Instalações Hidrossanitárias e Preventivo de Incêndio - Caderno Pedagógico

ENSINO A DISTÂNCIA INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Copyright 2021 by Editora Faculdade Avantis Direitos de publicação reservados à Editora Faculdade Avantis e ao Centro Universitário Avantis UNIAVAN Av Marginal Leste 3600 Bloco 1 88339125 Balneário Camboriú SC editoraavantisedubr Depósito legal na Biblioteca Nacional conforme Lei nº 10994 de 14 de dezembro de 2010 Nenhuma parte pode ser reproduzida transmitida ou duplicada sem o consentimento da Editora por escrito O Código Penal brasileiro determina no art 184 dos crimes contra a propriedade intelectual Equipe de Revisão Brenda Talissa Pires Eduarda Hauch Fernanda Germani de Oliveira Chiaratti Editoração Patrícia Fernandes Fraga Anderson José Adami Projeto gráfico e diagramação Ana Lucia Dal Pizzol Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca doCentro Universitário Avantis UNIAVAN Maria Helena Mafioletti Sampaio CRB 14 276 CDD 21ª ed 6289 Engenharia sanitária Instalações prediais Oneda Tânia Mara Sebben O58i Instalações hidrossanitárias e preventivo de incêndio EAD Caderno pedagógico Tânia Mara Sebben Oneda Balneário Camboriú Faculdade Avantis 2022 137 p il Inclui Índice ISBN 9786559014262 ISBNe 9786559014255 1 Instalações prediais de água 2 Sistema predial de esgoto sanitário e pluvial 3 Sistema predial de gás combustível 4 Prevenção e combate a incêndios 5 Engenharia sanitária 6 Engenharia civil Ensino a Distância I Centro Universitário Avantis UNIAVAN II Título PLANO DE ESTUDOS As instalações prediais em uma edificação compreendem os sistemas de água fria água quente esgoto sanitário águas pluviais instalações de gás e preventivo de incêndio e são fundamentais para atender às necessidades do ser humano nas questões de conforto funcionalidade e segurança Independente do grau de complexidade qualquer tipo de instalação exige estudos e projetos específicos para a sua produção devendo ser elaborado por um profissional habilitado Na Unidade 1 iniciaremos o estudo das instalações prediais de água fria e suas partes constituintes subsistema de alimentação subsistema de reservação e subsistema de distribuição Na Unidade 2 continuaremos com o sistema predial de água fria com o dimensionamento das colunas e do barrilete Também veremos o sistema predial de água quente o dimensionamento de aquecedores e a própria rede de água quente Ainda na Unidade 2 estudaremos o sistema elevatório que é o responsável por levar a água de um ponto mais baixo para outro mais alto Na Unidade 3 o estudo será dos sistemas de esgotamento sanitário e de águas pluviais Esses sistemas são responsáveis por afastarem as águas servidas da população evitando a proliferação de doenças de veiculação hídrica E finalmente na Unidade 4 veremos o sistema predial de gás combustível e o sistema de proteção e combate a incêndios Entenderemos como dimensionar esses sistemas e quais as normas pertinentes para cada caso Bons estudos O PAPEL DA DISCIPLINA PARA A FORMAÇÃO DO ACADÊMICO Você já imaginou uma edificação sem instalação de água potável Sem instalação de esgoto Sem instalações de combate a incêndios Certamente voltaríamos no tempo Por isso as instalações prediais hidrossanitárias e de combate ao incêndio têm fundamental importância na existência de uma edificação Nesta disciplina serão vistos conceitos fundamentais e os dimensionamentos dessas instalações que são essenciais na formação de futuros engenheiros civis que desejem trabalhar com projetos complementares Aqui percebese total ligação entre a teoria e a prática pois o acadêmico pode ter o contato diário com as instalações de água esgoto e outras A função das instalações de água fria e quente é fornecer água até os aparelhos de utilização em quantidade e pressão adequadas Já as instalações sanitárias promovem a coleta de esgoto e águas pluviais e enviam para um destino correto evitando também o retorno dos gases pela tubulação As instalações de combate a incêndio têm por objetivo no caso de algum sinistro proteger a vida dos ocupantes das edificações e áreas de risco reduzindo a chance de propagação do incêndio PROGRAMA DA DISCIPLINA EMENTA Instalações prediais de água fria instalações prediais de água quente sistemas elevatórios ou de adução por bombas instalações prediais de esgotos sanitários instalações prediais de águas pluviais instalações prediais de prevenção e combate a incêndios instalações de gás combustíveis OBJETIVO GERAL Proporcionar ao acadêmico os conhecimentos relacionados ao correto dimensionamento dos sistemas de instalações prediais de água fria água quente esgoto água pluvial de combate e prevenção contra incêndio e de gás com ênfase no meio ambiente na economia nas normas técnicas e bibliografias APRESENTAÇÃO DO AUTOR TÂNIA MARA SEBBEN ONEDA Sou a professora Tânia doutoranda no Programa de Pósgraduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina UFSC mestre e graduada em Engenharia Civil pela Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC Trabalho como docente no ensino superior na Universidade do Estado de Santa Catarina UDESC no curso de Engenharia Civil As disciplinas ministradas são todas ligadas à água e sua interação com o ambiente urbano entre elas Instalações Prediais Hidrologia Projeto de Drenagem Urbana e Sistemas de Esgotamento Hídrico Lattes httplattescnpqbr2411863681448259 PROFESSORA SUMÁRIO UNIDADE 1 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA 9 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 10 INTRODUÇÃO 10 11 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA 10 111 Subsistema de Alimentação 13 112 Subsistema de Reservação 18 113 Subsistema de Distribuição19 CONSIDERAÇÕES FINAIS 31 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 32 UNIDADE 2 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE E SISTEMAS ELEVATÓRIOS 35 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 36 INTRODUÇÃO 36 21 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA 37 22 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE SPAQ 55 221 Dimensionamento de Aquecedores 58 222 Rede de Distribuição de Água Quente61 23 SISTEMA ELEVATÓRIO 63 CONSIDERAÇÕES FINAIS 69 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 70 UNIDADE 3 SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO E ÁGUAS PLUVIAIS 73 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 74 INTRODUÇÃO 74 31 SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO SPES 74 311 Tratamento do Esgoto Através de Fossa e Filtro 85 32 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUAS PLUVIAIS SPAP 91 CONSIDERAÇÕES FINAIS 100 UNIDADE 4 SISTEMA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL E SISTEMA DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS 103 OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM 104 INTRODUÇÃO 104 41 SISTEMA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL 104 42 SISTEMA PREDIAL DE PROTEÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS 114 421 Extintores de Incêndio 116 422 Saídas de Emergência 118 423 Sistemas de Iluminação e Alarme 120 424 Sistema Hidráulico Preventivo 121 CONSIDERAÇÕES FINAIS 132 EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 133 REFERÊNCIAS 135 1 UNIDADE SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA 10 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Identificar as partes constituintes de um sistema predial de água fria Identificar o traçado das tubulações e posicionamento dos aparelhos sanitários Dimensionar o subsistema de alimentação Dimensionar o subsistema de reservação INTRODUÇÃO O abastecimento de água para consumo sempre foi uma das preocupações das civilizações A água pode vir a ser responsável por impactos significativos sobre o meio ambiente se mal utilizada Nos sistemas prediais hidráulicos as perdas desse recurso resultam em maiores volumes de consumo e de insumos necessários tanto no tratamento da água quanto no tratamento dos esgotos gerados Nesta unidade estudaremos o sistema predial de água fria e seus componentes e como dimensionar o sistema preservando sempre a potabilidade da água para consumo humano 11 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA Segundo Carvalho Júnior 2018 Uma instalação predial de água fria que considera a água em temperatura ambiente compreende o conjunto de tubulações equipamentos reservatórios e dispositivos destinados ao abastecimento dos aparelhos sanitários e pontos de utilização de água CARVALHO JÚNIOR 2018 p 24 11 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO O sistema predial de água fria é regulamentado pela norma NBR 5626 Sistemas Prediais de Água Fria e Água Quente Projeto Execução Operação e Manutenção ABNT 2020 que fixa as condições exigíveis a forma e os critérios pelos quais o sistema deve ser projetado para atender às exigências técnicas mínimas de higiene segurança economia e conforto dos usuários A norma NBR 5626 ABNT 2020 p 12 recomenda que o sistema predial de água fria e quente seja projetado atendendo aos seguintes requisitos Preservar a potabilidade da água Garantir o fornecimento de água de forma contínua em quantidade adequada e com pressões e vazões compatíveis com o funcionamento dos aparelhos sanitários peças de utilização e demais componentes e em temperaturas adequadas ao uso Considerar acesso para verificação e manutenção Prover setorização adequada ao sistema de distribuição Evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente Proporcionar aos usuários peças de utilização adequadamente localizadas de fácil operação Minimizar a ocorrência de patologias Considerar manutenibilidade Proporcionar o equilíbrio de pressão de água fria e da água quente a montante de misturadores convencionais quando empregado ABNT 2020 p 12 Para Carvalho Júnior 2020 p 22 O sistema predial de água fria SPAF pode ser dividido em três subsistemas subsistema de abastecimento subsistema de reservação e subsistema de distribuição A Figura 1 mostra as principais partes constituintes de um sistema predial de água fria subsistema de alimentação ramal predial cavalete alimentador predial subsistema de reservação reservatório inferior conjuntos elevatórios tubulações de sucção e recalque reservatório superior e subsistema de distribuição interna barrilete colunas e ramais de distribuição No subsistema de alimentação o ramal predial é a tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento de água e a extremidade a montante do alimentador predial ou da rede predial de distribuição ABNT 2020 p 6 O alimentador predial é a tubulação que liga a fonte de abastecimento a um reservatório de água ou à rede de distribuição predial ABNT 2020 p 2 12 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO O subsistema de reservação é formado por conjunto elevatório e reservatórios inferior e superior No conjunto elevatório há instalação de motobombas para elevação da pressão da água Figura 1 Partes constituintes de um SPAF Fonte Adaptada de Viana 2019 13 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO No subsistema de distribuição está o barrilete Tratase da tubulação da qual derivam as colunas de distribuição as quais são tubulações que derivam do barrilete e é destinada a alimentar os ramais ABNT 2020 p 3 Os ramais de distribuição ou simplesmente ramais são tubulações que derivam da coluna de distribuição ou diretamente do barrilete e são destinadas a alimentar os subramais ABNT 2020 p 6 E por fim os subramais que são tubulações que ligam o ramal ao ponto de utilização ABNT 2020 p 8 111 Subsistema de Alimentação Segundo Creder 2018 é comum que a água chegue até a edificação por meio de uma concessionária ex Casan Samae Sabesp etc porém também poderá ser feita por alguma fonte particular nascentes poços etc mas testes devem ser realizados para garantir a potabilidade da água Há casos de distribuição mista ou seja feita por distribuidor público e fonte particular CREDER 2018 p 6 O sistema de distribuição de água pode ser direto indireto com ou sem bombeamento misto ou hidropneumático No sistema de distribuição direto A alimentação da rede predial de distribuição é feita diretamente da rede pública de abastecimento Nesse caso não existe reservatório domiciliar e a distribuição é realizada de forma ascendente ou seja as peças de utilização de água são abastecidas diretamente da rede pública CARVALHO JÚNIOR 2020 p 28 Quando a pressão da rede é suficiente mas não há constância no abastecimento é necessário utilizar o sistema indireto sem bombeamento prevendo um reservatório superior O sistema indireto com bombeamento é necessário quando a pressão da rede não for satisfatória e nem houver constância no abastecimento aí devese prever dois reservatórios inferior e superior e bombeamento Esse é o caso de grandes edifícios CREDER 2018 O sistema de distribuição misto é aquele em que existe distribuição direta e indireta 14 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO ao mesmo tempo ou seja parte da alimentação da rede de distribuição predial é feita diretamente pela rede pública e parte pelo reservatório superior O sistema hidropneumático consiste no sistema em que o escoamento na rede de distribuição é pressurizado através de um tanque de pressão contendo ar e água Segundo Creder 2018 p 8 o sistema hidropneumático dispensa o reservatório superior mas sua instalação é cara só sendo recomendada em casos especiais gabarito crítico ou para aliviar a estrutura A Figura 2 ilustra os quatro tipos principais de abastecimento Figura 2 Tipos de abastecimento Fonte Adaptada de Creder 2018 9 Consumo Diário Para estimar o consumo diário de água é necessário conhecer a quantidade de pessoas que ocuparão a edificação É necessário saber o consumo predial diário para o cálculo do volume dos reservatórios Para fins residenciais Creder 2018 orienta levar em conta cada quarto social ocupado por duas pessoas e cada quarto de serviço habitado por uma pessoa Caso o 15 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO projeto não seja residencial podese estimar a quantidade de pessoas da edificação conforme o Quadro 1 Conhecida a população do prédio podese calcular o consumo diário Cd conforme as informações do Quadro 2 e a Equação 1 CARVALHO JÚNIOR 2020 Cd P q 1 Em queCd consumo diário Ldia P população que ocupará a edificação Quadro 1 q consumo per capita Ldia Quadro 2 LOCAL TAXA DE OCUPAÇÃO Residências e apartamentos Duas pessoas por dormitório Bancos Uma pessoa por 500 m² de área Escritórios Uma pessoa por 600 m² de área Lojas pavimentos térreos Uma pessoa por 250 m² de área Lojas pavimentos superiores Uma pessoa por 500 m² de área Museus e bibliotecas Uma pessoa por 550 m² de área Salas de hotéis Uma pessoa por 550 m² de área Restaurantes Uma pessoa por 140 m² de área Salas de operação hospital Oito pessoas por sala de operação Teatros cinemas e auditórios Uma cadeira para cada 070 m² de área Supermercado Uma pessoa por 250 m² de área Shopping center Uma pessoa por 500 m² de área Quadro 1 Taxa de ocupação das edificações Fonte Creder 2018 e Macintyre 2017 16 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EDIFICAÇÃO CONSUMO LITROS Alojamento provisório 50 a 80 per capita Ambulatórios 25 por atendimento Residências 150 per capita Apartamentos 200 per capita Hospitais 250 por leito Escolas 50 per capita Edifícios públicos ou comerciais 50 per capita Escritórios 50 per capita Cinemas teatros e templos 2 por lugar Quartéis 150 per capita Lavanderias 30 por Kg de roupa seca ou 1700 por máquina de lavar Restaurantes e similares 25 por refeição Garagens 50 por automóvel Mercado 5 por m² de área Fábricas em geral uso funcionários 70 por operário Quadro 2 Consumo de água em função do tipo da edificação Fonte Carvalho Júnior 2020 e Creder 2018 9 Dimensionamento do Sistema de Abastecimento As concessionárias estabelecem parâmetros para o dimensionamento do ramal predial e para a medição abrigo mais cavalete com hidrômetro tendo como dado fundamental o consumo diário do edifício Para o alimentador predial a vazão a ser considerada para o dimensionamento é obtida a partir do consumo diário conforme Equação 2 2 Em que QAP vazão do alimentador predial Ls Cd consumo diário Ldia 17 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Após encontrar a vazão o diâmetro é dado através da Equação 3 3 Em que DAP diâmetro do alimentador predial m QAP vazão do alimentador predial m³s VAP velocidade no alimentador predial deve ser entre 06VAP10 ms A Tabela 1 também pode ser usada no cálculo do diâmetro do alimentador predial Tabela 1 Diâmetro do alimentador predial Velocida de ms Diâmetro nominal mm 20 25 32 40 50 60 75 100 125 150 Consumo diário m³ 06 163 254 417 651 1018 1466 2290 4072 6362 9161 10 271 424 695 1086 1696 2443 3817 6785 10602 15268 Fonte Veról Vazquez e Miguez 2021 SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo científico que aborda diretrizes para a elabo ração de projetos de instalações prediais de água fria que atendam ao escopo normativo vigente Link httpseventosantacorgbrindexphpentacarticleview16541442 18 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 112 Subsistema de Reservação Segundo Creder 2018 devido às deficiências do abastecimento de água das concessionárias devese prever a construção de reservatórios A capacidade dos reservatórios de um sistema predial de água fria deve ser estabelecida levandose em conta o padrão de consumo de água e a frequência de abastecimento CARVALHO JÚNIOR 2018 p 39 Segundo a NBR 5626 ABNT 2020 p 14 o volume de água reservado para o uso doméstico deve ser no mínimo o necessário para atender a 24h de consumo normal do edifício sem considerar o volume de água para combate de incêndio RTI A norma exige também que se garanta a preservação do padrão de potabilidade O dimensionamento dos reservatórios é realizado considerando o tempo de detenção da água Para os casos de edifícios altos com vários pavimentos recomendase a seguinte distribuição a partir da reservação total CR conforme Carvalho Júnior 2020 Reservatório inferior 60 CR Reservatório superior 40 CR Então o cálculo dos reservatórios pode ser escrito conforme as Equações 4 e 5 4 5 Em que VRS volume do reservatório superior Litros Cd consumo diário Ldia RTI reserva técnica de incêndio Litros VRI volume do reservatório inferior Litros RA reserva adicional de água Litros Os reservatórios exceto em residências unifamiliares isoladas quando tiverem grande capacidade devem ser divididos em dois ou mais compartimentos para permitir a manutenção sem que haja interrupção na distribuição de água ABNT 2020 p 15 19 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Veról Vasquez e Miguez 2021 afirmam que devido à contaminação pela falta de estanqueidade que a água potável está sujeita o reservatório inferior não deve ser apoiado diretamente no solo ou