Cálculo Instalações Hidráulicas Exercícios

Exercícios 1 Verificar se a calha adotada pode ser utilizada neste projeto considerando a vazão de projeto calculada igual a 1568 lmin e sabendo que é uma calha de aço com inclinação de 05 Q k Sn Rh23 i12 Q k Sn Rh23 i12 60000x 005x010011 x 005x010050100523 x 000512 Q 16488 lmin 1568 lmin OK 2 Fazer a mesma verificação que o exercício anterior considerando uma calha semicircular Q 1295 lmin 3 Calcular as dimensões das calhas do exercício 4 da aula passada considerando uma calha de aço retangular com i 05 onde a base é o dobro da altura da lâmina dágua Para ambos os casos a 10cm b 20 cm 4 Idem exercício anterior considerando calha semicircular com inclinação de 1 Para ambos os casos D 200mm J perda de carga unitária mm J0571 Q m3s55934 Ø2714m LR comprimento da tubulação m LEQ comprimento equivalente conexão e registro m Tabela 4 LT comprimento total LT LR LEQ ΔH perda de carga localizada ΔH LT x J Desnível desce sobe Pressão disponível P1 PI ΔH Desnível P2 PA ΔH Desnível PI Pressão inicial PA Pressão anterior Tabela 4 Perdas de carga localizadas equivalência em metros de tubulação de PVC rígido ou cobre Exercícios 1 Calcular o diâmetro de entrada de cada cômodo e o diâmetro da saída da caixa dágua para os seguintes dados Suíte 1 AF1 1 chuveiro 04 1 vaso sanitário CA 03 2 lavatórios 2 x 03 06 Total 13 ø20 Suíte 2 AF2 1 chuveiro 04 1 vaso sanitário CA 03 1 lavatório 03 Total 10 ø20 Cozinha AF3 1 pia 07 1 máquina de lavar louça 10 Tabela 5 Chuvas intensas no Brasil Duração 5min Local Intensidade pluviométrica mmh periodo de retorno anos 1 5 25 1 AlegreteRS 174 238 313 17 2 Alto ItatalaRJ 124 164 240 3 Alto TapajósPA 168 229 267 21 4 Alto TeresópolisRJ 114 137 3 5 AracajuSE 116 122 126 6 AvaréSP 115 144 170 7 BagéRS 126 204 234 10 8 BarbacenaMG 156 222 265 12 9 Barra do CordaMA 120 128 152 20 10 BauruSP 110 120 148 9 11 BelémPA 138 157 185 20 12 Belo HorizonteMG 132 227 230 12 13 BlumenauSC 120 125 152 15 14 BonsucessoMG 143 196 15 Cabo FrioRJ 113 146 218 16 CamposRJ 132 206 240 17 Campos do JordãoSP 122 144 164 9 18 CatalãoGO 132 174 198 22 19 CaxambuMG 106 137 3 20 Caixas do SulRS 120 127 218 21 CorumbáMT 120 131 161 9 22 Cruz AltaRS 204 246 347 14 23 CuiabáMT 144 190 230 12 24 CuritibaPR 132 204 228 25 EncruzilhadaRS 106 126 158 17 26 Fernando de NoronhaFN 110 120 140 6 27 FlorianópolisSC 114 120 144 28 FormosaGO 136 176 217 20 29 FortalezaCE 120 156 180 21 30 GoiâniaGO 120 178 192 17 31 GuaramirangaCE 114 126 152 19 32 IlaiRS 120 198 228 16 33 JacarezinhoPR 115 122 146 11 34 João PessoaPB PessoaPB 115 140 163 23 35 JuaretêAM 192 240 288 10 36 km 47 Rodovia Presidente DutraRJ 122 164 174 14 37 LnêsSP 96 122 137 13 38 MaceióAL 102 122 174 39 ManausAM 138 180 198 40 NatalRN 113 120 143 19 41 NazaréPE 118 134 155 19 42 NiteroiRJ 130 183 250 43 Nova FriburgoRJ 120 124 156 44 OlindaPE 115 167 173 20 45 Ouro PretoMG 120 211 46 ParacatuMG 122 233 47 ParanaguáPR 127 186 191 23 48 ParatinsAM 130 200 205 13 49 Passa QuatroMG 118 180 192 10 50 Passo FundoRS 110 125 180 51 PetropolisRJ 120 126 156 52 PinheiralRJ 142 214 244 53 PiracicabaSP 119 122 151 10 54 Ponta GrossaPR 120 126 148 continuação Local Intensidade pluviométrica mmh período de retorno anos 1 5 25 55 Porto AlegreRS 118 146 167 21 56 Porto VelhoRO 130 167 184 10 57 QuiteramobimCE 115 121 126 58 ResendeRJ 130 203 254 59 Rio BrancoAC 126 139 2 60 Rio de JaneiroRJ Bangu 122 156 174 20 61 Rio de JaneiroRJ Ipanema 119 