06-04-2022 - AULA 05 - FINAL

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Feicon 2022
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Aula 5 – Instalações de Água Quente
Professor Engº. Ivan Alves da Trindade Junior Curso: Engenharia Civil
Projeto e Técnicas de Instalações Hidrossanitárias,
GLP e Redes de Incêndio
Professor Engº. Ivan Alves da Trindade Junior
Curso: Engenharia Civil
E-mail: ivan.trindade@somospromove.com.br
Contato
Projeto e Técnicas de Instalações Hidrossanitárias, GLP e Redes de Incêndio
1993
ABNT NBR 7198
Projeto e execução de instalações de água quente 
1998
ABNT NBR 5626
Instalação predial de 
água fria
2020
ABNT NBR 5626
Sistemas prediais de água fria e água quente — Projeto, execução, operação e manutenção
Normas
Água Quente
Definição
As instalações prediais de água quente são o sistema composto por tubos, reservatórios, aquecedores, peças de utilização, equipamentos e outros componentes, destinado a conduzir água quente da fonte abastecimento aos pontos de utilização.
Água Quente
Componentes do Sistema
Tubulação de água fria
Aquecedores
Dispositivos de Segurança
Tubulação de água quente
Peças de utilização
Água Quente
Componentes do Sistema
Água Quente
Componentes do Sistema
Água Quente
Componentes do Sistema
Água Quente
Componentes do Sistema 
Água Quente
Objetivos de uma instalação de água quente
Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade suficiente e temperatura controlável.
Segurança para os usuários.
Pressões e velocidades	compatíveis com o perfeito funcionamento das peças de utilização e das tubulações.
Preservar rigorosamente a qualidade da água.
Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários. 
Racionalizar o consumo de energia.
Água Quente
Temperaturas
Água Quente
Estimativa de Consumo
Água Quente
Sistemas de Aquecimento
Sistemas de Aquecimento
Individual
Central Privado
Central Coletivo
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Individual
O aquecimento é individual quando alimenta uma única peça de utilização, como um chuveiro ou uma torneira elétrica.
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Individual
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Central Privado
O sistema de aquecimento central privado abastece vários pontos dentro de uma mesma unidade física. 
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Central Privado
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Central Coletivo
O sistema de aquecimento central coletivo abastece vários pontos dentro de um conjunto de unidades físicas. 
Água Quente
Sistemas de Aquecimento Central Coletivo
Água Quente
Tipos de Aquecedores
Aquecedores
De passagem
De acumulação
Água Quente
Aquecedores de Passagem
São dispositivos interpostos na tubulação para o aquecimento elétrico instantâneo da água (aquecida em sua passagem pelo aparelho).
Água Quente
Aquecedores de Passagem
São dispositivos interpostos na tubulação para o aquecimento elétrico instantâneo da água (aquecida em sua passagem pelo aparelho).
Água Quente
Aquecedores de Acumulação
O aquecedor por acumulação utiliza outra forma de aquecimento. Nele, a água fica em uma espécie de depósito isolado termicamente aguardando que algum ponto de consumo faça a solicitação.
Água Quente
Aquecedores
Fontes de Calor
Elétrica
À Gás
Solar
Água Quente
Tipos de Aquecedores
Aquecedores
Aquecedor Elétrico
Aquecedor à Gás
Aquecedor Solar
Fonte de Energia – Escolha 
Região
Custo de operação e manutenção
Aquecedor Elétrico
-São compactos
-Fáceis de instalar
-Custo de kWh
-Baixa pressão
-Pouca vazão de água
VANTAGENS
DESVANTAGENS
Elétrico
Aquecedor à Gás
-Melhor pressão de água que os similares elétricos
-Água quente para uso imediato
-Risco de vazamento, se não forem seguidas as especificações
VANTAGENS
DESVANTAGENS
Aquecedor à Gás
Aquecedor à Gás
Aquecedor à Gás
Em instalações residenciais, é recomendável a utilização de dois aquecedores independentes: uma para a cozinha e um para o banheiro.
Quando for utilizado o aquecedor a gás, sua localização no projeto arquitetônico é importante devido à necessidade de ventilação permanente. 
Aquecedor à Gás
Aquecedor à Gás - Dimensionamento
Para o dimensionamento de um aquecedor à gás é necessário o conhecimento:
Vazão das peças de utilização e a soma delas (Qtot)
Considerar a metade da vazão total, devido a mistura com a água fria dentro do aquecedor. (Qnec)
Exercício
Dimensionar um aquecedor de passagem à gás para alimentar uma ducha e um lavatório de um banheiro. 
