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22/08/2020 1 Prof. Me. Michelle Trevisan Escola de Engenharia Civil michelle.silva@imed.edu.br INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS DEFINIÇÃO O Sistema predial de suprimento de água (instalação predial de água) deve prover, quando necessária ao uso, água de boa qualidade, em quantidade e temperatura controláveis pelo usuário, para a sua adequada utilização. 22/08/2020 2 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS E PREDIAIS REQUISITOS DE DESEMPENHO DO SISTEMA DE SUPRIMENTO DE ÁGUA Relativos à: Qualidade da água; Quantidade de água (controle); Disponibilidade de água; Adequabilidade do uso de água; Temperatura da água. Segundo Botelho & Ribeiro Jr (2010) um projeto completo de Instalações de Água Fria normalmente compreende: Memorial Descritivo e Justificativo; Memorial de Cálculo; Normas adotadas; Especificações de materiais e equipamentos; Relação de Materiais, equipamentos e orçamentos; Plantas, isométricos, esquemas (detalhes construtivos), enfim, todos os detalhes necessários ao perfeito entendimento do Projeto. PROJETO DE INSTALAÇÕES 22/08/2020 3 DESENHOS Planta do Pavimento Térreo – Escala 1:50, localização do cavalete, localização dos reservatórios e suas dimensões, caminhamento do alimentador predial, diâmetros, conexões; Plantas dos pavimentos diferenciados – Escala 1:50, posição e caminhamento das colunas e demais tubulações de alimentação, diâmetros, conexões; PROJETO DE INSTALAÇÕES DESENHOS Esquema Vertical: corte sem escala, esquema vertical de distribuição, diâmetros, conexões, pontos de ligação coluna/ramal, bombas, dispositivos, reservatórios; Isométricos: escala 1:20, um para cada compartimento sanitário, diâmetros, conexões, dispositivos (registros, válvulas), peças de utilização; Detalhes: escala 1:20, mostram particularidades de pontos do sistema, diâmetros e ligações. PROJETO DE INSTALAÇÕES 22/08/2020 4 ENTRADA E FORNECIMENTO DE ÁGUA FRIA ENTRADA E FORNECIMENTO ENTRADA E FORNECIMENTO DE ÁGUA FRIA Uma instalação predial de água fria pode ser alimentada de duas formas: Pela rede pública de abastecimento ou, Por um sistema privado, quando a primeira não estiver disponível. 22/08/2020 5 ENTRADA E FORNECIMENTO ENTRADA E FORNECIMENTO DE ÁGUA FRIA SISTEMA PRIVADO INSTALAÇÃO DE POÇOS ARTESIANOS Quando for prevista utilização de água proveniente de poços, o órgão público responsável deverá ser consultado previamente. Poço artesiano convencional: a água permanece dentro do poço e tem de ser bombeada para a superfície. Poço artesiano surgente: a água jorra naturalmente, por diferença de pressão com a superfície. ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO PREDIAL SISTEMA PÚBLICO Quando é feito pelos órgãos públicos e vai do distribuidor público ao alinhamento da edificação. O abastecimento externo é intermitente quando apresenta interrupções ou suspensões no fornecimento diário; O abastecimento externo é contínuo quando há funcionamento durante as 24 horas. 22/08/2020 6 ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO PREDIAL Abastecimento de água interno ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO DIRETO O sistema direto é aquele em que todas as peças de utilização do edifício são ligadas diretamente à rede pública, através de uma rede de distribuição. 22/08/2020 7 ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO DIRETO VANTAGENS Água de melhor qualidade devido a presença de cloro residual na rede de distribuição Maior pressão disponível devido a pressão mínima de projeto em redes de distribuição pública ser da ordem de 15 m.c.a. Menor custo da instalação, não havendo necessidade de reservatórios, bombas, registros de bóia, etc. ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO DIRETO DESVANTAGENS Falta de água no caso de interrupção no sistema de abastecimento ou de distribuição; Grandes variações de pressão ao longo do dia devido aos picos de maior ou de menor consumo na rede pública; Pressões elevadas em prédios situados nos pontos baixos da cidade; Limitação da vazão, não havendo a possibilidade de instalação de válvulas de descarga devido ao pequeno diâmetro das ligações domiciliares empregadas pelos serviços de abastecimento público; Possíveis golpes de aríete; Maior consumo (maior pressão). 22/08/2020 8 ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO DIRETO COM BOMBEAMENTO O sistema direto é aquele em que todas as peças de utilização do edifício são ligadas diretamente à rede pública, através de uma rede de distribuição. ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO INDIRETO POR GRAVIDADE No Sistema Indireto por Gravidade, a rede de distribuição do edifício é alimentada a partir de um reservatório elevado. 22/08/2020 9 ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO INDIRETO VANTAGENS Fornecimento de água de forma contínua, pois em caso de interrupções no fornecimento, tem-se um volume de água assegurado no reservatório; Pequenas variações de pressão nos aparelhos; Permite a instalação de válvula de descarga; Golpe de aríete desprezível; Menor consumo que no sistema de abastecimento direto. 22/08/2020 10 ENTRADA E FORNECIMENTO ABASTECIMENTO INDIRETO DESVANTAGENS Possível contaminação da água reservada devido à deposição de lodo no fundo dos reservatórios e à introdução de materiais indesejáveis nos mesmos; Menores pressões, no caso da impossibilidade da elevação do reservatório; Maior custo da instalação devido a necessidade de reservatórios, registros de bóia e outros acessórios. ENTRADA E FORNECIMENTO SISTEMAS MISTOS Parte da instalação é alimentada diretamente pela rede de distribuição e parte indiretamente. Ex: Sistema de distribuição direto apenas abastece alguns pontos de utilização, como torneira de jardim, torneiras de pias de cozinha e de tanques, situados em pavimento térreo. 22/08/2020 11 ENTRADA E FORNECIMENTO SISTEMAS MISTOS ENTRADA E FORNECIMENTO SISTEMA MISTO VANTAGENS Fornecimento de água contínuo; Água de melhor qualidade. DESVANTAGENS Maior custo de instalação. 