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Instalações Hidráulicas - Projeto 1. Marlon Marcos Lima dos Santos - RA- 251122021 INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS CADERNO TÉCNICO 1. Acadêmico do curso de Engenharia Civil, Centro Universitário ENIAC. e-mail: 251122021@eniac.edu.br CADERNO TÉCNICO sumário 1. Tipos de instalações ( Sprint 1 ) Instalações de água fria ( Sprint 2 ) Abastecimento direto e indireto ( Sprint 3 ) Projeto utilizado, termos técnicos ( Sprint 4 ) 1. Tipos de instalações ( Sprint – 1 ) Instalação Hidráulica Definição De origem grega, a palavra hidráulica significa, em contexto literal, condução de água (hidro = água e aulos = tubo/condução). Em um contexto mais específico, o termo representa transporte de energia e informação por meio do fluido. Princípio de funcionamento Um líquido é um fluido bem pouco compressível, sendo, portanto, de volume fixo, mas de forma variável, que condiz com o formato do recipiente. À qualquer temperatura acima da zero absoluto (0K), as moléculas do liquido apresentam aleatório e incessante. Tal movimento ocasiona colisões das moléculas com as paredes do recipiente resultando em uma pressão exercida pelo líquido. Assim, um líquido aprisionado em um sistema fechado está submetido a uma pressão, a qual será distribuída para todas as partes do líquido pelo o Princípio de Pascal. Então, em um sistema hidráulico, a pressão do fluido é utilizada para realizar trabalho mecânico. O que é instalação hidráulica? Uma instalação hidráulica é o sistema de abastecimento, distribuição e escoamento de água. Ela é composta pelos projetos arquitetônico e hidráulico, caixa d’água, redes de distribuição de água fria e quente, coleta de esgoto e águas pluviais. Classificação dos sistemas de instalação hidráulica De maneira geral, os sistemas podem ser classificados em diretos, indiretos ou mistos. Os sistemas diretos não utilizam reservatório, sendo a água abastecida diretamente da rede pública; é um sistema de baixo custo. Os sistemas indiretos necessitam do reservatório de água. Os sistemas mistos, portanto, são abastecidos por ambos os sistemas, direto e indireto. Tipos de instalação hidráulicas Instalações de água fria. Instalações de água quente. Rede de Esgoto. Rede de águas pluviais - As instalações de água fria são o conjunto de tubulações, dispositivos, equipamentos e reservatórios que têm a finalidade de abastecer os pontos de utilização de água em uma edificação. - A instalação de água quente é um conjunto formado por aparelhos, componentes e materiais que, juntos, permitem que a água que sai de torneiras, chuveiros, duchas e banheiras, por exemplo, esteja aquecida. Essas tubulações operam em temperatura média de até 70°C, limite definido pela NBR 5626 – Sistemas prediais de água fria e água quente — Projeto, execução, operação e manutenção, norma brasileira que regula esses sistemas - As instalações de rede de esgoto, cuja função é receber a água que já foi utilizada em uma casa ou edifício, é composta por diversos tubos que servem para recolher a água que foi usada em cada peça sanitária – como tanques, vasos sanitários, bidês, pias de banheiros e cubas de cozinhas. As instalações são divididas em dois segmentos: a primária, que fica em contato com os gases provenientes do coletor público ou particular, e a secundária, que não tem acesso a esses gases, pois está protegida por um fecho hídrico. - As instalações de redes de águas pluvias se destina exclusivamente ao recolhimento e condução das águas pluviais ( chuva), não se admitindo quaisquer interligações com outras instalações prediais, para que não haja sobrecarrega nas tubulações dos esgotos e por se tratar de águas de chuvas, podem ser despejadas direto nos rios não necessitando de tratamento. 