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INSTALAÇÕES PREDIAIS - HIDRÁULICAS AULA 02 CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO JUIZ DE FORA ENGENHARIA CIVIL – CAMPUS RIO BRANCO MAURO GOMES BASTOS Juiz de Fora, Minas Gerais / 2020.2 • A elaboração deste material sobre instalações prediais de água fria tem como preocupação a necessidade de mostrar a existência da NBR 5626/1998 (Instalações Prediais de Água Fria); • O conhecimento da terminologia e das especificações desta Norma torna-se essencial. • Os principais objetivos de uma instalação de água fria são: • Fornecimento contínuo de água aos usuários e em quantidade suficiente, amenizando problemas decorrentes da interrupção do funcionamento do sistema público de abastecimento; • Limitação de certos valores de pressões e velocidades, assegurando-se desta forma o bom funcionamento da instalação; • Preservação da qualidade da água através de técnicas de distribuição e reservas coerentes e adequadas; SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA • Destacam-se basicamente três etapas: • Concepção: fase em que se definem o tipo do prédio e sua utilização, sua capacidade atual e futura, o tipo de sistema de abastecimento, os pontos de utilização, o sistema de distribuição, a localização dos reservatórios, as canalizações e os aparelhos; • Determinação das vazões das canalizações constituintes do sistema; • Dimensionamento das canalizações. ETAPAS DE PROJETO • O projeto das instalações prediais de água fria compreende: • Memorial descritivo e justificativo; • Cálculos; • Norma de execução; • Especificações dos materiais e equipamentos a serem utilizados; • Todas as plantas, esquemas hidráulicos, desenhos isométricos e outros detalhes que se fizerem necessários ao entendimento do projeto; • Todos os detalhes construtivos importantes tendo em vista garantir o cumprimento na execução de todas as suas prescrições; • Poderão ou não constar, dependendo de acordo prévio entre os interessados, as relações de materiais e de equipamentos. ETAPAS DE PROJETO • Concepção do Projeto • Tipo e ocupação do prédio; • Capacidade atual e futura; • Tipo do sistema de abastecimento; • Pontos de utilização; • Traçado do sistema de distribuição; • Localização de reservatórios e aparelhos; • Materiais a serem utilizados. • Dimensionamento do Sistema • Determinação de vazões; • Fundamentos básicos de hidráulica; • Determinação de diâmetros de canalizações e volumes de reservatórios; • Verificação de velocidades limites (máximas); • Verificação de pressões limites (máximas e mínimas). ETAPAS DE PROJETO • O desenvolvimento do projeto das instalações prediais de água fria deve ser conduzido concomitantemente, e em conjunto (ou em equipe de projeto), com os projetos de arquitetura, estruturas e de fundações do edifício, de modo que se consiga a mais perfeita harmonia entre as exigências técnico/econômicas envolvidas. ETAPAS DE PROJETO • Sub-sistema de Alimentação • Ramal predial; • Cavalete/Hidrômetro; • Alimentador predial. • Sub-sistema de Reservação • Reservatório inferior; • Elevatória; • Reservatório superior. • Sub-sistema de Distribuição • Barrilete; • Coluna de Distribuição; • Ramal; • Sub-ramal. COMPONENTES DO SISTEMA • Sub-sistema de Alimentação 1. Ramal Predial: tubulação compreendida entre a fonte de abastecimento (rede pública) e a extremidade de montante do alimentador predial, onde costuma-se instalar o hidrômetro da edificação. 2. Hidrômetro: equipamento destinado a efetuar a medição periódica do consumo da edificação, visando a emissão da correspondente fatura do fornecimento de água potável pela concessionária. 