125 160 15 62 Rio de JaneiroRJ Jacarepaguá 120 142 152 6 63 Rio de JaneiroRJ Jardim Botânico 122 167 227 64 Rio de JaneiroRJ Praça XV 120 174 204 14 65 Rio de JaneiroRJ Praça Saenz Peña 125 139 167 18 66 Rio de JaneiroRJ Santa Cruz 121 132 172 20 67 Rio GrandeRS 121 204 222 20 68 SalvadorBA 108 122 145 24 69 Santa MariaRS 114 122 145 16 70 Santa Maria MadeleineRJ 120 126 152 7 71 Santa Vitória do PalmarRS 120 126 152 18 72 SantosSP 136 198 240 73 SantosItapemaSP 120 174 204 21 74 São CarlosSP 120 178 161 10 75 São Francisco do SulSC 118 132 167 18 76 São GonçaloPB 120 124 152 15 77 São LuizMA 120 126 152 21 78 São Luiz GonzagaRS 158 209 253 21 79 São PauloSP Congonhas 122 132 80 São PauloSP Mirante Santana 122 172 191 7 81 São SimãoSP 116 148 175 82 Sena MadureiraAC 120 160 170 7 83 Sete LagoasMG 122 162 281 19 84 SourePA 149 162 212 18 85 TapetinhaPA 149 202 241 86 TaubatéSP 122 172 208 6 87 Teofilo OtoniMG 108 121 154 6 88 TeresinaPI 154 240 262 23 89 TeresópolisRJ 115 149 176 90 TupiSP 122 154 91 TuriaçuMG 125 162 230 92 UaupésAM 144 204 230 17 93 UbatubaSP 122 149 184 7 94 UruguaianaRS 120 142 161 17 95 VassourasRJ 125 179 222 96 ViamãoRS 114 126 152 15 97 VitóriaES 102 156 210 98 Volta RedondaRJ 156 216 265 13 12 Área de contribuição Devem ser considerados incrementos devido à inclinação da cobertura e às paredes que interceptam a água da chuva Devido à ação dos ventos devese considerar um ângulo de inclinação da chuva em relação à horizontal conforme mostra o desenho abaixo θ ângulo de queda da chuva com influência do vento θ arc tg 2 121 Cálculo das áreas de contribuição Exercícios 1 Para o dimensionamento de um sistema de captação de águas de chuva do telhado de um galpão de uma água um engenheiro verificou que a precipitação crítica de projeto é de 170mmh Se a área de captação do telhado é de 1870m² segundo a NBR 1084489 a vazão de dimensionamento da calha para atender a precipitação crítica em ls é de 2 Considerando a vazão de projeto de uma edificação igual a 0015 m³s e a área de contribuição de 287 m² qual a intensidade pluviométrica deste local em mmh 3 Calcular a vazão de projeto dos condutores verticais considerando que empoçamentos não possam ser tolerados e que a edificação será construída em MaceióAl Q 47415 lmin 4 Idem exercício anterior considerando a seguinte planta e vista Q 47415 lmin condutores da direita Q 52418 lmin condutores da esquerda Através da vazão de projeto é possível dimensionar os componentes de instalações de águas pluviais CALHAS CONDUTORES VERTICAIS CONDUTORES HORIZONTAIS 2 Dimensionamento das Calhas Inclinação mínima de 05 Colocar mais de uma saída para evitar extravasamento Fórmula de ManningStrickler 1 Determinar os diâmetros dos condutores verticais do exercício 4 da primeira aula sabendo que a saída da calha será em aresta viva e considerando o pé direito de 3m Q 47415 lmin L 3m H 100 mm Q 52418 lmin L 3m H 100 mm Para todos os casos adotase o diâmetro mínimo de 70mm 2 Determinar os diâmetros dos condutores verticais para cada caso considerando saída da calha com funil de saída a Q 520 lmin L 10 m e H 100 mm D 70 mm mínimo b Q 1000 lmin L 3 m e H 70 mm D 77 mm c Q 1520 lmin L 6 m e H 75 mm D 108 mm d Q 1800 lmin L 3 m e H 85 mm D 100 mm 3 Dimensionamento dos condutores verticais O dimensionamento dos condutores verticais é obtido através dos ábacos da Figura 3 da Norma em função da vazão de projeto altura da lâmina dágua na calha e comprimento do condutor vertical