2. Instalações de água fria ( Sprint – 2 ) Definição: Sistema composto por tubos, reservatórios, peças de utilização, equipamentos e outros componentes destinados a conduzir água fria da fonte de abastecimento aos pontos de utilização. Norma reguladora: A Norma que fixa as exigências à maneira e os critérios para projetar as instalações prediais de água fria, atendendo às condições técnicas mínimas de higiene, economia, segurança e conforto aos usuários, é a NBR 5626 –Instalação Predial de Água Fria. Devem ser projetadas de modo que, durante a vida útil do edifício, preserve a potabilidade da água. Como preservar a potabilidade _ Limpeza a cada 6 meses do reservatório (caixa de água). _ Filtros de entrada de reservatório ou saída de hidrômetro. Exigências do Projeto _Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes; _Promover economia de água e de energia; _Possibilitar manutenção fácil e econômica; Dimensionamento das Instalações de Água Fria Dimensionamento é o ato de determinar dimensões e grandezas. As instalações de água fria devem ser projetadas e construídas de modo a: _ Garantir o fornecimento de água de forma continua, em quantidade suficiente, compressões e velocidades adequadas para o sistema de tubulações e peças de utilização(chuveiro, torneiras, etc) funcionem perfeitamente; _ Preservar rigorosamente a qualidade da água do sistema de abastecimento; _ Garantir o máximo de conforto aos usuários, incluindo a redução dos níveis de ruído nas tubulações Dimensionamento das Instalações de Água Fria O dimensionamento das instalações prediais de água fria envolve basicamente duas etapas: _ Dimensionamento dos reservatórios _ Dimensionamento das tubulações Dimensionamento de reservatório Estimativa de Consumo Para fazer o dimensionamento de Reservatórios, seja uma residência térrea ou sobrado ou até mesmo um edifício, precisaremos fazer uma estimativa de consumo de água. Esta estimativa varia de acordo com o uso do edifício. Se for de uso residencial, por exemplo, a estimativa é per capita (por morador), se for uma escola, por aluno e se for um supermercado, por metro quadrado de área. A estimativa de consumo diário é dada pela Norma NBR-5626 através de duas tabelas: Tabela 1 - Estimativa de consumo diário de água Tabela 2 - Taxa de ocupação de acordo com a natureza do loca Capacidade dos reservatórios A capacidade dos reservatórios não pode ser inferior ao consumo diário calculado e recomenda-se que não seja superior a 3 vezes o mesmo. Tudo vai depender da região onde o projeto está sendo implantado. Existem regiões de São Paulo que raramente faltam água como por exemplo a área da Av. Paulista, por causa da grande concentração de hospitais. Nessas regiões, podemos calcular pela capacidade mínima. Outras regiões da grande S. Paulo não têm a mesma sorte. Podem ficar dias sem abastecimento. O importante é ficar atento na hora de projetar ou se quiser, adotar a média: 1,5 vezes a estimativa diária de consumo Reservatórios em edifícios De acordo com a Sabesp, se a edificação tiver mais de 3 pavimentos (térreo + 2), é obrigatória a divisão da capacidade calculada do reservatório em um reservatório inferior e em um reservatório superior. Essa divisão deve respeitar a seguinte proporção: - Reservatório superior: 2/5 do total (40%) - Resertatório inferior: 3/5 do total (60 %) Se os reservatórios tiverem capacidade superior a 4.000 litros eles devem ser divididos em duas células de volume igual visando a manutenção e a limpeza Reserva de Incêndio Além do volume calculado para consumo, devemos acrescentar ao reservatório a água destinada aos hidrantes ou outros dispositivos de combate a incêndio. Este volume varia de acordo com a cidade ou o estado por causa das normas do Corpo de bombeiros. De acordo com as normas do Corpo de Bombeiros de São Paulo, a reserva de incêndio varia de acordo com o tipo da edificação, da área construída e do tipo de esguicho do hidrante. Por exemplo, para um edifício residencial, areserva de incêndio pode variar de 5 m3 (para edifícios com área construída menor que 2.500 m2) até 47 m3 (para edifícios com área superior a 50.000 m2 Tabela - Volume de reserva de incêndio mínima (m3) (fonte: Corpo de Bombeiros do Estado de S. Paulo IT - 22 e IT - 01( instrução técnica) Reserva de ar condicionado Se o edifício possuir sistema de ar condicionado, também deverá ser