNIUBE Tabela 3 Perdas Localizadas Comprimentos Equivalentes de Conexões em Ferro e Aço Galvanizado Fonte Manual 2002 UNIUBE 29 OBSERVAÇÃO Os valores indicados para registro de globo apli camse também às torneiras válvulas para chuveiros e válvulas de descarga 115 Fórmula de manningStrickler A fórmula universal das perdas de carga ou fórmula de Darcy Weisbach apresentada no item 41 para canalizações de seção circular funcionando completamente cheia à seção plena é Essa fórmula não é aplicável nos casos de canalizações parcialmente cheias ou de canais de seção não circular Porém realizando algu mas adaptações e transformações é possível obter a partir dela uma expressão adequada a esses casos A primeira delas diz respeito à conceituação do denominado raio hidráulico ilustrado na figura 13 a Seção Circular b Seção Retangular c Seção Trapezoidal Figura 13 Determinação do Raio Hidráulico Fonte adaptada de Vianna 1993 30 UNIUBE Assim definido A intenção dessa conceituação é a de se obter um parâmetro ade quado a qualquer forma de seção de escoamento que substitua o diâmetro na fórmula universal de modo que ela possa ser reescrita Considerando então a figura 14 que mostra um conduto de de clividade escoando uma vazão de água imaginemos que essa vazão seja constante e que o nível dágua no interior do conduto é o mesmo ao longo de toda sua extensão Figura 14 Água Escoando em Conduto em Declividade Fonte adaptada de Vianna 1993 UNIUBE 31 Se a seção for constante ao longo de toda a extensão a velo cidade da água também será Assim a linha de carga efetiva será paralela ao nível dágua e ao fundo do canal Dessa maneira a perda de carga no trecho 12 será igual ao desnível do fundo do canal nesse mesmo trecho Além disso para as declividades usuais de projeto temse aproximada mente A fórmula universal pode dessa forma ser reescrita A relação é nossa conhecida e a denominamos declividade do conduto Quanto à relação os tratados de hidráulica costumam de nominálo pela letra Assim sendo obtemos a expressão Conhecida como fórmula de Chézy e que pode ainda ser escrita Em que S é a área molhada e no caso da figura 14 teria para a expressão Diversos estudiosos procuraram determinar experimentalmente o valor de São famosos os estudos de GanguiletKutter Bazin e Manning Strickler Esses últimos autores ManningStrickler determinaram 32 UNIUBE Em que é o coeficiente de rugosidade que depende das carac terísticas da superfície interna do conduto sendo que a norma vi gente recomenda a adoção dos valores reproduzidos na tabela 4 Tabela 4 Coeficiente de Rugosidade material n Plástico fibrocimento aço metais não ferrosos 0011 Ferro fundido concreto alisado alvenaria revestida 0012 Cerâmica concreto não alisado 0013 Alvenaria de tijolos não revestida 0015 Fonte Vianna 1993 p 16 A fórmula de Chézy com o coeficiente de ManningStrickler pode ser escrita assim Em que Vazão de projeto Área da seção molhada Coeficiente de rugosidade UNIUBE 33 Raio Hidráulico Declividade Se desejar obter a vazão em então a expressão anterior deve ser reescrita Em que Vazão de projeto Área da seção molhada Coeficiente de rugosidade ver tabela 4 Raio Hidráulico Perímetro molhado em Declividade 116 Ligações Prediais Para fornecer uma ligação predial a concessionária executa um furo na rede de distribuição e introduz nesse furo a ponta da tubu lação que abastecerá o prédio a ser atendido Essa tubulação pros segue então até o medidor de consumo chamado hidrômetro Após passar pelo hidrômetro a água está à disposição do usuário A figura 15 reproduz as instruções fornecidas pela concessionária do serviço de água Copasa Companhia de Saneamento do Estado de Minas Gerais para quem deseja uma ligação predial 34 UNIUBE Figura 15 Ligação Predial Instruções para Instalações do Padrão Cavalete Fonte Copasa 2016 Em que A Para a instalação predial utilize o material adequado de manei ra a evitar vazamentos Não recomendamos o uso de mangueiras B O tubo de ferro galvanizado deve ter 60 cm sendo 40 cm acima do piso e o restante enterrado e fixado na base de concreto C O tubo gabarito deve ficar perfeitamente nivelado Esse tubo será posteriormente substituído pelo hidrômetro UNIUBE 35 D O tubo de ferro galvanizado deve ter 75 cm sendo 40 cm acima do piso e o restante enterrado e fixado na base de concreto E O padrão deve ter um afastamento de no máximo 150 m um metro e meio em relação à testada do lote muro de frente F A tubulação que vai até o passeio deve ser de PEAD Polietileno de alta densidade flexível cor azul DN 20 G Deixe a ponta do tubo PEAD no passeio tubo de espera com uma distância de 25 cm para fora da testada do lote muro de fren te e a 38 cm de profundidade para receber a ligação Você deve arrolhar a ponta com bucha de papel e cobrir com terra até que seja executada a ligação H Deve ser utilizada uma das divisas laterais do lote para a insta lação do padrão Observe que de acordo com essas instruções as instalações pre diais de água fria efetivamente têm início na caixa do hidrômetro e daí para dentro O sistema comercial dessa companhia fornece aos interessados as informações reproduzidas pela tabela 5 relativas aos diâmetros a serem utilizados no ramal predial a abastecer 36 UNIUBE Tabela 5 Dimensionamento de LigaçõesHidrômetro Número de economias Diâmetro da ligação a ser negociado Volume máximo r e c o m e n d a d o m3mês Hidrômetro Diâmetro Capacidade m³hora Código Virada 01 a 04 ½ 0 a 135 ½ 15 A 9999 05 a 09 ½ 136 a 270 ½ 3 B 9999 10 a 15 ¾ 271 a 450 ¾ 5 C 9999 16 a 21 1 451 a 630 1 7 D 9999 22 a 30 1 631 a 900 1 10 E 9999 31 a 60 1 ½ 901 a 1800 1 ½ 20 F 9999 61 a 90 2 1801 a 2700 2 30 G 99999 C o n t r a t o específico 2 2701 a 9000 2 300 H 999999 3 9001 a 33000 3 1100 I 999999 4 33001 a 54000 4 1800 J 999999 6 54001 a 120000 6 4000 K 999999 Observações Acima de 60 economias ou seja hidrômetro 2 com capacidade 1800 m³mês a Copasa MG en carregará de montar o padrão e apurar os custos operacionais que serão ressarcidos pelos usuários Conforme CM 0691 DRFC as ligações com diâmetro 1 ½ serão precedidas de contrato Existem hidrômetros com virada 99999 Fonte Vianna 1993 p 17 O diâmetro varia com o número de economias desse prédio As concessionárias denominam economia a cada apartamento sala ou loja do prédio ou seja a cada uma de suas unidades residen ciais ou comerciais 117 Conclusão No estudo das Instalações Hidráulicas devemos conhecer as prin cipais atribuições da hidráulica pois esse conhecimento faz parte do planejamento e da execução de obras ligadas aos diversos usos UNIUBE 37 dos recursos hídricos atendendo às necessidades básicas da po pulação e possibilitando melhorias na saúde pública e também nas atividades econômicas O conhecimento a respeito desse as sunto faz parte da formação básica do Engenheiro Civil Assim dedicamonos aqui a estudar o comportamento dos líqui dos em movimento ou seja os conhecimentos das leis que regem o transporte a conversão de energia a regulagem e o controle do fluido agindo sobre suas variáveis Pesquisas têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ga nhando cada vez mais espaço O engenheiro civil planeja o sistema de abastecimento de água e o de esgoto dos prédios determinando os materiais mais adequados como encanamentos e tubulações AmPLIANDO O CONHECImENTO PORTO Rodrigo de Melo Hidráulica Básica Disponível em ht tpswwwpasseidiretocomarquivo3539808hidraulicabasica rodrigoporto4edicao Acesso em 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO Um dos principais causadores de problemas ou rom pimentos em instalações hidráulicas é o chamado golpe de aríete causado pelo aumento de pressão momentânea de vido à abertura para grande fluxo de água e fechamento brusco SAIBA mAIS Para saber mais sobre os assuntos abordados confira 38 UNIUBE VIANNA Marcos Rocha Instalações Hidráulicas Prediais Belo Horizonte Instituto de Engenharia Aplicada IEA 1993 SINTETIZANDO Todas as fórmulas apresentadas neste caderno são importantes para o Engenheiro Civil no que rege ao ramo da Recursos Hídricos DICAS Aula 1 Introdução à Hidráulica Básica Disponível em httpswww youtubecomwatchv6GKlKqZw6lk Acesso em 28 fev 2016 Natália michelan Introdução Instalações de água fria parte 1 Capítulo 2 Os conhecimentos em Hidráulica e Desenho Técnico são indispensáveis no aproveitamento adequado das técnicas de projeto e dimensionamento das instalações hidráulicas prediais Apesar de não constar como pré requisito exigese do aluno conhecimento prévio em Resistência dos Materiais Teoria das Estruturas Materiais de Construção e Hidrologia Básica necessário para aprimorar as técnicas de projeto A noção espacial é fundamental no dimensionamento das instalações porque as canalizações das instalações de água fria não devem ser locadas no mesmo ponto das canalizações de esgoto águas pluviais etc Se a canalização for embutida é preciso ter noção das dimensões da parede e das canalizações para cruzar sobrepor ou simplesmente atravessar A noção teórica necessária está no domínio das equações fundamentais da hidráulica como manometria continuidade Bernoulli energia quantidade de movimento perda de carga Além dessas as equações experimentais como de DarcyWeissbach HazenWilliams Flammant FairWhippleHsiao Manning e outras noções como perda localizada comprimento equivalente cavitação associação de bombas são requisitos indispensáveis no projeto e dimensionamento Para cada modalidade de instalação são exigidos conhecimentos específi cos para projetar adequadamente O projeto adequado deve ser funcional e racional ao mesmo tempo traduzindo com efi ciência o funcionamento e a economia na execução Aprender técnica de instalações de uma rede de água fria Listar as etapas para execução do projeto Reconhecer a importância de cada etapa Etapas de projeto Sistema de distribuição Partes constituintes de uma instalação predial de água fria Considerações gerais de projeto Dimensionamento de reservatórios Objetivos Esquema Instalações de água fria parte 1 21 Uma instalação predial de água fria temperatura ambiente cons tituise no conjunto de tubulações equipamentos reservatórios e dispositivos destinados ao abastecimento dos aparelhos e pon tos de utilização de água da edificação em quantidade suficiente mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abasteci mento CARVALHO JÚNIOR 2013 É imprescindível a consulta e a utilização da NBR56261998 e de outras normas pois essas regem toda a sistematização dos quesi tos do projeto de instalações hidráulicas de água fria Para uma instalação hidráulica predial de Água Fria estar bem projetada é necessário que o fornecimento de água aos usuários seja contínuo e em quantidade suficiente armazenando o máximo a um custo mais baixo possível e minimizando ao máximo os problemas decorrentes da inter rupção do funcionamento do sistema público sempre tomando o cuidado com a preservação da qualidade da água fornecida UNIUBE 41 As grandezas estudadas em Hidráulica as pressões e as velocida des limitamse a valores adequados para evitar vazamentos eou ruídos indesejáveis A instalação predial de água fria é independente dos outros sistemas como observamos na figura 16 que mostram os sistemas de distribui ção de água de abastecimento e os sistemas de esgotamento de água servida e águas pluviais de uma malha urbana com as instalações hidráulicas prediais confinadas em cada lote que compõe a quadra edificação esgoto águas pluviais água de abastecimento Figura 16 Sistema hidráulico existente externamente ao limite do terreno Fonte Gebara 2016 Dentro de uma edificação existem várias áreas de utilização de água e geração de esgoto também haverá vários pontos de coleta de águas pluviais na cobertura da edificação figura 17 42 UNIUBE Figura 17 Planta geral de uma edificação e suas di versas áreas de utilização de água Fonte Gebara 2016 Em uma edificação podemos ter várias áreas de utilização de água na figura 18 é mostrada em detalhes uma das áreas de utilização de água em uma edificação Figura 18 Detalhe de uma área de utilização Fonte Gebara 2016 UNIUBE 43 211 ETAPAS DE Projeto 11 Concepção do projeto é a etapa mais importante do projeto pois são definidos nessa fase o tipo do prédio os pontos de utilização o sistema de abastecimento a distri buição a localização dos reservatórios etc 12 Determinação das vazões 13 Dimensionamento memorial descritivo e justificativo cálculos normas de execução especificação de materiais e equipamentos utilizados plantas esquemas hidráulicos desenhos isométricos relação de materiais 212 Sistema de Distribuição Existem quatro tipos de sistema de distribuição de água fria em que cada um apresenta vantagens e desvantagens em sua utilização as quais devem ser analisadas pelo projetista conforme a realida de local e as características do edifício em que está trabalhando 213 Sistema Direto O abastecimento das peças de utilização é feito diretamente com água da rede de distribuição sem reservação figura 19 Figura 19 Sistema de distribuição direto Fonte Gebara 2016 44 UNIUBE As vantagens são água de melhor qualidade maior pressão dispo nível menor custo de instalação As desvantagens são falta de água no caso de interrupção grande varia ção de pressão ao longo do dia limitação de vazão maior consumo etc 214 Sistema Indireto O abastecimento das peças de utilização é feito por meio de re servatório de armazenamento da edificação figura 20 podendo ainda fazer o uso de uma bomba figura 21 Figura 20 Sistema de distribuição indireto Fonte Gebara 2016 UNIUBE 45 Figura 21 Sistema de distribuição indireto com bombeamento Fonte Gebara 2016 As vantagens são fornecimento de água contínuo pequena varia ção de pressão nos aparelhos golpe de aríete desprezível permite a instalação de válvula de descarga menor consumo de água As desvantagens são possibilidade de contaminação da água re servada menores pressões maior custo de instalação 215 Sistema misto Algumas peças de utilização são ligadas com águas provenientes da rede e outras do reservatório ou de ambos Normalmente pias de co zinha lavatórios e chuveiros têm duas alimentações figura 22 46 UNIUBE cxágua cavalete rede pública Figura 22 Sistema de distribuição misto Fonte Gebara 2016 As vantagens são água de melhor qualidade fornecimento contí nuo de água permite a instalação de válvula de descarga A desvantagem fica por conta do maior custo de instalação 216 Hidropneumático Os pontos de utilização são abastecidos por um conjunto pressuri zador sem reservação especial figura 23 UNIUBE 47 Rede Elétrica Chave Trifásica Chave Magnética Pressostato Manômetro Vacuômetro Tanque Reservatório Bomba Dreno Distribuição visor de Vidro Recalque Sucção Controlador de Volume de Ar Figura 23 Sistema hidropneumático Fonte Gebara 2016 217 Partes Constituintes de uma Instalação Predial de Água Fria De acordo com a NBR5626 são definidas as partes constituintes de uma instalação predial de água fria figura 24 1 ALIMENTADOR PREDIAL tubulação compreendida entre o ramal predial e a primeira derivação ou válvula de flutuador de reservatório 2 AUTOMÁTICO DE BÓIA dispositivo instalado no interior de um reservatório para permitir o funcionamento automático da instalação elevatória entre seus níveis operacionais extremos 3 BARRILETE conjunto de tubulações que se origina no reser vatório e do qual se derivam as colunas de distribuição 4 COLUNA DE DISTRIBUIÇÃO tubulação derivada do barrilete e destinada a alimentar ramais 48 UNIUBE 5 EXTRAVASOR tubulação destinada a escoar os eventuais excessos de água dos reservatórios e das caixas de descarga 6 INSTALAÇÃO ELEVATÓRIA conjunto de tubulações equi pamentos e dispositivos destinados a elevar a água para o reservatório de distribuição 7 LIGAÇÃO DE APARELHO SANITÁRIO tubulação compreen dida entre o ponto de utilização e o dispositivo de entrada no aparelho sanitário 8 PEÇA DE UTILIZAÇÃO dispositivo ligado a um subramal para permitir a utilização da água 9 PONTO DE UTILIZAÇÃO extremidade de jusante do subramal 10 RAMAL tubulação derivada da coluna de distribuição e des tinada a alimentar os subramais 11 RAMAL PREDIAL tubulação compreendida entre a rede pú blica de abastecimento e a instalação predial 12 REDE PREDIAL DE DISTRIBUIÇÃO conjunto de tubula ções constituído de barriletes colunas de distribuição ramais e subramais ou de alguns desses elementos 13 RESERVATÓRIO HIDROPNEUMÁTICO reservatório para ar e água destinado a manter sob pressão a rede de distribuição predial 14 RESERVATÓRIO INFERIOR reservatório intercalado entre o alimentador predial e a instalação elevatória destinada a reservar água e a funcionar como sucção da instalação elevatória UNIUBE 49 15 RESERVATÓRIO SUPERIOR reservatório ligado ao ali mentador predial ou à tubulação de recalque destinado a ali mentar a rede predial de distribuição 16 SUBRAMAL tubulação que liga o ramal à peça de utiliza ção ou à ligação do aparelho sanitário 17 TRECHO comprimento de tubulação entre duas deriva ções ou entre uma derivação e a última conexão da coluna de distribuição 18 TUBULAÇÃO DE RECALQUE tubulação compreendida en tre o orifício de saída da bomba e o ponto de descarga no reservatório de distribuição 19 TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO tubulação compreendida entre o ponto de tomada no reservatório inferior e o orifício de en trada da bomba 20 VÁLVULA DE DESCARGA válvula de acionamento manual ou automático instalada no subramal de alimentação de ba cias sanitárias ou de mictórios destinada a permitir a utiliza ção da água para suas limpezas 50 UNIUBE Rede Pública Ramal Predial Cavalete Hidrômetro Conjunto MotoBomba Conjunto de Recalque Tubo de Recalque Ramais de Distribuição Reservatório Superior Barrilete Coluna de Distribuição Dreno Extravasor ou Ladrão Chave Bóia Ramais de Distribuição Ramais de Distribuição Reservatório Inferior Alimentador Predial Tubo de Sucção Figura 24 Partes constituintes de uma instalação predial de água fria Fonte Gebara 2016 218 Considerações Gerais dO projeto 2181 materiais e Pressão De acordo coma NBR5626 os tubos e as conexões que consti tuem uma instalação predial de água fria podem ser de aço gal vanizado cobre ferro fundido fofo PVC ou de outro material de tal modo que satisfaça a condição de a pressão de serviço não ser superior à pressão estática no ponto considerado somada à sobre pressão devido ao golpe de aríete sobrepressão 20mca 200kPa pressão estática mínima 40mca 400kPa pressão mínima de serviço 05mca 5kPa UNIUBE 51 Quem provoca valores elevados de sobrepressão em uma instala ção de água fria geralmente é a válvula de descarga dessa ma neira a NORMA recomenda a não utilização dessa Caso neces sário recomendase que seja dimensionada uma coluna exclusiva para atender às válvulas de descarga 2182 Velocidade Não poderá a canalização ter velocidade superior a ou 25 ms a fim de não se produzirem ruídos excessivos Quanto à velocidade mínima nada se recomenda 219 Retrossifonagem O refluxo de águas servidas poluídas ou contaminadas para o sis tema de consumo em decorrência de pressões negativas denomi nase retrossifonagem figura 25 Quase todos os aparelhos sanitários são capazes de possibilitar a ocorrência desse refluxo No entanto hoje em dia face aos avan ços tecnológicos pode ocorrer com mais frequência somente em vasos sanitários e bidês Para que seja evitado tal problema a NBR5626 apresenta as seguintes recomendações no caso de se ter um sistema indireto por gravidade 1 Os aparelhos passíveis de provocar retrossifonagem podem ser instalados em coluna barrilete e reservatório comuns a outros aparelhos ou peças desde que seu subramal esteja protegido por dispositivo quebrador de vácuo nas condições previstas para sua instalação 2 Os aparelhos passíveis de provocar retrossifonagem podem ser instalados em coluna barrilete e reservatório comuns a outros 52 UNIUBE aparelhos ou peças desde que a coluna seja dotada de tubula ção de ventilação executada com as seguintes características Ter diâmetro igual ou superior ao da coluna de onde se deriva Ser ligada à coluna à jusante do registro de passagem existente Haver uma tubulação de ventilação para cada coluna que ser ve ao aparelho passível de provocar retrossifonagem Ter sua extremidade livre acima do nível máximo admissível do reservatório superior Figura 25 Retrossifonagem Fonte Gebara 2016 3 A alimentação do subramal que alimenta aparelhos passí veis de provocarem retrossifonagens deve ser feita de um ponto da coluna no mínimo a 040 m acima da borda de trans bordamento do aparelho servido UNIUBE 53 2110 Estimativa de Consumo Nas instalações prediais de água fria deverão ser considerados os consumos ou as vazões relacionadas da seguinte forma Consumo médio diário CD valor médio do volume de água a ser utilizado na edificação em 24 horas Esse valor é utilizado no dimensionamento do ramal predial hidrômetro ra mal de alimentação conjunto motobomba para recalque e reservatórios A estimativa desse volume é feita com a utilização do consumo per capita para diferentes tipos de ocupações atribuídas à edificação Tabela 6 Estimativa de Consumo Diário de Água Tipo da Edificação Unidade Consumo litro dia Apartamento per capita 200 Apartamento Luxo por dormitório 300 400 por qto de empregada 200 Residência Luxo per capita 300 400 Residência Médio Valor per capita 150 Residência Popular per capita 120 150 Alojamento Provisório Obra per capita 80 Apartamento de Zelador per capita 600 1000 Edifício de Escritório por ocupante real 50 80 Escola Internato per capita 150 Escola Externato por aluno 50 Escola SemiInternato por aluno 100 Hospital e Casa de Saúde por leito 250 Hotel c Cozinha Lavanderia por hóspede 250 350 Hotel s Cozinha Lavanderia por hóspede 120 Lavanderia por kg de roupa seca 30 Quartel por soldado 150 Cavalaria por cavalo 100 Restaurante por refeição 25 54 UNIUBE Mercado por m2 de área 5 Garagem e Posto de Serviço por automóvel 100 Rega de Jardim por m2 de área 15 Cinema e Teatro por lugar 2 Igreja por lugar 2 Ambulatório per capita 25 Creche per capita 50 Fábrica Uso Pessoal por operário 70 80 Fábrica c Restaurante por operário 100 Usina de Leite por litro de leite 5 Matadouro por animal de grande 300 por animal de pequeno 150 Fonte adaptada de Macintyre 1982 O consumo diário poderá ser calculado utilizando a equação dada a seguir Em que população ocupante da edificação A população ocupante poderá ser calculada utilizando os seguintes critérios 1o critério 5 pessoas por unidade residencial caso de residência térrea 2o critério 2 pessoas por dormitório 1 pessoa por dormitório de empregada em caso de prédios de apartamentos 3o critério código de obra de São Paulo baseado em lotação máxi ma de ocupação das edificações como segue Escritório 1 pessoa 9 m2 UNIUBE 55 Lojas 1 pessoa 3 m2 Depósitos 1 pessoa 10 m2 Oficinas 1 pessoa 9 m2 Hotéis 1 pessoa 15 m2 Hospitais e consultórios 1 pessoa 15 m2 Escolas 1 pessoa 15 m2 Para ilustrar essa questão será dimensionado um edifício que ser virá de exemplo piloto de dimensionamento de todas as etapas de uma instalação hidráulica predial Dados Um edifício residencial de apartamento 1 N0 de pavimentos 8 2 N0 de apartamento por andar 2 3 N0 de dormitórios por apartamento 2 Utilizando a equação do consumo diário e substituindo o valor encon trado na Tabela 6 consumo per capita para apartamento temse A população é estimada por meio do 2o critério resultando em 56 UNIUBE Então 2111 Ramal Predial e Cavalete O dimensionamento do ramal predial é feito utilizandose o consumo diá rio do imóvel e a pressão disponível da rede de distribuição no local O diâmetro mínimo da ligação é 34 20 mm para residências e pequenos edifícios Normalmente os ramais prediais são dimen sionados pelas companhias concessionárias de água e esgoto que operam no local Mas a estimativa do diâmetro do ramal predial pode ser facilmente feita a partir dos seguintes dados Pressão mínima disponível na rede Cota do ponto de alimentação do reservatório inferior ou su perior em relação à cota da rede pública Consumo diário médio estimado para