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INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA Prof. Marcilene Bernardo Silva INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS Marília/SP 2022 “A Faculdade Católica Paulista tem por missão exercer uma ação integrada de suas atividades educacionais, visando à geração, sistematização e disseminação do conhecimento, para formar profissionais empreendedores que promovam a transformação e o desenvolvimento social, econômico e cultural da comunidade em que está inserida. Missão da Faculdade Católica Paulista Av. Cristo Rei, 305 - Banzato, CEP 17515-200 Marília - São Paulo. www.uca.edu.br Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por qualquer meio ou forma sem autorização. Todos os gráficos, tabelas e elementos são creditados à autoria, salvo quando indicada a referência, sendo de inteira responsabilidade da autoria a emissão de conceitos. Diretor Geral | Valdir Carrenho Junior INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 5 SUMÁRIO CAPÍTULO 01 CAPÍTULO 02 CAPÍTULO 03 CAPÍTULO 04 CAPÍTULO 05 CAPÍTULO 06 CAPÍTULO 07 CAPÍTULO 08 CAPÍTULO 09 CAPÍTULO 10 CAPÍTULO 11 CAPÍTULO 12 07 17 27 38 44 54 62 74 83 97 107 117 INTRODUÇÃO ÀS INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA FRIA - PARTE 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA FRIA - PARTE 3 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE - PARTE 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO - PARTE 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO - PARTE 3 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA PLUVIAL INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA PLUVIAL - PARTE 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE PREVENÇÃO E COMBATE À INCÊNDIO INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 6 SUMÁRIO CAPÍTULO 13 CAPÍTULO 14 CAPÍTULO 15 128 138 148 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE PREVENÇÃO E COMBATE À INCÊNDIO - PARTE 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE GÁS COMBUSTÍVEL INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 7 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO ÀS INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS Nossa primeira aula será uma explicação geral das instalações hidrossanitárias. Vamos ver a definição dessas instalações, tipos de projetos que fazem parte dessas instalações e alguns exemplos de projetos. 1.1 O que é uma instalação hidrossanitária? Podemos definir as instalações hidrossanitárias como o conjunto de tubulações, conexões, equipamentos que são instalados em uma edificação para realizar a alimentação, disposição e distribuição de água fria, água quente, água pluvial, esgoto sanitário e água para os equipamentos de combate a incêndios para todos os pontos hidráulicos da edificação. Na Figura 01, é apresentado o esquema de uma instalação hidrossanitária ou hidráulica residencial, é possível ver o banheiro, cozinha e área de serviço. Figura 01: Exemplo de instalação hidráulica residencial Fonte 01: Pinterest (https://br.pinterest.com/pin/466615211393938590/?d=t&mt=signupOrPersonalizedLogin) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 8 Os projetos hidráulicos acompanham a complexidade de uma obra, por exemplo um projeto para uma residência unifamiliar apresenta menor grau de complexidade do que um projeto feito para um edifício residencial de 5 pavimentos. Da mesma forma que um projeto de um edifício de 20 pavimentos é mais complexo do que um edifício de 5 e assim por diante. Em edifícios residenciais é comum existir o pavimento-tipo, que seria um pavimento igual independente do andar. Por exemplo, em um edifício residencial de 10 pavimentos, a cobertura e o pavimento térreo apresentam diferenças consideráveis em relação aos outros pavimentos que possuem geralmente os projetos de instalações iguais, considerando um que os apartamentos presentes no edifício sejam exatamente iguais em metragem e em disposição dos cômodos, quando isso acontece, é possível fazer um projeto para o pavimento-tipo e replicá-lo para os demais pavimentos. Não se trata de uma regra, mas algumas arquiteturas tendem a apresentar essa similaridade. E geralmente quando isso ocorre, as mudanças mais consideráveis de projeto são apresentadas na cobertura, por ser o local onde será o início do barrilete (tubulação por onde descem as prumadas para alimentação aos pontos hidráulicos do edifício) e no pavimento térreo, pois é nele que a água utilizada será direcionada para a saída de efluente e em alguns casos por causa da garagem existem abaixo do primeiro pavimento, aí nesse último caso a diferença do projeto seria apresentada no primeiro pavimento. A Figura 02 apresenta um projeto uma folha de um projeto hidráulico de um edifício de salas comerciais. Essa Figura representa do segundo ao quarto pavimento do edifício, por se tratar um pavimento-tipo (pavimento igual) apenas uma folha de projeto é feita representando esses pavimentos. No detalhe na Figura 03 (é um zoom da Figura 01) é possível visualizar como os cômodos possuem simetria logo, é possível fazer uma parte do projeto e depois espelhar o projeto pronto para o outro lado da obra, sempre que possível. Figura 02: Exemplo de projeto hidráulico Fonte: Da autora, (2022). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 9 Figura 03: Exemplo de projeto hidráulico Fonte: Da autora, (2022). 1.1.1 Projeto hidráulico O projeto hidráulico é um dos pontos chaves da construção de uma edificação. Após a aprovação do projeto de arquitetura, é hora de dimensionar como serão instalados os equipamentos hidráulicos e através desse projeto retirar o quantitativo de material necessário para realização de todo projeto hidráulico da edificação. Acontece que em uma edificação ainda é necessário apresentar os projeto de instalações elétricas, projetos de telefonia, prevenção e combate a incêndio, gás, entre outros dependendo da ocupação do local. E o mais importante, apesar de se tratarem de projetos para itens diferentes de uma obra, esses projetos “conversam” entre si. De uma forma que se evite cortes e remendos nas instalações a fim de facilitar a execução de um ou outro projeto. Logo, não é o ideal afirmar que um projeto é totalmente independente do outro. Para uma execução sem problemas, é necessário realizar a compatibilização de todos projetos de instalações com o projeto de arquitetura e com a projeto estrutural da obra, só assim é possível realizar a entrega da versão final do projeto. . É preciso ter certeza que um projeto não atrapalha o outro e que a execução deles está de acordo com a arquitetura/estrutura do obra. Considerando esses possíveis problemas e atrasos de projeto que podem ocorrer em uma obra, o setor da construção civil passou por grandes atualizações nos últimos anos e uma dessas mudanças foi a implementação da tecnologia na fase de projeto. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 10 Nos últimos anos os projetos da área da construção civil, iniciaram uma nova etapa, a implementação do conceito BIM (Building Information Modeling), que significa ao pé da letra modelagem da informação da construção, ou seja, modelar toda a obra em um modelo tridimensional antes de iniciar a obra para se atingir uma implementação integrada de todos os projetos que compõem a obra. O BIM não engloba apenas os projetos, ele é dividido em seis dimensões, que são responsáveis por aprimorar a funcionalidade em sua respectiva área: • 3D = Geometria (x, y, z) – todos os projetos integrados; • 4D = 3D + Linha do Tempo – Cronograma de execução da obra;• 5D = 4D + Custos – Estimativa de todos os custos da obra; • 6D = 5D + Durabilidade – Vida útil da obra, abordando possíveis manutenções e garantias de equipamentos instalados (MATTOS, 2014). Os projetos feitos em 2D como a Figura 02, já foram uma evolução em relação aos projetos feitos à mão e agora os que são feitos utilizando o conceito BIM, são uma evolução no mercado da construção civil pois é possível visualizar toda a obra antes da execução. Logo os problemas com compatibilização das tubulações dos projetos hidráulicos com as fiações dos projetos elétricos ficam mais fáceis. Outro item muito importante relativo à implementação do BIM é que nos programas onde se realiza esse tipo de modelagem, é possível gerar todo o memorial descritivo da obra, contendo o quantitativo de material necessário para execução dos projetos, é claro que isso não exclui a atuação do projetista nessa parte pois é sempre necessário verificar as tabelas geradas. A Figura abaixo foi retirada de um vídeo que mostra o desenvolvimento de um projeto hidráulico feito em BIM com a utilização do software Revit MEP da empresa Autodesk. Na Figura é possível ver a riqueza de detalhes que um projeto hidráulico em BIM fornece. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 11 Figura 04: Exemplo de projeto hidráulico em BIM Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=iBbt7WsCzP4&ab_channel=MoacirdeOliveiraJunior ISTO ESTÁ NA REDE Para entender melhor sobre o que é o BIM sobre como os projetos seguindo essa metodologia realizaram uma grande revolução no setor da construção civil, procurem por informações em alguns canais do YouTube, deixo como indicação esse vídeo que traz bem as diferenças entre os projetos desenvolvidos em 2D para os projetos em 3D. Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=freYVfVT7a4 INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 12 Além do projeto hidráulico de abastecimento de água fria e/ou quente, fazem parte dos projetos de instalações hidrossanitárias os projetos de esgotamento sanitário, água pluvial, prevenção e combate a incêndio e os projetos de instalação de gás. Para o desenvolvimento de cada um desses projetos existem normas específicas que devem ser seguidas. Além disso, para alguns deles é necessário consultar outras normas que podem apresentar diferenças dependendo do local da execução da obra. Por exemplo, para o desenvolvimento de projetos de prevenção e combate à incêndios no estado de Minas Gerais, é necessário consultar o site do corpo de bombeiros militar do estado, pois para emissão do AVCB (Auto de Vistoria do Corpo de Bombeiros), a edificação precisa atender a instruções técnicas da corporação. Isso ocorre em outros estados. Na Figura 05, é apresentado uma folha do projeto de prevenção e combate a incêndios realizado no estado de Minas Gerais. As partes hachuradas em cinza são edificações que compõem o local do projeto e o traçado em vermelho é a rede de hidrantes do local. Figura 05: Exemplo de parte de um projeto de prevenção e combate à incêndios Fonte: Da Autora, (2022). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 13 Na Figura 06 e na Figura 07, é apresentado o esquema de projetos de Gás Natural (GN) e de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) respectivamente. Observem que na Figura 06 a medição de gás é feita de forma coletiva para o edifício já na Figura 07 ocorre uma medição individual, ou seja cada morador tem a sua conta de gás. Figura 06: Instalação de Gás Natural (GN) Fonte: https://www.merckits.com.br/br/produto/instalacao-pex-gas/ Figura 07: Instalação de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) Fonte: https://www.merckits.com.br/br/produto/instalacao-pex-gas/ As normas técnicas necessárias para a elaboração desses projetos estão listadas na Tabela 01. Norma Título NBR 5626:2020 Sistemas prediais de água fria e água quente - Projeto, execução, operação e manutenção NBR 7198:1993 Projeto e execução de instalações prediais de água quente NBR 5626:1998 Instalação predial de água fria NBR 8160:1999 Sistemas prediais de esgoto sanitário NBR 10844:1989 Instalações prediais de águas pluviais NBR 13714:2000 Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio NBR 13523: 2019 Central de gás liquefeito de petróleo - GLP Tabela 01: Lista de normas utilizadas INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 14 As normas 7198:1993 e 5626:1998 foram substituídas pela NBR 5626:2020, mas foram utilizadas como referência para os livros citados para elaboração do nosso material didático, por isso são citadas em nosso material. Apesar dessa mudança a essência das NBRs antigas foram mantidas. Um ponto importante que precisa ser conhecido quando desenvolvemos os projetos de instalações hidrossanitárias é como a água chega a edificação para qual os projetos serão feitos, qual o valor da pressão da rede, qual a local mais prática para instalação do hidrômetro da edificação, entre outros. Por isso, é importante conhecer a rede de abastecimento de água do município da obra. 1.2 Sistemas de abastecimento de água Podemos definir os sistemas de abastecimento de água como as obras, serviços e equipamentos que fornecem água potável para os consumidores para uso doméstico, comercial, industrial, entre outros. Fazem parte desse sistema de abastecimento a captação, adução de água bruta, tratamento, reserva, adução de água tratada e distribuição. 1.2.1 Redes de Distribuição As redes de distribuição de água podem ser definidas como conjunto de condutos que realizam a distribuição de água para os consumidores. Elas são classificadas de acordo com a sua disposição em ramificadas, malhadas ou mistas. A forma como será a rede de distribuição de água para os consumidores dependerá de vários fatores como topografia da região onde será implantada, localização em relação a estação de tratamento de água (ETA), porte da cidade, entre outros fatores. Na Figura 08 é apresentado as partes de uma rede de distribuição de água. Figura 08: Partes de uma rede de distribuição Fonte: https://www.eosconsultores.com.br/sistema-de-distribuicao-de-agua/ INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 15 1.2.1.1 Redes ramificada Nas redes ramificadas, a circulação da água ocorre em um único sentido a partir da rede principal, alimentada por um reservatório ou com a utilização de uma elevatória. Geralmente esse tipo de rede é empregado apenas em pequenos sistemas de abastecimento. Na Figura 09 é apresentado um exemplo de rede ramificada. Figura 09: Exemplo de traçado de um rede ramificada Fonte: https://issuu.com/gersonborges6/docs/redes_de_distribuicao_-_capitulo_9 De acordo com Batista e Lara (2010), um dos problemas que esse tipo de traçado apresenta é que quando ocorre qualquer tipo de interrupção no abastecimento da rede principal, toda a rede é paralisada a jusante do local onde ocorreu a interrupção. Outro problema apontado envolvendo esse tipo de configuração de rede é a tendência ao acúmulo de sedimentos nas extremidades das redes. 1.2.1.2 Redes malhada Nas redes malhadas, a circulação da água ocorre nos dois sentidos da rede nas quais as tubulações formam circuitos ou anéis. Esse tipo de configuração de rede permite que o abastecimento ocorra em qualquer ponto. Na Figura 10 é apresentado um exemplo de rede malhada. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 16 Figura 10: Exemplo de traçado de um rede malhada em anéis Fonte: https://issuu.com/gersonborges6/docs/redes_de_distribuicao_-_capitulo_9 Os problemas apresentados na rede ramificada não são observados na rede malhada pois como o abastecimento de água pode ocorrer em diferentes sentidos, quando ocorrem interrupções na rede, é possível que apenas umapequena área seja afetada pela interrupção. Esse tipo de rede é o mais utilizado por permitir maior flexibilidade nas manutenções que ocorrem nas redes. Então, nesse capítulo fomos apresentados ao conteúdo geral da nossa disciplina, que vão ser os projetos de instalações hidráulicas prediais: instalações hidráulicas, elétricas, esgotamento sanitário, águas pluviais, prevenção e combate à incêndios e instalações de gás. Na nossa próxima aula, entraremos nas instalações hidráulicas de água fria. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 17 CAPÍTULO 2 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA FRIA O segundo capítulo do livro tem como objetivo descrever as características das instalações prediais de água fria. Toda água utilizada à temperatura ambiente que chega nas instalações prediais através da rede de distribuição do município é classificada como água fria. Nos locais onde não existem essas redes de distribuição do município, onde ocorre a captação de água em poços ou diretamente em corpos hídricos antes da sua utilização é necessário verificar se essa água atende aos padrões de potabilidade estabelecidos pelo Ministério da Saúde. As instalações de água fria são compostas por tubulações, equipamentos e reservatórios, aparelhos e peças hidráulicas que permitem a utilização, medição, armazenamento e distribuição de água aos pontos de utilização em uma edificação (MACINTYRE, 1990). 2.1 Sistema de distribuição Os sistemas de distribuição de água fria em uma edificação podem ser classificados em sistemas diretos, sistemas indiretos e sistemas mistos. 2.1.1 Sistema direto Nesse tipo de sistema, não existem reservatórios na edificação. A água sai direto da rede pública de abastecimento para as instalações da edificação. Esse sistema possui um baixo custo de implantação, porém, necessita que a pressão da rede pública seja o suficiente para alimentar todos os pontos de utilização de água da edificação, pois o sistema de distribuição ocorre de forma ascendente (CREDER, 2006). Outro ponto negativo que é necessário destacar desse sistema é que, quando ocorrem interrupções na distribuição de água, a edificação que utiliza esse sistema fica sem abastecimento. Na Figura 01 é apresentado uma ilustração de como funciona esse tipo de sistema. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 18 Figura 01: Sistema de distribuição direta Fonte: Mello (2019). 2.1.2 Sistema indireto Nesse tipo de sistema é necessária a utilização de reservatórios. Existem dois tipos de sistemas indiretos, o sem bombeamento e o com bombeamento. 2.1.2.1 Sistema indireto sem bombeamento Esse tipo de distribuição funciona através da gravidade ou seja, existe um reservatório superior na edificação e através dele a alimentação dos pontos de utilização água da edificação acontece de forma descendente. É importante destacar que a pressão da água da rede de distribuição pública é suficiente para chegar a edificação mas não é contínua para que ocorra um sistema de distribuição direto. Na Figura 02 é apresentado esse tipo de sistema. Figura 02: Sistema de distribuição indireta sem bombeamento Fonte: Mello (2019). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 19 ISTO ESTÁ NA REDE Para saber mais sobre os padrões de potabilidade relacionados à água destinada ao consumo humano seja por meio das redes de distribuição pública ou por meios alternativos consultem a Portaria GM/MS n°888/2021 de 04/05/2021. Essa portaria está disponível em: https://www.in.gov.br/web/dou/-/portaria-gm/ ms-n-888-de-4-de-maio-de-2021-318461562#:~:text=consumo%20de%20SAC.- ,Art.,e%20demais%20disposi%C3%A7%C3%B5es%20deste%20Anexo.