ser enterrado total ou parcialmente Ainda sobre o reservatório inferior Veról Vasquez e Miguez 2021 p 99 sustentam que O reservatório inferior dever ser executado dentro de compartimento próprio que permita inspeção e manutenção considerando afastamento mínimo de 060 m entre as faces externas do reservatório laterais fundo e cobertura e as faces internas do compartimento que o contém Deve ser instalado em local de fácil acesso à inspeção não podendo ser colocado no interior de cozinhas ou compartimentos destinados às tubulações de esgotos Quando enterrados não podem ser colocados abaixo de ambientes que tenham instalações de esgoto como banheiros por exemplo tampouco podem ser instalados abaixo de depósitos temporários de lixo por conta do risco de percolação de chorume 113 Subsistema de Distribuição O sistema de distribuição compreende os elementos que levam a água desde o reservatório superior até os pontos de consumo aparelhos sanitários Esses elementos são barrilete colunas ramais e o próprio subramal que é o ponto terminal do sistema predial hidráulico conectado às peças de utilização VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 O sistema predial de água fria e água quente deve ser dimensionado de forma que garanta pressão vazão e volume compatíveis com o uso associado a cada ponto de utilização considerando a possibilidade de uso simultâneo VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 p 129 9 Dimensionamento de subramais Nas instalações prediais cada peça de utilização é alimentada por um subramal 20 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO com um diâmetro mínimo predeterminado em função de ensaios laboratoriais conforme mostra o Quadro 3 de diâmetros mínimos Em instalações industriais e hospitalares bem como em lavanderias ou locais com peças de utilização específica o diâmetro do subramal deve ser fornecido pelo fabricante CARVALHO JÚNIOR 2020 PEÇA DE UTILIZAÇÃO DIÂMETRO DN mm Ref polegadas Aquecedor de alta pressão 15 12 Aquecedor de baixa pressão 20 34 Vaso sanitário com caixa de descarga 15 12 Vaso sanitário com válvula de descarga 40 2 Banheira 15 12 Bebedouro 15 12 Bidê 15 12 Chuveiro 15 12 Filtro de pressão 15 12 Lavatório 15 12 Máquina de lavar roupas ou louça 20 34 Mictório autoaspirante 25 1 Mictório de descarga contínua 15 12 Pia de cozinha 15 12 Tanque de lavar roupa ou de despejo 20 34 Torneira de jardim 20 34 Quadro 3 Diâmetro mínimo dos subramais de alimentação Fonte Creder 2018 9 Dimensionamento de Ramais O dimensionamento dos ramais pode ser feito considerando duas hipóteses o do consumo máximo possível e o do consumo máximo provável Segundo Veról Vazquez e Miguez 2021 p 129 No critério do consumo máximo possível é considerada a hipótese de uso simultâneo de todos os aparelhos sanitários servidos pelo ramal 21 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Isso acontece por exemplo em fábricas escolas quartéis instalações esportivas shopping center etc onde todas as peças podem estar em uso simultâneo em determinados horários Com isso a vazão no início do trecho corresponde ao somatório das vazões de todos os aparelhos Considerando a hipótese do consumo máximo possível o dimensionamento do ramal é feito através do método das seções equivalentes que compara cada trecho da tubulação com a vazão equivalente obtida com diâmetros de 15mm 12 polegada MACINTYRE 2017 O Quadro 4 apresenta os diâmetros equivalentes para aplicação desse critério DIÂMETRO NÚMEROS DE DIÂMETROS DE 15MM PARA A MESMA VAZÃO DN mm Ref polegadas 15 12 10 20 34 29 25 1 62 32 1 ¼ 109 40 1 ½ 174 50 2 378 60 2 ½ 655 75 3 1105 100 4 1890 150 6 5270 200 8 12000 Quadro 4 Correspondência a diâmetros equivalentes de 15mm Fonte Carvalho Júnior 2020 No critério do consumo máximo provável considerase que há menor probabilidade de todos os aparelhos sanitários serem utilizados simultaneamente como ocorre nos banheiros domésticos Esse critério conduz a diâmetros menores do que pelo critério anterior MACINTYRE 2017 p 130 A vazão é dada pela Equação 6 conforme Creder 2018 6 22 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Em que Q Vazão Ls C Coeficiente de descarga 03 Ls Soma dos pesos de todas as peças de utilização alimentada através do trecho considerado Os pesos das peças de utilização e as vazões podem ser obtidos através do Quadro 5 O critério do consumo máximo provável também conhecido como método dos pesos relativos tratase de um método empírico de determinação de vazões de projeto sendo muito utilizado em construções verticais edifícios residenciais e comerciais hotéis hospitais etc Cada peça de utilização necessita de uma determinada vazão para um perfeito funcionamento Essas vazões estão relacionadas empiricamente com um número convencionado de peso das peças Esses pesos por sua vez têm relação direta com os diâmetros mínimos necessários para o funcionamento das peças CARVALHO JÚNIOR 2020 p 104 23 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO APARELHO SANITÁRIO PEÇA DE UTILIZAÇÃO VAZÃO DE PROJETO LS PESO RELATIVO Bacia sanitária Caixa de descarga 015 03 Bacia sanitária Válvula de descarga 170 32 Banheira Misturador água fria 030 10 Bebedouro Registro de pressão 010 01 Bidê Misturador água fria 010 01 Chuveiro ou ducha Misturador água fria 020 04 Chuveiro elétrico Registro de pressão 010 01 Lavadora de louça Registro de pressão 030 10 Lavadora de roupas Registro de pressão 030 10 Lavatório Torneira ou misturador água fria 015 03 Mictório cerâmico com sifão integrado Caixa de descarga registro de pressão ou válvula de descarga para mictório 015 03 Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão 015 por metro de calha 03 Pia Torneira ou misturador água fria 025 07 Pia Torneira elétrica 010 01 Tanque Torneira 025 07 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 020 04 Quadro 5 Vazão e peso relativo nos pontos de utilização identificados em função do aparelho sanitário e da peça de utilização Fonte Veról Vazquez e Miguez 2021 Com o cálculo da vazão e o somatório dos pesos relativos podemos encontrar o diâmetro utilizando o ábaco conforme Figura 3 O ábaco mostra três linhas verticais em que à esquerda estão as vazões ls e à direita o somatório dos pesos A partir de uma concordância entre esses dois parâmetros encontrase o diâmetro que está nas setas e marcações fora das linhas verticais 24 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 3 Nanograma de pesos vazões e diâmetros Fonte Adaptada por Carvalho Júnior 2020 25 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Exemplo 1 Dimensionar o ramal de um banheiro coletivo pelo método das seções equivalentes consumo máximo possível representado na Figura 4 Considerar chuveiro elétrico Solução Nesse caso temos três lavatórios e três chuveiros com possibilidade de uso simultâneo então o dimensionamento será feito pelo método das seções equivalentes Assim elaborase um quadro de cálculo conforme Quadro 6 com os trechos na primeira linha iniciandose a partir dos trechos mais distantes da coluna de alimentação AF Figura 4 Isométrico do banheiro coletivo Fonte Adaptado de Carvalho Júnior 2020 26 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Trecho FG EF DE CD BC AB Φ mínimo de alimentação do trecho 15 15 15 15 15 15 Equivalência com o Φ de 15 mm 1 1 1 1 1 1 Soma das equivalências 1 2 3 4 5 6 Φ do trecho 15 20 25 25 25 25 Quadro 6 Quadro auxiliar para cálculo no critério do consumo máximo possível Fonte O autor 2022 Na segunda linha colocase o diâmetro mínimo de alimentação para cada trecho conforme Quadro 3 No caso para chuveiro é 15 mm e para o lavatório também 15mm Na terceira linha encontrase a equivalência com o diâmetro de 15mm conforme o Quadro 4 Na quarta linha fazse a soma das equivalências trecho a trecho e com os valores dessas somas formase o caminho inverso no Quadro 4 A partir do número de diâmetros de 15mm encontrase o diâmetro do trecho A vazão no ramal será o somatório de todas as vazões dos aparelhos sanitários encontrados no caso temos três lavatórios e três chuveiros elétricos As vazões são encontradas no Quadro 5 QAG 3 015 3 010 QAG 075 ls Exemplo 2 Calcular a vazão de um ramal que alimenta um banheiro que contém um vaso sanitário com caixa acoplada um lavatório uma banheira um bidê e um chuveiro com misturador Solução Os pesos correspondentes das peças são ver Quadro 5 Vaso sanitário caixa de descarga 03 Lavatório 03 Banheira 10 Chuveiro com misturador 04 27 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Bidê 01 Soma dos pesos 03 03 10 04 01 21 Com a vazão de 043 ls e a soma de pesos de 21 verificando esse valores no nanograma da Figura 3 encontrase o diâmetro de 20 mm para a instalação acima Sobre os materiais empregados nas tubulações para o transporte de água potável geralmente se utiliza o PVC Carvalho Júnior 2020 p 54 afirma que Uma escolha adequada dos materiais dispositivos e peças de utilização é condição básica para o bom funcionamento das instalações pois mesmo existindo um bom projeto na etapa de construção poderá ocorrer uma série de erros que pode comprometer a qualidade da edificação Normalmente as tubulações destinadas ao transporte de água potável são executadas com tubos de plástico PVC As principais vantagens dos tubos e conexões de PVC em relação aos outros materiais são leveza e facilidade de transporte e manuseio durabilidade ilimitada resistência à corrosão facilidade de instalação baixo custo e menor perda de carga As principais desvantagens são baixa resistência ao calor e degradação por exposição prolongada ao sol CARVALHO JÚNIOR 2020 p 54 9 Medição Individualizada Existem basicamente dois tipos de medição de água para as unidades habitacionais a medição coletiva onde a fatura de água é dividida pelo número de apartamentos ou usuários e a medição individualizada De acordo com Carvalho Júnior 2020 para que o consumidor pague apenas pelo que consumiu a medição de água por meio de um único hidrômetro está sendo gradativamente substituída pela medição de água individualizada em edifícios residenciais É instalado um hidrômetro no ramal de alimentação de cada unidade habitacional de modo que seja medido o seu consumo com a finalidade de racionalizar o uso e fazer a cobrança proporcional ao volume consumido CARVALHO JÚNIOR 2020 p 25 Na medição individualizada o sistema de distribuição tem a mesma configuração mas com significativa alteração no traçado Nesse caso as colunas geralmente se 28 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO posicionam em áreas mais centrais da edificação de onde se derivam os ramais para cada unidade habitacional VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 A medição individual pode ser classificada em concentrada ou distribuída Na medição concentrada os medidores são posicionados próximos uns aos outros facilitando sua instalação manutenção e leitura caso seja manual Por sua vez a medição distribuída contempla medidores posicionados ao longo de todo o edifício o mais próximo possível dos apartamentos que deles farão uso VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 A Figura 5 apresenta a configuração em caso de medição individualizada distribuídos nos halls de cada um dos pavimentos Figura 5 Medição individualizada distribuída nos halls de cada um dos pavimentos Fonte Adaptada de Veról Vazquez e Miguez 2021 Os medidores quando posicionados no térreo facilitam a leitura Quando os hidrômetros estão posicionados próximos ao barrilete temse como ponto negativo a dificuldade de atendimento da pressão mínima de 5 kPa recomendada pela NBR 5626 ABNT 2020 Para hidrômetros posicionados no térreo ou no barrilete é necessário prever uma coluna para cada apartamento Quando se considera medição individualizada é necessário verificar a perda de carga gerada pelo hidrômetro Como a vazão é variável em sistemas de medição 29 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO individualizada de água a velocidade da água também será o que acarretará diferentes valores de perda de carga gerada pelo atrito da água no interior do hidrômetro CARVALHO JÚNIOR 2020 p 129 A perda de carga em hidrômetro pode ser estimada empregandose a Equação 7 2 7 Em queh perda de carga no hidrômetro kPa Q vazão na seção considerada lsQmáx vazão máxima específica para o hidrômetro m³h Para Carvalho Júnior 2018 A medição individual de água em condomínios prediais é importante por várias razões dentre as quais destacamse redução do desperdício de água e consequentemente do volume efluente de esgotos economia de energia elétrica em decorrência da redução do volume bombeado para o reservatório superior redução do índice de inadimplência além de facilidade para identificação de vazamentos de difícil percepção CARVALHO JÚNIOR 2018 p 21 30 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo científico publicado em um congresso em Porto Alegre RS que mostra um comparativo de custos entre medição coletiva e medi ção individualizada Boa leitura Link httpwwwibeasorgbrcongressoTrabalhos2015XI002pdf SUGESTÃO DE LEITURA Na biblioteca virtual do UniAvan no ícone biblioteca virtual está o livro Instalações Prediais HidráulicoSanitárias do autor Roberto de Carvalho Júnior Nele tem um capítulo es pecífico sobre as instalações prediais de água fria que complementa o que foi visto nesta unidade 31 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade vimos os componentes de uma instalação predial de água fria seus subsistemas de alimentação e reservação assim como iniciamos o subsistema de distribuição Também vimos como dimensionar os subsistemas de alimentação e reservação Na Unidade 2 continuaremos o estudo das instalações de água fria com o dimensionamento das colunas e estudaremos as instalações prediais de água quente e o conjunto elevatório que permite bombeamento de água 32 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 A NBR 56262020 fixa as condições exigíveis a forma e os critérios pelos quais o sistema de água fria e quente deve ser projetado para atender às exigências técnicas mínimas de higiene segurança economia e conforto dos usuários Sobre a referida norma analise as afirmativas abaixo I As instalações prediais de água fria e quente devem ser projetadas de modo a preservar a potabilidade da água II O volume de água reservada deve atender no mínimo 24h de consumo da edificação e deve considerar volume adicional para combate a incêndios quando este estiver armazenado conjuntamente III As instalações devem garantir o fornecimento de água de forma contínua em quantidade adequada e com pressões e vazões compatíveis com o funcionamento dos aparelhos sanitários IV As instalações prediais de água fria e quente devem ser projetadas considerando o acesso para verificação e manutenção Está correto o que se afirma em a I e III apenas b I II e III apenas c I e IV apenas d II e III apenas e I II III e IV 02 Em uma edificação escolar sugerese que o consumo diário seja 50 litros per capita Para determinada escola calcule o consumo mensal considerando que ela é frequentada por 250 alunos por dia Considere também que o mês é de 30 dias e assinale a alternativa correta a 375 litros b 375 m³ 33 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO c 150000 litros d 375000 m³ e 15000 m³ 03 Analise as afirmativas a seguir e assinale verdadeiro V ou falso F Em seguida assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo Para os casos de edifícios altos recomendase a distribuição de 50 a partir da reservação total para o reservatório inferior e 50 para o superior Os reservatórios exceto em residências unifamiliares isoladas quando tiverem grande capacidade devem ser divididos em dois ou mais compartimentos O dimensionamento dos reservatórios é realizado considerando o tempo de detenção da água a V F V b V F F c F V V d V V F e V V V 34 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO UNIDADE2 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE E SISTEMAS ELEVATÓRIOS 36 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Dimensionar as colunas e o barrilete do sistema predial de água fria Identificar as partes constituintes de um sistema predial de água quente Identificar os tipos de aquecimento Dimensionar as tubulações de água quente Identificar as partes constituintes de um sistema elevatório Dimensionar o sistema elevatório INTRODUÇÃO Nesta unidade vamos continuar o estudo do sistema predial de água fria com o dimensionamento das colunas e do barrilete e estudaremos o sistema predial de água quente que representa uma necessidade nas instalações de determinados aparelhos ou uma conveniência para melhorar as condições de conforto Essas instalações devem ser projetadas para fornecer água suficiente a uma temperatura desejada e sob pressão necessária ao perfeito funcionamento das peças de utilização Sempre lembrando que os projetos devem utilizar uma fonte de energia compatível com o local da obra e utilizar soluções de custos manutenção e operação adequadas Também vamos estudar os sistemas elevatórios que são responsáveis por transportar uma certa vazão de água ou qualquer outro líquido de um reservatório ou ponto inferior para outro reservatório ou ponto superior 37 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 21 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA Na segunda parte do sistema predial de água fria continuaremos o estudo do dimensionamento do subsistema de distribuição 9 Dimensionamento das Colunas Segundo Creder 2018 As colunas são dimensionadas trecho por trecho e para isso será útil já dispormos do esquema vertical da instalação com as peças que serão atendidas em cada coluna Vale lembrar que em vez de ramais longos é preferível criar novas colunas Será sempre recomendável projetar nos banheiros uma coluna atendendo somente as válvulas e outra para atender as demais peças Devemos evitar colocar em uma mesma coluna vasos sanitários com válvulas de descarga e aquecedores devido ao golpe de aríete CREDER 2018 p 20 Mas o que é Golpe de Aríete O golpe de aríete é um fenômeno que ocorre nas instalações hidráulicas quando a água ao descer em velocidade elevada pela tubulação é bruscamente interrompida Isso provoca golpes de grande força elevação de pressão nos equipamentos da instalação podendo causar rupturas em conexões Podem causar golpe de aríete máquinas de lavar roupas ou louças bombas hidráulicas registros principalmente os de 14 de volta e válvulas de descarga desreguladas ou muito antigas O misturador monocomando é um dispositivo de alto grau de funcionalidade porém requer cuidados com eventuais sobrepressões decorrentes de fechamento rápido CARVALHO JÚNIOR 2018 p 80 As tubulações devem ser dimensionadas considerando uma velocidade máxima igual a 30 ms em qualquer trecho A limitação do valor de velocidade se dá para evitar ruídos corrosão nas tubulações e também como forma de controlar o