o prédio para distri buição indireta A velocidade média da água no alimentador predial deverá estar entre 060 ms e 10 ms segundo a norma NBR 5626 Utilizando os dados do exemplo piloto temse UNIUBE 57 Aplicando a continuidade o diâmetro poderá ser calculado por Considerando a velocidade de escoamento igual a 06 ms temse O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do alimenta dor predial 2112 Dimensionamento de Reservatórios Normalmente reservase no mínimo o equivalente ao consumo diá rio mas é recomendado pela norma NBR 5626 volume de reserva ção entre Além disso devese reservar água para combater incêndio 2113 Distribuição do Volume de Armazenamento A distribuição normal de volume de armazenamento recomendada é A reserva de incêndio deverá ser armazenada na sua totalidade somente em um dos reservatórios Outros critérios de divisão de volume de armazenamento podem ser adotados por exemplo 58 UNIUBE Ou Se após a divisão a capacidade de reservação em cada reser vatório ultrapassar 5 m3 o reservatório deve ser compartimentado em pelo menos duas câmaras Para cada compartimento do reservatório devem ser previstas as seguintes tubulações Alimentação Saída para barrilete de distribuição da água de consumo Saída para barrilete de incêndio Extravasor ou ladrão Limpeza ou dreno Suspiro Sucção para o conjunto motobomba de recalque para o Sucção para o conjunto motobomba de incêndio A norma recomenda que todo excesso do seja armazenado no UNIUBE 59 DImENSIONAmENTO DOS RESERVATÓRIOS UTILIZANDO OS DADOS DO EXEmPLO PILOTO Para armazenando temse Volume de reservação Com esse volume dividido nos reservatórios obtémse Os valores anteriormente calculados são os volumes úteis de ope ração dos reservatórios A eles devem ser somados a reserva de incêndio eou o volume de limpeza 2114 Dimensões e detalhamento do reservatório inferior Respeitando as áreas previstas ou livres no projeto arquitetônico da edificação podese calcular Volume por compartimento Como não há restrição de dimensão na planta de subsolo adotam se as seguintes dimensões Largura 295 m Comprimento 250 m Altura útil do reservatório 60 UNIUBE Adotase uma altura de limpeza para acúmulo de lodo de para evitar a entrada de impurezas do reservatório no sistema de distribuição A perspectiva do reservatório inferior está apresentada na figura 26 e o detalhamento nas figuras 27 e 28 Valvula de Retenção Registro de Gaveta Conjunto de Recalque Reservatório Inferior Valvula de Pé e Crivo Alimentador Predial Aberturas para Inspeção Boia Boia Figura 26 Perspectiva do reservatório inferior Fonte Gebara 2016 UNIUBE 61 060 060 060 010 B 010 B 010 010 L 010 Boia Boia Valvula de pé Valvula de pé e crivo e crivo Dreno Dreno Estravasor Estravasor Projeção da inspeção Projeção da inspeção Alimentador predial Sucção Sucção Figura 27 Planta do reservatório inferior Fonte Gebara 2016 Boia Inspeção Extravasor Sucção RG Dreno Valvpé e crivo Volume útil Nível max Nível min Reserva de incêndio limpeza 015 005 005 H Hvar Alimentador Canaleta de limpeza 010 010 Figura 28 Corte do reservatório inferior Fonte Gebara 2016 62 UNIUBE 2115 Dimensões e detalhamento do reservatório superior No dimensionamento do reservatório superior devemse levar em con ta as restrições arquitetônica e estrutural da edificação Normalmente o profissional reserva área específica para localização do reservatório Das plantas e dos cortes da edificação podese dimensionar o o cálculo da altura útil de armazenamento para um volume de 384 m3 por câmara e dimensões de 250 m de comprimento por 140 m de largura temse então Considerando todo volume de reserva de incêndio armazenado so mente no estimado em torno de 15000 L o cálculo desse volume será feito quando tratarmos de instalações prediais de combate a incêndio temse a altura da reserva de incêndio Adotado O detalhamento do reservatório superior é apresentado nas fi guras 29 e 30 UNIUBE 63 010 060 060 060 L 010 010 010 010 b b DISTRIBUIÇÃO INCÊNDIO DRENO EXTRAVASOR EXTRAVASOR DRENO DISTRIBUIÇÃO INCÊNDIO INSPEÇÃO INSPEÇÃO BOIA BOIA RG RG RECALQUE Figura 29 Planta do reservatório superior Fonte Gebara 2016 015 005 005 010 010 010 010 010 010 Hutil Hvar VOLUME ÚTIL LIMPEZA INCÊNDIO INCÊNDIO DISTRIBUIÇÃO DRENO EXTRAVASOR INSPEÇÃO RECALQUE RG RG RG RG 010 BOIAChave Automática BOIAChave Automática Nível Máximo de Operação Nível Mínimo de Operação Figura 30 Corte longitudinal do reservatório superior Fonte Gebara 2016 2116 Conclusão A distribuição de água para os pontos de consumo predial será feita dos reservatórios superiores por meio do sistema de tubulações para os diversos pontos de consumo da edificação mediante a tubulação 64 UNIUBE Diante do exposto neste capítulo vimos parte inicial dos proce dimentos importantes para o dimensionamento de instalações hi dráulicas prediais de Água Fria Devemos nos atentar para o fato de que no capítulo seguinte daremos continuidade ao assunto retomando os exemplos expostos neste capítulo Os reservatórios devem ser construídos com materiais adequados a fim de não comprometer a potabilidades da água a ser fornecida Esse cuidado é extremamente importante pois o custo adicional na utilização de reservatórios é de cunho higiênico devido à facilidade de contaminação principalmente quando a instalação se encontra próxima a pontas da rede de distribuição onde em geral não ocor re a concentração de cloro residual Sendo assim em se tratando da manutenção dos reservatórios é importante que seja feita a limpeza pelo menos duas vezes ao ano garantindo a potabilidade da água pois essa pode ser veículo direto ou indireto para a transmissão de doenças AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 5626 Instalação Predial de Água Fria Disponível em httpptslidesharenetsheyqueiroznbr562698instalaopredial deguafria Acesso em 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO Dependendo do tipo de construção o consumo médio por dia de água é diferenciado conforme mostra a tabela a seguir UNIUBE 65 Tipo de construção Consumo médio litros dia Alojamentos provisórios 80 por pessoa Casas populares ou rurais 120 por pessoa Residências 150 por pessoa Apartamentos 200 por pessoa Hotéis scozinha e s lavanderia 120 por hóspede Escolas internatos 150 por pessoa Escolas semiinternatos 100 por pessoa Escolas externatos 50 por pessoa Quartéis 150 por pessoa Edifícios públicos ou comerciais 50 por pessoa Escritórios 50 por pessoa Cinemas e teatros 2 por lugar Templos 2 por lugar Restaurantes e similares 25 por refeição Garagens 50 por automóvel Lavanderias 30 por kg de roupa seca Mercados 5 por m² de área Matadouros animais de grande porte 300 por cabeça abatida Matadouros animais de pequeno porte 150 por cabeça abatida Postos de serviço p automóveis 150 por veículo Cavalariças 100 por cavalo Jardins 15 por m² Orfanato asilo berçário 150 por pessoa Ambulatório 25 por pessoa Creche 50 por pessoa Oficina de costura 50 por pessoa SAIBA mAIS Para saber mais sobre os assuntos aqui abordados consulte MACINTYRE Archibald Joseph Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais 3 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos LTC 1996 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta os primeiros passos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema pre dial de instalação hidráulica de água fria DICAS E você Sabe como dimensionar uma caixa dágua Disponível em httpswwwyoutubecomwatchvXNvyGYffvu0 Acesso em 28 fev 2016 Natália michelan Introdução Instalações de água fria parte 2 Capítulo 3 As canalizações das instalações prediais de água fria funcionam como um conduto forçado assim a norma NBR 5626 fi xa as exigências e critérios para o dimensionamento dessas canalizações de água fria Quando tratamos da localização das tubulações da total independência das estruturas e das alvenarias observamos que nesses casos devem ser previstos espaços livres verticais e horizontais para sua passagem com aberturas para inspeções e substituições podendo ser empregados forros ou paredes falsas para escondêlas REALI et al 2002 Tendo em vista a conveniência sob o aspecto econômico toda a instalação de água fria deve ser dimensionada trecho a trecho O dimensionamento do barrilete assim como das colunas dos ramais de distribuição e dos subramais que alimentam as peças de utiliza ção deverá ser feito por trechos por meio de tabelas apropriadas CARVALHO JÚNIOR 2013 Segundo Carvalho Júnior 2013 em virtude de as tubulações serem dimensionadas como con dutos forçados é necessário que fi quem perfeitamente defi nidos no projeto hidráulico para cada trecho da canalização os quatro parâmetros hidráulicos do escoamento vazão velocidade perda de carga e pressão Portanto para o dimensionamento das canalizações de água fria é primordial a elaboração de um projeto hidráulico Aprender técnica de instalações de uma rede de água fria Listar as etapas de dimensionamento de instalações Reconhecer a importância de cada etapa Dimensionamento das tubulações de dreno e extravasores dos reservatórios Dimensionamento da Bomba de Recalque Dimensionamento do Barrilete Colunas Ramais e SubRamais de Distribuição Exemplo de dimensionamento Objetivos Esquema Dimensionamento das tubulações de dreno e extravasores dos reservatórios 31 311 Dreno As tubulações de drenagem dos reservatórios devem ser calcula das levando em consideração o tempo máximo de esvaziamento de 2 horas de acordo com as equações seguintes 312 Reservatório inferior Utilizando os dados do exemplo exposto no capítulo anterior pode mos obter que no reservatório inferior a tubulação de drenagem será UNIUBE 69 Substituindo na equação obtémse que Adotase o diâmetro comercial ou maior 313 Reservatório superior Utilizando os dados do exemplo exposto no capítulo anterior pode mos obter que no reservatório inferior a tubulação de drenagem será Substituindo na equação obtémse que Adotase o diâmetro comercial ou maior 314 Extravasor Normalmente adotase um diâmetro comercial acima dos alimen tadores dos reservatórios Então temse para e para ver cálculo do recalque 315 Dimensionamento da Bomba de Recalque Segundo a NBR 5626 uma instalação elevatória consiste no bom beamento de água de um reservatório inferior para um reservatório superior figura 31 ou para um reservatório hidropneumático 70 UNIUBE 100 100 200 283 200 040 Lrec 050 050 050 Valv Retenção Bomba Valv pé e crivo RG RG RG RG RG RG RG RG RS Bomba Valv pé e crivo Junta flexível Junta flexível União União RI Figura 31 Esquema Isométrico do Recalque sem escala Fonte Gebara 2016 A instalação de recalque deve ser dimensionada para vazão de recal que mínima equivalente a 15 do consumo diário para tanto são ne cessárias 666 horas de trabalho do conjunto motobomba escolhido 316 Canalização de Recalque Utilizase a fórmula de Bresse modificada considerando para determinar o diâmetro UNIUBE 71 Em que diâmetro da tubulação número de horas trabalhadas vazão 317 Canalização de Sucção Para o diâmetro de sucção adotase 1 diâmetro comercial acima do diâmetro de recalque Para o exemplo dado vamos calcular os diâmetros das canalizações de recalque e sucção Admitindo a vazão mínima igual a 15 teremos a vazão A relação será Substituindo os valores obtémse adotar diâmetro comercial de 25 mm ou 1 comercial acima 32mm ou 1¼ 318 Cálculo da Altura manométrica Devemos nos lembrar que a altura manométrica é a energia por unidade de peso que o sistema solicita para transportar a água do reservatório de sucção para o reservatório de descarga com uma determinada vazão Essa energia será fornecida por uma bomba que será o parâmetro fundamental para selecionála 72 UNIUBE Cálculo da perda de carga Nesse caso utilizando tubo de aço galvanizado a Sucção na situação mais desfavorável 4 1 1 Comprimento desenvolvido 400 m Comprimentos equivalentes 1 válvula de pé com crivo 1000 2 registros de gaveta 040 2 Tê passagem lateral 342 1 curva 90o 084 comp total 1866 m Usando a vazão Q x m s 5 33 10 4 3 do exemplo e a fórmula de Fair Whipple Hsiao dada em livros mais recentes Q J D 27 113 0 632 2 596 Ou dada pela Norma NBR 5626 Q J D 27 113 0 532 2 596 Temse UNIUBE 73 J 0 0494m m b Recalque caso mais desfavorável φ 1 Comprimento desenvolvido 3683 m Comprimento equivalente 2 registros de gaveta 040 1 válvula de retenção 210 2 joelhos de 90o 188 1 joelho de 45o 043 1 Tê passagem lateral 137 1 junção 45o 088 comp Total 4389 m Aplicando à fórmula temos 74 UNIUBE Cálculo da potência da bomba Temos que a potência da bomba é dada por cv x x x QHm Pot 290 75 41 10 335 1000 75 4 γ Assim obtemos as características da bomba 319 Dimensionamento do Barrilete Colunas Ramais e SubRamais de Distribuição 3191 Barrilete Caracterizado pela tubulação que interliga as duas seções do re servatório superior e da qual partem as derivações corresponden tes às diversas colunas de alimentação Pode ser classificado como Unificado as ramificações para cada coluna partem diretamente da tubulação que liga as duas seções do reservatório figura 32 Colocamse registros que permitem isolar uma ou outra seção do reservatório Cada ramificação para uma determinada coluna cor respondente tem o seu registro próprio Essa é a vantagem pois o controle e a manobra de abastecimento bem como o isolamento das diversas colunas são feitos num único local da cobertura UNIUBE 75 Figura 32 Barrilete unificado Fonte Gebara 2016 Ramificado da tubulação que interliga as duas seções saem ra mais que dão origem a derivações secundárias para as colunas de alimentação figura 33 Utilizase esse tipo de barrilete por razões de economia de encanamento Figura 33 Barrilete ramificado Fonte Gebara 2016 76 UNIUBE 3110 Roteiro de Dimensionamento Depende exclusivamente da localização das colunas de distribuição Essas colunas devem ser localizadas de comum acordo com a equipe envolvida no projeto global do edifício arquiteto calculista elétrica etc a Determine para cada trecho da coluna a P tabela 7 b Calcule a vazão nos trechos da coluna Q P 0 3 Essa é a máxima vazão provável pois nem todos os aparelhos estão em uso simultâneo Nos casos em que realmente todos os aparelhos funcionam simultaneamente devese dimensionar as canalizações por meio da soma de razões tabela 7 c Localize registro no início de cada coluna d Determine a P para cada trecho do barrilete e em seguida as vazões nos respectivos trechos e Adote um J 008 mm Q d J real f Após estimativa dos diâmetros e verificações de que o caso mais des favorável é atendido determine a altura mínima da água no reservató rio determine as pressões em todas as derivações do barrilete g Determine a pressão dinâmica mínima P Z pressão efetiva no início de cada coluna Devese levar em conta a alimentação do aparelho que apresente a condição mais fa vorável ver pressões de funcionamento das peças de utiliza ção na tabela 8 e vazões das peças de utilização na tabela 7 h Dmin barrilete 25 mm UNIUBE 77 Tabela 7 Pontos de utilização vazões de projetos e pesos relativos Pontos de Utilização V a z ã o Ls Peso Bebedouro 005 01 Bica de banheira 030 10 Bidê 010 01 Caixa de descarga para peça não aspirante 015 03 Chuveiro 020 05 Máquina de lavar prato ou roupa 030 10 Torneira ou misturador de lavatório Água fria 020 05 Torneira ou misturador de pia de cozinha Água fria 025 07 Torneira de pia de despejos ou de tanque 030 10 Válvula de descarga para bacia sanitária 190 400 Válvula de descarga para mictório autoaspirante 050 28 Válvula de descarga para mictório não aspirante 015 03 Fonte Gebara 2016 Tabela 8 Pontos de utilização pressões dinâmicas e estáticas Pontos de Utilização Pressão Kpa A Dinâmica Estática mín máx mín máx Aquecedor a gás 20 Aquecedor elétrico de alta pressão 5 400 10 400 Aquecedor elétrico de baixa pressão 5 40 10 50 Bebedouro 20 400 Chuveiro de diâmetro nominal 15 mm 20 400 Chuveiro de diâmetro nominal 20 mm 10 400 Torneira de água fria 5 400 Torneira de água quente 10 78 UNIUBE Torneira de boia para caixa de des carga com diâmetro nominal 20 mm 5 400 Torneira de boia para reservatórios 5 400 Válvula e descarga de alta pressão B B C 400 Válvula de descarga de baixa pressão 12 20 C A kPa 101mca 102 kgfcm2 B O fabricante deve especificar a faixa de pressão dinâmica que garanta uma vazão mínima de 17ls e máxima de 24Ls nas vál vulas de descarga de sua fabricação C O fabricante deve definir esses valores para a válvula de des carga de sua produção respeitando as normas específicas Fonte Gebara 2016 3111 Exemplo de dimensionamento Estimativa de vazão Q p 0 3 Estimativa de perda de carga máxima de J 0 08m m A tabela a seguir mostra as condições do projeto que estamos uti lizando como exemplo este que pode ser observado na figura 34 Tabela 9 Dados do projeto Coluna Contribuições Peso Af1 Área de serviço 1 tanque 10 Cozinha 1 pia 07 Total 17 UNIUBE 79 Af2 Área de serviço 1 tanque 10 Cozinha 1 pia 07 Total 17 Af3 Af4 Banheiro 1 lavatório 05 1 bidê 01 1 vaso sanitário com caixa de descarga 03 1 chuveiro 05 Total 14 50 160 155 175 700 130 700 130 240 240 145 145 R1 R2 A B C D AF1 AF2 AF3 AF4 Figura 34 Esquema isométrico do barrilete Fonte Gebara 2016 Cálculo da vazão de contribuição de cada coluna de distribuição da edificação Coluna Af1 80 UNIUBE Coluna Af2 Coluna Af3 e Af4 Cálculo da vazão de contribuição por trecho Trecho R1 A R2 A A B Trecho B C Trecho B D Trecho C Af1 Trecho C Af3 Trecho D Af2 UNIUBE 81 Trecho D Af4 3112 Prédimensionamento das Canalizações Adotando Utilizando a fórmula de Fair Whipple Hsiao para a aço galvaniza do e planilha eletrônica EXCEL 50 podese estimar rapidamente os valores dos diâmetros das tubulações a serem utilizadas no bar rilete Os valores podem ser conferidos na tabela a seguir Tabela 10 Prédimensionamento das tubulações do barrilete Trecho Peso Peso Vazão J adotadoDiâm calcDiâm comJ corrigido Unitário Acum ls mm mm mm mm R1 A 512 215 008 49 50 00715 R2 A 512 215 008 49 50 00715 A B 512 215 008 49 50 00715 B C 248 149 008 42 50 00403 B D 264 154 008 43 50 00424 C Af1 136 136 111 008 38 38 00774 C Af3 112 112 100 008 36 38 00664 D Af2 152 152 117 008 39 50 00274 D Af4 112 112 100 008 36 38 00664 Fonte Gebara 2016 Obs Para os cálculos dos valores utilizouse a fórmula adotada na literatura 3113 Verificação quanto À pressão dinâmica MÍNIMA 05 mca ou 5 KPA Considerar sempre o percurso mais desfavorável para a verifica ção da pressão Dessa forma estará dimensionando a favor da 82 UNIUBE segurança Os valores da tabela a seguir foram obtidos por meio da planilha eletrônica Os valores adotados como comprimentos desenvolvidos e equivalentes são apresentados na sequência Tabela 11 Dimensionamento e verificação do funcionamento dinâmico das canalizações do barrilete utilizando valores encontrados no prédimensionamento Perda Perda Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca R2 A 512 215 50 109 465 411 876 00715 063 310 0 247 A B 512 215 50 109 175 333 508 00715 036 000 247 211 B C 248 149 50 076 145 333 478 00403 019 000 211 192 B D 264 154 50 079 145 333 478 00424 020 000 211 191 C Af1 136 136 111 38 098 240 171 411 00774 032 000 192 160 C Af3 112 112 100 38 089 830 312 1142 00664 076 000 192 116 D Af2 152 152 117 50 060 240 228 468 00274 013 000 191 178 D Af4 112 112 100 38 089 83 312 1142 00664 076 0 191 115 Fonte Gebara 2016 Trecho R2 A Comprimento desenvolvido 465 Comprimento equivalente 50mm 1 Entrada de borda 150 1 Registro de gaveta aberto 040 1 Joelho 90o 188 1 Tê passagem direta 033 411 UNIUBE 83 Trecho A B Comprimento desenvolvido 175 Comprimento equivalente 50mm 1 Tê saída bilateral 333 Trecho B C Comprimento desenvolvido 145 Comprimento equivalente 50mm 1 Tê saída bilateral 333 Trecho B D Comprimento desenvolvido 145 Comprimento equivalente 50mm 1 Tê saída bilateral 333 Trecho C Af1 Comprimento desenvolvido 240 Comprimento equivalente 38 mm 1 Registro gaveta aberto 030 1 Joelho 900 141 171 84 UNIUBE Trecho C Af3 Comprimento desenvolvido 830 Comprimento equivalente 38 mm 2 Joelhos 900 282 1 Registro gaveta aberto 030 312 Trecho D Af2 Comprimento desenvolvido 240 Comprimento equivalente 50 mm 1 Registro gaveta aberto 040 1 Joelho 900 188 228 Trecho D Af4 Comprimento desenvolvido 830 Comprimento equivalente 38 mm 1 Registro gaveta aberto 030 2 Joelhos 900 282 312 UNIUBE 85 3114 Coluna de Distribuição Derivam do barrilete e após um certo trecho na cobertura descem verticalmente para alimentar os diversos pavimentos O dimensionamento das colunas é realizado em função das vazões nos trechos e dos limites de velocidade ou ver na tabela 12 Uma mesma coluna pode ter 2 ou mais trechos com diâ metros diferentes porque a vazão de distribuição diminui à medida que atinge os pavimentos As colunas de distribuição podem ser dimensionadas levandose em consideração uma faixa de velocidade mediana entre evitan do assim perdas de carga excessiva ruídos e golpes na coluna A figura 35 mostra esquematicamente as colunas e as derivações dos respectivos ramais de distribuição O dimensionamento das colunas é acompanhado de uma planilha de cálculo O dimensionamento e os cálculos dos diâmetros dos trechos de cada coluna de distribuição são apresentados nas tabe las a seguir referente à figura 35 86 UNIUBE Tabela 12 Velocidades e vazões máximas DIÂmETRO NOmINAL VELOCIDADE mÁXImA VAZÃO mÁXImA DN Ref mm mS Ls 15 20 25 32 40 50 60 75 100 125 150 12 23 1 114 112 2 212 3 4 5 6 160 195 225 250 250 250 250 250 250 250 250 020 06 12 25 40 57 89 12 18 31 40 Fonte Gebara 2016 050 280 280 280 280 280 280 280 350 BARRILETE 8 7 6 5 4 3 2 1 TÉRREO Af1 Af2 Af3 Af4 Figura 35 Esquema das colunas de distribuição Fonte Gebara 2016 UNIUBE 87 Tabela 13 Dimensionamento das tubulações da coluna de distribuição Af1 Coluna Perda Perda Af1 Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca Barr 8p 17 136 111 38 098 050 250 300 00774 023 050 160 187 8p 7p 17 119 103 32 129 280 208 488 01410 069 280 187 398 7p 6p 17 102 096 32 119 280 208 488 01248 061 280 398 617 6p 5p 17 85 087 32 109 280 208 488 01081 053 280 617 844 5p 4p 17 68 078 25 159 280 208 488 02497 122 280 844 1002 4p 3p 17 51 068 25 138 280 208 488 01989 097 280 1002 1185 3p 2p 17 34 055 25 113 280 208 488 01443 070 280 1185 1395 2p 1p 17 17 039 20 125 280 070 350 02085 073 280 1395 1602 Fonte Gebara 2016 Tabela 14 Dimensionamento das tubulações da coluna de distribuição Af2 Coluna Perda Perda Af2 Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca Barr 8p 17 152 117 38 103 050 250 300 00845 025 050 178 203 8p 7p 17 135 110 32 137 280 208 488 01558 076 280 203 407 7p 6p 17 118 103 32 128 280 208 488 01401 068 280 407 618 6p 5p 17 101 095 32 119 280 208 488 01239 060 280 618 838 5p 4p 17 84 087 32 108 280 208 488 01071 052 280 838 1066 4p 3p 17 67 078 25 158 280 208 488 02468 120 280 1066 1225 3p 2p 17 50 067 25 137 280 208 488 01958 096 280 1225 1410 2p 1p 17 33 054 25 111 280 208 488 01409 069 280 1410 1621 1p Terr 16 16 038 20 121 350 070 420 01987 083 350 1621 1887 Fonte Gebara 2016 Tabela 15 Dimensionamento das tubulações da coluna de distribuição Af3 Coluna Perda Perda Af3 Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca Barr 8p 14 112 100 38 089 050 250 300 00664 020 050 116 146 8p 7p 14 98 094 32 117 280 208 488 01209 059 280 146 367 7p 6p 14 84 087 32 108 280 208 488 01071 052 280 367 595 6p 5p 14 7 079 32 099 280 208 488 00927 045 280 595 830 5p 4p 14 56 071 25 145 280 208 488 02141 104 280 830 1005 4p 3p 14 42 061 25 125 280 208 488 01705 083 280 1005 1202 3p 2p 14 28 050 25 102 280 208 488 01237 060 280 1202 1421 2p 1p 14 14 035 20 113 280 070 350 01788 063 280 1421 1639 Fonte Gebara 2016 88 UNIUBE Tabela 16 Dimensionamento das tubulações da coluna de distribuição Af4 Coluna Perda Perda Af4 Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca Barr 8p 14 112 100 38 089 050 250 300 00664 020 050 115 145 8p 7p 14 98 094 32 117 280 208 488 01209 059 280 145 366 7p 6p 14 84 087 32 108 280 208 488 01071 052 280 366 594 6p 5p 14 70 079 32 099 280 208 488 00927 045 280 594 829 5p 4p 14 56 071 25 145 280 208 488 02141 104 280 829 1004 4p 3p 14 42 061 25 125 280 208 488 01705 083 