22/08/2020 12 ENTRADA E FORNECIMENTO A Norma recomenda como mais conveniente, para as condições médias brasileiras, o sistema de distribuição indireta por gravidade, admitindo o sistema misto (indireto por gravidade com direto) desde que apenas alguns pontos de utilização, como torneira de jardim, torneiras de pias de cozinha e de tanques, situados no pavimento térreo, sejam abastecidos no sistema direto. ENTRADA E FORNECIMENTO Sistema Indireto sem Bombeamento 22/08/2020 13 ENTRADA E FORNECIMENTO Sistema Indireto com Bombeamento ENTRADA E FORNECIMENTO Sistema Misto 22/08/2020 14 COMPONENTES DO SISTEMA COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 15 SUBSISTEMA DE ALIMENTAÇÃO: Ramal predial Cavalete/hidrômetro Alimentador predial COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 16 COMPONENTES DO SISTEMA Rede pública de abastecimento: é o ponto de partida da IPAF, embora não pertença a mesma. Ramal predial: é a tubulação entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial. Hidrômetro: aparelho instalado geralmente nas laterais dos prédios, para medir o consumo de água. Finalidade do hidrômetro: medir consumos e reduzir desperdícios de água. Ramal de alimentação: é a tubulação existente entre o hidrômetro e a entrada de água no reservatório de acumulação. SUBSISTEMA DE RESERVAÇÃO: Reservatório inferior Estação elevatória Reservatório superior COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 17 Extravasor: serve para avisar do não funcionamento da válvula de boia, dirigindo a descarga adequadamente. O extravasor também é conhecido como “ladrão” ou “aviso”. Sistema de recalque: o sistema de recalque atua no sentido de possibilitar o transporte de água do reservatório inferior para o reservatório superior, mediante o fornecimento de energia ao líquido. No sistema de recalque incluem-sea canalização de sucção, o conjunto motor-bomba e a canalização de recalque. Reservatório Superior: reservatório ligado ao alimentador predial ou à tubulação de recalque, destinado a alimentar a rede predial de distribuição. COMPONENTES DO SISTEMA SUBSISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INTERNA: Barrilete Coluna Ramal Sub-ramal COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 18 Colar ou barrilete: situa-se abaixo do reservatório superior e acima da laje-teto do último pavimento. É dotado de registros de gaveta que comandam toda distribuição de água. É aconselhável que o barrilete seja executado com um pequeno aclive (0,5%) em direção ao reservatório. COMPONENTES DO SISTEMA Coluna de água fria (CAF): é uma canalização vertical que parte do barrilete e abastece os ramais de distribuição de água. COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 19 Ramal: é a canalização compreendida entre a coluna e os sub-ramais. Sub-ramal: é a canalização que conecta os ramais aos aparelhos de utilização. A relação completa dos constituintes de uma instalação predial de água fria é apresentada na NBR-5626/98, item 3. COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 20 22/08/2020 21 22/08/2020 22 HIDRÔMETROS 22/08/2020 23 HIDRÔMETROS GERAL A distribuição é predominantemente vertical, com prumadas atendendo os diversos ambientes sanitários. INDIVIDUAL A distribuição é eminentemente horizontal, a partir dos hidrômetros das unidades condominiais. HIDRÔMETROS INDIVIDUAIS Promove justiça social na cobrança Reduz o índice de inadimplência Diminui o desperdício de água Gera satisfação aos clientes Permite aos clientes o pagamento pelo volume real consumido HIDRÔMETROS 22/08/2020 24 POSIÇÕES BÁSICAS PARA OS HIDRÔMETROS O local deve ser definido em consonância com a forma de faturamento que pretende-se utilizar e ao processo de leitura que será utilizado, se leitura direta ou leitura eletrônica. POSIÇÕES BÁSICAS PARA OS HIDRÔMETROS Quando for efetuada a leitura eletrônica não é tão necessário que o hidrômetro seja instalado fora do apartamento, já que a central de leitura dos hidrômetros pode ser instalada no hall de entrada do edifício ou em outro local preferido, evitando-se que o leitor tenha acesso interno ao prédio. 22/08/2020 25 Existe uma infinidade de arranjos que podem ser adotados. Algumas vezes é conveniente concentrar os hidrômetros de um andar no mesmo local em caixas coletivas. Essas caixas coletivas abrigam cavaletes múltiplos e normalmente podem ser fabricada sem madeira, chapa galvanizada, fibra de vidro e outros plásticos especiais. POSIÇÕES BÁSICAS PARA OS HIDRÔMETROS POSIÇÕES BÁSICAS PARA OS HIDRÔMETROS 22/08/2020 26 22/08/2020 27 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE FORNECIMENTO DE ÁGUA FRIA De um modo geral, o diâmetro do ramal predial é fixado pela Concessionária de água local, tendo como base o consumo diário das edificações. Uma estimativa do consumo diário pode ser obtida a partir da seguinte relação: Onde: CD = consumo diário total (l/dia) P = população da edificação (pessoas) Qm = consumo diário per capita (l/pessoa.dia) DIMENSIONAMENTO C D = P.q m 22/08/2020 28 PRÉDIO CONSUMO LITROS/DIA Alojamentos provisórios Ambulatórios Apartamentos Casas populares ou rurais Cavalariças Cinemas e Teatros Creches Edifícios públicos ou comerciais Escolas – externatos Escolas – internatos Escolas – semi-internatos Escritórios Garagens Hotéis (s/cozinha e s/lavanderia) Hotéis (c/cozinha e lavanderia) Jardins Lavanderias Matadouros-Animais de grande porte Matadouros-Animais de pequeno porte Mercados Orfanatos, asilos, berçários Postos de serviço p/ automóveis Quartéis Residências Restaurantes e similares Templos 80 per capita 25 per capita 200 per capita 120 a 150 per capita 100 por cavalo 2 por lugar 50 per capita 50 a 80 per capita 50 per capita 150 per capita 100 per capita 50 per capita 100 por automóvel 120 por hóspede 250 a 350 por hóspede 1,5 por m2 30 por kg de roupa seca 300 por cabeça abatida 150 por cabeça abatida 5 por m de área 150 per capita 150 por veículo 150 per capita 150 per capita 25 por refeição 2 por lugar DIMENSIONAMENTO CÁLCULO DA POPULAÇÃO MÉTODO DE CREDER (2006) P = (2 * NDS + 1 * NDE) * Nº APARTAMENTOS * Nº PAVIMENTOS Onde: Nds – número de dormitórios Nde – número de dependências de serviço 22/08/2020 29 DIMENSIONAMENTO TAXAS DE OCUPAÇÃO CONFORME A NATUREZA DO LOCAL – FONTE: CREDER (2006) PRÉDIO CONSUMO LITROS/DIA Residencial Loja – Andar Térreo Loja – Andares Superiores/Bancos Museus e Bibliotecas Prédio de escritório – diversos locatários Prédio de escritório – único locatários Restaurantes Hotel Salão de Hotel Hospital Shopping Center Supermecado Teatro, cinema e auditório 2.Nds+Nde ou 5 pessoas/unidade 1 pessoa/2,5m² 1 pessoa/5,0m² 1 pessoa/5,5m² 1 pessoa/5,0m² 1 pessoa/7,0m² 1 pessoa/1,5m² 1 pessoa/15,0m² 1 pessoa/6,0m² 1 pessoa/15,0m² 1 pessoa/5,0m² 1 pessoa/2,5m² 1 cadeira/0,7m² Nds – número de dormitórios Nde – número de dependências de serviço DIMENSIONAMENTO CÁLCULO DA POPULAÇÃO MÉTODO UTILIZADO PELA CORSAN Quando possuírem dormitórios com área de até 12m² - considerar 2 pessoas por dormitório; Quando possuírem dormitórios com área maior de 12m² - considerar 3 pessoas por dormitório; Quando possuírem dormitórios de empregada - considerar 1 pessoa por dormitório; 22/08/2020 30 DIMENSIONAMENTO CÁLCULO DA POPULAÇÃO - CORSAN Quando houverem vagas de garagem considerar 50L/dia por vaga de garagem. OBS: Pode-se desconsiderar se a convenção proibir a lavagem de carros. PRÉDIOS COMERCIAIS – 7 m² de área útil por pessoa. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RAMAL PREDIAL E MEDIÇÃO Tubulação compreendida entre a rede pública de abastecimento e a instalação predial. 22/08/2020 31 RAMAL PREDIAL E MEDIÇÃO O seu dimensionamento é feito com base em parâmetros fornecidos pela concessionária e o consumo diário da edificação. CORSAN Adota-se o estabelecido na Tabela 3, sendo que o consumo diário é multiplicado por 30 dias. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RAMAL PREDIAL E MEDIÇÃO - CORSAN Adota-se o estabelecido na Tabela 3, sendo que o consumo diário é multiplicado por 30 dias. Ex: Consumo diário calculado (CD) = 11 m³/dia DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 𝐹𝑎𝑖𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 11𝑚3 𝑑𝑖𝑎 ∗ 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝐹𝑎𝑖𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 330 𝑚3/𝑚ê𝑠 Tabela 3 22/08/2020 32 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Hidrômetro 3m³ Ramal Predial ¾” (PVC 25 mm) 22/08/2020 33 VAZÃO DO RAMAL PREDIAL PARA DISTRIBUIÇÃO INDIRETA: 𝑄 = 𝐶𝐷/86.400 Q é em L/s CD é em L/dia Velocidades admitidas entre 0,60 m/s e 1,00 m/s Consulta a concessionária de distribuição DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO VAZÃO DO RAMAL PREDIAL PARA DISTRIBUIÇÃO DIRETA: Onde: Q (L/s) C desc – coeficiente de descarga = 0,30 L/s ∑P é a soma dos pesos correspondentes a todas as peças de utilização alimentadas através do trecho considerado (NBR 5626) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 22/08/2020 34 Uma vez conhecida a vazão do ramal predial, tanto no caso de distribuição direta ou indireta, o serviço de água deverá ser consultado para a fixação do diâmetro. Geralmente, na prática, adota-se, para o ramal predial, uma velocidade igual a 0,6 m/s, de tal modo a resultar um diâmetro que possa garantir o abastecimento do reservatório mesmo nas horas de maior consumo. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 22/08/2020 35 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO EXEMPLO 2: Edifício com 100 pessoas com consumo diário de 25.000 L/dia comdistribuição indireta. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO adota-se velocidades entre 0,6 m/s<V<1,0m/s 𝐷𝑚í𝑛 = 4. 𝑄𝑚í𝑛 𝜋. 𝑉 = 4. 0,000289 𝜋. 0,6 = 0,02477 𝑚 𝐷𝑚í𝑛 = 24,77 𝑚𝑚 D = 25 mm 22/08/2020 36 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Exemplo 3: Dimensionar o ramal predial de uma residência com distribuição direta, com cozinha, lavanderia e dois banheiros, com as seguintes peças de utilização: 1 pia de cozinha 1 tanque de lavar 02 lavatórios de banheiro 02 bidês 02 caixas de descarga 02 chuveiros (misturadores) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Exemplo 3: 22/08/2020 37 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 𝑸 = 𝑪𝒅𝒆𝒔𝒄. 𝑷 𝑄 = 0,30. 3,6 𝑄 = 0,57 𝑙/𝑠 𝐷𝑚í𝑛 = 4 .𝑄 𝜋 . 𝑣 𝐷𝑚í𝑛 = 4 . 0,00057 𝜋 . 0,6 𝑄 = 0,00057 𝑚³/𝑠 𝑫𝒎í𝒏 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟒𝟕𝟖𝒎 𝑫𝒎í𝒏 𝒄𝒐𝒎𝒆𝒓𝒄𝒊𝒂𝒍 = 𝟒𝟎𝒎𝒎 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO EXEMPLO 4: Refaça o exemplo 3, substituindo a caixa de descarga por válvula de descarga: 1 pia de cozinha 1 tanque de lavar 02 lavatórios de banheiro 02 bidês 02 válvulas de descarga 02 chuveiros (misturadores) 22/08/2020 38 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO EXEMPLO 4: Peças de utilização Quantidade Peso unitário Peso total Pia de cozinha 1 0.7 0.7 Tanque de lavar 1 0.7 0.7 Lavatórios 2 0.3 0.6 Bidê 2 0.1 0.2 Válvula de descarga 2 32 64 Elétrico - 0.1 Misturador - 0.4 67 0.8Chuveiro 2 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 𝑄 = 0,30. 67 𝑄 = 2,46 𝑙/𝑠 𝑸 = 𝑪𝒅𝒆𝒔𝒄. 𝑷 𝑄 = 0,00246 𝑚³/𝑠 𝐷𝑚í𝑛 = 4 .𝑄 𝜋 . 𝑣 𝐷𝑚í𝑛 = 4 . 0,00246 𝜋 . 0,6 𝑫𝒎í𝒏 = 𝟎, 𝟎𝟕𝟐𝟐𝟓𝒎 𝑫𝒎í𝒏 𝒄𝒐𝒎𝒆𝒓𝒄𝒊𝒂𝒍 = 𝟕𝟓𝒎𝒎 22/08/2020 39 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ALIMENTADOR PREDIAL Parte da tubulação que vai desde o ramal predial até a primeira derivação ou válvula do flutuador do reservatório DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ALIMENTADOR PREDIAL A vazão a ser considerada para o dimensionamento do alimentador predial é obtida a partir do consumo diário: Onde: Q ap: vazão mínima a ser considerada no alimentador predial (m³/s) CD: consumo diário total (m³) 86.400 = 24h * 60 s 𝑄𝑎𝑝 = 𝐶𝐷 86.400 22/08/2020 40 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ALIMENTADOR PREDIAL A velocidade de escoamento no alimentador predial pode variar: Sendo usual adotar o valor de 0,6 m/s. 0,6 m/s ≤ V ≤ 1,0m/s DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ALIMENTADOR PREDIAL O diâmetro do alimentador será dado por: OBS: Valor obtido é o valor do diâmetro INTERNO! (m) 𝑄 = 𝐶𝐷 86400 𝐷𝑚í𝑛 = 4.𝑄𝑎𝑝 𝜋. 𝑉 0,6 m/s ≤ V ≤ 1,0m/s 𝐷𝑎𝑝 = 4.𝑄𝑎𝑝 𝜋. 𝑉𝑎𝑝 22/08/2020 41 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO CUIDADO!!! No caso de sistema de abastecimento direto o alimentador predial também tem a função de sistema de distribuição, devendo ser calculado como barrilete (cálculo visto a frente) DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE RESERVAÇÃO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 42 RESERVATÓRIOS - DE ACORDO COM A NBR 5626: O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no mínimo, o necessário para 24 h de consumo normal na edificação, sem considerar o volume de água para combate a incêndio (quando for o caso). DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVATÓRIOS - DE ACORDO COM A NBR 5626: A reservação (Rt) deve ser maior que o consumo diário Rt > CD O reservatório mínimo previsto em norma, para residências unifamiliares é de 500L: R min = 500 L A reserva total deve ser menor que o triplo do consumo diário, evitando-se a reservação de grandes volumes: RT < 3*CD Portanto: CD< Rt< 3*CD Adotando-se então a reservação total mínima como: Rt = 2*CD 22/08/2020 43 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ACORDO COM A NBR 5626: DISTRIBUIÇÃO DA RESERVAÇÃO: Havendo somente um reservatório, este deverá estar em nível superior (Rs), e conter toda a reservação necessária. Havendo reservatório inferior e superior: a indicação prática para os casos usuais, recomenda 40% do volume total no reservatório superior e 60% no inferior. Não sobrecarregar a estrutura DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ACORDO COM A NBR 5626: RESERVAS ADICIONAIS Reservas adicionais de combate a incêndio podem estar no Ri (no caso de sprinklers) e/ou Rs (no caso de hidrantes); Reservas adicionais para aparelhos de ar condicionado deve ser verificado junto ao projetista, podendo estar tanto no Rs, quanto no Ri. 22/08/2020 44 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVATÓRIO INFERIOR (Ri) A função do reservatório inferior é armazenar uma parte da água destinada ao abastecimento. Ri deve existir quando: O reservatório superior não puder ser abastecido diretamente pelo ramal alimentador. O volume total a ser armazenado no reservatório superior for muito grande (principalmente em prédios de apartamentos). Não sobrecarregar a estrutura DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVATÓRIO INFERIOR (Ri) Onde: VRi = Volume do Reservatório Inferior CD = Consumo Diário ND = Número de dias de falta de abastecimento VCIs = Volume necessário para combate à incêndio por sistema tipo Sprinkler Vac = Volume necessário para o sistema de ar condicionado. 𝑉𝑅𝑖 = 0,6 . 𝐶𝐷 + 𝑁𝐷 . 𝐶𝐷 + (𝑉𝐶𝐼𝑠 + 𝑉𝑎𝑐) Atualmente consideramos como ZERO 22/08/2020 45 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVATÓRIO SUPERIOR (Rs) O reservatório superior deve ter capacidade adequada para atuar como regulador de distribuição e é alimentado por uma instalação elevatória ou diretamente pelo alimentador predial. A vazão de dimensionamento da instalação elevatória e a vazão de dimensionamento do barrilete e colunas de distribuição são aquelas que devem ser consideradas no dimensionamento do reservatório superior. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVATÓRIO SUPERIOR (Rs) Onde: VRs = Volume do Reservatório Superior; CD = Consumo Diário (m³/dia); VCIh = Volume necessário para combate à incêndio por sistema tipo Hidrante (NBR 13714); Vac = Volume necessário para o sistema de ar condicionado. 𝑉𝑅𝑠 = 0,4 . 𝐶𝐷 + 𝑉𝐶𝐼ℎ + 𝑉𝑎𝑐 22/08/2020 46 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO EXEMPLO 5: Em um edifício de apartamentos em que o CD é de 100 m³ e o volume total a ser armazenado é de 1,5 CD, quais os volumes do Ri e Rs? DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO EXEMPLO 5: Em um edifício de apartamentos em que o CD é de 100 m³ e o volume total a ser armazenado é de 1,5 CD, quais os volumes do Ri e Rs? 𝑹𝒕 = 𝑹𝒊 + 𝑹𝒔 = 𝟏,𝟓 𝒙 𝟏𝟎𝟎 = 𝟏𝟓𝟎 𝒎³ VOLUMES: 𝑹𝒊 = 𝟎,𝟔 𝒙 𝟏𝟓𝟎 = 𝟗𝟎 𝒎³ 𝑹𝒔 = 𝟎,𝟒 𝒙 𝟏𝟓𝟎 = 𝟔𝟎 𝒎³ 22/08/2020 47 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO A reserva de incêndio deve ser prevista para permitir o primeiro combate às chamas, durante um determinado tempo. Após, considera-se que o corpo de bombeiros mais próximo atuará no combate, utilizando a rede pública. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO A reserva para combate a incêndios pode ser feita nos mesmos reservatórios da instalação predial de água fria, porém, à capacidade para esta finalidade devem ser acrescidos os volumes referentes ao consumo. 22/08/2020 48 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DEABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO A reserva de incêndio de cada tipo de sistema, sprinklers ou hidrantes, deve ser armazenada, na sua totalidade, somente em um dos reservatórios (superior ou inferior); Se a capacidade de cada reservatório ultrapassar 5m³, este deve ser compartimentado em pelo menos duas câmaras; DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO O volume mínimo para o sistema de hidrante ou mangotinho, deverá ser determinado pela seguinte fórmula: Onde: Q é a vazão de duas saídas do sistema; T = é o tempo de resistência contra ao fogo da edificação; V = é o volume da reserva, em litros. 𝑉 = 𝑄 . 𝑇 22/08/2020 49 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO O tempo de resistência contra ao fogo da edificação é de: TRRF = 30 min = Sistema tipo 3; TRRF = 60 min = Sistemas 1 e 2. 𝑉 = 𝑄 . 𝑇 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO 22/08/2020 50 ...PPCI... ...PPCI... 22/08/2020 51 ...PPCI... ...PPCI... 22/08/2020 52 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO RESERVA DE INCÊNDIO Normalmente... Residencial – sistema 1 > Mangotinho com 2 saídas T = 60 min Q = 80 L/min 𝑉 = 𝑄 . 𝑇 𝑉 = 2 ∗ 80 . 60 𝑉 = 9.600 𝑙 Significa que o sistema deve comportar 2 mangotinhos funcionando por 60 min à uma vazão de 80L/min 22/08/2020 53 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DO EXTRAVAZOR E LIMPEZA O diâmetro do tubo extravasor e limpeza é dimensionado considerando-se uma bitola comercial imediatamente superior à bitola da tubulação de recalque. 22/08/2020 54 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE RECALQUE DE ÁGUA FRIA DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO INSTALAÇÃO DE RECALQUE 22/08/2020 55 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO INSTALAÇÃO DE RECALQUE DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DETERMINAÇÃO DA VAZÃO DE RECALQUE (Qrec) Onde: CD = consumo diário (m³/dia); NF = número de horas de funcionamento da bomba, segundo NBR 5626 adota-se 6h/dia. 𝑄𝑟𝑒𝑐 = 𝐶𝐷 𝑁𝐹 (𝑚3/ℎ) 22/08/2020 56 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO TUBULAÇÃO DE RECALQUE As linhas de recalque deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos: Colocar, na saída da bomba, uma válvula de retenção e depois um registro de gaveta; DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO TUBULAÇÃO DE RECALQUE A válvula de retenção irá proteger a bomba contra: Pressão excessiva; Efeitos do golpe de ariéte; Possibilidade da mesma girar em sentido contrário. O registro de gaveta tem a finalidade de possibilitar a manutenção. 22/08/2020 57 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO válvula de retenção registro de gaveta DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO DE RECALQUE Onde: Drec : é o diâmetro da tubulação de recalque (m); Qrec : é a vazão de recalque da bomba (m³/s); NF = Número de horas de funcionamento da bomba por dia. 𝐷 𝑟𝑒𝑐 = 1,3 . 𝑄 𝑟𝑒𝑐 . 4 𝑋 𝑋 = 𝑁𝐹 24 22/08/2020 58 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos: Um registro de gaveta deverá ser colocado na horizontal (haste na horizontal) para evitar a formação de bolhas de ar; DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos: A sucção deve ser o mais curta possível, nunca ultrapassando 7,5 m; Sempre que possível deve ser inferior a 5m; Deve ser estanque, evitando assim a entrada e formação de bolhas de ar. 22/08/2020 59 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos: Deve ser colocada uma válvula de pé com crivo para impedir que objetos estranhos danifiquem a bomba, sendo que o crivo instalado deve ter de 3 a 4 vezes a área da tubulação de sucção; DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO O diâmetro da tubulação deve ser igual ou imediatamente superior ao diâmetro da tubulação de recalque: Então, a tubulação de sucção é determinada adotando- se, no mínimo, uma bitola comercial imediatamente superior à adotada para a tubulação de recalque. 𝐷 𝑠𝑢𝑐 ≥ 𝐷 𝑟𝑒𝑐 22/08/2020 60 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO CÁLCULO PARA ESCOLHA DO MOTOR-BOMBA A escolha do motor-bomba a ser utilizado no sistema de recalque, depende da determinação da: Vazão de recalque (Qrec); (visto anteriormente) Altura manométrica total da Instalação (Hman total) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ALTURA MANOMÉTRICA (DINÂMICA) DE ELEVAÇÃO TOTAL Hman (t) = Hman (R) + Hman (s) Onde: Hman (t) = altura manométrica total; Hman (R) = altura manométrica de recalque; Hman (S) = altura manométrica de sucção; 22/08/2020 61 Voltando um pouco para HIDRÁULICA APLICADA SISTEMAS ELEVATÓRIOS EIXO DA BOMBA NÍVEL MÍN. RES. INF. 22/08/2020 62 SISTEMAS ELEVATÓRIOS ALTURA MANOMÉTRICA (DINÂMICA) DE RECALQUE: É a diferença das cotas entre os níveis de saída do líquido no reservatório superior e do centro da bomba, acrescida das perdas de carga na tubulação entre os níveis citados. 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝑹 = 𝑯𝑹 + 𝒉𝒇 (𝑹) ONDE: HR = altura (estática ou geométrica) de recalque; hf (R) = perda de carga total de recalque; SISTEMAS ELEVATÓRIOS ALTURA MANOMÉTRICA (DINÂMICA) DE SUCÇÃO: É a diferença das cotas entre os níveis do centro da bomba e o fundo do reservatório inferior, acrescida das perdas de carga na tubulação entre os níveis citados. 