golpe de aríete VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 38 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Conhecendo o diâmetro e a vazão da tubulação a velocidade pode ser calculada através da Equação 8 8 Em que V velocidade da água ms Q vazão m³s A área da secção transversal da tubulação m² Sabendo que a área de uma seção circular é e que 1m³ contém 1000 litros a Equação 8 pode ser reescrita na forma da Equação 9 9 Em que V velocidade da água ms Q vazão ls D diâmetro da tubulação mm Para que os aparelhos funcionem adequadamente é preciso verificar as pressões estáticas e dinâmicas estabelecidas para cada um Entendese como pressão estática aquela produzida quando não há escoamento de água é designada pelo desnível da água entre o reservatório superior e a peça em questão Já a pressão dinâmica se dá quando há escoamento ou seja quando as peças estão em funcionamento Segundo a NBR 5626 ABNT 2020 em qualquer ponto da rede predial de distribuição a pressão da água em condições dinâmicas com escoamento não deve ser inferior a 5 kPa Em condições estáticas sem escoamento a pressão da água em qualquer ponto de utilização da rede predial de distribuição não deve ser superior a 400 kPa VERÓL VAZQUEZ MIGUEZ 2021 Há porém duas exceções conforme Veról Vazquez e Miguez 2021 Ponto que abastece o chuveiro em que a pressão mínima é igual a 10 kPa Ponto que abastece a válvula de descarga para bacia sanitária em que a 39 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO pressão mínima é igual a 15 kPa uso proibido quando for proposto projeto com medição individual falaremos mais à frente sobre medição individual Carvalho Júnior 2018 afirma que Nos edifícios mais altos o reservatório de água instalado sobre a cobertura geralmente sobre a caixa de escada gera diferentes pressões Quanto maior a diferença de cota do ramal em relação ao reservatório maior a pressão Isso significa que nos pavimentos mais baixos maior será a pressão da água nos pontos de consumo CARVALHO JÚNIOR 2018 p 78 NA PRÁTICA Os pavimentos que mais sofrem com a falta de pressão são aqueles mais próximos do reservatório superior ou seja com menor altura de água pressão estática Em muitos prédios moradores de pavimentos de cobertura acabam optando pela ins talação de sistema de bombeamento um pressurizador apenas no apartamento de cobertura para pressurizar os pontos de alimentação de água potável em suas residências Quando a pressão na rede predial for alta demais particularmente nos edifícios com mais de 13 treze pavimentos considerandose um pédireito de 3m com pressão estática acima de 40 mca 400 kPa utilizamse válvulas automáticas de redução de pressão as quais substituem os reservatórios intermediários que reduzem a pressão da rede hidráulica CARVALHO JÚNIOR 2020 Em geral esses edifícios possuem uma estação central de redutores de pressão com a válvula redutora de pressão VRP instalada a meia altura do prédio ou no subsolo CARVALHO JÚNIOR 2018 p 69 A Figura 6 mostra duas opções de instalação 40 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 6 Localização de válvulas redutoras de pressão Fonte Adaptada de Carvalho Júnior 2018 Para a determinação da pressão disponível nos vários trechos é necessário estimar a perda de energia que o líquido despenderá para escoar ou seja a perda de carga No cálculo das colunas precisamos considerar a perda de carga que pode ser distribuída ocasionadas pelo movimento da água na tubulação ou localizada ocasionadas por conexões válvulas registros etc Portanto quanto maior comprimento de tubos maior número de conexões tubos mais rugosos e menores diâmetros geram maiores atritos e choques e consequentemente maiores perdas de carga e menor pressão nas peças de utilização CARVALHO JÚNIOR 2018 p 74 As perdas distribuídas ao longo de um tubo dependem do seu comprimento e diâmetro interno da rugosidade da sua superfície interna e da sua vazão CARVALHO JÚNIOR 2018 p 75 Para determinação da perda de carga em tubos podem ser utilizadas 41 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO as Equações 10 para tubos rugosos de aço carbono galvanizados ou não e 11 para tubos lisos de plástico cobre ou liga de cobre conforme Carvalho Júnior 2018 10 Sendo J perda de carga unitária mcam Q vazão estimada na seção considerada ls D diâmetro interno do tubo mm 11 Sendo J perda de carga unitária mcam Q vazão estimada na seção considerada ls D diâmetro interno do tubo mm Os ábacos de FairWhippleHsiao mostram de modo gráfico a correlação entre diâmetro vazão velocidade e perdas de carga para tubulações de ferro galvanizado ferro fundido Figura 6 e para tubulações de cobre e plástico Figura 7 facilitando e agilizando os cálculos obtendose facilmente o valor da perda de carga J lembrando que a velocidade máxima admitida pela norma não deve exceder 3 ms 42 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 7 Ábaco de FairWhippleHsiao para tubulações de aço galvanizado e ferro fundido Fonte Adaptada de Macintyre 2017 43 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 8 Ábaco de FairWhippleHsiao para tubulações de cobre e plástico Fonte Adaptada de Macintyre 2017 44 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO As perdas localizadas perdas pontuais ocorridas nas conexões registros etc são obtidas por meio da Tabela de Perda de Carga Localizada Figura 9 que fornece as perdas em comprimento equivalente de canalização para tubos de PVC ou cobre A Figura 10 indica a perda de carga para tubos de ferro galvanizado Assim a perda de carga total do sistema será a somatória das perdas distribuídas e localizadas Figura 9 Perda de carga localizada em tubulações de PVC ou cobre Fonte Creder 2018 Figura 10 Perda de carga localizada em tubulações de ferro galvanizado Fonte Macintyre 2017 45 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Determinadas as perdas de carga é necessário fazer a verificação das pressões A pressão dinâmica disponível a jusante em um trecho qualquer é dada através da Equação 12 conforme Veról Vazquez e Miguez 2021 12 Em que Pjusante pressão dinâmica disponível a jusante do trecho considerado Pmontante pressão dinâmica disponível a montante do trecho considerado Desnível diferença das cotas geométricas dos pontos que definem o trecho Perda de carga perda de carga distribuída mais localizada no trecho As informações sobre os cálculos podem ser reunidas em uma planilha Um modelo de planilha é apresentado na Figura 11 Por meio das pressões calculadas pode se verificar as pressões de funcionamento dos diversos aparelhos em qualquer pavimento do edifício principalmente a pressão dinâmica do chuveiro do último pavimento que é considerada a mais crítica CARVALHO JÚNIOR 2018 p 104 Figura 11 Modelo de planilha de dimensionamento Fonte Adaptada de Carvalho Júnior 2020 Veról Vazquez e Miguez 2021 aconselham o seguinte roteiro para preenchimento da planilha Coluna 1 é a identificação da coluna que está sendo dimensionada Coluna 2 é o trecho que está sendo dimensionado Coluna 3 indicase o peso de cada peça de utilização Coluna 4 é a soma acumulada dos pesos nos diversos trechos de baixo para cima Coluna 5 calculase a vazão correspondente a cada trecho através da Equação 6 e com a soma dos pesos da Coluna 4 Coluna 6 é o diâmetro correspondente através do nanograma da Figura 3 e da combinação da vazão e soma dos pesos 46 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Coluna 7 cálculo da velocidade através da Equação 9 ou dos ábacos FairWhipple Hsiao Figuras 6 e 7 Coluna 8 comprimento real de cada trecho da tubulação retirado do projeto Coluna 9 comprimento equivalente das conexões em cada trecho obtido dos Quadros 7 e 8 Coluna 10 é a soma das Colunas 8 e 9 Coluna 11 é a pressão disponível que corresponde à altura que parte do fundo do reservatório superior até a primeira derivação entrada do primeiro ramal Coluna 12 é a perda de carga unitária correspondente através das Equações 10 ou 11 ou dos ábacos FairWhippleHsiao Figuras 6 e 7 Coluna 13 é a multiplicação dos valores das Colunas 10 e 12 Coluna 14 a pressão final dinâmica é a pressão disponível Coluna 11 menos a perda de carga total Coluna 13 Exemplo 3 Dimensionar os subramais ramais e a coluna de alimentação de uma área de serviço para um edifício multifamiliar com 2 dois pavimentos conforme Figura 8 Considerar tubulação de PVC Solução Dimensionamento dos subramais conforme Quadro 3 diâmetro mínimo Tanque 20 mm Máquina de lavar roupa 20 mm Dimensionamento dos ramais Os aparelhos sanitários que temos em um ramal são tanque e máquina de lavar roupa Nesse caso como é um edifício multifamiliar será calculado pelo método dos pesos relativos 47 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 12 Esquema da instalação do Exemplo 3 Fonte Adaptada de Creder 2018 A soma dos pesos relativos do ramal é 17 tanque 07 e máquina de lavar roupa 1 A vazão será então Com o valor da somatória dos pesos 17 e a vazão 039 ls verificamos no ábaco da Figura 3 e obtemos o diâmetro de 20 mm 48 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Dimensionamento da coluna AC Para dimensionamento da coluna vamos utilizar a planilha de cálculo Iniciamos o preenchimento da primeira parte Figura 13 Primeira etapa do dimensionamento da Coluna 1 Fonte A autora 2022 Na Coluna 1 foi identificada a coluna a ser calculada Na Coluna 2 foram identificados os trechos conforme a Figura 8 Na Coluna 3 os pesos de cada ramal alimentado pela coluna neste caso lavanderias mas poderia ser um banheiro uma cozinha o roteiro do cálculo sendo o mesmo Na Coluna 4 vai se acumulandosomando os pesos de baixo para cima Na Coluna 5 calculase a vazão com os pesos acumulados através da Equação 6 Então Trecho AB Trecho BC Na Coluna 6 para obter o diâmetro entrase no nanograma da Figura 3 com os dados de vazão da Coluna 5 e somatória dos pesos Na Coluna 7 a velocidade é calculada através da Equação 9 Então Trecho AB Trecho BC Seguimos com o preenchimento da segunda parte da planilha 49 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 14 Segunda etapa do dimensionamento da Coluna 1 Fonte A autora 2022 Na Coluna 8 é colocado o comprimento real de cada trecho que é retirado da Figura 8 Assim Trecho AB 1 6 15 85 Trecho BC 28 m Na Coluna 9 é calculado o comprimento equivalente das conexões de cada trecho conforme as peças encontradas no trecho e no Quadro 7 pois a tubulação é de PVC Então Trecho AB Trecho BC Registro de gaveta 25mm 03 1 Jo 90º 25mm 15 2 Jo 90º 25mm 15 x 2 3 Total 15 Tê de passagem direta 25mm 09 Total 42 A Coluna 10 é a soma das Colunas 8 e 9 As Colunas 11 e a 14 serão preenchidas juntas Agora vamos preencher a Coluna 12 Na Coluna 12 é calculada a perda de carga unitária para cada trecho conforme Equação 11 pois a tubulação é de PVC Assim Trecho AB Trecho BC 50 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A Coluna 13 é a multiplicação da Coluna 10 com a 12 Na Coluna 11 preenchemos com a pressão disponível estática de cada trecho dada pelo desnível da água existente Na Coluna 14 preenchemos a pressão final a jusante conforme a Equação 12 Assim Trecho AB Pressão disponível estática 4 mca Pressão final 4 088 312 mca Trecho BC Pressão disponível estática 4 28 088 592 mca Pressão final 592 047 545 mca Abaixo a planilha total para a resolução desse exemplo Figura 15 Planilha final dimensionamento Coluna 1 Fonte A autora 2022 Percebese que as velocidades estão abaixo de 3 ms conforme recomendado por norma e que as pressões dinâmicas também estão dentro do limite mínimo de 5kPa e máximo de 400 kPa Considere que 1kPa 01mca O Quadro 7 mostra a pressão dinâmica mínima para o perfeito funcionamento de algumas peças de utilização Lembrando que informações dos fabricantes podem ser consultadas 51 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO PEÇA DE UTILIZAÇÃO PRESSÃO DINÂMICA MCA MÍNIMA MÁXIMA Aquecedor de alta pressão 05 40 Aquecedor baixa pressão 05 4 Bebedouro 2 30 Chuveiro DN 20 2 40 Chuveiro DN 25 1 40 Torneira 05 40 Torneira boia para caixa de descarga DN 20 15 40 Torneira boia para caixa de descarga DN 25 05 40 Torneira boia para reservatório 05 40 Válvula de descarga baixa pressão 12 Quadro 7 Pressão dinâmica mínima e máxima Fonte Carvalho Júnior 2018 9 Dimensionamento do Barrilete Segundo a NBR 5626 ABNT 2020 p 3 barrilete é o conjunto de tubulações que se origina no reservatório e do qual derivam as colunas de distribuição O barrilete pode ser concentrado ou ramificado O tipo concentrado tem a vantagem de abrigar os registros de operação em uma área restrita facilitando a segurança e o controle do sistema possibilitando a criação de um local fechado embora de maiores dimensões CARVALHO JÚNIOR 2018 p 46 O tipo ramificado é mais econômico possibilita uma quantidade menor de tubulações junto ao reservatório os registros são mais espaçados e colocados antes do início das colunas de distribuição CARVALHO JÚNIOR 2018 p 46 A Figura 16 mostra os dois tipos de barriletes O barrilete pode ser dimensionado segundo dois métodos método do sistema máximo provável e método de Hunter No sistema máximo provável o dimensionamento do barrilete é feito da mesma maneira que os ramais e as colunas para cada trecho e pela mesma metodologia do acúmulo de pesos e com a utilização do nanograma de pesos vazões e diâmetros Figura 3 Já no Método de Hunter fixase a perda de carga em 8 e calculase a vazão como se cada metade da caixa atendesse à metade das colunas 52 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CARVALHO JÚNIOR 2018 p 106 Conhecendose a perda de carga J e a vazão Q entrase no ábaco de FairWhipple Hsiao Figuras 7 e 8 calculando o diâmetro D Pode se também dimensionar o barrilete de modo que cada trecho atenda à vazão total Depois de calcular o diâmetro dos trechos estes poderão ser modificados em função da pressão mínima para os diversos aparelhos Podese aumentar o diâmetro de alguns trechos para impedir a ocorrência de pressão negativa no ponto mais desfavorável CARVALHO JÚNIOR 2018 p 106 Figura 16 Tipos de barrilete Fonte Adaptada de Carvalho Júnior 2018 Exemplo 4 Dimensionar o barrilete que alimenta as quatro colunas de distribuição conforme Figura 10 que contém um quadro com o dimensionamento das colunas Note que a Coluna AF1AF3 e AF2AF4 Solução Considerando que cada trecho atende à vazão total a soma dos pesos das colunas que chegam até o barrilete será 2 56 2 39 19 A vazão então será 53 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 17 Esquema para dimensionamento do barrilete do Exemplo 4 Fonte Adaptada de Creder 2018 No ábaco da Figura 7 encontrase o valor da vazão Q131 ls e em seguida o valor da perda de carga J fixada em 8 ou seja 008 mm e prolongase a linha formada entre esses dois pontos para encontrar o diâmetro D Assim o diâmetro encontrado é entre 32 e 40 mm portanto adotase o maior 40 mm Outra solução pode ser feita pela fórmula da perda de carga unitária para tubos de PVC portanto Assim o diâmetro comercial adotado é 40 mm 54 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 18 Utilização do ábaco para encontrar o diâmetro Fonte Adaptada de Macintyre 2017 55 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo que comenta sobre as instalações prediais de água fria do Instituto Central de Ciências da Universidade de Brasília Link httpssistemaatenaeditoracombrindexphpadminapiartigoPDF48212 22 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE SPAQ O Sistema Predial de Água Quente é regulamentado pela norma NBR 56262020 Sistemas Prediais de Água Fria e Água Quente Projeto Execução Operação e Manutenção ABNT 2020 que fixa as condições exigíveis a forma e os critérios pelos quais deve ser projetado para atender às exigências técnicas mínimas de higiene segurança economia e conforto dos usuários Segundo Carvalho Júnior 2020 p 139 O sistema predial de água quente é formado pelos seguintes componentes básicos tubulação de água fria para alimentação do sistema de água quente aquecedores dispositivos de segurança tubulação de distribuição de água quente e peças de utilização chuveiro ducha torneiras de pia lavatório tanque CARVALHO JÚNIOR 2020 p 139 Os principais usos de água quente nas instalações prediais são para banhos ou seja para higiene 35ºC a 50ºC em cozinhas 60ºC a 70ºC em lavanderias 75ºC a 85ºC ou para finalidades médicas acima de 100ºC CARVALHO JÚNIOR 2020 Para estimativa do consumo diário de água quente podese utilizar o Quadro 8 56 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EDIFICAÇÃO CONSUMO LITROSDIA Alojamento provisório de obra 24 por pessoa Casa popular ou rural 36 por pessoa Residência 45 por pessoa Apartamento 60 por pessoa Quartel 45 por pessoa Escola internato 45 por pessoa Hotel sem incluir cozinha e lavanderia 36 por hóspede Hospital 125 por leito Restaurante e similares 12 por refeição Lavanderia 15 por Kg de roupa seca Quadro 8 Estimativa de consumo diário de água quente Fonte Macintyre 2017 O abastecimento de água quente em uma edificação pode ser efetuado de três formas distintas aquecimento individual local aquecimento central privado e aquecimento central coletivo CARVALHO JÚNIOR 2018 p 119 Cabe ao projetista definir a melhor solução O sistema de aquecimento individual alimenta um só aparelho Por exemplo um chuveiro elétrico ou uma torneira com aquecimento pontual local por pequenos aquecedores elétricos ou a gás O aquecimento por central privado é quando o sistema atende apenas uma unidade habitacional ou seja alimenta vários pontos de consumo localizados em cozinhas banheiros áreas de serviço CARVALHO JÚNIOR 2020 p 142 Um exemplo desse tipo de sistema é o aquecedor de acumulação em uma residência ou apartamento O aquecimento por central coletiva é quando o sistema alimenta conjuntos de aparelhos de várias unidades habitacionais por exemplo todos os apartamentos de um prédio hospitais hotéis escolas quartéis e outros MACINTYRE 2017 p 325 Existem também vários tipos de aquecedores podendo ser os de aquecimento direto ou indireto de passagem ou de acumulação boilers A fonte de calor empregada pode ser eletricidade gás ou energia solar CARVALHO JÚNIOR 2018 p 119 Os aquecedores elétricos utilizam a energia elétrica como fonte e podem ser de dois tipos de acumulação ou de passagem Os de passagem são dispositivos internos usados para o aquecimento instantâneo da água como nos chuveiros e torneiras 57 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO elétricas CARVALHO JÚNIOR 2018 Os aquecedores elétricos de acumulação também chamados de boiler elétrico possuem um reservatório boiler em que a água é aquecida para uso posterior CARVALHO JÚNIOR 2018 p 120 Os aquecedores a gás também podem ser de acumulação ou de passagem No modelo de passagem basta abrir a torneira para o aquecedor ligar automaticamente e a água correr aquecida É importante ressaltar que todo aquecedor de passagem necessita