280 1004 1201 3p 2p 14 28 050 25 102 280 208 488 01237 060 280 1201 1420 2p 1p 14 14 035 20 113 280 070 350 01788 063 280 1420 1638 Fonte Gebara 2016 3115 Ramais e Subramais De início devemos saber as alturas dos pontos de utilização das pe ças Saber essas alturas é necessário para poder verificar as pres sões de utilização no último pavimento e no térreo por problemas de e Tabela 16 Altura dos pontos de utilização Válvula de descarga Caixa tipo Montana Caixa tipo acoplada ao vaso Banheira Bidê Chuveiro Lavatório Máquina de lavar Tanque Filtro Pia de cozinha 110 m 200 m 055 m 030 m 200 a 220 m 060 m 075 m 090 m 200 m 100 m Fonte Gebara 2016 UNIUBE 89 RAMAL são tubulações derivadas da coluna de alimentação e que servem a conjuntos de aparelhos O dimensionamento é feito pelo consumo máximo possível utilizando a tabela 17 SUBRAMAL são tubulações que ligam os ramais às peças de uti lização ou a aparelhos sanitários Utilizase a tabela 18 Tabela 17 Seções Equivalentes Diâmetro dos canos pol ½ ¾ 1 1 ¼ 1 ½ 2 2 ½ 3 4 N de canos de ½ com a mesma capacidade 1 29 62 109 174 378 655 1105 189 Fonte Gebara 2016 Tabela 18 Diâmetros mínimos dos subramais Ponto de Utilização Diâmetro nominal mm pol Aquecedor de alta pressão 15 12 Aquecedor de baixa pressão 20 34 Banheiro 15 12 Bebedouro 15 12 Bidê 15 12 Caixa de descarga 15 12 Chuveiro 15 12 Filtro de pressão 15 12 Lavatório 15 12 Máquina de lavar roupa ou prato 20 34 Mictório autoaspirante 25 1 Mictório não aspirante 15 12 Pia de cozinha 15 12 90 UNIUBE Tanque de despejo ou de lavar roupa 20 34 Válvula de descarga 32A 114 A Quando a pressão estática de alimentação for inferior a 30 kPa 3 mH2O recomendase instalar a válvula de descarga em subramal com diâmetro nominal de 40 mm 1 ½ Fonte Gebara 2016 Para dimensionar os ramais de distribuição adotase tubulação de 20 mm de diâmetro em todos os trechos conforme distribuído no esquema da figura 36 RG RP Ch Lv VS Bd A B C 030 020 160 030 070 070 060 050 100 040 Af4 Figura 36 Esquema isométrico do banheiro tipo Fonte Gebara 2016 Utilizando a planilha eletrônica EXCEL é possível dimensionar os diâmetros dos ramais e subramais de distribuição e com isso ve rificar as pressões de funcionamento dos demais pavimentos UNIUBE 91 Tabela 19 Verificação das pressões dos pontos de utilização dos subramais do pavimento mais desfavorável Perda Perda Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca 8 A 14 035 20 113 240 288 528 01788 094 180 145 231 A B 08 027 20 085 070 125 195 01149 022 000 231 208 B C 06 023 20 074 060 125 185 00915 017 000 208 191 A Lv 05 05 021 20 068 000 000 000 00792 000 000 231 231 B Vs 03 03 016 20 052 040 070 110 00529 006 040 208 242 C Bd 01 01 009 20 030 040 070 110 00222 002 040 191 229 C Ch 05 05 021 20 068 220 810 1030 00792 082 150 191 040 Fonte Gebara 2016 Observe os trechos em que ocorre maior perda de carga substitu aos por diâmetros ligeiramente maiores não esqueça de atualizar os comprimentos equivalentes antes de refazer os cálculos Repetir a operação até verificar as pressões mínimas recomendadas Tabela 20 Dimensionamento das canalizações do ramal e dos subramais do pavimento mais desfavorável Perda Perda Peso Peso Compr Compr Compr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm Veloc Desenv Equiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante ls mm ms m m m mm mca m mca mca 8 A 14 035 32 044 240 483 723 00259 019 180 145 306 A B 08 027 32 033 070 208 278 00167 005 000 306 302 B C 06 023 25 047 060 166 226 00366 008 000 302 293 A Lv 05 05 021 20 068 000 000 000 00792 000 000 306 306 B Vs 03 03 016 20 052 040 070 110 00529 006 040 302 336 C Bd 01 01 009 20 030 040 070 110 00222 002 040 293 331 C Ch 05 05 021 25 043 220 1008 1228 00317 039 150 293 104 Fonte Gebara 2016 Obs Somente para o último andar 8 Para os demais andares devido ao acréscimo de pressão resul tante dos desníveis os diâmetros das canalizações serão iguais ao apresentado na tabela anterior 92 UNIUBE Tabela 21 Verificação das pressões dos pontos de utilização dos subramais do 7º pavimento Perda Perda Peso Peso ComprComprCompr Carga Carga Pressão Pressão Trecho Unit Acum Vazão Diâm VelocDesenvEquiv Total Unitário Total Desn Disp Jusante 8 A 14 035 20 113 240 275 515 01788 092 180 366 454 A B 08 027 20 085 070 125 195 01149 022 000 454 432 B C 06 023 20 074 060 125 185 00915 017 000 432 415 A Lv 05 05 021 20 068 000 000 000 00792 000 000 454 454 B Vs 03 03 016 20 052 040 070 110 00529 006 040 432 466 C Bd 01 01 009 20 030 040 070 110 00222 002 040 415 452 C Ch 05 05 021 20 068 220 810 1030 00792 082 150 415 183 Fonte Gebara 2016 3116 Conclusão No estudo de instalações hidráulicas o conhecimento da distribui ção da frequência de uso e do tipo de usuário é necessário à defi nição do sistema de limpeza a ser adotado O sistema de limpeza pode ser automático operado ou misto Quando a inspeção apontar a possibilidade de existência de corro são seja por meio da observação visual de sinais de corrosão con tidos na água ou por meio da constatação da diminuição gradativa da vazão as causas devem ser investigadas e as ações corretivas necessárias devem ser implementadas NBR 5626 Esses espaços devem ser mantidos acessíveis limpos de mate riais estranhos e livres de insetos ratos e outros animais AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 5626 Instalação Predial de Água Fria Disponível em httpptslidesharenetsheyqueiroznbr562698instalaopredial deguafria Acesso em 28 fev 2016 UNIUBE 93 PARADA PARA REFLEXÃO Quando a pressão no ponto do chuveiro for inferior a 1 mca o projetista deve adotar algumas medidas tais como aumentar a altura do reservatório diminuir as per das de cargas ou pressurizar a rede de distribuição SAIBA mAIS Para saber mais sobre o assunto consultar MACINTYRE Archibald Joseph Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais 3 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos LTC 1996 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta parte dos procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema predial de instalação hidráulica de água fria DICAS Mãos à obra programa 15 Instalações Hidráulicas Água fria Disponível em httpswwwyoutubecomwatchvkFtc1S DHng Acesso em 28 fev 2016 Instalações prediais de água quente 41 O abastecimento de água quente desde os aquecedores até os pontos de utilização é feito através de tubulações completamente independentes do sistema de distribuição de água fria Pode ser realizado de três maneiras distintas Aquecimento Individual local quando o sistema aquecedor aten de a um único aparelho ou a apenas um compartimento sanitário Como exemplo podemos citar o chuveiro e a torneira elétrica ou um aquecedor que atenda a um banheiro unicamente Aquecimento Central Privado quando o sistema aquecedor atende a uma unidade residencial ou seja alimenta os mais diversos pon tos de utilização localizados em banheiros lavanderias cozinhas etc Existem no comércio vários tipos e marcas de aquecedores que podem ser empregados cabendo ao projetista a escolha do mais adequado considerando fatores como segurança capacida de custo de instalação e operação custo e facilidade de manuten ção durabilidade espaço e local necessários a sua instalação etc A figura 37 mostra uma unidade residencial dotada de aquecimento central privado De acordo com a norma alguns detalhes para a instalação do aquecedor devem ser observados como a canaliza ção de alimentação de água fria que deve ser derivada da coluna de distribuição em cota superior ao aquecedor devendo entrar nele pela parte inferior na canalização de alimentação de água fria de vese colocar um registro de gaveta e válvula de segurança sendo proibida a instalação de válvula de retenção a canalização de água quente deverá sair pela parte superior oposta desaconselhando a sua ligação a um respiro conjugado para todos os pavimentos Natália michelan Introdução Projeto de instalações prediais de água quente Capítulo 4 As instalações de água quente destinamse a aparelhos de uso comum com a fi nalidade de melhorar as condições de higiene e bem estar de seus usuários VIANNA 1993 A instalação de Água Quente em uma residência destinase a banhos cozinhas lavagem de utensílios e confecção de alimentos lavagem de roupas etc Tem fi nalidades também em hospitais e indústrias Para uma instalação predial de Água Quente estar bem projetada de acordo com a NBR 719893 é necessário que seja contínuo o fornecimento de água aos usuários em quantidade sufi ciente armazenando ao máximo a um custo mais baixo possível Mesmo que apresente uma limitação das pressões e as velocidades a valores adequados ao perfeito funcionamento das peças de utilização devese conservar a temperatura adequada e preservar a qualidade da água CREDER 2006 Para tanto as temperaturas utilizadas são Uso pessoal em banhos e higiene 35 a 50 C Em cozinhas 60 a 70 C Em lavanderias 75 a 85 C Em fi nalidades médicas 100 C ou mais Aprender técnica de instalações de uma rede de água quente Listar as etapas de dimensionamento de instalações Reconhecer a importância de cada etapa Instalações prediais de água quente Partes constituintes de uma instalação predial de água quente Produção de água quente Aquecimento solar Produção de água quente nas instalações centrais Material dos encanamentos Objetivos Esquema Figura 37 Exemplo de Sistema de aquecimento central privado Fonte Gebara 2001 Aquecimento Central Coletivo quando um único sistema aquecedor ali menta conjuntos de aparelhos de várias unidades de um edifício quar téis hospitais hotéis prédios residenciais etc Nesse caso a vazão de UNIUBE 97 utilização de água quente varia continuamente e de uma maneira im previsível dessa maneira utilizamse aquecedores de acumulação que permitem o armazenamento da água aquecida durante as horas de con sumo mínimo atendendo assim ao abastecimento de água quente du rante as horas de consumo máximo vazão de pico Podese distribuir nos edifícios a água aquecida de duas maneiras Distribuição simples sem retorno pode ser ascendente ou descen dente Apresenta como inconveniente ter de esperar um momento até ter água quente no registro da unidade que se quer abastecer o que resulta em desperdício de água no entanto economizase em canali zação As figuras 38 e 39 apresentam um esquema dessa distribuição Distribuição com retorno nesse caso a água quente circula cons tantemente pela tubulação podendo ser de duas formas Termossifão utiliza o princípio de que a água quente é menos densa o que faz com que tenha a tendência de se elevar Nesse caso consomese mais energia pois a temperatura tem que ser mais elevada para provocar tal efeito e a distribui ção é ascendente figura 40 Por bombeamento utiliza um sistema de recalque fazendo que a água quente que sai do reservatório de aquecimento storage suba por uma coluna até o barrilete na cobertura onde desce em pru madas que alimentarão os diversos aparelhos de cada andar As prumadas se reúnem no pavimento onde se encontra o storage alimentandoo novamente com a água não consumida figura 41 Distribuição Mista a distribuição de água quente é feita nos ramos ascendentes e descendentes em andares alternados Requer cuidados especiais e por isso só recomendada em grandes edifícios figura 42 98 UNIUBE Figura 38 Sistema ascendente sem retorno Figura 39 Sistema descen dente sem retorno Figura 40 Sistema ascendente com circulação por termo sifão Figura 41 Sistema descenden te com bombeamento UNIUBE 99 Figura 42 Sistema misto Fonte Gebara 2001 411 Partes constituintes de uma instalação predial de água quente De acordo com a NBR7198 definemse as mesmas partes cons tituintes de uma instalação predial de água fria ou seja barrilete coluna ramal e subramal 4111 material e Pressão De acordo com a NBR7198 os tubos e conexões que constituem uma instalação predial de água quente podem ser de cobre aço carbono galvanizado aquaterm etc e respeitados os valores míni mos de pressão de serviço tal como uma instalação de água fria sobrepressão 20 mca 200kPa pressão estática mínima 40 mca 400kPa e pressão mínima de serviço 05mca 5kPa 100 UNIUBE 4112 Velocidade Não poderá a canalização ter velocidade superior a 14 D ou 4 ms a fim de não se produzirem ruídos excessivos Quanto à velo cidade mínima nada se recomenda Os valores calculados para os diâmetros comerciais apresentamse na tabela a seguir Tabela 22 Velocidades e vazões máximas para água quente Diâmetro Ve l o c i d a d e s máx ms V a z õ e s máx ls mm pol 15 ½ 160 020 20 ¾ 195 055 25 1 225 115 32 1 ¼ 250 200 40 1 ½ 275 310 50 2 315 640 65 2 ½ 355 1120 80 3 385 1760 100 4 400 3250 Fonte Gebara 2001 4113 Estimativa de Consumo A estimativa de consumo de água quente depende de alguns fato res são eles o hábito da população o clima local a destinação da edificação residencial hotel escritórios Nas condições brasileiras seguemse as prescrições contidas na Norma Brasileira NBR 719882 de Instalações Prediais de Água Quente Os valores sugeridos apresentamse na tabela a seguir UNIUBE 101 Tabela 23 Estimativa de consumo de água quente Prédio Consumo litrosdia Alojamento provisório de obra 24 pessoa Casa popular ou rural 36 pessoa Residência 45 pessoa Apartamento 60 pessoa Quartel 45 pessoa Escola internato 45 pessoa Hotel sem incluir cozinha e lavanderia 36 hóspede Hospital 125 leito Restaurantes e similares 12 refeição Lavanderia 15 Kgf de roupa seca Fonte NBR 7192 1982 Podese também estimar o consumo de água quente em função do número de pessoas e do número de aparelhos As tabelas a seguir apresentam os valores de consumo baseadas no Creder 2006 os valores foram reduzidos para 13 do original americano justificado pelo menor padrão de nossas instalações e clima menos rigoroso Tabela 24 Consumo de água quente nos edifícios em função do número de pessoas Tipo de edifício Água quente necessária a 60C C o n s u m o nas ocasi ões de pico ls D u r a ç ã o do pico Horas de Carga Capacidade do reservatório em função do CD Capacidade horá ria de aquecimen to em função do uso diário Residência Apartamentos Hotéis 50 l pessdia 17 4 15 17 Edifícios de escritórios 25 l pess dia 15 2 15 16 102 UNIUBE Fábricas 631 pess dia 13 1 25 18 Restaurante 3ª classe 2ª classe 1ª classe 19 l refeic 32 l refeic 56 l refeic 110 110 Restaurante 3 refeições por dia 110 8 15 110 Restaurante 1 refeição por dia 15 2 25 16 Fonte Creder 2006 Tabela 25 Consumo de água quente nos edifícios em função do número de aparelhos em l h a 60C Aparelho Aptos Clube Ginásios Hospitais Hotéis Fábricas Escritórios Residências Escolas Lavatório privado 26 26 26 26 26 26 26 26 26 Lavatório público 52 78 104 78 104 156 78 195 Banheiras 26 26 39 26 26 39 26 Lavador de pratos 195 65 65 65 26 195 26 Lava pés 39 39 156 39 39 156 39 39 Pia de cozinha 13 26 26 26 26 13 13 Tanque de lavagem 26 364 364 364 364 26 Pia de copa 65 13 13 13 65 13 Chuveiros 975 195 292 975 975 292 975 292 Consumo máximo provável 30 30 10 25 25 40 30 30 40 Capacidade do reservatório 125 90 100 60 80 100 200 70 100 Fonte Creder 2006 EXEmPLOS a Aquecimento para uma residência de 8 pessoas UNIUBE 103 Consumo diário Consumo de Peak Capacidade do reservatório Capacidade de aquecimento b Edifício de apartamentos com 10 unidades residências com os seguintes aparelhos por unidade bidê lavatório chuveiro e pia de cozinha Consumo máximo provável Capacidade do reservatório 4114 Vazão das Peças de Utilização Para dimensionar as tubulações é necessário o conhecimento da vazão das peças de utilização tal como realizado nas instalações de água fria A tabela a seguir fornece a descarga e o peso corres pondente para cada peça Tabela 26 Vazão das peças de utilização Peças de utilização Vazão ls Peso Banheira 030 10 Bidê 010 01 104 UNIUBE Chuveiro 020 05 Lavatório 020 05 Pia de cozinha 025 07 Pia de despejo 030 10 Lavadora de roupa 030 10 Fonte Gebara 2001 4115 Funcionamento das Peças de Utilização Devese considerar o funcionamento máximo provável das peças sanitárias Dessa forma para a estimativa da vazão de dimensio namento das tubulações utilizase esta equação P C Q Sendo vazão em coeficiente de descarga neste caso soma das peças suscetíveis de utilização P C Q Diâmetro Mínimo dos SubRamais Os valores mínimos a serem empregados estão descritos na tabela a seguir Tabela 27 Diâmetro mínimo dos subramais Peças de utilização Diâmetro mm Banheira 15 Bidê 15 Chuveiro 15 Lavatório 15 Pia de cozinha 15 Pia de despejo 20 UNIUBE 105 Lavadora de roupa 20 Fonte Gebara 2001 4116 Perdas de Carga Para estimativa das perdas de carga adotase o mesmo procedi mento descrito para instalação de água fria Recomendase para os tubos de aço galvanizado cobre e latão o emprego das fórmu las de FairWhippleHsiao 412 Produção de água quente Produzir água quente significa transferir de uma fonte as calorias necessárias para que a água atinja uma temperatura desejada A transferência de calor pode ser direta ou seja pelo contato do agente aquecedor com a água por vapor saturado que consiste nos sistemas de mistura vapor água pelo sistema indiretamente por efeito de condução térmica mediante o aquecimento de ele mentos que ficarão em contato com a água vapor no interior de serpentinas imersas em água 4121 Aquecimento Elétrico Normalmente é feito por meio de resistências metálicas de imersão que dão bom rendimento na transferência de calor Os aquecedores elétricos podem ser de aquecimento instantâneo da água em sua passagem pelo aparelho chuveiros elétricos ou de acumulação os chamados boilers devem ser alimentados por colunas independentes das que servem aos aparelhos sani tários O ramal de alimentação que liga a coluna ao boiler deve derivar da coluna em cota superior ao aquecedor entrando no ramal de alimentação pela parte inferior 106 UNIUBE A figura 43 demonstra o esquema de instalação do aquecedor elé trico em uma residência Figura 43 Esquema de instalação de aquecedores elétricos Fonte Gebara 2001 4122 Escolha do Aquecedor Elétrico de Acumulação A determinação da capacidade do aquecedor e da potência pode ser feita com o auxílio das tabelas a seguir devendose primeira mente determinar o consumo diário Como na maioria dos casos a temperatura da água a ser utilizada está a uma inferior a 70C devese também considerar a mistura com a água fria Tabela 28 Dimensionamento indicado para aquecedores elétricos de acumulação UNIUBE 107 Consumo diário a 70C litros Capacidade do aquece dor litros P o t ê n c i a kW 60 50 075 95 75 075 130 100 10 200 150 125 260 200 15 330 250 20 430 300 25 570 400 30 700 500 40 850 600 45 1150 750 55 1500 1000 70 1900 1250 85 2300 1500 100 2900 1750 120 3300 2000 140 4200 2500 170 5000 3000 200 Fonte Gebara 2001 Tabela 29 Quantidades de água quente para realizar a mistura Item Usos Consumo diário aproximado de água quente litros Temperatura da mistura 0C Q u a n t i d a d e aproximada para mistura litros Quente 70C Fria 17C 1 Chuveiro 30 38 120 180 108 UNIUBE 2 B a r b a lavagem de mão e rosto 10 38 4 6 3 Lavagem 20 52 13 7 Totais 60 426 29 31 Fonte Gebara 2001 Para uma temperatura de água gelada qualquer podese também uti lizar as equações clássicas para mistura dada pela seguinte equação 3 3 2 2 1 1 V t V t V t Em que t1 temperatura da água no aquecedor 70C t2 tempe ratura da água fria t3 temperatura média da mistura considere em torno de 40C V1 volume de água quente no aquecedor capaci dade do aquecedor V2 volume de água fria misturada no aparelho sendo V2 V3 V1 V3 volume de água morna final no aparelho Determinação da Potência e Consumo de Energia Nos aquecedores elétricos a energia dissipada expressa em watts horas pode ser determinada pela equação a seguir P t E Sendo t tempo em horas P potência do aquecedor em watts E energia dissipada A equivalência entre a quantidade de calor e energia permite a se guinte igualdade Q E Sendo Q expressa em quilocalorias kcal UNIUBE 109 A quantidade de calor para que uma massa de calor específico c e de temperatura t1 elevese a uma temperatura t2 é representada pela seguinte equação 1 2 t t c m Q Sendo m massa do líquido em litros c calor específico em kcalC igual a 1 t2 temperatura final em C t1 tempe ratura inicial em C lembrando que 1kwh 860 kcal EXEmPLO DE DImENSIONAmENTO a Dimensionar um aquecedor elétrico que irá atender a um aparta mento com 2 quartos supondo 2 pessoas por dormitório Capacidade do Aquecedor Entretanto devemos considerar que a água a ser utilizada terá uma temperatura inferior a 70C devendo observar então o valor esti mado de consumo na tabela 29 portanto Capacidade do aquecedor Pela tabela 28 temos que utilizar de capacidade de 150 litros e potência de 125 kwh Observação Podese determinar a capacidade do aquecedor utili zando a equação da mistura vista nos itens anteriores 413 Aquecimento solar Utilizase o coletor solar para aquecimento dágua para uso domés tico piscinas e em processos industriais Apresenta a vantagem de ser uma fonte de energia inesgotável aliada a outras razões pelas 110 UNIUBE quais o seu emprego vai se difundindo como exemplo não ser poluidora do ar ser autossuficiente ser completamente silenciosa ser fonte de energia alternativa Para se obter melhor rendimento precisase orientar o coletor de modo a receber a maior incidência dos raios solares já que a radia ção solar não é constante ao longo do dia e variando também em relação às estações do ano Coletores fixos devem apresentar em relação a horizontal um ângulo resultante da soma da latitude do local mais 5 ou 100 objetivando assim uma melhor incidência dos raios solares durante o ano todo Deve também estar voltado para o norte hemisfério sul Circulação natural termossifão em circuito aberto Circulação natural termossifão em circuito fechado Circulação forçada em circuito aberto Circulação forçada em circuito fechado UNIUBE 111 Instalação de um coletor solar em uma residência Figura 44 Tipos de Instalações Fonte Creder 2006 4131 Dimensionamento da Superfície Coletora Um modo prático de dimensionamento da superfície coletora é con siderar de coletor para 50 65 litros de água quente necessários ou utilizar a equação a seguir 112 UNIUBE I η Q S Sendo S área em m² Q Quantidade de calor necessária em kcal dia I intensidade de radiação solar em kwhm² ou kcalhm² η ren dimento do aproveitamento da energia por painel na prática η 50 EXEmPLO Considere uma residência com 5 pessoas Calcule qual a área ne cessária de coletor solar Consumo diário Quantidade de calor supondo que a água entre na temperatura de 20C e saia do coletor a 60C Supondo Rio de Janeiro temos 2 34 50 4200 9000 m S 414 Produção de água quente nas instalações centrais Existem diferentes sistemas empregados na distribuição de água quente em instalações centrais coletivas Consideraremos agora as formas mais comuns de produção de água quente em sistemas centrais coletivos Aquecimento direto de água com gás de rua ou engarrafado há aquecedores para instalação privada e centrais coletivas Aquecimento direto de água com óleo possuem uma câmara de UNIUBE 113 aquecimento na qual a chama de um queimador de óleo pulverizado aquece o ar insuflado por um soprador Aquecido o ar este passa por uma serpentina imersa na água do storage a qual se pretende aquecer Aquecimento da água com vapor a produção de água quente pode ser realizada utilizandose o vapor gerado na caldeira Do barrilete de vapor derivase um ramal a um reservatório onde o vapor é misturado à água nele contida ou se conduz o vapor a uma serpentina colocada no aquecedor de água Nesse segundo caso cedendo calor à água o vapor se condensa na serpentina e o condensado recolhido pode ser devolvido à caldeira por uma bomba de condensado 4141 Capacidade do Storage e da Potência da Caldeira O storage deve acumular uma quantidade de água quente tal que durante o período de consumo máximo não venha a faltar água quente Vale ressaltar aqui que enquanto se está consumindo água a caldeira continua fornecendo calorias que vão sendo trans feridas à água do storage Considerase que a água quente a ser utilizada esteja em torno dos 40C como visto nos