previsto um reservatório para a captação de água para o mesmo, que produz diariamente. Esse volume varia de acordo com o fornecedor e do tipo de sistema de ar condicionado. Abastecimento direto e indireto ( Sprint 3 ) Sistema de distribuição da água desde a sua captação até as torneiras REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA É a unidade do sistema de abastecimento que conduz água para os pontos de consumo (prédio, indústrias etc). É formada por um conjunto de tubulações e peças especiais dispostas convenientemente de forma a garantir o bom atendimento dos pontos de consumo. Sistema de abastecimento direto Sistema direto O sistema direto é aquele em que todas as peças de utilização do edifício são ligadas diretamente a rede pública, através de uma rede de distribuição. Sistema de distribuição indireto Sistema indireto por gravidade No sistema indireto por gravidade, a rede de distribuição do edifício é alimentada a partir de um reservatório elevado. Sistema indireto Hidropneumático – SI-H No sistema indireto Hidropneumático, a rede de distribuição é pressurizada através de um tanque de pressão que contém água e ar. Redução de pressão A necessidade da limitação das pressões e velocidade de fluxo máximas nas redes de distribuição é feita com vistas aos problemas de emissão de ruídos e do golpe de Ariete. Menor ou igua a 400 (KPA ) MCA Sistema predial de água fria Sub - sistema de alimentação: Ramal predial Cavalete / hidrômetro Alimentador predial Sub – sistema de reserva: _ Reservatório inferior _ Estação elevatória _ Reservatório superior Sub - sistema de distribuição interna: _ Barrilete _ Coluna _ Ramal _ Sub-ramal Cavalete / Hidrômetro Reservatório inferior e estação elevatória Reservatório inferior – RI Reservatório superior e barrilete Reservatório superior – RS Coluna / Ramal / Sub - ramal Projeto utilizado, termo técnico ( Sprint 4 ) Elaboração e responsabilidade técnica Todo e qualquer projeto, de instalação hidráulica predial, deve ser feito por um profissional projetista de nível superior, legalmente habilitado e com conhecimento na área afim, portanto este profissional deve ser qualificado para a elaboração do projeto hidráulico predial. Exigências a serem observadas em um projeto de instalação hidráulica predial As instalações prediais de água fria devem ser construídas de modo que atenda aos seguintes requisitos citados na NBR5626, que são: a) Preserve a potabilidade da água; b) Garanta o fornecimento contínuo de água, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes; c) Promova economia de água e energia; d) Possibilite manutenção de maneira fácil e econômica; e) Evite ruídos inadequados à ocupação do ambiente; f) Proporcione conforto aos usuários, p revendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigências dos usuários Tratamento de água O tratamento da água para o consumo é feito em Estações de Tratamento de Água, conhecida como ETA. Este tratamento é a retida das impurezas da água bruta, tornando-a assim uma água purificada. A captação da água bruta é feita em rios ou represas que possam suprir a demanda por água da população e das indústrias abastecidas levando em conta o ritmo de crescimento. Antes que vá para o sistema de distribuição de água através de adutoras, passa por um processo de tratamento com várias etapas. O processo de tratamento utiliza processos físicos e químicos para que a água adquira as propriedades desejadas que a torne própria para o consumo. As etapas do tratamento de água são: a) Oxidação - O primeiro passo é oxidar os metais presentes na água, principalmente o ferro e o manganês, que normalmente se apresentam dissolvidos na água bruta. Para isso, injeta-se cloro ou produto similar, pois tornam os metais insolúveis na água, permitindo, assim, a sua remoção nas outras etapas de tratamento. b) Coagulação - A remoção das partículas de sujeira se inicia no tanque de mistura rápida com a dosagem de sulfato de alumínio ou cloreto férrico. Estes coagulantes, têm o poder de aglomerar a sujeira, formando flocos. Para otimizar o processo