de pressão para funcionar já que é acionado pela passagem de água O fabricante deve informar a pressão recomendada para o bom funcionamento do aparelho podendo ser necessário em alguns casos pressurizar a rede CARVALHO JÚNIOR 2018 p 122 No modelo de acumulação a gás a água aquecida é acumulada para posterior utilização O sistema atende vários pontos de consumo simultaneamente mas tem a desvantagem de o tamanho ser maior do que o modelo de passagem Carvalho Júnior 2020 apresenta algumas vantagens e desvantagens do aquecimento solar As principais vantagens são economia de energia facilidade de manutenção utiliza uma fonte de energia inesgotável Sol e não produz poluição ambiental A desvantagem do sistema é o comprometimento de sua eficiência em dias nublados ou chuvosos sendo necessária a utilização de um sistema misto energia solar e elétrica CARVALHO JÚNIOR 2020 p 152 A Figura 19 mostra os painéis solares e o boiler para aquecimento de água em uma residência 58 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 19 Sistema de aquecimento solar Fonte Shutterstock 2022 A disposição dos equipamentos na cobertura assim como qualquer tipo de instalação de aquecedores deve obedecer às especificações do fabricante e às normas específicas 221 Dimensionamento de Aquecedores Segundo a NBR 5626 ABNT 2020 o projeto do sistema de geração e de armazenamento de água quente deve especificar o tipo de sistema de aquecimento previsto e considerar o respectivo volume as temperaturas máxima e mínima de operação a fonte de calor e respectiva potência Carvalho Júnior 2020 p 157 recomenda que no dimensionamento dos aquecedores sejam consideradas as informações do aquecedor relativas à perda de 59 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO carga em função da vazão ao coeficiente global de transferência de calor vazão mínima de funcionamento e a pressão dinâmica de operação Para dimensionar um aquecedor de passagem a gás é necessário saber quantos pontos de utilização serão atendidos simultaneamente bem como a vazão de cada Em função disso é definida a capacidade do aquecedor O Quadro 9 mostra a vazão sugerida por peça de utilização Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão lmin Chuveiro ducha Misturador 12 Chuveiro elétrico Registro de pressão 8 Lavatório Torneira ou misturador 6 Pia Torneira ou misturador 8 Quadro 9 Vazão por peça de utilização de água quente Fonte Carvalho Júnior 2020 Para dimensionar um aquecedor de acumulação é preciso saber o número de usuários do sistema Para edificações residenciais considerar duas pessoas por dormitório conforme Quadro 1 mencionado da Unidade 1 Também é necessário saber se haverá água quente na banheira na pia de cozinha e na máquina de lavar roupas O Quadro 10 mostra a estimativa de consumo diário para esses pontos de utilização PEÇA DE UTILIZAÇÃO VOLUME LITROS Banheira Volume2 Pia de cozinha 50 Máquina de lavar roupas 150 Quadro 10 Estimativa do consumo diário para pontos de utilização de água quente Fonte Carvalho Júnior 2020 No dimensionamento do aquecedor solar Carvalho Júnior 2020 recomenda adotar o consumo de 50 litrosdia por pessoa para calcular o volume do boiler As 60 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO torneiras da pia da cozinha do tanque da máquina de lavar louças da máquina de lavar roupa e das banheiras de hidromassagem deverão ser consideradas à parte CARVALHO JÚNIOR 2020 p 160 Para cálculo da área de coletores deve ser avaliada a eficiência da absorção solar da placa coletora de acordo com as informações do fabricante CARVALHO JÚNIOR 2020 p 160 No mercado atualmente existem dois tipos mais comuns de placas solares coletores com área de 142 m² que atendem 103 litrosdia e coletores com área de 195 m² que atendem a 104 litrosdia CARVALHO JÚNIOR 2020 Exemplo 5 Dimensionar um aquecedor de passagem a gás para alimentar uma ducha e um lavatório de um banheiro CARVALHO JÚNIOR 2020 Solução Para dimensionamento do aquecedor de passagem a gás devemos saber a vazão de cada aparelho que utilizará a água quente De acordo com o Quadro 7 a vazão de uma ducha é 12 lmin e de um lavatório é 6 lmin totalizando 18 lmin Como a água quente está sendo misturada com a água fria dentro do aquecedor devemos considerar a metade da vazão calculada ou seja 9 lmin Então para esse caso adotase um modelo de aquecedor de passagem a gás com vazão de 10 litros Exemplo 6 Dimensionar o aquecedor de acumulação a gás de uma residência com dois dormitórios e uma banheira de 200 litros Considerar ponto de água quente na pia da cozinha Solução O primeiro passo é calcular o número de usuários do sistema Para cada dormitório serão consideradas duas pessoas Assim temos 2 x 2 4 pessoas Como se trata de uma residência o volume de água quente consumido por pessoa é de 45 litrosdia conforme Figura 10 totalizando 4 x 45 180 litrosdia como consumo de água quente Acrescentase a esse valor o consumo da banheira e da pia da cozinha Na banheira consideramse 100 litros de água quente e na pia da cozinha 50 litros Assim totalizase 180 100 50 330 litros Portanto podese adotar um boiler de 61 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 400 litros conforme o catálogo dos fabricantes Exemplo 7 Para a mesma situação do exemplo anterior dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma residência com dois dormitórios e uma banheira de 200 litros Considerar ponto de água quente na pia da cozinha Solução O total de água quente utilizada por dia é de 330 litros Nesse caso podese adotar um boiler de 400 litros conforme o catálogo dos fabricantes Para complementar o dimensionamento do sistema de aquecimento solar devemos encontrar o número de coletores necessários para o bom funcionamento Nesse caso vamos adotar coletores de 142 m² que atendem 103 litrosdia Assim ou seja serão necessários quatro coletores de 142m² 222 Rede de Distribuição de Água Quente A distribuição de água quente é feita por meio de tubulações separadas do sistema de distribuição de água fria porém o traçado obedece aos mesmos critérios O percurso da tubulação de distribuição da água quente deve ser o menor possível a fim de minimizar perdas térmicas entre a geração da água quente e os pontos de utilização e reduzir o volume descartado antes da chegada da água quente em temperatura adequada ao uso a qualquer ponto de utilização CARVALHO JÚNIOR 2020 p 161 Para o dimensionamento das instalações de água quente utilizamse os mesmos critérios empregados na água fria Dependendo do tipo de material utilizado nas instalações pode ser necessário o uso de isolamento térmicoacústico Podem ser empregados tubos e conexões de cobre CPVC policloreto de vinila clorado PEX tubos flexíveis de polietileno reticulado e PPR polipropileno copolímero Randon Usase o método do consumo máximo provável e dos pesos relativos Após achar essas informações o diâmetro pode ser 62 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO encontrado através do ábaco simplificado do Quadro 11 Soma dos pesos 0 a 06 06 a 29 29 a 82 82 a 18 18 a 35 Φ soldável mm 15 22 28 35 42 Φ roscável pol 12 34 1 1 ¼ 1 ½ Quadro 11 Ábaco simplificado para diâmetros para ramais de água quente Fonte Carvalho Júnior 2018 Exemplo 8 Calcular o diâmetro de um ramal de água quente em uma residência que serve dois chuveiros uma banheira dois lavatórios e uma pia de cozinha A tubulação de água quente será em CPVC Solução Utilizando o método do consumo máximo provável verificase a soma dos pesos relativos às peças de utilização conforme Quadro 5 da Unidade 1 Duchas 04 x 2 08 Banheira 10 Lavatórios 03 x 2 06 Pia de cozinha 07 Soma dos pesos 31 Pelo ábaco simplificado do Quadro 11 observase a soma dos pesos encontrando o diâmetro correspondente de 28 mm para essa instalação A NBR 5626 ABNT 2020 p 22 recomenda que a pressão estática máxima para as peças de utilização não pode ultrapassar 400 kPa 40 mca e a pressão dinâmica mínima nos pontos de utilização não pode ser inferior a 10 kPa 1 mca O limite máximo de velocidade média da água é de 3 ms e o cálculo da perda de carga na água quente é feito exatamente como na água fria lembrando que essas perdas devem ser reduzidas a níveis aceitáveis para que não ocorra uma redução de pressão nas peças de utilização 63 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 23 SISTEMA ELEVATÓRIO Conforme visto na Unidade 1 quando a pressão da rede não for suficiente e nem houver continuidade no abastecimento o sistema indireto com bombeamento é indicado com dois reservatórios um inferior e outro superior Nesse sistema chamado de sistema de recalque ou sistema elevatório a água é bombeada de um reservatório inferior até um reservatório elevado através de bombas De acordo com a NBR 5626 ABNT 2020 p 18 o sistema de recalque deve possuir no mínimo duas bombas com funcionamento independente entre si com vistas a garantir o abastecimento de água em caso de falha ou desativação de uma delas para manutenção Normalmente o bombeamento da água nas edificações é feito por meio de bombas centrífugas acionadas por motores elétricos A instalação elevatória deve ser dimensionada de acordo com a vazão de projeto e a altura manométrica A vazão do sistema elevatório será considerada para funcionamento da bomba de no máximo 5 cinco horas por dia conforme Equação 13 13 Em que Q vazão lh Cd consumo diário litros T tempo de funcionamento da bomba horas Chamase de recalque a tubulação que vai da bomba ao reservatório superior O dimensionamento do recalque baseiase na Equação 14 CREDER 2018 14 Em que D diâmetro em metros Q vazão da bomba em m³s X 64 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A tubulação de sucção que vai do reservatório inferior até a bomba é determinada adotandose uma bitola comercial imediatamente superior à bitola da tubulação de recalque CARVALHO JÚNIOR 2018 p 83 A altura manométrica é a energia que a bomba deverá transmitir ao líquido para transportar a vazão Q do reservatório inferior ao reservatório superior Portanto a altura manométrica Hman deve vencer o desnível geométrico as perdas de carga e a diferença de pressões nos reservatórios CARVALHO JÚNIOR 2020 p 91 A altura manométrica de sucção é a diferença das cotas do nível do centro da bomba e do nível de entrada da água na tubulação do reservatório inferior acrescidas das perdas de carga na tubulação de sucção A altura manométrica de recalque é a diferença das cotas entre os níveis de saída da água no reservatório superior e do centro da bomba acrescida das perdas de carga na tubulação de recalque CARVALHO JÚNIOR 2020 A altura manométrica total é dada pela soma da altura manométrica do recalque e da sucção A Figura 20 mostra um esquema para o cálculo da altura manométrica total Figura 20 Altura manométrica total Fonte O autor 2022 65 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Apenas duas variáveis serão usadas para a escolha do tipo da bomba centrífuga vazão necessária vazão de projeto e altura manométrica total Com esses dados entra se na tabela de seleção de bombas centrífugas fornecida nos catálogos de fabricantes e especificase a bomba Exemplo 9 Dimensionar o sistema elevatório conforme a Figura 21 sendo dado o consumo diário de 35 m³ e o tempo de funcionamento da bomba de 5 cinco horas Considerar tubulação de PVC Solução Cálculo da vazão do sistema Q 355 7 m³h 000194 m³s Figura 21 Exemplo 9 Fonte Adaptada de Carvalho Júnior 2020 66 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Cálculo do diâmetro da tubulação de recalque adotase 40 mm Para o diâmetro da tubulação de sucção adotase um diâmetro acima do calculado para o recalque Assim o diâmetro da sucção será 50 mm Para cálculo da altura manométrica total é necessário saber a altura manométrica na sucção e no recalque Para o cálculo da altura manométrica da sucção são necessários a altura geométrica mais as perdas de carga na sucção Altura geométrica na sucção Hgeom suc 2m Perdas de carga na sucção Δpsuc Comprimento real da tubulação de sucção 2 25 09 09 63 m Comprimento equivalente da tubulação de sucção obtidas da Figura 8 2 registros de gaveta 50mm 2 x 08 16 1 válvula de pé e crivo 50mm 237 1 curva 90º 50mm 13 2 tê saída lateral 50mm 2 x 76 152 Assim o comprimento equivalente será 16 237 13 152 418 m O comprimento total real equivalente é 63 418 481 m Precisamos saber a perda de carga unitária Assim a perda de carga da sucção será a perda de carga unitária multiplicada pelo comprimento total Δpsuc 00236 x 481 114 m 67 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A altura manométrica da sucção será Hman suc Hgeom suc Δpsuc Hman suc 2 114 Hman suc 314 m Para o cálculo da altura manométrica do recalque são necessários a altura geométrica mais as perdas de carga no recalque Altura geométrica no recalque Hgeom rec 125 m Perdas de carga no recalque Δprec Comprimento real da tubulação recalque 25 1 10 2 155 m Comprimento equivalente da tubulação de recalque obtidas da Figura 8 2 registros de gaveta 40mm 2 x 07 14 1 válvula de retenção leve 40mm 68 2 curvas 90º 40mm 2 x 12 24 1 tê saída lateral 40mm 73 1 saída de tubulação 40mm 32 Assim o comprimento equivalente será 14 68 24 73 32 2110 m O comprimento total real equivalente é 155 2110 366 m Precisamos saber a perda de carga unitária A perda de carga do recalque será a perda de carga unitária multiplicada pelo comprimento total Δprec 0068 x 366 249 m A altura manométrica do recalque será Hman rec Hgeom rec Δprec Hman rec 125 249 Hman rec 1499 m 68 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A altura manométrica total da bomba será Hman Hman suc Hman rec Hman 314 1499 Hman 1813 metros Com as informações de altura manométrica 1813 metros e vazão 194 ls podemos especificar uma bomba através dos catálogos dos fabricantes SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo científico que mostra o dimensionamento de instalações hidráulicas sistemas de armazenamento elevatórios de água e dos sistemas de recalque em edificações verticais residenciais com o auxílio de tabelas Boa leitura Link httpsportalepitayacombrindexphpebooksarticleview265225 SUGESTÃO DE LEITURA Na biblioteca virtual do UniAvan no ícone Biblioteca Virtual está o livro Instalações Pre diais Hidráulicos e Sanitários dos autores Aline Pires Veról Elaine Garrido Vazquez e Marcelo Gomes Miguez Nele há um capítulo específico sobre as instalações prediais de água quente que complementa o que foi visto nesta Unidade 69 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CONSIDERAÇÕES FINAIS Na Unidade 2 terminamos o estudo do sistema predial de água fria e aprendemos mais sobre o sistema predial de água quente e o sistema elevatório Esses sistemas são de extrema importância para fornecer conforto e segurança ao usuário quanto ao aquecimento da água e à pressão Na Unidade 3 vamos estudar o sistema de esgoto sanitário que envolve as águas servidas ou seja águas que foram utilizadas pelos usuários da edificação e que retornam para a rede na forma de esgoto Também estudaremos as águas pluviais que são as águas provenientes das chuvas nos telhados e drenagens de pátios e estacionamentos 70 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 Sobre as instalações prediais de água quente analise as afirmativas abaixo I Os principais usos de água quente são em banhos em cozinhas em lavanderias ou para finalidades médicas II Um exemplo de aquecimento por central privado é o aquecedor de acumulação em uma residência ou apartamento III A fonte de calor empregada para aquecimento de água pode ser eletricidade gás ou energia solar IV A velocidade da água nas tubulações deve ser superior a 3 ms Está correto o que se afirmam em a I e III apenas b I II e III c I e II apenas d II e IV apenas e III e IV apenas 02 Sobre as instalações elevatórias analise as afirmativas a seguir I Em um sistema de recalque ou sistema elevatório a água é bombeada de um reservatório inferior até um reservatório elevado através de bombas II A instalação elevatória deve ser dimensionada de acordo com a vazão de projeto e a altura manométrica III Chamase de sucção a tubulação que vai do reservatório inferior até a bomba e de recalque a tubulação que vai da bomba ao reservatório superior IV As instalações elevatórias devem ser projetadas prevendose soluções que visem a economia independente dos efeitos da vibração e do ruído Estão CORRETAS apenas as proposições 71 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO a I e III apenas b I II e III apenas c I e II apenas d II e IV apenas e III e IV apenas 03 Assinale a alternativa com a dimensão da área mínima da seção transversal para um trecho de tubulação com a vazão estimada em 45 ls considerando a máxima velocidade em tubulações permitida pela NBR 56262020 a 10 cm² b 15 cm² c 20 cm² d 24 cm² e 36 cm² 72 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO UNIDADE3 SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO E ÁGUAS PLUVIAIS 74 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Identificar as partes constituintes de um sistema predial de esgoto sanitário Identificar as partes constituintes de um sistema predial de águas pluviais Dimensionar as tubulações de esgoto sanitário e águas pluviais Compreender o funcionamento e dimensionar o sistema fossa e filtro anaeróbio INTRODUÇÃO Nesta unidade vamos estudar o sistema predial de esgoto sanitário que é tão importante para dar o destino correto para as águas já utilizadas Além da identificação das partes constituintes faremos o dimensionamento das tubulações e do tratamento individual pelo sistema de fossa e filtro Ainda nesta unidade veremos o sistema predial de águas pluviais que são aquelas que se originam das chuvas A função desse sistema é recolher e conduzir as águas da chuva até um local adequado e permitido evitando alagamentos e outros problemas 31 SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO SPES O sistema predial de esgoto sanitário é o conjunto de tubulações e acessórios destinados a coletar e transportar o esgoto sanitário garantir o encaminhamento dos gases para a atmosfera e evitar o encaminhamento dos mesmos para os ambientes sanitários ABNT 1999 p 3 O Sistema predial de esgoto sanitário é constituído pelos seguintes subsistemas 75 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Subsistema de coleta e transporte Subsistema de ventilação A NBR 8160 ABNT 1999 fixa as exigências e critérios necessários ao projeto e execução do sistema predial de esgoto sanitário O objetivo básico é dar um destino rápido e adequado aos dejetos provenientes do uso dos aparelhos sanitários Os esgotos prediais são ou deveriam ser lançados na rede de esgotos da cidade Essa rede que toda cidade possui ou almeja possuir pode ser realizada segundo um dos seguintes sistemas a Sistema unitário no qual as águas pluviais e as águas residuárias e de infiltração são conduzidas numa mesma tubulação