O diâmetro mínimo permitido por norma é de 70mm comercialmente 75mm Q k Sn Rh23 i12 Onde Q vazão de projeto lmin k 60000 S área da seção molhada m² n coeficiente de rugosidade Tabela 2 da NBR 10844 Rh raio hidráulico m Rh SP Sendo P o perímetro molhado i declividade da calha mm Para calhas semicirculares podese dimensionar conforme Tabela 3 da norma Estes valores foram calculados utilizando a fórmula de ManningStrickler com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno ÁGUA FRIA Uma instalação de água fria constituise no conjunto de tubulações equipamentos reservatórios e dispositivos destinados ao abastecimento dos aparelhos e pontos de utilização de água da edificação em quantidade suficiente mantendo a qualidade da água fornecida pelo sistema de abastecimento A norma que fixa as exigências e recomendações relativas a projeto execução e manutenção de água fria e água quente é a NBR 56262020 1 Tipos de sistemas de alimentação Sistema Direto vem da rede de abastecimento e não possui reserva Sistema Indireto vem da rede de abastecimento e a água é reservada para poder ser utilizada Sistema Misto uma parte vem da rede de abastecimento e outra vem da caixa dágua 2 Dimensionamento do reservatório 1 População A Tabela 1 mostra as taxas de ocupação a serem consideradas em função do tipo de atividade da edificação Obs Para residências com quarto de empregada considerar mais uma pessoa na população 2 Consumo diário CD O consumo diário é calculado da seguinte maneira CD população x consumo diário por pessoa Através da Tabela 2 podese verificar o consumo diário de água em função do tipo de ocupação 3 Reserva consumo diário x dias de reserva Considerar a quantidade de dias de reserva que achar necessário A norma estabelece que O volume de água reservado para uso doméstico deve ser no mínimo o necessário para 24h de consumo normal do edifício sem considerar o volume de água para combate a incêndio No caso de utilização de reservatório inferior e superior recomendase as seguintes proporções Reservatório Inferior 60 do total Exercícios 1 Qual a capacidade do reservatório que deve ser instalado para abastecer uma residência popular que apresenta uma população de 4 pessoas considerando 2 dias de reserva População 4 pessoas Consumo diário CD CD 4 pessoas x 150 lpessoa 600 l Reserva 600 x 2 1200 l 2 Calcular a capacidade do reservatório de água de um edifício de 10 andares com 4 apartamentos por andar sendo que cada apartamento tipo possui 2 dormitórios Além disso no edifício existe uma guarita com banheiro para o porteiro Considerar 2 dias de reserva 3 Se considerássemos um reservatório prémoldado quadrado no caso anterior com altura de 15 m quais as dimensões necessárias para abastecer o edifício E se fosse cilíndrico qual seria o diâmetro 4 Calcular a capacidade do reservatório de água de um edifício para escritórios com 5 andares sabendo que cada pavimento possui área de 150m² sem considerar dias de reserva 5 Dimensionar os reservatórios de água inferior e superior de um edifício residencial com 15 andares sendo que cada andar possui 2 apartamentos com 3 dormitórios mais um de empregada Considerar 15 dias de reserva Além disso no edifício temse uma guarita e uma reserva técnica de incêndio de 7m³ que será considerada no reservatório superior E considerando o volume de água necessário para cada reservatório dimensione a altura de cada um sabendo que ambos possuem uma base retangular de 40 m x 50 3 Dimensionamento