3. Alimentador Predial: tubulação que liga a fonte de abastecimento a um reservatório de água de uso doméstico (inferior ou superior). COMPONENTES DO SISTEMA • Ramal Predial • NBR 5626 – O ponto em que termina o ramal predial deve ser definido pela concessionária. COMPONENTES DO SISTEMA • Hidrômetro • Chama-se hidrômetro o aparelho que mede o gasto de água de um consumidor; • Os hidrômetros limitadores de consumo ou reguladores de vazão serão instalados em local adequado, a 1,50m, no máximo, da testada do imóvel; • Devem ficar abrigados em caixa ou nicho, de alvenaria ou concreto, de modo a permitir fácil remoção e leitura, e deverá ser construída pelo proprietário ou usuário. • Deve haver livre acesso do pessoal do Serviço de Águas ao local do hidrômetro limitador do consumo ou do aparelho regulador de vazão. • Os hidrômetros serão fornecidos, instalados e conservados pelo Departamento de Águas, podendo, a seu critério, ser fornecido pelo interessado, desde que aferido e instalado pelo Departamento, ficando incorporado ao patrimônio do estado ou da Prefeitura local. COMPONENTES DO SISTEMA • Os hidrômetros podem ser: • volumétricos, que se baseiam na medida do número de vezes em que uma câmara de volumes conhecidos se enche e se esvazia; • taquimétricos, que se baseiam na medida da velocidade do fluxo da água através de uma seção de área conhecida. • Os hidrômetros volumétricos são indicados nas instalações de pequenas vazões e os taquimétricos, para as grandes vazões. COMPONENTES DO SISTEMA COMPONENTES DO SISTEMA • Hidrômetros individuais: • A medição de água através de um único hidrômetro, em edifícios multifamiliares, está sendo gradativamente substituída pela medição de água individualizada que se constitui em sinônimo de economia de água e justiça social (o consumidor paga efetivamente pelo seu consumo). • A medição individual de água em condomínios prediais é importante por várias razões, dentre as quais, destacam-se: • Redução do desperdício de água e, consequentemente, do volume efluente de esgotos; • Economia de energia elétrica devido à redução do volume bombeado para o reservatório superior; • redução do índice de inadimplência; • identificação de vazamentos de difícil percepção. COMPONENTES DO SISTEMA • Agrupados no térreo; • Agrupados no barrilete; • Em cada pavimento; • Em cada pavimento com medição remota. COMPONENTES DO SISTEMA • Alimentador predial: tubulação entre o ramal predial e a primeira derivação ou válvula de flutuador de reservatório. COMPONENTES DO SISTEMA • Reservatórios de água (caixas d’água) residenciais representam uma aplicação do princípio dos vasos comunicantes. O Fato de interligar os reservatórios torna possível que o nível d’água varie (aumente ou diminua) por igual. COMPONENTES DO SISTEMA • Sub-sistema de Reservação • A capacidade dos reservatórios de uma instalação predial de água fria deve ser estabelecida levando-se em consideração o padrão de consumo de água no edifício e, onde for possível obter informações, a frequência e duração de interrupções do abastecimento; • O volume de água reservado para uso doméstico deve ser, no mínimo, o necessário para 24h de consumo normal no edifício, sem considerar o volume de água para combate a incêndio; • No caso de residência de pequeno tamanho, recomenda-se que a reserva mínima seja de 500l • Quanto ao tipo, os reservatórios podem ser industrializados ou moldados in loco. COMPONENTES DO SISTEMA • Sub-sistema de Distribuição • Barrilete: situa-se abaixo do reservatório superior e acima da laje do teto do último pavimento. É dotado de registros de gaveta que comandam toda a distribuição de água. É aconselhável que o barrilete seja executado com um pequeno aclive (0,5%) em direção ao reservatório; • Coluna de água fria: é uma canalização vertical que parte do barrilete e abastece os ramais de distribuição de água; • Ramal: é a canalização compreendida entre a coluna e os subramais; • Sub-ramal: é a canalização que conecta os ramais aos aparelhos de utilização. COMPONENTES DO SISTEMA • A captação de água pode ser feita por fonte particularou pela rede pública; • Tipos de sistema utilizados: direto, indireto e misto; • Cada um desses sistemas apresenta vantagens e desvantagens, que devem ser analisadas pelo projetista, conforme a realidade local e as características do edifício em que esteja trabalhando. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • Sistema de Distribuição Direto • A alimentação da rede predial de distribuição é feita diretamente da rede pública. Nesse caso, não existe reservatório domiciliar, e a distribuição é feita de forma ascendente, ou seja, as peças de utilização de água são abastecidas diretamente da rede pública. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • 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. (metros de coluna de água); • Menor custo da instalação e economia em: reservatórios, bombas, registros, etc. • Desvantagens • Falta de água no caso de interrupção do 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 de 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: ocorre quando a água em alta velocidade (pressão) é interrompida. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • Sistema de Distribuição Indireto • No sistema indireto, adotam-se reservatórios para minimizar os problemas referentes à intermitência ou as irregularidades no abastecimento de água e as variações de pressões da rede pública. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • Fornecimento de água de forma contínua, pois em caso de interrupções, tem-se um volume de água assegurado no reservatório; • Pequenas variações de pressão nos aparelhos ao longo do dia; • Permite a instalação de válvula de descarga; • Golpe de aríete desprezível; • Menor consumo que no sistema de abastecimento • direto. • Vantagens • Desvantagens • Possível contaminação da água reservada devido à deposição de lodo no fundo dos reservatórios e à introdução de materiais indesejáveis; • Menores pressões, na impossibilidade de elevação do reservatório; • Maior custo de instalação devido à de bóia e outros acessórios. • Sistema de Distribuição Indireto sem bombeamento • Esse sistema é adotado quando a pressão na rede pública é suficiente para alimentar o reservatório superior. O reservatório interno da edificação ou do conjunto de edificações alimenta os diversos pontos de consumo por gravidade; portanto, ele deve estar sempre a uma altura superior a qualquer ponto de consumo. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • Sistema de Distribuição Indireta com bombeamento • Esse sistema, normalmente, é utilizado quando a pressão da rede pública não é suficiente para alimentar diretamente o reservatório superior como, por exemplo, em edificações com mais de três pavimentos (acima de 9m de altura); • Nesse caso, adota-se um reservatório inferior, de onde a água é bombeada até o reservatório elevado, por meio de um sistema de recalque. A alimentação da rede de distribuição predial é feita por gravidade, a partir do reservatório superior. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO • Distribuição Indireta por Sistema Hidropneumático • Esse sistema de abastecimento requer um equipamento para pressurização da água a partir de um reservatório inferior. Ele é adotado sempre que há necessidade de pressão em determinado ponto da rede, que não pode ser obtida pelo sistema indireto por gravidade, ou quando, por razões técnicas e econômicas, se deixa de construir um reservatório elevado; • É um sistema que demanda alguns cuidados especiais. Além do custo adicional, exige manutenção periódica. Além disso, caso falte energia elétrica na edificação, ele fica inoperante, necessitando de gerador alternativo para funcionar. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO SISTEMAS DE ABASTECIMENTO Sistema hidropneumático utilizando reservatório elevado. Sistema hidropneumático com reservatório superior de emergência. • Sistema de Distribuição Misto • No sistema de distribuição mista, parte da alimentação da rede de distribuição predial é feita diretamente pela rede pública de abastecimento e parte pelo reservatório superior; • Esse sistema é o mais usual e mais vantajoso que os demais, pois algumas peças podem ser alimentadas diretamente pela rede pública, como torneiras externas, tanques em áreas de serviço ou edícula, situados no pavimento térreo; • Nesse caso, como a pressão na rede pública quase sempre é maior do que a obtida a partir do reservatório superior, os pontos de utilização de água terão maior pressão. SISTEMAS DE ABASTECIMENTO CONSUMO PREDIAL • Uso doméstico da água: uso da água para atender às necessidades humanas, ocorrentes em edifício do tipo residencial; entre elas incluem-se aquelas atendidas por atividades como preparação de alimentos, higiene pessoal, cuidados com roupas e objetos domésticos, cuidados com a casa, lazer e passatempo e outros como combate ao fogo e manutenção de instalações prediais. • Estimativa de consumo: na ausência de critérios e informações, para se calcular o consumo diário de uma edificação, utilizam-se tabelas onde se verificam a taxa de ocupação de acordo com o tipo de uso do edifício