b Sistema separador absoluto no qual há duas redes públicas inteiramente independentes uma para águas pluviais e outra somente para as águas residuárias esgoto No Brasil é o sistema adotado devido às vantagens que apresenta em relação ao sistema unitário entre as quais a exigência de menor diâmetro das tubulações e menor custo de estações elevatórias e estações de tratamento c Sistema misto ou separador combinado no qual as águas de esgoto têm tubulações próprias mas estes condutos estão instalados dentro das galerias de águas pluviais No Brasil não é empregado MACINTYRE 2017 p 85 Os principais componentes de um sistema predial de esgoto são aparelhos sanitários desconectores ou sifões ralos caixas sifonadas ramal de descarga ramal de esgoto tubo de queda coluna de ventilação subcoletor dispositivos de inspeção caixa de inspeção e caixa de gordura e coletor predial CARVALHO JÚNIOR 2020 p 173 A Figura 22 mostra alguns desses componentes 76 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 22 Partes constituintes de um sistema de esgoto sanitário Fonte Adaptada de Carvalho Júnior 2020 Os ramais de descarga são tubulações que recebem diretamente os efluentes de aparelho sanitários O ramal de esgoto é a tubulação que recebe os efluentes dos ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector O tubo de queda é a tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores ramais de esgoto e ramais de descarga ABNT 1999 p 3 O desconector é um dispositivo dotado de fecho hídrico destinado a vedar a passagem de gases no sentido oposto ao deslocamento do esgoto ABNT 1999 p 2 Nas instalações prediais de esgoto existem dois tipos básicos de desconector o sifão e a caixa sifonada Os desconectores podem atender a um aparelho somente sifão ou a um conjunto de aparelhos de uma mesma unidade autônoma como a caixa sifonada CARVALHO JÚNIOR 2020 p 174 De acordo com a NBR 8160 ABNT 1999 p15 a altura do fecho hídrico dos desconectores deve ser de no mínimo 50 mm tanto para um sifão quanto para uma caixa sifonada O ramal de ventilação é um tubo ventilador que interliga o desconector ou o ramal de descarga ou ramal de esgoto de um ou mais aparelhos sanitários a uma coluna 77 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO de ventilação ABNT 1999 p 3 O tubo ventilador ou coluna de ventilação é a tubulação destinada a possibilitar o escoamento de ar da atmosfera para o sistema de esgoto e viceversa com a finalidade de proteger o fecho hídrico dos desconectores e encaminhar os gases para a atmosfera ABNT 1999 p 3 Sua extremidade superior deve ser aberta à atmosfera e ultrapassar o telhado ou a laje de cobertura em no mínimo 30 cm CARVALHO JÚNIOR 2020 p 183 De acordo com Carvalho Júnior 2020 A extremidade aberta de um tubo ventilador ou coluna de ventilação deve situarse a uma altura mínima igual a 2 m acima de terraço no caso de laje utilizada para outros fins além da cobertura Com relação ao projeto arquitetônico não deve estar situada a menos de 4 m de qualquer janela porta ou vão de ventilação salvo se elevada pelo menos 1 m das vergas dos respectivos vãos CARVALHO JÚNIOR 2020 p 183 Os diâmetros mínimos dos ramais de descarga são tabelados e a declividade mínima nos trechos horizontais é de 2 se o diâmetro nominal DN é igual ou menor que 75 mm e 1 se iguais ou maiores que DN 100 CREDER 2018 p 231 Para dimensionamento das tubulações e componentes dos sistemas prediais de esgoto sanitário podemos utilizar o método das Unidades Hunter de Contribuição conforme descrito na NBR 8160 ABNT 1999 A Unidade de Hunter de contribuição UHC é um fator numérico que representa a contribuição considerada em função da utilização habitual de cada tipo de aparelho sanitário MACINTYRE 2017 p 108 O Quadro 12 mostra o diâmetro mínimo para os ramais de descarga e o número de UHC para os aparelhos sanitários 78 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Aparelho Sanitário Número de UHC Diâmetro Mínimo do ramal de Descarga Bacia sanitária 6 100 Banheira de residência 2 40 Bebedouro 05 40 Bidê 1 40 Chuveiro de residência 2 40 Chuveiro coletivo 4 40 Lavatório de residência 1 40 Lavatório de uso geral 2 40 Mictório com válvula de descarga 6 75 Mictório com caixa de descarga 5 50 Mictório com descarga automática 2 40 Mictório tipo calha por metro 2 50 Pia de cozinha residencial 3 50 Pia de cozinha industrial preparação 3 50 Pia de cozinha industrial lavagem 4 50 Tanque de lavar roupas 3 40 Máquina de lavar louças 2 50 Máquina de lavar roupas 3 50 Quadro 12 Diâmetro mínimo dos ramais de descarga e o número de UHC Fonte ABNT 1999 Após o dimensionamento dos ramais de descarga adotandose o diâmetro mínimo em função do aparelho sanitário procedese com o dimensionamento da caixa sifonada em função do número de UHC dos ramais de descarga interligados a ela O dimensionamento da caixa sifonada é imediato bastando atender aos seguintes dados CARVALHO JÚNIOR 2020 Efluentes até 6 UHC DN 100 Efluentes até 10 UHC DN 125 Efluentes até 15 UHC DN 150 79 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO O próximo passo é o dimensionamento dos ramais de esgoto Esse diâmetro é dado em função do número de UHC conforme Quadro 13 Diâmetro mínimo do ramal de esgoto mm Número de UHC 40 3 50 6 75 20 100 160 Quadro 13 Dimensionamento dos ramais de esgoto Fonte ABNT 1999 Os tubos de queda são dimensionados conforme Quadro 14 depois de levantadas todas as UHC função dos ramais de descarga e de esgoto nele interligados Para os edifícios de dois ou mais andares devem ser previstos tubos de queda de gordura para pias de cozinha e máquina de lavar louças providos de ventilação primária os quais devem descarregar em uma caixa de gordura coletiva O diâmetro nominal mínimo do tubo de queda que recebe efluentes de pias de copa cozinha ou de despejo é igual a 75 mm CARVALHO JÚNIOR 2020 p 181 Os tubos de queda devem sempre que possível ser instalados em um único alinhamento ABNT 1999 p 5 mas existem situações em que isso não é possível Por exemplo quando o térreo da edificação for uma garagem e o alinhamento do tubo de queda estiver obstruindo alguma vaga Nesse caso precisa ser feito o desvio do tubo de queda Esses desvios devem ser dimensionados da seguinte forma segundo Ghisi e Rocha 2012 a quando o desvio formar ângulo igual ou inferior a 45º com a vertical o tubo de queda é dimensionado com os valores indicados no Quadro 12 b quando o desvio formar ângulo superior a 45º com a vertical deve se dimensionar as partes do tubo de queda acima e abaixo do desvio de acordo com os valores do Quadro 13 e a parte horizontal do desvio de acordo com os valores do Quadro 14 subcoletores GHISI ROCHA 2012 p 16 80 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Diâmetro nominal do tubo mm Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição UHC Prédio de até três pavimentos Prédios com mais de três pavimentos 40 4 8 50 10 24 75 30 70 100 240 500 150 960 1900 200 2200 3600 250 3800 5600 300 6000 8400 Quadro 14 Dimensionamento dos tubos de queda Fonte ABNT 1999 O subcoletor é a tubulação horizontal que recebe efluentes de tubos de queda ou ramais de esgoto ABNT 1999 p 3 e o coletor predial é o trecho final de tubulação entre a última caixa de inspeção e o coletor público ABNT 1999 p 2 O coletor predial deve ter diâmetro nominal mínimo de 100mm A Figura 23 ilustra esses conceitos Figura 23 Coletor predial e subcoletores Fonte O autor 2022 81 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Para dimensionamento dos subcoletores e do coletor predial utilizase o Quadro 15 após verificar a quantidade de UHC para cada um deles A NBR 8160 1999 menciona que em prédios residenciais pode ser considerado apenas o aparelho de maior descarga de cada banheiro para a somatória do número de UHC Nos demais casos devem ser considerados todos os aparelhos contribuintes para o cálculo de UHC Diâmetro nominal do tubo mm Número máximo de UHC em função das declividades mínimas 05 1 2 4 100 180 216 250 150 700 840 1000 200 1400 1600 1920 2300 250 2500 2900 3500 4200 300 3900 4600 5600 6700 400 7000 8300 10000 12000 Quadro 15 Dimensionamento de subcoletores e coletor predial Fonte ABNT1999 A caixa de inspeção é destinada a permitir a inspeção limpeza desobstrução junção mudança de declividade eou direção das tubulações de esgoto ABNT 1999 p 2 A caixa de inspeção é instalada em mudanças de direção de declividade ou quando o comprimento da tubulação de esgoto subcoletor ou coletor predial ultrapassa 12 metros Podem ser feitas em concreto alvenaria ou plástico Quanto à forma pode ser prismática de base quadrada ou retangular de lado interno mínimo 60 cm ou cilíndrica com diâmetro mínimo de 60 cm CARVALHO JÚNIOR 2018 p 161 De acordo com Carvalho Júnior 2020 p 192 a caixa de gordura é a caixa destinada a reter em sua parte superior as gorduras graxas e óleos contidos no esgoto formando camadas que devem ser removidas periodicamente São usadas para receber os esgotos que contenham gordura como os provenientes de pias de cozinha máquinas de lavar louça e pias de churrasqueiras De acordo com a NBR 8160 ABNT 1999 para a coleta de apenas uma cozinha pode ser usada a caixa de gordura pequena Para coleta de duas cozinhas pode ser usada 82 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO a caixa de gordura simples Para a coleta de três a doze cozinhas deve ser usada a caixa de gordura dupla Para a coleta de mais de 12 doze cozinhas ou ainda para cozinhas de restaurantes escolas e hospitais devem ser previstas caixas de gordura especiais O Quadro 16 mostra as dimensões das caixas de gordura Tipo Número de cozinhas Diâmetro interno cm Parte submer sa do septo cm Diâmetro da tubulação de saída mm Volume de re tenção litros Pequena 1 30 20 75 18 Simples 1 ou 2 40 20 75 31 Dupla 2 a 12 60 35 100 120 Especial Mais de 12 40 100 Quadro 16 Dimensões das caixas de gordura Fonte ABNT 1999 Para dimensionamento do subsistema de ventilação também deve ser feito o levantamento das Unidades Hunter de Contribuição para o ramal de ventilação assim como dimensionálo conforme o Quadro 17 GRUPOS DE APARELHOS SEM BACIAS SANITÁRIAS GRUPOS DE APARELHOS COM BACIAS SANITÁRIAS Número de UHC Diâmetro nominal do ramal de ventilação mm Número de UHC Diâmetro nominal do ramal de ventilação mm Até 12 40 Até 17 50 13 a 18 50 18 a 60 75 19 a 36 75 Quadro 17 Dimensionamento de ramais de ventilação Fonte ABNT 1999 O dimensionamento da coluna de ventilação é feito através do Quadro 18 Para isso é necessário verificar o número de UHC o diâmetro do tubo de queda e o comprimento total da coluna de ventilação até a extremidade aberta do tubo 83 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Diâmetro nominal do tubo de queda ou ramal de esgoto mm Número de uni dades Hunter de contribuição UHC Diâmetro nominal mínimo do tubo de ventilação mm 40 50 75 100 150 200 250 300 Comprimento permitido m 40 8 46 40 10 30 50 12 23 61 50 20 15 46 75 10 13 46 317 75 21 10 33 247 75 53 8 29 207 75 102 8 26 189 100 43 11 76 299 100 140 8 61 229 100 320 7 52 195 100 530 6 46 177 150 500 10 40 305 150 1100 8 31 238 150 2000 7 26 201 150 2900 6 23 183 200 1800 10 73 286 200 3400 7 57 219 200 5600 6 49 186 200 7600 5 48 171 250 4000 24 94 293 250 7200 18 73 225 250 11000 16 60 192 250 15000 14 55 174 300 7300 9 37 116 287 300 13000 7 29 90 219 300 20000 6 24 76 186 300 26000 5 22 70 152 Quadro 18 Dimensionamento da coluna de ventilação Fonte ABNT 1999 84 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Exemplo 10 Dimensionar os ramais de descarga ramais de esgoto tubo de queda ramal de ventilação e coluna de ventilação para o banheiro da Figura 24 Considere que a edificação tem 10 pavimentos tipo Solução Para dimensionamento dos ramais de descarga conforme a Figura 24 temos os seguintes aparelhos sanitários Chuveiro 2 UHC 40 mm Lavatório 1 UHC 40 mm Bidê 1 UHC 40 mm A soma das UHC dos aparelhos sanitários que chegam na caixa sifonada é 4 UHC portanto a dimensão da caixa sifonada é 100mm Figura 24 Banheiro do Exemplo 10 Fonte Adaptada de Creder 2018 Para dimensionamento dos ramais de esgoto temse o trecho 1 tubulação que vai da caixa sifonada até o ramal da bacia sanitária e o trecho 2 tubulação que vai da bacia sanitária até o tubo de queda conforme Quadro 13 85 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Trecho 1 4 UHC 50 mm Trecho 2 6 UHC vaso sanitário 4 UHC trecho 1 10 UHC 100 mm O dimensionamento do tubo de queda é feito somandose as UHC de todos os banheiros dos 10 pavimentos tipo Assim 10 UHC cada banheiro x 10 pavimentos 100 UHC Com esse valor verificase no Quadro 15 a coluna com mais de três pavimentos e encontrase o diâmetro de 100 mm Para dimensionamento do ramal de ventilação conforme Quadro 19 no grupo de aparelhos com bacia sanitária temse o total de 10 UHC por banheiro ficando o ramal de ventilação com 50 mm Para dimensionamento da coluna de ventilação temse o total de 100 UHC para os 10 pavimentos Supondo pédireito de 3 metros para cada pavimento mais 3 metros para o pavimento térreo mais 3 metros da cobertura e mais 03 da tubulação que deve ficar acima da cobertura então Comprimento total da coluna 3x10 30 metros 3 3 03 363 metros Com essas informações comprimento de 363 metros 100 UHC e tubo de queda dimensionado de 100mm analisase o Quadro 17 e dimensionase a coluna de ventilação obtendose 75 mm 311 Tratamento do Esgoto Através de Fossa e Filtro Caso não haja rede pública coletora de esgoto na região onde o projeto será elaborado é necessário projetar uma solução individualizada para a edificação Os sistemas de solução individualizada para tratamento e destinação de esgotos jamais poderão receber contribuições de águas pluviais O tanque séptico popularmente conhecido como fossa séptica é o primeiro elemento sanitário a receber os efluentes de esgoto então coletados e conduzidos pelo 86 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO coletor predial Tratase de um reservatório enterrado e que deve ter como característica principal ser estanque ou seja não permite qualquer tipo de infiltração nem de dentro para fora nem em sentido inverso CARVALHO JÚNIOR 2020 Os tanques sépticos são unidades de tratamento primário de esgotos domésticos que detém os despejos por um período que permita a decantação dos sólidos e a retenção do material graxo transformandoos em compostos estáveis MACINTYRE 2017 p 155 A finalidade da fossa é proporcionar condições favoráveis à ação rápida das bactérias aeróbias e principalmente das anaeróbias que existem no esgoto para que façam a decomposição da matéria orgânica em uma ação de oxidação MACINTYRE 2017 A Figura 25 mostra o esquema de funcionamento de uma fossa séptica Figura 25 Fossa séptica Fonte Shutterstock 2022 A NBR 7229 ABNT 1997a dita o dimensionamento dos tanques sépticos que podem ser de diversos formatos como prismáticos ou circulares O volume é calculado conforme a Equação 15 87 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO V 1000 N C T K Lf 15 Em que V volume útil litros N número de pessoas atendidas C contribuição de despejos em Lpessoa dia T período de detenção em dias K taxa de lodo digerido acumulado em dias Lf contribuição de lodo fresco em Lpessoa dia O Quadro 19 mostra a contribuição diária de esgoto C e de lodo fresco em função do tipo da ocupação da edificação Edificação Unidade Contribuição de esgoto litros Contribuição de lodo fresco litros Residencial padrão alto pessoa 160 1 Residencial padrão médio pessoa 130 1 Residencial padrão baixo pessoa 100 1 Hotel exceto lavanderia e cozinha pessoa 100 1 Alojamento provisório pessoa 80 1 Fábricas em geral pessoa 70 03 Escritórios pessoa 50 02 Edifícios públicos ou comerciais pessoa 50 02 Escolas externatos e locais de longa permanência pessoa 50 02 Bares pessoa 6 01 Restaurantes e similares refeição 25 01 Cinemas teatros e locais de curta permanência lugar 2 002 Sanitários públicos bacia sanitária 480 40 Quadro 19 Contribuição diária de esgoto e lodo fresco Fonte ABNT 1997a 88 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO O Quadro 20 mostra a o período de detenção T em função da faixa de contribuição diária dos esgotos CONTRIBUIÇÃO DIÁRIA LITROS TEMPO DE DETENÇÃO Dias Horas Até 1500 100 24 De 1500 a 3000 092 22 De 3001 a 4500 083 20 De 4501 a 6000 075 18 De 6001 a 7500 067 16 De 7501 a 9000 058 14 Mais que 9000 050 12 Quadro 20 Período de detenção Fonte ABNT 1997a O Quadro 21 mostra a taxa de lodo digerido acumulado K que é função do intervalo entre limpezas da fossa adotado pelo projetista Testes aferidos pela norma NBR 7229 ABNT 1997a apontam números que mostram como é eficiente o tratamento promovido pelos tanques sépticos na falta de uma rede pública coletora de esgotos A redução na demanda bioquímica de oxigênio DBO ficou entre 40 e 60 e a retenção de sólidos suspensos esteve entre 50 a 70 CARVALHO JÚNIOR 2020 Intervalo entre limpe zas anos Valores de K por faixa de temperatura ambiente t em ºC t 10 10 t 20 t 20 1 94 65 57 2 134 105 97 3 174 145 137 4 214 185 177 5 254 225 217 Quadro 21 Taxa de acumulação total de lodo Fonte ABNT 1997a 89 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Antes de ser encaminhado para a destinação final o tanque séptico pode ter os efluentes encaminhados para um tratamento de reforço o filtro anaeróbio Sua implantação é opcional mas é muito recomendada pois o filtro anaeróbio promove um tratamento complementar para os efluentes já parcialmente tratados que são originários do tanque séptico CARVALHO JÚNIOR 2020 A norma que orienta o dimensionamento do filtro anaeróbio é a NBR 13969 ABNT 1997b Os efluentes que saem pela parte superior do tanque séptico são encaminhados para o filtro anaeróbio pelo fundo Acessam o filtro por uma câmara inferior vazia que após se encher encaminha os efluentes para uma câmara superior preenchida por material filtrante Nessa camada atuam microorganismos facultativos e anaeróbios que são os responsáveis pela estabilização da matéria orgânica vinda do tanque séptico CARVALHO JÚNIOR 2020 Como material filtrante podem ser utilizados elementos como brita nº 4 ou nº 5 anéis plásticos cortados de eletrodutos corrugados cortes circulares de talos de bambu ou outros materiais que possam resistir à agressividade do meio com capacidade filtrante O volume do filtro anaeróbio deve ser dimensionado conforme a Equação 16 V 16 N C T 16 Em que N número de contribuintes C contribuição de despejos por habitante em litrosdia T tempo de detenção hidráulica em dias O Quadro 22 mostra o tempo de detenção hidráulica por faixa de contribuição diária de despejos e temperatura média em ºC Contribuição diária litros Temperatura média do mês mais frio Abaixo de 15ºC Entre 15ºC e 25ºC Maior que 25ºC Até 1500 117 10 092 De 1500 a 3000 108 092 083 De 3001 a 4500 100 083 075 De 4501 a 6000 092 075 067 De 6001 a 7500 083 067 058 90 