da tubulação Para dimensionamento da tubulação de água fria somamse os pesos de cada ponto de utilização definindo assim o diâmetro da tubulação Além disso devese calcular as perdas de carga a fim de verificar se no ponto de saída de cada peça ou aparelho está chegando uma pressão mínima de 1 mca conforme especificado pela NBR 5626 A Tabela 3 mostra os pesos relativos de cada peça de utilização e o ábaco 1 permite adotar um diâmetro mínimo necessário que após o cálculo da perda de carga é possível verificar se haverá a necessidade de aumentálo em determinados trechos para que atinja a pressão desejada Tabela 3 Vazão e pesos relativos nos pontos de utilização Aparelho Sanitário Peça de Utilização Vazão de Projeto Ls Peso Relativo Bacia Sanitária Caixa de descarga 015 030 Válvula de descarga 170 320 Banheira Misturador água fria 030 100 Bebedouro Registro de pressão 010 010 Bidé Misturador água fria 010 010 Chuveiro ou ducha Misturador água fria 020 040 Chuveiro elétrico Registro de pressão 010 010 Lavadora de pratos ou de roupas Registro de pressão 030 100 Lavatório Torneira ou misturador água fria 015 030 Mictório cerâmico Com sifão integrado Válvula de descarga 050 280 Sem sifão integrado Caixa de descarga registro de pressão ou válvula de descarga para mictório 015 030 Mictório tipo calha Caixa de descarga ou registro de pressão 015 por metro de calha 030 Pia Torneira ou misturador água fria 025 070 Torneira elétrica 010 010 Tanque Torneira 025 070 Torneira de jardim ou lavagem em geral Torneira 020 040 Ábaco 1 Diâmetro e vazõees em função da somatória dos pesos Para calcular a perda de carga de cada trecho utilizase a seguinte tabela BARRILETE Trecho ΣP Q ls ϕ mm J mm LR m LEQ m LT m ΔH m Desnível m Pressão Disponível mca Onde Q vazão ls Ø diâmetro mm ábaco Q 030 ΣP 1 filtro 01 1 geladeira 01 Total 19 ø20 Área de serviço AF4 1 tanque 07 1 máquina de lavar roupa 10 1 torneira de lavagem 04 Total 21 ø20 Caixa dágua 13101921 63 ø25 2 Calcular as pressões disponíveis em AF1 AF2 AF3 e AF4 do exercício anterior conforme distribuição apresentada abaixo e considerando como pressão inicial a altura de água dentro da caixa dágua OBS No barrilete o J 008 mm 3 Qual o valor da bomba necessária para se atingir a pressão mínima de 15 mca na coluna de água fria mais crítica Bomba 15 034 0541 0133 2514 mca 3 mca Comercialmente 4 Considerando a bomba calculada anteriormente qual a pressão em AF2 desconsiderando a altura inicial da caixa dágua AF2 2208 mca 5 Calcular as pressões em todos os pontos de utilização do isométrico abaixo Águas Pluviais NBR 108441989 Instalações Prediais de águas pluviais Captação da água da chuva visando garantir níveis aceitáveis de funcionalidade segurança higiene conforto durabilidade e economia Águas pluviais não devem ser lançadas em redes de esgoto ou qualquer outra instalação predial Quando houver risco de obstrução das saídas prever mais que uma saída 1 Cálculo da vazão de projeto Q I A 60 Onde Q vazão de projeto lmin I intensidade pluviométrica mmh A área de contribuição m² 11 Intensidade pluviométrica Duração da precipitação fixada em t 5 min Período de retorno T Tabela 5 da NBR 10844 T 1 ano para áreas pavimentadas onde empoçamentos possam ser tolerados T 5 anos para coberturas eou terraços T 25 anos para coberturas e áreas onde empoçamento ou extravasamento não possa ser tolerado OBS Para construção até 100 m² de área de projeção horizontal salvo casos especiais podese adotar I 150mmh