itens anteriores e que no storage ela seja aquecida em torno dos 70C ou mais dependendo é claro das condições climáticas locais A graduação da temperatura é feita nos aparelhos pela mistura com a água fria Antes de começar a utilização de água quente pela manhã dis põese de um período de 2 horas para efetuar o primeiro aqueci mento da água do storage Quanto maior for o tempo que se ad mitir para esse primeiro aquecimento tanto menor deverá ser a potência calorífica da caldeira A determinação do consumo de sua duração não é fácil de se fazer com exatidão em certos casos como apartamentos hotéis e hospitais No caso de colégios pela 114 UNIUBE maneira como funcionam esses estabelecimentos podese calcu lar com certa exatidão o consumo médio e o tempo de duração da demanda máxima 4142 Capacidade do Storage e Potência da Caldeira prédios de apartamentos e hóteis Para o cálculo da capacidade do storage podese utilizar os mé todos descritos anteriormente ou seja considerando a equação da mistura e utilizando os valores descritos na tabela 29 Podese utilizar o método simplificado aplicável a prédios residenciais con siderando a relação entre o volume teórico do reservatório de água quente e o consumo total diário Pela equação a seguir temos A CD Vteórico Sendo A 13 residências grandes 15 apartamentos para 5 pessoas 17 apartamentos muito grandes Para se obter o volume real do storage basta multiplicar Vteórico pelo fator 133 A potência da caldeira pode ser determinada me diante a utilização da equação a seguir T t t Vstorage P 1 2 Sendo t1 temperatura da água fria t2 temperatura que se pre tende elevar a água em torno de 70C T tempo para efetuar o primeiro aquecimento da água no storage considerase 2h EXEmPLO 1 Considere um prédio de 30 apartamentos com 4 pessoas por apartamento e temperatura da água igual a 200ºC Calcular a UNIUBE 115 capacidade do storage e potência da caldeira 4143 Capacidade do Storage e Potência da Caldeira colégios internos e estabelecimentos análogos Nesse caso temse o conhecimento do tempo de duração de de manda máxima e a quantidade de água que será consumida O consumo diário em colégios deve ser estimado em função do nú mero de aparelhos que esse estabelecimento possui cujo horá rio de funcionamento costuma estar perfeitamente regulamentado nesse gênero de estabelecimento As equações necessárias para o dimensionamento estão descritas a seguir Vstorage t t k n P m 1 3 e P m V t t storage 1 2 Sendo V capacidade do storage em litros P potência calorífica da caldeira em kcalhora m tempo disponível para o aquecimento até o início do funcionamento dos aparelhos n tempo de duração do funcionamento dos aparelhos k quilocalorias recebidas pela quan tidade total de água gasta nos aparelhos durante o tempo n para pas sar de t1 t2 t1 temperatura da água que alimenta a instalação 15 a 20C t2 temperatura máxima atingida no storage 65 a 70C t3 temperatura que a água deverá ter no fim do tempo n EXEmPLO 2 116 UNIUBE Considere um colégio com 150 alunos em que há 15 chuveiros e 30 lavatórios Admita que apenas 23 dos alunos tomem banho quente que esse banho se realize em dois turnos metade toma banho de manhã e a outra metade a tarde e que m 2 h e n 050 h Calcule o volume do storage e a potência calorífica da caldeira Vamos supor que o tempo do banho para cada grupo de seja de 30 minutos Adotando para con sumo em cada banho de chuveiro 30 litros de água a 40C e para o lavatório 10 litros teremos As calorias k para aquecer de 15C a 40C serão Admitimos então Assim substituindo todos os valores das equações anteriormente descritas teremos P V 2 15 65 Podese acrescentar no valor da potência um montante de 15 referente a perdas UNIUBE 117 415 material dos encanamentos Os encanamentos devem ser de preferência de cobre recozido com conexões de bronze ou latão Os tubos em PVC devem ser evitados pois possuem um coeficiente linear elevado e ainda amolecem facilmente a uma temperatura de 100C Sob uma tem peratura de 60C sua pressão de serviço fica reduzida a valores de apenas 2kgfcm² Tubos em ferro galvanizado apresentam baixa resistência à corrosão 4151 Dilatação dos Encanamentos Devese levar em consideração a dilatação dos encanamentos de uma instalação de água quente permitindo que a dilatação se dê livremente evitando assim o surgimento de tensões internas nos tubos e empuxos consideráveis Como solução aos efeitos da dila tação nas tubulações podese usar os seguintes recursos Usar um traçado não retilíneo para a tubulação isto é realizar des vios angulares no plano ou no espaço dando assim condições para o tubo absorver as dilatações Podemos observar essas solu ções na figura 45 Usando tubo de cobre e conexão de latão pela tabela 30 podese obter as dimensões a serem dadas ao loop quando se conhece a dilatação e o diâmetro do tubo Em trechos retilíneos longos fazer um loop ou colocar uma peça conhecida como lira Havendo pouco espaço para realizar o loop usar as juntas de dilatação especiais As tubulações de água quente podem dilatarse sem rom per o isolamento térmico Devese evitar embutir as linhas 118 UNIUBE alimentadoras na alvenaria Sempre que possível instalálas em um nicho ou em um shaft Tabela 30 Dimensões do loop para absorver diversos valores do deslocamento Diâmetro externo do tubo em polegadas Comprimento L polegadas para deslocamento ½ 1 1 ½ 2 2 ½ 3 4 5 6 78 10 15 19 22 25 27 30 34 38 1 18 11 16 20 24 27 29 33 38 42 1 38 11 17 21 26 29 32 36 42 47 1 58 12 18 23 28 31 35 39 46 51 2 18 14 20 25 31 34 38 44 51 57 2 58 16 22 27 32 37 42 47 56 62 3 18 18 24 30 34 39 45 53 60 67 4 18 20 28 34 39 44 48 58 66 75 5 18 22 31 39 44 49 54 62 70 78 6 18 24 34 42 48 54 59 68 76 83 Fonte Gebara 2001 Figura 45 Loops Fonte Gebara 2001 UNIUBE 119 4152 Isolamento dos Encanamentos As tubulações deverão ser de cobre ou de ferro puro especial O isolamento deve ser com material de baixa condutibilidade térmica a fim de não dissipar o calor antes da água atingir os subramais Os materiais a seguir são empregados no isolamento quando tiverem mais de 5 metros de comprimento são eles produtos à base de ver miculite mica expandida sob ação do calor lã de rocha ou lã mine ral sílica em fios são bons materiais mas de manuseio perigoso O silicato de cálcio hidratado com fibras de amianto é excelente e muito empregado sendo especificado na norma PNB141 O silicato de magnésio hidratado ótimo isolante tem cedido espaço ao silicato de cálcio hidratado pois possui fraca resistência à umidade Os isolantes são fornecidos sob a forma de calhas que se adaptam aos tubos Nas conexões e válvulas empregase argamassa sobre tela recobrindo as peças ou aplicamse mantas do mesmo mate rial A camada de isolamento térmico pode ser protegida com pano de algodãozinho o qual deve ser pintado depois Quando a tubulação for instalada em locais úmidos podese prote gêla com película de alumínio adesiva Podese também recobrir as calhas isolantes com papelão betuminoso colado a folhas ou lâminas finas de alumínio O material de revestimento é preso às calhas com braçadeiras ou cintas com presilhas 120 UNIUBE 416 Conclusão O projeto de instalações prediais de água quente deverá ser com posto de plantas baixas de todos os pavimentos de um pavimen to tipo no caso de sua existência planta de cobertura locação detalhes isométricos barrilete memorial descritivo e de cálculo e dos detalhes construtivos que se fizerem necessários Todas as pranchas deverão possuir legenda e selo Geralmente o projeto de instalações de água quente é apresentado juntamente com o projeto de instalações de água fria INSTALAÇÔES 2016 Sendo assim ao projetar cada subsistema é indispensável con siderar as diversas interações com os demais subsistemas de tal forma que o produto final apresente a harmonia funcional solicitada pelo usuário ILHA GONÇALVES KAVASSAKI 1994 AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 5626 Instalação Predial de Água Fria Disponível em httpptslidesharenetsheyqueiroznbr562698instalaopredial deguafria Acesso em 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO As canalizações de água quente não podem ser super dimensionadas pois poderão funcionar como reservató rios ocasionando uma demora excessiva na chegada da água até os pontos de consumo e o seu resfriamento UNIUBE 121 SAIBA mAIS Para saber mais sobre o assunto consultar CREDER Hélio Instalações Hidráulicas e Sanitárias 6 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos LTC 2006 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema predial de instalação hidráulica de água quente DICAS QiSat Curso Instalações de Água Quente Dimensionamento de Aquecedores Instantâneos Parte 1 Disponível em httpswww youtubecomwatchvHTKsTQHjmx8 Acesso em 28 fev 2016 UNIUBE Natália michelan Introdução Projeto de instalações prediais de esgoto sanitário Capítulo 5 Uma instalação predial de Esgotos Sanitários visa atender às exigências mínimas de habitação fatores esses importantíssimos para a manutenção da qualidade de vida pois estão diretamente relacionadas à higiene à segurança à economia e ao conforto dos usuários As prescrições relativas às instalações prediais de esgotos sanitários variam em nosso país conforme as municipalidades Todas porém seguem fundamentalmente a NBR 8160 de 1983 que fi xa as condições técnicas exigíveis para o projeto e a execução das referidas instalações MACINTYRE 1996 Conforme a NBR 8160 as instalações prediais de esgotos sanitários devem ser projetadas de modo que permitam um rápido escoamento dos esgotos e também sua fácil desobstrução visam também vedar as passagens de gases e animais das tubulações para o interior das edifi cações bem como impedir o vazamento o escapamento desses gases e a formação de depósitos no interior das tubulações ainda é de primordial importância impedir a poluição da água potável Aprender técnica de instalações de uma rede de esgoto sanitário Relacionar as etapas do projeto de instalações prediais de esgoto sanitário Definir os conceitos para o dimensionamento do projeto Instalações prediais de esgotos sanitários Etapas de projeto Partes constituintes e terminologia de uma instalação predial de esgotos sanitários Traçado das instalações de esgotos e ventilação Dimensionamento Caixa de gordura Fossa séptica Objetivos Esquema Instalações prediais de esgotos sanitários 51 Segundo Gebara 2001 para se projetar um sistema predial de esgoto sanitário é necessário que tais instalações Promovam o rápido escoamento dos esgotos isso é conse guido por meio de traçados convenientes evitandose curvas verticais e horizontais No caso de necessidade as curvas devem ser preferencialmente de 45º Quando inevitável as curvas de 90º deverão ser de raios longos utilizandose pe ças de inspeção antes e depois delas As ligações entre cana lização deverão ser feitas sempre que possível por meio do traçado mais curto com prioridade para a de maior diâmetro UNIUBE 125 Vedem a passagem de gases e animais das tubulações para o interior dos edifícios provendose todas as peças ou cana lizações ligadas a elas de fecho hídrico coluna líquida de 50 mm de altura no mínimo que deve ser mantido sob quais quer condições de funcionamento da rede Impeçam a poluição da água de consumo e de gêneros alimen tícios evitando as interconexões bem como a passagem de ca nalizações de água em rebaixos de pisos ou canaletas de águas servidas De qualquer maneira a existência de vazamentos na canalização de esgotos pode causar problemas de contamina ção da água de abastecimento e de gêneros alimentícios Impeçam vazamentos escapamentos de gases e formação de depósitos no interior das tubulações para se evitar vazamen tos é aconselhável que a instalação antes de ser posta em funcionamento seja submetida ao teste de fumaça ou outro qualquer a fim de se detectar possíveis falhas na execução dela Devem ser evitados colos que permitam a deposição de material particulado presente nos esgotos Devemse prover as tubulações de inspeções peças especiais ou causas de inspeção que permitam a manutenção da rede por meio da introdução de equipamentos utilizados na limpeza delas Por fim a durabilidade das instalações está diretamente ligada à qualidade do material empregado que deve ser resistente à corrosão e da execução dos serviços por isso a instalação não deve nunca estar solidária à estrutura do prédio Permita a ventilação contínua da rede pública coletora de esgotos essa é conseguida mediante a manutenção de canalização aber ta à atmosfera e ligada diretamente à rede pública sem nenhuma obstrução Tal condição é satisfeita pelas instalações de ventilação que apresentam como único objetivo a veiculação de gases e de ar 126 UNIUBE 511 Etapas de projeto As etapas do projeto de instalação predial de esgoto sanitário são as mesmas que para uma instalação predial de Água Fria porém as plantas e seções deverão ter escala 150 e os detalhes 120 Além disso devem atender aos objetivos propostos anteriormente e utilizar uma convenção para os desenhos de projeto A figura 46 mostra uma convenção bastante utilizada nessas instalações Figura 46 Convenções para projeto mais comumente utilizadas Fonte NB 19 1983 Todo projeto predial de esgoto sanitário deve apresentar um esquema vertical em que são indicados para cada pavimento os diâmetros dos tubos de queda tubos de gordura tubos ventiladores dentre outros A figura 47 apresenta esse esquema baseado na norma NB19 UNIUBE 127 Figura 47 Esquema vertical Fonte NB 19 1983 A figura 48 apresenta os tipos de arranjos usualmente executados para as ligações de esgoto de um banheiro residencial 128 UNIUBE Figura 48 Arranjos de ligações de esgotos e ventilação mais comumente utilizados Fonte Gebara 2001 A tabela 31 indica as declividades mínimas preconizadas pela norma para as denominadas tubulações horizontais de esgotos sanitários UNIUBE 129 Tabela 31 Declividades mínimas de acordo com a norma Tubulações Horizontais 1 Diâmetro Nominal da Tubulação DN mm Declividade 75 2 100 1 1 Tubulação instalada em posição horizontal ou que faça ângulo menor que 45 graus com a horizontal Fonte adaptada de Gebara 2001 512 Partes constituintes e terminologia de uma instalação predial de esgotos sanitários A seguir serão apresentadas as terminologias adotadas pela NBR 8160 as figuras 49 e 50 nos auxiliam para uma melhor visualização dessas partes constituintes da instalação predial de esgoto sanitário Figura 49 Terminologias Edifício de até 3 pavimentos Fonte Creder 2006 130 UNIUBE Figura 50 Terminologias Edifício com mais de 3 pavimentos Fonte Creder 2006 APARELHO SANITÁRIO aparelho ligado à instalação predial e destinado ao uso da água para fins higiênicos ou a receber dejetos e águas servidas CAIXA COLETORA CC caixa onde se reúnem os refugos líqui dos que exigem elevação mecânica CAIXA DE INSPEÇÃO CI caixa destinada a permitir a inspeção limpeza e desobstrução das tubulações UNIUBE 131 CAIXA DE PASSAGEM CP caixa dotada de grelha ou tampa cega destinada a receber água de lavagem de pisos e afluentes de tubulação secundária de uma mesma unidade autônoma COLETOR PREDIAL trecho de tubulação compreendido entre a última inserção de subcoletor ramal de esgoto ou de descarga e o coletor público ou sistema particular COLETOR PÚBLICO tubulação pertencente ao sistema público de esgotos sanitários e destinada a receber e conduzir os efluentes dos coletores prediais DESCONECTOR dispositivo provido de fecho hídrico destinado a vedar a passagem dos gases ESGOTO refugo líquido que deve ser conduzido a um destino final ESGOTOS SANITÁRIOS são os despejos provenientes do uso da água para fins higiênicos FECHO HÍDRICO camada líquida que em um desconector veda a passagem de gases INSTALAÇÃO PRIMÁRIA DE ESGOTOS conjunto de tubulações e dispositivos por onde têm acesso gases provenientes do coletor público ou dispositivos de tratamento INSTALAÇÃO SECUNDÁRIA DE ESGOTOS conjunto de tubula ções e dispositivos por onde não têm acesso gases provenientes do coletor público ou dos dispositivos de tratamento RAMAL DE DESCARGA RD tubulação que recebe diretamente efluentes de aparelhos sanitários 132 UNIUBE RAMAL DE ESGOTO RE tubulação que recebe efluentes de ra mais de descarga RAMAL DE VENTILAÇÃO RV tubo ventilador interligado ao des conector ou ramal de descarga um ou mais aparelhos sanitários ligado a uma coluna de ventilação ou a um tubo ventilador primário SUBCOLETOR SC tubulação que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda ou ramais de esgoto TUBO DE QUEDA TQ tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores ramais de esgoto e ramais de descarga TUBO OPERCULADO TO peça de inspeção em forma de tubo provida de abertura com tampa removível TUBO VENTILADOR TV tubo destinado a possibilitar o escoamento de ar da atmosfera para a instalação de esgoto e viceversa ou a circulação de ar no interior da instalação com a finalidade de proteger o fecho hídrico dos desconectores de ruptura por aspiração ou compressão e encami nhar os gases emanados do coletor público para a atmosfera TUBO VENTILADOR DE ALÍVIO tubo ventilador secundário ligando o tubo de queda ou ramal de esgoto ou de descarga à coluna de ventilação TUBO VENTILADOR DE CIRCUITO VC tubo ventilador secun dário ligado a um ramal de esgoto e servindo a um grupo de apa relhos sem ventilação individual ver Tubo Ventilador Secundário TUBO VENTILADOR INVERTIDO VIn tubo ventilador individual em forma de cajado que liga o orifício existente no colo alto do desconector do vaso sanitário ao respectivo ramal de descarga ver Tubo Ventilador Individual UNIUBE 133 TUBO VENTILADOR PRIMÁRIO VP prolongamento do tubo de queda acima do ramal mais alto a ele ligado e com extremidade superior aberta à atmosfera situada acima da cobertura do prédio TUBO VENTILADOR SECUNDÁRIO VSe prolongamento do tubo de queda nas mesmas condições descritas para o do ventila dor primário porém sem nenhum aparelho sanitário ligado a ele TUBO VENTILADOR SUPLEMENTAR VSu tubulação ligando um ramal de esgoto ao tubo ventilador de circuito correspondente TUBULAÇÃO PRIMÁRIA tubulação a qual têm acesso gases pro venientes do coletor público ou dos dispositivos de tratamento TUBULAÇÃO SECUNDÁRIA tubulação protegida por desconector contra o acesso de gases das tubulações primárias UNIDADE AUTÔNOMA parte da edificação vinculada a uma fra ção ideal de terreno sujeita às limitações da lei constituída de de pendências e instalações de uso privativo destinada a fins resi denciais ou não assinalada por designação especial numérica ou alfabética de identificação e discriminação UNIDADE HUNTER DE CONTRIBUIÇÃO UHC fator probabilís tico numérico que representa a frequência habitual de utilização associada à vazão típica de cada uma das diferentes peças de um conjunto de aparelhos Sendo assim podemos dividir uma instalação predial de esgotos sanitários nos seguintes elementos principais 134 UNIUBE 5121 Canalizações para coleta e afastamento das águas servidas Essas canalizações podem ser classificadas como primárias ou secundárias No caso das canalizações primárias tem acesso os gases provenientes do coletor público e as secundárias estão pro tegidas por desconector contra esses gases Essas canalizações são constituídas por ramal de descarga ramal de esgoto tubo de queda subcoletões coletor predial caixa de inspeção ou passa gem e as peças de inspeção mostrados na figura 49 5122 Desconector O desconector é definido como todo sifão sanitário ligado a uma canalização primária ou seja é um dispositivo hidráulico destinado a vedar a passagem de gases do interior das canalizações de es goto para o interior dos edifícios Figura 51 Desconector Fonte adaptada de Gebara 2001 Pela figura 51 verificase que todo desconector deve ser ventilado a fim de se evitar que o acúmulo de gases à jusante no interior da canalização de esgoto primário seja capaz de produzir uma pres são superior à do fecho hídrico UNIUBE 135 A ventilação dos desconectores evita também o rompimento do fecho hídrico por sucção que poderá ocorrer caso a canalização de esgoto primário funcione como conduto forçado mesmo que por um breve momento A figura 52 mostra ilustrativamente como isso pode ocorrer PISTÃO HIDRÁULICO durante a queda da água descarregada pela bacia sanitária o pistão hidráulico comprime o ar situado abai xo este exerce pressão sobre as colunas de água que estão nos sifões abaixo Caso não houvesse a possibilidade de saída o ar comprimido tenderia a romper o fecho hídrico por meio do fenôme no denominado sifonamento por compressão o que possibilitaria a entrada dos gases das canalizações para o interior dos compar timentos sanitários A presença de ramais de ventilação ligadas à coluna de ventilação evita tal fato VÁCUO PARCIAL OU SIFONAMENTO POR ASPIRAÇÃO é o fe nômeno oposto ao do pistão hidráulico já que ao descer a coluna líquida tende a provocar o vácuo parcial na parte superior da ca nalização acima do pistão hidráulico O prolongamento do tubo de queda até a cobertura diminui a possibilidade de ocorrência desse fenômeno porém não a elimina totalmente AUTOSSIFONAMENTO sifonamento que ocorre devido à própria descarga do aparelho sanitário Ocorre quando o ramal de des carga é muito comprido e de seção muito pequena chegando a encher completamente a canalização horizontal antes de atingir o tubo de queda e a canalização passa então a trabalhar sobre pressão produzindo a montante do volume de água deslocado condições para que haja aspiração da última quantidade de água descarregada que deveria formar o fecho hídrico no sifão 136 UNIUBE ramal de ventilação coluna de ventilação tubo ventilador primário pistão hidráulico sifão ramal de descarga tubo de queda Figura 52 Esquema ilustrativo de um pistão hidráulico Fonte Creder 2006 A norma brasileira faz ainda várias recomendações algumas me recendo destaque e por isso listadas a seguir as pias de copa e de cozinha devem ser dotadas de sifões mesmo quando forem ligadas às caixas retentoras de gordura Não devem ser usados si fões ralos sifonados ou caixa sifonada cujo fecho hídrico dependa da ação de partes móveis ou de divisões internas removíveis que em caso de defeito possam deixar passar gases E por fim todo desconector deve satisfazer às seguintes condições UNIUBE 137 Apresentar fecho hídrico com altura mínima de 50 mm Apresentar orifício de saída com diâmetro igual ou maior ao do ramal de descarga a ele ligado Os sifões devem ter fecho hídrico com altura mínima de 50 mm e devem ser munidos de bujões com rosca na parte inferior ou de qualquer outro meio para fácil limpeza e inspeção Figura 53 Sifão segundo a NBR8160 Fonte Creder 2006 De maneira geral utilizase sifão sanitário individual apenas em mictórios bacias sanitárias pias de cozinha pias de despejo e tanques de lavar O tipo de instalação mais comumente utilizado consiste na liga ção dos ramais de descarga de lavatórios banheiras bidês e ralos de boxes de chuveiros ou de coleta de água de pisos às caixas sifonadas 138 UNIUBE Figura 54 Caixa Sifonada Fonte Creder 2006 Dessa maneira o ramal de esgoto do efluente da caixa sifonada figura 55 seria uma canalização primária enquanto que os ramais de descarga seriam canalizações secundárias Figura 55 Exemplo de utilização de caixa sifonada em ins talações prediais de esgotos sanitários Fonte Creder 2006 UNIUBE 139 5123 Canalizações Para Ventilação A rede de ventilação é constituída por canalizações que se iniciam próximas aos sifões e que terminam abertas ao exterior possi bilitando assim a veiculação de ar e gases por elas figura 56 Constituem essas canalizações tubo de ventilação primário e se cundário ramal de ventilação colunas de ventilação etc Figura 56 Ventilação em circuito Fonte Creder 2006 5124 Órgãos Especiais São elementos que eventualmente podem ser necessários em bora não sejam comuns à maioria das instalações Temos como exemplo o caso de existirem aparelhos instalados em cota inferior ao da via pública não sendo possível que os dejetos sejam lança dos por gravidade no coletor público é necessário então a