&text=II%20 %2D%20as%20concentra%C3%A7%C3%B5es%20de%20ferro,4%20mg%2FL%2C%20 respectivamente. 2.1.2.2 Sistema indireto com bombeamento Esse tipo de distribuição ocorre quando a pressão da rede de distribuição pública não é suficiente para alimentar o reservatório superior da edificação, logo existem pelo menos dois reservatórios na edificação, um inferior e um superior. A água chega da rede de distribuição pública no reservatório inferior e depois é lançada no reservatório superior através da utilização de um sistema de bombeamento. Esse tipo de sistema é muito utilizado em edificações com muitos pavimentos. Na Figura 03 é apresentado o esquema desse tipo de sistema. Figura 03: Sistema de distribuição indireta com bombeamento Fonte: Mello (2019). 2.1.3 Sistema misto Os sistemas de distribuição misto, são aqueles compostos por sistemas diretos e indiretos de abastecimento, a necessidade de sua utilização está relacionada aos INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 20 critérios técnicos do projeto e a pressão da rede de distribuição pública. Na Figura 04 é apresentado um exemplo de instalação de sistema de distribuição de água misto. Figura 04: Sistema de distribuição misto Fonte: Mello (2019). Ainda existe o sistema de distribuição hidropneumático, que não utiliza o reservatório superior para abastecimento da edificação, porém a sua instalação é extremamente cara e esse tipo de sistema só é utilizado em casos específicos, principalmente quando é necessário aliviar a estrutura da carga do reservatório superior (CREDER, 2006). 2.2 Componentes das instalações prediais de água fria A NBR 5626:1998 – Instalação predial de água fria da Associação Brasileira de Normas Técnicas, estabelece algumas exigências e recomendações ao projeto, execução e manutenção dessas instalações. Além disso, essa NBR lista os componentes desse tipo de projeto. Abaixo, segue a lista dos principais componentes dessas instalações e a definição de acordo com essa norma técnica. • Alimentador predial: É a tubulação que faz a ligação entre a rede de abastecimento a um reservatório de água. • Barrilete: Tubulação que começa no reservatório e da qual iniciam-se as colunas de distribuição quando o sistema de distribuição é o indireto. Agora, quando o sistema é direto o barrilete é a tubulação diretamente ligada ao ramal predial ou a fonte de abastecimento alternativo. • Coluna de distribuição: Tubulação com origem no barrilete e que serve para alimentar os ramais. • Hidrômetro: Aparelho utilizado para realização da aferição do consumo de água. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 21 • Ramal: Tubulação que deriva da coluna de distribuição e que alimenta os sub- ramais. • Ramal predial: É a tubulação que realiza a ligação entre a rede pública de abastecimento de água e a rede predial de distribuição. • Sub-ramal: É a tubulação que faz a ligação entre o ramal e o ponto de utilização da água. Na Figura 05 tem um esquema resumido das instalações prediais já citadas no texto e é possível ver alguns termos ainda não citados que serão exemplificados durante o capítulo de dimensionamento. Figura 05: Componentes de uma instalação de água fria Fonte: https://www.passeidireto.com/arquivo/54061212/agua-fria-instalacoes-hidraulicas ISTO ACONTECE NA PRÁTICA Antes do engenheiro civil solicitar à concessionária o fornecimento de água para determinado empreendimento, ele deve realizar uma consulta a essa empresa a fim de conhecer as características de oferta de abastecimento de água na região que deseja-se instalar o empreendimento. Além disso, existem documentos específicos que precisam ser preenchidos de acordo com a concessionária que fornece água ao município da obra. Na cidade da sede da nossa Faculdade é possível verificar a lista de documentos solicitados no site do Departamento de Água e Esgoto de Marília (DAEM) – Link para consulta: https://www.daem.com.br/portal/ligacao-de-agua. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 22 2.3 Consumode água nas edificações Um dos pontos mais importantes dos projetos de instalações de água fria é a determinação do consumo médio diário de água da edificação. Para isso, o primeiro passo é saber qual a taxa de ocupação da edificação ou seja, determinar qual o número de metros quadrados correspondem a cada pessoa que frequenta ou mora no local. Depois, o próximo passo é determinar o consumo de água por dia de cada pessoa em L/dia (MACINTYRE, 1990). Esses dados são primordiais para iniciar um projeto e é a partir dele que se dá início ao dimensionamento dessas instalações. Quando não existir uma indicação específica referente a esses dois parâmetros deve-se utilizar valores recomendados na literatura. As Tabelas 01 e 02 foram extraídas de Creder, H. (2006). Local Taxa de Ocupação Bancos Uma pessoa por 5,00 m² de área Escritórios Uma pessoa por 6,00 m² de área Pavimentos Térreos Uma pessoa por2,50 m² de área Lojas - Pavimentos Superiores Uma pessoa por 5,00 m² de área Museus e Bibliotecas Uma pessoa por 5,50 m² de área Salas de Hotéis Uma pessoa por 5,50 m² de área Restaurantes Uma pessoa por 1,40 m² de área Salas de Cirurgia Oito pessoas Teatros, Cinemas e Auditórios Uma cadeira por 0,70 m² de área Tabela 01 – Taxa de ocupação para prédios públicos ou comerciais Fonte: Extraído de CREDER (2006). Determinando a ocupação da edificação, o próximo passo é de estimar o volume de água consumido diariamente. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 23 Local Unidade Consumo (Litros/dia) Alojamentos provisórios per capita 80 Casas populares ou rurais per capita 120 Residências per capita 150 Apartamentos per capita 200 Hotel (sem cozinha e sem lavanderia) por hóspede 120 Hotel (com cozinha e com lavanderia) por hóspede 350 Hospitais por leito 250 Escolas - internatos per capita 150 Escolas - externatos per capita 50 Quartéis per capita 150 Edifícios públicos ou comerciais per capita 50 Escritórios per capita 50 Cinemas e teatros por lugar 2 Templos por lugar 2 Restaurantes e similares por refeição 25 Garagens por automóvel 50 Lavanderias por Kg de roupa seca 30 Mercados por m² de área 5 Matadouros - animais de grande porte por cabeça abatida 300 Matadouros - animais de pequeno porte por cabeça abatida 150 Fábricas em geral (uso pessoal) por operário 70 Postos de serviço para automóvel por veículo 150 Cavalariças por cavalo 100 Jardins por m² 1,5 Tabela 02 – Estimativa de consumo diário de água Fonte: Extraído de CREDER (2006). ANOTE ISSO Sempre que ocorrer algum problema na rede de distribuição de água os reparos só podem ocorrer na parte particular da rede de distribuição, ou seja a montante do hidrômetro. Quando o problema for na rede de distribuição pública, apenas a concessionária responsável pela distribuição pode e deve realizar reparos. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 24 O consumo médio diário de água é considerado na hora do dimensionamento do ramal predial, do ramal de alimentação, das bombas utilizadas no sistema, das tubulações e dos reservatórios. Logo quando inicia-se uma obra em um empreendimento novo é possível considerar essas premissas no dimensionamento dessas instalações mas quando inicia-se uma obra para um novo tipo de ocupação em um edifício, é necessário verificar se o projeto antigo atenderá a nova ocupação da edificação, caso não atenda, é necessário que ocorra uma atualização do projeto. Nesse projeto é sempre necessário admitir que o abastecimento da rede predial será de forma contínua e que a vazão na rede de distribuição pública é o suficiente para atender ao consumo diário da edificação por 24 horas. É claro que o consumo dos aparelhos varia bastante durante ao longo do dia, por exemplo os chuveiros são mais utilizados em determinados períodos do dia seguindo um padrão semelhante quando comparamos edificações residenciais (MACINTYRE, 1990). Além das considerações já citadas, nos projetos das instalações de água fria devem ser considerados as vazões de cada equipamento, não sendo possível executar um projeto com um valor inferior relativo a essas vazões. Na Tabela 03, constam alguns valores de vazões de equipamentos que fazem parte de um projeto de instalações de água fria. Peça de Utilização Vazão (Litros/segundo) Peso Bacia sanitária com caixa de descarga 0,15 0,30 Bacia sanitária com válvula de descarga 1,90 40,00 Banheira 0,30 1,00 Bebedouro 0,05 0,10 Bidê 0,10 0,10 Chuveiro 0,20 0,50 Lavatório 0,20 0,50 Máquina de Lavar prato ou roupa 0,30 1,00 Mictório auto-aspirante 0,50 2,80 Mictório de descarga contínua, por metro ou por aparelho 0,075 0,20 Mictório de descarga descontínua 0,15 0,30 Pia de despejo 0,30 1,00 Pia de cozinha 0,25 0,70 Tanque de lavar roupa 0,30 1,00 Tabela 03: Vazões de peças sanitárias Fonte: Extraído de CREDER (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 25 Na última coluna da Tabela 03, constam dados relativos ao peso dos equipamentos que compõem as instalações de água fria, esses valores serão utilizados no próximo capítulo relativo ao dimensionamento dessas instalações. Na Figura 06 é apresentado um desenho técnico do barrilete de um edifício comercial. Figura 06: Planta do barrilete de um edifício comercial Fonte: Da autora (2022). O zoom da Figura 06, apresenta o ponto central do barrilete nessa rede distribuição de água fria. Fonte: Da autora (2022). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 26 Nos desenhos técnicos é sempre necessário especificar qual o tipo de água que a tubulação está transportando. O AF significa que a tubulação indicada transporta água fria; o INC significa tubulação de combate a incêndio; o AP água pluvial e o AQ água quente. Além disso, em muitos locais é empregado a utilização de desenhos com cores diferentes para as tubulações. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 27 CAPÍTULO 3 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA FRIA - PARTE 2 O terceiro capítulo do livro tem como objetivo dar o passo a passo do dimensionamento dos equipamentos que fazem parte das instalações hidráulicas de água fria que foram descritas na Aula 02. O dimensionamento é a parte crucial do projeto pois é ele, juntamente com a correta execução do projeto que garantirá que a instalação vai atender de forma eficiente os usuários da edificação. 3.1 Dimensionamento dos reservatórios O reservatório superior deve ter capacidade de atender a demanda de consumo médio diário da edificação por 24 horas, em edificações que possuem apenas um reservatório. Quando a edificação possui reservatório superior e inferior, no primeiro deve ser armazenado 40% do volume total para abastecer a edificação por 24 horas e no reservatório inferior deve-se armazenar 60% do volume total (CREDER, 2006). Além do volume para consumo diário da edificação, deve-se considerar no dimensionamento dos reservatórios a reserva técnica de incêndio. Ela deve ser armazenada em sua totalidade em apenas um dos reservatórios quando a edificação possuir mais uma unidade. De acordo com Creder (2006), deve-se considerar para a reserva técnica de incêndio entre 15 a 20% do valor do consumo diária da edificação. 3.2 Dimensionamento das tubulações As tubulações das instalações hidráulicas de água fria, funcionam como instalações de condutos forçados. Ou seja, nessas tubulações a pressão interna é diferente da pressão atmosférica. Nesse dimensionamento determina-se a vazão em cada trecho da tubulação, podendo ser realizado de acordo com dois critérios: INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 28 1. Consumo máximo possível 2. Consumo máximo provável. 3.2.1 Consumo máximo possível Segundo Macintyre (1990) nessahipótese, admite-se que os diversos equipamentos servidos pelo ramal são utilizados simultaneamente, de uma forma que a descarga total do início do ramal é a soma das descargas em cada um dos sub-ramais. Essa hipótese só é aplicada em locais onde existem horários fixos para utilização de água, por exemplo em fábricas, escolas e quartéis. Baseando-se nessa hipótese, o dimensionamento das tubulações é realizado através do método das seções equivalentes, que basicamente consiste expressar o diâmetro de cada trecho da tubulação em função da vazão equivalente encontrada quando se expressa com o diâmetro de uma tubulação de 15 mm (1/2 polegada). A Tabela 01 apresenta os diâmetros mínimos dos sub-ramais e a Tabela 02 apresenta a correspondência do diâmetro de diferentes tubos com o diâmetro modelo, 15 mm (1/2’) Equipamento sanitário Diâmetro Nominal (mm) Referência (polegadas) Aquecedo de baixa pressão 20 (3/4) Aquecedor de alta pressão 15 (1/2) Bacia sanitária com caixa de descarga 15 (1/2) Bacia sanitária com válvula de descarga 32 (1 1/4) Banheira 15 (1/2) Bebedouro 15 (1/2) Bidê 15 (1/2) Chuveiro 15 (1/2) Filtro de pressão 15 (1/2) Lavatório 15 (1/2) Máquina de lavar pratos ou roupa 20 (3/4) Mictório auto-aspirante 25 (1) Mictório de descarga descontínua 15 (1/2) Pia de despejo 20 (3/4) Pia de cozinha 15 (1/2) Tanque de lavar roupa 20 (3/4) Tabela 01: Diâmetro mínimo dos sub-ramais de alimentação Fonte: Extraído de CREDER (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 29 Diâmetro da tubulação Número de tubos de 15 mm (1/2’’) com a mesma capacidade mm polegadas 15 1/2 1 20 3/4 2,9 25 1 6,2 32 1 1/4 10,9 40 1 1/2 17,4 50 2 37,8 60 2 1/2 65,5 75 3 110,5 100 4 189 150 6 527 200 8 1200 Tabela 02: Diâmetro que se for assim Fonte: Extraído de CREDER (2006). 3.2.2 Consumo máximo provável Segundo Macintyre (1990) nessa hipótese, admite-se que a ocorrência do uso simultâneo dos equipamentos servidos pelo mesmo ramal é pouco provável e essa hipótese também sugere que a utilização simultânea de equipamentos diminui com o aumento do número deles, ou seja, quanto mais equipamentos menor será a probabilidade de usar todos de forma simultânea. Na literatura existem diferentes métodos que podem ser utilizados para determinar o diâmetro das tubulações com a utilização dessa hipótese. Para as nossa atividades utilizaremos o método da soma dos pesos. 3.1.1.1 Método da soma dos pesos Para utilizar esse método, deve-se seguir as seguintes etapas: 1º Determinar o peso de cada equipamento sanitário que estará presente no projeto. Esses pesos podem ser encontrados na literatura como indicado na Tabela 03 da Aula 01; INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 30 2º Determinar a soma peso de cada trecho da tubulação – ΣP; 3º Calcular a vazão de cada trecho da tubulação através da equação: Onde: Q é a vazão em L/s; ∑P é o somatório de pesos dos equipamentos no trecho da tubulação. 4º Determinar o diâmetro de cada treco da tubulação através do ábaco apresentado nas Figuras 01 e 02. 5º Determinar se a velocidade do escoamento dentro da tubulação atende aos requisitos da NBR-5626. Essa velocidade é determinada com auxílio da equação abaixo: Onde: V é a velocidade da água em m/s; Q é a vazão em m³/s; A é a área da seção transversal da tubulação em m². 6º Verificar a perda de carga na tubulação, sendo que ela deve ser verificada nos tubos e também nas conexões. - A NBR-5626 determina que a perda de carga nos tubos deve ser calculada utilizando a expressão de Fair-Whipple-Hsiao, sendo que existe diferença na expressão utilizada dependendo do material constituinte dos tubos. Em tubos lisos, que sejam de plástico, cobre ou liga de cobre utiliza-se a seguinte equação: Onde: J é a perda de carga unitária em mca/m; Q é a vazão estimada na seção em L/s; D é o diâmetro interno do tubo (mm). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 31 Em tubos rugosos, que sejam de aço-carbono, galvanizados ou não, utiliza-se a seguinte equação: Onde: J é a perda de carga unitária em mca/m; Q é a vazão estimada na seção em L/s; D é o diâmetro interno do tubo (mm). Os ábacos de Fair-Whipple-Hsiao, também fornecem a velocidade e a perda de carga. Na Figura 01 é apresentado o àbaco de Fair-Whipple-Hsiao para tubulaçãoes de cobre e plástico e na Figura 02 o àbaco para aço galvanizado e ferro fundido. Figura 01: Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para Tubulações de cobre e plástico – (Q=55,934 x J0,571 x D2,714) Fonte: Macintyre (2017) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 32 Figura 02: Ábaco de Fair-Whipple-Hsiao para Tubulações de aço galvanizado e ferro fundido - (Q=27,113 x J0,632 x D2,596) Fonte: Macintyre (2017) Já nas conexões que ligam as tubulações das instalações hidráulicas de água fria, a perda de carga considerada tem relação direta com o diâmetro da peça e com o seu material. Na Tabela 01 extraída de Macintyre (2017) é possível consultar diversas conexões e sua relativa perda de carga localizada. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 33 Tabela 01: Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos lisos (PVC rígido ou cobre) Fonte: Macintyre (2017) Tabela 02: Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos de ferro galvanizado retilínea. Fonte: Macintyre (2017) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 34 7º Determinar a pressão da tubulação. Todas as peças utilizadas nos projetos de instalações hidráulicas são projetadas de forma que funcionem com pressões estáticas ou dinâmicas preestabelecidas. Sendo que a pressão estática só ocorre quando não existe fluxo de água e a dinâmica só ocorre quando as peças estão em funcionamento (CREDER, 2006). De acordo com a NBR-5626, a pressão nas tubulações não pode ultrapassar 400 kPa. Em edifícios altos onde a pressão estática ultrapassa os valores estabelecidos como máximo para cada equipamento hidráulico, existe a necessidade de provocar queda de pressão nas instalações através da utilização de válvulas redutoras de pressão, pois a pressão alta pode causar danos à tubulação e acidentes. Aparelho Pressão Máxima Pressão Mínima Estática Dinâmica Estática Dinâmica Aquecedor elétrico de alta pressão 40,0 40,0 1,0 0,5 Aquecedor elétrico de baixa pressão 5,0 4,0 1,0 0,5 Aquecedor a gás (baixa pressão) * - 40,0 - 1,0 Aquecedor a gás (alta pressão) * - 40,0 - 1,0 Bebedouro - 40,0 - 2,0 Chuveiro de 1/2’’ (15 mm) - 40,0 - 2,0 Chuveiro de 3/4’’ (20 mm) - 40,0 - 1,0 Torneira - 40,0 - 0,5 Torneira-bóia de caixa de descarga de 1/2” (15 mm) - 40,0 - 1,5 Torneira-bóia de caixa de descarga de 3/4” (20 mm) - 40,0 - 0,5 Torneira-bóia para reservatório - 40,0 - 0,5 Válvula de descarga de 1 1/2” (38 mm)* - 6,0 2,0 1,2 Válvula de descarga de 1 1/4” (32 mm)* - 15,0 - 3,0 Válvula de descarga de 1 “ (25 mm)* - 40,0 - 10,0 * Condultar os dados do fabricante Observação: Caso seja necessário exprimir as pressões em quilopascal (kPa),multiplica-se os valores da tabela por 10: 10 m coluna de água = 100 kPa = 1 kgf/cm² Tabela 03: Perda de carga em conexões – comprimento equivalente para tubos de ferro galvanizado retilínea Fonte: Extraído de CREDER (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 35 ISTO ESTÁ NA REDE A falta de controle da velocidade ou da pressão no escoamento de um fluído no interior de uma tubulação pode causar vários problemas, entre