Aquecedor à Gás
Qtotal=
Qnec=
Exercício
Dimensionar um aquecedor de passagem à gás para alimentar uma ducha e um lavatório de um banheiro. 
Aquecedor à Gás
Qtotal=21l/min
Qnec=10,5l/min
Adotar aquecedor de passagem à gás com vazão de 10l/min.
Aquecedor Solar
Aquecedor solar é o nome dado para o equipamento capaz de aquecer a água por meio da energia solar. De forma geral, ele é composto por apenas duas partes: os painéis e o reservatório térmico (boiler).
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar – Expansão na Utilização
-Escassez de energia elétrica
-Aumento das tarifas
-Diminuição dos custos do sistema
-Ótimo custo-benefício
-Segurança
-Economia
-Conforto
-Sustentabilidade: energia renovável
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
- Economia de energia (reduz até 35% da conta)
-Facilidade de manutenção
-Fonte de energia inesgotável
-Não produz poluição ambiental
-Menor eficiência em dias nublados (necessário uso misto: energia solar e elétrica)
VANTAGENS
DESVANTAGENS
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Condições de instalação:
-O local de instalação dos coletores disporá de acesso direto dos raios solares durante a maior parte do dia.
-Situar os coletores em local o mais próximo possível do reservatório de água quente.
-Prever em local de fácil acesso, comando do sistema auxiliar de aquecimento, para impedir o seu funcionamento em períodos de não utilização de água quente.
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar
Aquecedor Solar – Área de coletores 
Quantidade de coletores: 1m² de área coletora para cada 50/65 litros de água à ser aquecida.
 Uma placa possui cerca de 2m² de área coletora. 
Água Quente
Aquecedor Solar
Água Quente
Materiais Utilizados - Tubulação
Tubulação
Cobre
CPVC
PPR
Água Quente
Materiais Utilizados – Tubulação de Cobre
Custo bastante elevado na aquisição e execução.
Vida útil muito longa.
As	juntas	são soldadas com solda de estanho e chumbo, exigindo mão-de-obra especializada.
Seu coeficiente de dilatação também é alto.
Devem ser revestidos com isolamento térmico.
Esse isolamento deve ser	protegido de umidade e de radiação solar.
Água Quente
Materiais Utilizados – Tubulação de CPVC
Possui todas as propriedades do PVC	a resistência	à condução de líquidos sob pressão a altas temperaturas.
Apresenta vida útil longa.
Baixo coeficiente de dilatação.
Possui vantagem sobre os tubos de cobre por não precisar de isolamento térmico.
Água Quente
Materiais Utilizados – PPR
O tubo PPR é feito de Polipropileno Copolímero Random tipo 3, uma resina advinda de procedimentos químicos. 
Sua superfície é extremamente lisa, facilitando na condução de água e o tornando livre de corrosão.
A grande vantagem deste material é a durabilidade, a segurança, potabilidade, o isolamento térmico, resistência em temperaturas baixas ou altas, a resistência a impactos e facilidade de instalação.
Água Quente
Detalhes de Projeto – Observações Importantes
A distribuição de água quente é independente da instalação de água fria.
Deve ser previsto registro de gaveta no início de cada coluna de distribuição e em cada ramal.Deve ser prevista a instalação de registros de bloqueio de fluxo de água junto a aparelhos e dispositivos sujeitos a manutenção, tais como:
	-Aquecedores
	-Bombas
	-Chuveiros
	-Saída dos reservatórios
Água Quente
Detalhes de Projeto – Observações Importantes
Instalação de água quente = esquerda
Instalação de água fria = direita
Instalação de água quente
Instalação de água fria
Água Quente
Detalhes de Projeto – Isométrico Banheiro
Água Quente
Detalhes de Projeto – Isométrico Cozinha
Dimensionamento
Dimensionamento
Pressão
Vazão
Perda de carga
Velocidade
Para o dimensionamento das tubulações, é necessário saber para cada trecho:
Dimensionamento
Dimensionamento
Dimensionamento
Soma dos pesos das peças de utilização
Verificar na tabela qual diâmetro deve ser utilizado
Determinar para cada trecho: D, Q, J
Tabelado
Tabelado
Dimensionamento
Dimensionamento
Exercício
Dimensionamento
Calcular o diâmetro de um barrilete de água quente, em CPVC Aquatherm, que alimenta os seguintes pontos de consumo de uma residência: duas duchas (chuveiros), uma banheira, dois lavatórios e uma pia de cozinha. 
Exercício
Dimensionamento
Calcular o diâmetro de um barrilete de água quente, em CPVC Aquatherm, que alimenta os seguintes pontos de consumo de uma residência: duas duchas (chuveiros), uma banheira, dois lavatórios e uma pia de cozinha. Soma pesos=3,1. Tubulação=28mm.