reunião de todos esses despejos em uma caixa coletora para posterior 140 UNIUBE recalque deles até a cota favorável ao lançamento por gravidade na rede pública de esgotos 513 Traçado das instalações de esgotos e ventilação O traçado adequado das instalações prediais de esgotos e de venti lação é conseguido pela obediência dos princípios básicos são eles Utilização adequada das conexões e demais elementos que devem compor a instalação Dessa maneira toda mudança de direção deve ser executada de maneira correta utilizando conexões ou caixas de passagem Depois do estudo em escala reduzida o projetista deve apre sentar a instalação definitiva em escala maior 120 pois ao não se levar em conta o tamanho das conexões podese inviabilizar a execução da instalação projetada por falta de espaço para a colocação de todas as conexões necessárias Canalizações embutidas que não devem estar solidárias às pe ças estruturais do edifício Isso condiciona a escolha de pontas de descida dos tubos de queda para o mais próximo possível dos pilares ou da projeção dos pilares e paredes do térreo Com esses princípios os traçados das instalações transformamse em estudos geométricos estabelecendose dessa maneira algu mas regras conforme listadas a seguir Localização do tubo de queda o tubo de queda deverá ser embutido em parede e situado próximo à projeção de pilar ou parede do térreo Ligação de saída da bacia sanitária com o tubo de queda essa ligação deve ser a mais direta possível provendose a UNIUBE 141 necessidade eventual da colocação de junções para permitir a ligação da caixa sifonada no ramal de esgotos Localizações da caixa sifonada e ligação ao ramal de esgoto caixa sifonada com grelha devese levar em conta aspectos estéticos já que o piso deverá apresentar declividade favo rável ao escoamento das águas para a caixa caixa sifonada com tampa cega admitese sua localização em qualquer lo cal do compartimento sanitário Ligação dos ramais de descarga à caixa sifonada a caixa sifo nada normal admite a ligação de até sete ramais da descarga Ligação do tubo ventilador ao ramal e à coluna de ventilação todo sifão deve ser ventilado então a distância entre o tubo ventilador e o sifão não deve ultrapassar certas distâncias dependendo do diâmetro do ramal de descarga projeção do pilar a Identificação dos elementos estruturais b Escolha do ponto de descida do tubo de queda 142 UNIUBE c Ligação do TQ à bacia sanitária d Localização da caixa sifonada e sua ligação ao ramal de esgo tos Ligação dos ramais de descarga à caixa sifonada e Ligação do tubo ventilador ao ramal de esgotos e à coluna de ventilação Figuras 57 Esquema do traçado de uma instalação predial de esgoto sanitário Fonte Creder 2006 UNIUBE 143 514 Dimencionamento A estimativa das descargas está associada ao número de apa relhos sanitários ligados às canalizações A norma NBR 8160 fixa os valores dessas unidades para os aparelhos mais co mumente utilizados Essa unidade é denominada Unidade Hunter de Contribuição UHC corresponde à unidade de descarga de um lavatório de residência e é igual a 28 lmin 5141 Ramais de Descarga Utilizamse as tabelas 32 e 33 para obter o diâmetro nominal mí nimo do ramal de descarga e o UHC dos aparelhos utilizado na instalação predial de esgoto sanitário Tabela 32 Ramais de descarga para peças existentes Ramais de Descarga Diâmetro Nominal DN Mínimo Aparelho UHC DN mm Banheira de residência 3 40 Banheira de uso geral 4 40 Banheira Hidroterápica fluxo contínuo 6 75 Banheira de emergência hospital 4 40 Banheira infantil hospital 2 40 Bacia de assento hidroterápica 2 40 Bebedouro 05 30 Bidê 2 30 Chuveiro de residência 2 40 Chuveiro coletivo 4 40 Chuveiro hidroterápico 4 75 Chuveiro hidroterápico tipo tubular 4 75 144 UNIUBE Ducha escocesa 6 75 Ducha perineal 2 30 Lavador de comadre 6 100 Lavatório de residência 1 30 Lavatório geral 2 40 Lavatório quarto de enfermeira 1 30 Lavabo cirúrgico 3 40 Lava pernas hidroterápico 3 50 Lava braço hidroterápico 3 50 Lava pés hidroterápico 2 50 Mictório válvula de descarga 6 75 Mictório caixa de descarga 5 50 mictório descarga automática 2 40 Mictório de calha por metro 2 50 Mesa de autópsia 2 40 Pia de residência 3 40 Pia de serviço despejo 5 75 Pia de laboratório 2 40 Pia de lavagem de instrumentos hospital 2 40 Pia de cozinha industrial preparação 3 40 Pia de cozinha industrial lavagem de panelas 4 50 Tanque de lavar roupa 3 40 Máquina de lavar pratos 4 75 Máquinas de lavar roupa até 30 Kg 10 75 Máquinas de lavar roupa de 30Kg até 60 Kg 12 100 Máquinas de lavar roupa acima de 60Kg 14 150 Vaso sanitário 6 100 Fonte Vianna 1993 UNIUBE 145 Tabela 33 Ramais de Descarga para aparelhos não relacionados na Tabela 32 Ramais de Descarga1 Diâmetro Nominal DN Mínimo UHC DN mm 1 30 2 40 3 50 5 75 6 100 Fonte Creder 2006 5142 Ramais de Esgoto Utilizase a tabela 35 para obter os diâmetros nominais mínimos dos ramais de descarga Devemse somar as unidades de descar ga de todos os aparelhos servidos pelo ramal e após esse cálculo formular a tabela a seguir Tabela 35 Ramais de Esgoto Ramais de Descarga 1 Diâmetro Nominal DN Mínimo UHC DN mm 1 30 3 40 6 50 146 UNIUBE 20 75 160 100 620 150 1 O ramal de esgoto de caixa sifonada deve ser dimensionado levandose em conta a soma das UHC dos aparelhos que contri buem para ela Fonte adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 Devese lembrar que as declividades mínimas tanto para ramais de descarga como de esgoto devem obedecer à tabela 31 Para os ramais de esgoto como para os ramais de descarga deve ser observado ainda que lavatórios banheiros bidês ralos chuveiros e tanques lançamse em desconectores sifões e depois nas ca nalizações secundárias ou primárias Vasos e mictórios lançamse nas canalizações primárias ou em suas caixas de inspeção Os mictórios só poderão ligarse a caixas sifonadas dotadas de tampas cegas Pias de despejo lançamse nas caixas de gordura depois nas tubulações primárias Máquinas de lavar roupa eou tanques situados em pavimentos superpostos podem descarregar em tu bos de queda individuais que se ligam à caixa sifonada colocada no pavimento térreo Pias de cozinha ligamse a tubos de queda que se lançam em caixas de gordura e em seguida às canaliza ções primárias ou caixas de inspeção As suas caixas de gordura conforme seja o número de unidades coletadas devem cumprir Para 1 pia poderá ser utilizada conforme NBR 8160 a denomi nada caixa de gordura pequena com as seguintes dimensões Diâmetro interno30 cm UNIUBE 147 Parte submersa do septo 20 cm Capacidade de retenção 18 litro Tubulação de saída DN75mm Até 2 cozinhas a caixa de gordura será simples com volume de mais de 30 litros ou Diâmetro 60 cm Altura60 cm De 2 até 12 cozinhas deverá ser usada caixa de gordura dupla com volume de no mínimo 120 litros ou Diâmetro 60 cm Altura80 cm Para mais de 12 cozinhas o volume em litro da caixa de gor dura deverá ser V 120 2 x nº de pessoas servidas A norma traz outras recomendações Quando for adotada caixa sifonada ou sifão para receber despejos de lavatórios banheiras bidês ralos e tanques os respectivos ramais de descarga devem ser ligados in dividualmente ou por meio de caixa de passagem à caixa sifonada ou ao sifão 148 UNIUBE Excetuamse do disposto anterior Os conjuntos de lavatórios ou mictórios instalados em bateria nos sanitários coletivos desde que o ramal de esgoto que re úne os ramais de descarga de cada aparelho seja facilmente inspecionável Os lavatórios e pias de cozinha com duas cubas Em instalações que venham a utilizar caixas retentoras de gordura os ramais de descarga de pias de cozinha devem ser ligados diretamente às mesmas caixas ou a tubos de queda que nelas descarreguem Os ramais de descarga de vasos sanitários caixas ou ralos sifo nados caixas retentoras e sifões devem ser ligados sempre que possível diretamente a uma caixa de inspeção ou então a outra tubulação primária perfeitamente inspecionável Os ramais de descarga ou de esgoto e aparelhos sanitários caixas ou ralos sifonados caixas retentoras e sifões não podem ser liga dos a desvios de tubos de queda com declividade menor que 1 ou que recebam efluentes de mais de quatro pavimentos superpostos Nos casos em que forem ultrapassados os limites previstos no item anterior as ligações dos aparelhos situados no pavimento de des vio devem ser feitas abaixo desse desvio Os ramais de esgoto que recebem efluentes de lavadores de co madre e de pias de despejos de hospitais consultórios médicos e outros devem ser tubulações primárias A inserção de um ramal de descarga ou de esgoto no coletor UNIUBE 149 predial subcoletor ou em outro ramal de esgoto deve ser feita de preferência mediante caixa de inspeção ou então com junção simples de ângulo não superior a 45 devendo nesse último caso ser o mesmo ramal provido de peça de inspeção É vedada a ligação de ramal de descarga ou ramal de esgoto ao ramal de descarga de vaso sanitário por meio da inspeção existen te em joelho ou curva 5143 Tubos de Queda Para o cálculo de tubos de queda temos a tabela 36 para consultar Tabela 36 Tubos de Queda Tubos de Queda1 Diâmetro Nominal DN Mínimo Número de Pavimentos da Edificação 3 3 Em 1 pavimento Em todo o tubo DN Número Máximo de UHC mm 2 1 2 30 4 2 8 40 10 9 24 50 30 16 70 75 240 90 500 100 960 350 1900 150 2200 600 3600 200 3800 1000 5600 250 600 1500 8400 300 1Deve ser usado o diâmetro nominal mínimo DN 100 para as tubulações que recebam despejos de vasos sanitários Fonte Adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 150 UNIUBE Para um adequado dimensionamento além da utilização da tabela anterior devem ser seguidas as seguintes recomendações Tubo de queda de gordura de pias deverá ser ventilado Diâmetro mínimo para tubos que recebem despejos de vasos sanitários é DN 100mm Nas interligações de tubulações horizontais com verticais de vem ser empregadas junções a 45 simples ou duplas ou três sanitários A NBR8160 não permite que sejam utilizadas cru zetas sanitárias Nenhum tubo de queda terá diâmetro inferior ao da maior tu bulação a ele ligada Nenhum tubo de queda que recebe descargas de pias de cozi nha ou de despejo deve ter diâmetro inferior a DN 75 mm exceto em prédios de até 2 pavimentos com o tubo de queda recebendo até 6 UHC quando então o diâmetro poderá ser DN 50 mm Os tubos de queda devem ser prolongados com o mesmo diâmetro até acima da cobertura do prédio dispensandose esse prolongamento quando já existe um tubo de ventilação com DN 100 mm tal que o comprimento desse tubo de queda não exceda 14 da altura total do prédio na vertical esse tubo de queda só receba até 36 UHC quando já tenha a coluna de ventilação prolongada até acima da cobertura ou em conexão com outra existente respeitados os limites da tabela 36 Quando existirem em um mesmo edifício banheiros contí guos situados um ao lado do outro os ramais de esgoto de cada banheiro poderão ligarse ao mesmo tubo de queda o mesmo acontecendo com os tubos de ventilação individual que se ligam a uma mesma coluna de ventilação UNIUBE 151 Não deve ser usado um mesmo tubo de queda para prédios distintos Tubo de queda deve ter diâmetro uniforme e sempre que possí vel ser instalado em um único alinhamento reto Quando houver desvios da vertical nos tubos de queda proceder da seguinte forma quando o desvio formar ângulo menor ou igual a 45 com a vertical dimensionar o tubo pela tabela 36 Quando o desvio for superior a 45 com a vertical prever ventilação de acordo com a figura 58 além de dimensionar as partes superior e in ferior do tubo pela tabela 35 considerando todos os aparelhos que nela descarregam dimensionar parte horizontal pela tabela 36 não podendo a parte de baixo do tubo desviado ter diâmetro inferior ao da parte horizontal ver figura 58 a Coluna de ventilação acom panhando o desvio b Tubo de ventilação ligado aos ramais de esgoto Para diâmetro nominal dos ramais de esgoto abaixo e acima do des vio maiores ou iguais a 75 mm Figura 58 Ventilação de Tubos de Queda com desvio na vertical Fonte Gebara 2001 152 UNIUBE 5144 Subcoletor e Coletor Predial Para estimarmos os diâmetros nominais mínimos dos coletores e subcoletores prediais utilizase a tabela 37 e devese ter os diâme tros e declividades mínimas constantes nessa tabela Tabela 37 Subcoletores e Coletores Prediais Coletores Prediais1 e Subcoletores Diâmetro Nominal DN Mínimo Declividades Mínimas 05 1 2 4 DN Número Máximo de UHC mm 180 216 250 100 700 840 1000 150 1400 1600 1920 2300 200 2500 2900 3500 4200 250 3900 4600 5600 6700 300 7000 8300 1000 12000 400 1O coletor predial deve ter diâmetro nominal mínimo DN 100 Fonte adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 Observase que o diâmetro mínimo deverá ser de 100 mm devem ser de preferência retilíneos e nos trechos em deflexão imposta pela configuração de prédio ou de terreno colocadas caixas de inspeção ou peças de inspeção que permitam a limpeza e desobs trução dos trechos adjacentes O coletor predial e os subcoletores devem ser construídos sempre que possível na parte não edificada do terreno Quando inevitável sua construção em área edificada devem ser tomados cuidados especiais para proteção deles e fácil inspeção UNIUBE 153 Nas mudanças de direção dos coletores em que não for possível intercalar caixas de inspeção devem ser usadas curvas de ângulo central máximo igual a 90 de raio longo preferencialmente de 45 desde que se usem peças de inspeção para limpeza e desobstru ção dos trechos adjacentes A norma NBR8160 recomenda ainda que no dimensionamento dos coletores e subcoletores deve ser considerado apenas o aparelho de maior descarga de cada banheiro de prédio residencial para cômpu to do número de UHC Nos demais casos devem ser considerados todos os aparelhos contribuintes para o cálculo do número de UHC No coleto predial ou subcoletor não deve haver a inserção de quais quer dispositivos ou embaraços ao natural escoamento de despe jos tais como sifões fundo de caixas de inspeção de cota inferior à do perfil do coletor predial ou subcoletor bolsas de tubulações dentro de caixas de inspeção etc As variações de diâmetros dos coletores devem ser feitas mediante o emprego de caixas de inspeção ou de peças especiais de amplia ção ou redução Quando as tubulações forem enterradas as inter ligações de ramais de descarga ramais de esgoto e subcoletores devem ser feitas por meio de caixa de inspeção ou poços de visita Quando as tubulações não forem enterradas devem ser usadas junções a 45 com peças de inspeção nos trechos adjacentes não sendo permitidas peças em T ou duplo T 5145 Canalizações de ventilação As canalizações de ventilação têm como objetivo possibilitar o escoamento do ar atmosférico para a instalação de esgoto a fim de proteger o fecho hídrico dos desconectores contra rupturas Existem vários tipos de canalização para tal finalidade tais como 154 UNIUBE Tubo ventilador primário deverá ter o mesmo diâmetro do tubo de queda a que estiver prolongado Sendo que o min é de 75 mm Ramal de ventilação utilizar tabelas 38 e 39 Coluna eou barrilete de ventilação utilizar tabela 40 Tubo ventilador de circuito o diâmetro não deverá ser inferior ao utilizado na tabela 40 Tubo ventilador suplementar ou individual diâmetro não inferior à metade do diâmetro do ramal de esgoto ao qual estiver ligado Tubo ventilador de alívio igual ao diâmetro da coluna de ven tilação ao qual estiver ligado Tabela 38 Ramais de Ventilação Ramais de Ventilação Dimensionamento Grupo de Aparelhos Sanitários Sem vasos Com vasos UHC DN mm UHC DN mm Até 2 30 Até 17 50 3 a 12 40 18 a 60 75 13 a 18 50 19 a 36 75 Fonte adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 Tabela 39 Distância máxima de um desconector ao tubo de ventilação UNIUBE 155 Distância de um Desconector ao Tubo de Ventilação que o Serve Ramal de Descarga DN mm Distância máxima m 30 070 40 100 50 120 75 180 100 240 Fonte adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 Além das recomendações anteriores quanto ao diâmetro e distân cia máxima a norma indica que em prédios de um só pavimento deve existir pelo menos um tubo ventilador de DN 100 ligado dire tamente à caixa de inspeção ou em junção ao coletor predial sub coletor ou ramal de descarga de um vaso sanitário e prolongado até acima da cobertura desse prédio Se o prédio for residencial e tiver no máximo três vasos sanitários o tubo ventilador pode ter diâmetro nominal DN 75 GEBARA 2001 Em prédios de dois ou mais pavimentos os tubos de queda devem ser prolongados até acima da cobertura sendo todos os desco nectores vasos sanitários sifões e caixas sifonadas providos de ventiladores individuais ligados à coluna de ventilação de acordo com as prescrições apresentadas em seus itens específicos Tabela 40 Colunas e Barriletes de Ventilação Colunas e Barriletes de Ventilação Dimensionamento DN UHC DN mínimo do Tubo de Ventilação 30 40 50 60 75 100 150 200 250 300 Comprimento Máximo Permitido m 30 2 9 40 8 15 46 156 UNIUBE 10 9 30 50 12 9 23 61 20 8 15 46 10 13 46 110 317 75 21 10 33 82 247 53 8 29 70 207 102 8 26 64 189 43 11 26 76 299 100 140 8 20 61 229 320 7 17 52 195 530 6 15 46 177 500 10 40 305 150 1100 8 31 238 2000 7 26 201 2900 6 23 183 1800 10 73 286 200 3400 7 57 219 5600 6 49 186 7600 5 43 171 4000 24 94 293 250 7200 18 73 225 11000 16 60 192 15000 14 55 174 7300 9 37 116 287 300 13000 7 29 90 219 20000 6 24 76 186 26000 5 22 70 152 Fonte adaptada de Vianna 1996 e Creder 2006 Toda tubulação de ventilação deve ser instalada de modo que qual quer líquido que porventura nela venha a ter ingresso possa escoarse completamente por gravidade para dentro do tubo de queda ramal de descarga ou desconector em que o ventilador tenha origem Toda coluna de ventilação deve ter um diâmetro uniforme extremida de inferior ligada a um subcoletor ou a um tubo de queda em ponto UNIUBE 157 situado abaixo da ligação do primeiro ramal de esgoto ou de descar ga ou nesse ramal de esgoto ou de descarga e extremidade superior situada acima da cobertura do edifício ou ligada a um tubo ventilador primário a 150 mm ou mais acima do nível de transbordamento da água do mais elevado aparelho sanitário por ele servido As figuras 59 e 60 reproduzem a recomendação da norma para a correta ventilação das canalizações de esgoto de uma instalação sanitária típica Observe que a ventilação do ramal de esgoto de caixa sifonada é suficiente para ventilar também o desconector do vaso sanitário autossifonado Essa situação é admitida pela norma sempre que a caixa sifonada estiver a uma distância não superior a 240 m do vaso sanitário e que a ventilação de seu ramal de descarga seja ventilada por ramal de ventilação de no mínimo 50 mm de diâme tro nominal GEBARA 2001 A norma NBR8160 apresenta ainda algumas observações são considerados devidamente ventilados os desconectores instalados no último pavimento de um prédio quando se verificarem UHC 15 a distância entre o desconector e a ligação do respectivo ramal de descarga a uma tubulação ventilada não excede os limites fixa dos na tabela 13 Consideramse ventilados os desconectores das caixas retentoras e das caixas sifonadas quando instaladas em pavimento térreo e ligadas diretamente a um subcoletor devidamente ventilado A extremidade superior dos ramais de ventilação deve ser ligada a um tubo ventilador primário a uma coluna de ventilação ou a outro ramal de ventilação sempre a 15 cm ou mais acima do nível de transbordamento da água do mais alto dos aparelhos servidos A 158 UNIUBE extremidade inferior pode ser ligada ao orifício de ventilação do desconector a uma distância da soleira do vertedor de descarga dele não inferior ao dobro do seu diâmetro figura 59 Figura 59 Ligação do Ramal de Ventilação Fonte Gebara 2001 É dispensada a ventilação do ramal de descarga do vaso sanitário autossifonado quando houver qualquer desconector ligado a esse ramal a 240 m no máximo do vaso sanitário e ventilado por ramal de ventilação de no mínimo DN 50 figura 60 Dispensase a ventilação do ramal de descarga de um vaso sa nitário autossifonado ligado por meio de ramal exclusivo a um tubo de queda a uma distância máxima de 240 m desde que esse tubo de queda receba no mesmo pavimento imediatamen te abaixo outros ramais de esgoto ou de descarga devidamente ventilados GEBARA 2001 UNIUBE 159 Figura 60 Dispensa de Ventilação do Ramal de Descarga do Vaso Fonte Gebara 2001 Quando não for possível ventilar o ramal de descarga do vaso sanitá rio autossifonado ligado diretamente ao tubo de queda e não existindo as condições previstas no parágrafo acima o tubo de queda deve ser ventilado imediatamente abaixo da ligação do ramal do vaso sanitário e executado de acordo com a figura 61 GEBARA 2001 Figura 61 Impossibilidade de Ventilação do Ramal do Vaso Sanitário Fonte Gebara 2001 160 UNIUBE Relembrando que todo desconector deve ser ventilado sendo que a distância de um desconector à ligação do tubo ventilador que o serve não deve exceder os limites indicados na tabela 39 A extremidade de tubo ventilador primário ou coluna de ventilação deve estar situada acima da cobertura do edifício a uma distância de no mínimo 30cm no caso de telhado ou de simples laje de co bertura e 200m no caso de laje utilizada para outros fins além de cobertura devendo ser nesse último caso devidamente protegida contra choques ou acidentes que possam danificála A extremidade aberta de um tubo ventilador primário ou coluna de ven tilação não deve estar situada a menos de 4m de distância de qualquer janela porta ou outro vão de ventilação salvo se elevada pelo menos 1m acima das vergas dos respectivos vãos GEBARA 2001 515 Caixa de gordura Em todos os prédios em que houver despejos gordurosos pias de cozinha de copa laboratório etc é obrigatória a instalação de caixas de gordura das quais saem os efluentes para as caixas de inspeção ou tubo de queda de gordura TG 516 Fossas sépticas As fossas sépticas destinamse a separar e transformar a maté ria sólida contida nas águas de esgoto e descarregar no terreno onde se completa o tratamento Ou seja permitem o tratamento biológico dos esgotos sanitários domiciliares O efluente de uma fossa séptica pode ser lançado no solo por meio de sumidouro ou vala de infiltração ou em águas de superfície com tratamen to complementar UNIUBE 161 517 Conclusão O projeto de instalação predial de esgoto sanitário mal elabora do resulta em diversos problemas tais como refluxo dos esgotos aparecimento de espumas em ralos mau cheiro nas instalações sanitárias VIANNA 1993 A necessidade de viabilizar o rápido e seguro escoamento do es goto sanitário assim como garantir o funcionamento adequado dos fechos hídricos deve ser considerada desde a concepção do siste ma predial de esgoto sanitário A velocidade do escoamento nos trechos horizontais está associa da à eficiência no transporte dos materiais sólidos evitando que eles venham a se depositar no fundo das tubulações Nos trechos verticais a velocidade do escoamento influencia significativamente nas pressões pneumáticas desenvolvidas no interior das tubula ções Já os fechos hídricos funcionarão adequadamente se não se romperem uma vez que eles impedem que os gases no interior das tubulações penetrem no ambiente conforme já comentado AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR8160 Sistema Predial de Esgoto Sanitário projeto e exe cução Disponível em httpwwwmasterhousesolucoescombr downloadNBR8160pdf Acesso em 28 fev 2016 162 UNIUBE PARADA PARA REFLEXÃO Em locais que não disponham de rede coletora de esgoto sanitário os esgotos somente podem atingir o corpo recep tor sejam superficiais ou subterrâneos depois de terem reduzido seus parâmetros indicados de poluição a um nível com patível com o desses corpos receptores Para tanto os esgotos devem ser tratados VIANNA 1993 SAIBA mAIS Para saber mais sobre os assuntos discutidos consulte CREDER Hélio Instalações Hidráulicas e Sanitárias 6 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos LTC 2006 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema pre dial de