eles pode-se ocorrer o famoso “Golpe de Aríete” que pode serdefinido como um fenômeno hidráulico que ocorre quando fluido durante o seu escoamento choca-se de forma violenta contra as paredes das tubulações e conexões. Esse choque pode causar o rompimento das tubulações e outros danos além de intensos ruídos. Para saber mais sobre como ocorre esse fenômeno e formas de evita-lo consultem: http://www.sbpcnet. org.br/livro/58ra/SENIOR/RESUMOS/resumo_1240.html 3.3 Recalque de água 3.3.1 Dimensionamento da tubulação de recalque A tubulação de recalque é a tubulação que liga a bomba do reservatório inferior ao reservatório superior nas instalações que necessitam dos dois reservatórios. De acordo com Creder (2206), a bomba deve funcionar durante 5 horas por dia para completar o enchimento do reservatório superior. Com velocidades de escoamento baixas, resultam em diâmetros relativamente grandes, implicando em custos elevados de tubulação e menores gastos com bombas e energia elétrica. Velocidades altas requerem diâmetros menores de custos mais baixos, mas que provocam grandes perdas de carga, como consequências as alturas manométricas são maiores, os conjuntos motor-bomba mais potentes e mais caros, exigindo maior consumo de energia elétrica. Para a realizar o dimensionamento da tubulação utiliza-se a seguinte equação: Onde: D = diâmetro em metros A = Vazão em m³/s X = horas de funcionamento/24 horas 3.3.2 Dimensionamento da tubulação de sucção Convencionou-se adotar para o diâmetro da tubulação de sucção, um diâmetro imediatamente maior ao do utilizado na tubulação de recalque. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 36 3.3.3 Potência do conjunto elevatório As bombas que realizam esse trabalho de elevar a água ou outro fluido de um reservatório para o outro, são conhecidas como bombas hidráulicas de acordo com Creder (2006). Um dos fatores que precisam ser considerados quando dimensiona-se tipo de bomba, são as perdas de carga que aconteceram nas tubulações e conexões. Por isso, o primeiro passo para o dimensionamento da bomba do conjunto elevatório, é o cálculo da altura manométrica do recalque através da seguinte equação: Hm=Hr+Hs Onde: Hm é a altura manométrica em m; Hr é a altura manométrica do recalque em m; Hs é a altura manométrica de sucção em m. Já as alturas manométricas de recalque e de sucção, são calculadas pelas seguintes equações respectivamente: Hr=hr+Jr Onde: Hr é a altura manométrica do recalque em m; hr é a altura estática do recalque em m; Jr é a perda de carga no recalque em m. Hs=hs+Js Onde: Hs é a altura manométrica de sucção em m; hs é a altura estática da sucção em m; Js é a perda de carga na sucção em m. Após realizar o cálculo da altura manométrica, é possível encontrar a potência da bomba necessária para a instalação através da seguinte equação: Onde: P é a potência da bomba em cavalo vapor (CV); γ é o peso específico do fluido recalcado Q é a vazão de recalque em L/s; Hm é a altura manométrica em m; η é o rendimento do conjunto motor-bomba. Obs: Para água o peso específico γ = 1,000 Kg/m³. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 37 ISTO ESTÁ NA REDE Um termo bastante citado nas equações acima é a altura manométrica, mas afinal o que ela representa efetivamente? Podemos defini-la como a altura que a bomba eleva o fluido. Ela é determinada em metros e não depende da densidade de um líquido. Fonte: https://blog.meritocomercial.com.br/altura-manometrica-de-recalque/ Na Aula 03, aprendemos a realizar os cálculos para o dimensionamento das instalações hidráulicas de água fria, através das equações, ábacos e tabelas necessárias. Uma observação importante que precisa ser feita em relação ao uso das tabelas apresentadas é que podem ocorrer pequenas diferenças entre outras tabelas encontradas em diferentes literaturas, o importante é sempre referenciar em qual tabela está se baseando para a realização dos cálculos. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 38 CAPÍTULO 4 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA FRIA - PARTE 3 A Aula 04 vai trazer alguns outros itens como hidrômetros, caixas piezométricas e pena-d’água, que precisam ser especificados e dimensionados para as instalações prediais de água fria, esses componentes complementam as instalações que já vimos nas aulas 02 e 03. Os itens que serão vistos agora compõe as instalações para entrada de água nos edifícios. Na Figura 01 tem um exemplo de uma instalação de entrada de água. Figura 01: Esquema típico de entrada de água em edifícios Fonte: Creder (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 39 4.1 Pena-d’água A pena-d’água é um equipamento que atua como limitador de vazão nos ramais prediais. Ela é um estrangulador de seção de tubo, isto é, um registro com orifício graduado, o que resulta em uma grande perda de carga. Na Tabela 01, são apresentadas alturas de perdas e vazões em função do dos diâmetros dos orifícios, baseados na fórmula de escoamento d’água através de orifícios (CREDER, 2006). Diâmetro do Orifício da Pena (mm) Perdas em metros 2,5 5 6 7 8 9 2 50 70 77 83 88 92 3 112 157 173 187 198 207 4 200 280 308 332 352 368 5 312 437 480 520 550 573 6 450 630 693 712 747 828 7 612 847 953 1078 1078 1130 8 800 1120 1230 1330 1410 1480 9 1012 1420 1560 1680 1780 1860 10 1250 1750 1925 2075 2200 2300 11 1510 2120 2330 2510 2660 2780 12 1800 2520 2770 2990 3170 3310 13 2110 2956 3274 3530 3800 4000 14 2450 3430 3790 4090 4410 4655 15 2800 3940 4360 4670 5660 5340 16 3200 4480 4960 5244 5760 6080 17 3625 5075 5620 6054 6525 6890 18 4050 5670 6280 6680 7290 7695 19 4525 6335 7014 7560 8145 8600 20 5000 7000 7700 8300 9000 9500 Tabela 01: Cálculo dos registros de Pena-d’água – Vazão em Litros/h Fonte: Creder (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 40 Esse dispositivo possui como vantagem o fato de ser barato, pois é um registro com baixo custo de operação. Ele estabelece um limite máximo de entrada de água nos edifícios, isso é um dos fatores que faz ele gerar economia no consumo de água. Ao utilizar esse dispositivo, os consumidores devem possuir um reservatório para acumular os excessos de água não gastos. Ao mesmo tempo que pode gerar economia no consumo de água, a instalação de uma pena d’água pode gerar problemas na limitação de consumo. 4.2 Caixas Piezométricas A caixa piezométrica é a caixa reguladora do nível piezométrico do distribuidor público, limitando a vazão do ramal de entrada. A utilização da caixa piezométrica ocorre quando o nível do reservatório inferior, encontra-se a menos de 3 metros acima do meio-fio da rua, ela serve para equalizar a distribuição pelos diversos consumidores. A capacidade das caixas piezométricas varia de 200 a 300 Litros e devem ser instaladas a 3 metros de altura em relação ao piso. De acordo com Creder (2006), em alguns locais do Brasil, em vez de caixa piezométrica, é necessária a instalação de uma “coluna piezométrica”. Essas colunas são instaladas em substituição as caixas piezométricas. Isso é entre o hidrômetro e o reservatório inferior. Na Figura 02, tem um exemplo de coluna piezométrica. Figura 02: Coluna Piezométrica Fonte: Creder (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 41 4.3 Hidrômetros Os hidrômetros são os equipamentos utilizados para medição do gasto de água pelos consumidores. Esses equipamentos precisam ser instalados em local adequado a 1,50 metros, no máximo, da testada do imóvel. Esses equipamentos precisam ser abrigados em caixa ou nicho de alvenaria ou concreto de forma que permitam a fácilremoção e leitura por parte das concessionárias de água (CREDER, 2006). Na Figura 03, é apresentado um modelo de hidrômetro. Figura 03: Exemplo de hidrômetro. Fonte: https://saaegrajau.com.br/servicos/seu-hidrometro/ Os hidrômetros podem ser divididos em: • Hidrômetros volumétricos: Esse tipo de hidrômetro é baseado na medição direta do número de vezes que uma câmara de volume conhecido é enchida e esvaziada pela ação de uma êmbolo dotado de movimento retilíneo alternativo, de um disco rotativo, ou, ainda de um disco oscilante. Exigem água sem detritos ou substâncias estranhas. Os mais utilizados são os de disco oscilante e os de disco rotativo (MACINTYRE, 1990). • Hidrômetro taquimétricos: Esse é baseado na dependência que existe entre a descarga e a velocidade de rotação do eixo de um rotos dotado de palhetas ou de molinete (hélice axial) colocado em uma câmara de distribuição. Essa dependência é dada por um coeficiente obtido experimentalmente. São mais simples, de construção mais fácil, de menor custo que os volumétricos (MACINTYRE, 1990). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 42 De acordo com Creder (2006), os hidrômetros volumétricos são os mais indicados nas instalações de pequenas vazões e os taqueométricos para as grandes vazões. Os hidrômetros volumétricos são de maior sensibilidade e precisão, podendo ser divididos em três grupos: • De êmbolo alternativo: pouco utilizado, ocasionam grandes de perdas de carga; • De êmbolo rotativo: muito utilizado, por apresentarem grandes vantagens, como precisão, leveza e durabilidade; • De disco oscilante: muito utilizado, porém de menor precisão que os de êmbolo rotativo. Os hidrômetros taquimétricos são de fabricação mais simples e de menor custo, e podem ser divididos em: • De rodas de palhetas; • De molinete horizontal: indicado para grandes vazões; • De molinete vertical: são mais sensíveis e menos sujeitos ao desgaste pelo atrito. As instalações dos hidrômetros devem possuir filtros para evitar a entrada de objetos sólidos que podem danificar o seu funcionamento. Esses filtros precisam ter grelhas removíveis para que seja realizada a limpeza. Sempre que a pressão da rede pública de água for muito elevada, pode ser instalada, entre o filtro e o hidrômetro, uma válvula redutora de pressão adequada ao tipo de hidrômetro utilizado, como apresentado na Figura 04 e na Figura 05 (CREDER, 2006). Figura 04: Entrada Livre Fonte: Creder (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 43 Figura 05: Entrada com hidrômetro Fonte: Creder (2006). Um dado importante relativo a instalação dos hidrômetros, é sempre verificar as normas da concessionária de água do município da edificação . ISTO ESTÁ NA REDE A Sabesp – Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, possui um Programa de Qualidade e Produtividade dos Sistemas de Medição Individualizada de Água – Proacqua, para os locais que desejam realizar a instalação de hidrômetros individuais de águas em condomínios. Esse programa capacita e certifica os profissionais para a elaboração de projetos e a homologação de tecnologias, equipamentos e hidrômetros individuais. Para conhecer mais detalhes acessem o link: https://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=39. Nessa aula, aprendemos sobre a entrada de águas nas edificações e sobre os equipamentos que são utilizados. Na próxima aula, vamos começar a estudar as instalações de água quente. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 44 CAPITULO 5 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE O quinto capítulo do livro tem como objetivo o estudo das instalações hidráulicas de água quente. Esse tipo de instalação ocorre em locais específicos que necessitam de água quente com bastante frequência, como hotéis, hospitais, indústrias entre outros. A temperatura que a água vai sair nos pontos de fornecimento, dependerá do uso a qual ela se destina. Existe a possibilidade de uma mesma instalação fornecer água quente em diferentes temperaturas, mas para isso ocorrer é necessário que exista um misturar de água fria no local de utilização (MACINTYRE, 1990). Depois de ser aquecida a água é distribuída nos pontos de utilização através de uma rede de distribuição própria. Essas tubulações de distribuição de água quente, são semelhantes às utilizadas na rede de água fria, apresentando como diferença basicamente alguns detalhes relativos ao dimensionamento. 5.1 Formas de aquecimento da água De acordo com Creder (2006), a água pode ser aquecida de três formas diferentes: 1. Aquecimento Individual: Nesse tipo de sistema apenas um equipamento recebe a água aquecida. Esse tipo de sistema é o que ocorre quando se utiliza aquecedor a gás para aquecimento do água do banheiro (chuveiro/pia) ou na cozinha; 2. Central privado: Essa forma de aquecimento ocorre quando vários equipamento são alimentados com água quente ao mesmo tempo. Essa água quente é produzida em um equipamento e dele partem a linha de alimentação para os diversos equipamentos presentes na edificação (banheiros, cozinha, área de serviço); 3. Central coletiva: Ocorre quando o sistema de aquecimento de água alimenta um conjunto de vários equipamentos que pertencem a diferentes edificações. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 45 5.2 Dimensionamento 5.2.1 Consumo de água quente O consumo de água quente no Brasil pode ser estimado de acordo com a ocupação da edificação. Por exemplo, na Tabela 01 são apresentados os dados de estimativa de consumo de água quente. Ocupação da edificação Consumo Alojamento provisório 24 por pessoa Casa popular ou rural 36 por pessoa Residência 45 por pessoa Apartamento 60 por pessoa Quartel 45 por pessoa Escola (internato) 45 por pessoa Hotel (sem cozinha e sem lavanderia) 36 por hóspede Hospital 125 por leito Restaurante e similar 12 por refeição Lavanderia 15 por Kg de roupa Tabela 01: Estimativa de consumo de água quente Fonte: Extraído de Creder (2006) Já a Tabela 02, apresenta ao dados do consumo de água quente a 60°C em edificações com diferentes ocupações em função do tipo de aparelho. Os reservatórios de água quente são conhecidos como boiler, eles são aquecedores de acumulação. Nesse tipo de reservatório a água fica armazenada na temperatura programada. Na Tabela 03, são apresentados valores de consumo de água quente, relacionados com o volume e resistência necessária para utilização do boiler. Aparelho Apartamentos Clubes Ginásios Hospitais Hotéis Fábricas Escritórios Residências Escolas Lavatório privado 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 Lavatório público 5,2 7,8 10,4 7,8 10,4 15,6 7,8 - 19,5 Banheiras 26,0 26,0 39,0 26,0 26,0 39,0 - 26,0 - Lavador de pratos 19,5 65,0 - 65,0 65,0 26,0 - 19,5 26,0 Lava-pés 3,9 3,9 15,6 3,9 3,9 15,6 - 3,9 3,9 Pia de Cozinha 13,0 26,0 - 26,0 26,0 26,0 - 13,0 13,0 Tanque de lavagem 26,0 36,4 - 36,4 36,4 36,4 - 26,0 - Pia de copa 6,5 13,0 - 13,0 13,0 - - 6,5 13,0 Chuveiros 97,5 195,0 292,0 97,5 97,5 292,0 - 97,5 292,0 Consumo máxima provável (%) 30,0 30,0 10,0 25,0 25,0 40,0 30,0 30,0 40,0 Capacidade de reservatório (%) 125,0 90,0 100,0 60,0 80,0 100,0 200,0 70,0 100,0 Tabela 02: Consumo de Água quente nos Edifícios em função do número de aparelhos em Litros/hora, a 60ºC Fonte: Extraído de Creder (2006) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 46 Consumo diário a 70°C (Litros) Volume do Aquecedor (Litros) Resistência (kW) 60 50 0,75 95 75 0,75 130 100 1,00 200 150 1,25 260 200 1,50 330 250 2,00 430 300 2,50 570 400 3,00 700 500 4,00 850 600 4,50 1150 750 5,50 1500 1000 7,00 1900 1250 8,50 2300 1500 10,00 2900 1700 12,00 3300 2000 14,00 4200 2500 17,00 5000 3000 20,00 Tabela 03: Estimativa de volume e resistênciado boiler Fonte: Extraído de Creder (2006) A Tabela 04, apresenta os valores usuais de capacidade de um reservatório de água quente, ela relaciona o volume do reservatório com o consumo diário e com a aplicação dessa água quente. Capacidade do Reservatório (Litros) 60 75 115 175 230 290 Consumo Diário (Litros) 115 - 230 230 - 380 380 - 760 760 - 1140 1140 - 1710 1710 - 2330 Aplicações Família pequena Família média Família média Família grande Família grande Casas grandes Casa Pequena Um banheiro Dois banheiros Loja pequena Pequenos edifícios de apartamento Pequenos edifícios de apartamento Tabela 04: Estimativa do volume do boiler através do consumo diário e aplicação Fonte: Extraído de Creder (2006) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 47 A potência elétrica utilizada por um aquecedor tipo boiler é pequena quando comparamos a potência utilizada por um chuveiro elétrico. Pois nos chuveiros elétricos, a água permanece em contato com a resistência durante pouco tempo, já no boiler a água é aquecida durante as horas sem utilização do equipamento, ou seja a água é aquecida lentamente durante um maior tempo por isso a resistência dele é menor que a de um chuveiro. Um boiler com um funcionamento ideal com bom isolamento térmico pode manter a temperatura da água por aproximadamente 12 horas sem consumo, apresentando pouca variação (CREDER, 2006). Os aquecedores elétricos podem ser reservatórios de baixa pressão, ou seja realizam a distribuição de água por gravidade ou podem ser de alta pressão, onde a pressão é ditada pela altura estática do reservatório de água fria (CREDER, 2006). De acordo com Macintyre (1990) as pressões mínimas em torneiras e chuveiros é de 1,00 e 0,50 mca (1 kgf/cm² = 10 mca = 100 kPa). Já, a pressão estática máxima nas peças de utilização e nos reservatórios é de no máxima 40,0 mca (CREDER, 2006). Um detalhe importante em relação às instalações hidráulicas de água quente é que não ocorre mistura entre água quente e fria nas tubulações, o projeto precisa deixar claro qual a prumada de água fria e qual a prumada de água quente para evitar erros na execução. A Figura 01 mostra o detalhamento de parte de um projeto de instalações hidráulicas para um banheiro. Figura 01: Detalhamento de prumadas Fonte: Creder (2006) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 48 5.2.2 Velocidade máxima de escoamento da água quente A velocidade máxima de escoamento que a água quente deve atingir na tubulação, pode ser calculada pela seguinte equação: Onde: V é a velocidade em metros por segundo; D é o diâmetro da tubulação em metros. Na Tabela 05, são apresentados os valores relativos a velocidades máximas, vazões e diâmetro das instalações de água quente. Diâmetro Velocidades máximas Vazões Máximas mm polegadas m/s L/s 15 1/2 1,60 0,20 20 3/4 1,95 0,55 25 1 2,25 1,15 32 1 1/4 2,50 2,00 40 1 1/2 2,75 3,10 50 2 3,15 6,40 65 2 1/2 3,55 11,20 80 3 3,85 17,60 100 4 4,00 32,50 Tabela 05: Velocidade, vazão e diâmetro máximo Fonte: Extraído de Macintyre (1990) 5.2.2 Vazão A vazão pode ser calculada utilizando-se a equação abaixo: Onde: Q é a vazão em Litros/s; C é o coeficiente de descarga = 0,3 Litros/s; ∑P é a soma dos pesos correspondentes às peças suscetíveis de Utilização simultânea na tubulação. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 49 Nas Tabela 07 e 08 são apresentados valores de diâmetro para a tubulação de água quente relacionando o diâmetro da tubulação com a vazão máxima. Tubos de Cobre Diâmetro nominal Diâmetro externo Espessura da parede Diâmetro interno Vazão Máxima pol mm mm mm L/s 1/2 15,0 0,5 14,0 0,5 3/4 22,0 0,6 20,8 1,0 1 28,0 0,6 26,8 1,7 1 1/4 35,0 0,7 33,6 2,7 1 1/2 42,0 0,8 40,4 3,8 2 54,0 0,9 52,2 6,4 2 1/2 66,7 1,2 64,3 9,7 3 79,4 1,2 77,0 14,0 4 104,8 1,2 102,4 24,7 Tabela 06: Diâmetro x Vazão para tubos de cobre Fonte: Batista e Lara (2010) Tubos de Aço Carbono Diâmetro nominal Diâmetro externo Espessura da parede Diâmetro interno Vazão Máxima pol mm mm mm L/s 1/2 21,0 2,7 15,7 0,6 3/4 26,5 2,7 21,2 1,1 1 33,3 3,4 26,6 1,7 1 1/4 42,0 3,4 35,3 2,9 1 1/2 47,9 3,4 41,2 4,0 2 59,7 3,8 52,2 6,4 2 1/2 75,3 3,8 67,8 10,8 3 88,0 4,3 79,5 14,9 4 113,1 4,5 104,1 25,5 Tabela 06: Diâmetro x Vazão para tubos de cobre Fonte: Batista e Lara (2010) A NBR-7198, determina que seja considerado nas instalações hidráulicas de água quente o funcionamento máximo provável das peças de utilização e não o máximo possível. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 50 O dimensionamento dos alimentadores principais, ramais e sub-ramais dessas instalações devem ser os mesmos princípios das instalações de água fria já apresentados nas Aulas 02, 03 e 04. 5.2.3 Perdas de carga As perdas de carga nas tubulações de água quente devem ser calculadas da mesma forma como é feito nas instalações de água fria. 5.2.4 Diâmetro mínimo dos sub-ramais O diâmetro dos sub-ramais não pode ser menor ao indicado na Tabela 07. Peças de utilização Diâmetro (mm) Banheira 15 Bidê 15 Chuveiro 15 Lavatório 15 Pia de cozinha 15 Pia de despejo 20 Lavadora de roupa 20 Tabela 07: Diâmetro mínimo dos sub-ramais Fonte: Extraído de Macintyre (1990) 5.2.5 Aquecimento elétrico O aquecimento da água ocorre através da imersão de resistências metálicas. Sendo que essas resistências são revestidas por mica ou outro material resistente que os leva a suportar altas temperaturas. O cálculo dessa resistência é realizado através da seguinte equação: Onde: R é a resistência em ohms; ρ é a resistividade do material em ; l é o comprimento do resistor em metros; S é a seção do resistor em mm². INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 51 E para o cálculo da potência utiliza-se a seguinte equação: Onde: P é a potência em watts; I é a corrente em ampères. A quantidade de calor necessária para elevar uma massa m de um líquido de calor específico c de uma temperatura inicial t1 a uma temperatura final t2 é calculada através equação abaixo: Onde: Q é o calor necessário em Kcal; m é a quantidade de água em Litros; t2 é a temperatura final em °C; t1 é a temperatura inicial em °C; c é o calor específico em (para água, c = 1) Observação: 1,0 wh = 860 cal ou 1,0 kWh = 860 kcal. A quantidade de calor ainda pode ser calculada pela equação: Onde: R é a resistência em ohms; I é a corrente em ampères; t é o tempo de aquecimento em segundos. Encontrado a Quantidade de Calor, pode-se encontrar a Potência Consumida pelo equipamento elétrico através da seguinte relação: Onde: P é a potência consumida em kWh; Q é o calor necessário em Kcal; t = é o tempo necessário para aquecimento da água para temperatura desejada. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 52 ISTO ACONTECE NA PRÁTICA O bom funcionamento de um sistema de água quente depende de vários fatores. A escolha do material que vai ser utilizado nas tubulações é um desses fatores. É preciso avaliar como ocorre o comportamento do material durante a condução da água quente logo, ele deve apresentar poucas deformações, dilatações e contrações térmicas E dentre os materiais disponíveis, o cobre é o mais indicado devido a sua durabilidade e resistência ao calor. Porém, tubos e conexões plásticas também pode ser utilizadas como CPVC, PPR, PEX, PB e PERT. Sendo que tubos de aço galvanizado e conexões desse mesmo material não são recomendadas para utilizar em instalações de água quente porque a temperatura da água provoca a redução da camadade revestimento de zinco e futuramente levará a corrosão do ferro, danificando a tubulação. Por isso, ao projetar ou executar uma obra com esse tipo de instalação, muita atenção na especificação do material utilizado. Fonte:https://www.aecweb.com.br/revista/materias/como-escolher-o-isolamento-termico-para-as-tubulacoes-de-agua-quente/16832 Exemplo 01: Qual a capacidade de um reservatório de água quente para um edifício com 40 apartamentos residenciais, com os seguintes equipamentos sanitários, por unidade: banheira, lavatório, chuveiro e pia de cozinha. Consumo total: 40 banheiras x 26 L/h (ver Tabela 02) = 1040 40 lavatórios x 2,6 L/h = 104 40 chuveiros x 97,5 L/h = 3900 40 pias de cozinha x 13 = 520 5564 L/h Consumo máximo provável: 0,30 x 5564 = 1669,20 L/h Capacidade do reservatório: 1,25 x 1669,20 = 2087 L Exemplo 02: É preciso realizar o aquecimento de 200 litros de água da temperatura de 25°C para a temperatura de 60 °C, em três horas. A tensão disponível da rede é de 110 volts. Qual a potência elétrica consumida? Obs: 1,0 wh = 860 cal ou 1,0 kWh = 860 kcal. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 53 Exemplo 03: No exercício acima, foi admitido que o rendimento do boiler foi de 100 %. Mas pode ocorrer algumas variações na transferência de calor. Considerando isso, qual seria a potência consumida se o rendimento do boiler fosse de 95%? Nesse capítulo iniciamos o estudo das instalações prediais de água quente, estudamos alguns parâmetros para o dimensionamento dessas instalações e fizemos alguns exercícios de aplicação. No próximo capítulo finalizaremos o estudo das instalações prediais de água quente. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 54 CAPÍTULO 6 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ÁGUA QUENTE - PARTE 2 O sexto capítulo do livro tem como objetivo mostrar outras formas de aquecimento de água além da utilização dos aquecedores elétricos e realizar o dimensionamento desses métodos de aquecimento. Nos últimos anos, outras formas de aquecimento se popularizaram, pois funcionam como energia limpa e/ou geram economia financeira. 6.1 Aquecimento solar A utilização da energia solar como forma de aquecimento de água para as instalações hidráulicas prediais despontou como uma alternativa para reduzir os gastos com energia elétrica. Basicamente a utilização da energia solar consiste no aproveitamento do calor emitido pelo sol para o aquecimento de água. Esse tipo de aquecimento pode ser utilizado no ambiente industrial, comercial e doméstico. Piscinas podem ser aquecidas através desse tipo de instalação. No Brasil, as instalações com aquecimento solar começaram a surgir na década de 70 mas, foi apenas na década de 80 é que houve um aumento significativo dessas instalações devido a normas que foram criadas e principalmente a mão de obra qualificada para projetar e executar essas instalações. De acordo com Creder (2006), a utilização do aquecimento solar possui benefícios que outras instalações não apresenta como o fato dela ser uma fonte inesgotável, não poluir o ar, ser auto-suficiente, ser uma instalação silenciosa, ser fonte alternativa de energia ou seja é uma fonte de energia ambientalmente correta. Uma observação importante envolvendo essa instalação é que geralmente quando se utiliza esses aquecedores para uso doméstico, a instalação geralmente é complementada com a utilização do chuveiro elétrico pois em alguns dias não ocorre incidência de INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 55 sol adequada para fornecimento de água aquecida em temperatura confortável para algumas atividades como o banho. Além disso, a incidência de sol varia muito durante o dia e durante as estações do ano (CREDER, 2006). Um sistema de aquecimento solar basicamente é composto por: • Placa/Coletor solar; • Reservatório térmico; • Tubulações e conexões hidráulicas Sendo que o sistema de aquecimento solar pode ser feito através de dois métodos, a termossifão ou circulação forçada. O termossifão é um método de aquecimento de água que não utiliza um sistema de bombeamento, nos projetos residências é o mais utilizado pois ele é o mais indicado para baixos volumes de água. Nesse tipo de instalação, o reservatório precisa estar acima do coletor solar, pois o funcionamento do equipamento é realizado por correntes de convecção natural onde a parte quente tende a subir por causa da menor densidade, logo a água quente fica por cima da água fria. Na Figura 02, é apresentado um exemplo de uma instalação com sistema de termossifão. Figura 02: Sistema de aquecimento solar - termossifão Fonte: https://maisengenharia.altoqi.com.br/hidrossanitario/boas-praticas-para-o-sistema-de-aquecimento-solar/ Algumas recomendações na instalação desse tipo de sistema devem ser observadas para que seu correto funcionamento seja possível. O boiler, reservatório de água quente deve ficar a uma distância mínima de 15 cm do reservatório de água fria e o fundo do INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 56 boiler deve ficar a pelo menos 20 cm de distância da placa/coletor solar, limitando-se essa distância a 400 cm, conforme apresentado na Figura 03. Figura 03: Sistema de aquecimento solar instalação do termossifão Fonte: https://maisengenharia.altoqi.com.br/hidrossanitario/boas-praticas-para-o-sistema-de-aquecimento-solar/ A placa coletora solar, deve ser feita em material adequado de forma que realmente possibilite o aquecimento da água. Na Figura 04, é apresentado os componentes de uma placa/coletor solar, lembrando que todo esse tipo de instalação deve ser realizado com tubulação de cobre. Figura 04: Componentes de uma placa/coletor solar Fonte: Creder (2006). INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 57 Já o aquecimento solar por circulação forçada, é realizado com um auxílio de uma bomba conectada à energia elétrica, que faz com que a água circule dentro do circuito. Logo, nesse tipo de instalação o gasto com eletricidade é superior ao de termossifão. Existem algumas vantagens na instalação desse tipo de sistema como, o acumulador de água quente pode ficar em qualquer ponto da edificação, ele possui uma eficiência térmica melhor que a do outro sistema e o acumulador de água quente fica protegido, aumentando a sua durabilidade. Mas, como existe a necessidade da utilização de bomba nesse tipo de equipamento, seu gasto com energia elétrica é maior. 