ACUMULAR
CONSERVAR
Acumulação e reservação de água quente proveniente de um sistema de aquecimento.
Conservação da temperatura da água aquecida, de forma a prevenir ao máximo trocas de calor com o meio externo.
Reservatório de Água Quente
BOILER VERTICAL
BOILER HORIZONTAL
Reservatório de Água Quente
BAIXA PRESSÃO
ALTA PRESSÃO
Acima de 5m.c.a até 40m.c.a
Até 5m.c.a
Reservatório de Água Quente
Reservatório de Água Quente
Reservatório de Água Quente
- O boiler possui resistência elétrica, que aquece a água em dias em que não há luz solar suficiente. Comandada por um termostato, ela liga e desliga de acordo com a temperatura da água.
Reservatório de Água Quente
Reservatório de Água Quente
Dimensionamento
Quando se	trata de uma residência, por exemplo, é preciso saber:
-Quantas pessoas residem na edificação (População total ou por quarto)?
-Haverá banheiras de hidromassagem? Em caso afirmativo, quantas e qual o volume de cada uma?
-Será necessário água quente na pia da cozinha e na máquina de lavar roupas?
Reservatório de Água Quente
Dimensionamento
Reservatório de Água Quente
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada. Considerar 2hab/quarto.
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada. Considerar 2hab/quarto.
1ºPasso) Usuários do sistema
3 quartos = 6 pessoas
2ºPasso) Consumo de água quente diário
6x50litros=300litros
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada e uma torneira de pia da cozinha com água quente. Considerar 2hab/quarto.
3ºPasso) Consumo das banheiras e torneira de cozinha
2 banheiras 200litros/cada = 400litros/2=200litros
1 torneira de pia de cozinha = 50 litros
Total=250litros
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada e uma torneira de pia da cozinha com água quente. Considerar 2hab/quarto.
4ºPasso) Consumo total de água quente por dia (2ºPasso+3ºPasso)
300litros+250litros=550litros
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada e uma torneira de pia da cozinha com água quente. Considerar 2hab/quarto.
5ºPasso) Escolha do Boiler
Consumo água quente = 550litros
Escolhe-se Boiler imediatamente superior = 600 litros
Exercício
Dimensionamento
Dimensionar o sistema de aquecimento solar de uma edificação com três dormitórios. Sabe-se que serão instaladas duas banheiras de hidromassagem com volume de 200 litros cada e uma torneira de pia da cozinha com água quente. Considerar 2hab/quarto.
6ºPasso) Cálculo da área coletora
1m² para cada 50 litros aquecidos. 
Cada coletor possui em média 2m² (vide fabricante)
Logo 100 litros aquecidos por coletor... 
600/100=6 coletores solares (placas solares)
Pressões
Pressões
Mesmo para água fria:
-Pressão Estática Máxima: 40mca
-Pressão Din. mínima para torneiras: 0,5mca
-Pressão Din. mínima para chuveiros: 1,0mca
Verificar pressão de serviço com o fabricante...
Velocidades
Velocidades
Mesmo para água fria:
-Velocidade máxima: 3m/s
-Evitar ruídos na tubulação e golpes de aríete.
Professor Engº. Ivan Alves da Trindade Junior
Curso: Engenharia Civil
E-mail: ivan.trindade@somospromove.com.br
OBRIGADO!
CARVALHO JÚNIOR, R. Instalações Prediais Hidráulico-Sanitárias: Princípios Básicos para elaboração de projetos. 2ª edição revista e ampliada. 286 p. São Paulo: Bluncher, 2016. 
CREDER, H. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 6ª edição, Rio de Janeiro: LTC, 2015.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 5626: Sistemas Prediais de Água Fria e Água Quente – Projeto, Execução, Operação e Manutenção. Rio de Janeiro, 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 8160: Sistemas Prediais de Esgoto Sanitário: Projeto e execução. Rio de Janeiro, 1999.
Bibliografia
Básica
Bibliografia
Compl.
MACINTYRE, A. J. Manual de Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 2ª ed. 312p. Editora LTC. 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 10844: Instalações Prediais de Águas Pluviais. Rio de Janeiro, 1989. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 10898: Sistemas de Iluminação de Emergência. Rio de Janeiro, 2013. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT. NBR 13523: Central Predial de Gás Liquefeito de Petróleo - GLP. Rio de Janeiro, 2019. 
Normas técnicas relativas à Projeto e Combate à Incêndio e Pânico, Instruções Normativas do Corpo de Bombeiros, etc.