instalação hidráulica de esgoto sanitário DICAS Vídeo 4 Detalhamento de rede predial de Esgoto Sanitário Disponível em httpswwwyoutubecomwatchv4Z3uXgJHg vc Acesso em 28 fev 2016 Natália michelan Introdução Projeto de instalações prediais de água pluvial Capítulo 6 A água proveniente das chuvas é um dos principais elementos que diminuem a durabilidade e danifi cam a boa aparência das construções As coberturas dessas construções possuem a função de impedir a entrada das águas das chuvas nas áreas das edifi cações que devem ser protegidas e geram um volume de água que deve ser devidamente coletado e transportado para um sistema de drenagem e posteriormente à rede de drenagem pública de modo que o trajeto dessas águas seja o menor e o mais rápido possível Em nosso país existe um sistema separador absoluto em que a rede de esgoto e de águas pluviais possui redes projetadas separadamente para o transporte de cada líquido em separado Caso as redes não sejam independentes geralmente ocorre o refl uxo em poços de visitas que são locados nas ruas em redes públicas de esgotos sanitários Esse refl uxo ocasionará uma deteorização na qualidade da higiene local Dessa forma as instalações prediais de águas pluviais devem coletar todo o volume precipitado sobre telhado quintais pátios e estacionamentos apresentando as seguintes características não devem possuir vazamentos proporcionar condições para desobstruções e limpeza ser resistente às ações do meio ao qual estão inseridas possuir resistência mecânica aos esforços derivados de oscilações de temperatura choques mecânicos cargas pressões etc evitar a penetração de gases quando necessário Aprender técnica de instalações de uma rede de água pluvial Relacionar todas as etapas de instalação predial da rede de água pluvial Definir as etapas do dimensionamento do projeto Instalações prediais de águas pluviais Projeto Partes constituintes e termos técnicos utilizados em uma instalação predial de águas pluviais Dimensionamento Objetivos Esquema Instalações prediais de águas pluviais 61 A norma brasileira que trata das instalações prediais é a NBR 10844 essa norma estipula os requisitos e fundamentos necessá rios para o desenvolvimento de projetos de instalações hidráulicas de águas pluviais garantindo níveis admissíveis de serventia se gurança higiene conforto durabilidade e economia A drenagem de águas pluvias é utilizada em coberturas e áreas associadas aos edifícios como os estacionamentos por exemplo Essa norma não pode ser utilizada em casos em que a vazão de projeto e área de mandem a utilização de bocas de lobo e galerias 611 Projeto O projeto para a drenagem de águas pluviais em edifícios deve prever a drenagem das águas por meio de ralos na cobertura ou nas áreas a serem esgotadas a passagem de tubulações ao longo dos pavimentos a ligação dos condutores verticais de água pluvial até as caixas de área ou pátio e a ligação do ramal predial à rede pública de drenagem urbana UNIUBE 165 No projeto de esgotos sanitários é feito um esquema vertical para mostrar as canalizações o mesmo deve ser feito para o projeto de águas pluviais não se esquecendo de fazer a diferenciação entre uma instalação e outra Além desses cuidados devem ser observadas todas as considera ções utilizadas na instalação predial de água fria 612 Partes constituintes e termos técnicos utilizados em uma instalação predial de águas pluviais Na figura 62 podemos observar os elementos constituintes de uma instalação de águas pluviais e a seguir estão relacionados os ter mos mais citados pela NBR 10844 Figura 62 Partes de uma instalação de águas pluviais Fonte Macintyre 1996 p 282 ALTURA PLUVIOMÉTRICA relação entre o volume de água pre cipitada e a unidade de área horizontal ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO somatório das áreas das superfícies que interceptam a chuva e conduzem as águas para um determi nado ponto da instalação 166 UNIUBE BORDO LIVRE alongamento vertical da calha que possui como objetivo evitar o transbordamento CAIXA DE AREIA dispositivo em forma de caixa que é utilizado em condutores horizontais para recolher detritos por deposição CALHA duto que capta a água de coberturas terraços e similares e a conduz a um destino final CALHA DE ÁGUA FURTADA calha instalada na linha de água furtada da cobertura CALHA DE BEIRAL calha instalada no beiral da cobertura CALHA DE PLATIBANDA calha instalada no encontro da cobertu ra com a platibanda CONDUTOR HORIZONTAL canal ou tubulação horizontal desti nado a captar e transportar águas pluviais até os locais permitidos pelos dispositivos legais CONDUTOR VERTICAL tubulação vertical destinada a captar águas de calhas coberturas terraços e similares e transportar até a parte inferior do edifício DIÂMETRO NOMINAL Numeração que classifica em dimensões os elementos de tubulações e corresponde aproximadamente ao diâ metro interno da tubulação em mm O diâmetro nominal DN n não deve ser objeto de medição nem utilizado para fins de cálculos DURAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO tempo de duração da chuva que será utilizado como referência para o cálculo de intensidades pluviométricas UNIUBE 167 FUNIL DE SAÍDA saída em forma de funil INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA relação entre a altura pluvio métrica precipitada pelo intervalo de tempo de precipitação dessa altura PERÍMETRO MOLHADO linha que limita a seção molhada junto às paredes e fundo do condutor ou calha PERÍODO DE RETORNO tempo médio em que determinada inten sidade pluviométrica é igualada ou ultrapassada apenas uma vez RALO caixa dotada de grelha na parte superior destinada a rece ber águas pluviais RALO HEMISFÉRICO ralo cuja grelha tem forma hemisférica RALO PLANO ralo cuja grelha tem forma plana SAÍDA orifício na calha cobertura terraço e similares para onde as águas pluviais convergem SEÇÃO MOLHADA área útil de escoamento em uma seção trans versal de um condutor ou calha TEMPO DE CONCENTRAÇÃO intervalo de tempo entre o início da chuva e o momento em que toda área de contribuição passa a contribuir para uma determinada seção transversal de um condutor ou calha VAZÃO DE PROJETO vazão de referência para o dimensiona mento de condutores e calhas 168 UNIUBE 613 Dimensionamento As chuvas geralmente se precipitam sobre superfícies inclinadas telhados e lajes ou superfícies horizontais lajes e pisos Parte das chuvas pode chocarse contra as superfícies verticais e escorrerá para um dos dois tipos anteriores Após a precipitação as águas podem escorrer até as calhas ou ra los e por meio de condutos verticais e horizontais irá até a sarjeta ou a galeria de águas pluviais No caso de coberturas horizontais de lajes devese impedir o em poçamento exceto durante as tempestades visto que a situação é temporária E essas superfícies devem ser impermeáveis Ainda existem algumas outras especificações que definem uma decli vidade mínima de 05 que garanta um bom escoamento das águas pluviais até os pontos de drenagem previstos A drenagem deve ser feita por mais de uma saída exceto seja garantida sempre a desobs trução da saída única Se necessário a cobertura dever ser subdividi da em áreas menores com caimentos de orientações diferentes para evitar longos percursos de água Qualquer tipo de abertura na cober tura como claraboia por exemplo que possa receber água em virtu de do caimento deve ser dotado de platibanda ou calha Quanto aos ralos estes podem ser planos ou hemisféricos sendo que os planos são os mais utilizados Os ralos hemisféricos devem ser utilizados quando o uso de ralos planos puder causar obstrução A vazão de projeto é o elemento mais importante para o dimensio namento das calhas condutores verticais e horizontais A vazão de projeto é dada pela fórmula a seguir 60 A i Q UNIUBE 169 Em que Q vazão de projeto em lmin i intensidade de chuva em mmh A área de contribuição em m2 A intensidade da chuva depende do período de Retorno que no caso de drenagem de águas pluviais em edifícios pode ser estipu lado por 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 extra vazamento não possa ser tolerado Na norma NBR 10844 pode ser encontrada uma tabela para o período de retorno de 15 e 25 anos que apresenta intensidade de chuva com duração de 5 min de 98 cidades do Brasil A área de contribuição é calculada considerandose alguns fatores como a direção do vento incrementos devido à inclinação do te lhado e as paredes que podem vir a existir e interceptar a água de chuva A figura 63 retirada da NBR 10844 reproduz como devem ser retiradas as áreas de contribuição 170 UNIUBE Figura 63 Indicações para cálculos da área de contribuição Fonte NBR 10844 1982 A área de contribuição das coberturas ou de áreas externas das edificações são caracterizadas por meio de cortes no telhado e de clividades nas áreas externas de modo que se obtenha vazões que escoam nas calhas e condutores e conduza ao dimensionamento de uma instalação mais econômica possível para a drenagem das águas pluviais UNIUBE 171 614 Calhas As calhas coletam as águas precipitadas nas coberturas dos edi fícios e as conduzem para pontos convenientemente locados A figura 64 mostra as seções usuais de calhas e suas disposições nas coberturas Figura 64 Seções usuais e disposições nas coberturas das calhas Fonte Gebara 2001 A inclinação para os casos de calha tipo beiral ou platibanda deve ser uniforme respeitando o valor mínimo 05 No caso de calha tipo água furtada a inclinação será definida pelo projeto de cobertura Para o dimensionamento das calhas empregase a fórmula de Manning Strickler Q n AR H I 1 2 3 1 2 Em que Q Vazão na seção final da calha em m²s A área molhada em m² Rh raio hidráulico em m 172 UNIUBE I declividade da calha em mm n coeficiente de Manning A Tabela 41 fornecida pela norma estabelece os valores de n de Manning Tabela 41 Coeficiente de rugosidade de Manning material Nº Plástico fibrocimento aço metais não ferrosos 0011 Ferro fundido concreto alisado alvenaria revestida 0012 Cerâmica concreto não alisado 0013 Alvenaria de tijolos não revestida 0015 Fonte NBR 10844 1982 A Tabela 42 estipulada pela norma estabelece capacidades de ca lhas semicirculares para alguns valores de declividade sendo que a lâmina dágua é igual à metade do diâmetro interno YD 050 Tabela 42 Capacidade de calhas semicirculares com n0011 vazão em lmin Diâmetro internomm Declividades 05 1 2 100 130 183 256 125 236 333 466 150 384 541 757 200 829 1167 1634 Fonte NBR 10844 1982 A NBR 10844 ainda recomenda para as calhas que a vazão de projeto para o dimensionamento das calhas de beiral ou platibanda deve ser correspondente a maior das áreas de contribuição quan do a saída não estiver colocada em uma das extremidades Nos UNIUBE 173 casos em que não se pode ocorrer transbordamento ao longo da calha extravasores podem ser colocados a favor da segurança E os extravasores devem direcionar as águas para locais propícios Em calhas de beiral ou platibanda quando a saída estiver a menos de 4m de uma mudança de direção a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes da tabela 43 Tabela 43 Coeficientes multiplicativos da vazão de projeto Tipo de Curva Curva a menos de 2m da saída da calha Curva entre 2 e 4m da saída da calha Canto reto 12 11 Canto arredondado 11 105 Fonte NBR 10844 1982 615 Condutores Verticais Os condutores verticais recebem as águas coletadas pelas calhas e as direcionam para parte inferior das edificações Devem ser pro jetados sempre que possível em uma só prumada e podem ser instalados interna ou externamente ao edifício Quando houver necessidade de desvio devem ser usadas curvas de 90 de raio longo ou curvas de 45 e previstas peças de inspeção Quando de seção circular devem ter diâmetro mínimo de 70 mm Não há como calcular o seu dimensionamento visto que existe uma mistura de ar e água escoando nesses condutos Assim sen do são utilizadas como mostrado na figura 65 as seguintes ins truções para seu uso O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir 174 UNIUBE dos dados de entrada Q Vazão de projeto lmin H Altura da lâmina de água mm L Comprimento condutor vertical m O diâmetro interno D do condutor vertical é obtido por meio dos Ábacos Para calhas com saída em aresta viva ou com funil de saída devese utilizar o Ábaco respectivo Dados Q H e L o pro cedimento é o seguinte levantar uma vertical por Q até inter ceptar as curvas de H e L correspondentes No caso de não haver curvas dos valores de H e L interpolar entre as curvas existentes Posteriormente transportar a interseção mais alta até o eixo D Por fim adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado 616 Condutores Horizontais Os condutores de terraços áreas abertas e pátios são os conduto res horizontais e possuem sua declividade pequena não inferior a 05 e uniforme Além disso o escoamento é dado com lâminas de água máxima igual a 23 do diâmetro interno do tubo A norma nos mostra a tabela 44 que fornece a capacidade de con dutores horizontais de seção circular recomendando ainda que Nas tubulações aparentes devem ser previstas inspeções quando houver conexões com outra tubulação mudança de declividade mudança de direção e a cada trecho de 20m em percursos retilíneos Nas tubulações enterradas devem ser previstas caixas de areia sempre que houver conexões com outra tubulação mu dança de declividade mudança de direção e a cada trecho de 20m nos percursos retilíneos UNIUBE 175 A ligação entre os condutos verticais e horizontais é feita por curva de raio longo com inspeção ou caixa de areia se o condutor hori zontal estiver aparente ou enterrado Figura 65 Ábacos para determinação de Diâmetros de Condutores Verticais Fonte Vianna 1993 p 90 Tabela 44 Capacidade de condutores horizontais de seção circular Diâmetro interno n 0011 D mm 05 1 2 4 05 1 2 3 4 5 6 50 32 45 64 90 29 63 59 84 118 168 55 75 95 133 188 267 87 100 204 287 405 575 187 125 370 521 735 1040 339 150 602 847 1190 1690 552 200 1300 1820 2570 3650 1190 176 UNIUBE 250 2350 3310 4660 6620 2150 300 3820 5380 7590 10800 3500 Diâmetro interno n 0012 n 0013 D mm 1 2 4 05 1 2 4 1 7 8 9 10 11 12 13 50 41 59 83 27 38 54 76 63 77 108 154 50 71 100 142 75 122 172 245 80 113 159 226 100 264 372 527 173 243 343 486 125 478 674 956 313 441 622 882 150 777 1100 1550 509 717 1010 1430 200 1670 2360 3350 1100 1540 2180 3040 250 3030 4280 6070 1990 2800 3950 5600 300 4930 6960 9870 3230 4550 6420 9110 Fonte Gebara 2001 Nota As vazões foram calculadas utilizandose a fórmula de ManningStrickler com a altura de lâmina de água igual a 23 D 617 Conclusão O projeto de instalações prediais de águas pluviais deve ser com posto de plantas baixas de todos os pavimentos de um pavimento tipo no caso de sua existência planta de cobertura locação de talhes memorial descritivo e de cálculo Todas as pranchas devem possuir legenda e selo AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 10844 Instalações Prediais de Águas Pluviais Disponível em httpwwwebahcombrcontentABAAABpNgAEnbr 10844nb611instalacoesprediaisaguaspluviais Acesso em UNIUBE 177 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO Um projeto de drenagem de águas pluviais pode abranger áreas com grupamentos de edificações ou loteamentos nesses casos é obrigatória a apresentação do projeto e da planilha de cálculo hidráulico dos coletores ao órgão competente de municipalidade SAIBA mAIS MACINTYRE Archibald Joseph Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais 3 ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos LTC 1996 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema predial de instalação hidráulica de água pluvial DICAS Águas Pluviais Dimensionamento Planilha Atualizada Disponível em httpswwwyoutubecomwatchvIiBQchOKBw Acesso em 28 fev 2016 Natália michelan Introdução Projeto de instalações prediais de combate ao incêndio Capítulo 7 As instalações de proteção contra incêndios fundamentam se nos princípios da salvaguarda da vida e proteção do patrimônio Quanto melhor for o planejamento do sistema menor será a probabilidade de se utilizar o combate ao fogo O combate ao fogo trata do estudo das técnicas utilizadas pelo pessoal das Brigadas de Bombeiros VIANNA 1993 Os projetos complementares deverão estar harmonizados com o projeto de arquitetura observando a não interferência entre elementos dos diversos sistemas e considerando as facilidades de acesso para inspeção e manutenção das instalações de um modo geral Todos os detalhes de um projeto que possam interferir em um outro da mesma obra deverão ser elaborados em conjunto de forma a estarem perfeitamente harmonizados entre si DEINFRA 2016 Aprender técnica de instalações de uma rede de combate ao incêndio Classificar os tipos de edificações Relacionar as redes de proteção contra incêndio Noções gerais de combate ao incêndio Classificação das edificações Proteção por extintores manuais e sobre rodas Proteção por rede de hidrantes Dimensionamento do reservatório distribuição por gravidade por recalque e bypass Exemplo de Dimensionamento Objetivos Esquema Noções gerais de combate ao incêndio 71 O Corpo de Bombeiros da Polícia Militar é o responsável pela fis calização das condições de segurança das edificações cabendo a ele vistoriar e aprovar equipamentos de proteção contra incêndios instalados nos imóveis Para que ocorra a combustão de quaisquer materiais é necessário juntar três elementos simultaneamente em um mesmo local caso contrário a combustão não ocorre A associação de um combus tível com oxigênio e uma fonte de calor dentro de uma edificação produzirá o fogo e consequentemente provocará o incêndio Na figura 66 é ilustrada a interrelação dos três elementos que produ zem a chama de um incêndio UNIUBE 181 FOGO OXIGÊNIO CALOR COMBUSTÍVEL Figura 66 Esquema do triângulo do fogo Fonte Gebara 2001 PREVENÇÃO para prevenir contra incêndio basta evitar que as partes se juntem caso contrário o incêndio é eminente COMBATE para combater ou deliberar um incêndio basta elimi nar um dos elementos que compõe o triângulo O combate pode ser feito de três maneiras a retirando o elemento combustível do contato com a chama b retirando o fluxo de oxigênio por meio de abafamento e c retirando a fonte de calor ou resfriando o elemento que esteja provocando calor suficiente para a combustão Algumas definições importantes Abrigo é o compartimento destinado ao acondicionamento de mangueiras e acessórios Agente extintor produto químico utilizado para extinção do fogo Aspersor dispositivo utilizado nos chuveiros automáticos ou sob comando na produção de neblina Bomba de incêndio aparelho hidráulico especial destinado a recalcar água no sistema de hidrantes Canalização rede de tubos que levam água aos hidrantes 182 UNIUBE Carreta é o extintor sobre rodas tem capacidade mínima de 20 kg de agente extintor Demanda é a solicitação da instalação de hidrantes à fonte de alimentação Extintor portátil aparelho carregado com agente extintor com capacidade de até 25 kg destinado ao combate de princípio de incêndio Esguicho peça metálica destinada a dar forma ao jato dágua Hidrante é o ponto de tomada de água provido de dispositi vo de manobra registro e união de engate rápido Mangueira é o condutor flexível destinado a transportar água do hidrante ao esguicho Registro de manobra registro destinado à manobra de aber tura e fechamento do hidrante Registro de recalque dispositivo hidráulico que permite a in trodução externa de água na instalação deve ser colocado em posição que assegure a rápida identificação e de fácil acesso Reserva de incêndio é a quantidade de água reservada es pecialmente para o combate a incêndio Reservatório local onde se armazena a água da rede de hidrantes Unidade extintora capacidade mínima convencionada de agente extintor UNIUBE 183 711 Classificação das edificações Classificação Quanto ao Risco de Incêndio Os riscos de incêndio são classificados pela ocupação a que se destina cada edificação segundo a Tarifa de Resseguro do Brasil As edificações são classificadas de acordo com sua ocupação em uma escala de 1 a 13 e os riscos são determinados como segue Risco Classe A risco isolado cuja classe de ocupação seja de 01 e 02 excluindo os depósitos Risco Classe B risco isolado da classe de ocupação 03 a 06 incluindo os depósitos das ocupações 01 e 02 Risco Classe C risco isolado classe de ocupação de 07 a 13 Risco Isolado um imóvel é considerado de risco isolado quando obedecer às seguintes distâncias em relação às edi ficações vizinhas 4 metros distância mínima entre paredes sem abertura e de ma terial incombustível 6 metros distância mínima entre paredes com abertura em uma delas e devem ser de materiais incombustíveis 8 metros distância mínima entre paredes com abertura em am bas e devem ser de materiais incombustíveis Nota A via pública entre edificações pode ser considerada sufi ciente para efeito de isolamento de riscos 184 UNIUBE Outras Noções de Isolamento Além do conceito de risco isolado em uma edificação o Corpo de Bombeiros faz outras exigências quanto à parede cortafogo ao isolamento entre pavimentos e à compartimentalização de áreas muito extensas de uma mesma edificação Parede cortafogo a parede é considerada resistente ou cor ta fogo quando resistir à ação do fogo por Risco A 2 horas Risco B 4 horas Risco C 6 horas Isolamento entre pavimentos é considerado isolamento entre pavimentos quando esses apresentarem os seguintes itens Piso de concreto armado de acordo com as normas da ABNT Paredes externas resistentes ao fogo por no mínimo 2 horas Afastamento mínimo de 120 m entre vergas e peitoris das aberturas em pavimentos consecutivos As distâncias entre aberturas substituídas por abas ho rizontais que avancem pelo menos 10 m da face ex terna da edificação solidária com o entrepiso e ser de material resistente ao fogo de no mínimo 2 horas UNIUBE 185 Compartimentalização de áreas as áreas de um mesmo pa vimento para serem consideradas isoladas entre si deverão obedecer a requisitos mínimos como Separação entre si por paredes resistentes ao fogo por 2 horas Terem paredes resistentes ao fogo por 2 horas isolando as das áreas de uso comum Terem portas cortafogo que resistam pelo menos uma hora e meia Terem aberturas situadas em lados opostos das paredes divisórias entre unidades e afastadas no mínimo de 50 m A distância do item anterior poderá ser substituída por uma aba vertical perpendicular ao plano das aberturas com 10 m de saliência sobre ele e ultrapassando 060 m a verga das aberturas Terem aberturas situadas em paredes paralelas perpen diculares ou oblíquas entre si que pertençam a unidades autônomas distintas com afastamento mínimo de 50 m Classificação Quanto à Área Construída e Altura As edificações são classificadas em quatro Área construída inferior a 750 m² e altura inferior a 12 m Área construída inferior a 750 m² e altura superior a 12 m 186 UNIUBE Área construída superior a 750 m² e altura inferior a 12 m Área construída superior a 750 m² e altura superior a 12 m Classificação Quanto à Ocupação As edificações são classificadas de acordo com sua ocupação e destinação como segue Uso residencial incluindo apartamentos conventos e similares Uso institucional incluindo escolas hospitais clínicas labora tórios creches sanatórios asilos e similares Uso de escritórios incluindo agências bancárias repartições públicas serviços de assessoria de consultoria e similares Locais de reunião de públicos incluindo locais de exposições teatros cinemas auditórios salas de reunião salões de fes tas bailes casas noturnas ginásios poliesportivos templos religiosos igrejas e similares Uso de hotel motel flat residencial aparthotel pensão e similares Uso industrial incluindo todas as atividades com processo in dustrial e similares Uso comercial incluindo lojas magazines centros de com pras shoppings centers supermercados restaurantes ba res lanchonetes serviços diversos oficinas garagens coleti vas automáticas ou não e similares Depósitos em geral incluindo centros atacadistas transporta doras e similares