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝑺 = 𝑯𝑺 + 𝒉𝒇 (𝑺) ONDE: Hs = altura (estática ou geométrica) de sucção; hf (s) = perda de carga total de sucção; 22/08/2020 63 SISTEMAS ELEVATÓRIOS ALTURA MANOMÉTRICA (DINÂMICA) DE ELEVAÇÃO TOTAL BOMBA NÃO AFOGADA ou Bomba de sucção positiva: quando o eixo da bomba situa-se acima do nível do reservatório. Hman (total) = Hman (R) + Hman (s) Hman (total) = Hr + hf (R) + Hs + hf (s) Hman (total) = Hr + Hs + hf (R) + hf (s) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DIMENSIONAMENTO DA BOMBA DE RECALQUE Traçar primeiro o isométrico da instalação de recalque com todas as dimensões e peças; Definir a vazão de recalque mínima; Definir o período de funcionamento da bomba: NBR 5626/98 recomenda: Pequenos reservatórios – tempo de enchimento < 1h Grandes reservatórios – tempo de enchimento < 6h 22/08/2020 64 Representação isométrica de uma instalação de bombeamento de um prédio (Fonte: MACINTYRE, 1996) DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ESCOLHA DA BOMBA: Onde: N = potência da bomba em CV Qr = vazão recalcada (m³/s) Hm = altura manométrica (m) 𝛾 = peso específico (kgf/m³) 𝜂 = rendimento do conjunto elevatório 22/08/2020 65 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO ESCOLHA DA BOMBA: DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO SISTEMA DE COMANDO DA BOMBA A instalação elétrica de bombeamento deverá permitir o funcionamento automático da bomba e, eventualmente, a operação de comando manual direto. O comando automático é realizado com dispositivos conhecidos por automáticos de bóia, ou por controle automático de nível. 22/08/2020 66 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOSSISTEMAS DE ABASTECIMENTO SISTEMA DE COMANDO DA BOMBA Instala-se um automático de bóia superior e um inferior, a bomba será comandada pelo automático do reservatório superior (Figura). DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO SISTEMA DE COMANDO DA BOMBA Caso o nível no reservatório inferior atinja uma situação abaixo da qual possa vir a ficar comprometida a aspiração, pela entrada de ar no tubo de aspiração, o automático inferior deverá desligar a bomba, muito embora não tenha ainda atingido o nível desejado no reservatório superior. 22/08/2020 67 D IM E N S IO N A M E N TO D O S C O M P O N E N TE S D O S S IS TE M A S D E A B A S TE C IM E N TO DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 22/08/2020 68 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO NPSH - NET POSITIVE SUCTION HEAD ALTURA DE SUCÇÃO ABSOLUTA A fim de caracterizar as condições para que ocorra boa “aspiração” das bombas, foi introduzindo na terminologia das instalações de bombeamento a noção de NPSH, que é necessário conhecer para que o projeto dessas instalações seja elaborado em bases modernas e de boa técnica. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO NPSH - NET POSITIVE SUCTION HEAD ENERGIA DISPONÍVEL DO LÍQUIDO NA ENTRADA DA BOMBA Para que uma bomba funcione bem, é preciso que: NPSHd ≥ NPSHr 22/08/2020 69 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO NPSH requerido (NPSHr): Característica hidráulica da bomba, fornecida pelo fabricante. NPSH requerido é a energia necessária ao líquido para vencer as perdas de carga, dentro da bomba, e chegar ao ponto de ganho de energia e ser recalcado como líquido e não como vapor. DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO NPSH disponível (NPSHd): Característica das instalações de sucção, considerando o local, a temperatura do líquido e das instalações que trabalha a bomba; NPSH disponível é a energia que um líquido possui num ponto anterior a entrada de sucção da bomba, acimda da sua pressão de vapor. 22/08/2020 70 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO NPSH disponível (NPSHd): É dado pela fórmula: Onde: NPSHd = NPSH disponível (m.c.a); HS = altura estática de sucção (m); Pa = pressão atmosférica no local (m.c.a) – Tabelado; Pv = pressão de vapor, na temperatura de bombeamento (m.c.a) – Tabelado; hf(s) = perda de carga total na sucção (m). 𝑵𝑷𝑺𝑯𝒅 = ±𝑯𝑺 − 𝒉𝒇 𝒔 + 𝑷𝒂𝒕𝒎 𝜸 − 𝑷𝒗 𝜸 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO OBSERVAÇÃO IMPORTANTE HS = altura estática de sucção (m); - HS: é negativa quando a bomba estiver acima do nível da água (não afogada), (é chamada altura de aspiração); + HS: é positiva quando a bomba estiver afogada (carga ou altura de água na sucção); 22/08/2020 71 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Resumindo, o NPSH disponível é a energia que o líquido possui na entrada de sucção da bomba e o NPSH requerido é a emergia do líquido que a bomba precisa para funcionar satisfatoriamente. É CONDIÇÃO NECESSÁRIA PARA O BOM FUNCIONAMENTO DA BOMBA, CASO CONTRÁRIO PODE OCORRER CAVITAÇÃO, OQUE CAUSA SÉRIOS DANOS À BOMBA. NPSHd > NPSHr DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO A cavitação indica: NPSHd insuficiente; Perda de carga elevada na sucção; Baixa altura estática; Alta temperatura. A solução deve ser a modificação do sistema elevatório; caso não seja possível esta modificação, deve-se escolher outra bomba com NPSH requerido menor. 22/08/2020 72 DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Na prática, utiliza-se a margem de segurança mínima de 0,6 m do líquido bombeado, ou seja: NPSHd – 0,6 m ≥ NPSHr. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 73 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO O dimensionamento dos componentes de do sistema de distribuição é baseado nos princípios de dimensionamento de canalizações em escoamento como condutos forçados, onde é feito um balanceamento entre: Diâmetro da tubulação; Vazão de projeto Pressões necessárias, tendo em vista a carga disponível. 22/08/2020 74 SUBSISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INTERNA: Barrilete Coluna Ramal Sub-ramal COMPONENTES DO SISTEMA DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIMENSIONAMENTO DO SUB-RAMAL Tubulação que liga o ramal à peça de utilização ou à ligação do aparelho sanitário. 22/08/2020 75 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIMENSIONAMENTO DO SUB-RAMAL SUBSISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INTERNA: Barrilete Coluna Ramal Sub-ramal COMPONENTES DO SISTEMA 22/08/2020 76 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIMENSIONAMENTO DO RAMAL Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais. 2 MÉTODOS DISPONÍVEIS VAZÃO MÁXIMA POSSÍVEL VAZÃO MÁXIMA PROVÁVEL DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MÉTODO DOS DIÂMETROS EQUIVALENTES OU VAZÃO MÁXIMA POSSÍVEL A determinação da vazão de projeto considera a soma das vazões de todos os aparelhos ligados ao ramal – uso simultâneo dos pontos de utilização. Ex: indústrias, quartéis, escolas, cinemas, etc. 22/08/2020 77 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Passo a passo para o dimensionamento das tubulações de ramal de água fria – vazão máxima provável: Levantamento do número de peças de utilização que essa tubulação irá atender; A quantidade de água (vazão) que cada peça necessita para funcionar perfeitamente. Calcular o somatório de pesos do trecho Encontrar o diâmetro no ábaco luneta DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Vazões nos Pontos de Utilização – Fonte: NBR 5626 22/08/2020 78 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO O peso P é um dado experimental e estatístico e varia em função de três fatores: Tempo de uso do aparelho; Intervalo de tempo de uso em dois casos consecutivos; Vazão própria do aparelho. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 22/08/2020 79 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO EXEMPLO: DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO AB - BC 𝑃 = 32 Ábaco de Luneta 1 2 3 22/08/2020 80 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO ESCOLHA DO DIÂMETRO DO TRECHO : Com base na vazão máxima provável ou no somatório dos pesos para o trecho em questão, escolhe-se o diâmetro da tubulação de acordo com o ÁBACO LUNETA. 32 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO AB - BC 22/08/2020 81 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO DG = DE – EF - FG RAMAL F - G 1 ducha 1 lavatório 1 chuveiro elétrico 1 pia torneira elétrica 1 tanque 1 torneira de jardim DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Vazões nos Pontos de Utilização – Fonte: NBR 5626 22/08/2020 82 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO DG = DE – EF - FG 𝑃 = 2 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO DG = DE – EF - FG 2 22/08/2020 83 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO EXEMPLO: DIMENSIONAMENTO DOS SUBRAMAIS Verificar a vazão (PESO) de cada peça e seu diâmetro correspondente no ábaco de luneta. 22/08/2020 84 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO EXEMPLO: SUBRAMAL DA DUCHA HIGIÊNICA 𝑃 = 0,4 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 0,4 𝑃 = 0,4 22/08/2020 85 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MAS CUIDADO!!! A NBR 5626 estabelece diâmetros mínimos recomendados para cada aparelho. VERIFICAR sempre se atende a condição mínima! DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 22/08/2020 86 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO DG = DE – EF - FG PELO CÁLCULO Sub-ramal = Ramal 25 mm PELO DIÂMETRO MÍNIMO Sub-ramal chuveiro – 15 mm OK! Sub-ramal lavatório – 15 mm OK! Sub-ramal pia de cozinha – 15 mm OK! Sub-ramal Tanque – 20 mm OK! Sub-ramal Ducha (bidê) – 15 mm OK! Sub-ramal Torneira Jardim – 20 mm OK! DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO TRECHO AB = BC PELO CÁLCULO Sub-ramal = Ramal 40 mm PELO DIÂMETRO MÍNIMO Sub-ramal bacia sanitária com válvula = 50 mm Usa-se SEMPRE o MAIOR DIÂMETRO ENCONTRADO!!! Então TRECHO AB = BC = 50 mm! 22/08/2020 87 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Eu poderia colocar dois diâmetros de sub-ramais no trecho FG? DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Sim, poderia. Mas CUIDADO!!! A obra torna-se mais cara devido à gastos com peças que fazem a redução dos diâmetros e também com as sobras que aconteceriam de tubulações de vários diâmetros. Além de aumentar a possibilidade de erros na execução. 22/08/2020 88 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MÉTODO DA VAZÃO MÁXIMA PROVÁVEL Considera a soma das vazões dos aparelhos ligados ao ramal e que provavelmente estão funcionando simultaneamente. Recomendado para instalações de uso residencial. Onde: Q = vazão (l/s) C = coeficiente de descarga (0,3 l/s) ∑P = soma dos pesos correspondentes a todas as peças de utilização alimentadas pelo alimentador predial DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO O método consiste nas seguintes etapas: 1º) Verificar o peso relativo de cada aparelho sanitário do ramal conforme indicado na Tabela: 22/08/2020 89 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 2º) Somar os pesos dos aparelhos alimentados em cada trecho de tubulação. 3º) Calcular a vazão em cada trecho da tubulação através da equação: DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO A vazão também pode ser obtida do ábaco: 4º) Determinar o diâmetro de cada trecho da tubulação através do ábaco: 22/08/2020 90 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 5º) Verificar se a velocidade atende ao limite estabelecido por norma. O ruído proveniente de tubulação é gerado quando suas paredes sofrem vibração pela ação do escoamento da água. O ruído de escoamento não é significativo para velocidade média da água inferior a 3 m/s. Portanto, a NBR 5626:1998 recomenda que as tubulações sejam dimensionadas de modo que a velocidade da água não atinja valores superiores a 3 m/s em nenhum trecho da tubulação. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO VERIFICAÇÃO DA VELOCIDADE DA ÁGUA As tubulações devem ser dimensionadas de modo que a velocidade da água, em qualquer trecho, não atinja valores superiores a 3 m/s. 𝒗 ≤ 𝟑𝒎/𝒔 22/08/2020 91 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO VERIFICAÇÃO DA VELOCIDADE DA ÁGUA Além do valor da Norma, recomenda-se que a velocidade da água nas tubulações não ultrapasse o valor obtido pela equação: Onde: vmax = Velocidade Máxima (m/s) D = diâmetro interno da tubulação (m) 𝑣𝑚á𝑥 = 14 ∗ 𝐷 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO VERIFICAÇÃO DA VELOCIDADE DA ÁGUA Se o valor da velocidade no trecho em que está se fazendo a verificação ultrapassar os limites acima, deve-se escolher um diâmetro maior para a tubulação, até a condição de velocidade máxima seja satisfeita. 22/08/2020 92 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 6º) Verificar a perda de carga. a) Nos tubos Para determinação da perda de carga em tubos, a NBR 5626:1998 estabelece que podem ser utilizadas as expressões de Fair-Whipple-Hsiao. No caso de tubos rugosos (tubos de aço-carbono, galvanizado ou não), utiliza-se a equação: 𝐽 = 20,1 . 105 ∗ 𝑄1,88 ∗ 𝐷−4,88 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO No caso de tubos lisos (tubos de plástico, cobre ou liga de cobre), utiliza-se a equação: Onde: J é a perda de carga unitária (mca/m); Q é a vazão estimada na seção considerada (litros/s); D é o diâmetro interno do tubo (mm). 𝐽 = 8,69 . 105 ∗ 𝑄1,75 ∗ 𝐷−4,75 22/08/2020 93 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Observação: Tanto a velocidade quanto a perda de carga podem ser determinadas através da utilização dos ábacos de Fair- Whipple-Hsiao, mostrados nas Figuras 1.6 e 1.7. 22/08/2020 94 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO b) Nas conexões A perda de carga nas conexões que ligam os tubos, formando as tubulações, deve ser expressa em termos de comprimento equivalente desses tubos. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO A Tabela 1.6 apresenta esses comprimentos equivalentes para diferentes conexões em função do diâmetro nominal de tubos rugosos (tubos de aço-carbono, galvanizado ou não). 