6.1.1 Dimensionamento da placa/coletor solar Segundo Creder (2006), a cada 1 m² da placa/coletor corresponde a 50-65 litros de água quente. Pode-se aplicar a seguinte equação para o cálculo do dimensionamento da placa/coletor solar: Onde: S é a área em m² Q é a quantidade de calor necessária em kcal/dia I é a intensidade de radiação solar em kWh/m² x dia ou kcal.h/m² η é o rendimento do aproveitamento da energia por painel, estimado, para fins práticos em 50%. A Figura abaixo apresenta uma instalação de aquecimento solar em uma residência. Figura 01: Exemplo de aquecimento solar Fonte: Portal Solar (2022) INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 58 6.1.2 Exemplo de dimensionamento da placa/coletor solar Suponha que será instalado um sistema de aquecimento solar em uma residência unifamiliar de 6 pessoas, desejamos calcular a área do coletor necessária. Resolução: Considerando a Tabela 01 da Aula 05, podemos considerar que cada pessoas consome 45 litros de água quente por dia. Logo, o consumo diário de água quente nessa residência será:Obs: m = quantidade de água quente em litros (consultar Aula 05). Supondo que a temperatura inicial da água seja de 20° C e a temperatura de saída do coletor solar seja de 60° C, determinar a quantidade de calor necessário para elevar uma massa m de líquido de uma temperatura inicial para uma final. *Equação mostrada na Aula 05 Se a residência for construída no Rio de Janeiro, a intensidade de radiação aproximada da cidade é: a cal/cm²/mín ou em 7 horas de exposição de sol, I = 4200 kcal/m² . dia. 6.2 Aquecimento a Gás O aquecimento de água através da utilização de gás, possui um funcionamento parecido com o que ocorre com os fogões. Basicamente existe um queimador envolvido INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 59 por uma serpentina onde ocorre a circulação da água para aquecimento. A Figura 02, apresenta um exemplo de aquecimento à gás. Costuma-se instalar os aquecedores no banheiro ou na cozinha. Esse tipo de sistema pode ter acumulação de água quente utilizado um reservatório tipo boiler ou não. Quando existe a utilização de boiler no sistema, podemos denominá- lo como aquecedor por acumulação, já quando o aquecimento de água é imediato ao uso chamamos de aquecimento por passagem. Um dado importante envolvendo esse tipo de aquecimento é que ele necessariamente precisa ter uma pressão de rede adequada para a passagem de água no aquecedor, pois o aquecedor precisa “sentir” a água entrando no circuito para ser acionado. Figura 02: Aquecedor de gás Fonte: Creder (2006). Existem muitas vantagens em relação a utilização de aquecedor a gás, mas talvez a principal esteja relacionada a economia financeira já que a utilização de chuveiro elétrico é uma das grandes vilãs do alto preço de contas de energia. Além disso outras vantagens devem ser consideradas como: • É possível conseguir um grande volume de água quente; INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 60 • A água aquecida apresenta temperatura elevada geralmente mais alto do que a de um chuveiro elétrico; • É possível ter água quente em vários de pontos de utilização de forma simultânea; • Para realizar o aquecimento pode ser utilizado gás natural ou GLP; • Os aquecedor de gás costumam ter uma vida útil longa, acima de 15 anos (quando operados da forma correta). Um dos itens mais importantes relacionados a instalação do sistema de aquecimento de gás é chaminé de exaustão dos gases nocivos como o monóxido de carbono, esse componente fica no ambiente externo às edificações que utilizam esses equipamentos. ANOTE ISSO O sistema de aquecimento a gás se popularizou ao longo dos últimos anos por conta da economia em energia elétrica que ele gera. Porém, é preciso deixar bem claro para as pessoas que o utilizam da necessidade das manutenções periódicas que o sistema precisa passar. Apenas empresas certificadas pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) devem fazer essas manutenções/ vistorias. Os acidentes costumam ser fatais quando ocorre a intoxicação por monóxido de carbono, como esse que ocorre na cidade do rio de Janeiro em 2021: https:// g1.globo.com/rj/rio-de-janeiro/noticia/2021/07/10/casal-morreu-no-leblon-por- problema-no-aquecedor-a-gas-segundo-laudo.ghtml. 6.2.1 Escolha do aquecedor A escolha do tipo de aquecedor a gás a ser instalado depende de vários fatores, como qual o tipo de gás disponível para instalação na região do empreendimento onde será necessário o aquecimento, quantidade de pontos que vão precisar de água quente disponível, tipo de ocupação do empreendimento, entre outros. O importante é escolher o aquecedor que atenda a demanda e que sua instalação seja realizada da forma correta ou seja através de mão de obra especializada em instalação desse tipo de aquecedor. https://g1.globo.com/rj/rio-de-janeiro/noticia/2021/07/10/casal-morreu-no-leblon-por-problema-no-aquecedor-a-gas-segundo-laudo.ghtml https://g1.globo.com/rj/rio-de-janeiro/noticia/2021/07/10/casal-morreu-no-leblon-por-problema-no-aquecedor-a-gas-segundo-laudo.ghtml https://g1.globo.com/rj/rio-de-janeiro/noticia/2021/07/10/casal-morreu-no-leblon-por-problema-no-aquecedor-a-gas-segundo-laudo.ghtml INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 61 6.2 Aquecimento com Caldeira Alguns métodos de aquecimento de água, não são tão populares como os aquecedores elétricos, a gás ou o aquecedor solar, é o caso das caldeiras para aquecimento de água. Esse tipo de aquecimento pode ser utilizado em edifícios comerciais, residenciais, indústrias e residências. Elas podem variar muito de tamanho dependendo do volume a ser utilizado de água quente. As caldeiras de uma forma geral são compostas por termostato para regular a temperatura, uma válvula de gás, um manômetro que serve para monitorar a pressão da água, uma válvula que faz a alimentação de água, uma válvula redutora de pressão, uma saída de ar, um tanque de expansão onde a água quente é mantida, uma válvula que realiza o controle de fluxo, uma válvula para aliviar a pressão e uma válvula de drenagem. As caldeiras podem ser divididas em dois grupos principais: as caldeiras de tubos de fogo e as caldeiras de tubos de água. Na primeira os gases quentes atravessam o interior do tubo e realizam o aquecimento da água. Já na segunda, o calor é aplicado ao redor do exterior do local onde a água fica armazenada. As caldeiras necessitam de manutenção regularmente por causa do risco de explosões. Na Figura 03, é apresentado o esquema de uma caldeira. Figura 03: Esquema de uma caldeira Fonte: TOGAWA Engenharia (https://togawaengenharia.com.br/blog/partes-que-compoem-uma-caldeira/) Nessa aula nós aprendemos sobre o método de aquecimento de água através da energia solar e através de aquecimento à gás, juntando a Aula 05, nós aprendemos sobre o dimensionamento e aquecimento de água nas instalações hidráulicas prediais. INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 62 CAPÍTULO 7 INSTALAÇÃO HIDRÁULICA PREDIAL DE ESGOTO SANITÁRIO A Aula 07 tem como objetivo descrever as características das instalações prediais de esgoto sanitário. Toda água utilizada nas edificações, sejam elas de instalações de água quente ou fria, torna-se esgoto após a sua utilização. Se nos referimos ao esgoto produzido em edificações residenciais, temos o chamado esgoto doméstico, se nos referimos ao esgoto produzido em uma edificação industrial temos o esgoto industrial, entre outros. Neste capítulo vamos como é realizada a destinação do esgoto produzido em uma edificação para o seu local de coleta. A NBR 8160:1999, estabelece as recomendações acerca do projeto, execução e manutenção das instalações prediais de esgoto sanitário. 7.1 Instalação Predial de Esgoto Sanitário Essas instalações possuem alguns requisitos mínimos determinados na NBR 8160: • O esgoto deve possuir um escoamento rápido; • A tubulação deve possuir fácil desobstrução; • Essas instalações devem possuir mecanismos que impeçam a passagem de gases e animais do interior das instalações para o exterior e vice e versa; • Não pode ocorrer acúmulo de gases no interior das tubulações. As instalações das redes prediais de esgoto, podem ser divididas de acordo com o acesso delas aos gases provenientes do coletor público em: • Instalação primária: essas tubulações e dispositivos possuem acesso aos gases provenientes do coletor público. De acordo com Macintyre (1990), esse trecho da instalação é composto pelo coletor predial, subcoletores , caixas de inspeção, tubos de queda, ramais de descarga (que servem apenas um aparelho sanitário), ramis de esgoto (que servem mais um equipamento sanitário), tubos INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS PROF.a MARCILENE BERNARDO SILVA FACULDADE CATÓLICA PAULISTA | 63 ventiladores e colunas de ventilação sanitária, desconectores,
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