UNIUBE 187 Instalações de produção manipulação armazenamento ou distribuição de gases e líquidos combustíveis ou inflamáveis como a destilaria refinaria ou plataforma de carregamento b parques de tanques ou tanques isolados c posto de serviços de abastecimento d armazém de produtos acondicionados Nota as ocupações não relacionadas serão classificadas por similaridade 712 Proteção por extintores manuais e sobre rodas Toda edificação deve ser protegida por extintores exceto as resi dências unifamiliares 7121 Extintores manuais Uma unidade extintora UE tem a capacidade mínima conforme indicado na tabela 44 Tabela 44 Capacidade mínima de unidade extintora UE Tipo Capacidade Espuma 10 l Água sob pressão 10 l Gás carbônico 6 kg ou 2 x 4 kg Pó químico seco 4 kg Fonte Gebara 2001 188 UNIUBE Cada UE pode proteger uma determinada área conforme o risco como indicado na tabela 45 Tabela 45 Área protegida por 1 EU Risco Área m2 A 500 B 300 C 200 Fonte Gebara 2001 A distribuição dos extintores deverá ser equidistante de forma que o usuário não necessite percorrer mais que as distâncias indicadas na tabela 46 conforme o risco Tabela 46 Distância máxima percorrida pelo usuário Risco Distância m A 25 B 20 C 15 Fonte Gebara 2001 Cuidados a altura da parte superior do extintor não deve ultrapas sar 180 m deve estar sempre desobstruído não deve ser colocado na escadaria deve ficar em locais visíveis e sinalizados não deve ficar no piso UNIUBE 189 Recomendação para dimensionamento e distribuição de extinto res além da área máxima de cobertura por 1 UE e o percurso do operador cada pavimento deverá ter no mínimo 2 UE exceto para edificações de risco A que não sejam escolas hospitais ou simila res conforme categoria de incêndio mostrada na tabela 47 Tabela 47 Características dos extintores Extintor Categoria de Incêndio Pó quími co seco Espuma Gás carbônico Água sob pressão Método de Extinção Abafamento Resfriamento Abafamento Abafamento Resfriamento Madeira Papéis Tecidos Etc NÃO mas controla fogos superficiais em fibras têxteis SIM NÃO mas controla pe quenos focos SIM Óleos Gasolina Tintas Etc SIM SIM SIM NÃO Equipamentos Elétricos SIM NÃO SIM NÃO Fonte Gebara 2001 Extintores Sobre Rodas Carretas 190 UNIUBE Em edificações classificadas com risco C é obrigatório o uso con jugado de extintores manuais e sobre rodas Não podendo prote ger a área somente com extintores sobre rodas ficando limitado no máximo 50 da proteção requerida pelo risco Assim como os extintores manuais esses devem ficar desobstruídos sinalizados e posicionados em locais visíveis preferencialmente em locais cen trais da edificação O seu uso fica restrito ao pavimento onde se encontra instalado Em outros riscos somente será aceito o uso de extintores sobre rodas se a edificação permitir facilidade de acesso a todos os pontos Nas tabelas 48 e 49 encontramse as capacida des dos extintores e as distâncias máximas de percurso Tabela 48 Capacidade mínima dos extintores sobre rodas Tipo Capacidade Espuma 75 l Água sob pressão 75 l Gás carbônico 25 kg Pó químico seco 20 kg Tabela 49 Distância máxima percorrida pelo usuário Risco Distância m A 325 B 30 C 225 Fonte Gebara 2001 713 Proteção por rede de hidrantes O sistema de proteção por rede de hidrantes destinase a dar com bate ao princípio de incêndio e auxiliar na ação dos bombeiros para debelar o incêndio UNIUBE 191 7131 Hidrante Os hidrantes podem ser internos ou externos e distribuídos de tal forma que qualquer ponto da edificação possa ser coberto por jato dágua considerandose no máximo 30 m de mangueira Devem possuir dispositivos de manobra registro e engate rápido de 63 mm ter altura entre 1 e 15 m estar desobstruídos e sinalizados Recomendase que um hidrante deve ficar próximo da porta de aces so a uma distância máxima de 50 m Em edificação multiandares os hidrantes devem ficar próximos da escadaria Se a edificação pos suir escada enclausurada devem ser instalados em áreas adjacentes como hall antecâmaras etc O hidrante externo deve ser instalado no mínimo a 15 m de distância da edificação para garantir alcance do jato dágua de 60 m caso contrário o alcance do jato considerado fica limitado ao mesmo do hidrante interno de 30 m Nota Não será exigida a colocação de hidrante em edículas me zaninos escritórios de fábricas em andar superior e zeladorias com áreas inferiores a 200 m2 desde que o hidrante instalado no pavi mento assegure a proteção 7132 Canalização As canalizações deverão ter diâmetro mínimo de 63 mm de ma terial resistente ao calor como aço galvanizado ferro fundido ou cobre Nas redes externas enterradas podem ser utilizadas cana lizações de cimento amianto e PVC Devem resistir a uma pressão em torno de 100 mca valor igual à pressão máxima de recalque de uma bomba de incêndio As canalizações deverão ter terminais padronizados pelo Corpo de Bombeiros com registro mangueiras e esguichos com conexões 192 UNIUBE de engate padrão Deverá ser previsto um prolongamento da canalização até a entra da principal para instalação do dispositivo de recalque de 63 mm de diâmetro e vazão de 1000 lmin no máximo dois bocais em cada dispositivo e os dispositivos espaçados de 20 m entre si quando instalado mais de um dispositivo de recalque Os dispositivos de recalque podem ser de passeio ou de parede No passeio o registro de recalque deverá ficar em caixa de alvena ria de 040 x 060 m com a expedição voltada para cima com pro fundidade máxima de 015 m em relação ao piso e ter uma tampa metálica com a inscrição INCÊNDIO Quando instalada na parede as dimensões da caixa serão as mesmas da utilizada no passeio com a expedição voltada para a rua altura entre 06 e 10 m e ter uma tampa com inscrição INCÊNDIO Em rede de hidrantes alimentada por gravidade recomendase não colocar válvula de retenção no dispositivo de recalque 7133 mangueira As mangueiras devem ser revestidas internamente com forro de borracha ou outro material de acordo com as especificações das normas técnicas O comprimento máximo das mangueiras o di âmetro e respectivo esguicho serão escolhidos de acordo com a classe de risco atribuída à edificação Os valores podem ser obser vados na tabela 50 Tabela 50 Comprimento e diâmetro da mangueira e respectivo bocal de esguicho mangueira Esguicho Risco Comprimento m Diâmetro mm Diâmetro mm UNIUBE 193 A 30 38 13 B 30 38 16 C 30 38 16 Fonte Gebara 2001 7134 Reservatório O volume mínimo de reservação deverá ser de 50 m3 Se a ali mentação for por gravidade ou por bypass o volume de arma zenamento deverá ser feito junto com o reservatório superior da edificação Se for por bombeamento ou sob comando deverá ser armazenado no reservatório inferior da edificação O volume ar mazenado deverá alimentar continuamente os hidrantes em uso simultâneo em pelo menos 30 minutos Para dimensionar o reservatório ou determinar o volume de re servação necessária para combate a incêndio devese estimar a pressão e vazão em cada hidrante em funcionamento simultâneo Essa estimativa também depende do sistema de alimentação ado tado para a rede de hidrantes instalada na edificação 7135 Estimativa de Pressão e Vazão A pressão mínima no ponto mais desfavorável deverá ser de 15 mca para os riscos classe A e B e de 20 mca para o risco clas se C exceto em edificação predominantemente residencial sujeita à proteção por hidrantes alimentada pelo reservatório elevado e será permitida pressão dinâmica mínima de 6 mca mesmo com sistema bypass também em edificações destinadas à manipu lação de combustíveis de todos os tipos e em edificação que subs tituir os hidrantes por outro tipo de proteção que produza jato sólido ou neblina a pressão mínima será de 30 mca para área coberta e 40 mca para área descoberta 194 UNIUBE A pressão mínima residual no hidrante mais desfavorável deverá ser alcançada considerando o uso simultâneo de hidrantes confor me mostrado na tabela 51 Tabela 51 Número de hidrantes em teste de uso simultâneo Hidrantes instalados Hidrantes em teste de uso simultâneo 1 1 2 a 4 2 5 a 6 3 mais de 6 4 Fonte Gebara 2001 Para efeito de equilíbrio de pressão no ponto de cálculo será admi tida a variação máxima de para mais ou menos 05 mca Em edificação com mais de 12 andares eou 36 m de altura não são recomendadas pressões acima de 100 mca em nenhum dos hidrantes A vazão da rede de hidrantes será estimada como sendo a soma das vazões que saem dos hidrantes em testes de uso simultâneo O volume necessário de armazenamento será estimado de acordo com o tamanho da edificação e do seu tempo de funcionamento dado pela formula Q t V Em que V volume de reserva em litros Q Vazão correspondente ao número de hidrante em funcionamen to simultâneo em litrosminutos UNIUBE 195 t tempo de funcionamento em minutos O tempo de funcionamento depende da área construída da edifica ção como pode ser conferido pela tabela 52 Tabela 52 Tempo mínimo de funcionamento dos hidrantes em uso simultâneo Área construída m² Tempo de funcionamento minutos até 20000 30 20001 a 30000 45 30001 a 50000 60 50001 a 100000 90 acima de 100000 120 Fonte Gebara 2001 714 Dimensionamento do reservatório distribuição por gravidade por recalque e bypass As redes de hidrantes podem ser alimentadas pelo reservatório ele vado por gravidade por bypass ou ainda ser totalmente por re calque isto é utilização do sistema de alimentação sob comando A rotina de cálculo para os três casos são similares mas exige adaptações pertinentes para cada caso A vazão no bocal do esguicho será determinada utilizando a se guinte equação Em que Q vazão m3s A área do bocal m2 196 UNIUBE g aceleração da gravidade ms2 Cd coeficiente de descarga 095 098 H pressão dinâmica mínima no bocal mca As perdas de carga nas canalizações e nas mangueiras serão es timadas pela fórmula de HazenWilliams dada por Em que C coeficiente do material D diâmetro da canalização ou mangueira m Os valores de C para canalização de aço galvanizado e mangueira revestida de borracha são 100 e 140 respectivamente Exemplo de dimensionamento Utilizando o edifício do exemplo dos outros dos outros capítulos considere um prédio de 8 andares mais térreo e um subsolo DETERMINAÇÃO DA ALTURA DO RESERVATÓRIO ELEVADO PRESSÃO E VAZÃO NOS HIDRANTES MAIS DESFAVORÁVEIS DISTRIBUIÇÃO POR GRAVIDADE UNIUBE 197 R1 R2 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H9 H10 155 145 190 280 280 280 280 280 280 280 350 160 120 X Dispositivo de Recalque 200 A B C D E F G H I J K ou Registro de Calçada Reservatório Elevado Valvula de Retenção RG RG Figura 67 Esquema isométrico da rede de hidrantes Fonte Gebara 2001 p 109 Equação e dados para dimensionamento Prédio residencial Risco classe A Pressão dinâmica mínima 6 mca 198 UNIUBE Tubo de aço galvanizado de 63 mm de diâmetro C 100 Mangueira revestida de borracha de 30 m C 140 Diâmetro do bocal do esguicho 13 mm Aceleração da gravidade 981 m s2 Equação para calculo da vazão no bocal I Equação para cálculo da pressão H no bocal II Equação para o cálculo da perda de carga no tubo e na mangueira III Para o tubo de aço galvanizado de 63 mm J 149346 Q185 IV htubo J L V Para mangueira de 30 m a perda de carga total é dada por hmang 282x105 Q185 VI UNIUBE 199 Estimativa do comprimento total da canalização de 63 mm da coluna de distribuição até o engate da mangueira para os hidrantes H1 H2 e H3 Comprimento desenvolvido 200 m Comprimentos equivalentes registro de ângulo 1000 m redução 63 x 38 mm 040 m Tê saída bilateral 416 m TOTAL L 1656 m Para o hidrante H4 Comprimento desenvolvido 200 m Comprimentos equivalentes registro de ângulo 1000 m redução 63 x 38 mm 040 m Tê saída lateral 343 m TOTAL L 1583 m Estimativa das pressões e vazões Cálculo da pressão no ponto A PA PH1 hmang htubo 200 UNIUBE A vazão no hidrante H1 pela Equação I será Q1 141x103 m3s ou 141 ls Substituindo o valor nas Equações IV V e VI obtêmse os valores hmang 282x105 141x103185 hmang 150 m J 149346 141x103185 J 00080 htubo 00080 1656 htubo 013 m PA 600 150 013 PA 763 mca Cálculo da pressão em B PB PH2 hmang htubo Adotando Q2 160x103 m3s e substituindo nas Equações II IV V e VI temse PH2 771 mca hmang 190 mca htubo 017 mca PB 978 mca UNIUBE 201 Cálculo da pressão em C PC PH3 hmang htubo Adotando Q3 179x103 m3s PH3 955 mca hmang 233 mca htubo 017 mca PC 1219 mca Cálculo da pressão em D PD PH4 hmang htubo Adotando Q4 198x103 m3s PH4 1182 mca hmang 281 mca htubo 025 mca PD 1488 mca Verificação das pressões por meio da coluna de distribuição de 63 mm de diâmetro 202 UNIUBE A diferença entre os valores da pressão nos pontos de cálculos deve ser menor que 050 mca Comprimento da tubulação Comprimento desenvolvido 280 m Comprimentos equivalentes Tê saída bilateral 416 m TOTAL L 696 m Pressão em C PC PD H htubo Q 198x103 m3s PC 1488 280 010 PC 1218 mca 1219 mca OK Pressão em B PB PC H htubo Q 377x103 m3s PB 1218 280 034 PB 972 mca 978 mca OK UNIUBE 203 Pressão em A PA PB H htubo Q 537x103 m3s PA 972 280 065 PA 757 mca 763 mca OK Determinação da altura do reservatório A vazão total que sai do reservatório no teste simultâneo é de Q 678x103 m3s utilizando a Equação IV achase a perda de carga unitária de J 01448 mm O comprimento total pelo esquema apresentado na figura 67 será Comprimento desenvolvido 490 X m Comprimentos equivalentes 2 joelhos 90o 470 m 1 Tê de passagem direta 041 m 1 registro de gaveta 040 m 1 entrada normal 090 m 1 válvula de retenção leve 520 m TOTAL L 1651 X m 204 UNIUBE Pela manometria temse PA PR2 H htubo 763 0 X 190 01448X 239 X 812 08552 X 950 m Portanto o fundo do reservatório deverá ficar a 950 m acima do barrilete Cálculo do volume da reserva de incêndio A estimativa da vazão para efeito de armazenamento deve ser feita quando 04 hidrantes mais favoráveis estiverem em uso ou teste Portanto devese estimar a vazão dos hidrantes H7 H8 H9 e H10 pela mesma metodologia de cálculo adotada para os hidrantes mais desfavoráveis O comprimento total da tubulação do trecho K H10 difere do ado tado aos outros trechos pelo uso de um joelho de 90o no lugar de um Tê de saída bilateral assim o comprimento total considerado L 1656 m nos demais passa para L 1475 m Cálculo da pressão no ponto G Adotando Q7 210x103 m3s PH7 1329 mca hmang 314 mca htubo 028 mca PG 1671 mca UNIUBE 205 Cálculo da pressão no ponto H Adotando Q8 221x103 m3s PH8 1472 mca hmang 345 mca htubo 030 mca PH 1847 mca Cálculo da pressão no ponto I Adotando Q9 234x103 m3s PH9 1650 mca hmang 383 mca htubo 034 mca PI 2067 mca Cálculo da pressão no ponto K Adotando Q10 249x103 m3s PH10 1869 mca hmang 430 mca htubo 036 mca PK 2335 mca 206 UNIUBE Verificação das pressões por meio da coluna de distribuição de 63 mm de diâmetro A diferença entre os valores da pressão nos pontos de cálculos deve ser menor que 050 mca O comprimento total da tubulação nos trechos considerados é igual a L 696 m exceto no trecho K I em que se tem o acréscimo de um Tê de passagem direta nesse trecho fican do o comprimento L 737 m Pressão em I PI PK H htubo Q 249x103 m3s PI 2335 280 017 PI 2072 mca 2067 mca OK Pressão em H PH PI H htubo Q 483x103 m3s PH 2072 280 054 PH 1846 mca 1847 mca OK UNIUBE 207 Pressão em G PG PH H htubo Q 704x103 m3s PG 1846 280 108 PG 1674 mca 1671 mca OK Verificação da pressão no ponto G a partir do reservatório considerando a vazão total Q 914x103 m3s Comprimento desenvolvido 3120 m Comprimentos equivalentes 2 joelhos 90o 470 m 7 Tê de passagem direta 287 m 1 registro de gaveta 040 m 1 entrada normal 090 m 1 válvula de retenção leve 520 m TOTAL L 4527 m 208 UNIUBE Pela Equação IV determinase J 02523 mm PG H htubo PG 2820 02523 4527 PG 1678 1674 mca OK Os resultados mostram que o sistema está equilibrado dentro das especificações do Corpo de Bombeiros e finalmente podese cal cular o volume de armazenamento Vol Q t 914 60 30 Vol 16452 l Esse volume ocupará uma altura de 235 m no reservatório supe rior nas dimensões dadas pelo projeto Determinação da altura manométrica do pressurizador do sistema bypass No cálculo anterior o dimensionamento foi realizado para um sis tema de abastecimento da rede por gravidade sem a preocupação quanto à estética da construção Como toda edificação tem limita ção quanto à estética do projeto arquitetônico a rede de hidrantes calculada deverá ser redimensionada para receber uma bomba de pressurização do sistema tipo bypass UNIUBE 209 R1 R2 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H9 H10 155 100 190 280 280 280 280 280 280 280 350 160 120 200 Dispositivo de Recalque 200 A B C D E F G H I J K ou Registro de Calçada Reservatório Elevado Valvulas de Retenção RG RG 045 100 141 BOMBA SISTEMA BYPASS 100 Valvula de Retenção Figura 68 Esquema isométrico da rede de hidrantes com sistema bypass Fonte Gebara 2001 p 116 O fundo do reservatório fica 200 m acima do barrilete como mostra do no esquema da figura 68 Para o dimensionamento do conjunto pressurizador é necessário conhecer o valor da carga a ser acres cida para adequar às recomendações do Corpo de Bombeiros 210 UNIUBE Cálculo do comprimento total do sistema bypass até o ponto A Comprimento desenvolvido 1031 m Comprimentos equivalentes 3 joelhos 90o 705 m 2 Tê de passagem direta 082 m 1 Tê de passagem lateral 343 m 3 registro de gaveta 120 m 1 entrada normal 090 m 1 válvula de retenção leve 520 m TOTAL L 2891 m Equacionando o esquema para Q 678x103 m3s e J 149346 Q185 temse PA PR2 H htubo J 01448 mm htubo J L htubo 01448 2891 763 0 Hm 390 419 Hm 792 m UNIUBE 211 Com posse do valor de Q e Hm estimase a potência do pressurizador Pot γ Q Hm Pot 9806 678x103 792 Pot 527 W ou 07 cv Recomendase o uso de um conjunto de 1 cv de potência Nota Devese procurar em catálogos de fabricantes de bomba um conjunto apropriado em termos de vazão e pressão recalculan do as novas vazões pressões e volume de armazenamento par o conjunto adotado Devese indicar também por meio de cálculos em quantos pavimentos haverá necessidade de colocar botão de comando de acionamento do pressurizador É importante ainda dimensionar a rede de hidrantes somente por recalque quando a reserva de incêndio é no reservatório inferior 715 Conclusão Concluído o projeto ele deverá ser aprovado junto ao Corpo de Bombeiros posteriormente deverá ser entregue a um órgão públi co competente em que deverá ser analisado e liberado para exe cução A área a ser considerada para elaboração do projeto do sistema de proteção contra descargas atmosféricas de iluminação de emergência de sinalização de abandono de local e de alarme e detecção de incêndio deverá ser a mesma área considerada para o projeto arquitetônico a qual deverá ser conferida 212 UNIUBE AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 13714 Instalação Hidráulica de Proteção Contra Incêndio Disponível em httpwwwphilomenojrcombrdown loadsInformacoesEluma20ConexoesNBR201371420 Hidrantes20e20mangotinhospdf Acesso em 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO A utilização do sistema não deve comprometer a fuga dos ocupantes da edificação portanto deve ser projetado de tal forma que dê proteção em toda a edificação sem que haja a necessidade de adentrar às escadas antecâmaras ou outros locais determinados exclusivamente para servirem de rota de fuga dos ocupantes SAIBA mAIS Para saber mais sobre os assuntos aqui discutidos consulte VIANNA Marcos Rocha Instalações Hidráulicas Prediais Belo Horizonte Instituto de Engenharia Aplicada IEA 1993 SINTETIZANDO Este capítulo apresentou procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema pre dial de instalação hidráulica de proteção contra incêndio DICAS Elaboração de projeto de proteção e Combate ao Incêndio Disponível em httpswwwyoutubecomwatchvKAkDk2qD 5ME Acesso em 28 fev 2016 Natália michelan Introdução Projeto de instalações prediais de gás Capítulo 8 O GLP Gás Liquefeito do Petróleo é obtido a partir da destilação do petróleo sendo formado basicamente pela mistura de propano C3H8 butano C4H10 e hidrocarbonetos em proporções variáveis obtidos pela destilação do petróleo Apresenta as seguintes propriedades Densidade 2 em relação ao ar na forma de gás 055 em relação à água na forma líquida Facilidade e rapidez de operação Não produz resíduos após a queima Poder calorífi co médio 12000 Kcalkg O emprego do GLP nos domicílios é cada dia maior visto que poucas cidades no Brasil dispõem de gás combustível canalizado nas ruas sendo necessária a instalação domiciliar com recipientes que armazenam o GLP Seu uso em instalações industriais no Brasil exige a demonstração de impraticabilidade da utilização de outros combustíveis menos nobres salvo nas instalações das cozinhas dessas indústrias As recentes descobertas de reservas imensas de gás natural no Brasil aumentam as perspectivas não apenas de distribuição de gás canalizado mas também de fornecimento de GLP MACINTYRE 1996 Assim como o petróleo o gás natural é uma energia de origem fóssil mistura de hidrocarbonetos leves dentre os quais se destaca o metano CH4 que se localiza no subsolo da terra e é procedente da decomposição da matéria orgânica espalhada entre os extratos rochosos Além disso o gás natural é uma energia carente de enxofre e a sua combustão é completa liberando como produtos o dióxido de carbono CO2 e vapor de água sendo os dois componentes não tóxicos o que faz do gás natural uma energia ecológica e não poluente O gás natural é uma fonte de energia totalmente natural O território brasileiro especialmente a região litorânea é rico em gás natural o que garante o seu abastecimento por muitos e muitos anos No Rio de Janeiro é extraído dentro do próprio estado As mais importantes reservas estão localizadas na Bacia de Campos VAZQUEZ ALVES 2009 Aprender técnica de instalações de uma rede de gás Relacionar as pressões de utilização no projeto de instalação de gás Conceitualizar os tipos de gases Classificar as etapas necessárias para o dimensionamento da rede Projeto de Instalações Prediais de Gás Pressões de Utilização Instalação Predial Exemplos de utilização de GLP Gás Natural Dimensionamentos Determinação dos diâmetros Exaustão e Ventilação Chaminé Tubulação aparente Teste de estanqueidade Objetivos Esquema UNIUBE 215 Projeto de instalações prediais de gás 81 As instalações prediais de gás podem ser abastecidas tanto por canalização de rua como por uma central de gás sendo o gás con duzido através de um sistema de tubulações A Norma NBR4570 não se aplica a instalações constituídas de um só aparelho de uti lização diretamente ligado através de tubo flexível a um único re cipiente com capacidade volumétrica inferior a 32L e a instalações quando o processo for exclusivamente industrial As empresas que fazem a distribuição do gás liquefeito de petróleo utilizam recipientes de aço que podem ser transportáveis botijões ou cilindros ou fixos dependendo de suas capacidades Existe um grande número de normas da ABNT que regulamentam as dimen sões os testes para o controle de qualidade dos recipientes para GLP bem como as mangueiras flexíveis utilizadas e as válvulas para os recipientes figura 69 Os recipientes transportáveis de aço para GLP têm as seguintes capacidades regulamentadas pelas normas 2 kg NBR 847084 5kg NBR 847184 13 kg NBR 846284 45 kg NBR 846384 90 kg NBR 847284 216 UNIUBE Os botijões de 2 e 5 kg são utilizados em lampiões para iluminação laboratórios camping etc os de 13 e 45 kg são utilizados em ca sas e prédios residenciais os cilindros de 90 kg são empregados nas instalações de maior consumo Figura 69 Instalação típica de GLP para residências coletivas Fonte Vazquez Alves 2009 811 Pressões de utilização O GLP é fornecido em recipientes de aço no estado líquido com pressões da ordem de 50 a 150 psi 35 a 105m H2O Na saída dos recipientes através do regulador de alta ou de 1º estágio ocorre uma redução para 15 psi 10 m H2O e posteriormente pelo re gulador de baixa ou de 2º estágio a pressão chega a 04 psi 028 m H20 valor indicado para o consumo nos aparelhos SANTOS 2015 UNIUBE 217 812 Instalação predial Os sistemas de gás centralizado também conhecidos como sis temas de gás combustível centralizado