22/08/2020 95 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO A Tabela 1.7 apresenta esses comprimentos equivalentes para diferentes conexões em função do diâmetro nominal de tubos lisos (tubos de plástico, cobre ou liga de cobre). DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO 7º) Verificar se a pressão se situa dentro dos limites estabelecidos por norma. RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626 Pressões Mínimas e Máximas Após o cálculo da vazão, definição do diâmetro e verificação de velocidade é necessário verificar se as pressões mínimas de funcionamento estão sendo atendidas, principalmente nos pontos mais desfavoráveis da instalação. 22/08/2020 96 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626 A NBR 5626:1998 estabelece que a pressão estática (quando não há escoamento) em qualquer ponto de utilização da rede predial de distribuição seja inferior a 400kPa (40mca) para proteger a tubulação contra pressão e golpe de aríete. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Com relação à pressão dinâmica (com escoamento), a NBR 5626:1998 estabelece que seja superior a 5kPa (0,5mca). E também que sejam respeitadas as pressões dinâmicas mínimas para as peças de utilização conforme recomendações da NBR 5626:1998. 22/08/2020 97 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626 Pressões Mínimas e Máximas Em condições dinâmicas a pressão em qualquer aparelho não deve ser inferior a 10 kPa = 1 m.c.a; Com exceção do ponto da caixa de descarga onde a pressão pode atingir até um mínimo de 5 kPa, e do ponto da válvula de descarga para bacia sanitária onde a pressão não deve ser inferior a 15 kPa. 22/08/2020 98 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO PROCEDIMENTO DE CÁLCULO: Coluna (1): Indica-se a coluna que está sendo dimensionada; Coluna(2): Indica-se os pavimentos (do último ao primeiro); Coluna (3): Indica-se o trecho que está sendo dimensionado; Coluna (4): Indica-se o peso dos aparelhos ligados ao trecho; DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Coluna (5): É a soma acumulada dos pesos nos diversos trechos de baixo para cima; Coluna (6): Em função do somatório dos pesos em cada trecho, determina-se a vazão correspondente através da equação ou do ábaco; 22/08/2020 99 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Coluna (7): Em função do somatório dos pesos em cada trecho, determina-se o diâmetro correspondente através do ábaco; Coluna (8): Preencher o diâmetro nominal em mm; Coluna (9): Preencher o diâmetro nominal em polegadas; Coluna (10): Em função da vazão e do diâmetro de cada trecho, determina-se a velocidade correspondente através da equação 1.3 ou dos ábacos; DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Coluna (11): Indica-se o comprimento real de cada trecho da tubulação (dado de projeto); Coluna (12): Indica-se o comprimento equivalente das conexões em cada trecho (obtido das Tabelas 1.6 ou 1.7); Coluna (13): É a soma das colunas 11 e 12 – L total; Coluna (14): Em função da vazão e do diâmetro de cada trecho, determina-se a perda de carga unitária correspondente através da equação 1.4 ou 1.5 ou dos ábacos das Figuras 1.6 e 1.7; 22/08/2020 100 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMADE DISTRIBUIÇÃO Coluna (15): É a multiplicação dos valores das colunas 13 e 14 – perda de carga total do trecho; Coluna (16): É a pressão disponível no trecho; Considerar ZERO na saída no nível máximo do reservatório superior; Coluna (17): Desnível disponível (distância vertical do nível máximo do reservatório até o ponto de utilização do ramal do aparelho) Coluna (18): É a pressão a jusante, ou seja, é a pressão do trecho menos a perda de carga no trecho. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Coluna (18): Fórmula P jusante = P montante ± desnível – perda de carga É a pressão disponível no trecho mais o desnível entre o início e o final do trecho menos a perda de carga no trecho. Se a pressão residual for menor que a pressão requerida no ponto de utilização, ou se a pressão for negativa, repetir os passos 7 ao 14, selecionando um diâmetro interno maior para a tubulação de cada trecho 22/08/2020 101 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Assim: No nono pavimento teremos 0 + 4 – 1,51 = 2,49 mca 0 é a pressão no fundo do reservatório superior quando vazio (mca); 4 é a diferença de nível entre o fundo do reservatório e o ponto 1 (mca); 1,51 é a perda de carga no trecho (mca); 2,49 é a pressão no ponto 1 (mca). DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO No oitavo pavimento teremos 2,49 + 3 – 0,61 = 4,88 mca 2,49 é a pressão no ponto 1 (mca); 3 é a diferença de nível entre os pontos 1 e 2 (mca); 0,61 é a perda de carga no trecho 1-2 (mca); 4,88 é a pressão no ponto 2 (mca). 22/08/2020 102 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO BARRILETE OU COLAR DE DISTRIBUIÇÃO A ligação da extremidade superior das colunas de alimentação, diretamente ao reservatório na cobertura, ofereceria sérios inconvenientes, pois haveriam casos em que o reservatório teria dezenas dessas inserções e haveria um problema sério de ESTANQUEIDADE. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO BARRILETE OU COLAR DE DISTRIBUIÇÃO O barrilete ou colar de distribuição é a solução que se adota para se limitar a as ligações ao reservatório. Trata-se de uma tubulação ligando as duas seções do reservatório superior e da qual partem as derivações correspondentes às diversas colunas de alimentação. 22/08/2020 103 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO BARRILETE OU COLAR DE DISTRIBUIÇÃO SISTEMA UNIFICADO OU CENTRAL SISTEMA RAMIFICADO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO SISTEMA UNIFICADO: Do barrilete ligando as duas seções do reservatório partem diretamente todas as ramificações, correspondendo cada qual a uma coluna de alimentação. 22/08/2020 104 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO Colocam-se dois registros que permitem isolar uma ou outra seção do reservatório. Cada ramificação para a coluna correspondente tem seu registro próprio. Deste modo, o controle e a manobra de abastecimento, bem como o isolamento das diversas colunas, são feitos num único local da cobertura. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO SISTEMA UNIFICADO 22/08/2020 105 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO SISTEMA RAMIFICADO: Do barrilete saem ramais, que por sua vez dão origem a derivações secundárias para as colunas de alimentação. Na parte superior da coluna, ou no ramal do barrilete próximo à descida da coluna, coloca-se um registro. Esse sistema é mais utilizado por razões de economia de encanamento. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO SISTEMA RAMIFICADO: 22/08/2020 106 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626: Para possibilitar a manutenção de qualquer parte da rede predial de distribuição, deve ser prevista a instalação de registros de fechamento, ou de outros dispositivos que cumpram a mesma função. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626: Recomenda-se o emprego de registros de fechamento: a) no barrilete, posicionado no trecho que alimenta o próprio barrilete (no caso de tipo de abastecimento indireto posicionado em cada trecho que se liga ao reservatório); b) na coluna de distribuição, posicionado a montante do primeiro ramal; c) no ramal, posicionado a montante do primeiro sub-ramal. IMPORTANTE 22/08/2020 107 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626 - DIMENSIONAMENTO Vazões nos pontos de utilização A instalação predial de água fria deve ser dimensionada de modo que a vazão de projeto esteja disponível no respectivo ponto de utilização, se apenas tal ponto estiver em uso. Além disso o dimensionamento deve possibilitar que no uso simultâneo provável de dois ou mais pontos de utilização, a vazão de projeto correspondente a esses pontos esteja plenamente disponível. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO RECOMENDAÇÕES DA NBR 5626 - DIMENSIONAMENTO Vazões no abastecimento de reservatório Nos pontos de suprimento de reservatórios, a vazão de projeto pode ser determinada dividindo-se a capacidade do reservatório pelo tempo de enchimento. No caso de pequenos reservatórios individualizados (residências unifamiliares), o tempo de enchimento deve ser menor do que 1 h. No caso de grandes reservatórios, o tempo de enchimento pode ser de até 6 h. 22/08/2020 108 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO IMPORTANTE Os diâmetros dos barriletes, colunas e ramais são determinados em função das vazões nos trechos e dos limites de velocidade (velocidade máxima: menor que 3,0 m/s , a fim de não se produzirem ruídos excessivos) 22/08/2020 109 ACESSÓRIOS HIDRÁULICOS SIMBOLOGIA E DETALHAMENTO DE PROJETOS DE INSTALAÇÕES DE ÁGUA FRIA SIMBOLOGIA PROJETO DE INSTALAÇÕES 22/08/2020 110 PROJETO DE INSTALAÇÕES ISOMÉTRICOS PROJETO DE INSTALAÇÕES 22/08/2020 111 ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO APARELHO H DO PONTO DE ENTRADA DE ÁGUA Bacia sanitária com válvula 33 cm Bacia sanitária com caixa acoplada 20 cm Ducha higiênica 50 cm Bidê 20 cm Banheira de hidromassagem 30 cm Chuveiro ou ducha 220 cm Lavatório 60 cm Mictório 105 cm Máquina de lavar roupa 90 cm Máquina de lavar louça 60 cm Pia 110 cm PROJETO DE INSTALAÇÕES ALTURA DOS PONTOS DE UTILIZAÇÃO APARELHO ALTURA DO PONTO DE ENTRADA DE ÁGUA Tanque 115 cm Torneira de limpeza 60 cm Torneira de jardim 60 cm PEÇA POSIÇÃO Registro de pressão 110 cm Registro de gaveta 180 cm Válvula de descarga 110 cm 22/08/2020 112 PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS Reservatório sob o telhado PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS 22/08/2020 113 Reservatório sobre o telhado PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS Reservatório distante dos pontos de consumo PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS 22/08/2020 114 Reservatório distante dos pontos de consumo PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS Problemas e soluções em projetos: Caso particular de edifícios altos PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS 22/08/2020 115 Problemas e soluções em projetos: Caso particular de edifícios altos PROBLEMAS E SOLUÇÕES EM PROJETOS RECOMENDAÇÕES PRÁTICAS DE PROJETO 22/08/2020 116 PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO Evite a passagem da tubulação pelo piso, porque, no caso de eventual vazamento em junta, torna-se difícil sua localização e se faz necessária a quebra do piso. É aconselhável passar a tubulação pelo muro ou parede. PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO Eventualmente, se houver a necessidade de se instalar a tubulação no piso, observe se ela, na vala, foi envolvida em material sem pedras ou corpos estranhos que possam danificá-la e, principalmente, se a vala foi bem compactada (socada). 22/08/2020 117 PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO Não cruze e nem encoste a tubulação de água fria com a tubulação de água quente. Evite também que elas sejam instaladas próximas uma das outra ou próximas à chaminés (lareiras). PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO Recomenda-se sempre a colocação de registros de gavetas em cada ambiente (banheiro, cozinha, área de serviço etc.), para facilitar a manutenção e evitar perda de água no caso de vazamentos em qualquer aparelho. 22/08/2020 118 PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO SIFÕES NA TUBULAÇÃO Um problema comum a alguns projetos é o uso de sifões invertidos (U invertido), dispostos, por exemplo, ao redor de portas. Essa disposição gera uma situação crítica, pois dificulta o escoamento do ar. E por que isso acontece? As bolhas de ar que podem surgir na tubulação precisam de declividade para se movimentarem, ou seja, elas precisam sair da tubulação. O que acontece com a disposição do sifão invertido é que ele impede o escoamento – a remoção – dessas bolhas. Com isso, há redução na seção do conduto e, consequentemente, prejuízos na vazão do sistema hidráulico. PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO SIFÕES NA TUBULAÇÃO 22/08/2020 119 PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO TUBULAÇÃO DE AVISO Aí está um item geralmente esquecido pelos projetistas. A tubulação de aviso tem a função de indicar problemas de abastecimento do reservatório. Se não há tubulação de aviso prevista no projeto hidrossanitário, como saber se existe vazamento na edificação? Simples: avalie a conta de água. Mais simples que isso é evitar desperdícios – de água e de dinheiro – instalando a tubulação de aviso em um local de circulação de pessoas. Assim, se existir algum problema na torneira boia ou na chave boia, um tubo menor de extravasão lançará um alerta de que há problemas no reservatório. PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO TUBULAÇÃO DE AVISO 22/08/2020 120 PROJETO DE ÁGUA FRIA CUIDADOS NA INSTALAÇÃO TUBULAÇÃO DE AVISO É importante descartar que a instalação de tubulação de aviso em locais escondidos, como depósitos, não é eficaz. Um exemplo dessa situação é quando a água proveniente do extravasor é lançada em um local pouco visível. Nesses casos, é normal a água ir para a rede pluvial, ou seja, fica difícil constatar o problema do reservatório. PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 121 PROJETO DE ÁGUA FRIA PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 122 PROJETO DE ÁGUA FRIA PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 123 PROJETO DE ÁGUA FRIA BANHEIRO PROJETO DE ÁGUA FRIA COZINHA 22/08/2020 124 PROJETO DE ÁGUA FRIA ÁREA DE SERVIÇO PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 125 PROJETO DE ÁGUA FRIA PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 126 PROJETO DE ÁGUA FRIA PROJETO DE ÁGUA FRIA 22/08/2020 127 PROJETO DE ÁGUA FRIA ISOMÉTRICOS 22/08/2020 128 ISOMÉTRICOS NO CAD 1. Isola o cômodo do restante da casa/apartamento 2. Rotaciona em 45º - comando RO ISOMÉTRICOS NO CAD 22/08/2020 129 3. Transforma em bloco 4. Clica botão direito > PROPRIEDADES 22/08/2020 130 5. GEOMETRY > SCALE Y > 0.57735 ISOMÉTRICOS NO CAD 6. Desenha em 3D (eixos x, y e z) (30º em relação à horizontal) ISOMÉTRICOS NO CAD
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