adiciona -se cal, o que mantém o pH da água no nível adequado. c) Floculação - Na floculação, a água já coagulada movimenta-se de tal forma dentro dos tanques que os flocos misturam -se, ganhando peso, volume e consistência. d) Decantação - Na decantação, os flocos formados anteriormente separam-se da água, sedimentando-se, no fundo dos tanques. e) Filtração - A água ainda contém impurezas que não foram sedimentadas no processo de decantação. Por isso, ela precisa passar por filtros constituídos por camadas de areia ou areia e antracito suportadas por cascalho de diversos tamanhos que retêm a sujeira ainda restante. f) Desinfecção - A água já está limpa quando chega a esta etapa. Mas ela recebe ainda mais uma substância: o cloro. Este elimina os germes nocivos à saúde, garantindo também a qualidade da água nas redes de distribuição e nos reservatórios. g) Correção do pH - Para proteger as canalizações das redes e das casas contra corrosão ou incrustação, a água recebe uma dosagem de cal, que corrige seu pH. h) Fluoretação - Finalmente a água é fluoretada, em atendimento à Portaria do Ministério da Saúde. Consiste na aplicação de uma dosagem de composto de flúor (ácido fluossilícico). Reduz a incidência da cárie dentária, especialmente no período de formação dos dentes, que vai da gestação até a idade de 15 anos. Hidrômetro Os hidrômetros instalados pelas concessionárias de água são conhecidos como Unidades Medidoras de Consumo (UMC), este aparelho contabiliza o consumo mensal de água de uma determinada edificação. O padrão deve ter um afastamento de, no máximo, 1,50m (um metro e meio) em relação à testada do lote (muro de frente). No caso em que a s posturas municipais exigirem um afastamento da fachada superior a 1,50m em relação à divisa do passeio, o padrão poderá ser deslocado, a critério da COPASA. Se você for instalar o padrão próximo ou paralelo ao padrão da CEMIG, observe que deverá existir um a distância mínima de 30 cm entre eles e os seus respectivos ramais internos. O local de instalação deve ser de fácil acesso, facilitando a leitura mensal do hidrômetro. Como fazer a leitura no Hidrômetro da COPASA? Os números em preto no hidrômetro indicam o volume em m³. Os números em vermelho indicam o volume em litros Cavalete / Hidrômetro Prescrições para reservatórios Segundo a norma NBR 5626 reservatórios devem ser projetados e construídos de maneira que: - Sejam perfeitamente estanques; - Possua paredes lisas, executadas com materiais que não alterem a qualidade da água e que resistam ao ataque da mesma; - Impossibilite o acesso de elementos que poluam ou contaminam a água; - Possua abertura p ara inspeção, limpeza e eventuais reparos e que sejam dotados de extravasor; - Tenha canalização para esgotamento e, quando a área do fundo for superior a 2m2, este deverá ser inclinado a fim de permitir o seu perfeito esvaziamento. OBS.: Alguns Códigos Municipais estabelecem que os reservatórios com capacidade superior a 4.000 litros de vem ser divididos em dois compartimentos iguais, sendo estes interligados através de u m barrilete. No sistemaindireto por gravidade, a rede de distribuição do edifício é alimentada a partir de um reservatório elevado. Tubulação de Sucção: As linhas de sucção deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos, conforme abaixo: - A sucção deve ser a mais curta possível, nunca ultrapassando a 7,50 m, que e o limite prático. Sempre que possível deve ser inferior a 5,00 m; - A altura de sucção somada às perda s de carga e a pressão do vapor d'água não deverão ultrapassar os limites práticos de capacidade de sucção das bombas, indicados pelos fabricantes; - Deverá ser estanque, evitando assim a entrada e formação de bolas de ar; - A redução entre a bomba e a tubulação de sucção deverá ser excêntrica, evitando assim a formação de bolhas de ar; - O registro de gaveta deverá ser colocado na horizontal (haste na horizontal), para evitar também a formação de bolhas de ar; - A válvula de pé deverá ser bem dimensionada e especificada e deve ficar a 30 cm do fundo; - Para impedir que