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO De 7501 a 9000 075 058 050 Mais que 9000 075 050 050 Quadro 22 Tempo de detenção hidráulica T do filtro anaeróbio Fonte ABNT 1997b Exemplo 11 Qual é o volume útil de um tanque séptico para uma família de 5 cinco pessoas vivendo em clima quente T20 C com uma contribuição de despejos de 130 litros pessoadia Considere de um ano o intervalo entre as limpezas da fossa Solução A contribuição de esgoto da fossa será 130 x 5 650 litrosdia Com esse valor encontrase o período de detenção de 1 dia ou seja T1 Com a informação do intervalo de limpeza de 1 ano e a temperatura 20ºC observa se o Quadro 21 e encontrase a taxa de acumulação de lodo K 57 A quantidade de lodo fresco Lf é obtida do Quadro 21 considerando residencial padrão médio Lf 1 Assim o volume do tanque séptico é dado por V 1000 N C T K Lf V 1000 5 130 1 57 1 V 1935 litros aproximadamente 2m³ SAIBA MAIS No link abaixo está uma sugestão de leitura complementar Tratase de um ar tigo em que são discutidas diversas ações possíveis relacionadas à natureza e ao uso dos sistemas prediais hidráulicos e sanitários que visam à promoção da sustentabilidade Ótima leitura Link httpswwwseerufrgsbrindexphpambienteconstruidoarticleview34291847 91 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 32 SISTEMA PREDIAL DE ÁGUAS PLUVIAIS SPAP O sistema predial de águas pluviais é composto por tubos reservatórios equipamentos e outros componentes para drenagem de águas pluviais em diversas áreas associadas ao edifício como coberturas terraços pátios quintais e similares As águas pluviais são aquelas que se originam a partir das chuvas A captação dessas águas tem por finalidade permitir um melhor escoamento evitando alagamento erosão do solo e outros problemas CARVALHO JÚNIOR 2018 p 181 O sistema de esgotamento das águas pluviais deve ser completamente separado dos esgotos sanitários evitandose com isso o retorno dos gases dos esgotos no interior da habitação CREDER 2018 p 270 As águas pluviais não devem ser lançadas em redes de esgoto usadas apenas para águas residuárias devem ser lançadas nas redes de drenagem urbana que coletam apenas a água das chuvas CREDER 2018 p 271 A norma NBR 10844 ABNT 1989 direciona as instalações de águas pluviais de edifícios Essa mesma Norma orienta as exigências e critérios necessários aos projetos das instalações de drenagem de águas pluviais visando a garantir níveis aceitáveis de funcionalidade segurança higiene conforto durabilidade e economia Referese às águas pluviais que escoam em coberturas e demais áreas associadas dos edifícios ABNT 1989 p 1 No dimensionamento das partes constituintes do sistema de esgoto pluvial calhas condutores verticais e horizontais é fundamental considerar o índice pluviométrico do local para obter o desempenho adequado em relação ao regime e à intensidade de chuvas CARVALHO JÚNIOR 2020 p 244 A Figura 26 mostra as calhas e condutores verticais que são partes constituintes do sistema de coleta de águas pluviais Segundo Carvalho Júnior 2020 As calhas e condutores verticais e horizontais devem suportar a vazão de projeto calculada a partir da intensidade de chuva adotada para a localidade e para certo período de retorno número médio de anos em que para a mesma duração de precipitação uma determinada 92 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO intensidade pluviométrica é igualada ou ultrapassada apenas uma vez CARVALHO JÚNIOR 2020 p 245 Conhecendo a intensidade pluviométrica e a área de contribuição de vazão a vazão de projeto pode ser calculada pela Equação 17 17 Em que Q vazão em litrosmin I intensidade pluviométrica em mmh A área de contribuição de vazão em m² Figura 26 Calhas e condutores verticais Fonte Shutterstock 2022 A intensidade pluviométrica I é fornecida pela NBR 10844 ABNT 1989 levando em consideração o período de retorno T da chuva crítica t 5 min em função do regime de chuvas da localidade da edificação O Quadro 23 traz esses valores para algumas cidades do Brasil Na norma citada esses valores são encontrados para 98 93 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO cidades brasileiras De acordo com a área a ser drenada a norma NBR 10844 ABNT 1989 fixa os períodos de retorno em 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 empoçamentos ou extravasamento não possam ser tolerados NBR 10844 ABNT 1989 p 3 Local Intensidade Pluviométrica mmh Período de retorno anos 1 5 25 Aracaju SE 116 122 126 Belo Horizonte MG 132 227 230 Curitiba PR 132 204 228 Florianópolis SC 114 120 144 Fortaleza CE 120 156 180 Maceió AL 102 122 174 Manaus AM 138 180 198 Porto Alegre RS 118 146 167 São Paulo Mirante Santana 122 172 191 Rio de Janeiro Jardim Botânico 122 167 227 Quadro 23 Intensidade pluviométrica para algumas cidades brasileiras Fonte Adaptado de ABNT 1989 Para construções de até 100 m² projeção horizontal a intensidade pluviométrica adotada para fins de projeto deve ser de 150 mmh ABNT 1989 p 3 Considerando que as chuvas não caem horizontalmente a NBR 10844 ABNT 1989 fornece critérios para determinar a área de contribuição De acordo com a norma no cálculo da área de contribuição devese considerar os incrementos devidos à inclinação da cobertura e às paredes que interceptam água de chuva que também deva ser drenada pela cobertura CARVALHO JÚNIOR 2020 p 250 A Figura 27 mostra os esquemas indicativos para cálculos das áreas de contribuição de vazão 94 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 27 Esquemas indicativos para cálculos das áreas de contribuição de vazão Fonte Adaptada de Creder 2018 95 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO O dimensionamento das calhas deve ser feito através da fórmula de Manning Strickler conforme a Equação 18 18 Em queQ vazão de projeto da calha em Lmin S área da seção molhada em m² n coeficiente de rugosidade Quadro 24 Rh SP raio hidráulico em m P perímetro molhado em m i declividade da calha em mm K 60000 coeficiente para transformar a vazão em m³s para Lmin O Quadro 24 mostra os coeficientes de rugosidade dos materiais normalmente utilizados na confecção de calhas Material Coeficiente de rugosidade 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 Quadro 24 Coeficientes de rugosidade Fonte Creder 2018 A declividade das calhas deve ser a mínima possível e no sentido dos condutores tubos de queda a fim de evitar o empoçamento de águas quando parar a chuva Para calhas de beiral e platibanda utilizase o valor mínimo de 05 Uma das características que influenciam na capacidade de uma calha é sua forma normalmente retangular ou semicircular Em função disso o Quadro 25 fornece as capacidades de calhas semicirculares usando coeficiente de rugosidade n 0011 para alguns valores de declividade Os valores foram calculados utilizando a fórmula de ManningStrickler com lâmina dágua igual à metade do diâmetro interno do tubo CARVALHO JÚNIOR 2020 p 256 96 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Diâmetro interno mm DECLIVIDADES 05 1 2 100 130 183 256 125 236 333 466 150 384 541 757 200 829 1167 1634 Quadro 25 Capacidade das calhas semicirculares em lmin Fonte ABNT 1989 Em calhas de beiral ou platibanda quando a saída estiver a menos de 4 m de uma mudança de direção a vazão de projeto deve ser multiplicada pelos coeficientes do Quadro 26 CARVALHO JÚNIOR 2020 p 257 Os condutores verticais são as tubulações que têm por objetivo recolher as águas coletadas pelas calhas e transportá las até a parte inferior das edificações ABNT 1989 p 2 Para o dimensionamento dos condutores verticais a norma apresenta ábacos específicos O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de secção circular é 70 mm ABNT 1989 p 7 De acordo com a norma o dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir dos seguintes dados Q vazão de projeto em litrosmin H altura da lâmina de água na calha em mm L comprimento do condutor vertical em m Tipo de curva Curva a menos de 2 m da saída da calha Curva entre 2 m e 4 m da saída da calha Canto reto 120 110 Canto arredondado 110 105 Quadro 26 Coeficientes para multiplicação da vazão de projeto Fonte ABNT 1989 A Figura 28 traz o ábaco utilizado para calha com saída do tipo aresta viva e a Figura 29 mostra o ábaco para a saída da calha com funil 97 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 28 Ábaco para saída da calha com aresta viva Fonte Adaptada de Creder 2018 Figura 29 Ábaco para saída da calha com funil Fonte Adaptada de Creder 2018 98 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO São procedimentos para uso dos ábacos segundo Carvalho Júnior 2020 Levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas H e L correspondentes Se não houver curvas dos valores de H e L interpolar entre as curvas existentes Transportar a interseção mais alta até o eixo D Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado Exemplo 12 Verifique se está correto o dimensionamento de uma calha de seção retangular em aço galvanizado com as seguintes dimensões base 10 cm e altura útil de 5 cm para um telhado com área de contribuição de 58 m² Considere a intensidade pluviométrica da região I 150 mmh e a vazão de projeto Q 145 litrosmin Solução A calha com seção retangular especificada tem perímetro molhado de 02 metros e área molhada de 0005 m² Assim o raio hidráulico é Rh 0025 metros Vamos adotar a declividade mínima de 05 K 60000 e n0011 Assim a vazão da calha será 16488 lmin é a vazão que a calha suporta Como a vazão de projeto é 145 l min está correto o dimensionamento Exemplo 13 Determinar o diâmetro do condutor vertical para as seguintes condições calha com saída em aresta viva vazão Q de 1300 Lmin comprimento do condutor vertical L de 20 metros e altura da lâmina dágua na calha H 80 mm Solução Com os dados fornecidos no exemplo no ábaco da Figura 28 é possível concluir que o condutor vertical deve ter diâmetro 100 mm 99 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo científico que aborda a implantação de um siste ma de aproveitamento de águas pluviais para uso não potável em um edifício de uma instituição púbica de ensino Boa leitura Link httpsrevistasunisuamedubrindexphpprojectusarticledownload277111 SUGESTÃO DE LEITURA Na biblioteca virtual do UniAvan no ícone Minha Biblioteca está o livro Instalações Hidráulicas e Sanitárias do autor Hélio Creder Nele tem um capítulo específico sobre as instalações prediais de esgoto sanitário e de águas pluviais que complementa o que foi visto nesta unidade Tenho certeza de que você vai gostar Boa leitura 100 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CONSIDERAÇÕES FINAIS Na Unidade 3 estudamos os sistemas prediais de esgoto sanitário e de águas pluviais Além dos conceitos vimos como dimensionar esses dois sistemas que são de extrema importância para dar destino correto às águas servidas e às águas pluviais Na Unidade 4 estudaremos outros dois sistemas prediais o de gás combustível e as instalações de prevenção e combate a incêndios 101 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 Considere o sistema de instalações sanitárias proposto na Figura 30 Figura 30 Instalações sanitárias Fonte Adaptada de Creder 2018 É correto afirmar que os dispositivos indicados nas letras D e A são respectivamente a Ramal de esgoto e ramal de descarga b Ramal de descarga e tubo de ventilação c Ramal de ventilação e tubo de queda d Ramal de esgoto e tubo de ventilação e Ramal de ventilação e ramal de esgoto 102 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 02 Para uma edificação comercial com área de projeção horizontal da cobertura de 98 m² a intensidade pluviométrica que deve ser considerada segundo a NBR 10844 ABNT 1989 é a 150 mmh b 240 mmh c 192 mmh d 125 mmh e 130 mmh 03 Em relação ao projeto de instalações prediais de esgoto sanitário analise as afirmativas abaixo I O objetivo básico do projeto de esgoto é dar um destino rápido e adequado aos dejetos provenientes do uso dos aparelhos sanitários II O desconector é um dispositivo dotado de fecho hídrico destinado a vedar a passagem de gases no sentido oposto ao deslocamento do esgoto III Os desconectores podem atender a um aparelho somente sifão ou a um conjunto de aparelhos de uma mesma unidade autônoma como a caixa sifonada IV A altura do fecho hídrico dos desconectores deve ser de no mínimo 100 mm tanto para um sifão quanto para uma caixa sifonada Está correto o que se afirmam em a Somente as afirmativas I e III estão corretas b Somente as afirmativas I II e III estão corretas c Somente as afirmativas I e II estão corretas d Somente as II e IV estão corretas e Somente as afirmativas III e IV estão corretas UNIDADE4 SISTEMA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL E SISTEMA DE PREVENÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS 104 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAGEM Identificar as partes constituintes de um sistema de gás combustível Dimensionar um sistema de gás combustível Identificar a classe de incêndio e os agentes extintores adequados Analisar os principais sistemas de prevenção e combate a incêndios INTRODUÇÃO Nesta Unidade estudaremos dois importantes sistemas prediais o de gás combustível e o de prevenção e combate a incêndios O sistema de gás combustível é muito importante para o conforto dos usuários pois possibilita o uso em fogões aquecedores de água secadora de roupas e fornos É de suma importância que a rede seja bem dimensionada e siga as normas de instalação para evitar vazamentos e permitir uma melhor manutenção no futuro A instalação de um sistema de prevenção e combate a incêndios é de extrema importância isso porque se houver um incêndio o sistema auxilia na eliminação do fogo ou para mantêlo sob controle de forma eficiente e rápida evitando perdas significativas 41 SISTEMA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL Compreende o sistema predial de gás combustível as instalações que se destinam a distribuir o gás no interior dos prédios para fins de aquecimento e para consumo em fogões aquecedores de água e equipamentos industriais MACINTYRE 2017 De acordo com Macintyre 2017 o gás combustível é fornecido ao usuário nas seguintes formas 105 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO a Gás de rua ou gás encanado o gás natural GN chega ao local de consumo de forma canalizada através da rede de distribuição da concessionária Deste modo eliminase a necessidade de estocagem e reabastecimento permitindo um fornecimento contínuo e propiciando a liberação de área nas edificações b Gás liquefeito de petróleo GLP tratase de uma mistura dos gases propano e butano de alto poder calorífico que é fornecido liquefeito ao consumidor em embalagens adequadas como botijões bujões garrafões cilindros e em tanques especiais MACINTYRE 2017 p 432 O tipo de gás determinará se será necessário executar um espaço exclusivo para a colocação dos cilindros no caso de GLP que precisa de uma central de gás específica com determinações de afastamentos e aberturas para ventilação a fim de garantir a segurança dos usuários e da circunvizinhança Para escolha do uso do gás natural GN é essencial que ele esteja disponível para o local de implantação da obra GRABASCK et al 2021 Após a definição de qual gás será utilizado é necessário definir o tipo de medição a ser implantado A medição pode ser individualizada de modo que cada unidade habitacional disponha de um medidor de consumo ou por rateio mediante a implantação de uma tubulação única que alimenta todas as unidades habitacionais GRABASCK et al 2021 A norma NBR 15526 ABNT 2016 estabelece os requisitos mínimos exigíveis para o projeto e execução de redes de distribuição para gases combustíveis em instalações residenciais que não excedam a pressão de operação de 150KPa 153 kgfcm² ABNT 2016 p 1 Essa norma é para situações em que os locais possam ser abastecidos por tubulações existentes nas ruas gás natural ou por central de gás GLP possuindo um sistema de tubulações para conduzir o gás até o ponto de utilização Nas residências unifamiliares não é necessário central de gás assim como em edificações onde a capacidade de armazenamento de GLP é menor ou igual a 90 kg GHISI ROCHA 2012 p 7 Os botijões ou cilindros devem ser instalados em abrigos próprios de alvenaria ou concreto fora da edificação em locais ventilados e de fácil acesso Caso possuam porta ela deverá ter área de ventilação GHISI ROCHA 2012 p 7 As edificações onde a capacidade de armazenamento de GLP é maior que 90 Kg devem dispor de central de gás independentemente do número de pavimentos ou da área total construída GHISI ROCHA 2012 p 8 106 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A central de gás deve possuir conjunto para controle e manobra instalado em abrigo exclusivo junto à parede externa possibilitando a interrupção do fornecimento de gás para o interior da edificação através do fechamento de uma válvula de fecho rápido em caso de incêndio Além da central de gás é necessária a rede interna de distribuição Esta rede pode ser projetada com prumadas individuais ou coletivas sendo permitida a leitura remota ou à distância dos medidores GHISI ROCHA 2012 p 8 De acordo com a NBR 15526 ABNT 2016 os materiais que podem ser utilizados nas tubulações são aço carbono cobre rígido cobre flexível e polietileno somente para tubulação enterrada As conexões podem ser de aço forjado ferro fundido maleável cobre e ligas de cobre e polietileno somente para tubulação enterrada Segundo a NBR 15526 para o dimensionamento das tubulações deve ser levantado o perfil do consumo de gás os aparelhos a serem utilizados e eventual simultaneidade dos consumos na rede de distribuição bem como previsão de aumento de demanda ABNT 2016 p 11 O primeiro passo é verificar a potência computada C dos aparelhos a gás abastecidos em cada trecho conforme Quadro 27 A NBR 15526 ABNT 2016 permite para o cálculo do consumo da rede de distribuição interna comum a várias unidades habitacionais utilizar o fator de simultaneidade F O fator de simultaneidade não se aplica a uma unidade habitacional ao dimensionamento de comércios e nem para caldeiras e outros aparelhos a gás de grande consumo Assim a potência adotada é calculada pela Equação 19 19 Em que A é a potência adotada em kcalh F é o fator de simultaneidade e é adimensional C potência computada em kcalh 107 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Aparelho a gás Características Potência Nominal média kw Potência Nominal média kcalh Fogão duas bocas Portátil 29 2494 Fogão duas bocas De bancada 36 3096 Fogão quatro bocas Sem forno 81 6966 Fogão quatro bocas Com forno 108 9288 Fogão cinco bocas Sem forno 116 9976 Fogão cinco bocas Com forno 156 13390 Fogão seis bocas Sem forno 116 9976 Fogão seis bocas Com forno 156 13390 Forno De parede 35 3010 Aquecedor de passagem 6 lmin 105 9000 Aquecedor de passagem 8 lmin 14 12000 Aquecedor de passagem 10 