são constituídos basica mente das seguintes instalações figura 70 Central de Gás Central de GLP onde ficam armazenados os cilindros de gás Rede de canalizações tubulações que levam o gás combus tível da Central até as diversas unidades da edificação pon tos de consumo Medidores de consumo individuais 218 UNIUBE Figura 70 Instalação predial de GLP Fonte Vazquez Alves 2009 A utilização do GLP apresenta algumas vantagens são elas Devido a sua distribuição nos pontos de consumo darse a pressões altas as tubulações possuem menor diâmetro O poder calorífi co é superior ao do gás natural UNIUBE 219 Não dá origem à fumaça e à fuligem Possui limite de inflamabilidade baixo 813 Exemplos de utilização do glp A instalação predial do GLP pode ser individual em que cada do micílio possui seus recipientes ou por distribuição central com um medidor de consumo para cada domicílio Em residências até as mais simples o recipiente de GLP boti jão ou cilindro de gás deve ficar localizado em áreas externas reservadas para esse fim sendo o gás levado aos pontos de con sumo através de canalizações próprias as quais denominamos instalações prediais de gás ou de GLP Com a grande demanda de energia elétrica é prudente se somar as diversas alternativas energéticas e nesse pensamento os projetos de instalações pre diais de gás devem prever pontos de alimentação do combustível também para o aquecimento da água 814 Gás natural O gás natural é um combustível de origem fóssil resultado da mistura de hidrocarbonetos leves destacamse o metano CH4 que está localizado no subsolo da Terra sendo o resultado da decomposição da matéria orgânica espalhada entre os extratos rochosos Além disso o gás natural apresenta pequena quanti dade de enxofre e sua combustão é considerada completa pois ao final libera como produtos o dióxido de carbono CO2 e o vapor de água H2O sendo esses dois componentes não tóxi cos o que faz do gás natural uma energia ecológica e não po luente VAZQUEZ ALVES 2009 220 UNIUBE O gás natural pode ser aplicado em residências para o cozimento de alimentos aquecimento da água inclusive a das piscinas para gerar eletricidade em horário de ponta em secadoras de roupa e lavadoras de louças nos aparelhos de ar refrigerado Também para a climatização de ambientes no comércio restaurantes ho téis padarias lavanderias hospitais clubes escolas shopping centers supermercados e academias de ginástica já consomem o gás natural no cozimento de alimentos aquecimento e climati zação de ambientes na indústria nesse setor o gás natural tem inúmeras aplicações na geração de energia elétrica ou térmica na alimentação de fornos e caldeiras e na geração de vapor secagem e cerâmica Além das vantagens da estabilidade de preços frente ao óleo da competitividade em relação às energias alternativas e da confiabilidade de fornecimento em projetos de cogeração Tudo isso faz do gás natural a melhor energia para a indústria em veí culos automotivos o GNV é usado para o abastecimento de frotas táxis ônibus e veículos particulares e na climatização de ambien tes VAZQUEZ ALVES 2009 815 Dimensionamentos O dimensionamento da tubulação de gás e a especificação dos reguladores de pressão devem manter a pressão nos pontos de utilização tão próxima quanto possível da pressão nominal es tabelecidas pelas Normas Brasileiras para os respectivos apare lhos de utilização de gás ou na falta dessas da pressão nomi nal informada pelo fabricante O cálculo de dimensionamento da instalação deve ser realizado considerandose a utilização do gás natural e a existência de uma tubulação após o abrigo de reguladores ou na inexistência desse a partir da válvula geral de bloqueio no passeio ou na localização provável dessa UNIUBE 221 A pressão de cálculo de entrada do GN deve ser de 196kPa Sugerese a verificação de oscilações momentâneas de pressão nos pontos de utilização Essas variações estão acima de 15 e abaixo de 25 da pressão nominal Os aparelhos que são especi ficados pelos fabricantes para operar em diferentes pressões no minais do gás não podem ser abastecidos pelo mesmo regulador de último estágio A tubulação deve ser dimensionada com o intuito de garantir a va zão necessária para suprir a instalação levandose em conta a perda de carga máxima admitida para permitir um perfeito funcio namento dos aparelhos de utilização de gás Os diâmetros dos tubos de distribuição são calculados conforme as seguintes etapas Apuração da potência computada C a ser instalada no trecho considerado por meio da somatória das potências nominais dos aparelhos de utilização de gás supridos pelos aparelhos podendo ser utilizada a informação do fabricante do aparelho a ser instalado ou conforme a tabela a seguir Tabela 53 Potência nominal dos aparelhos de utilização informativo Aparelhos Tipo Capacidade Nominal Kw KcalH Fogão Com 4 Bocas Com Forno 81 7000 Fogão Com 4 Bocas Sem Forno 58 5000 Fogão Com 6 Bocas Com Forno 128 11000 Fogão Com 6 Bocas Sem Forno 93 8000 Forno De Parede 35 3000 Aquecedor De Acumulação 50 75 Litros 87 7500 222 UNIUBE Aquecedor De Acumulação 100 150 Litros 105 9000 Aquecedor De Acumulação 200 300 Litros 174 15000 Aquecedor De Passagem 6 LitrosMin 105 9000 Aquecedor De Passagem 8 LitrosMin 140 12000 Aquecedor De Passagem 10 LitrosMin 171 14700 Aquecedor De Passagem 25 LitrosMin 265 22800 Aquecedor De Passagem 30 LitrosMin 442 38000 Aquecedor De Passagem 15 LitrosMin 523 45000 Aquecedor De Passagem 25 LitrosMin 442 38000 Aquecedor De Passagem 30 LitrosMin 523 45000 Secadora De Roupa 70 6000 Fonte Fonte NBR14570 2000 Permitese para o cálculo do consumo da rede de distribuição interna comum a várias unidades residenciais utilizar o fator de simultaneidade F É de responsabilidade do projetista ve rificar as condições prováveis da utilização dos equipamentos e possíveis expansões de utilizações para decidir qual o valor a ser utilizado no fator de simultaneidade UNIUBE 223 Figura 71 Fator de simultaneidade Fonte NBR14570 2000 Calcular a potência adotada A multiplicandose o fator de simultaneidade F pela potência computada C conforme a equação a seguir A FC Em que A potência adotada em quilocaloria por hora F fator de simultaneidade adimensional C potência computada em quilocalorias por hora Determinar a vazão do gás Q dividindose a potência ado tada pelo poder calorífico inferior do gás PCI Q A PCI 224 UNIUBE Em que PCI Poder calorífico inferior GN 8600kcalm3 à tem peratura de 20C e pressão de 1033kgfcm2 Q Vazão de gás em metro cúbico por hora Considerar que a perda de carga máxima admitida para toda rede é de 10 da pressão utilizada para o dimensionamento da rede de distribuição interna Considerar a condição de cada regulador de pressão inserido na rede o trecho da tubulação a jusante pode perder 10 da pressão em perda de carga da saída do regulador e seu dimensionamento deve ser feito como uma nova tubulação Respeitar a faixa de funcionamento dos aparelhos previstos nos pontos de utilização Dimensionar cada trecho da tubulação computando a soma das vazões dos aparelhos de utilização por ele servido O comprimento total deve ser calculado somandose o trecho horizontal vertical e as referidas perdas de carga localizadas Para esse cálculo devemse considerar perdas de cargas lo calizadas conforme os valores fornecidos pelos fabricantes das conexões e registros Quando não se dispõem desses valores podemse utilizar valores consagrados internacional mente desde que se garanta que a perda de carga localizada real não ultrapasse o valor utilizado no cálculo Adotar um diâmetro equivalente D para determinação do comprimento equivalente L da tubulação conside randose os trechos retos somados aos comprimentos equivalentes de conexão e válvulas de acordo com infor mações dos fabricantes UNIUBE 225 Considerar nos trechos verticais ascendentes um ganho de pressão de 0005kPa para cada 100n do referido trecho Já nos trechos verticais descendentes devese considerar uma perda de pressão de 0005kPa para cada metro do referido trecho condição para uso do GN Para o dimensionamento podese usar as seguintes equações Equação da vazão do gás Equação da pressão de entrada Em que Q Vazão do gás em normal metro cúbico por hora D Diâmetro interno do tubo em milímetro H Perda de carga máxima admitida em quilopascal L Comprimento do trecho da tubulação em metro S Densidade relativa do gás em relação ao ar adimensional PA Pressão de entrada de cada trecho em quilopascal PB Pressão de saída de cada trecho em quilopascal 226 UNIUBE 816 Determinação dos diâmetros Após o dimensionamento das tubulações é necessário conferir os diâmetros seguindo os seguintes critérios Adotar os maiores diâmetros encontrados para as tubulações Sugerese a verificação de oscilações momentâneas de pres são nos pontos de utilização Essas variações estão acima de 15 e abaixo de 25 da pressão nominal Os aparelhos que são especificados pelos fabricantes para operar em dife rentes pressões nominais do gás não podem ser abastecidos pelo mesmo regulador de último estágio A tubulação deve ser dimensionada com o intuito de garantir a vazão necessária para suprir a instalação levandose em conta a perda de carga máxima admitida para permitir um perfeito funcionamento dos aparelhos de utilização de gás Apuração da potência computada C a ser instalada no tre cho considerado por meio da somatória das potências no minais dos aparelhos de utilização de gás por eles supridos podendo ser utilizada a informação do fabricante do aparelho a ser instalado ou conforme a tabela 53 Encontrar o valor de simultaneidade F em função da potên cia computada C por meio da norma Calcular a potência adotada A multiplicandose o fator de simultaneidade F pela potência computada C conforme a equação da potência adotada Determinar a vazão do gás Q dividindose a potência ado tada pelo poder calorífico inferior do gás PCI conforme a equação da vazão do gás UNIUBE 227 A pressão de cálculo de entrada do GN deve ser de 196kPa Perda de carga máxima de 15kPa nas redes primárias Pressão mínima final no ponto de utilização de 26kPa O diâmetro nominal mínimo admitido na rede de distribuição interna é de 15mm devese ser respeitada a faixa de pres são de funcionamento dos aparelhos previstos nos pontos de utilização Adotar um diâmetro equivalente D para determinação do comprimento equivalente L da tubulação considerando se os trechos retos somados aos comprimentos equivalen tes de conexão e válvulas de acordo com informações dos fabricantes Incluir a perda de pressão devida ao peso da coluna de GLP nos trechos verticais conforme a equação de perda de pressão Em que ΔP Perda de pressão em quilopascal H Altura do trecho vertical em metros dg Densidade relativa do GLP Para o cálculo do dimensionamento utilizase a seguinte equação da variação de pressão absoluta 228 UNIUBE Em que PAabs Pressão absoluta inicial na saída do regulador de 1 estágio em média pressão em quilopascal PBabs Pressão absoluta inicial na entrada do regulador de 2 estágio no ponto mais crítico do trecho em quilopascal PA Pressão inicial na saída do regulador de 2 estágio ou estágio único em baixa pressão em quilopascal PB Pressão na entrada do aparelho de utilização ponto mais crítico do trecho em quilopascal dg Densidade relativa do gás fase vapor em relação ao ar considerar 18 L Comprimento total em metro Q Vazão do gás em metro cúbico por hora D Diâmetro interno em milímetros O fator de simultaneidade relacionase com a potência computada e com a potência adotada por meio da seguinte equação para de terminar a potência adotada Em que A Potência adotada C Potência Computada F Fator de simultaneidade UNIUBE 229 É possível também obter o fator de simultaneidade em função da ca pacidade total de consumo em metros cúbicos dos aparelhos Na con fecção do gráfico foram considerados os seguintes valores para obter o poder calorífico inferior GN 9230kcalm³ e GLP 24000kcalm³ No caso de um cálculo mais preciso o fator de simultaneidade pode ser obtido por meio das equações para o cálculo do fator de simultaneidade C em quilocalorias por minuto Ou as equações para o cálculo do fator de simultaneidade C1 em quilowatt 817 Exaustão e ventilação Saída dos produtos da combustão dos aquecedores e boilers O gás ao queimar consome oxigênio por isso os locais onde fun cionam aparelhos a gás devem dispor de ventilação permanente ou seja as janelas ou basculantes devem ser fixos e estar livres de obstáculos que impeçam a renovação do ar 230 UNIUBE Os aquecedores e boilers além da ventilação necessitam de uma chaminé para a condução de resíduos ao exterior por terminal externo tipo T para evitar o retorno do gás ao interior do ambiente Uma de ficiente saída de produtos da combustão ou mau funcionamento do aparelho a gás pode produzir graves riscos de intoxicação A chaminé figura 72 conduzirá o gás proveniente da queima monóxido de car bono para o ar livre ou para o prisma de ventilação Figura 72 Chaminés Fonte Vazquez Alves 2009 A ventilação dos ambientes onde há aparelhos a gás deve ter A ventilação permanente no rebaixo de teto por onde passar a chaminé deverá ser de 400 cm² UNIUBE 231 A chaminé não deve possuir emendas Deve ser executada a ventilação permanente inferior de 200 cm² e superior de 600 cm² nos ambientes em que for projeta do o ponto de espera de gás No caso de cozinhaárea de serviço ser o mesmo ambiente a venti lação permanente inferior deverá ser na porta de acesso à cozinha No fechamento da área de serviço as janelas devem ser pro vidas de área de ventilação superior permanente báscula fixa ou veneziana Nos banheiros será permitida a abertura superior em comuni cação indireta com o exterior por meio de rebaixos desde que haja seção livre mínima de 1600 cm² até o comprimento de 4 m Banheiros com ventilação mecânica deverão ter na parte in ferior da porta uma área de ventilação permanente igual ou superior a 600 cm² 818 Chaminé As chaminés deverão ser feitas de material incombustível e acopladas à peça superior do aquecedor chamada defletor ou bocal figura 73 O diâmetro da chaminé deve estar compatível com o diâmetro de saída do aquecedor projetadoinstalado defletor e também com o diâmetro do furo na viga para passagem sem nenhuma redução no seu diâmetro 232 UNIUBE Figura 73 Chaminé Fonte Vazquez Alves 2009 Dimensionamento da Chaminé Chaminés Individuais As chaminés devem ser dimensionadas pela tabela 54 e de vem ter o menor percurso possível A projeção horizontal do percurso da chaminé deve ser no máximo de 2 m sendo permissíveis 2 curvas até 90 Para cada curva de 90 além das duas permitidas o compri mento horizontal deve ser considerado acrescido 20 vezes o diâmetro de saída do defletor Quando a chaminé possuir comprimento real ou acrescido su perior a 2 m todo o trecho horizontal deve ter aumentado o seu diâmetro de acordo com a relação Dd L2 UNIUBE 233 Em que D diâmetro que deve ter a chaminé d diâmetro de saída do defletor L comprimento horizontal em metros O diâmetro máximo permitido é de 150 mm e o mínimo de 75 mm sendo permitidas seções retangulares equivalentes Tabela 54 Seções Transversais Mínimas para Chaminés Individuais 85 da ca p a c i d a d e nominal do aquecedor Seção transversal mínima Circular Quadrada Retangular Kcalmin 1 0 0 0 Kcalh cm² d cm cm² a cm cm² b cm Até 50 5075 75108 108165 165250 250320 320400 400500 500650 650810 810970 9701200 12001450 14501750 17502000 20002350 Até 3 35 57 710 1015 1519 1924 2430 3039 3949 4958 5872 7287 87105 105120 120141 20 28 38 50 62 80 95 115 135 150 180 200 225 260 285 315 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 36 49 64 81 100 121 144 169 196 225 256 289 324 361 400 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 24 35 48 70 77 104 126 150 176 204 247 260 294 345 384 425 6 7 8 10 11 13 14 15 16 17 19 20 21 23 24 25 Fonte Vazquez Alves 2009 234 UNIUBE 819 Tubulação aparente Toda tubulação aparente garagempiso térreo deve ser pintada na cor amarela conforme padrão 5Y812 do Sistema Munsell e com a inscrição de perigo gás a cada três metros As tubulações aparentes devem ser convenientemente fixadas por meio de abraçadeiras ou suporte guia Esses elementos de fixação podem ser ancorados diretamente em paredes ou no teto por chumbador ou para fusos com buchas de expansão O contato direto entre a tubulação e o suporte deve ser evitado por meio de anéis de elastômeros As abraçadeiras podem ser múltiplas ou simples conforme o tipo de instalação pretendido Devem ser respeitados os seguintes afastamentos tabela 55 Tabela 55 Afastamento das tubulações aparentes TIPO DE INSTALAÇÃO AFASTAmENTO PARALELO AFASTAmENTOS PERPENDICULARES Redes de água e esgoto 30 cm 20 cm Cabos elétricos ou similares 30 cm 30 cm Chaminés 30 cm 20 cm valores para o caso de instala ção em eletroduto em outros casos usar 50 cm Fonte Vazquez Alves 2009 UNIUBE 235 8110 Teste de estanqueidade Após a vistoria não sendo constatadas irregularidades o pedido é encaminhado para a ligação da rua ligação do ramal Após a liga ção do ramal devese solicitar a colocação do medidor e ligação dos equipamentos 8111 Conclusão Devemos levar em conta que quando utilizados materiais metáli cos a fim de conduzir gás combustível especificado nessa norma NBR14570 podem sofrer corrosão tendência natural dos mate riais voltarem ao seu estado encontrado na natureza desprendendo energia e por esse motivo devem ser instalados adequadamente para minimizar esse fenômeno Os dispositivos de segurança são indispensáveis para controlar a sobre pressão acidental e rompimento do diafragma dos regulado res de pressão pois esse fenômeno é o que mais pode comprome ter a segurança deste sistema de instalação predial de gás Os reguladores de pressão devem ser equipados ou complementa dos com um dos seguintes dispositivos de segurança Dispositivo válvula de bloqueio automático para fechamen to rápido por sobre pressão com rearme feito manualmente ajustado para operar com sobre pressão na pressão de saí da dentro dos limites estabelecidos na norma Dispositivo de bloqueio automático incorporado ao próprio re gulador de pressão com características e condições de ajuste idênticas às mencionadas anteriormente 236 UNIUBE Uma válvula de alívio opcionalmente desde que verificadas con dições de instalações adequadas identificação do ponto de saída cálculo de vazão etc ajustada para operar em condições de sobre pressões na pressão de saída dentro dos limites estabelecidos na norma JANKAUSHIS JUNIOR 2016 AmPLIANDO O CONHECImENTO NBR 14570 Instalações internas para uso alternativo dos ga ses GN e GLP Projeto e execução Disponível em httpwww philomenojrcombrdownloadsInformacoesEluma20Conexoes NBR201457020InstalaE7F5es20internas20uso20 mFAtuopdf Acesso em 28 fev 2016 PARADA PARA REFLEXÃO Em uma rede de instalação há necessidade de acopla mentos entre as tubulações independente do material a ser utilizado nas vedações dos acoplamentos roscados deve ser aplicado um vedante como fita de pentatetrafluoretileno ou vedantes líquidos ou pastosos com características compatíveis para o uso de GN e GLP SAIBA mAIS Para saber mais sobre os assuntos aqui discutidos consultar VIANNA Marcos Rocha Instalações Hidráulicas Prediais Belo Horizonte Instituto de Engenharia Aplicada IEA 1993 UNIUBE 237 SINTETIZANDO Este capítulo apresenta procedimentos para que o Engenheiro Civil desenvolva os cálculos de dimensionamento do sistema predial de instalação predial de gás DICAS Curso instalações prediais de gás Disponível em httpswww youtubecomwatchvdVPvHm2FWrw Acesso em 28 fev 2016 CONCLUSÃO O material que dispomos para a elaboração de um projeto de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais mostra que não bas tam apenas as peças e os aparelhos para a construção de insta lação os conceitos básicos e as fórmulas utilizados na elaboração do projeto representam também o resultado de uma evolução mi lenar das diversas áreas do conhecimento humano Dessa evolução surgiram as normas específicas para a elaboração de projetos de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais normas sábias e suas recomendações devem ser sempre obedecidas a não ser em casos muito especiais e justificados VIANNA 1996 Os projetos de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais apre sentados neste livro estão sistematicamente baseados com as nor mas brasileiras vigentes da área A elaboração do projeto é uma das etapas mais importantes pois é nessa fase que devem ser definidos o tipo do prédio e sua utilização sua capacidade atual e futura o tipo de sistema de abastecimento a ser implantado os pontos de utilização o sistema de distribuição a localização dos reservatórios canalizações e aparelhos a serem utilizados A etapa seguinte consiste na determinação das vazões das cana lizações constituintes do sistema que é feita por meio de dados e tabelas das normas assim como na determinação das necessida des de reservação e capacidade dos equipamentos O desenvolvimento do projeto de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais deve ser conduzido concomitantemente aos projetos de arquitetura estruturas e de fundações da construção almejando a mais perfeita harmonia entre todas as exigências téc nicoeconômicas envolvidas Ao final da execução dos projetos a obra deve ser entregue so mente após a conclusão de testes que comprovem a qualidade e a segurança das instalações executadas nessa etapa já devem estar em plenas condições de funcionamento Recomendase que o profissional responsável pela excussão dos pro jetos de Instalações Hidráulicas e Sanitárias Prediais preste assessoria técnica durante todo o processo de execução da obra pois qualquer mudança deve contar com sua anuência e obter assim o sucesso da concepção execução e conclusão do projeto desenvolvido 240 UNIUBE Referências COPASA Instalação do padrão de diâmetro de ½ COPASA Disponível em httpwwwcopasacombrwpsportalinternetabastecimentodeagualigacao deaguaconteudosinstalacaodopadraodediametrode12utpa004sj 9cpykssy0xplmnmz0vmafgjzoj9dlwdpby9dbz8gzzddby9gzdt2dgvxmjpulsh 0varl9v74 Acesso em 28 fev 2016 CREDER H Instalações hidráulicas e sanitárias 6ª ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos 2013 423 p DEINFRA Projetos de instalações preventivas contra incêndio de edificações Deinfra Disponível em httpwwwdeinfrascgovbrjsprelatoriosdocumen tosdoctecnicodownloadengenhariadeedificacoesprojetosdeinstalaco espreventivascontraincendiodeedificacaopdf Acesso em 28 fev 2016 ENSINO nacional Instalações prediais de água quente Disponível em https wwwensinonacionalcombrtocurso13808918841990pdf Acesso em 28 fev 2016 GEBARA D Instalação prediais de prevenção e combate a incêndio Notas de Aula Ilha Solteira FEIS 2001 GEBARA D Instalações hidráulicas de água fria Notas de Aula Ilha Solteira FEIS 2001 GEBARA D Instalações hidráulicas de água quente Notas de Aula Ilha Solteira FEIS 2001 GEBARA D Instalações hidráulicas de esgoto sanitário Notas de Aula Ilha Solteira FEIS 2001 GEBARA D Instalações prediais de água pluvial Notas de Aula Ilha Solteira FEIS 2001 ILHA M S de O GONÇALVES O M KAVASSAKI Y Sistemas prediais de água quente Texto Técnico São Paulo Escola Politécnica da USP 1994 JÚNIOR R de C Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura 7ª ed São Paulo Editora Edgard Blücher 2013 MACINTYRE A J Instalações hidráulicas prediais e industriais 3ª ed Rio de Janeiro Livros Técnicos e Científicos 1996 MANUAL De Campanha Instalações na zona de combate 1ª ed SL sn UNIUBE 241 2002 NBR 10844 Instalações prediais de águas pluviais Ebah Disponível em http wwwebahcombrcontentABAAABpNgAEnbr10844nb611instalacoespre diaisaguaspluviais Acesso em 28 fev 2016 NBR 13714 Instalação hidráulica de proteção contra incêndio Disponível em httpwwwphilomenojrcombrdownloadsInformacoesEluma20Conexoes NBR201371420Hidrantes20e20mangotinhospdf Acesso em 28 fev 2016 NBR 14570 Instalações internas para uso alternativo dos gases gn e glp pro jeto e execução Disponível em httpwwwphilomenojrcombrdownloads 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