e o consumo por pessoa. Obs.: em dormitório de serviço, considerar 1 pessoa por dormitório • O consumo diário pode ser calculado pela seguinte fórmula: • Cd = P × q • Cd = consumo diário (litros/dia); • P = população que ocupará a edificação • q = consumo per capita (litros/dia). • P = 2 x Nd + Ns • Nd = número de dormitórios; • Ns = número de dormitórios de serviço. CONSUMO PREDIAL • O ramal predial e a medição (abrigo + cavalete com hidrômetro) são dimensionados a partir dos parâmetros estabelecidos pelas concessionárias, tendo como dado fundamental o consumo diário do edifício; • O Diâmetro mínimo da ligação do ramal predial é 20mm para residências e pequenos edifícios; • Normalmente os ramais prediais são dimensionados pelas companhias concessionárias de água e esgoto que operam no local. Mas pode-se fazer a estimativa do diâmetro do ramal predial facilmente à partir dos seguintes dados: 1. Pressão mínima disponível na rede; 2. Cota do ponto de alimentação do reservatório inferior ou superior, em relação à cota da rede pública; 3. Consumo diário (CD) médio estimado para o prédio, para distribuição indireta. RAMAL PREDIAL RAMAL PREDIAL • O diâmetro do alimentador predial é o mesmo do ramal predial (sistema direto e indireto sem bombeamento); • A velocidade média da água no alimentador predial deverá estar entre 0,60 m/s e 1,0 m/s, segundo a norma NBR5626; • Qap= Cd/86.400 • 86.400 é o número de segundos em um dia; • Qap em l/s; • Cd em l. • Aplicando o princípio da continuidade (Q = V.A), o diâmetro poderá ser calculado; • O hidrômetro e o cavalete serão do mesmo diâmetro do alimentador predial. ALIMENTADOR PREDIAL • A tabela apresenta os diâmetros de alimentador predial em função da velocidade e do consumo diário. ALIMENTADOR PREDIAL • VRS = (1+Nd) x Cd + Ic • Onde: • VRS = Volume útil do reservatório (litros); • Cd = consumo diário total (litros/dia); • Nd = Número de dias que se supõe que ocorre falta de água; • Ic = Reserva de incêndio. • R.Superior = 40%VRS + Ic • R.Inferior = 60%VRS RESERVAÇÃO • CBMMG: Instrução Técnica N.17 - Sistema de Hidrantes e Mangotinhos para Combate a Incêndio. RESERVAÇÃO RESERVAÇÃO Reservatório sob o telhado (< pressão nochuveiro) Reservatório sobre o telhado (> pressão no chuveiro) RESERVAÇÃO RESERVAÇÃO • Extravasor: É uma canalização destinada a escoar eventuais excessos de água dos reservatórios e das caixas de descarga. • O diâmetro da tubulação de extravasão deve ser suficiente para escoar a água em excesso. Para residências unifamiliares e pequenos edifícios comerciais, recomenda-se que o diâmetro da tubulação de extravasão seja 1 diâmetro comercial acima da tubulação de alimentação; • Não se deve adotar diâmetro inferior a 25 mm; • Funciona a descarga livre; • A extremidade superior do tubo deve ficar pelo menos 0,50m da extremidade inferior de descarga; • Dotado de crivo tela; • Não pode escoar água em galeria de águas pluviais e esgoto; • Livremente no terreno ou na sarjeta do logradouro. RESERVAÇÃO • Diâmetro da tubulação extravasora em função do diâmetro da tubulação do alimentador predial. RESERVAÇÃO • Tubo de Limpeza: Consiste na remoção de materiais e substâncias eventualmente remanescentes nas diversas partes da instalação predial de água fria e na subsequente lavagem através do escoamento de água potável pela instalação. • Deve haver um registro na tubulação de limpeza, em posição de fácil acesso e operação. A descarga da água da tubulação de limpeza deve se dar em local que não provoque transtornos aos usuários. • O cálculo do diâmetro da tubulação de limpeza pode ser feito em função de um tempo pré-estabelecido para o esvaziamento do reservatório. • Obs: em geral Cd varia entre 0,61 e 0,65 e tempo igual 2 horas. RESERVAÇÃO • Ventilação: É uma canalização destinada a expelir as bolhas de ar para melhorar o funcionamento das peças hidráulicas. • Segundo a NBR 5626 o diâmetro da tubulação de ventilação deve ser definido pelo projetista, sendo recomendável a adoção de diâmetro igual ao da coluna de distribuição. • Tubo de aviso: Tubulação destinada a alertar os usuários que o nível da água no interior do reservatório alcançou o nível superior ao máximo previsto. Deve ser dirigida para desaguar em um local habitualmente observável. RESERVAÇÃO RESERVAÇÃO