12 lmin 174 209 15000 18000 Aquecedor de passagem 15 lmin 256 22000 Aquecedor de passagem 18 lmin 302 26500 Aquecedor de passagem 25 lmin 419 36000 Aquecedor de passagem 30 lmin 523 45500 Aquecedor de passagem 35 lmin 570 49000 Aquecedor de acumulação 50 l 51 4360 Aquecedor de acumulação 75 l 70 6003 Aquecedor de acumulação 100 l 82 7078 Aquecedor de acumulação 150 l 95 8153 Aquecedor de acumulação 200 l 122 10501 Aquecedor de acumulação 300 l 174 14998 Secadora De roupa 70 6020 Quadro 27 Potência nominal dos aparelhos a gás Fonte ABNT 2016 Para cálculo do fator de simultaneidade utilizamse as Equações 20 21 22 e 23 conforme NBR 15526 ABNT 2016 para C em kcalh C 21000 20 108 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 21000 C 576720 21 576720 C 1200000 22 C 1200000 23 Na sequência calculase a vazão conforme Equação 24 24 Em que Q é a vazão em m3h A é a potência adotada em kcalh PCI é o poder calorífico do gás em kcalm3 GLP 24000 kcalm3 e GN 8600 kcalm3 A norma NBR 15526 ABNT 2016 orienta que O comprimento total deve ser calculado somandose o trecho horizontal o trecho vertical e as referidas perdas de carga localizadas Adotase um diâmetro interno inicial D para determinação do comprimento equivalente total L da tubulação considerandose os trechos retos somados aos comprimentos equivalentes de conexões e válvulas ABNT 2016 p 32 Nos trechos verticais devese considerar uma variação de pressão conforme especificado na NBR 15526 ABNT 2016 e Equação 25 25 Em que ΔP é a perda de pressão em kPa H altura do trecho vertical em m S densidade relativa do gás GN 06 e GLP 18 Gás Natural GN ganho em trecho ascendente ou perda em trecho descendente Gás liquefeito de petróleo GLP ganho em trecho descendente ou perda em trecho ascendente 109 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Para o cálculo de redes com pressão de operação acima de 75 kPa devese utilizar a Equação 26 26 Em que Q é a vazão em Nm³h D é o diâmetro interno do tubo em mm L é o comprimento do trecho da tubulação em m S é a densidade relativa do gás PA é a pressão de entrada de cada trecho em kPa PB é a pressão de saída de cada trecho em kPa Para o cálculo de redes com pressão de operação até 75 kPa devese utilizar as Equações 27 e 28 Gás natural GN 27 Gás GLP 28 Em que Q é a vazão em Nm³h D é o diâmetro interno do tubo em mm H é a perda de carga máxima admitida em kPa L é o comprimento do trecho da tubulação em m S é a densidade relativa do gás PA é a pressão de entrada de cada trecho em kPa PB é a pressão de saída de cada trecho em kPa Ainda fazse o cálculo da velocidade conforme Equação 29 ABNT 2016 29 Em que V é a velocidade em ms Q é a vazão em Nm³h P é a pressão manométrica de operação em kgfcm² 110 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO D é o diâmetro interno do tubo em mm A velocidade máxima admitida para a rede é 20 ms A pressão máxima na rede de distribuição interna deve ser 150 kPa mas dentro das unidades habitacionais deve ser limitada a 75 kPa ABNT 2016 Exemplo 14 Dimensionar a rede para a residência da Figura 31 considerando rede para gás natural GN tubulação em cobre e pressão de operação de 25 kPa Os aparelhos alimentados pela rede são fogão de cinco bocas 13390 kcalh uma secadora 6020 kcalh e um aquecedor 10 lmin 15000 kcalh ABNT 2016 Figura 31 Exemplo 14 Fonte Adaptado de ABNT 2016 Solução Como se trata de uma residência o fator de simultaneidade é 100 ou seja a potência computada C será igual a potência adotada A A Tabela 2 mostra a potência adotada para cada trecho de tubulação da rede 111 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Tabela 2 Potência de cada trecho da rede Trecho Potência adotada kcalh AB 13 390 15 000 6 020 34 410 BC 15 000 6 020 21 020 CD 6 020 BB 13 390 CC 15 000 Fonte ABNT 2016 Na sequência calculase a vazão para cada trecho considerando a Equação 29 e o poder calorífico do GN de 8600 kcalm3 Os resultados estão na Tabela 3 Tabela 3 Cálculo da vazão em cada trecho Trecho Potência PCI Vazão m³h AB 34 410 8 600 400 BC 21 020 8 600 244 CD 6 020 8 600 070 BB 13 390 8 600 156 CC 15 000 8 600 174 Fonte ABNT 2016 Inicialmente adotase um valor de diâmetro para cálculo da perda de carga localizada Para cada trecho foram adotados os diâmetros e calculadas as perdas de carga conforme Quadro 28 Os resultados estão na Tabela 4 Diâmetro nominal mm Cotovelo 90º Cotovelo 45º Tê 15 11 04 23 22 12 05 24 28 15 07 31 35 20 10 46 Quadro 28 Comprimentos equivalentes para tubulação de cobre Fonte ABNT 2016 112 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Tabela 4 Perdas de carga localizadas Trecho Ø mm externo adotado Conexões Leq m AB 22 1 cot 90º 1 tê 36 BC 15 1 tê 23 CD 15 2 cot 90º 22 BB 15 2 cot 90º 22 CC 15 1 cot 90º 11 Fonte O autor 2022 Como se tem desnível na vertical é necessário verificar ganho ou perda de pressão devido a esse desnível Para GN temos ganho em trecho ascendente ou perda em trecho descendente Esse valor é calculado na Equação 25 Para os trechos CD e BB ΔP 1318 x 102 x 072 x 06 1 ΔP 0004 Kpa valor utilizado em módulo Ainda é necessário verificar a perda de carga da tubulação que para GN é dada pela Equação 27 pois a pressão de operação nesse caso é inferior a 75 kPa O cálculo do trecho AB é mostrado abaixo e os demais resultados encontramse na Tabela 5 Trecho AB Para o cálculo das pressões em cada trecho foi considerada a pressão inicial em A de 25 kPa A pressão final é a inicial menos a perda de carga O ΔP considerado nesse caso é positivo pois são trechos ascendentes então temse um ganho de pressão A Tabela 5 mostra os resultados para os trechos 113 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Tabela 5 Perda de carga em cada trecho e pressões Trecho Vazão m³h Ø mm Inter no L m Leq m LT L Leq Pi kPa 𝐏 H perda de carga Pf kPa AB 400 208 600 36 96 25 0 0074 2426 BC 244 140 200 23 43 2426 0 0091 2335 CD 070 140 472 22 692 2335 0004 0015 2324 BB 156 140 072 22 292 2426 0004 00276 2402 CC 174 140 300 11 41 2335 0 00472 2288 Fonte O autor 2022 Ainda devese verificar a velocidade em cada trecho conforme a Equação 29 Para o trecho AB V 354 x 4 x 0025 10331 x 2082 V 309 ms Para o trecho BC V 417 ms Para o trecho CD V 12 ms Para o trecho BB V 266 ms Para o trecho CC V 298 ms 114 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 42 SISTEMA PREDIAL DE PROTEÇÃO E COMBATE A INCÊNDIOS Para Grabasck et al 2021 Incêndio é o nome dado ao fogo que foge do controle podendo pela ação das suas chamas calor ou fumaça proporcionar danos à vida ao patrimônio e ao meio ambiente Os incêndios são classificados de acordo com as características dos seus combustíveis Somente com o conhecimento da natureza do material que está se queimando pode se descobrir o melhor método para uma extinção rápida e segura GRABASCK et al 2021 p 174 A classe A se caracteriza por fogo em materiais combustíveis sólidos os quais queimam em superfície e profundidade e após a queima deixam resíduos brasas e cinzas ABNT 2021 p 2 É o caso da madeira tecidos lixo comum papel fibras ferragem etc MACINTYRE 2017 p 242 Esse tipo de incêndio é extinto principalmente pelo método de retirada de calor resfriamento e por abafamento por jato pulverizado Nesse caso ocorre a diminuição ou impedimento do contato de oxigênio com o combustível GRABASCK et al 2021 p 174 A classe B caracterizase por fogo em combustíveis líquidos eou gases inflamáveis os quais queimam em superfície e após a queima podem ou não deixar resíduos ABNT 2021 p 2 Por exemplo óleos graxas vernizes tintas gasolina querosene solventes e borracha MACINTYRE 2017 p 242 Esse tipo de incêndio é extinto pelo método de abafamento A classe C caracterizase por fogo em materiais ou equipamentos energizados motores geradores transformadores reatores aparelhos de arcondicionado televisores rádios quadros de distribuição etc MACINTYRE 2017 p 242 Nesses casos a extinção só pode ser realizada com agente extintor não condutor de eletricidade e nunca com extintores de água ou espuma GRABASCK et al 2021 p 174 A classe D caracterizase por fogo em metais combustíveis como magnésio sódio lítio etc e são mais difíceis de serem apagados Inflamamse em contato com o ar ou produzem centelhas e até explosões quando pulverizados e atritados MACINTYRE 2017 p 242 Esse tipo de incêndio é extinto pelo método de abafamento sendo que nunca devem ser utilizados extintores de água ou espuma GRABASCK et al 2021 p 174 115 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A classe K caracterizase por fogo em cozinhas que envolva óleos comestíveis de origem vegetal e animal e gorduras ABNT 2021 p 2 O método mais indicado para combater o fogo é o abafamento não devendo utilizar água no combate nessa classe Segundo o Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina para exigência dos sistemas de combate à incêndios devese considerar a ocupação ou uso a área total construída a altura ou número de pavimentos a carga de incêndio a capacidade de lotação e os riscos especiais CBMSC 2021 p 2 Além disso devem ser consultadas as normas técnicas e a legislação vigente pois são elas que fornecem os parâmetros para que as edificações obtenham o Habitese a Licença de Funcionamento e o laudo de Vistoria do Corpo de Bombeiros Além das normas da ABNT é importante consultar as diretrizes estaduais do Corpo de Bombeiros Militar que variam de estado para estado no Brasil A Instrução Normativa 01 do Corpo de Bombeiros Militar de Santa Catarina traz a classificação das ocupações no seu Anexo B A NBR 14432 ABNT 2000b define proteção ativa e passiva como Proteção ativa é um tipo de proteção contra incêndio ativada manual ou automaticamente em resposta aos estímulos provocados pelo fogo composta basicamente das instalações prediais de proteção contra incêndio A proteção passiva é o conjunto de medidas incorporado ao sistema construtivo do edifício sendo funcional durante o uso normal da edificação e reagindo passivamente ao desenvolvimento do incêndio ABNT 2000b p 3 Assim elementos de proteção passiva evitam o crescimento e propagação de incêndios e garantem resistência ao fogo além de facilitarem a fuga dos usuários e a aproximação e ingresso de socorristas no edifício para o desenvolvimento das ações de combate GRABASCK et al 2021 p 180 Como exemplo de proteção ativa temos o sistema de hidrantes ou chuveiros automáticos Já como exemplo de proteção passiva podemse citar as saídas de emergência 116 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 421 Extintores de Incêndio O extintor de incêndio é definido como um aparelho de acionamento manual constituído de recipiente e acessórios contendo o agente extintor que é a substância utilizada para a extinção do fogo GRABASCK et al 2021 p 175 A norma NBR 12693 ABNT 2021 orienta sobre o sistema de proteção por extintores de incêndio O extintor destinase ao combate imediato e rápido de pequenos focos de incêndio não devendo ser considerado como substituto aos sistemas de extinção mais complexos e sim como equipamentos adicionais GRABASCK et al 2021 p 175 Cada agente extintor é indicado para uma classe de incêndio conforme pode ser observado no Quadro 29 Classes de fogo AGENTES EXTINTORES A base de água Pó químico CO2 Água Espuma Água com aditivo Agente químico ABC DC D A Sim Sim Sim Não Sim Não Não Não B Não Sim Sim Não Sim Sim Não Sim C Não Não Não Não Sim Sim Não Sim D Não Não Não Não Não Não Sim Não K Não Não Não Sim Não Não Não Não Quadro 29 Classes de fogo e agentes extintores Fonte Adaptado de Grabasck 2021 A Instrução Técnica nº 142019 define carga de incêndio como a soma das energias caloríficas que poderiam ser liberadas pela combustão completa de todos os materiais combustíveis em determinado espaço inclusive os revestimentos das paredes pisos e tetos CORPO DE BOMBEIROS 2020 p 2 Quanto maior o risco maiores as exigências quanto à prevenção de incêndios A Instrução Técnica nº 09 CBMMG 2020 define os riscos de incêndio como risco baixo para edificações e áreas de risco com carga de incêndio específica até 300 MJm² risco médio para as edificações com carga de incêndio específica entre 300 e 1200 MJm² e 117 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO risco alto para as edificações com carga de incêndio específica acima de 1200 MJm² Além do agente extintor os extintores são divididos em capacidades extintora A NBR 12693 define como capacidade extintora a medida do poder de extinção do fogo de um extintor obtida em ensaio prático normalizado ABNT 1993 p 2 Segundo Ghisi e Rocha 2012 A condição mínima para que se constitua uma capacidade extintora obedece a critérios de tipo e quantidade de agenteextintor a Espuma Capacidade extintora igual a 10 litros b Gás Carbônico Capacidade extintora igual a 4 kg c Pó Químico Capacidade extintora igual a 4 kg d Água Capacidade extintora igual a 10 litros GHISI ROCHA 2012 p 8 Entendese por extintor sobre rodas aquele com massa até 250 kg provido de mangueira com 5 m de comprimento no mínimo e equipada com difusor ou esguicho ABNT 1993 com as seguintes capacidades mínimas GHISI ROCHA 2012 Espuma um extintor de 50 litros Gás Carbônico um extintor de 30 kg Pó Químico um extintor de 20 kg Água um extintor de 50 litros Em cada pavimento inclusive para edificações térreas são exigidos no mínimo dois extintores com pelo menos uma unidade extintora cada mesmo que apenas um extintor atenda a distância máxima a ser percorrida CBMSC 2020 p 4 Essa distância é a máxima real percorrida pelo operador do ponto de fixação do extintor até qualquer ponto da área protegida por ele e é dada em metros ABNT 1993 Deve haver no mínimo um extintor de incêndio a não mais que 5 metros da porta de acesso da entrada principal da edificação entrada do pavimento ou área de risco ABNT 1993 Os extintores portáteis devem ser instalados de maneira que sua alça de transporte esteja no máximo 160 m acima do piso acabado CBMSC 2020 p 7 E quando locados sobre o piso devem estar em suporte adequado distante 10 cm do piso Os extintores devem possuir identificação do fabricante não estar com o lacre rompido devem ser sinalizados conforme normas específicas sem componentes danificados além da conformidade do teste hidrostático e da pressurização 118 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 422 Saídas de Emergência As saídas de emergência têm a finalidade de permitir o abandono de uma edificação pela população com segurança em caso de emergência e que o Corpo de Bombeiros acesse o edifício para resgatar as pessoas e combater o incêndio Pode ser definida como o caminho contínuo e devidamente protegido proporcionado por portas corredores passagens externas escadas rampas ou outros dispositivos de saída a ser percorrido pelo usuário em caso de um incêndio GRABASCK et al 2021 p 182 Assim deve facilitar o percurso de qualquer ponto da edificação até atingir a via pública ou espaço aberto protegido do incêndio em comunicação com o logradouro ABNT 1993 A NBR 9077 ABNT 2001 orienta os projetistas quanto às saídas de emergências e sinalização A largura dessas saídas deve ser dimensionada em função do número de pessoas que por elas deva transitar e pode ser encontrada pela seguinte Equação 30 30 Em queN é o número de unidades de passagem arredondado para número inteiro P é a população C é a capacidade da unidade de passagem Segundo a NBR 9077 ABNT 2001 A largura mínima para a passagem de uma fila de pessoas é fixada em 55 centímetros A largura mínima em qualquer caso é de 110 m 2 unidades de passagem salvo locais onde necessite a passagem de macas ou camas que a largura mínima é 220 metros ABNT 2001 p 7 As escadas também fazem parte das rotas de saída podendo ser uma escada enclausurada à prova de fumaça uma escada enclausurada protegida ou uma escada não enclausurada GRABASCK et al 2021 p 183 Segundo Grabasck et al 2021 119 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Em qualquer edificação os pavimentos sem saída em nível para o espaço livre exterior devem ser dotados de escadas que devem quando enclausuradas ser constituídas com material incombustível quando não enclausuradas além da incombustibilidade oferecer nos elementos estruturais resistência ao fogo de no mínimo 2 horas ter os pisos dos degraus e patamares revestidos com materiais resistentes à propagação superficial de chama ser dotadas de guardacorpo em seus lados abertos ser dotadas de corrimãos ter os pisos com condições antiderrapantes e que permaneçam antiderrapantes com o uso GRABASCK et al 2021 p 183 As saídas de emergência são dimensionadas em função da população da edificação eou área de risco devendo ser determinada em função da natureza da ocupação da edificação ABNT 2001 p 6 A quantidade e tipo de escadas de uma edificação depende do tipo de ocupação da altura da edificação da lotação e caminhamento máximo conforme IN 09 CBMSC 2018 p 5 Segundo a IN 09 CBMSC 2018 as portas cortafogo são Conjunto de porta propriamente dito batente caixão ou marco e os acessórios impedindo ou retardando a propagação do fogo calor e gases de um ambiente para outro que atenda às seguintes características resistência mecânica ao fogo isolação térmica estanqueidade vedação às chamas vedação aos gases e resistência ao fogo CBMSC 2018 p 26 As portas cortafogo para saídas de emergência são classificadas em quatro classes segundo seu tempo de resistência ao fogo de acordo com a NBR 6479 ABNT 1992 Classe P30 tempo mínimo de resistência ao fogo de 30 minutos Classe P60 tempo mínimo de resistência ao fogo de 60 minutos Classe P90 tempo mínimo de resistência ao fogo de 90 minuto Classe P120 tempo mínimo de resistência ao fogo de 120 min As portas devem ser fabricadas nas dimensões mínimas de 800 2000 mm e máximas de 2200 2300 mm Além disso devem permanecer sempre fechadas com o auxílio de dispositivo de fechamento automático e nunca trancadas à chave no sentido 120 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO da saída GRABASCK et al 2021 p 183 Segundo a NBR 9077 ABNT 2001 a sinalização de saída é obrigatória nos acessos e descargas das escadas de emergência em geral de prédios não residenciais nos acessos e descargas dos locais de reunião de público mesmo quando não dotados de escadas em hotéis e assemelhados comércios agências bancárias escolas hospitais asilos postos de saúde entre outros quando classificados com área maior que 750 m² A sinalização deve ser assegurada por textos escritos eou símbolos gráficos reflexivos ou luminosotransparentes ABNT 2001 Os textos e símbolos de sinalização devem ter de preferência cor branca sobre fundo verde amarelado para melhor visualização através da fumaça admitindose o uso da cor vermelha nos locais em que a luz verde vier a prejudicar condições necessárias de escuridão por exemplo em cinemas e laboratórios especiais GRABASCK et al 2021 423 Sistemas de Iluminação e Alarme Segundo a NBR 10898 o sistema de iluminação de emergência