objetos estranho s danifiquem a bomba, um crivo deverá ser instalado no início da sucção, tendo 3 a 4 vezes a área da tubulação. Tubulação d e Recalque: As linhas de recalque deverão ser projetadas e construídas obedecendo aos requisitos técnicos mínimos, conforme abaixo: - Colocar na saída da bomba, em primeiro lugar, uma válvula de retenção e depois um registro de gaveta ou esfera. A válvula de retenção irá proteger a bomba contra: - Pressão excessiva. - Efeito do golpe de aríete, quando da parada da bomba e também a possibilidade da mesma girar em sentido contrário. O registro de gaveta tem por final idade possibilitar a manutenção. Partes Integrantes de Uma Instalação hidráulica Instalação predial é o conjunto de canalizações, aparelhos e dispositivos hidráulicos de controle, empregados no abastecimento e distribuição d e água em uma residência. Para facilitar a compreensão e estudo, este conjunto foi dividido em partes que são: - Água Fria: Água à temperatura dada pelas condições do ambiente. - Água Potável: Água que atende ao padrão de potabilidade determinado pela Portaria nº 36 do Ministério da Saúde. - Hidrômetro: Unidade Medidora Consumo (UMC). - Alimentador Predial: Tubulação que liga a fonte de abastecimento a um reservatório de água de uso doméstico . - Reservatório Inferior: É próprio dos edifícios com vários andares. A água que fica depositada neste reservatório é recalcada para o reservatório superior, através de moto – bombas. Este reservatório compreende em media 60% do volume total de água reservado para o abastecimento do edifício. - Conjunto Motor Bomba: Conjunto formado por um motor elétrico e uma bomba, que pode ser de vários tipos, dentre eles estão, as bombas centrífugas, bomba de pistão, de diafragma, etc. Os conjuntos de moto - bombas, ficam instaladas próximo aos reservatórios inferiores, tendo em geral, duas motos - bombas, uma destina-se à reserva em caso de defeito da outra. - Instalação Elevatória: Sistema destinado a elevar a pressão da água em uma instalação predial de água fria, quando a pressão disponível na fonte de abastecimento for insuficiente, para abastecimento do tipo direto, ou para suprimento do reservatório elevado no caso de abastecimento do tipo indireto. Inclui também o caso onde um equipamento é usado para elevar a pressão em pontos de utilização localizados. - Reservatório Superior: São caixas que ficam na laje ou forro das edificações, e destina-se ao suprimento de água por gravidade. É sabido que, quanto mais alto estiver o reservatório, maior será a pressão hidráulica exercida nas tubulações. Destas caixas nascem os barrilete s, as colunas de distribuição e as colunas destinadas ao combate de incêndios. - Barrilete: Tubulação que se origina no reservatório e da qual derivam as colunas de distribuição ou p rumadas, quando o tipo de abastecimento é indireto. No caso de tipo de abastecimento direto, pode ser considerado como a tubulação diretamente ligada ao ramal predial ou diretamente ligada à fonte de abastecimento particular. - Prumada: São tubulações verticais que em prédios derivam dos barriletes e alimentam todas as coluna s de distribuição dos apartamentos. - Coluna de Distribuição: Tubulação vertical que pode derivar de barriletes, diretamente do fundo das caixas d’água ou das prumadas. Estas colunas, no interior das residências são dotadas também de registro geral e se destinam ao abastecimento dos ramais de alimentação. - Ramal: Tubulação derivada da coluna de distribuição e destinada a alimentar os sub-ramais. - Sub-ramal: Tubulação que liga o ramal ao ponto de utilização. - Ponto de utilização (da água): Extremidade a jusante do sub-ramal a partir de onde a água fria passa a ser considerada água servida. Qualquer parte da instalação pred ial de água fria, a montante desta extremidade, deve preservar as características da água para o uso a que se destina. Conjunto Motor Bomba Instalação Elevatória Barrilete Prumada Coluna de Distribuição / Ramal / Sub - ramal Ponto de utilização (da água)
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