é o sistema que deve clarear as áreas com pessoas presentes passagens horizontais e verticais para saídas de emergências na falta ou falha do fornecimento de energia ABNT 2013 p 3 Deve ser garantido um nível mínimo de iluminação no piso de 5 lux em locais com desnível como escadas ou passagens com obstáculos e de 3 lux em locais planos como corredores halls e locais de refúgio GRABASCK et al 2021 p 184 A NBR 10898 ABNT 2013 é a norma que orienta as instalações do sistema de iluminação de emergência Segundo a NBR 17240 o alarme é um sinal ou condição que alerta sobre uma emergência ABNT 2010 p 2 A NBR 17240 ABNT 2010 é a norma que comanda os sistemas de detecção e alarme de incêndio Para Grabasck et al 2021 O projeto de sistemas de detecção e alarme de incêndio deve conter os elementos necessários ao seu completo funcionamento de forma a garantir a detecção de um princípio de incêndio no menor tempo possível Pode também ser instalado juntamente com detectores de 121 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO fumaça detectores de temperatura detectores de chama e notificadores sonoros eou visuais Alarmes de incêndio devem ser instalados ressalvados os casos especiais que recomendam somente os alarmes luminosos como em asilos orfanatos abrigos geriátricos hospitais prontossocorros clínicas com internação postos de atendimento de urgência postos de saúde entre outros GRABASCK et al 2021 p 185 424 Sistema Hidráulico Preventivo O sistema hidráulico preventivo está dividido em sistemas de mangotinhos e sistemas de hidrantes O sistema de hidrantes e mangotinhos para combate a incêndio é composto por variados itens como reservatório de água tubulação fixa conjuntos de bombas capazes de realizar a pressurização tomadas que controlam a vazão de água e ligadas às mangueiras e aos mangotinhos e o conjunto de mangueiras Dependendo do nível do incêndio o sistema de hidrantes e mangotinhos para combate a incêndio pode combatêlo e eliminálo com máxima eficácia ou então deixá lo contido enquanto não há a presença de Corpo de Bombeiros no local O funcionamento do sistema de hidrantes e mangotinhos é feito por meio de um jato de água liberado no foco do problema ação que ocorre por meio de um comando A NBR 13714 ABNT 2000a é a norma que orienta sobre os sistemas de hidrantes a mangotinhos para combate a incêndios Segundo a IN 07 CBMSC 2017 p 3 em Santa Catarina é obrigatória a instalação de mangotinhos em substituição aos hidrantes apenas para as edificações com carga de incêndio com até 1142 MJm² com mais de quinze pavimentos Para as demais edificações com carga de incêndio com até 1142 MJm² a instalação de mangotinhos em substituição aos hidrantes fica a critério do projetista Para as edificações com carga de incêndio acima de 1142 MJm² é obrigatória a instalação de hidrantes não podendo haver substituição por mangotinhos Ainda segundo a IN 07 CBMSC 2017 fica isenta a instalação do sistema hidráulico preventivo para I imóveis com carga de incêndio 5 kgm² carga de incêndio desprezível 122 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO II conjunto de unidades residenciais unifamiliar geminadas desde que a saída de cada unidade residencial seja diretamente para o exterior e que exista compartimentação entre as unidades residenciais ou III blocos isolados ver IN 001 quando a área do bloco for inferior a 750 m² CBMSC 2017 p 3 Sobre a quantidade de hidrantes ou de mangotinhos a IN 07 CBMSC 2017 afirma que A quantidade de hidrantes ou de mangotinhos de uma edificação é determinada pela cobertura proporcionada pelas mangueiras de tal forma que qualquer ponto da área a ser protegida seja alcançado pelo esguicho considerandose o comprimento da mangueira e seu trajeto real e desconsiderandose o alcance do jato dágua Nas edificações verticalizadas deve existir no mínimo um hidrante ou mangotinho por pavimento CBMSC 2017 p 8 A definição do tipo de sistema hidráulico preventivo é em função da classificação da carga de incêndio conforme especificado no Quadro 30 TIPO CARACTERÍSTICA CARGA DE INCÊNDIO Φ DA MANGUEIRA SAÍDAS TIPO DE ESGUICHO VAZÃO MÍNIMA NO ESGUICHO I Hidrante Até 1142 MJm² 1 ½ 40 mm simples Agulheta 70 lmin II Mangotinho Até 1142 MJm² 1 25 mm simples Regulável 80 lmin III Hidrante 1143 a 2284 MJm² 1 ½ 40 mm simples Regulável 300 lmin IV Hidrante Acima de 2284 MJm² 2 ½ 65 mm dupla Regulável 600 lmin Quadro 30 Tipos de sistemas Fonte CBMSC 2017 O sistema hidráulico preventivo deve ser dimensionado em função da carga de incêndio para fornecer a vazão requerida no Quadro 30 com o funcionamento 123 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO simultâneo de CBMSC 2017 I 1 hidrante ou mangotinho quando instalado 1 hidrante ou mangotinho II 2 hidrantes ou mangotinhos quando instalados 2 3 ou 4 hidrantes ou mangotinhos III 3 hidrantes ou mangotinhos quando instalados 5 ou 6 hidrantes ou mangotinhos IV 4 hidrantes ou mangotinhos quando instalados 7 ou mais hidrantes ou mangotinhos A pressão máxima de trabalho em qualquer ponto do sistema deve ser de 100 mca 10 kgfm² devendo o sistema possuir dispositivos de redução de pressão quando a mesma ultrapassar este valor CBMSC 2017 p 9 O dimensionamento pode ser por gravidade ou utilizandose bombas Quando a vazão do sistema for fornecida ou reforçada por bombas de incêndio devem ser previstas sempre duas bombas de incêndio sendo uma bomba principal ligada à rede elétrica da concessionária e uma bomba reserva a combustão ou elétrica ligada a um gerador de emergência ou a um grupo de baterias CBMSC 2017 O volume dágua da reserva técnica de incêndio RTI é definido em função da carga de incêndio e da área total construída do imóvel conforme Quadro 31 Carga de incêndio Área 2500 m² 2500 Área 5000 m² 5000 Área 10 000 m² 10000 Área 25 000 m² 25000 Área 50 000 m² Área 50000 m² 1142 MJm² 5 m³ 10 m³ 15 m³ 20 m³ 25 m³ 30 m³ 1143 a 2284 MJ m² 18 m³ 36 m³ 54 m³ 72 m³ 90 m³ 108 m³ 2284 MJm² 36 m³ 72 m³ 108 m³ 144 m³ 180 m³ 216 m³ Quadro 31 Volume mínimo da RTI Fonte CBMSC 2017 No mesmo reservatório devem estar acondicionadas a RTI e a água para consumo da edificação exceto quando são usadas fontes naturais de água perene lagoas lagos rios ou açudes como reservatório do sistema hidráulico preventivo CBMCS 2017 124 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO 9 Dimensionamento Simplificado de um Sistema Hidráulico Preventivo sem Bombeamento Supõese que o proprietário de um pequeno empreendimento deseja saber qual a altura que ele precisa instalar a caixa dagua para não ser necessário a utilização de bombas para o seu sistema de hidrantes O edifício tem 5000m² com quatro pavimentos Serão instalados quatro hidrantes com tubulação em ferro fundido com diâmetro de 2 ½ e a mangueira utilizada será de 15 metros A Figura 32 demonstra um corte da edificação A altura do hidrante é 15 metros e a carga de incêndio é 300 MJm² A pressão no bico do esguicho é dada pela diferença entre a altura geométrica e as perdas de carga da tubulação da mangueira e do próprio esguicho Podemos escrever na forma da Equação 31 P Hg 31 Em que P pressão no bico do esguicho Hg altura geométrica perda de carga da tubulação perda de carga da mangueira perda de carga do esguicho A altura geométrica no hidrante mais desfavorável no último pavimento pode ser escrita conforme a Equação 32 Hg x pé direito altura do hidrante 32 Para a situação proposta temos Hg x 270 150 Hg x 120 125 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Figura 32 Corte da edificação Fonte O autor 2022 A perda de carga na tubulação é dada pela Equação 33 33 Em que perda de carga Fórmula de HazenWillians comprimento da tubulação em metros comprimento equivalente das conexões 126 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO A fórmula de HazenWillians para perda de carga unitária em tubos de ferro é dada pela Equação 34 34 Em que Q vazão em m³s C coeficiente de rugosidade de HazenWilliams que é admissional D diâmetro da tubulação em metros Para esse caso temos quatro hidrantes instalados e precisamos considerar dois funcionando simultaneamente A vazão mínima no hidrante é 70 lmin nesse caso teremos dois funcionando simultaneamente então vamos considerar a vazão de 140 l min ou seja 2333x103 m³s O valor do coeficiente de rugosidade de HazenWilliams para o ferro fundido é 100 e o diâmetro da tubulação é 2 ½ 00625 m conforme enunciado do problema Assim podemos encontrar a perda de carga unitária da tubulação resolvendo a Equação 34 O comprimento real da tubulação até o hidrante mais desfavorável é L x 270 150 L x 120 Para o comprimento equivalente precisamos considerar a perda de carga devido às conexões de ferro fundido Nesse caso vamos considerar as conexões existentes entre o reservatório e o hidrante do quarto pavimento mais desfavorável As conexões e o comprimento equivalente estão listadas na Tabela 6 e a Figura 33 mostra um detalhe do reservatório até o hidrante do quarto pavimento Ponto A 127 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CONEXÃO QUANTIDADE COMPRIMENTO EQUIVALENTE Entrada de borda 2 ½ 1 19 m Registro de gaveta 2 ½ 1 04 m Válvula de retenção 2 ½ 1 81 m Tê saída de lado 2 ½ 1 416 m Redução de 2 ½ x 1 ½ 1 071 m Registro ângulo 1 ½ 1 100 m TOTAL 2527 m Tabela 6 Conexões e comprimentos equivalentes Fonte O autor 2022 Figura 33 Detalhe instalações Fonte O autor 2022 128 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Assim a perda de carga na tubulação é calculada conforme a Equação 33 A perda de carga na mangueira pode ser calculada conforme Equação 35 35 Em que perda de carga Fórmula de HazenWillians Equação 34 comprimento da mangueira em metros Resolvendo para esse caso temos Aqui devemos considerar a vazão de 70 lmin 11667x103 m³s coeficiente de rugosidade 140 mangueira de borracha diâmetro de 1 ½ 00375 m e comprimento da mangueira de 15 metros Assim 1065 1 1667x103185 140 185 00375 487 A perda de carga no esguicho pode ser calculada pela Equação 36 36 Em que H é a pressão dinâmica em mca A pressão é dada no Quadro 32 que está na Instrução normativa IN 07 do Corpo de Bombeiros Militares de Santa Catarina que mostra o tipo de mangueira e sua aplicação 129 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO MANGUEIRA APLICAÇÃO DIÂMETRO PRESSÃO DE TRABALHO DESCRIÇÃO Tipo 1 Edifícios de ocupa ção residencial 40 mm 1 ½ 100 mca Mangueira flexível de borracha com um reforço têxtil Tipo 2 Edifícios comerciais ou industriais 40 mm 1 ½ 65 mm 2 ½ 140 mca Mangueira flexível de borracha com um reforço têxtil Tipo 3 Área naval ou industrial 40 mm 1 ½ 65 mm 2 ½ 150 mca Mangueira flexível de borracha com reforço têxteis duplos sobrepostos Tipo 4 Área industrial onde necessitase de resistência à abrasão 40 mm 1 ½ 65 mm 2 ½ 140 mca Mangueira flexível de borracha com um reforço têxtil acresci do de um revestimento externo em PVC borracha Tipo 5 Área industrial onde necessitase alta resistência à abra são e superfícies quentes 40 mm 1 ½ 65 mm 2 ½ 140 mca Mangueira flexível de borracha com um reforço têxtil acresci do de um revestimento externo em borracha Tipo 6 Edificações que utilizam mangoti nhos 25 mm 1 140 mca Mangueira semirrígida de borracha com um reforço têxtil Quadro 32 Tipos de mangueiras Fonte CBMSC 2017 Na condição do problema temos a mangueira Tipo 1 uso residencial então a pressão de trabalho é 100 mca Assim temos que A pressão no bico do esguicho pode ser calculada a partir da fórmula de vazão no bico do esguicho orifícios pequenos conforme Equação 37 37 130 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO Em que Q vazão em lmin d diâmetro do esguicho em mm P pressão no esguicho em mca Temos a vazão no esguicho de 70 lmin e o diâmetro do requinte de ½ 13 mm Resolvendo 70 02046 13² P 4098 mca Voltando à Equação 31 inicial temos P Hg 4098 x 815 m Então para que não seja necessário bombeamento o reservatório deve ficar a 815 metros de altura 131 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO SAIBA MAIS No link abaixo está um artigo científico que fala sobre as proteções passivas nas edificações Espero que você goste da leitura Link httpsperiodicosiffarroupilhaedubrindexphpcienciainovacaoarticleview250191 SUGESTÃO DE LEITURA Na Biblioteca Virtual do UniAvan no ícone Minha Biblioteca está o livro Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais do autor Archibald Joseph Macintyre Nele há um capítulo específico sobre as instalações prediais de proteção e combate a incêndios que comple menta o que foi visto nesta unidade Boa leitura 132 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO CONSIDERAÇÕES FINAIS Na Unidade 4 estudamos os sistemas de gás combustível e o sistema de prevenção e combate a incêndios O sistema predial de gás combustível é fundamental para garantir conforto bemestar e segurança aos seus usuários e o sistema de combate a incêndios visa proteger o patrimônio e principalmente a vida das pessoas através da combinação de proteções ativas e passivas 133 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM 01 A norma NBR 15526 ABNT 2016 estabelece os requisitos mínimos exigíveis para o projeto e execução de redes de distribuição para gases combustíveis em instalações residenciais A pressão máxima da rede de distribuição interna que alimenta cada unidade deve ser de a 75 kPa b 250 kPa c 500 kPa d 1000 kPa e 1500 kPa 02 Sobre as classes de incêndio analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta a A classe A se caracteriza por fogo em materiais combustíveis sólidos os quais queimam em superfície e profundidade e após a queima deixam resíduos brasas e cinzas b A classe B caracterizase por fogo em materiais ou equipamentos energizados como motores geradores transformadores reatores aparelhos de ar condicionado televisores rádios quadros de distribuição etc c A classe C caracterizase por fogo em combustíveis líquidos eou gases inflamáveis os quais queimam em superfície e após a queima podem ou não deixar resíduos d A classe D caracterizase por fogo em cozinhas que envolva óleos comestíveis de origem vegetal e animal e gorduras e A classe K caracterizase por fogo em metais combustíveis como magnésio sódio lítio etc e são mais difíceis de serem apagados 03 Em Santa Catarina qual a reserva técnica de incêndios para uma edificação com área construída de 5300 m² classificada como risco baixo 134 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO a 5 m³ b 10 m³ c 15 m³ d 20 m³ e 25 m³ f 30 m³ 135 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 5626 Instalações prediais de água fria e água quente projeto execução operação e manutenção Rio de Janeiro ABNT 2020 63 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6479 Portas e vedadores Determinação da resistência ao fogo Rio de Janeiro ABNT 1992 8 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 7229 Projeto construção e operação de sistemas de tanques sépticos Rio de Janeiro ABNT 1997a 15 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 8160 Sistemas prediais de esgoto sanitário Projeto e execução Rio de Janeiro ABNT 1999 74 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 9077 Saídas de emergência em edifícios Rio de Janeiro ABNT 2001 40 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 10844 Instalações prediais de águas pluviais Rio de Janeiro ABNT 1989 13 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 10898 Sistema de iluminação de emergência Rio de Janeiro ABNT 2013 38 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 12693 Sistemas de proteção por extintores de incêndio Rio de Janeiro ABNT 1993 32 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 13714 Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio Rio de Janeiro ABNT 2000a 25 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 13969 Tanques sépticos Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos Projeto construção e operação Rio de Janeiro ABNT 1997b 60 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 14432 Exigência de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações Procedimento Rio de Janeiro ABNT 2000b 14 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 15526 Redes de distribuição interna para gases combustíveis em instalações residenciais Projeto e execução Rio de Janeiro 2016 46 p 136 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 17240 Sistemas de detecção e alarme de incêndio Projeto instalação comissionamento e manutenção de sistemas de detecção e alarme de incêndio Requisitos Rio de Janeiro ABNT 2010 54 p CARVALHO JÚNIOR R de Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura São Paulo Blucher 2018 376 p CARVALHO JÚNIOR R de Instalações prediais hidráulicosanitárias princípios básicos para elaboração de projetos 4 ed São Paulo Blucher 2020 358 p CORPO DE BOMBEIROS Instrução Técnica nº 142019 Carga de incêndio nas edificações e áreas de risco São Paulo Corpo de Bombeiros 2020 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DE MINAS GERAIS CBMMG Instrução Técnica nº 09 Carga de incêndio nas edificações e áreas de risco Belo Horizonte CBMMG 2020 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DE SANTA CATARINA CBMSC Instrução Normativa 01 Sistemas e medidas de segurança contra incêndio e pânico parte 2 Florianópolis CBMSC 2021 Disponível em httpsdocumentoscbmsccbmscgovbr uploadsbd234e04aeeaffe49be9d51b9dedcfdbpdf Acesso em 4 ago 2022 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DE SANTA CATARINA CBMSC Instrução Normativa 06 Sistema preventivo por extintores Florianópolis CBMSC 2020 Disponível em httpsdocumentoscbmsccbmscgovbr uploads8ff163492034f99093284ddb414ed7d9pdf Acesso em 4 ago 2022 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DE SANTA CATARINA CBMSC Instrução Normativa 07 Sistema Hidráulico Preventivo Florianópolis CBMSC 2017 Disponível em httpswwwcbmscgovbrindexphpsciinstrucoesnormativas Acesso em 29 maio 2022 CORPO DE BOMBEIROS MILITAR DE SANTA CATARINA CBMSC Instrução Normativa 09 Saídas de emergência Florianópolis CBMSC 2018 Disponível em httpsportalcbmscgovbrimagesPDFIN009SE09julho2018pdf Acesso em 29 maio 2022 CREDER H Instalações hidráulicas e sanitárias 6 ed Rio de Janeiro LTC 2018 424 p GHISI E ROCHA V L Apostila de instalações prediais de esgoto sanitário Florianópolis UFSC 2012 GRABASCK J R et al Instalações hidrossanitárias de gás e combate a incêndios Porto Alegre SAGAH 2021 137 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS E PREVENTIVO DE INCÊNDIO MACINTYRE A J Instalações Hidráulicas Prediais e Industriais 4 ed Rio de Janeiro Editora Livros Técnicos e Científicos 2017 VERÓL A P VAZQUEZ E G MIGUEZ M G Sistemas prediais hidráulicos e sanitários projetos práticos e sustentáveis Rio de Janeiro LTC 2021 427 p VIANA D Instalações Prediais de água fria dimensionamento Guia de engenharia s l 2019 Disponível em httpswwwguiadaengenhariacominstalacoesaguafria Acesso em 16 jul 2022